西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育

1、西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育電子產(chǎn)品制造工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、 課程基本信息【課程設(shè)計(jì)名稱】電子產(chǎn)品制造工藝【課 程 歸 屬】 信息學(xué)院【適 用 專 業(yè)】應(yīng)用電子技術(shù)【專業(yè)基礎(chǔ)課程】電工學(xué)、電子技術(shù)基礎(chǔ)二、 課程設(shè)計(jì)目的 電子產(chǎn)品制造工藝的課程設(shè)計(jì)是為了加強(qiáng)學(xué)生的思維能力和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。把本門課程與電工學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，讓學(xué)生能根據(jù)給定的題目和要求自主完成電路的設(shè)計(jì)、仿真、制作和調(diào)試等系列工作。三、 設(shè)計(jì)概況及要求 電子電路的設(shè)計(jì)一般包括擬定性能指標(biāo)、功能模擬等方面。電子電路的一般設(shè)計(jì)步驟為： （1）選擇整體設(shè)計(jì)方案。所謂整體方案就是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)指標(biāo)和給定的條件，

2、分析所要設(shè)計(jì)的電路的功能，并將整體功能分解成若干單元，分清主次和相互的關(guān)系，形成若干單元功能模塊組成的整體方案。該方案可以有多個(gè)，需要通過(guò)實(shí)際調(diào)查研究，查閱相關(guān)資料，選擇最合理的方案進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。 （2）方案確定后，畫出詳細(xì)框圖，然后開(kāi)始進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)。在明確每個(gè)單元電路的技術(shù)指標(biāo)之后，要分析清楚單元電路的工作原理，設(shè)計(jì)出各單元電路的結(jié)構(gòu)形式，要善于查閱各種技術(shù)資料，靈活運(yùn)用和處理所查閱的相關(guān)知識(shí)。 （3）單元電路原理清楚后，就需要用具體元器件來(lái)搭建電路。在選擇元器件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮集成器件，換句話說(shuō)，如果直接用集成器件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)功能的，原則上不考慮用分離元器件來(lái)搭建電路。另外，器件的在選擇

3、時(shí)，除要充分考慮其功能和詳細(xì)指標(biāo)，還應(yīng)考慮器件的價(jià)格、體積、在市場(chǎng)上容不容易獲取等情況。 （4）元器件確定好后，開(kāi)始搭建電路。現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法基本都是采用EDA工具來(lái)完成的。一方面，對(duì)于一般的模擬數(shù)字電路，可采用仿真軟件對(duì)單元電路逐個(gè)進(jìn)行模擬仿真，仿真軟件中的虛擬元器件及虛擬儀器基本都是和實(shí)際元器件及儀器性能指標(biāo)相似，所以一般用仿真軟件能正確仿真的電路，用實(shí)際電路搭建時(shí)，參數(shù)相差不大，實(shí)驗(yàn)室推薦用Mutisim軟件或protus軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真；另一方面，如電路中包含有可編程器件，我們還需要選擇與器件對(duì)應(yīng)的仿真軟件進(jìn)行編制程序仿真，實(shí)驗(yàn)室推薦用QuartusII軟件，如果仿真結(jié)果滿足要求，需要

4、把程序下載到對(duì)應(yīng)的可編程器件實(shí)現(xiàn)功能。 （5）單元電路仿真通過(guò)后，把這些單元組合起來(lái)進(jìn)行總電路仿真，如果仿真不滿足要求，需借助仿真軟件自帶的虛擬儀器進(jìn)行分級(jí)調(diào)試。 （6）仿真結(jié)果滿足要求后，可用protel等軟件對(duì)此電路進(jìn)行PCB版圖設(shè)計(jì)。在繪制PCB版圖時(shí)，一定要注意按實(shí)際情況設(shè)定版圖的各項(xiàng)規(guī)則。 （7）在實(shí)驗(yàn)室條件允許的情況下，可進(jìn)行制板（實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)目前只能通過(guò)熱轉(zhuǎn)印法制作單面板）。 （8）電路板制作好后，需進(jìn)行安裝和焊接，最后進(jìn)行硬件調(diào)試實(shí)現(xiàn)所要求的功能。 （9）最后一步需要撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，對(duì)整個(gè)的設(shè)計(jì)作一個(gè)詳細(xì)總結(jié)。設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：設(shè)計(jì)題目；設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求；設(shè)計(jì)目的；設(shè)計(jì)原理總框圖

5、；單元電路原理及電路圖；所用元器件清單；集成芯片引腳圖或功能表或使用說(shuō)明；單元電路的仿真結(jié)果；總體電路的仿真結(jié)果；電路的PCB版圖；電路的組裝焊接調(diào)試過(guò)程；總結(jié)電路的特點(diǎn)及改進(jìn)意見(jiàn)；列出參考文獻(xiàn)，包括各類書籍、參考論文、網(wǎng)站、網(wǎng)頁(yè)等資源；附錄，如有程序等內(nèi)容可附在設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)尾中。四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟及要求 1、延時(shí)關(guān)燈控制器 設(shè)計(jì)一個(gè)使電燈具有延時(shí)關(guān)燈功能的延時(shí)關(guān)燈控制器。內(nèi)容和要求： （1）采用單相全控橋和阻容元件等組成延時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)一次觸發(fā)、有效時(shí)間延時(shí)的電燈電路，它可以控制100W以內(nèi)的白熾燈，或控制50w以內(nèi)的日光燈、電風(fēng)扇、變壓器等感性負(fù)載。 （2）用電容、電阻、三極管和晶閘管組成延

6、時(shí)電路，觸發(fā)導(dǎo)通熄滅，工作可靠，效果良好。 （3）電源為200V、50Hz交流。 2、信號(hào)發(fā)生器 內(nèi)容和要求： （1）設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生正弦波信號(hào)、方波脈沖信號(hào)和鋸齒波脈沖信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器。 （2）采用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)。 （3）主要技術(shù)指標(biāo)與要求：正弦波信號(hào)：頻率為100HZ5KHZ，輸出幅度V0M15V；方波信號(hào)：頻率為100HZ5KHZ,輸出幅度正負(fù)對(duì)稱，正負(fù)幅值V0M2=3.6V；三角波信號(hào)：頻率為100HZ5KHZ,輸入波形正負(fù)對(duì)稱。3、數(shù)字頻率計(jì) 數(shù)字頻率計(jì)是用來(lái)測(cè)量正弦信號(hào)、矩形信號(hào)等波形工作頻率的儀器，其測(cè)量結(jié)果直接用十進(jìn)制數(shù)字顯示。本題要求采用中、小規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)制作一個(gè)具有下

7、列功能的數(shù)字頻率測(cè)量?jī)x。內(nèi)容和要求： （1）被測(cè)信號(hào)的頻度范圍為1Hz100KHz，分成兩個(gè)頻段，即1999 Hz、1100KHz，用3位數(shù)碼管顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并且發(fā)光二極管表示單位，如綠燈亮表示Hz，紅燈亮表示KHz。 （2）具有自校和測(cè)量?jī)煞N功能，可用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)脈沖校準(zhǔn)測(cè)量精度。 （3）具有超量程報(bào)警功能，在超出目前量程擋的測(cè)量范圍時(shí)，發(fā)出燈光和音響信號(hào)。4、方波發(fā)生器 設(shè)計(jì)并制作可調(diào)且具有高穩(wěn)定度的方波發(fā)生器。可采用555定時(shí)器作為核心器件。內(nèi)容和要求： （1）頻率范圍：1Hz100KHz，頻率調(diào)節(jié)分度為1Hz （2）具有輸出頻率設(shè)定與顯示功能，顯示位數(shù)為5位； （3）輸出波形的占空比

8、應(yīng)在40%70%之間5、OCL功率放大器 OCL功率放大器是一種直接藕合的功率放大器，為保證電路工作穩(wěn)定，必須采用有效措施抑制零點(diǎn)漂移，OCL功率放大器一般由輸入級(jí)、推動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)三部分組成。輸入級(jí)主要用來(lái)抑制零點(diǎn)漂移，保證電路工作穩(wěn)定，一般采用帶有恒流源、由復(fù)合管組成的差分放大電路；推動(dòng)級(jí)一般采用帶集電極有源負(fù)載的共射放大電路；輸出級(jí)一般采用由復(fù)合管構(gòu)成的甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放或準(zhǔn)互補(bǔ)功放電路。內(nèi)容和要求： （1）采用全部或部分分立元件設(shè)計(jì)（盡量全部采用分離元件）。 （2）額定輸出功率Po10W。 （3）負(fù)載阻抗RL8。 （4）失真度%。6、直流穩(wěn)壓電源 設(shè)計(jì)一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源，電路可采用LM31

9、7芯片，恒流部分可采用晶體管和LM317芯片共同完成。內(nèi)容和要求： （1）輸入交流電壓220V(50Hz)。 （2）輸出直流電壓2-5V，輸出電流50-500mA。 （3）當(dāng)負(fù)載電流為500mA時(shí)，電壓誤差不大于5%。 （4）恒定電流為200mA時(shí)，當(dāng)負(fù)載電阻在10-100之間變化時(shí)，電流誤差不大于2%。7、晶體管范圍的測(cè)量 設(shè)計(jì)一臺(tái)能自動(dòng)測(cè)量晶體管直流電流放大系數(shù)范圍的裝置。設(shè)計(jì)提示：要測(cè)量晶體管的電流放大系數(shù)，必須給晶體管以合適的靜態(tài)偏置，若IB一定，則IC正比于，使晶體管處于線性放大狀態(tài)，則有IC=IB。將晶體管值分擋，可將晶體管集電極電流IC轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電壓VO,VO大小正比于值，

10、然后將VO信號(hào)同時(shí)加到具有不同基準(zhǔn)電壓的比較器的輸入端進(jìn)行比較，對(duì)應(yīng)某一定VO值，則對(duì)應(yīng)的比較器輸出高電平，其余比較器輸出低電平，然后用二進(jìn)制代碼進(jìn)行編碼，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出相應(yīng)擋級(jí)的編碼。內(nèi)容和要求： （1）的測(cè)量范圍分為0-100，100-150,150-200,200-300,300以上5擋，分擋編號(hào)為1,2,3,4,5。 （2）用數(shù)碼管顯示的擋級(jí)。8、V/F變換器 設(shè)計(jì)一臺(tái)振蕩頻率隨外加控制電壓變換的V/F變換電路。設(shè)計(jì)提示：輸入電壓的大小改變電容器的充電速度，從而改變振蕩電路的振蕩頻率，可采用積分作為輸入電路，積分器的輸出信號(hào)控制電壓比較器、施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等，可得到矩形脈沖

11、輸出。輸出信號(hào)電壓通過(guò)一定反饋方式控制積分電容恒流放電，從而使積分電容的充放電速度控制了輸出脈沖的頻率，實(shí)現(xiàn)V/F變換內(nèi)容和要求： （1）輸入為直流電壓V，輸出頻率為F，并且V和F成正比關(guān)系。 （2）F為矩形脈沖的頻率。 （3）V的變化范圍0-5V。 （4）F的變化范圍50-1000Hz。 （5）轉(zhuǎn)換精度5%。9、4位數(shù)字式競(jìng)賽搶答器 數(shù)字式競(jìng)賽搶答器廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽活動(dòng)中。它具有數(shù)字顯示搶答者序號(hào)功能同時(shí)配以聲、光報(bào)警，以響應(yīng)搶先搶答者的信號(hào)和序號(hào)，對(duì)犯規(guī)搶答者(包括提前和超前搶答)除聲、光報(bào)警外，還有顯示搶答犯規(guī)者序號(hào)的功能，同時(shí)還可以設(shè)置記分和獎(jiǎng)罰記錄等多種功能。搶答器的使用步驟為

12、：電路上電搶答前，由搶答主持人進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，確定搶答允許時(shí)間，主持入發(fā)出搶答命令同時(shí)按下定時(shí)開(kāi)關(guān)，搶答者聽(tīng)到搶答開(kāi)始命令后，通過(guò)各自的按鈕開(kāi)關(guān)輸入搶答信號(hào)。內(nèi)容和要求： （1）設(shè)計(jì)制作一個(gè)可容納4組參賽的數(shù)字式槍答器，每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。 （2）根據(jù)數(shù)字式搶答器的功能和使用步驟，設(shè)計(jì)搶答者的輸入搶答鎖定電路、搶答者序號(hào)編碼、譯碼和顯示電路。 （3）設(shè)計(jì)定時(shí)電路，報(bào)警電路。 （4）設(shè)計(jì)控制邏輯電路，起動(dòng)、復(fù)位電路。 （5）設(shè)計(jì)計(jì)分電路，犯規(guī)電路。10、道口交通燈指示電路設(shè)計(jì) 道口交通燈用于十字路口的車輛和行人的交通管理，設(shè)計(jì)一條主干道和一條支干道的匯合點(diǎn)形成的十字交叉路口交通信號(hào)燈

13、控制電路。內(nèi)容和要求： （1）用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號(hào)燈，用用邏輯開(kāi)關(guān)代替?zhèn)鞲衅髯鰴z測(cè)車輛是否到來(lái)的信號(hào)。 （2）主、支干道交替通行，主干道每次放行60秒，支干道每次放行45秒，設(shè)計(jì)60秒和45秒計(jì)時(shí)顯示電路。 （3）在每次由亮綠燈變成亮紅燈的轉(zhuǎn)換過(guò)程中間，要亮5秒的黃燈作為過(guò)渡，設(shè)計(jì)5秒計(jì)時(shí)顯示電路。11、設(shè)計(jì)4位數(shù)字密碼鎖 數(shù)字密碼鎖保密性能高，使用靈活性好，安全系數(shù)高。要求采用數(shù)字集成器件設(shè)計(jì)一個(gè)4位的密碼鎖。內(nèi)容和要求： （1）設(shè)計(jì)10個(gè)按鍵，其中4個(gè)對(duì)應(yīng)正確的密碼，其他都為干擾鍵。 （2）密碼可以隨意修改。 （3）當(dāng)輸入密碼正確后指示燈（可用發(fā)光二極管）亮。 （4）連續(xù)輸入三

14、次密碼錯(cuò)誤后報(bào)警，并鎖定按鍵不再接受密碼輸入。12、摩托車拐彎燈模擬電路設(shè)計(jì) 摩托車在行駛過(guò)程中通常包括正常行駛，左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、停止等狀態(tài)，要求有發(fā)光二極管正確模擬這些狀態(tài)，共選用8個(gè)發(fā)光二極管。內(nèi)容和要求： （1）車輛正常行駛時(shí)，所有的指示燈全滅。 （2）車輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)4個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮指示。 （3）車輛右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)4個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮指示。 （4）剎車開(kāi)關(guān)為點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)，按下時(shí)所有的LED燈均閃爍，頻率自定。13、數(shù)字鐘 在日常生活中，數(shù)字鐘是必不可少的。數(shù)字鐘要求能夠正常顯示小時(shí)、分鐘、秒，同時(shí)也具有隨時(shí)進(jìn)行校正，復(fù)位等功能內(nèi)容和要求： （1）小時(shí)采用24小時(shí)制，分鐘最

15、大小時(shí)59，秒最大顯示59 （2）可以對(duì)小時(shí)、分用+/-按鍵進(jìn)行校時(shí)。 （3）采用晶振或555定時(shí)器自行設(shè)計(jì)時(shí)鐘脈沖。 （4）計(jì)數(shù)方式使用同步電路，電路具有復(fù)位等功能。14、計(jì)時(shí)秒表 秒表在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上是必不可少的，秒表不但能正常計(jì)時(shí)，還能對(duì)多次按下的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，秒表可在同時(shí)記錄下多個(gè)數(shù)據(jù)。內(nèi)容和要求： （1）按下啟動(dòng)按鈕后，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，顯示范圍從0-99。 （2）當(dāng)計(jì)時(shí)小于10時(shí)，前導(dǎo)零需要消隱。 （3）按下停止鍵，記錄一組數(shù)據(jù)，但計(jì)時(shí)仍然在進(jìn)行，再次按下停止鍵，停止計(jì)時(shí)，第一次存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以取出并顯示。15、洗衣機(jī)主要控制器設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)主要控制器是一個(gè)定時(shí)器按照一定的洗滌程序控制電機(jī)作正向

16、、反向和停止轉(zhuǎn)動(dòng)，要求模擬一個(gè)洗衣機(jī)的控制電路。內(nèi)容和要求： （1）總定時(shí)時(shí)間由使用者自行設(shè)定。 （2）系統(tǒng)啟動(dòng)后按正轉(zhuǎn)（x秒）暫停（y秒）反轉(zhuǎn)（x秒）暫停（y秒）正轉(zhuǎn)來(lái)控制洗衣機(jī)的電機(jī)動(dòng)作，直到定時(shí)時(shí)間到。 （3）如果定時(shí)時(shí)間到，則停機(jī)并發(fā)出音響信號(hào)。 （4）正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停分別用3種不同顏色的指示燈指示。16、4人表決電路 表決器在生活中經(jīng)常會(huì)用到，在表決時(shí)，人們可以同意，可以反對(duì)，也可以棄權(quán)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)4人的表決器，通過(guò)統(tǒng)計(jì)按鍵的情況顯示表決的結(jié)果。內(nèi)容和要求： （1）表決輸入采用自恢復(fù)按鍵（即按下能自動(dòng)恢復(fù)，可采用點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)）。 （2）表決結(jié)果用3位數(shù)碼管顯示：幾個(gè)人同意、幾個(gè)人反對(duì)，

17、幾個(gè)人棄權(quán)。17、數(shù)字鬧鐘 數(shù)字鬧鐘在日常生活中經(jīng)常用到，除能夠正常計(jì)時(shí)外，還能在設(shè)定的時(shí)間發(fā)出聲響，提示設(shè)定者。內(nèi)容和要求： （1）能顯示59分59秒，且有校時(shí)功能。 （2）具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，要求在59分50秒輸出750Hz音頻信號(hào)，音響持續(xù)4秒，在59分56秒時(shí)輸出1000Hz信號(hào)，音響持續(xù)4秒，在1000Hz音響結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。18、出租車計(jì)價(jià)器 出租車在整個(gè)行程中收費(fèi)分為起步價(jià)、正常里程價(jià)錢和堵車等待價(jià)錢3部分，要求模擬一個(gè)出租車計(jì)價(jià)器，統(tǒng)計(jì)整個(gè)行程的收費(fèi)。內(nèi)容和要求： （1）預(yù)顯起步價(jià)和起步公里數(shù)，起步價(jià)可任意設(shè)定（包含有一定的里程）。 （2）用兩位數(shù)碼管進(jìn)行里程顯示，最小單位為1公

18、里。 （3）里程單價(jià)可預(yù)顯，有復(fù)位功能和啟動(dòng)功能。 （4）啟動(dòng)后，開(kāi)始起價(jià)。堵車等候時(shí)間同樣計(jì)費(fèi)，將時(shí)間轉(zhuǎn)換成公里數(shù)收費(fèi)，比率自定。19、家用風(fēng)扇控制器 家用風(fēng)扇一般有兩組按鈕。一組按鈕控制風(fēng)速，一組按鈕控制風(fēng)中，要求模擬一個(gè)家用風(fēng)扇控制器，能對(duì)其進(jìn)行隨意控制。內(nèi)容和要求： （1）按鈕三個(gè)，分別為風(fēng)速、風(fēng)種和停止。 （2）紅色LED指示燈3個(gè)，指示風(fēng)速?gòu)?qiáng)、中、弱，綠色LED指示燈3個(gè)，表示風(fēng)種為睡眠、自然和正常，黃色LED1只，指示風(fēng)扇電機(jī)工作狀態(tài)。 （3）初始狀態(tài)為：風(fēng)速“弱”，風(fēng)種“正常。 （4）按“風(fēng)速”鍵，其狀態(tài)由“弱”“中”“強(qiáng)”“弱”往復(fù)循環(huán)改變。 （5）按“風(fēng)種”鍵，其狀態(tài)由“正

19、?！薄八摺薄白匀弧薄罢！蓖鶑?fù)循環(huán)改變； （6）風(fēng)種的不同選擇，效果分別為：正常，電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；自然，電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s，停4s；睡眠、電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，運(yùn)轉(zhuǎn)1s，停2s。20、彩燈控制器 多個(gè)彩燈的亮滅順序不同，可給人們帶來(lái)不同的視覺(jué)感受，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)能控制彩燈多個(gè)亮滅順序的控制器。內(nèi)容和要求： （1）選用至少8個(gè)LED燈，顏色可隨意設(shè)定，至少三種變化花式。 （2）順序逐個(gè)點(diǎn)亮，全亮后逆序逐個(gè)熄滅。 （3）從中間向兩邊逐個(gè)點(diǎn)亮，全亮后逆序逐個(gè)熄滅。 （4）一起亮，一起滅。 （5）奇數(shù)燈全亮，偶數(shù)燈延時(shí)1s點(diǎn)亮，奇數(shù)燈延時(shí)1s全滅，偶數(shù)燈延時(shí)1s全滅，奇數(shù)燈延時(shí)1s全亮，。21、

20、電子日歷 日歷能夠顯示一年12個(gè)月的每一天，一年12個(gè)月中，每月的日子可能有4種情況：月大31天，月小30天，潤(rùn)2月29天，非潤(rùn)2月28天。內(nèi)容和要求： （1）能夠從1開(kāi)始計(jì)數(shù)完成28/29/30/31進(jìn)制計(jì)數(shù)。 （2）用2個(gè)數(shù)碼管指示計(jì)數(shù)結(jié)果。 （3）用4個(gè)LED區(qū)分不同的計(jì)數(shù)狀態(tài)。22、路燈控制器 安裝在公共場(chǎng)所或道路兩旁的路燈通常希望隨著日照光亮度的變化而自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)斷，以滿足行人的需要，又能節(jié)電。內(nèi)容和要求： （1）設(shè)計(jì)制作一個(gè)路燈自動(dòng)照明的控制電路。當(dāng)日用光亮到一定程度時(shí)使燈自動(dòng)熄滅，而日用光暗到一定程度時(shí)又能自動(dòng)點(diǎn)亮（可用開(kāi)關(guān)模擬）。開(kāi)啟和關(guān)斷的日照光照度根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （

21、2）設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路，用數(shù)碼管顯示路燈當(dāng)前一次26s連續(xù)開(kāi)啟時(shí)間。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)顯示電路，統(tǒng)計(jì)路燈的開(kāi)啟次數(shù)。23、可編程時(shí)間控制器 設(shè)計(jì)一個(gè)能模仿學(xué)生作息時(shí)間的可編程時(shí)間控制器內(nèi)容和要求： （1）正常的時(shí)分（秒略）計(jì)時(shí)顯示電路，具有校時(shí)功能(能對(duì)時(shí)、分進(jìn)行校正)。 （2）有控制電路，能根據(jù)用戶所編的作息時(shí)間進(jìn)行：編程，自動(dòng)報(bào)時(shí)、打鈴。 （3）報(bào)時(shí)方式，有持續(xù)10s的報(bào)時(shí)及間隔式打鈴(打3s，停1s)。24、乒乓球比賽模擬機(jī) 設(shè)計(jì)并制作模擬乒乓球比賽的過(guò)程和規(guī)則的電子游戲機(jī)。應(yīng)考慮用雙向移位寄存器實(shí)現(xiàn)內(nèi)容和要求： （1）乒乓球所處的位置和移動(dòng)方向用指示燈作為標(biāo)志，比賽雙方根據(jù)球的位置確定其相應(yīng)的

22、動(dòng)作，某方提前或滯后動(dòng)作被判為失分，另一方則得分。例如：用8個(gè)以上的LED排成一條直線，以中點(diǎn)為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中一只點(diǎn)亮的LED指示球的當(dāng)前位置，點(diǎn)亮的LED依次從左到右，或從右到左移動(dòng)，其速度應(yīng)能調(diào)節(jié)。當(dāng)球(即點(diǎn)亮的LED)運(yùn)動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)能果斷按下位于自己方的按鈕開(kāi)關(guān)(即表示啟動(dòng)球拍擊球)，苦擊中球則使球向相反方向移動(dòng)，若未擊中，則失一分，對(duì)方得一分。 （2）比賽時(shí)以一方得11分結(jié)束一局，雙方均有得分記錄顯示器，發(fā)球5次后交換發(fā)球權(quán)。每場(chǎng)比賽以五局三勝制，并有相應(yīng)的記錄。25、電子拔河游戲機(jī) 電子拔河游戲機(jī)是一種能容納甲乙雙方參賽或甲乙雙方加裁判的三人游戲

23、電路。由一排LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)使發(fā)光的LED管向自己一方的終點(diǎn)延伸，當(dāng)延伸到某方的最后一個(gè)LED管時(shí)，則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。內(nèi)容和要求： （1）比賽開(kāi)始，由裁判下達(dá)比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號(hào)，否則，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號(hào)無(wú)效。 （2）電子繩至少由16個(gè)LED管構(gòu)成，裁判下達(dá)“開(kāi)始比賽”的命令后，位于“電子繩子”中點(diǎn)的LED發(fā)亮。甲乙雙方通過(guò)按鍵輸入信號(hào)，使發(fā)亮的LED管向自己一方移動(dòng)，并阻止其向?qū)Ψ窖由?。?dāng)從中點(diǎn)至自己一方終點(diǎn)的LED管全部發(fā)亮?xí)r，表示比賽結(jié)束。這時(shí)，電路自鎖，保持當(dāng)前狀態(tài)不變，除非由裁判使電路復(fù)位。 （3）

24、記分電路用兩位七段數(shù)碼管分別對(duì)雙方得分進(jìn)行累計(jì)，在每次比賽結(jié)束時(shí)電路自動(dòng)加分。26、逐音彩燈控制器 設(shè)計(jì)并制作一逐音彩燈控制器，使彩燈的閃爍可隨著音樂(lè)節(jié)奏變化，從而產(chǎn)生燈光追逐音樂(lè)、活躍氣氛的效果。內(nèi)容和要求： （1）被控彩燈為4路，每路以不同顏色的發(fā)光二極管作為指示； （2）彩燈閃爍頻率在101000Hz內(nèi)連續(xù)可調(diào)，以適應(yīng)不同節(jié)奏的音樂(lè)； （3）4路彩燈至少有10種閃爍方式。閃爍方式可選擇且能自啟動(dòng)； （4）音樂(lè)信號(hào)由555定時(shí)器產(chǎn)生的方波信號(hào)模擬27、倍頻電路內(nèi)容和要求： 設(shè)計(jì)一倍頻電路，能完成2倍頻、4倍頻（甚至更多）功能，至少4擋。且這些倍頻能通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。（振蕩電路自行設(shè)計(jì)、制作

25、，振蕩頻率應(yīng)不低于11MHZ，可用晶振來(lái)完成）。28、分頻電路內(nèi)容和要求： 設(shè)計(jì)一分頻電路，能完成1/2分頻、1/4分頻（甚至更低）功能, 至少4擋。且這些分頻能通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。（振蕩電路自行設(shè)計(jì)、制作，振蕩頻率應(yīng)不低于11MHZ可用晶振來(lái)完成）。29、籃球競(jìng)賽30S計(jì)時(shí)器 設(shè)計(jì)一個(gè)籃球競(jìng)賽30S進(jìn)攻時(shí)間限制計(jì)時(shí)器。內(nèi)容和要求： （1）工作時(shí)間可在1-30S內(nèi)任意設(shè)定。 （2）30S計(jì)時(shí)器是遞減計(jì)時(shí)器，間隔為1S。能用LED數(shù)碼管顯示剩余工作時(shí)間，還能顯示到1/10秒。即當(dāng)計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)顯示出所設(shè)定的總時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)10個(gè)1/10S，顯示器的數(shù)字立即減1。 （3）減1計(jì)時(shí)到7s時(shí)，發(fā)出三聲低音預(yù)

26、告信號(hào)。 （4）減1計(jì)時(shí)到零時(shí)(工作時(shí)間到)，發(fā)出三聲高聲，并自動(dòng)停止計(jì)時(shí)。 （5）具有暫停/繼續(xù)工作、清零復(fù)位和啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能。30、醫(yī)院住院病人“呼喊”器 設(shè)計(jì)一種無(wú)線“呼喊”器，供醫(yī)院住院病人“呼喊，醫(yī)護(hù)人員使用。內(nèi)容和要求： （1）住院病人可通過(guò)按動(dòng)自己的床位按鈕開(kāi)關(guān)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出“呼喊”信號(hào)。 （2）一旦有病人發(fā)出“呼喊”信號(hào)，醫(yī)護(hù)人員值班室設(shè)置的顯示器立即顯示出該病人的床位編號(hào)同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出聲持續(xù)10秒響信號(hào)提示值班人員。 五、 時(shí)間安排 總時(shí)間：2周六、 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)原理、仿真、pcb版圖、實(shí)物等多個(gè)單元。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：項(xiàng)目分值得分備注選題難度等級(jí)10由命題教師給

27、定對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容原理的闡述及參數(shù)計(jì)算40過(guò)程的詳細(xì)程度仿真及分析20仿真波形、關(guān)鍵點(diǎn)捕捉電路原理圖繪制及規(guī)范10端口、IC利用率PCB圖元件布局及完成效果10幅面尺寸、布通率報(bào)告的格式及圖打印質(zhì)量10按規(guī)定格式如實(shí)現(xiàn)硬件電路功能，可在上述基礎(chǔ)上進(jìn)行加分，總分不超過(guò)100分七、 設(shè)計(jì)范例1、設(shè)計(jì)題目 數(shù)字鐘2、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。設(shè)計(jì)要求采用中小規(guī)模集成器件完成具有以下技術(shù)指標(biāo)的數(shù)字鐘：（1）顯示時(shí)、分、秒；（2）24小時(shí)制計(jì)數(shù)；（3）具有校時(shí)功能，可以對(duì)

28、小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對(duì)分校時(shí)的時(shí)候，停止分向小時(shí)進(jìn)位。校時(shí)時(shí)鐘源可以手動(dòng)輸入或借用電路中的時(shí)鐘；（4）具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能；（5）要求計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)目的（1）進(jìn)一步熟悉各種進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能及使用；（2）掌握譯碼器顯示電路的應(yīng)用；（3）熟悉集成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)用；（4）掌握數(shù)字電子鐘的組成與工作原理；（5）提升對(duì)實(shí)際電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試能力。4、設(shè)計(jì)原理 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路，一般由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等單元組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，在精度要求不高的時(shí)候，可選用55

29、5定時(shí)器構(gòu)成的振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但精度要求高的電路中多采用晶體振蕩器電路加分頻器實(shí)現(xiàn)，在本設(shè)計(jì)中要求精度高，所以選用的是后者。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)計(jì)數(shù)器”可采用12進(jìn)制也可采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，本實(shí)驗(yàn)采用24進(jìn)制。最終完成一天的計(jì)數(shù)過(guò)程。譯碼顯示電路將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)六位LED顯示器顯示出來(lái)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)脈

30、沖信號(hào)，去觸發(fā)音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路是對(duì)“時(shí)、分”顯示數(shù)字進(jìn)行校正和調(diào)整。其數(shù)字電子鐘系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖1 數(shù)字鐘結(jié)構(gòu)框圖5 單元電路設(shè)計(jì)5.1 時(shí)鐘產(chǎn)生電路 晶體振蕩器電路能提供精度較高的脈沖信號(hào)，其缺點(diǎn)是輸出信號(hào)頻率由晶振的固有頻率決定，最終要得到1HZ的脈沖信號(hào)，必須加分頻電路才能實(shí)現(xiàn)。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用門電路構(gòu)成，另一類是通過(guò)非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖2所示，由非門與晶振、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門

31、的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容、與晶體振蕩器構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。該設(shè)計(jì)選用的是32768z的晶體振蕩器。圖2 TTL晶體振蕩器電路5.2分頻電路 通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。分頻器可選用多級(jí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，一般采用多級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，將32768z的振蕩信號(hào)分頻為1Z的分頻倍數(shù)為32768（），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，則可

32、選用4片四位二進(jìn)制74161級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，其電路圖如圖3所示。分頻器還可以選擇專用的分頻器件，例如4060芯片可提供最高分頻。圖3 1HZ分頻電路 這里需要用示波器或邏輯分析儀測(cè)試結(jié)果，看正確否！5.3整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)該具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)裝置。報(bào)時(shí)器選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當(dāng)其兩端加上一個(gè)達(dá)到其額定電壓要求的直流電壓時(shí)就會(huì)發(fā)出鳴叫聲。電路如圖5所示，電路應(yīng)在整點(diǎn)開(kāi)始報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路產(chǎn)生控制信號(hào)。當(dāng)時(shí)間在59分59秒時(shí)，分十位、分個(gè)位和、秒十位和秒個(gè)位分別為5、9、5、9，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的Q和Q、個(gè)位的Q和Q及秒計(jì)數(shù)十位的Q和Q、個(gè)位

33、的Q和Q相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。5.4六十進(jìn)制分、秒計(jì)數(shù)器 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩片74LS160構(gòu)成，其中低位片為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，高位片為一個(gè)六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，把十進(jìn)制74LS160構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可采用置零法或者清零法都可以實(shí)現(xiàn)。置零法反饋時(shí)應(yīng)該在輸出為5時(shí)反饋，而清零法反饋應(yīng)該在輸出為6時(shí)反饋。對(duì)于兩級(jí)級(jí)聯(lián)有同步法和異步法兩種。同步法一般采用低位片的進(jìn)位輸出控制高位片的使能控制端，兩片計(jì)數(shù)器共用一個(gè)時(shí)鐘，而異步法低位片采用外來(lái)時(shí)鐘，用低位片的進(jìn)位輸出通過(guò)一個(gè)非門控制高位片的時(shí)鐘。其仿真電路如圖4所示。圖4 六十進(jìn)制電路仿真模塊5.5 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 由兩片74LS160接成二十四進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，由于不是10的整數(shù)倍，采用整體清零或整體置零要簡(jiǎn)單點(diǎn)。整體清零反饋時(shí)應(yīng)該在低位輸出4，高位輸出2時(shí)，用與非門分別反饋到兩片的清零端子，而整體置零法應(yīng)該在低位輸出3，高位輸出2時(shí)進(jìn)行反饋。其電路如圖5所示。圖5 24進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器5.6 校時(shí)、校分電路 校時(shí)電路：根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。在圖4中，用與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)