电子技术课程设计指导书.docx

贵 州 理 工 学 院电子技术课程设计指导书(电气工程及其自动化专业) 主撰人：明德刚主审人： 电气工程学院2015 年 8 月前 言电子技术课程设计是在“电路原理”和“模拟电子技术”等课程后专门开设的集中实践课程。着重介绍电子线路的分析和设计方法，相关模拟、数字集成电路的原理和应用。本课程的任务是：培养学生掌握电子线路的基础知识结构，基本理论体系及基本实验技能。使学生掌握基本概念，基本电路的工作原理及分析方法，掌握各种单元电路的特性及使用方法、性能扩展方法，通过各种实验实践教学的配合，培养学生动手能力及分析解决实际问题的能力，为今后续课程的学习打好基础。电子技术是一门实践性很强的课程，在掌握好理论知识的同时，也应加强实践教学环节的学习。培养学生的实践动手能力。电气自动化类专业的一大特色是采用弱电电路来控制强电电路，因此在实践教学环节中首先应当培养学生的安全意识；其次，模块化是目前电子、电气技术发展的趋势，应当培养学生以全局的观念来设计电路，以模块的思想来规划子电路；再次，当代电路对工艺和抗电磁干扰的要求越来越高，应当培养学生具有良好的线路布局和焊接技能。用理论知识来指导实践，用实践来提高理论水平是自动化专业开设相关实践课程的主要目的。电学基础类课程的实践教学分为实验和课程设计两大环节。通过实验环节，要求学生巩固电子技术的基本知识，培养实践动手能力和解决实际问题的能力；通过课程设计环节，要求学生初步具备电路的设计能力和分析能力，在焊接和调试电路的过程中了解电路的工艺和布局。课程设计时间为两周，在课程所在学期进行。分别进行模拟电路和数字电路的简单设计本课程设计指导书以电子技术实验指导书为基础，首先通过每一个简单的实验来提高学习兴趣，了解电子线路的基本测试和使用方法，一方面提高理论水平，另一方面培养实践动手能力。进而通过查阅资料和不断的练习来提高分析和设计电路的基本能力。需要特别说明的是，现代电子技术飞速发展，电路功能越来越强大，结构越来越复杂。单靠实验教学中的实验箱是解决不了问题的，如果设计、调试每一个电路都要全部使用实际的电子元器件的话，成本无疑很高，效率很低。为此，我们引入了EDA（Electronic Design Automation 即电子设计自动化）软件，设计、调试实际电路以前先在EDA软件中使用虚拟的电子元器件进行调试和修改，成功后再搭接实际电路。整个过程只需要EDA软件和已经相当普及的电脑即可完成。这是电路设计技术的发展趋势，这一技术在许多大型集成电路设计制造公司已经相当普及。目前优秀的EDA软件很多，例如：加拿大的Multisim 、英国的 Proteus等。限于学时数较少，理论和实践教学环节中无法过多涉及相关EDA软件，但是，作为自动化专业的学生，熟悉一个EDA软件的使用方法将受益无穷，这需要学习兴趣和大量课余时间，最重要的是毅力。 目 录一、课程设计的性质与目的1二、课程设计的时间分配2三、课程设计地点选择7四、课程设计内容安排与要求7五、电子电路课程设计的一般方法和步骤10六、元器件的选择11七、注意事项12八、设计说明书要求13九、成绩评定13十、设计说明书格式14一、课程设计的性质与目的1、电子技术课程设计、技能训练的性质与目的电子技术技能训练是高等院校电气自动化类专业各种技能训练中最基本的技能训练,旨在巩固所学理论知识并将其付诸于实际应用,加强实际应用与操作能力,培养学生的初步职业技能。通过电路设计，选择元器件以及购买元器件等环节,培养学生的市场素质;通过电路布线、焊接等内容，培养学生的工艺素质；通过查阅资料，独立设计过程，培养学生的自主学习能力；通过调试，故障排除培养学生的分析问题能力；通过设计小组的合作培养学生的团队精神。最终通过本课程使学生基本具备独立设计电路硬件系统的能力。2、电子技术技能训练的任务（1）、了解电子产品设计与制作的一般过程。（2）、能阅读电路原理图。（3）、借助手册查阅电子元器件及材料的有关数据。（4）、能正确选择、使用电子元器件和材料（5）、熟练地装接电子电路并使用电子仪器进行测试。（6）、能解决电子电路制作过程中出现的一般问题，对所制作电路的指标性能进行测试。二、实习的时间分配序号课程设计工作内容时间教学工作目标、要求1布置设计任务，提出具体要求，讲解设计方法和思路1天认真听讲、做好记录2学生查阅资料文献1天查阅相关资料、做好记录3确定设计方案1天进行方案比较，说明确定方案的理由4电路设计、仿真1天绘制原理图，用EDA软件仿真5购买电子器件1天熟悉市场，进行价格比较，熟悉元件型号、参数和封装12电路焊接、调试3天元件布局合理，焊接可靠美观14撰写课程设计报告2天根据设计说明书格式撰写，独立完成合计10天三、实习地点选择本课程设计在校内进行，焊接和电路调试由于要使用相关工具和设备，选择在实验室进行。四、实习内容安排与要求（一）项目一 逻辑信号电平测试器的设计1、设计内容：设计一个逻辑信号电平测试器2、技术指标： （1）、测量范围：低电平UL3.5V。（2）、高低电平用变色发光二极管来显示，红色表示高电平，绿色表示低电平。（3）、当被测信号在0.8V3.5V之间时，发光二极管不亮。（4）、输入电阻大于20k。（5）、工作电源为5V。（6）、要求选用CW78三端集成稳压器，LM324型四运放集成电路，2EF302型三端变色发光二极管。3、基本要求：（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。（2）、列出所用元器件清单并购买。（3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。（4）、记录实验结果。（5）、撰写设计说明书（含调试内容）。（二）项目二 集成直流稳压电源的设计1、设计内容：设计一个集成直流稳压电源2、技术指标：（1）、输出电压U0=+312V连接可调。（2）、最大输出电流Iomax=240mA。（3）、输出纹波电压的有效值Uopp5mV（4）、稳压系数SV310-3。（5）、要求选用CW317三端集成稳压器。3、基本要求：（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。（2）、列出所用元器件清单并购买。（3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。（4）、记录实验结果。（5）、撰写设计报告（含调试内容）。（三）项目三 声光控制电路1、设计内容：设计一个控制220V电源的声光控电路2、技术指标：（1）、能够感知声音和光线强弱，并控制220V白炽灯。（2）、声音和光线的动作阀值可调。（3）、继电器控制白炽灯的亮灭。（4）、由直流稳压5V12V电源供电。3、基本要求：（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。（2）、列出所用元器件清单并购买。（3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。（4）、记录实验结果。（5）、撰写设计报告（含调试内容）。（四）项目四 警笛鸣响电路1、设计内容：设计一个警笛鸣响电路2、技术指标：（1）、能够模拟警笛，发出声响；（2）、鸣响声音频率在一定范围内可调；（3）、鸣响声音大小在一定范围内可调；（4）、由直流稳压5V12V电源供电。3、基本要求：（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。（2）、列出所用元器件清单并购买。（3）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。（4）、记录实验结果。（5）、撰写设计报告（含调试内容）。五、电子电路课程设计的一般方法和步骤1 方案设计11拟定系统方案框图画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口。12方案的分析和比较所拟的方案可以有多种，因此要对这些方案进行分析和比较。比较方案的标准有三：一是技术指标的比较，哪一种方案完成的技术指标最完善的；二是电路简易的比较，哪一种方案在完成技术指标的条件下，最简单、容易实现；三是经济指标的比较，在完成上指标的情况下，选择价格低廉的方案。经过比较后确定一个最佳方案。2 单元电路的设计和计算对每一个功能框图进行设计和计算；21选择电路的结构和型式；22组成电路的中心元件的选择；23电路元件的计算、选择如电阻元件、计算出电容的容量，然后根据标称值选定电容的容量和耐压。2.4核算所设计的电路是否满足要求。2.5画出单元电路的原理电路图。3 总体设计3.1把各个单元电路联接起来，注意各单元电路的接口、耦合等情况。画出完整的电气原理图。3.2列出所需用元件明细表以上步骤采用计算机设计和仿真，利用EDA软件(Workbench5.0)对所需设计的电路进行设计和调试。4 安装和调试在安装之前，最好能对各个元件的质量进行测试和检验，以减少调试中的故障。在安装过程中，尽量注意安装的技术规范化和避免损坏元件。然后是调试，包括单元电路的性能调试和整个电路的技术指标测试。在调试过程中，要善于发现问题，并找出解决办法，从中摸索出调试的一般方法和规律，总结出有用的实践经验。5 总结报告课程设计总结报告，包括对课程设计中产生的各种图表和资料进行汇总，以及对设计过程的全面系统总结，把实践经验上升到理论的高度。总结报告中，通常应有以下内容：5.1设计任务及技术指标和要求。5.2对各种设计方案的论证和电路工作原理的介绍。5.3各单元电路的设计和文件参数的计算。5.4电路原理图和接线图，并列出元件名细表。5.5实际电路的性能指标测试结果，画出必要的表格和曲线。5.6安装和调试过程中出现的各种问题、分析和解决办法。5.7说明本设计的特点和存在的问题，提出改进设计的意见。5.8本次课程设计的收获和体会。六、元器件的选择1 阻容元件的选择1.1电阻的选择首先考虑电阻器的标称阻值和额定功率,再根据实际情况来选,具体如下:频率不高并需要一定功率时可选用线绕电阻器;高频电路中要选用分布参数很小的非线绕电阻器;在高增益前置放大电路中,应选用噪声小的电阻器;在环境温度较高或电阻安装在靠近发热器件旁边,要选用耐高温的电阻器;在湿度较大的环境中,应选用抗潮湿性能的金属玻璃釉电阻器;如果对电阻器无特殊要求,一般选用通用型标准系列电阻器。1.2电容器的选择首先考虑标称容量和允许偏差,其次考虑额定工作电压,再考虑其它技术参故如绝缘电阻等。2 半导器器件的选择2.1二极管的选择根据用途和电路的具体要求来选择二极管的种类、型号和参数。选用检波二极管时，要使工作频率符合电路频率的要求，结电容小的检波二极管效果好。整流二管主要考虑其最大整流电流、最高反向工作电压是否能满足电路需要。合理选择发光二极管的驱动电流，不能超过允许值，以免结温过高，缩短管子寿命。2.2三极管的选用根据不同的用途选用不同参数的三极管。考虑的主要参数有特征频率、电流放大系数、集电极耗散功率、最大反向击穿电压等。3集成运放选用集成运放种类繁多,在设计电路时应结合电路要求及集成运放性能参数来选用。选型时除了满足主要技术性能指标外，还应考虑性能价格比。无特殊要求场合，应选用通用型、多运放型运放芯片。4 数字集成电路的选用数字集成电路一般分为CMOS和TTL两大类，各自型号命名有所不同，一般的数字集成电路在电子市场上都能买到，TTL集成电路以74LS系列的居多，CMOS集成电路以CDXXXX系列居多，请根据设计思路，确定元件功能，然后选择型号。七、注意事项1、注意用电安全2、遵守实验室的各项规章制度3、爱护工具、仪器设备，如有损坏、遗失照价赔偿4、每个题目3人一组,自由组合,分工协作。八、设计报告要求模拟电路设计和数字电路设计的设计说明书分开写，分别装订，每份说明书字数在3000字以上。具体格式和内容要求请参见格式样本。九、成绩评定1、设计说明书占30%2、制作、调试电路占40%3、考勤及表现占30%十、设计说明书格式附录：设计说明书格式XXX课程设计设计