《電子電路設(shè)計》.ppt

1、電子電路課程設(shè)計,一、課程設(shè)計的目的,1、由基礎(chǔ)理論上升到實踐,在學習了模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)之上，通過電子電路課程設(shè)計，綜合運用所學的理論知識，通過設(shè)計、仿真、制作、調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成一個具有實際應用意義的電子設(shè)備，通過親自實踐、了解電子電路裝置的選題、設(shè)計、調(diào)試、定型的初步過程。,2、實踐能力的培養(yǎng),1）從電子電路理論實際應用電路的設(shè)計與制作,2）從電路符號、元器件模型實際器件（分立的、集成的）,3）從電路參數(shù)的計算實際器件的選擇和使用,4）不停留在理論設(shè)計和書面答案上，而是要安裝、調(diào)試，運用實驗來檢驗。,3、建立系統(tǒng)概念,單元電路功能模塊電子系統(tǒng)。 各功能模塊電路之間參數(shù)匹配

2、關(guān)系、功能的配合關(guān)系。,1） 從單純的單元功能電路的分析各種功能電路的選?。ǔ墒斓膯卧娐坊蚬δ苣K電路）及元器件參數(shù)的確定。,2） 把過去熟悉的定性分析、定量計算逐步和工程估算、實驗調(diào)整等手段結(jié)合起來。,4、建立工程概念,不停留在功能和指標的實現(xiàn)上，還要考慮到現(xiàn)實條件和經(jīng)濟指標（實驗室）。,5、建立生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟觀念,5、學習電子電路的設(shè)計方法,1）自下而上的設(shè)計方法：從設(shè)計單元功能電路功能模塊實際電子系統(tǒng)，是一種組合式的設(shè)計方法。,就是從系統(tǒng)總體要求出發(fā),自上而下地逐步將設(shè)計內(nèi)容細化,最后完成系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計。,即先總體設(shè)計后詳細設(shè)計,局部設(shè)計決策服從總體設(shè)計決策,2）自上而下的設(shè)計方法

3、：首先從系統(tǒng)設(shè)計入手,從頂層進行功能方框圖劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計,這時的設(shè)計與工藝無關(guān)。在方框圖一級先進行仿真和糾錯,按邏輯功能劃分成若干子模塊，一直分到這些子模塊可以用經(jīng)典的方法和標準的邏輯功能部件進行設(shè)計為止，然后再將子模塊按其連接關(guān)系分別連接，逐步進行調(diào)試，最后將子系統(tǒng)組成在一起，進行整體調(diào)試，直到達到要求為止。,題目出自實際，可以采用教師指定的題目（見課程設(shè)計任務(wù)書），也可以自選難度相當?shù)念}目。,二、課程設(shè)計工作任務(wù),1、選題,2、設(shè)計與仿真,系統(tǒng)設(shè)計：根據(jù)題目要求，設(shè)計實現(xiàn)方案，并進行方案比較。,功能模塊劃分,各個功能模塊的實現(xiàn)電路,各個功能模塊的元器件選擇、參數(shù)計算及仿真調(diào)試,系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，參

4、數(shù)（或方案）修正,3、電路制作（搭接）、調(diào)試,各個功能模塊的制作（搭接）、調(diào)試,系統(tǒng)聯(lián)調(diào),4、寫出課程設(shè)計報告,三 教學安排和要求,3) 介紹各個題目及其設(shè)計思路。,1) 了解設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求和設(shè)計方法。,2) EDA軟件的介紹和使用練習。,4) 分組：23人一組，強弱搭配、自愿組合，選擇題目，登記填表。,5) 選擇題目，登記填表。,1、概述、布置任務(wù),2、設(shè)計仿真,1） 設(shè)計方案的討論、比較與確定,A、 記錄保留各種方案的框圖和基本原理。,B、 要記錄保留各種方案的技術(shù)指標的比較，電路難易比較，經(jīng)濟指標的比較，可行性比較等內(nèi)容。,深入討論選定的任務(wù)，查找各種必要的資料，在教師指導下確定設(shè)計

5、方案。,注意：從一開始就應該為寫課程設(shè)計報告保留素材,2）單元電路設(shè)計,A、 記錄保留各單元電路實現(xiàn)的工作原理和目標功能（畫出必要的功能表格、時序圖、狀態(tài)表或要實現(xiàn)的指標、波形圖）。,B、 記錄保留各單元電路原理圖，選擇元件的計算公式、計算過程、具體參數(shù)值或邏輯推理過程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、卡諾圖。,C、 記錄保留各單元電路在軟件上進行仿真和虛擬調(diào)試時得到的各種結(jié)果(波形圖,測量數(shù)值等)。,分工協(xié)作（每人必須有任務(wù)），設(shè)計出各單元電路，并在計算機上用仿真軟件上進行仿真和虛擬調(diào)試。,應該及時記錄的素材：,3）進行整體電路聯(lián)調(diào),A、記錄保留各單元電路配合工作應考慮的問題是什么，你是怎們解決的（各單元電路之

6、間，參數(shù)的匹配，綜合指標或邏輯關(guān)系，時序上的配合、控制流程）。,B、進行整體電路聯(lián)調(diào)，必須通過。保留整體電路原理圖（打印）。,C、整理你所用到的各元件型號，參數(shù)和數(shù)目。記錄保留元件清單。（打?。?D、對照原理圖搞清各元件的管腳圖，記錄保留這些元件的管腳圖（以備接線）,應該及時記錄的素材：,在完成各單元電路的設(shè)計并仿真的基礎(chǔ)之上，進行整體電路聯(lián)調(diào)，并通過調(diào)試進行參數(shù)調(diào)整或改進設(shè)計，直到達到指標要求。,仿真時應注意：,由于仿真軟件元件庫中的元件有限，有的元件庫中沒有，仿真時可將該部分用相應的信號或其他電路代替。,寫設(shè)計報告時，可將部分無法用軟件仿真的電路單獨用手工畫出，,4）設(shè)計仿真的驗收,仿真結(jié)

7、果正確性 設(shè)計材料完備性 出勤、學習態(tài)度的考核,在完成課題的設(shè)計與仿真之后，由教師對各組的設(shè)計與仿真調(diào)試結(jié)果進行驗收。,設(shè)計、仿真驗收的考核點：,3、制作、安裝、調(diào)試,1）根據(jù)元件清單，領(lǐng)取元件（登記）。需要外購者自購,2）規(guī)劃電路布局（按單元電路集中布局） 需要制作印刷電路版者，在計算機上用EDA軟件布局布線,3）單元電路接線、調(diào)試、驗證。 記錄調(diào)試驗證的手段、工具、調(diào)試驗證結(jié)果（包括測試數(shù)據(jù)或波形圖或是必要的表格）。 記錄調(diào)試過程中你發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法。,4） 整體電路聯(lián)調(diào)。 記錄調(diào)試過程中你發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法。對更改的單元電路必須做記錄并保留。,5) 安裝調(diào)試的驗收,功能指標實現(xiàn)的正

8、確性和完整性 布局布線的合理性、整潔性 調(diào)試過程記錄的完備性 出勤、學習態(tài)度的考核,制作、安裝、調(diào)試環(huán)節(jié)的考核點：,在完成課題的制作、安裝、調(diào)試，并能正常運行之后，由教師對各組進行驗收。,4、寫課程設(shè)計報告。,1）小學期放假之前統(tǒng)一交設(shè)計報告到南區(qū)逸夫樓805.,2）格式要求,A規(guī)定的封面。每組一份，頁數(shù)十幾頁，字體為宋體小四 ； B書寫規(guī)范、文字通順、圖紙清晰、數(shù)據(jù)完整、分析透徹、 結(jié)論明確； C用A4紙打印裝訂成冊； D由班長憑本人學生證到教務(wù)處教學實踐科辦理，領(lǐng)用課程設(shè)計用品。,3）課程設(shè)計報告主要內(nèi)容,（1）設(shè)計題目，主要指標和要求（含選題意義）； （2）方案選擇及電路工作原理；（設(shè)計

9、方案、電路的結(jié)構(gòu)框圖、基本原理、設(shè)計方案的比較選擇）。 （3）單元電路設(shè)計計算； 電路結(jié)構(gòu)的選擇及主要特點，工作原理，要完成的任務(wù)； 畫出必要的功能表格、時序圖、狀態(tài)表或要實現(xiàn)的指標、邏輯流程、波形圖、時序圖或真值表等； 畫出電路圖；元器件的選擇、計算、具體參數(shù)值、元器件型號； 邏輯推理過程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、卡諾圖；關(guān)鍵元件的資料說明）。,（4）完整的電路圖（對完整的電路圖進行說明；要說明單元電路之間的主要的配合關(guān)系，核心部分與附屬部分的關(guān)系等；圖中各元件要有具體的標號、型號、參數(shù)值）。 （5）仿真及結(jié)果： 仿真分析過程、仿真結(jié)果分析（圖形、輸出參量、顯示等）。 （6）元器件清單（表）（數(shù)量，元件

10、描述，對應原理圖的標號）。 （7）安裝、調(diào)試中遇到的問題,解決的方法以及實驗效果等（實驗數(shù)據(jù)、測量數(shù)值或功能、控制流程等）； （8） 電路性能指標測試結(jié)果,是否滿足要求及對成果的評價（實驗測試數(shù)據(jù)、測試波形和誤差分析.畫出必要的表格和時序圖，一些指標性的觀察現(xiàn)象） （9） 收獲、體會和改進設(shè)計的建議。 （10） 參考文獻（不少于4篇）。,四、 考核辦法,1) 驗收與過程并重，能力與學習態(tài)度兼顧。 2) 全組成績與個人成績相區(qū)別對待。 3）設(shè)計仿真、安裝調(diào)試、總結(jié)報告區(qū)別對待。基本任務(wù)與擴展功能區(qū)別對待。 4）獨立性、依賴性區(qū)別對待。 5）選題難度區(qū)別對待。 6）創(chuàng)新性、可行性區(qū)別對待。,舉例數(shù)

11、字頻率計,設(shè)計要求及指標 1.完成正弦波、矩形波等信號頻率的測量。 2.測頻范圍1999000Hz，分兩個頻段：1999Hz，1KHz-999000Hz。 3.用LED八段數(shù)碼管，顯示十進制的測量結(jié)果.用發(fā)光二極管表示單位，當綠燈亮時表示Hz，紅燈亮時表示KHz。,選題 在電子電路的設(shè)計或調(diào)試過程中，常常需要知道各種信號（正弦波、矩形波等）的頻率，用于判別電路是否正常工作。本題任務(wù)是：設(shè)計一個能測量多種波形的頻率的數(shù)字頻率計。,方案設(shè)計,1. 頻率即單位時間內(nèi)信號重復的次數(shù)。頻率計的工作原理是用計數(shù)器測量在單位時間內(nèi)的輸入信號的周期數(shù)。由信號放大整形電路、時基產(chǎn)生電路、門控電路、計數(shù)器、顯示及

12、狀態(tài)控制電路等幾部分組成。 2. 每次測量過程，包含三個步驟。先要將計數(shù)器清零，然后計數(shù)器計數(shù)并顯示頻率值，最后保持最終測量結(jié)果一段時間。狀態(tài)控制器要控制電路在上述三個狀態(tài)內(nèi)循環(huán)。 3. 門控電路控制計數(shù)器計數(shù)的時間，即只允許一定時間內(nèi)的待測信號通過門控電路使計數(shù)器計數(shù)。時間寬度（時間窗）不同，則測量的范圍不同。如：一秒內(nèi)計到的周期數(shù)就是頻率數(shù)，而1mS內(nèi)計到的數(shù)則要擴大1000倍才能得到頻率值。因此，改變量程，也就是改變時間窗。同時，顯示的小數(shù)點也須自動移位。 4最簡單的門控電路就是使用一個與門。只有當經(jīng)過量程選擇的時基信號為1時，待測信號方能通過門控電路使計數(shù)器計數(shù)。,單元電路的設(shè)計步驟

13、及設(shè)計參考,1。計數(shù)器 三位級連,2。計數(shù)+鎖存 273鎖存,3。量程電路 時間窗,4。控置電路 門控電路 鎖存信號 清零電路,5。 時基電路,6。 課程設(shè)計報告實例,課程設(shè)計報告主要內(nèi)容,一：選題 意義、功能、目標、性能、指標等。,二：電路原理及設(shè)計計算 總體設(shè)計方案及方案比較，電路原理分析說明（可按功能模塊）、結(jié)構(gòu)框圖、電路圖、參數(shù)計算、元件選擇、元件列表。,單元電路的設(shè)計計算；（電路結(jié)構(gòu)的選擇及主要特點，工作原理，要完成的任務(wù)； 畫出必要的功能表格、時序圖、狀態(tài)表或要實現(xiàn)的指標、邏輯流程、波形圖、時序圖或真值表等； 畫出電路圖； 元器件的選擇、計算、具體參數(shù)值、元器件型號； 邏輯推理過程

14、、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、卡諾圖；關(guān)鍵元件的資料說明） 列出元件清單,三：仿真及結(jié)果： 仿真分析過程、仿真分析結(jié)果（圖形、輸出參量、顯示等）。,四：電路制作調(diào)試過程 電路制作及調(diào)試過程，遇到的問題及其解決。,五：實驗結(jié)果分析說明 提供實驗數(shù)據(jù)、測試波形或結(jié)果，進行必要的分析說明或誤差分析。,六：設(shè)計實踐心得,可選元器件,1.邏輯門,與非門：7400 4011（2in） 7420（4in）,或非門：7402（2in） 7427（3in）,非門：7404 4069,異或：7486,2.組合邏輯電路,譯碼器74138,優(yōu)先編碼器74148,數(shù)據(jù)選擇器：74153雙4選1,3.集成放大器,741通用運放雙電源,324,339單電源,可選元器件,4.計數(shù)器,十進制加法,十進制加減,二進制,74160/162：同步置數(shù)，異步清零，例如日期時間計數(shù)、定時,451