《電子電路課程設計概述12》

1、電子電路課程設計,一、課程設計的目的,1、由基礎理論上升到實踐,在學習了模擬電子技術和數字電子技術課程的基礎之上，通過《電子電路課程設計》，綜合運用所學的理論知識，通過設計、仿真、制作、調試等環(huán)節(jié)，完成一個具有實際應用意義的電子設備，通過親自實踐、了解電子電路裝置的選題、設計、調試、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）,

2、3）從電路參數的計算－>實際器件的選擇和使用,4）不停留在理論設計和書面答案上，更是要安裝、調試，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匹配關系、功能的配合關系。,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、實驗調整等手段結合起來。,4、建立工

3、程概念,不停留在功能和指標的實現上，還要考慮到現實條件和經濟指標（實驗室）。,5、建立生產觀念、經濟觀念,5、學習電子電路的設計方法,1）自下而上的設計方法：從設計單元功能電路－>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計內容細化,最后完成系統(tǒng)硬件的整體設計。,即先總體設計后詳細設計,局部設計決策服從總體設計決策,2）自上而下的設計方法：首先從系統(tǒng)設計入手,從頂層進行功能

4、方框圖劃分和結構設計,這時的設計與工藝無關。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典的方法和標準的邏輯功能部件進行設計為止，然后再將子模塊按其連接關系分別連接，逐步進行調試，最后將子系統(tǒng)組成在一起，進行整體調試，直到達到要求為止。,題目出自實際，可以采用教師指定的參考題目（見課程設計任務書），也可以自選難度相當的題目。,二、課程設計工作任務,1、選題,2、設計與仿真,系統(tǒng)設計：根據題目要求，

5、設計實現方案，并進行方案比較。,功能模塊劃分,各個功能模塊的實現電路,各個功能模塊的元器件選擇、參數計算及仿真調試,系統(tǒng)聯調，參數（或方案）修正,3、電路制作（搭接）、調試,各個功能模塊的制作（搭接）、調試,系統(tǒng)聯調,4、寫出課程設計報告,三 教學安排和要求,3) 介紹各個題目及其設計思路。,1) 了解設計任務、設計要求和設計方法。,2) EDA軟件EWB或MULTISM的介紹和使用練習。,4) 分組：3人一組，強弱搭配、自愿組合，選

6、擇題目，登記填表。,5) 選擇題目，登記填表。( 每個班內選題不能重復）選取課程設計任務書中的題目,也可自選題目（自選題目要找老師探討可行性）。,1、概述、布置任務（第1~2單元）,,2、設計思路及提示（第3～6單元）,1） 設計方案的討論、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指標的比較，電路難易比較，經濟指標的比較，可行性比較等內容。,深入討論選定的任務，查找各種必要的資料，在教師指導下確

7、定設計方案。,注意：從一開始就應該為寫課程設計報告保留素材,教師進行分組指導（時間地點另行約定）,3、設計（第7～15單元）,教師對學生所選的各個題目進行逐一分析，劃定各單元模塊，提示實現方法和調試方法。,2）單元電路設計,A、 記錄保留各單元電路實現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、具體參數值或邏輯推理過程、狀態(tài)轉換表、卡

8、諾圖。,應該及時記錄的素材：,3）形成電路草圖，準備好仿真。,分工協(xié)作（每人必須有任務），對各單元電路、功能模塊進行設計、計算及參數選擇。,上述任務應在14周之前完成,B、記錄保留各單元電路之間的連接關系（各單元電路之間的信號、參數的匹配、綜合指標或邏輯關系、時序上的配合、控制流程等）。,C、進行整體電路聯調結果。保留整體電路原理圖（打?。?。,應該及時記錄的素材：,在完成電路設計基礎之上，在計算機上用EWB或MULTISM進行仿真和虛擬

9、調試。并通過調試進行參數調整或改進設計，直到達到指標要求。,4、仿真（第16～20單元）,3號實驗樓機房。,注意：應先對各單元電路、功能模塊進行仿真和調試，再進行整體電路聯調。,A、記錄保留各單元電路在進行仿真和虛擬調試時得到的各種結果(波形圖,測量數值等)。,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，,D、整

10、理你所用到的各元件型號，參數和數目。記錄保留元件清單。（打?。?E、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）,設計仿真的驗收,1.設計的合理性和完備性2.分析、計算、參數設置的正確性3.仿真結果正確性4.設計、仿真過程的記錄完整性5.答辯過程中的表現6.出勤、學習態(tài)度和工作態(tài)度的考核,在完成課題的設計與仿真之后，由教師對各組的設計與仿真調試結果進行驗收。,設計、仿真驗收的考核點：,5、制作、安裝、調試

11、 （教師全程指導）,1）根據元件清單，領取元件和實驗箱（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、調試、驗證。 記錄調試驗證的手段、工具、調試驗證結果（包括測試數據或波形圖或是必要的表格）。 記錄調試過程中你發(fā)現的問題及解決方法。,地點： 3號實驗樓實驗室,5) 安裝調試的驗收,1.功能指標實現的正確性和完整性(含基本功能和

12、擴展功能2.布局布線的合理性、整潔性3.調試過程記錄的完備性4.答辯過程中的表現5.出勤、學習態(tài)度的考核,制作、安裝、調試環(huán)節(jié)的考核點：,在完成課題的制作、安裝、調試，并能正常運行之后，由教師對各組進行驗收。,4） 整體電路聯調。 記錄調試過程中你發(fā)現的問題及解決方法。對更改的單元電路必須做記錄并保留。,4、寫課程設計報告。,4）各班統(tǒng)一收齊，于17周周三下午交到南區(qū)逸夫樓806.,1）格式要求,★規(guī)定的封面、十幾頁篇幅

13、，字體為宋體小四 ；★用A4紙打印裝訂成冊；,3）由班長憑本人學生證到教務處教學實踐科領用課程設計資料袋；每個組上交一份課程設計報告裝入資料袋中。,2）書寫規(guī)范、文字通順、圖紙清晰、數據完整、分析透徹、 結論明確；,5）課程設計報告主要內容,（1）設計題目，主要指標和要求（含選題意義）；（2）方案選擇及電路工作原理；（設計方案、電路的結構框圖、基本原理、設計方案的比較與選擇）。（3）單元電路設計、計算； 電路結構的

14、選擇及主要特點，工作原理，要完成的任務； 畫出必要的功能表格、時序圖、狀態(tài)表或要實現的指標、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、具體參數值、元器件型號； 邏輯推理過程、狀態(tài)轉換表、卡諾圖；關鍵元件的資料說明）。,（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系，核心部分與附屬部分的關系等；圖中各元件要有具體的標號、型號、參數值）。（5）仿真及

15、結果： 仿真分析過程、仿真結果分析（圖形、輸出參量、顯示等）。（6）元器件清單（表）（數量，元件描述，對應原理圖的標號）。（7）安裝、調試中遇到的問題,解決的方法以及實驗效果等（實驗數據、測量數值或功能、控制流程等）；（8）電路性能指標測試結果,是否滿足要求及對成果的評價（實驗測試數據、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象）（9） 收獲、體會和改進設計的建議。（10） 參考文獻（不少于4篇）。,

16、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）設計仿真、安裝調試、總結報告區(qū)別對待。基本任務與擴展功能區(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。,考核辦法及考核表,,五、設計任務書及選題參考,1、節(jié)拍速度漸變的彩燈控制器,2、花型多變的彩燈控制器,3、移動方向可逆的彩燈控制器,4、 “方向之星”控制器,10、 觸摸玩具控制

17、器,12、 醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng),5、 十字路口自動紅綠燈指揮系統(tǒng),6、 洗衣機定時正反轉控制,13、 競賽搶答器,15、 大小月份自動調節(jié)功能的日歷,9、 停車場車位管理系統(tǒng),7、 數字式電容測量儀,8、 “拔河游戲“玩具,11、方便預置的倒計時數顯定時器,14、象棋快棋賽電子裁判計時器的設計,16、數字密碼鎖,設計任務書10,,六、舉例－－數字頻率計,★設計要求及指標 1.完成正弦波、矩形波等信號頻率的測量。2.

18、測頻范圍1－999000Hz，分兩個頻段：1－999Hz，1KHz-999000Hz。3.用LED八段數碼管，顯示十進制的測量結果.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 在電子電路的設計或調試過程中，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。本題任務是：設計一個能測量多種波形的頻率的數字頻率計。,★總體方案設計,1. 頻率即單位時間內信號重復的次數。頻率計的工作原理是

19、用計數器測量在單位時間內的輸入信號的周期數。由信號放大整形電路、時基產生電路、門控電路、計數器、顯示及狀態(tài)控制電路等幾部分組成。2. 每次測量過程，包含三個步驟。先要將計數器清零，然后計數器計數并顯示頻率值，最后保持最終測量結果一段時間。狀態(tài)控制器要控制電路在上述三個狀態(tài)內循環(huán)。3. 門控電路控制計數器計數的時間，即只允許一定時間內的待測信號通過門控電路使計數器計數。時間寬度（時間窗）不同，則測量的范圍不同。如：一秒內計到的周期數就

20、是頻率數，而1mS內計到的數則要擴大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器計數。,★各單元電路設計,1、計數器設計：三位級連,2、計數+鎖存： 273鎖存,3、量程電路： 時間窗,4、控制電路 ： 門控電路 鎖存信號 清零電路,5、時基電路：,,,,電路圖及其仿真,電路