《電子電路設(shè)計(jì)》.ppt

1、電子電路課程設(shè)計(jì),一、課程設(shè)計(jì)的目的,1、由基礎(chǔ)理論上升到實(shí)踐,在學(xué)習(xí)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(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，通過設(shè)計(jì)、仿真、制作、調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用意義的電子設(shè)備，通過親自實(shí)踐、了解電子電路裝置的選題、設(shè)計(jì)、調(diào)試、定型的初步過程。,2、實(shí)踐能力的培養(yǎng),1）從電子電路理論實(shí)際應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與制作,2）從電路符號(hào)、元器件模型實(shí)際器件（分立的、集成的）,3）從電路參數(shù)的計(jì)算實(shí)際器件的選擇和使用,4）不停留在理論設(shè)計(jì)和書面答案上，而是要安裝、調(diào)試，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。,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(jì)算逐步和工程估算、實(shí)驗(yàn)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(biāo)的實(shí)現(xiàn)上，還要考慮到現(xiàn)實(shí)條件和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（實(shí)驗(yàn)室）。,5、建立生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念,5、學(xué)習(xí)電子電路的設(shè)計(jì)方法,1）自下而上的設(shè)計(jì)方法：從設(shè)計(jì)單元功能電路功能模塊實(shí)際電子系統(tǒng)，是一種組合式的設(shè)計(jì)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(jì)內(nèi)容細(xì)化,最后完成系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)。,即先總體設(shè)計(jì)后詳細(xì)設(shè)計(jì),局部設(shè)計(jì)決策服從總體設(shè)計(jì)決策,2）自上而下的設(shè)計(jì)方法

3、：首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手,從頂層進(jìn)行功能方框圖劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這時(shí)的設(shè)計(jì)與工藝無關(guān)。在方框圖一級(jí)先進(jìn)行仿真和糾錯(cuò),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(biāo)準(zhǔn)的邏輯功能部件進(jìn)行設(shè)計(jì)為止，然后再將子模塊按其連接關(guān)系分別連接，逐步進(jìn)行調(diào)試，最后將子系統(tǒng)組成在一起，進(jìn)行整體調(diào)試，直到達(dá)到要求為止。,題目出自實(shí)際，可以采用教師指定的題目（見課程設(shè)計(jì)任務(wù)書），也可以自選難度相當(dāng)?shù)念}目。,二、課程設(shè)計(jì)工作任務(wù),1、選題,2、設(shè)計(jì)與仿真,系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)題目要求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，并進(jìn)行方案比較。,功能模塊劃分,各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)電路,各個(gè)功能模塊的元器件選擇、參數(shù)計(jì)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(gè)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(jì)報(bào)告,三 教學(xué)安排和要求,3) 介紹各個(gè)題目及其設(shè)計(jì)思路。,1) 了解設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法。,2) EDA軟件的介紹和使用練習(xí)。,4) 分組：23人一組，強(qiáng)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(jì)仿真,1） 設(shè)計(jì)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(biāo)的比較，電路難易比較，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(dǎo)下確定設(shè)計(jì)

5、方案。,注意：從一開始就應(yīng)該為寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告保留素材,2）單元電路設(shè)計(jì),A、 記錄保留各單元電路實(shí)現(xiàn)的工作原理和目標(biāo)功能（畫出必要的功能表格、時(shí)序圖、狀態(tài)表或要實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)、波形圖）。,B、 記錄保留各單元電路原理圖，選擇元件的計(jì)算公式、計(jì)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(jìn)行仿真和虛擬調(diào)試時(shí)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(jì)出各單元電路，并在計(jì)算機(jī)上用仿真軟件上進(jìn)行仿真和虛擬調(diào)試。,應(yīng)該及時(shí)記錄的素材：,3）進(jìn)行整體電路聯(lián)調(diào),A、記錄保留各單元電路配合工作應(yīng)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(biāo)或邏輯關(guān)系，時(shí)序上的配合、控制流程）。,B、進(jìn)行整體電路聯(lián)調(diào)，必須通過。保留整體電路原理圖（打?。?C、整理你所用到的各元件型號(hào)，參數(shù)和數(shù)目。記錄保留元件清單。（打?。?D、對(duì)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(yīng)該及時(shí)記錄的素材：,在完成各單元電路的設(shè)計(jì)并仿真的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行整體電路聯(lián)調(diào)，并通過調(diào)試進(jìn)行參數(shù)調(diào)整或改進(jìn)設(shè)計(jì)，直到達(dá)到指標(biāo)要求。,仿真時(shí)應(yīng)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(shí)可將該部分用相應(yīng)的信號(hào)或其他電路代替。,寫設(shè)計(jì)報(bào)告時(shí)，可將部分無法用軟件仿真的電路單獨(dú)用手工畫出，,4）設(shè)計(jì)仿真的驗(yàn)收,仿真結(jié)

7、果正確性 設(shè)計(jì)材料完備性 出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度的考核,在完成課題的設(shè)計(jì)與仿真之后，由教師對(duì)各組的設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。,設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)收的考核點(diǎn)：,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(jì)算機(jī)上用EDA軟件布局布線,3）單元電路接線、調(diào)試、驗(yàn)證。 記錄調(diào)試驗(yàn)證的手段、工具、調(diào)試驗(yàn)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(duì)更改的單元電路必須做記錄并保留。,5) 安裝調(diào)試的驗(yàn)收,功能指標(biāo)實(shí)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(xué)習(xí)態(tài)度的考核,制作、安裝、調(diào)試環(huán)節(jié)的考核點(diǎn)：,在完成課題的制作、安裝、調(diào)試，并能正常運(yùn)行之后，由教師對(duì)各組進(jìn)行驗(yàn)收。,4、寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。,1）小學(xué)期放假之前統(tǒng)一交設(shè)計(jì)報(bào)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(cè)； D由班長憑本人學(xué)生證到教務(wù)處教學(xué)實(shí)踐科辦理，領(lǐng)用課程設(shè)計(jì)用品。,3）課程設(shè)計(jì)報(bào)告主要內(nèi)容,（1）設(shè)計(jì)題目，主要指標(biāo)和要求（含選題意義）； （2）方案選擇及電路工作原理；（設(shè)計(jì)

9、方案、電路的結(jié)構(gòu)框圖、基本原理、設(shè)計(jì)方案的比較選擇）。 （3）單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算； 電路結(jié)構(gòu)的選擇及主要特點(diǎn)，工作原理，要完成的任務(wù)； 畫出必要的功能表格、時(shí)序圖、狀態(tài)表或要實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)、邏輯流程、波形圖、時(shí)序圖或真值表等； 畫出電路圖；元器件的選擇、計(jì)算、具體參數(shù)值、元器件型號(hào)； 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(duì)完整的電路圖進(jìn)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(biāo)號(hào)、型號(hào)、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(duì)應(yīng)原理圖的標(biāo)號(hào)）。 （7）安裝、調(diào)試中遇到的問題,解決的方法以及實(shí)驗(yàn)效果等（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測量數(shù)值或功能、控制流程等）； （8） 電路性能指標(biāo)測試結(jié)果,是否滿足要求及對(duì)成果的評(píng)價(jià)（實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)、測試波形和誤差分析.畫出必要的表格和時(shí)序圖，一些指標(biāo)性的觀察現(xiàn)象） （9） 收獲、體會(huì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。 （10） 參考文獻(xiàn)（不少于4篇）。,四、 考核辦法,1) 驗(yàn)收與過程并重，能力與學(xué)習(xí)態(tài)度兼顧。 2) 全組成績與個(gè)人成績相區(qū)別對(duì)待。 3）設(shè)計(jì)仿真、安裝調(diào)試、總結(jié)報(bào)告區(qū)別對(duì)待?；救蝿?wù)與擴(kuò)展功能區(qū)別對(duì)待。 4）獨(dú)立性、依賴性區(qū)別對(duì)待。 5）選題難度區(qū)別對(duì)待。 6）創(chuàng)新性、可行性區(qū)別對(duì)待。,舉例數(shù)

11、字頻率計(jì),設(shè)計(jì)要求及指標(biāo) 1.完成正弦波、矩形波等信號(hào)頻率的測量。 2.測頻范圍1999000Hz，分兩個(gè)頻段：1999Hz，1KHz-999000Hz。 3.用LED八段數(shù)碼管，顯示十進(jìn)制的測量結(jié)果.用發(fā)光二極管表示單位，當(dāng)綠燈亮?xí)r表示Hz，紅燈亮?xí)r表示KHz。,選題 在電子電路的設(shè)計(jì)或調(diào)試過程中，常常需要知道各種信號(hào)（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(jì)一個(gè)能測量多種波形的頻率的數(shù)字頻率計(jì)。,方案設(shè)計(jì),1. 頻率即單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)重復(fù)的次數(shù)。頻率計(jì)的工作原理是用計(jì)數(shù)器測量在單位時(shí)間內(nèi)的輸入信號(hào)的周期數(shù)。由信號(hào)放大整形電路、時(shí)基產(chǎn)生電路、門控電路、計(jì)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(gè)步驟。先要將計(jì)數(shù)器清零，然后計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)并顯示頻率值，最后保持最終測量結(jié)果一段時(shí)間。狀態(tài)控制器要控制電路在上述三個(gè)狀態(tài)內(nèi)循環(huán)。 3. 門控電路控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的時(shí)間，即只允許一定時(shí)間內(nèi)的待測信號(hào)通過門控電路使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。時(shí)間寬度（時(shí)間窗）不同，則測量的范圍不同。如：一秒內(nèi)計(jì)到的周期數(shù)就是頻率數(shù)，而1mS內(nèi)計(jì)到的數(shù)則要擴(kuò)大1000倍才能得到頻率值。因此，改變量程，也就是改變時(shí)間窗。同時(shí)，顯示的小數(shù)點(diǎn)也須自動(dòng)移位。 4最簡單的門控電路就是使用一個(gè)與門。只有當(dāng)經(jīng)過量程選擇的時(shí)基信號(hào)為1時(shí)，待測信號(hào)方能通過門控電路使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。,單元電路的設(shè)計(jì)步驟

13、及設(shè)計(jì)參考,1。計(jì)數(shù)器 三位級(jí)連,2。計(jì)數(shù)+鎖存 273鎖存,3。量程電路 時(shí)間窗,4。控置電路 門控電路 鎖存信號(hào) 清零電路,5。 時(shí)基電路,6。 課程設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)例,課程設(shè)計(jì)報(bào)告主要內(nèi)容,一：選題 意義、功能、目標(biāo)、性能、指標(biāo)等。,二：電路原理及設(shè)計(jì)計(jì)算 總體設(shè)計(jì)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(jì)算、元件選擇、元件列表。,單元電路的設(shè)計(jì)計(jì)算；（電路結(jié)構(gòu)的選擇及主要特點(diǎn)，工作原理，要完成的任務(wù)； 畫出必要的功能表格、時(shí)序圖、狀態(tài)表或要實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)、邏輯流程、波形圖、時(shí)序圖或真值表等； 畫出電路圖； 元器件的選擇、計(jì)算、具體參數(shù)值、元器件型號(hào)； 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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析說明 提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測試波形或結(jié)果，進(jìn)行必要的分析說明或誤差分析。,六：設(shè)計(jì)實(shí)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(yùn)放雙電源,324,339單電源,可選元器件,4.計(jì)數(shù)器,十進(jìn)制加法,十進(jìn)制加減,二進(jìn)制,74160/162：同步置數(shù)，異步清零，例如日期時(shí)間計(jì)數(shù)、定時(shí),451