電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)概述

電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)概述第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、電子技術(shù)課程設(shè)計的必要性與目的

實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計和畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)階段既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的三大實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。著眼于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證課程的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生的初步實(shí)驗(yàn)技能。則是針對某一門課程的要求，對學(xué)生進(jìn)行綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程中所學(xué)到的理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實(shí)際問題。雖然也是一種綜合性訓(xùn)練，但它不是針對某一門課程，而是針對本專業(yè)的要求所進(jìn)行的更為全面的綜合訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)課課程設(shè)計畢業(yè)實(shí)習(xí)第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、電子技術(shù)課程設(shè)計的必要性與目的

電子技術(shù)基礎(chǔ)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在理論學(xué)習(xí)過程中已配有一定的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。但是，這些實(shí)驗(yàn)受限于教學(xué)進(jìn)度，局限性很大，其著眼點(diǎn)在于驗(yàn)證基本理論和加深對課堂知識的理解，難以構(gòu)成完整的體系，與解決工程實(shí)際問題相差較大。因此，為了便于學(xué)生能夠運(yùn)用已掌握的理論知識解決實(shí)際問題，提高分析和解決問題的能力，更好地使理論與實(shí)踐相結(jié)合，在學(xué)習(xí)完電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之后，組織學(xué)生進(jìn)行一次較為完整的小型電子系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試是非常必要的。必要性：第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、電子技術(shù)課程設(shè)計的必要性與目的1.課程設(shè)計是教學(xué)中必不可少的重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生的理論知識與初步的專業(yè)技能，提高綜合運(yùn)用知識的能力，逐步增強(qiáng)實(shí)際工程訓(xùn)練。2.注重培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想，掌握課程設(shè)計的主要內(nèi)容、步驟和方法。3.培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和綜合處理信息的能力、文字和語言表達(dá)能力以及協(xié)作工作能力。4.提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識和技能解決實(shí)際問題的能力及其基本工程素質(zhì)。目的：第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一二、電子技術(shù)課程設(shè)計的基本要求

1、能夠根據(jù)設(shè)計任務(wù)和指標(biāo)要求，綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)到的理論知識與實(shí)踐技能獨(dú)立完成一個設(shè)計課題。

2、根據(jù)課題需要選擇參考書籍，查閱手冊、圖表等有關(guān)文獻(xiàn)資料。要求通過獨(dú)立思考、深入鉆研課程設(shè)計中所遇到的問題，培養(yǎng)自己分析、解決問題的能力。

3、進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則。

4、學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技能，掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法。利用“觀察、判斷、實(shí)驗(yàn)、再判斷”的基本方法，解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一二、電子技術(shù)課程設(shè)計的基本要求

5、學(xué)會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告。

6、通過課程設(shè)計，逐步形成嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生樹立一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。要求學(xué)生在設(shè)計過程中，堅持勤儉節(jié)約的原則，從現(xiàn)有條件出發(fā)，力爭少損壞元件。

7、在課程設(shè)計過程中，要做到愛護(hù)公物、遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作、注意安全。第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、電子電路設(shè)計的一般方法與步驟電子電路設(shè)計的一般方法與步驟包括：總體方案的設(shè)計與選擇單元電路的選擇與設(shè)計單元電路間的連接方法繪制總體電路草圖關(guān)鍵電路實(shí)驗(yàn)最后繪制正式的總體電路圖第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、電子技術(shù)課程設(shè)計的主要階段

在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，電子系統(tǒng)設(shè)計的最終目標(biāo)是做出生產(chǎn)樣機(jī)或定型產(chǎn)品。整個設(shè)計過程大致可分為以下幾個階段：

1、方案設(shè)計

2、方案試驗(yàn)

3、工藝設(shè)計

4、樣機(jī)制做及調(diào)試

5、總結(jié)鑒定第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、電子技術(shù)課程設(shè)計的主要階段1、方案設(shè)計

方案設(shè)計是根據(jù)給定的技術(shù)指標(biāo)和條件，設(shè)計出完整的電路，通常把這一階段稱為“預(yù)設(shè)計”。本階段的主要任務(wù)是準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)資料，包括：畫出系統(tǒng)的邏輯框圖，標(biāo)出主要單元電路、數(shù)據(jù)通路、輸入、輸出及主要控制信號，畫出單元電路的詳細(xì)邏輯圖和裝配圖，同時配以文字說明，簡明解釋系統(tǒng)的工作原理，并指出采用的某些技巧或一些巧妙假設(shè)。第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、電子技術(shù)課程設(shè)計的主要階段2、方案試驗(yàn)對所選定的方案進(jìn)行組裝調(diào)試。生產(chǎn)實(shí)際的復(fù)雜性電子元器件參數(shù)的分散性設(shè)計者經(jīng)驗(yàn)不足等

電路往往是不成熟，可能存在許多問題電路裝配調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題整改再裝配再調(diào)試……不斷完善“預(yù)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計”方案第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、電子技術(shù)課程設(shè)計的主要階段3、工藝設(shè)計工藝設(shè)計要求完成制做實(shí)驗(yàn)樣機(jī)所必須的文件資料，包括整機(jī)結(jié)構(gòu)和印刷線路板的設(shè)計等。4、樣機(jī)制做及調(diào)試在修改完善方案設(shè)計、工藝設(shè)計基礎(chǔ)上，完成樣機(jī)外殼和機(jī)架的加工、元件的組裝和焊接、整機(jī)調(diào)試和指標(biāo)測試等工作，最終做出符合技術(shù)指標(biāo)的樣機(jī)。5、總結(jié)鑒定總結(jié)鑒定包括考核樣機(jī)是否全面達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，能否長期可靠地正常工作，寫出設(shè)計總結(jié)報告及產(chǎn)品說明書。一般只有通過技術(shù)鑒定之后才可投入試生產(chǎn)。第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、電子技術(shù)課程設(shè)計的主要階段

綜上所述，一個完整的電子系統(tǒng)的設(shè)計與制作是比較復(fù)雜的。在課程設(shè)計中，由于受時間和設(shè)備條件的限制，不可能完成所有設(shè)計環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，只能選擇重要環(huán)節(jié)作為課程設(shè)計的基本內(nèi)容，一般選取“方案設(shè)計”、“方案試驗(yàn)”和“寫設(shè)計總結(jié)報告”三個環(huán)節(jié)，方案試驗(yàn)一般只在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。有條件時，也可以加入印刷線路板的設(shè)計、制作及元件組裝和焊接。通過這些基本環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的，逐步掌握工程設(shè)計的步驟和方法，提高分析問題和解決問題的能力。第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一五、電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程1、電子技術(shù)課程設(shè)計的實(shí)現(xiàn)手段2、電子技術(shù)課程設(shè)計的三個階段3、電子技術(shù)課程設(shè)計總結(jié)報告的編寫格式4、電子技術(shù)課程設(shè)計的成績評定第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一五、電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程

1、電子技術(shù)課程設(shè)計的實(shí)現(xiàn)手段在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成課題來達(dá)到對學(xué)生的綜合性訓(xùn)練。書中給出了8個既有學(xué)習(xí)價值又有一定的實(shí)用性和趣味性的設(shè)計課題，學(xué)生根據(jù)自身情況自由選擇其一。這些題目都可在Multisim軟件平臺上設(shè)計、仿真和實(shí)現(xiàn)。也可在面包板上設(shè)計實(shí)現(xiàn)，但材料的使用量和消耗量很大，成本很高。第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一五、電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程2、電子技術(shù)課程設(shè)計的三個階段（1）設(shè)計與計算學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計，通過論證與選擇，確定總體方案；然后對方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計計算；最后畫出總體電路圖。（2）安裝與調(diào)試預(yù)設(shè)計經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后，學(xué)生即可向?qū)嶒?yàn)室領(lǐng)取所需元器件等材料，在面包板上組裝、調(diào)試電路，使之達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。在Multisim軟件平臺上學(xué)生可直接設(shè)計、仿真和實(shí)現(xiàn)，直至達(dá)到設(shè)計要求。（3）撰寫設(shè)計總結(jié)報告設(shè)計總結(jié)報告是學(xué)生對課程設(shè)計全過程的系統(tǒng)總結(jié)。第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一五、電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程3、電子技術(shù)課程設(shè)計總結(jié)報告的編寫格式（1）課題名稱、時間、班級、姓名、指導(dǎo)人；

（2）設(shè)計任務(wù)和要求；（3）方案選擇與論證；（4）方案的原理框圖，總體電路圖、布線圖以及它們的說明；單元電路設(shè)計與計算說明；元器件選擇和電路參數(shù)計算的說明等；（5）電路調(diào)試。對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并說明解決的措施；測試、記錄、整理與結(jié)果分析；（6）收獲體會、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等。

設(shè)計報告要求Word文檔，圖文并茂，用A4紙打印。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一五、電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程4、電子技術(shù)課程設(shè)計的成績評定（1）設(shè)計方案的正確性與合理性；（2）實(shí)驗(yàn)動手能力(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力以及創(chuàng)新精神等)；（3）總結(jié)報告；（4）答辯情況(課題的論述和回答問題的情況)；（5）設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神。

綜合評定課程設(shè)計總成績：優(yōu)、良、中、及格和不及格。第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)

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式第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)

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內(nèi)

容目錄一、綜合實(shí)驗(yàn)的目的與要求

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------二、綜合實(shí)驗(yàn)正文

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------三、綜合實(shí)驗(yàn)的總結(jié)或結(jié)論

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------四、參考文獻(xiàn)

[1]作者1,作者2

書名.出版單位,版本.出版日期附錄（設(shè)計流程圖、程序、表格、數(shù)據(jù)等）第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一六、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計的題目課題一移位寄存器型彩燈控制器課題二智力競賽搶答器課題三電子拔河游戲機(jī)課題四交通信號燈控制器課題五數(shù)字電子鐘課題六電子密碼鎖課題七電子秒表課題八數(shù)字電子鐘的設(shè)計、安裝與調(diào)試第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一課題五數(shù)字電子鐘

電子鐘根據(jù)顯示方式不同，分為:

指針式電子鐘：指針式電子鐘采用機(jī)械傳動帶動指針顯示；

數(shù)字式電子鐘：數(shù)字電子鐘是一種高精度的計時工具，它采用了集成電路和石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性能好，使用方便，且不需要經(jīng)常調(diào)校。數(shù)字式電子鐘是采用譯碼電路驅(qū)動數(shù)碼顯示器件，以數(shù)字形式顯示。這些譯碼顯示器件，利用集成技術(shù)可以做的非常小巧，也可以另加一定的驅(qū)動電路，推動霓紅燈或白熾燈顯示系統(tǒng)，制做成大型電子鐘表。因此，數(shù)字式電子鐘用途非常廣泛。第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一課題五數(shù)字電子鐘一、設(shè)計任務(wù)與要求二、給定條件及所需器件三、總體方案設(shè)計四、實(shí)驗(yàn)電路的布線五、實(shí)驗(yàn)電路的調(diào)試六、調(diào)試報告第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、設(shè)計任務(wù)與要求1、設(shè)計一個能直接顯示時、分、秒的數(shù)字電子鐘。小時可采用十二進(jìn)制也可采用二十四進(jìn)制。2、設(shè)計?！皶r”、?！胺帧笨刂齐娐贰?、設(shè)計24小時整點(diǎn)報時控制電路，要求從

59分50秒開始，每2秒鐘響一聲，共響

5次；每響一次聲音持續(xù)0.5秒。第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一二、給定條件及所需器件1、穩(wěn)壓電源2、二-十進(jìn)制同步計數(shù)器、二-十進(jìn)制七段譯碼器、七段LED數(shù)碼管3、二輸入與非門、六輸入與非門、反相器4、石英晶振f=100KHz5、電阻、電容6、導(dǎo)線、面包板、鑷子、萬用表、剝線鉗等第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計

數(shù)字式電子鐘的基本功能是能夠?qū)崿F(xiàn)時、分、秒的正確計時，計時單位為1秒。因此，首先必須有計時顯示電路和秒脈沖產(chǎn)生電路。其次，接通電源或時鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要進(jìn)行時間校準(zhǔn)，因此應(yīng)有校時控制電路。另外，要求數(shù)字鐘能夠自動整點(diǎn)報時，還應(yīng)有整點(diǎn)報時控制電路。若還需要其它功能，相應(yīng)的還要有一些控制電路。綜上所述，數(shù)字式電子鐘應(yīng)由三大部分組成：計時顯示電路秒脈沖產(chǎn)生電路控制電路其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計1、秒脈沖發(fā)生器（1）振蕩器：用來產(chǎn)生時間標(biāo)準(zhǔn)信號的。由于數(shù)字鐘的精度主要取決于時間標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率及其穩(wěn)定性，所以一般采用石英晶體振蕩器。振蕩頻率高，精度高；但頻率高，分頻級數(shù)增多，所以要綜合考慮。采用f=100KHz的晶振。第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計1、秒脈沖發(fā)生器（2）分頻器：石英晶體振蕩器產(chǎn)生f=100KHz的頻率，不能用于計時，需要將其分頻為1Hz的信號，若采用十進(jìn)制計數(shù)器對其分頻，需要五級。第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計2、計數(shù)器的組成

每天24小時、每小時60分、每分鐘60秒，因此設(shè)定“時”“分”“秒”計數(shù)器。分、秒計數(shù)器為60進(jìn)制，“逢60進(jìn)1”；時計數(shù)器為24進(jìn)制，“逢24進(jìn)1”如果仍采用74LS160，每個計數(shù)器都需要兩片。第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計3、顯示器及顯示譯碼器（1）顯示器：共陽極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管（2）顯示譯碼器共陽極譯碼器74LS247

共陰極譯碼器74LS24874LS247是集電極開路輸出結(jié)構(gòu)，輸出必須接電阻；

74LS248內(nèi)部有上拉電阻，輸出不用接電阻。第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計4、整點(diǎn)報時電路要求從59分50秒開始，每2秒鐘響一聲，共響5次；每響一次聲音持續(xù)0.5秒。由此可知，報時電路由兩部分組成：振蕩電路+蜂鳴器控制電路（1）振蕩電路人類耳朵所能聽到的聲音頻率為2000Hz以下，因此選用幾百Hz的信號作報時信號。用555定時器來實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)接在5腳上的電位器，改變555定時器的輸出頻率。第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計4、整點(diǎn)報時電路（2）控制電路+蜂鳴器當(dāng)分為59計數(shù)代碼為0101，1001，秒十位為5時代碼為0101，控制電路工作。G1=0,G2=1，秒脈沖通過G3，作為D觸發(fā)器的CP，D觸發(fā)器接成T觸發(fā)器，對秒脈沖進(jìn)行二分頻，Q的輸出波形為：第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一三、總體方案設(shè)計5、校時電路的設(shè)計

校時是人為干預(yù)時鐘的工作。校時電路可以對時、分進(jìn)行校時。

撥動開關(guān)，把對時秒脈沖直接送到“分”“時”計數(shù)器中，分時就自動按秒的頻率計數(shù)，可以快速調(diào)準(zhǔn)。在校“分”時，當(dāng)計滿60時會自動向時進(jìn)位。第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、實(shí)驗(yàn)電路的布線電路設(shè)計完成后，可以在仿真軟件上構(gòu)建電路，也可以在面包板上搭接電路。電路仿真材料的使用量和消耗量小，成本低；但在面包板上實(shí)現(xiàn)是必要的。在面包板上實(shí)現(xiàn)就涉及到布線問題：

1、檢查

2、芯片的放置

3、布線規(guī)則

4、整體布局

5、布線檢查

6、電路調(diào)試

7、注意時序電路的時序關(guān)系第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、實(shí)驗(yàn)電路的布線1、通過外觀和通電檢查各芯片及元器件功能是否完好。2、芯片的放置。數(shù)字電路中所用芯片大多是雙到直插式的，使用時注意以下幾點(diǎn)：（1）在同一面包板上，所有的芯片朝向應(yīng)一致，禁止出現(xiàn)反插。（2）對于首次使用的芯片，引腳稍向外偏。使用前用合適的工具齊根輕輕地整成平行。（3）插芯片時，應(yīng)放平且均勻用力插入孔中，防止個別引腳未插入而彎曲。（4）撥出芯片時，使用起拔器或小改錐在左右兩側(cè)輪流輕撬，平行起出。（5）對于集成電路中不用的輸入端，必須接到一個無效電平上去。（6）不用輸出端懸空即可．第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一四、實(shí)驗(yàn)電路的布線3、布線規(guī)則（1）一般用直徑為0.5mm的單股圓導(dǎo)線。（2）導(dǎo)線的顏色可按用途分類。（3）面包板上邊孔用作+5V，下邊孔用作地線。（4）導(dǎo)線的預(yù)處理：用剪刀剪成斜面，既便于線頭插入，又可防止劃傷面包板內(nèi)部簧片。然后用剝線鉗剝線，禁止用剪刀環(huán)割。（5）布線時，導(dǎo)線應(yīng)緊貼板面，禁止飛線；導(dǎo)線轉(zhuǎn)角應(yīng)成90度，導(dǎo)線應(yīng)在片子周圍走，不得從片上跨越；電源線應(yīng)分在兩側(cè)，必要時應(yīng)加電源去耦電路，消除干擾信號；芯片的電源端就近連接；插線時應(yīng)盡量不要遮蓋插孔。（6）掌握連線順序。通常是先連短