電子設(shè)計(jì)開發(fā)基礎(chǔ)--課件(共四章)

1、1電子設(shè)計(jì)開發(fā)基礎(chǔ)2 課程安排：一、四個(gè)階段：1. 設(shè)計(jì)方法介紹 2. 虛擬實(shí)驗(yàn) 3. 自主實(shí)驗(yàn) 4. 實(shí)訓(xùn)練習(xí)（設(shè)計(jì)、安裝、 調(diào) 試、文檔整理）二、考核辦法： 平時(shí) 10% 實(shí)驗(yàn) 20% 實(shí)訓(xùn)70%3第一章 緒言1.1介紹本課程1.1.1 電子系統(tǒng)的概念：所謂電子系統(tǒng)就是由一組電子元器件和基本電路相互連接作用而形成的電路實(shí)體，它能按照特定的控制信號(hào)執(zhí)行所設(shè)定的功能。4 舉例：光控開關(guān)圖1-1 光控開關(guān)電路RedsRoR1RRR4VesA1Ao2o12cw54UrefVT Vcc+12v照明電源J1J11 VEE-12vU02=6V VT管飽和U02=0 VT管截止Uth5按處理信號(hào)的不同分為

2、：1、模擬電子系統(tǒng)-信號(hào)變化連續(xù)2、數(shù)字電子系統(tǒng)-信號(hào)離散3、數(shù)?；旌想娮酉到y(tǒng)1.2 電子系統(tǒng)分類 1.2.1 模擬電子系統(tǒng) 模擬電子系統(tǒng)的主要功能是對模擬信號(hào)進(jìn)行檢測、處理、變換和產(chǎn)生。模擬信號(hào)的特點(diǎn)是，在時(shí)間上和幅值上均是連續(xù)的，在一定的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)可能任意取值。這些信號(hào)可以是電量（如電壓、電流等），也可以是來自傳感器的非電量（如應(yīng)變、溫度、壓力、流量等）。組成模擬電子系統(tǒng)的主要單元電路有放大電路、濾波電路、信號(hào)變換電路、驅(qū)動(dòng)電路等。舉例見板書格 物 致 新 厚 德 澤 人1.2.2 數(shù)字電子系統(tǒng) 由若干數(shù)字電路和邏輯部件組成，處理及傳送數(shù)字信號(hào)的設(shè)備稱為數(shù)字系統(tǒng)。一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字電子系統(tǒng)可分

3、解為控制器加若干個(gè)子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)完成的邏輯功能比較單一，一般由中、大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，如存儲(chǔ)器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、比較器、計(jì)數(shù)器等。數(shù)字電子系統(tǒng)中必須要有控制器，控制器的主要功能是來管理各個(gè)子系統(tǒng)之間的互相操作，使它們有條不紊地按規(guī)定的順序操作。 舉例見板書格 物 致 新 厚 德 澤 人1.2.3 模擬數(shù)字電子混合系統(tǒng) 簡單地說，包含有模擬電子電路和數(shù)字電子電路組成的電子系統(tǒng)稱之為混合電子系統(tǒng)。在過程控制和各種儀器儀表中，完成對如溫度、壓力、流量、速度等物理量的控制、測量、顯示等功能，需要模擬數(shù)字混合電子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。舉例見板書格 物 致 新 厚 德 澤 人92.1幾種設(shè)計(jì)方法介紹

4、:試湊法（自下而上）和自上而下法。一、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（自下而上） ：第二章 數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法介紹圖2-1 數(shù)字系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟10二、自上而下設(shè)計(jì)方法 ：圖2-2 數(shù)字系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟功能分析總體方案邏輯劃分受控電路、受控器電路綜合，畫原理圖1、單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)：（結(jié)構(gòu)差異大，只掌握外特性和編程使用方法就可以）11圖2-3 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)步驟2、PLD（Programmable Logic Device）開發(fā)應(yīng)用（結(jié)構(gòu)差異大，只掌握外特性和編程使用方法就可以）12圖2-4數(shù)字系統(tǒng)PLD開發(fā)設(shè)計(jì)步驟13http:/-周立功（由此處可 以得到用于開發(fā)AT89C1051、 AT89C2051之類的軟

5、件從 -武漢力源也可以獲得microchip公司出品的PIC系列單片機(jī)的有關(guān)資料-/英文網(wǎng)站，可以得到各系列單片機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、原理及指令說明142.2 數(shù)字系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 2.2.1 設(shè)計(jì)步驟：一、系統(tǒng)功能要求分析 明確任務(wù)，尤其是特殊任務(wù)二、總方案確定，邏輯功能劃分 究竟采用哪種設(shè)計(jì)方案，畫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖三、單元電路設(shè)計(jì) 把系統(tǒng)分為若干個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)字系統(tǒng)分為信號(hào)處理和控制電路兩部分四、綜合系統(tǒng) 功能測試，畫系統(tǒng)原理圖152.3 設(shè)計(jì)舉例：八人智力搶答器1. 基本要求 設(shè)計(jì)一個(gè)智力搶答器，可同時(shí)供八人（或八個(gè)隊(duì)）參加比賽，他們的編號(hào)分別是0，1，2，3，4，5，6，7各用一個(gè)搶答器按鈕，按

6、鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)同，分別是S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7 。 給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（滅燈）和搶答開始。 一、技術(shù)要求：16 搶答器具有鎖存數(shù)據(jù)顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出聲音提示，此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)選選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。172. 擴(kuò)展功能要求： 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30s）。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)數(shù)，并顯示時(shí)間，技術(shù)為零的同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲音持續(xù)0.5s左

7、右。 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效。選手答題期間定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 設(shè)定時(shí)間無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器報(bào)警，封鎖輸入電路，禁止超時(shí)搶答，顯示“00”。18二、根據(jù)技術(shù)要求，確定系統(tǒng)框圖搶答按鈕編碼器鎖存譯碼器主持人控制電路報(bào)警秒脈沖發(fā)生器定時(shí)電路顯示電路圖2-5 搶答器原理框圖CTR主體電路擴(kuò)展電路19三、單元電路設(shè)計(jì)1. 基本要求 設(shè)計(jì)一個(gè)智力搶答器，可同時(shí)供八人（或八個(gè)隊(duì)）參加比賽，他們的編號(hào)分別是0，1，2，3，4，5，6，7各用一個(gè)搶答器按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)同，分別是S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7

8、 。 給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（滅燈）和搶答開始。 20 搶答器具有鎖存數(shù)據(jù)顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出聲音提示，此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)選選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 編碼電路： A、74LS148引腳圖211、搶答器電路設(shè)計(jì)圖2-6 74LS148引腳圖B、74LS148真值表（表2-1）輸入輸出STI0I1I2I3I4I5I6I7YOY1Y2YEX YS111111111111 11011111111111100011111111110100011111101

9、10100001111110101000001111001010000001111100100000001101001000000001100010000000000000123七段顯示器的外引線排列圖、共陰接法及數(shù)字符號(hào)顯示如圖1-7gfabedcpafbgedcp（a）（b）（c）abcdefgp圖2-7 共陰七段顯示器24B、顯示譯碼器：74LS48圖2-8 74LS48引腳圖25四、系統(tǒng)綜合：1、將上述三部分電路綜合，得圖2-9所示搶答器電路圖2674LS2792、工作原理：1、74LS48的 和74LS148 的 由74LS148的 控制2、74LS279的 由主持人開關(guān)控制，由74

10、LS148 的控制3、具體工作過程描述：2728討論： 圖2-9中的“A3=0”時(shí)，用 搶答，顯示器上顯示的是 “0”，如果要顯示“8”，怎樣修改電路？ 如果將圖2-8中的 改為S和 相與后來控制，會(huì)出現(xiàn)什么情況？ 鎖存電路能否用JK觸發(fā)器代替，如果能，怎樣修改電路？ 29作業(yè)：1. 設(shè)計(jì)一個(gè)六人搶答器，要求： 能顯示最先搶答人的編號(hào)直至主持“清零”。同時(shí)封鎖其他選手的按鍵狀態(tài)。 為主持人設(shè)一個(gè)開關(guān)，控制比賽結(jié)果“清零”和比賽“開始”。參考書1、 電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試謝自美主編 華中科技大學(xué)出版社2、 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程 黃智偉主編 電子工業(yè)出版社3、 全國大學(xué)生電子競賽網(wǎng)站4

11、、實(shí)用電子電路基礎(chǔ) 劉維恒主編 電子工業(yè)出版社5、 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 李洋主編 中國電力出版社6、 綜合電子電路應(yīng)用指南 阮祁忠主編 機(jī)械工業(yè)出版社3031休息一會(huì)兒322、定時(shí)電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求： 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且 一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30S）。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)數(shù)，并顯示時(shí)間，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲音持續(xù)0.5S左右。 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 設(shè)定時(shí)間無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器報(bào)警，封鎖輸入電路，禁止超時(shí)搶答，顯示“00”。33一、功能分析，

12、確定單元電路設(shè)計(jì)方案：按設(shè)計(jì)要求，假設(shè)主持人設(shè)定答題時(shí)間為30S，則定時(shí)電路由以下電路組成秒脈沖發(fā)生器定時(shí)電路顯示電路 三十進(jìn)制的減計(jì)數(shù)電路 秒脈沖發(fā)生電路 譯碼顯示電路圖2-10 原理框圖二、單元電路設(shè)計(jì)：1. 三十進(jìn)制的減計(jì)數(shù)電路選兩片74LS192進(jìn)行級聯(lián)構(gòu)成三十進(jìn)制的減計(jì)數(shù)器，先預(yù)置30S，主持人一“開始”就開始減計(jì)數(shù)，輸出的結(jié)果送入顯示器的輸入端。34A、74LS192外形及管腳功能35圖2-11 74LS192外形及管腳功能圖B、74LS192管腳功能介紹見板書加法器：CR=0 =1 CPD=1 74LS192工作波形圖Q0Q1Q2Q3CPu1、減法器：CR=0 =1 CPU=1

13、74LS192波形圖CPDQ0Q1Q2Q339封鎖CPLDD0D1D374 LS192（2）D2151109Q3Q17623Q0Q2BO131411CRCPUCPD540011LDD0D1D374 LS 192（1）D2151109Q3Q17623Q0Q2BO131411CRCPUCPD54000000CP11174LS48ABCD74LS48ABCD1圖2-12 三十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖2-13譯碼顯示電路402、譯碼顯示電路：與圖2-9基本功能中的譯碼顯示電路類同，只是輸入端A3A2A1A0由74LS192的輸出端Q3Q2Q1Q0控制11A074LS192Q0Q1Q2Q33、秒脈沖電路由NE55

14、5定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生，要求1秒發(fā)出一個(gè)脈沖，即f=1HzA、555定時(shí)器介紹 是一個(gè)數(shù)模結(jié)合器件其結(jié)構(gòu)圖如圖2-13所示+VccRD55587651234GNDTLOUTRDVR1THVCVCC831地72655k5k5kVcTLTHVRRSG1G2QQ4RTA1+-+-A2（a）（b）圖2-14 555定時(shí)器內(nèi)部框圖及引腳排列（uI1 ）（uI2 ）UOa、表2-1 555定時(shí)器功能表uI1截止11不變不變1截止11導(dǎo)通00放電管T UOuI2輸出輸入?yún)?shù)選擇:要求得到f=1Hz的脈沖，根據(jù)多諧振蕩器的頻率計(jì)算公式 若取C=10F R1=15k 則R2=64k （可由56k電阻+33

15、k電位器構(gòu)成）具體電路如圖2-13所示b、用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器式（2-1）知圖2-15 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器4647三、系統(tǒng)綜合將以上 1 、2、 3 電路綜合，得圖2-16搶答器的定時(shí)電路48A圖2-16 搶答器的定時(shí)電路49四、討論 秒脈沖電路：要求Vo輸出波形的f=1Hz，上述電路只是從理論上講得通，實(shí)際中要采用分頻法提高精度。如：將上述電路中的C1=0.1uF R1=1.5K R2=6.4K 則Vo可以得到f=1kHz的脈沖， Vo再經(jīng)過三片74LS192串聯(lián)分頻后就得到高精度的f=1Hz脈沖信號(hào)。 如果圖2-16中高位的74LS192換成74LS92，級聯(lián)時(shí)進(jìn)位信號(hào)應(yīng)

16、如何處理？502.2.4 八人智力搶答器之三（報(bào)警電路）：一、功能分析：設(shè)計(jì)要求報(bào)警電路要驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出0.5s的響聲，即驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電平信號(hào)保證有0.5s的延時(shí)。二、如圖2-17所示，報(bào)警電路采用NE555構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生方波脈沖作為喇叭的驅(qū)動(dòng)信號(hào)， NE555的Rd 引腳受控制信號(hào)PR（詳見八人智力搶答器之四的時(shí)序控制）控制，當(dāng)PR為高電平（有效電平）時(shí)， NE555振蕩，產(chǎn)生脈沖的高電平既為電容C1的充電時(shí)間，要保證其為0.5s。51三、參數(shù)確定：由 式2-1 知 若取C1=10uF R1=15K 則R2=64K 四、報(bào)警電路：如圖2-17所示 （多諧振蕩器）52如圖2-17 報(bào)警電路

17、（1）53四、討論：若用采用NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，也可實(shí)現(xiàn)上述功能，具體電路如圖2-18所示54如圖2-18報(bào)警電路（2）55休息一會(huì)兒562.2.5 八人智力搶答器之四（時(shí)序控制）：一、功能分析：設(shè)計(jì)要求八人智力搶答器必須具備以下功能 主持人宣布開始時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答器和定時(shí)器開始工作。 當(dāng)參賽選手按搶答器按鈕時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答器和定時(shí)器停止工作。 當(dāng)定時(shí)器時(shí)間 (30s)到無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲。 由以上分析所知：揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)PR受定時(shí)器電路高位的借位信號(hào)BO、 YEX、S控制A、當(dāng) BO2 從1-0時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲。B、選手按搶答器時(shí)，即YEX從1-0時(shí),揚(yáng)聲器發(fā)聲。C、支持

18、人宣布開始時(shí)（S=1）時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲。58二、電路設(shè)計(jì)經(jīng)以上分析，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)信號(hào)在上述三種情況下都要發(fā)聲。則PR的控制電路如圖2-19所示，定時(shí)器脈沖端CPD和編碼器ST的控制電路如圖2-20所示59圖2-19 PR的控制電路60圖2-20 CPD、ST的控制電路61三、系統(tǒng)綜合將八人智力搶答器之一（搶答）、之二（定時(shí)）、之三（報(bào)警）、之四（時(shí)序）綜合即得整個(gè)系統(tǒng)的總電路原理圖如圖2-21AH:課件圖繪圖8.vsd圖2-21 八人智力搶答器總電路圖63第三章 模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法3.1 模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟：一、確定總體方案二、設(shè)計(jì)單元電路三、參數(shù)計(jì)算四、選擇元器件五、電路組裝調(diào)試六、繪制總電

19、路圖64一、確定總體方案：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已掌握的知識(shí)將系統(tǒng)按功能合理的劃分成若干個(gè)子系統(tǒng)（單元電路）65二、設(shè)計(jì)單元電路明確各單元電路的性能指標(biāo)注意：1、考慮各單元電路之間的相互聯(lián)系，注意前后級間信號(hào)的傳遞方式和匹配；2、盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換接口電路；3、盡量使用現(xiàn)成的、成熟的電路。4、盡量使用集成電路。66三、參數(shù)計(jì)算注意： 1、要滿足電路的性能指標(biāo)，理論參數(shù)值不是唯一的，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)元器件的性能、價(jià)格、體積、通用性、貨源等因素選擇。2、在計(jì)算元器件工作電流、電壓和功耗等參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮工作條件最不利的情況，并留有適當(dāng)余量。3、對于元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的余量，一般取1.52倍的額定值。

20、674、對于電阻、電容參數(shù)的取值，應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值，電阻值一般在1M之內(nèi)選擇，非電解電容一般在100pF0.47F之間選擇，電解電容一般在1F2000F之間選用。5、在保證電路達(dá)到性能指標(biāo)的前提下，盡量減少元器件的種類、價(jià)格和體積。68四、選擇元器件 電子電路的設(shè)計(jì)就是選擇最合適的元器件，并把它們有機(jī)地組合起來。在確定電子元件時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路處理信號(hào)的頻率范圍、環(huán)境溫度、空間大小、成本高低等諸多因素全面考慮。具體表現(xiàn)為:1、一般優(yōu)先選擇集成電路。由于集成電路體積小、功能強(qiáng)，可使電子電路可靠性增強(qiáng)，安裝調(diào)試方便，可大大簡化電子電路的設(shè)計(jì)。如隨著模擬集成技術(shù)的不斷發(fā)展，適用于各種場合下的集成運(yùn)

21、算放大器層出不窮，只要外加極少量的元器件，利用運(yùn)算放大器就可構(gòu)成性能良好的放大器。同樣，目前我們在進(jìn)行直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)時(shí)，已很少采用分立元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)了，取而代之的是性能更穩(wěn)定、工作更可靠、成本更價(jià)廉的集成穩(wěn)壓器。 2、電阻器和電容器是兩種最常用的元器件，它們的種類很多，性能相差也比較大，應(yīng)用的場合也不同。因此，對于設(shè)計(jì)者來說，應(yīng)該熟悉各種電阻器和電容器的主要性能指標(biāo)和特點(diǎn)，以便根據(jù)電路要求，對元件作出正確的選擇。3、分立半導(dǎo)體元件的選擇。首先要熟悉它們的功能，掌握它們的應(yīng)用范圍；根據(jù)電路的功能要求和元器件在電路中的工作條件，如通過的最大電流、最大反向工作電壓、最高工作頻率、最大消耗的功率等，

22、確定元器件型號(hào)。A、電阻器a、額定功率：共分十個(gè)等級，其中常用的有0.05W， 0.125W， 0.25W， 0. 5W， 1W， 2W，b、標(biāo)稱阻值系列表3-1容許誤差系列代號(hào)標(biāo)稱系列值20%E610 15 22 33 47 6810%E1210 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 825%E2410 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91一般固定式電阻的標(biāo)稱值應(yīng)符合上表所列數(shù)值或上表所列數(shù)值乘以10n，其中n為正整數(shù)或負(fù)整數(shù)。體積很小的電阻器的阻值和誤差常用色環(huán)表示，如

23、圖3-1所示?？拷娮杵鞯囊欢擞?道或5道（精密電阻）色環(huán)，其中第1、第2及精密電阻的第3道色環(huán)，分別表示其相應(yīng)位數(shù)的數(shù)字。倒數(shù)第2道色環(huán)表示“0”的個(gè)數(shù)，最后一道色環(huán)表示誤差，色環(huán)代表的數(shù)字如下：表3-2色別黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫 灰白金銀本對應(yīng)數(shù)字0123456789倍乘10010110210310410510610710810910-110-2偏差%5%10%20%B、電容器a、電容器的耐壓 常用固定式電容器的直流工作電壓為：6.3V， 10V， 16V，25V， 40V， 63V， 100V， 160V， 250V， 400V，b、固定電容器容量常按下列規(guī)則標(biāo)印在電容器

24、上。小于10 00pF 的電容，一般只標(biāo)明數(shù)值而省略單位。例如：330表示330pF。10 001 000 000pF之間的電容，采用 F為單位，它以小數(shù)標(biāo)印，或以10乘以10n標(biāo)印。例如：0.01表示0.01 F，104表示10 104pF=0.1 F，3n9表示3.910-9F即3900pF。電解電容以F為單位標(biāo)印。3、分立半導(dǎo)體元件的選擇。首先要熟悉它們的功能，掌握它們的應(yīng)用范圍；根據(jù)電路的功能要求和元器件在電路中的工作條件，如通過的最大電流、最大反向工作電壓、最高工作頻率、最大消耗的功率等，確定元器件型號(hào)。分立元器件包含二極管、三極管、場效應(yīng)管、光電二極管、晶閘管等根據(jù)用途分別選擇具體

25、參閱電子元器件的識(shí)別77注意：1、一般應(yīng)優(yōu)先選擇集成電路。2、正確選擇電阻器、電容器。 具體參閱電子設(shè)備用電阻器、電容器型 號(hào)命名方法78五、計(jì)算機(jī)仿真：利用計(jì)算機(jī)軟件，對各種電子電路進(jìn)行調(diào)試、測量、參數(shù)修改，這樣提高了設(shè)計(jì)效果、精確度，也節(jié)省了設(shè)計(jì)費(fèi)用和設(shè)計(jì)時(shí)間。目前常用的仿真軟件：Spice；electronic workbench；multisim。79六、電路組裝調(diào)試 電子設(shè)計(jì)要考慮的因素和問題相當(dāng)多，由于電路在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬時(shí)采用元器件的參數(shù)和模型與實(shí)際器件有差別，所以對經(jīng)計(jì)算機(jī)仿真過的電路，還要進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。若性能指標(biāo)達(dá)不到要求，應(yīng)深入分析問題出在

26、哪些單元或元件上，再對它們重新設(shè)計(jì)和選擇，直到完全滿足性能指標(biāo)為止。 安裝測試判斷調(diào)整再測試，反復(fù)進(jìn)行。有關(guān)安裝調(diào)試方法及步驟參閱綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐第十五章p241243模擬電子系統(tǒng)安裝調(diào)試。調(diào)試中注意：1、凡是使用低端接機(jī)殼電子儀器進(jìn)行測量，儀器的接地端應(yīng)和放大器的接地端接在一起，否則儀器機(jī)殼引入的干擾不僅會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化，而且會(huì)使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。2、若使用干電池供電的萬用表進(jìn)行測量，由于表的兩個(gè)電極是浮動(dòng)的。所以，可以直接接到測量點(diǎn)之間測量。3、正確使用測量儀器的量程。如用萬用表測量二極管的極性81注意：1、總體圖應(yīng)盡量在一張圖上，同時(shí)注意信號(hào)流向。從輸入端畫起，由左向右或由

27、上向下按信號(hào)的流向一次畫出各單元電路，反饋信號(hào)與此相反。2、注意總體電路圖的緊促和協(xié)調(diào)，要求布局合理，排列均勻。3、連線一般畫成水平線和垂直線，并盡可能減少交叉和拐彎。4、圖中元器件的符號(hào)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，元件符號(hào)旁邊應(yīng)標(biāo)出型號(hào)和參數(shù)。七、繪制總電路圖82休息一會(huì)兒3.2 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。84一、設(shè)計(jì)步驟：直流穩(wěn)壓電源有電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路組成，基本電路如圖3-2所示851、電源變壓器： 作用 ：降壓

28、 根據(jù)P2由U2（見圖3-2）確定，根據(jù)P2查表3-1得效率,通過式3-1)計(jì)算P1,進(jìn)而確定所選變壓器的功率。具體使用方法可查閱變壓器使用手冊-式(3-1) 86表3-1P2（VA）（35）T /2-式（3- 5）89則， RC3050ms-式（3- 6）其中，Vip-p設(shè)計(jì)要求中的穩(wěn)壓系數(shù)SV和Vop-p 確定； Ic取IOMAX； tT/2=10ms（對應(yīng)f=50Hz）3、穩(wěn)壓電路1）三端穩(wěn)壓器 固定式三端穩(wěn)壓器90 A、正壓穩(wěn)壓器：78系列a、外形及引腳功能91圖3-3 CW78 外形及引腳圖b、典型電路92 B、負(fù)壓穩(wěn)壓器：79系列93a、外形及引腳功能圖3-5（a） CW79 外形

29、及引腳圖94b、典型電路 可調(diào)式穩(wěn)壓器A、正電壓輸出 a、外形及引腳圖95圖3-6 cw317外形及引腳圖圖3-7 cw337外形及引腳圖b、典型電路96圖3-8a CW317典型應(yīng)用其中式()圖3-8通常 最大輸入、輸出差為 35V通常 - 最小輸入、輸出差為 V 98注意：為保證穩(wěn)壓器在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)仍處于穩(wěn)壓狀態(tài)，要求式(3-8)99二、設(shè)計(jì)舉例：1、設(shè)計(jì)以集成穩(wěn)壓電源，使其性能指標(biāo)達(dá)到： UO = +39V，IOMAX =800mA VOp-p5mVSV 3103設(shè)計(jì)過程見板書圖3-9三端集成穩(wěn)壓電路的工作原理101102休息一會(huì)兒1033.3信號(hào)產(chǎn)生電路一、正弦波發(fā)生電路 1、文氏橋電路

30、1042、雙T型RC振蕩器105二、非正弦波發(fā)生器1、方波、三角波發(fā)生器圖3-5 方波、三角波發(fā)生器其中 106-式（3- 9）-式（3- 10）1072、矩形波發(fā)生器108三、多種信號(hào)發(fā)生器1、由分立元器件構(gòu)成的方波、三角波、正弦波發(fā)生器： A、方波三角波參照圖3-5 B、 三角波-正弦波變換電路如圖3-7所示，利用差分對管的飽和與截止特性變換原理實(shí)現(xiàn)。109設(shè)計(jì)舉例：利用分立元件設(shè)計(jì)一方波、三角波、正弦波發(fā)生器，使其頻率范圍在1Hz10Hz，10Hz100Hz，輸出電壓方波VP-P=24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P 1V，波形特性 方波tr 30us，三角波 2；正弦波 5；設(shè)

31、計(jì)過程見板書110圖3-8 三角波-方波-正弦波函數(shù)發(fā)生器2、單片集成函數(shù)發(fā)生器5G8038(ICL8038)112圖3-9 ICL 8038組成的函數(shù)發(fā)生器113休息一會(huì)兒第四章 數(shù)?；旌舷到y(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電壓-頻率轉(zhuǎn)換與頻率-電壓轉(zhuǎn)換一、電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路（VFC) 將直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形波信號(hào)，矩形波的頻率與輸入的直流電壓數(shù)值成正比，這種電路也稱之為電壓振蕩電路。1141、電荷式電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路（AD650)115圖4-1電荷式電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路1162、AD650引腳圖 AD650是一種既可以用作電壓/頻率轉(zhuǎn)換（VFC），又可用作頻率/電壓轉(zhuǎn)換（FVC）的高性能單片繼承電路芯片。他的最

32、大滿度頻率達(dá)1MHz，能用于低成本，高分辨率的數(shù)/?；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換。他的引腳圖如圖4-5所示圖4-3 AD650的引腳圖 ADC650的模擬輸入部分為一個(gè)差分運(yùn)放，既可以實(shí)現(xiàn)電壓輸入，也可以實(shí)現(xiàn)電流輸入； ADC650的輸出部分采用集電極開路輸出方式，可以方便地與TTL、COMS數(shù)字電路接口。圖4-4 AD650的單極性正電壓工作方式電路4.2、A/D轉(zhuǎn)換器一、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（見板書）二、集成A/D轉(zhuǎn)換器分類及比較(見表4-1）121型號(hào)TLC5510TLC0831AD7705TLC7135AD605類型并行比較分級型逐次逼近型-型積分型VFC型特點(diǎn)超高速高速性價(jià)比高高分辨率高精度高精度低成本高抗干擾低成本高分辨率分辨率61081681616241216816轉(zhuǎn)換時(shí)間（ms）幾十幾十幾百幾幾十幾幾十幾十幾百幾幾十采樣率（sps）幾十幾幾十幾百幾十幾幾十幾幾十價(jià)格高高中中低低用途舉例超高速視頻處理視頻數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集工業(yè)處理音頻處理數(shù)字儀表數(shù)字儀表數(shù)字儀表簡易ADC表4-1三、常用的A/D轉(zhuǎn)換器舉例1、ADC0809引腳圖圖4-5