1、电子电路课程设计一、课程设计的目的一、课程设计的目的1 1、由基础理论上升到实践、由基础理论上升到实践 在学习了模拟电子技术和数字电子技术课程的基础在学习了模拟电子技术和数字电子技术课程的基础之上，通过之上，通过电子电路课程设计电子电路课程设计，综合运用所学的理论知，综合运用所学的理论知识，通过设计、仿真、制作、调试等环节，完成一个具有实识，通过设计、仿真、制作、调试等环节，完成一个具有实际应用意义的电子设备，通过亲自实践、了解电子电路装置际应用意义的电子设备，通过亲自实践、了解电子电路装置的选题、设计、调试、定型的初步过程。的选题、设计、调试、定型的初步过程。2 2、实践能力的培养、实践能力
2、的培养1 1）从电子电路理论）从电子电路理论 实际实际应用电路应用电路的设计与制作的设计与制作2 2）从电路符号、元器件模型）从电路符号、元器件模型 实际器件实际器件（分立的、集成的）（分立的、集成的）3 3）从电路参数的计算）从电路参数的计算 实际器件的实际器件的选择和使用选择和使用4 4）不停留在理论设计和书面答案上，更是要）不停留在理论设计和书面答案上，更是要安装、调试安装、调试，运，运用实验来检验用实验来检验。 3 3、建立系统概念、建立系统概念单元电路单元电路 功能模块功能模块 电子系统电子系统。各功能模块电路之间参数匹配关系、功能的配合关系。各功能模块电路之间参数匹配关系、功能的配
3、合关系。 1 1） 从单纯的单元功能电路的分析从单纯的单元功能电路的分析 各种功能电路的各种功能电路的选取选取（成熟的单元电路或功能模块电路）及元器件（成熟的单元电路或功能模块电路）及元器件参数的确定参数的确定。 2 2） 把过去熟悉的定性分析、定量计算逐步和把过去熟悉的定性分析、定量计算逐步和工程估算、工程估算、实验调整实验调整等手段结合起来。等手段结合起来。 4 4、建立工程概念、建立工程概念 不停留在功能和指标的实现上，还要考虑到不停留在功能和指标的实现上，还要考虑到现实条件和经现实条件和经济指标济指标（实验室）。（实验室）。5 5、建立生产观念、经济观念、建立生产观念、经济观念5 5、
4、学习电子电路的设计方法、学习电子电路的设计方法1 1）自下而上的设计方法：自下而上的设计方法：从设计单元功能电路从设计单元功能电路 功能模块功能模块 实际电子系统，是一种组合式的设计方法。实际电子系统，是一种组合式的设计方法。 就是从系统总体要求出发就是从系统总体要求出发, ,自上而下地逐步将设计内容细化自上而下地逐步将设计内容细化, ,最后完成系统硬件的整体设计。最后完成系统硬件的整体设计。 即即先总体设计后详细设计先总体设计后详细设计, ,局部设计决策服从总体设计决策局部设计决策服从总体设计决策 2 2）自上而下的设计方法：自上而下的设计方法：首先从系统设计入手首先从系统设计入手, ,从顶
5、层进行功能方从顶层进行功能方框图划分和结构设计框图划分和结构设计, ,这时的设计与工艺无关。这时的设计与工艺无关。在方框图一级先进在方框图一级先进行仿真和纠错行仿真和纠错 按逻辑功能按逻辑功能划分成若干子模块划分成若干子模块，一直分到这些子模块可以，一直分到这些子模块可以用经典的方法和标准的逻辑功能部件进行设计为止，然后再将子用经典的方法和标准的逻辑功能部件进行设计为止，然后再将子模块按其连接关系分别连接，逐步进行调试，最后将子系统组成模块按其连接关系分别连接，逐步进行调试，最后将子系统组成在一起，进行整体调试，直到达到要求为止。在一起，进行整体调试，直到达到要求为止。 题目出自实际，可以采用
6、题目出自实际，可以采用教师指定教师指定的参考题目（见课的参考题目（见课程设计任务书），也可以程设计任务书），也可以自选自选难度相当的题目。难度相当的题目。二、课程设计工作任务二、课程设计工作任务1 1、选题、选题2 2、设计与仿真、设计与仿真系统设计：根据题目要求，设计实现方案，并进行方案比较。系统设计：根据题目要求，设计实现方案，并进行方案比较。功能模块划分功能模块划分各个功能模块的实现电路各个功能模块的实现电路各个功能模块的元器件选择、参数计算及仿真调试各个功能模块的元器件选择、参数计算及仿真调试系统联调，参数（或方案）修正系统联调，参数（或方案）修正3 3、电路制作（搭接）、调试、电路制
7、作（搭接）、调试各个功能模块的制作（搭接）、调试各个功能模块的制作（搭接）、调试系统联调系统联调4 4、写出课程设计报告、写出课程设计报告三三 教学安排和要求教学安排和要求 3) 介绍各个题目及其设计思路。介绍各个题目及其设计思路。1) 了解设计任务、设计要求和设计方法。了解设计任务、设计要求和设计方法。 2) EDA软件软件EWB或或MULTISM的介绍和使用练习。的介绍和使用练习。 4) 分组：分组：3人一组，强弱搭配、自愿组合，选择题目，人一组，强弱搭配、自愿组合，选择题目，登记填表。登记填表。 5) 选择题目，登记填表。选择题目，登记填表。( ( 每个班内选题不能重复）每个班内选题不能
8、重复）选取课程设计任务书中的题目选取课程设计任务书中的题目,也可自选题目（自选题也可自选题目（自选题目要找老师探讨可行性）。目要找老师探讨可行性）。1、概述、布置任务（第、概述、布置任务（第12单元）单元）2 2、设计思路及提示（第、设计思路及提示（第3 36 6单元）单元）1 1） 设计方案的讨论、比较与确定设计方案的讨论、比较与确定A A、记录保留各种方案的框图和基本原理。、记录保留各种方案的框图和基本原理。 B B、要记录保留各种方案的技术指标的比较，电路难易比较，、要记录保留各种方案的技术指标的比较，电路难易比较，经济指标的比较，可行性比较等内容。经济指标的比较，可行性比较等内容。 深
9、入讨论选定的任务，查找各种必要的资料，在深入讨论选定的任务，查找各种必要的资料，在教师指导下确定设计方案。教师指导下确定设计方案。注意：从一开始就应该为写课程设计报告保留素材注意：从一开始就应该为写课程设计报告保留素材教师进行分组指导（时间地点另行约定）教师进行分组指导（时间地点另行约定） 3、设计（第、设计（第715单元单元）教师对学生所选的各个题目进行逐一分析，划定教师对学生所选的各个题目进行逐一分析，划定各单元模块，提示实现方法和调试方法。各单元模块，提示实现方法和调试方法。2 2）单元电路设计）单元电路设计A A、 记录保留各单元电路实现的工作原理和目标功能（画记录保留各单元电路实现的
10、工作原理和目标功能（画出必要的功能表格、时序图、状态表或要实现的指标、波出必要的功能表格、时序图、状态表或要实现的指标、波形图）。形图）。 B B、 记录保留各单元电路原理图，选择元件的计算公式、记录保留各单元电路原理图，选择元件的计算公式、计算过程、具体参数值或逻辑推理过程、状态转换表、卡计算过程、具体参数值或逻辑推理过程、状态转换表、卡诺图。诺图。 应该及时记录的素材：应该及时记录的素材：3 3）形成电路草图，准备好仿真。）形成电路草图，准备好仿真。 分工协作（每人必须有任务），对各单元电路、功分工协作（每人必须有任务），对各单元电路、功能模块进行设计、计算及参数选择。能模块进行设计、计算
11、及参数选择。上述任务应在上述任务应在1414周之前完成周之前完成 B B、记录保留各单元电路之间的连接关系（各单元电路之间的、记录保留各单元电路之间的连接关系（各单元电路之间的信号、参数的匹配、综合指标或逻辑关系、时序上的配合、控制信号、参数的匹配、综合指标或逻辑关系、时序上的配合、控制流程等）。流程等）。 C C、进行整体电路联调结果。保留整体电路原理图（打印）。、进行整体电路联调结果。保留整体电路原理图（打印）。 应该及时记录的素材：应该及时记录的素材： 在完成电路设计基础之上，在计算机上用在完成电路设计基础之上，在计算机上用EWBEWB或或MULTISMMULTISM进行仿真和虚拟调试。
12、并通过调试进行参数进行仿真和虚拟调试。并通过调试进行参数调整或改进设计，直到达到指标要求。调整或改进设计，直到达到指标要求。4、仿真（第、仿真（第1620单元）单元）3号实验楼机房。号实验楼机房。 注意：注意：应先对各单元电路、功能模块进行仿真和调试，应先对各单元电路、功能模块进行仿真和调试，再进行整体电路联调。再进行整体电路联调。A A、记录保留各单元电路在进行仿真和虚拟调试时得到的各、记录保留各单元电路在进行仿真和虚拟调试时得到的各种结果种结果( (波形图波形图, ,测量数值等测量数值等) )。 仿真时应注意：仿真时应注意： 由于仿真软件元件库中的元件有限，有的元件库中没有，仿由于仿真软件
13、元件库中的元件有限，有的元件库中没有，仿真时可将该部分用相应的信号或其他电路代替。真时可将该部分用相应的信号或其他电路代替。 写设计报告时，可将部分无法用软件仿真的电路单独用手工写设计报告时，可将部分无法用软件仿真的电路单独用手工画出，画出， D D、整理你所用到的各元件型号，参数和数目。记录保留元、整理你所用到的各元件型号，参数和数目。记录保留元件清单。（打印）件清单。（打印） E E、对照原理图搞清各元件的管脚图，记录保留这些元件的、对照原理图搞清各元件的管脚图，记录保留这些元件的管脚图（以备接线）管脚图（以备接线） 设计仿真的验收设计仿真的验收1.1.设计的合理性和完备性设计的合理性和完
14、备性2.2.分析、计算、参数设置的正确性分析、计算、参数设置的正确性3.3.仿真结果正确性仿真结果正确性4.4.设计、仿真过程的记录完整性设计、仿真过程的记录完整性5.5.答辩过程中的表现答辩过程中的表现6.6.出勤、学习态度和工作态度的考核出勤、学习态度和工作态度的考核 在完成课题的设计与仿真之后，由教师对各组的设计与仿在完成课题的设计与仿真之后，由教师对各组的设计与仿真调试结果进行验收。真调试结果进行验收。设计、仿真验收的考核点：设计、仿真验收的考核点：5 5、制作、安装、调试、制作、安装、调试 （教师全程指导）教师全程指导）1 1）根据元件清单，领取元件和实验箱（登记）。需要）根据元件清
15、单，领取元件和实验箱（登记）。需要外购者自购外购者自购2 2）规划电路布局（按单元电路集中布局）规划电路布局（按单元电路集中布局） 需要制作印刷电路版者，在计算机上用需要制作印刷电路版者，在计算机上用EDAEDA软件布局软件布局布线布线3 3）单元电路接线、调试、验证。）单元电路接线、调试、验证。 记录调试验证的手段、工具、调试验证结果（包括记录调试验证的手段、工具、调试验证结果（包括测试数据或波形图或是必要的表格）。测试数据或波形图或是必要的表格）。 记录调试过程中你发现的问题及解决方法。记录调试过程中你发现的问题及解决方法。地点：地点： 3号实验号实验楼楼实验室实验室5) 5) 安装调试的
16、验收安装调试的验收1.1.功能指标实现的正确性和完整性功能指标实现的正确性和完整性( (含基本功能和含基本功能和扩展功能扩展功能2.2.布局布线的合理性、整洁性布局布线的合理性、整洁性3.3.调试过程记录的完备性调试过程记录的完备性4.4.答辩过程中的表现答辩过程中的表现5.5.出勤、学习态度的考核出勤、学习态度的考核制作、安装、调试环节的考核点：制作、安装、调试环节的考核点： 在完成课题的制作、安装、调试，并能正常运行在完成课题的制作、安装、调试，并能正常运行之后，由教师对各组进行验收。之后，由教师对各组进行验收。4 4） 整体电路联调。整体电路联调。 记录调试过程中你发现的问题及解决方法。
17、对更改记录调试过程中你发现的问题及解决方法。对更改的单元电路必须做记录并保留。的单元电路必须做记录并保留。 4 4、写课程设计报告。、写课程设计报告。 4 4）各班统一收齐，于）各班统一收齐，于1717周周三下午交到南区逸夫楼周周三下午交到南区逸夫楼806.806.1 1）格式要求）格式要求 规定的封面、十几页篇幅，字体为宋体小四规定的封面、十几页篇幅，字体为宋体小四 ；用用A4A4纸打印装订成册；纸打印装订成册；3 3）由班长凭本人学生证到教务处教学实践科领用课程设计资料）由班长凭本人学生证到教务处教学实践科领用课程设计资料袋；每个组上交一份课程设计报告装入资料袋中。袋；每个组上交一份课程设
18、计报告装入资料袋中。2 2）书写规范、文字通顺、图纸清晰、数据完整、分析透彻、）书写规范、文字通顺、图纸清晰、数据完整、分析透彻、 结论明确；结论明确；5 5）课程设计报告主要内容）课程设计报告主要内容 （1 1）设计题目，主要指标和要求（含选题意义）；）设计题目，主要指标和要求（含选题意义）；（2 2）方案选择及电路工作原理；（设计方案、电路的结构框图、）方案选择及电路工作原理；（设计方案、电路的结构框图、基本原理、设计方案的比较与选择）。基本原理、设计方案的比较与选择）。（3 3）单元电路设计、计算；）单元电路设计、计算； 电路结构的选择及主要特点，工作原理，要完成的任务；电路结构的选择及
19、主要特点，工作原理，要完成的任务； 画出必要的功能表格、时序图、状态表或要实现的指标、画出必要的功能表格、时序图、状态表或要实现的指标、逻辑流程、波形图、时序图或真值表等；逻辑流程、波形图、时序图或真值表等； 画出电路图；元器件的选择、计算、具体参数值、元器件画出电路图；元器件的选择、计算、具体参数值、元器件型号；型号； 逻辑推理过程、状态转换表、卡诺图；关键元件的资料说逻辑推理过程、状态转换表、卡诺图；关键元件的资料说明）。明）。（4 4）完整的电路图（对完整的电路图进行说明，要说明单元电路）完整的电路图（对完整的电路图进行说明，要说明单元电路之间的主要的配合关系，核心部分与附属部分的关系等
20、；图中各之间的主要的配合关系，核心部分与附属部分的关系等；图中各元件要有具体的标号、型号、参数值）。元件要有具体的标号、型号、参数值）。（5 5）仿真及结果：）仿真及结果： 仿真分析过程、仿真结果分析（图形、输出参量、显示等）。仿真分析过程、仿真结果分析（图形、输出参量、显示等）。（6 6）元器件清单（表）（数量，元件描述，对应原理图的标号）。）元器件清单（表）（数量，元件描述，对应原理图的标号）。（7 7）安装、调试中遇到的问题）安装、调试中遇到的问题, ,解决的方法以及实验效果等（实解决的方法以及实验效果等（实验数据、测量数值或功能、控制流程等）；验数据、测量数值或功能、控制流程等）；（8
21、 8）电路性能指标测试结果）电路性能指标测试结果, ,是否满足要求及对成果的评价（实是否满足要求及对成果的评价（实验测试数据、测试波形和误差分析。画出必要的表格和时序图，验测试数据、测试波形和误差分析。画出必要的表格和时序图，一些指标性的观察现象）一些指标性的观察现象）（9 9） 收获、体会和改进设计的建议。收获、体会和改进设计的建议。（1010） 参考文献（不少于参考文献（不少于4 4篇）。篇）。四、四、 考核办法考核办法1) 验收与过程并重，能力与学习态度兼顾。验收与过程并重，能力与学习态度兼顾。2) 全组成绩与个人成绩相区别对待。全组成绩与个人成绩相区别对待。3）设计仿真、安装调试、总结
22、报告区别对待。基）设计仿真、安装调试、总结报告区别对待。基本任务与扩展功能区别对待。本任务与扩展功能区别对待。4）独立）独立性、依赖性性、依赖性区别对待。区别对待。5）选题难度区别对待。）选题难度区别对待。6 6）创新性、可行性）创新性、可行性区别对待。区别对待。 考核办法及考核表考核办法及考核表五、设计任务书及选题参考1、节拍速度渐变的彩灯控制器、节拍速度渐变的彩灯控制器2、花型多变的彩灯控制器、花型多变的彩灯控制器3、移动方向可逆的彩灯控制器、移动方向可逆的彩灯控制器 4、 “方向之星方向之星”控制器控制器 10、 触摸玩具控制器触摸玩具控制器 12、 医院病人紧急呼叫系统医院病人紧急呼叫
23、系统 5、 十字路口自动红绿灯指挥系统十字路口自动红绿灯指挥系统 6、 洗衣机定时正反转控制洗衣机定时正反转控制 13、 竞赛抢答器竞赛抢答器 15、 大小月份自动调节功能的日历大小月份自动调节功能的日历 9、 停车场车位管理系统停车场车位管理系统 7、 数字式电容测量仪数字式电容测量仪 8、 “拔河游戏拔河游戏“玩具玩具 11、方便预置的倒计时数显定时器、方便预置的倒计时数显定时器 14、象棋快棋赛电子裁判计时器的设计、象棋快棋赛电子裁判计时器的设计 16、数字密码锁、数字密码锁设计任务书设计任务书10六、举例六、举例数字频率计数字频率计 设计要求及指标设计要求及指标 1.完成正弦波、矩形波
24、等信号频率的测量。2.测频范围1999000Hz，分两个频段：1999Hz，1KHz-999000Hz。3.用LED八段数码管，显示十进制的测量结果.用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示Hz，红灯亮时表示KHz。选题选题 在电子电路的设计或调试过程中，常常需要知道各种信号（正弦波、矩形波等）的频率，用于判别电路是否正常工作。本题任务是：设计一个能测量多种波形的频率的数字频率计。总体方案设计总体方案设计 被 测 信 号计 数 器锁 存 器译 码 器显 示 器BCA逻 辑 控 制 电 路 时 基 电 路 闸 门1s/1msmsA ABC请零信号请零信号锁存信号锁存信号量程选择1. 1. 频率即单位
25、时间内信号重复的次数。频率计的工作原理频率即单位时间内信号重复的次数。频率计的工作原理是用计数器测量在单位时间内的输入信号的周期数。由信号是用计数器测量在单位时间内的输入信号的周期数。由信号放大整形电路、时基产生电路、门控电路、计数器、显示及放大整形电路、时基产生电路、门控电路、计数器、显示及状态控制电路等几部分组成。状态控制电路等几部分组成。2. 2. 每次测量过程，包含三个步骤。先要将计数器清零，然每次测量过程，包含三个步骤。先要将计数器清零，然后计数器计数并显示频率值，最后保持最终测量结果一段时后计数器计数并显示频率值，最后保持最终测量结果一段时间。状态控制器要控制电路在上述三个状态内循
26、环。间。状态控制器要控制电路在上述三个状态内循环。3. 3. 门控电路控制计数器计数的时间，即只允许一定时间内门控电路控制计数器计数的时间，即只允许一定时间内的待测信号通过门控电路使计数器计数。时间宽度（时间窗）的待测信号通过门控电路使计数器计数。时间宽度（时间窗）不同，则测量的范围不同。如：一秒内计到的周期数就是频不同，则测量的范围不同。如：一秒内计到的周期数就是频率数，而率数，而1mS1mS内计到的数则要扩大内计到的数则要扩大10001000倍才能得到频率值。倍才能得到频率值。因此，改变量程，也就是改变时间窗。同时，显示的小数点因此，改变量程，也就是改变时间窗。同时，显示的小数点也须自动移
27、位。也须自动移位。4 4最简单的门控电路就是使用一个与门。只有当经过量程最简单的门控电路就是使用一个与门。只有当经过量程选择的时基信号为选择的时基信号为1 1时，待测信号方能通过门控电路使计数时，待测信号方能通过门控电路使计数器计数。器计数。各单元电路设计各单元电路设计1、计数器设计：、计数器设计：三位级连三位级连2、计数、计数+锁存：锁存： 273锁存锁存 3、量程电路：、量程电路： 时间窗时间窗4、控制电路、控制电路 ： 门控电路门控电路 锁存信号锁存信号 清零电路清零电路5、时基电路：、时基电路： 电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真（设计、分析、计算、参数及元器件选
28、择、仿真结果、说明）（设计、分析、计算、参数及元器件选择、仿真结果、说明）电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真电路图及其仿真设计报告设计报告课程设计报告实例课程设计报告实例EDA软件使用练习EWB教程教程 EWB练习练习 PROTEL MULTISIM教程教程 结 束计数计数+锁存量程电路控制电路计数+锁存+控制总体调试电路时基电路5VVCCR4500ohmC31uFC40.01uFU11DIS7OUT3RST48THR6CON5TRI2GNDVCCLM555CHR1430ohmJ1Key = AU21291181672143R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)QAQBQCQDBA74LS90NU4A74LS08N123U31291181672143R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)QAQBQCQDBA74LS90NU5A74LS08N123U61291181672143R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)QAQBQCQDBA74LS90NU7A74LS08N123U91291181672143R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)QAQBQCQDBA74LS90NU8A74LS08N123J2Key = S时基电路
