2011级电气工程及其自动化专业

电子技术课程设计

由热敏电阻构成的电子蜡烛的设计

姓 名：

院 别：

专 业： 电气工程及其自动化

学 号： 指导教师：

20xx年7月

工学院课程设计评审表

商丘师范学院课程设计

例：8路智力竞赛抢答器的设计

1 设计任务与要求

1.1 基本功能

①设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。

③抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器发出音响提示 此外．要封锁输人电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。

1.2 扩展功能

①抢答器具有定时抢答，且一次抢答的时间长度可以由主斤主持人（如30 s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的音响，音响持续时间为0.5 s左右。

②参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作．显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

③如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后做无效抢答，时间显示器上显示00。

2 设计原理

定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答；扩展电路完成定时抢答的功能。

图1 定时器总体框图

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图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间；当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器发出音响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时开始。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手在超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：

①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码电路显示编号； ②扬声器发出短暂音响，提醒节目主持人注意。

③控制电路要对输人编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。

④控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余抢答时间．并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关．使系统回复到禁止工作状态，以便进行下—轮抢答。

3 电路设计

3.1 抢答电路

抢答电路的功能有两个：—是能分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图2所示。

图2 抢答器电路

其工作原理是：当主持人的控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q～1Q）全部为低电平，于是74LS48的RBI＝0，显示器灭灯；74LS48的选通输入端ST＝0， 74LS48处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路

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和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端I7、··· 、I0输人信号。

当有选手将键按下时（如按下S5，74LS148的输出Y2Y1Y0＝000，EX＝0，经RS锁存器后，

CTR＝1，B＝1，74LS279处于工作状态； 4Q3Q2Q＝101，经74LS48译码，显示器显示“5”。此外，CTR＝1，使74LS148的ST端为高电平．74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输人。当选手按下的键松开后，74LS148的YEX为高电平；但由于CTR维持高电平不变，所以，74LS148

仍处于禁止工作状态，其他按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

3.2 定时电路

节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间长度，通过预置时间电路对计数器进行预置。现选用十进制同步加／减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供，具体电路如图3所示。电路工作原理请同学们根据数字电路课程所学内容自行分析。

图3 可预置时间的定时电路

3.3 报警电路

由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。

其中555定时器构成多谐振荡器，振荡频率为

f0?1(R1?2R2)Cln2?1.43(R?2R)C12 1

其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作；反之，电路停振。

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图4 报警电路

3.4 时序控制电路

时序控制电路是抢答器设计的关键。它要完成以下三项功能：

①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常工作状态。

②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。

③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 根据上面的功能要求以及图2和图3，设计的时序控制电路如图5所示。

（a）抢答定时电路的时序控制电路 （b）报警电路的时序控制电路

图5 时序控制电路

图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端ST。图2-15（a）的工作原理是：主持人将控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时．来自于图2-12中的74LS279的输出CTR＝0，经G3反相，A＝l，则从555输出瑞来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输人端，定时电路进行递减计时；同时，在定时时间未到时，来自图2-13中74LS192的借位输出端2＝1，门G2的输出ST＝0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，CTR＝1，经G3反相，A＝0，封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出ST＝1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，来自74LS192的BO2＝0，ST＝1，74LS148处于禁止工作状态，

禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路保持00状态不变，从

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而实现功能③的要求。74LS121用于控制报警电路及发声的时间。

3.5 整机电路

经过以上各单元电路的设计，便得到定时抢答器的整机电路，如图6所示。

图 6 定时器的主体逻辑电路图

4 器件明细表

以表格的形式列出所有器件的名称、型号（参数）、数量，甚至产地（厂家）材质、尺寸、价格、批号，以及有无特殊要求，比如：是否耐腐蚀、耐高温等。本报告必须包括前三项，后续项目

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不做要求。

5 PCB设计

5.1 参数设定

尺寸：8cmX6cm 线宽：不小于1mm 线距：大于1mm 盘径：大于2mm （集成电路焊盘建议采用椭圆焊盘，采用椭圆焊盘其横向宽度可适当减小。） 孔径：粗引线器件的孔径应根据实物线径来定，其他器件的孔径可采用0.8mm。

5.2 PCB图

6 组装调试

6.1 实物图片

6.2 实测参数

6.3 分析误差原因

7 设计体会

设计过程中……

参考资料

[1] 崔本亮,张雷.八位竞赛抢答器电子系统电路分析与设计[J].现代电子技术,2009,32(20):198-199.

[2] 韩满林.用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计[J].电子工程师,2007,33(12):77-80.

[3] 赵玉珠.测量仪表与自动化[M].山东东营:石油大学出版社,1997.

……

8

 

第二篇：模拟电子技术课程设计报告模板-13电子信息工程本

            

 模拟电子技术课程设计报告

 设计题目                                

授课教师           张秀梅               

学生姓名                        

学    号                    

专    业      13电子信息工程本科

教学单位      物理与电子信息学院      

完成时间        20##年1月5日

（以上内容上下中心对齐）

正文部分要求：

1. 文中一级标题四号黑体，二级标题小四黑体；

2. 正文部分小四、宋体、1.5倍行距；

3．正文中图、表标号：5号宋体，格式“如图1.1、表2.1”等；

4．文中的所有硬件电路图用绘图软件画出，大小比例统一，图内字体不大于正文小四；

5．报告的参考文献5篇以上，在正文内引用处以上标形式标注；

1）参考文献列出格式如下：

[1]余孟尝主编．数字电子技术基础简明教程（第二版）［M］．北京：高等教育出版社，20##，8：45-56．　

｛其中的“，　．”为全角英文下标点。｝

[2] 张国栋．TL494的功能和检测方法[J]．中国教育技术装备，20##（11）：32-33．

2）正文中的文献标注:

在软件和硬件的设计中，系统的抗干扰性和系统的实时性与准确度成了解决数字表的关键所在^[3]。

课程设计选题及要求（任选其一）

1.（温度、光照）检测、报警电路设计；

要求：设计电路实现温度、光照等信息量的检测，设定阈值，实际值超过设定值，可以实现声光报警并执行动作；

2. 信号源电路设计；

要求：设计信号源电路，可以实现正弦波、方波信号，其中频率500---20KHz可调，幅值在1-3V连续调节；

3.低频功率放大器设计；

要求：设计功率放大电路，要求能驱动0.5W、16欧姆的扬声器正常工作；

4.题目自拟，符合模电课程内容范围，可以适当外延；

一、设计分析

（一）           提出至少2种方案。

（二）           对比确定一种方案。

（三）           方案可行性分析

分析所选题目，给出方案框图，对所选择的方案，详细分析工作原理，及其参数设置情况。对所做电路功能进行说明，给出设计的大体思路，用哪种类型元器件及电路结构，可以实现设计要求。

二、硬件设计

根据确定的方案框图，根据要求进行参数计算，进行各模块硬件设计（包括器件选型、结构连接、具体电路图）。

三、硬件制作

（一）硬件电路制作方法

1.实验台连接2.面包板插接3.万用表焊接4.制作PCB。任选一种方法制作硬件电路。

（二）硬件电路制作过程

四、电路仿真测试

   （一）画出仿真电路图

    

（二）仿真测试、结果记录

五、设计总结

   写出通过本次课程设计所学知识和体会。

六、参考文献

至少5篇，详见字体字号格式要求。

目 录

第1章 绪论.................................................................... 1

1.1 信号发生器的应用....................................................... 1

1.2 信号发生器的分类....................................................... 2

1.3设计任务及主要技术指标................................................. 4

第2章 总体方案设计............................................................ 5

2.1 信号发生器的实现方法................................................... 5

2.2 本设计总体方案......................................................... 6

2.3 正弦波信号生成方案..................................................... 7

2.3.1 振荡信号的生成方法.............................................. 7

     2.4 频率步进方案............................................................ 7

第3章 电路设计和仿真分析..................................................... 12

3.1 RC振荡与稳幅电路设计................................................. 12

3.1.1 电路参数计算................................................... 12

3.1.2 电路仿真与分析................................................. 13

3.2 正弦波调幅电路设计.................................................... 14

3.3 脉冲波生成电路设计.................................................... 16

第4章 电路的制作和测试结果................................................... 18

4.1 电路的制作............................................................ 18

4.2 测试结果.............................................................. 18

第5章 课程设计总结........................................................... 20

参考文献...................................................................... 21

附录Ⅰ 电路图................................................................. 22

附录Ⅱ 仿真电路图............................................................. 23