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《电子技术》课程设计教学大纲(自动化)

课程编号:161048

编写教师:黄建春

:张美英

一、学时学分

学分: 2分 时间: 2周

二、适用专业及开课学期

自动化专业 4学期

三、课程设计的地位、作用与目的

1、地位:根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论,对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。

2、作用:通过电子技术课程设计的综合训练,培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

3、目的

(1)巩固加深对电子线路的基本知识,提高综合运用电子技术知识的能力;

(2)培养学生查阅参考文献,独立思考、设计、钻研电子技术相关问题的能力;

(3)通过实际制作安装电子线路,学会单元电路以及整机电路的调试与分析方法;

(4)掌握相关电子线路工程技术规范以及常规电子元器件的性能技术指标;

(5)了解电气图用图形以及电气制图国家标准,并借用电子CAD正确绘制电路图;

(6)培养严肃认真的工作作风与科学态度,建立严谨的工程技术观念;

(7)培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

四、课程设计内容与基本要求

1、课程设计参考项目的设置与内容提要

序号

项目

内容提要

1

集成数字式闹钟

(1)时钟功能:具有24小时或12小时的计时方式,显示时、分、秒。(2)具有快速校准时、分、秒的功能。(3)能设定起闹时刻,响闹时间为1分钟,超过1分钟自动停;具有人工止闹功能;止闹后不再重新操作,将不再发生起闹。(4)计时准确度:每天计时误差不超过10秒。(5)供电方式:220V,50HZ交流供电,当交流中断时,自动接上内部备用电源供电,不影响计时功能。

2

直流可变稳压电源的设计

(1)用集成芯片制作一个0~15V的直流电源。(2)功率要求15W以上。(3)测量直流稳压电源的纹波系数。(4)具有过压、过流保护。

3

OTL互补对称功率放大器

(1)利用晶体三极管构成互补推挽OTL功放电路。(2)功率放大倍数自定义。(3)测量OTL互补对称功率放大器的主要性能指标。

4

PID调节器

(1)比例系数、积分时间、微分时间可调,参数自定义。(2)P、PI、PD、PID可分别设置。(3)在计算机上仿真

5

有源滤波器

(1)由运算放大器组成有源低通、高通、带通、带阻滤波器。(2)通频带自定义。(3)测量设计的有源滤波器的幅频特性。(4)选用通用运算放大器,运放的开环增益应在80dB以上。

6

简易万用电表的制作

(1)设计由集成运放组成万用电表。(2)至少能测量电阻、电容、电流和电压。(3)选择适当的元器件并安装调试。(4)测量一些电子元器件的参数,检验其测量准确率。

7

信号峰值检测仪

(1)自定义检测信号,如机械应力、工频电压、工频电流等物理量。(2)测量结果数字动态显示,显示位数自定义。(3)要求检测仪能稳定的保持输入信号的峰值。

8

楼道触摸延时开关

设计一楼道触摸延时开关,其功能是当人用手触摸开关时,照明灯点亮,并持续一段时间后自动熄灭。开关的延时时间约1分钟左右。

9

自动水龙头的设计

设计一个红外线自动水龙头电路,要求当人或物体靠近时,水龙头自动放水,而人或物体离开时水龙头自动关闭。采用红外线传感器。开关使用电磁阀工作。

10

简易交通灯控制逻辑电路设计

(1)东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间15s。(2)东西方向与南北方向黄灯亮,时间5s。南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,时间l0s。如果发生紧急事件,可以手动控制四个方向红灯全亮。

11

波形发生器

用集成运放组成的正弦波、方波和三角波发生器。幅值和频率自定义。正弦波、方波和三角波的幅值、频率、相位可调

12

过/欠电压保护提示电路

设计一个过欠电压保护电路,当电网交流电压大于250V或小于180V时,经3~4s本装置将切断用电设备的交流供电,并用LED发光警示。在电网交流电压恢复正常后,经本装置延时3~5分钟后恢复用电设备的交流供电。

13

音乐彩灯控制器

设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。有三路不同控制方法的彩灯,用不同颜色的LED表示。第一路为音乐节奏控制彩灯,按音乐节拍变换彩灯花样。第二路按音乐大小控制彩灯,音量大时,彩灯亮度加大,反之亦然。第三路按因调高低控制彩灯。

14

简易频率计

设计制作一个简易频率测量电路,实现数码显示。测量范围:10Hz~99.99KHz。测量精度:10Hz。输入信号幅值:20mV~5V。输入阻抗:1M;信号。

15

电子秒表

显示分辨率为1s/100,外接系统时钟频率为100KHz。计时最长时间为1h,六位显示器,显示时间最长为59m59.99s。系统设置启/停键和复位键。复位键用来消零,做好计时准备、启/停键是控制秒表起停的功能键。

16

数字电子钟设计

显示时、分、秒。可以24小时制或12小时制。具有校时功能,分别对小时和分钟单独校时,对分钟校时的时候,最大分钟不向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。

17

抢答器电路设计

(1)可容纳八组参赛的数字式抢答器。(2)电路具有第一抢答信号的鉴别与保持功能。(3抢答优先者声光提示。(4)回答计时与计分。

18

电子调光控制器

(1)设计并制造用电子控制的调光控制器(2)控制器的控制信号输入用触摸开关。(3)灯光控制应满足亮度变化平稳且单调变化,不会发生忽暗狐明现象。(4)供电AC220V、50Hz。

19

数字显示电阻测量仪

(1)设计并制作位数字显示电阻测量仪,电阻值用LED数码管显示,单位为Ω或kΩ或MΩ,在不同单位时,应有相应的指示。(2)测量的电阻值范围为0.01Ω~20MΩ。(3)测量误差:相对误差<2%。(4)测量量程分挡:0~199.99Ω;0~1999.9Ω;0~20kΩ;0~200kΩ;0~2000kΩ;0~20MΩ。(5)具有测量刻度标准功能,通过外接标准电阻来调节实现此功能。

20

水位控制器

(1)设计并制作一个水塔水位控制器,该控制器具有四个水位检测输入,由低到高水位检测点分别为H1、H2、H3、H4;控制器根据水位状态控制两太水泵的工作。(2)在各水位检测点,应能准确可靠地检测出水位状态,所设计(或选购)的传感器能经受长期水泡的工作环境而不影响其性能。(3)两台水泵分别为M1和M2,当水位低于H1时,开水泵M1和M2,当水位高于H4时,关掉两台水泵。水位由H1上升至H3时,关掉水泵M1;水位由H4降至H2时,打开水泵M1。

21

逻辑电路控制的公共汽车语音报站器

(1)用EPROM(或E2PROM)、语音芯片及相应的控制逻辑电路,制作一个公共汽车语音报站器。(2)报站点可达10个。(3)每个站报站一次的时间15s,重复次数2~5次,可由开关选定。(4)所用的按键数量尽可能少且应易于操作。(5)供电用汽车蓄电池。(6)所驱动的喇叭功率为2×8W。

22

脉冲按键电话按键显示器

(1)设计并制作具有12位显示的电话按键显示器。(2)能准确反映按键数字,例如按下“5”,则显示器显示“5”。(3)显示器显示从低位向高位前移,逐位显示按键数字,最低位为当前输入位;(4)重按键时,能首先清楚显示。(5)直接利用电话机电源。(6)在挂机2min后或按熄灭按键,熄灭显示器显示。

23

视频信号切换器

(1)设计并制作一个适用于闭路电视监视系统中,对多路视频信号进行切换选择的视频信号切换器。(2)视频信号共有八个通道。(3)要求能显示当前接通的通道号。(4)具有手动选择切换视频通道和自动循回切换通道的功能。(5)在选择手动切换时,按一下通道按键选择该通道,直到再按下其他通道为止。(6)在自动状态时,轮流接通各通道,每个通道的接

通时间比例可编程设定,时间长短可通过相关按钮选择。(7)每次只能接通一路,用电磁继电器执行操作。

24

简易数字相位计

(1)具有两个信号输入通道,且每个输入通道的阻抗均大于1M。

(2)输入信号频率范围自定义。(3)输入信号幅值自定义。(4)能分辨超前与滞后。(5)测量精度为0.1º。(6)分析测量误差产生的原因及可改进的措施。

25

循环彩灯控制器

(1)共有红、绿、黄3色彩灯各9个,要求安一定顺序和时间关系运行。(2)动作要求:先红灯,后绿灯,再黄灯,分别按0.5S的速度跑动一次,然后,全部红灯亮5S,再黄灯,后绿灯,各一次。以此循环。(3)对各组灯的控制,要求有驱动电路。

26

复用4×4键盘电路

(1)通过功能(拨码)开关设置复用键盘表现为两种使用方式。(2)一种工作方式呈现4×4矩阵键盘(占用8个口线),另一种工作方式呈现16个单一按键(占用16个口线)。(3)作为16个单一按键使用时每个按键信号值既可以高电平有效也可以低电平有效。

27

电子脉搏计设计

(1)实现在15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。(4)画出电路原理图。

28

简易洗衣机控制器设计

(1)设计一个电子定时器,控制洗衣机按如下洗涤模式进行工作:(2)当定时时间达到终点时,一方面使电机停机,同时发出音响信号提醒用户注意。(3)用两位数码管显示洗涤的预置时间(以分钟为单位),按倒计时方式对洗涤过程作计时显示,直到时间到而停机。(4)三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。

(5)画出电路原理图。(6)进行电路的仿真与调试。

29

电子密码锁

(1)用电子器件设计制作一个密码锁,使之在输入正确的代码时开锁。(2)在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码,当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。(3)用红灯亮、绿灯灭表示关锁,绿灯亮、红灯灭表示开锁(4)如5s内未将锁打开,则电路自动复位进入自锁状态,并发报警信号。

30

步进电机控制电路的设计

(1)使用D触发器或主从JK触发器设计一个兼有三相六拍、三相三拍两种工作方式的脉冲分配器。(2)能控制步进电机作正向和反向运动。(3)设计电路工作的时钟信号频率为10-100HZ。(4)设计驱动步进电机的脉冲放大电路,使之能驱动一个相电压为24V、相电流为0.2A的步进电机工作。

31

超声波防盗报警装置

(1)利用超声波发射器与接收器设计出一个室内防盗报警装置。(2)要求侦测范围5-10米。(3)有效范围内侦测到有物体移动时,延迟约20S发出声光报警。(4)有容许使用者进入时切除报警的装置(5)发出报警信号2分钟后,自动切除报警。

32

电冰箱保护器

1)设计并制作电冰箱保护器,具有过、欠压保护,上电延时等功能。

(2)电压在180-250V范围内,正常供电时绿灯亮。(3)过压保护:当电压高于250V时,自动切断电源,切红灯亮。(4)欠压保护:当电压低于180V时,自动切断电源,切红灯亮。(5)延时保护:在上电、欠压、过压保护切断电源时,延时3-5分钟才可接通电源。

33

双工对讲机的设计与制作

采用集成运放和集成功放及阻容元件设计对讲机电路,实现甲、已双方异地有线通话对讲。用扬声器兼作话筒和喇叭,双向对讲,互不影响。电源电压+9V,P0小于等于0.5W,工作可靠,互不影响。设计所需的直流电源。设计制作无线对讲机电路。

34

路灯控制器的设计与制作

(1)设计制作一个路灯自动照明的控制电路,当日照光亮到一定的程度时路灯自动熄灭,而日照光亮暗到一定程度时路灯自动点亮。

(2)设计计时电路,用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。

(3)设计计数显示电路,统计路灯的开启次数。

2、基本要求

(1)结合实验室现有设备,独立设计并安装调试;

(2)独立完成课程设计报告,严禁报告内容雷同;

(3)电路图中的图形符号必须符合国家或国际标准;

(4)所有电路图的制作应采用电子CAD正确绘制;

(5)报告内容完整,格式正确,A4纸张打印,字数不少于5000字。

五、课程设计指导书或教材

教材:彭介华《电子技术课程设计指导》高等教育出版社

参考资料:

1、孙梅生,李美莺,徐振英《电子技术基础课程设计》高等教育出版社

2、梁宗善《电子技术基础课程设计》华中理工大学出版社

3、张玉璞,李庆常《电子技术课程设计》北京理工大学出版社

六、课程设计场所及相关设施要求

课程设计的主要场所是实验室和机房。要求实验室开放所有的实验设备、仪器和实验工具,实验室工作人员全天候值班,同时配备足够常用、常见、最新的电子元器件,如:各种规格的电阻、电位器、电容、晶振;典型的晶体管器件;典型的模拟集成电路;典型的数字逻辑电路;典型的传感器;常用的特殊集成电路;常用的电子线路仿真系统工作平台等。

七、成绩评定

按100分考核,然后评定为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级,具体如下表:

考核内容

考核标准

评分标准

单元电路及整体设计方案

合理、正确

占成绩30%

综合三项成绩最终评定为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级

安装、调试的验收

制作美观大方、技术指标或性能符合设计要求

占成绩20%

实践总结报告

格式正确、内容充实、语言流畅、字数不低于5000字、A4纸张打印

占成绩50%