1、2022-7-23任课教师：余柏生任课教师：余柏生 刘清华刘清华 何晓川何晓川电子产品创作设计课程电子产品创作设计课程2022-7-231、课程学习参考资料、课程学习参考资料参考资料及相关通知参考资料及相关通知 electronicmaker163electronicmaker163 password:password:electronic electronic BookBook：Practical Electronics for Inventors,Second Edition.Practical Electronics for Inventors,Second Edition.谢自美主编谢
2、自美主编.电子线路设计电子线路设计.实验实验.测试测试.华中理工大学出版社华中理工大学出版社汤元信等编汤元信等编.电子工艺及电子工程设计电子工艺及电子工程设计.清华大学出版社清华大学出版社.李哲英等编李哲英等编.实用电子电路设计实用电子电路设计.电子工业出版社电子工业出版社傅劲松主编傅劲松主编.电子制作实例集锦电子制作实例集锦陈永甫主编陈永甫主编.电子电路智能化设计实例与应用电子电路智能化设计实例与应用一、关于课程一、关于课程2022-7-23 2目的：目的：提高电子产品设计的工程意识及设提高电子产品设计的工程意识及设计制造能力计制造能力(基本技能基本技能:电路设计、元件电路设计、元件选择与识
3、别、安装、调试、包装设计选择与识别、安装、调试、包装设计),培养和提高解决问题能力、创新能力培养和提高解决问题能力、创新能力,培养电子竞赛人员。培养电子竞赛人员。A、培养综合设计和实践能力。、培养综合设计和实践能力。B、培养查阅资料文献和仿真技术应用的能力。、培养查阅资料文献和仿真技术应用的能力。C、培养工艺素质。、培养工艺素质。D、培养团队精神。、培养团队精神。E、培养市场素质。、培养市场素质。2022-7-23 3.任务：任务：由由4-5人合作成立项目设计组，选择设人合作成立项目设计组，选择设计题目计题目(或自选或自选)一个，并完成电子产品设计一个，并完成电子产品设计制作作品一件制作作品一
4、件,设计报告一份设计报告一份(约约5000字左字左右右),作品参加今年校作品参加今年校“星火怀星火怀”/“挑战杯挑战杯”竞赛，记课程学分竞赛，记课程学分2分。分。2022-7-234.授课方式：授课方式：讲课、讨论和指导式相结合讲课、讨论和指导式相结合;5.课程开课时间课程开课时间:9月月28日至日至11月月2日；日；6作品和报告验收时间作品和报告验收时间:10月月29日至日至11月月2日下午日下午2：005：30;7制作场地制作场地:新校区新校区E楼楼222实验室实验室,开放时开放时间间10月月15日后每天下午、晚上；日后每天下午、晚上；8.管理方式管理方式:器件各组自行解决器件各组自行解决
5、,制作作品归制作作品归个人所有个人所有,制作工具、仪器、导线、焊锡、制作工具、仪器、导线、焊锡、器件手册由实验室提供器件手册由实验室提供;2022-7-23二时间安排时间安排 1.方案设计安排方案设计安排:时间时间9月月28日至日至10月月12日日;任务任务:完成方案设计完成方案设计,电路设计电路设计,包装方案设计包装方案设计;2、设计方案讨论课安排、设计方案讨论课安排;a.时间时间:10月月13日至日至10月月14日日(参加参加22日提交院竞赛作品的日提交院竞赛作品的同学提前联系，国庆期间安排时间讨论同学提前联系，国庆期间安排时间讨论)；b.讨论内容讨论内容:设计方案设计方案(与应用场合和功
6、能扩展、包装创新内容为讨论重点与应用场合和功能扩展、包装创新内容为讨论重点);对电路组成及工作原理理解程度对电路组成及工作原理理解程度;元器件选择依据和应用方法元器件选择依据和应用方法;包装设计方案预案包装设计方案预案;例出应购置器件清单，由导师审核。例出应购置器件清单，由导师审核。2022-7-23 3、选购元器件、通用板和、选购元器件、通用板和IC插座、包装机插座、包装机壳壳;时间：时间：10月月15月至月至10月月17日日 4、安装调试时间安排、安装调试时间安排:10月月18日至日至11月月2日日 开放时间安排：每天下午开放时间安排：每天下午2：00至至21：30点，点，周六周日全天开放
7、周六周日全天开放,每天上午每天上午8:30至至11:30,下下午午:2：00至至21：30。2022-7-23 5、实验地址：新校区、实验地址：新校区E楼楼222实验室；实验室使实验室；实验室使用及管理办法：用及管理办法：每一个组值一天班每一个组值一天班,负责实验室开放和实验设备、工具负责实验室开放和实验设备、工具管理管理;交班时间：每天晚上交班时间：每天晚上21:30;辅导时间辅导时间:每周一每周一五下午五下午2:00至至5:30;6、作品和设计报告验收时间：作品先完成先验、作品和设计报告验收时间：作品先完成先验收和设计报告可随后发至导师邮箱，验收时间：收和设计报告可随后发至导师邮箱，验收时
8、间：10月月29日至日至11月月2日有导师的辅导时间中即可。日有导师的辅导时间中即可。2022-7-23三 选题 每每45人为一组人为一组,选一个组长参于组织管理选一个组长参于组织管理,选择一个题目选择一个题目;自拟题目：请携带自拟题目相关资料找老师讨论。自拟题目：请携带自拟题目相关资料找老师讨论。非自拟题目：请从老师所发资料中选择题目。不同组可重非自拟题目：请从老师所发资料中选择题目。不同组可重复选题。复选题。每班班长用每班班长用exel统计。格式为：题目，姓名，学号，手机，统计。格式为：题目，姓名，学号，手机，邮箱。红色字体标出组长。邮箱。红色字体标出组长。班长统计后，交给科协做全级统计。
9、统计后发邮箱。班长统计后，交给科协做全级统计。统计后发邮箱。2022-7-23本课程是一门理论和实践紧密结合的课程。它利用本课程是一门理论和实践紧密结合的课程。它利用基本电子电路原理，设计、制作出合乎要求的具有实用价基本电子电路原理，设计、制作出合乎要求的具有实用价值的电子装置的过程。是考察学生电子技术基本应用技能、值的电子装置的过程。是考察学生电子技术基本应用技能、实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势。教学的基本内容和
10、新技术的应用趋势。学习者综合运用基础知识进行理论设计的能力、创学习者综合运用基础知识进行理论设计的能力、创新精神和独立工作能力。新精神和独立工作能力。4.14.1性质和目的性质和目的四四 电子产品创作设计电子产品创作设计基础基础2022-7-234.2 4.2 设计的基本原则设计的基本原则 满足系统功能和性能的要求。这是电子电路系统设满足系统功能和性能的要求。这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。计时必须满足的基本条件。电路简单，成本低，体积小。系统集成技术是简化电路简单，成本低，体积小。系统集成技术是简化系统电路的最好方法。系统电路的最好方法。电磁兼容性好。电磁兼容特性是现代电子电路的基
11、电磁兼容性好。电磁兼容特性是现代电子电路的基本要求。本要求。可靠性高、性价比高。可靠性高、性价比高。系统的集成度高、节能。系统的集成度高、节能。调试简单方便。调试简单方便。生产工艺简单。生产工艺简单。2022-7-23（1 1）电磁兼容特性）电磁兼容特性是指确保仪器或者系统正是指确保仪器或者系统正常工作时对周围电磁环境和内部电路相互之间常工作时对周围电磁环境和内部电路相互之间电磁作用的限制、要求和特点。（抗干扰能力，电磁作用的限制、要求和特点。（抗干扰能力，干扰源）干扰源）（2 2）在电路设计时应注意：）在电路设计时应注意：选用电磁兼容特性好的集成电路；选用电磁兼容特性好的集成电路；尽量提高系
12、统集成度；尽量提高系统集成度；只要条件允许尽量降低系统工作频率；只要条件允许尽量降低系统工作频率；为系统提供足够功率的电源；为系统提供足够功率的电源；电路布局、布线要合理，做到高低频分开、功电路布局、布线要合理，做到高低频分开、功率电路与信号电路分开数字电路与模拟电路分率电路与信号电路分开数字电路与模拟电路分开。开。4.34.3电路兼容设计电路兼容设计2022-7-234.4 电子产品设计步骤调查研究方案选择与可行性论证单元电路设计和元器件选择生成PCB图组装与调试编写设计文档与总结报告2022-7-234.4.1 电子电路的基本设计方法电子电路的基本设计方法自顶向下自顶向下2022-7-23
13、1 1、明确系统设计任务和要求、明确系统设计任务和要求 对设计任务分析，了解性能、指标、内容及要求。对设计任务分析，了解性能、指标、内容及要求。这点这点十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成综合设计和实验的前提。综合设计和实验的前提。2 2、制订方案与构筑总体框图、制订方案与构筑总体框图 对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现的途对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现的途径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加以对比。从中选择一种方案来实现。以对比。
14、从中选择一种方案来实现。选择的原则一般是选择的原则一般是“相对容易，相对巧妙，性价比相对容易，相对巧妙，性价比高高”。4.4.2 电子电路的基本设计方法电子电路的基本设计方法自顶向下自顶向下2022-7-233 3、单元电路设计、单元电路设计 设计单元电路的一般方法和步骤如下：设计单元电路的一般方法和步骤如下：(1)(1)根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形式。应注意各
15、单元电路之间的相互配合，注意各部分式。应注意各单元电路之间的相互配合，注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系。输入信号、输出信号和控制信号的关系。(2)(2)拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。分别设计各单元电路。2022-7-23（3 3）选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅）选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识，开阔眼界，有关资料，以丰富知识，开阔眼界，（4 4）从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合）从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求
16、的适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。后调整电路参数。（5 5）在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协）在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协调一致地工作。调一致地工作。2022-7-23 此外还要注意前后级单元之间信号的传递此外还要注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并考虑到各单元电路的供电电的接口电路，并考虑到各单元电路的供电电源尽可能统一，以便使整个电子系统简单可源尽可能统一，以便使整个电子
17、系统简单可靠。另外，尽量选择现有的、成熟的电路来靠。另外，尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功能。有时找不到完全满足实现单元电路的功能。有时找不到完全满足要求的现成电路，可在与设计要求比较接近要求的现成电路，可在与设计要求比较接近的某电路基础上适当改进，或自己进行创造的某电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。为了使电子系统的体积小，可靠性性设计。为了使电子系统的体积小，可靠性高，电路单元尽可能用集成电路组成。高，电路单元尽可能用集成电路组成。2022-7-23 选择元器件可从选择元器件可从“需要什么需要什么”和和“有什么有什么”两个两个方面来考虑。方面来考虑。所谓所谓“需要什么需要
18、什么”是指根据具体问题的要求所是指根据具体问题的要求所选择的方案需要什么样的元器件，即每个元器件各选择的方案需要什么样的元器件，即每个元器件各应具有哪些功能和什么样的性能指标。应具有哪些功能和什么样的性能指标。所谓所谓“有什么有什么”是指有哪些元器件，哪些在市是指有哪些元器件，哪些在市场上能买得到，它们的性能如何、价格如何、体积场上能买得到，它们的性能如何、价格如何、体积多大等。众所周知，电子元器件的种类繁多，而且多大等。众所周知，电子元器件的种类繁多，而且不断出现新产品，这就需要用户不断出现新产品，这就需要用户经常关心元器件的经常关心元器件的新信息和新动向，多查资料。大量了解各种元器件新信息
19、和新动向，多查资料。大量了解各种元器件特性、规格、参数、价格。特性、规格、参数、价格。一般优先选用集成电路。一般优先选用集成电路。建议：在保证电路性能的前提下，尽量选用常建议：在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。易买到的。4、器件的选择、器件的选择2022-7-23 应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以参阅器件技术手册）参阅器件技术手册）一般情况下，在元、器
20、件选择方面，建议在保证电路一般情况下，在元、器件选择方面，建议在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。低廉、手头有的或容易买到的。尽量采用集成电路和新器件将可起到尽量采用集成电路和新器件将可起到事半功倍事半功倍的效的效果。果。一切从实际需求出发，将分壹元件与集成电路巧妙地一切从实际需求出发，将分壹元件与集成电路巧妙地结合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积结合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积小，可靠性提高。小，可靠性提高。2022-7-23在元器件应用中，必须注意以下几个方
21、面在元器件应用中，必须注意以下几个方面：电源电压的范围是多少？电源电压的范围是多少？是单电源供电还是需要双电源是单电源供电还是需要双电源供电？这点十分重要。若不注意，将供电？这点十分重要。若不注意，将+3.3 V+3.3 V电源的器件电源的器件加加+5 v+5 v，将，将+5 V+5 V器件加器件加+9 V+9 V，甚至更高，那器件是必烧，甚至更高，那器件是必烧无疑。无疑。注意元器件的主要技术指标。注意元器件的主要技术指标。不要以为只要是运放就能不要以为只要是运放就能作放大器、滤波器。例如要求做一个作放大器、滤波器。例如要求做一个2MHz2MHz带宽的放大器，带宽的放大器，如果选用如果选用LM
22、741LM741，结果无论如何都达不到要求，因为，结果无论如何都达不到要求，因为LM741LM741的单位增益带宽积只有的单位增益带宽积只有1MHz1MHz。元器件互相之间的电平匹配如何？元器件互相之间的电平匹配如何？元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输出驱动负载的能力等等。出驱动负载的能力等等。如音频功放如音频功放LM386LM386是不能推动是不能推动0.5W0.5W以上的负载。这一方面会涉及器件的安全，另一方以上的负载。这一方面会涉及器件的安全，另一方面又可能影响到系统的某些指标能否达到。面又可能影响到系统的某些指标能否达到。2
23、022-7-23可单电源工作的运放可单电源工作的运放LM324 ;LM358;AD822;OP295运算放大器的使用细节和单电源供电运算放大器的使用细节和单电源供电23184AU 1 AA D 8 2 2 A N1 KR 11 0 KR 2V C CV inV S I N1 2 vV 2V S R CV C Cv iv o2022-7-23单电源放大电路设计单电源放大电路设计2022-7-23 0V输出：输出：多数运放不能输出0V值LM358 ;LM324特殊运放可以0V输出。例如OP295等满幅输出满幅输出:普通运放不能满幅输出 LM324,LM358,AD711特殊运放能够满幅输出 AD8
24、22,POA350运放的输出幅度和运放的输出幅度和“轨至轨轨至轨”满幅满幅输出输出2022-7-23 为保证单元电路达到功能指标要求，常需计算某为保证单元电路达到功能指标要求，常需计算某些参数。例如放大器电路中各电阻值、放大倍数，振些参数。例如放大器电路中各电阻值、放大倍数，振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。才能满足设计要求。一般来说，计算参数应注意以下几点：一般来说，计算参数应注意以下几点：(1)(1)各元器件的工作电压、电
25、流、频率和功耗等应在各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，并留有适当的裕量允许的范围内，并留有适当的裕量.(2)(2)对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。参数时应按最不利的情况考虑。5 5、参数计算、参数计算2022-7-23（3 3）涉及元器件的极限参数必须留有足够的裕量，涉及元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般按一般按1.51.5倍左右考虑。倍左右考虑。（4 4）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。电阻值一般在近的标称值。电阻值一般在1M1
26、M欧姆内选择；非电解欧姆内选择；非电解电容器一般在电容器一般在100pF100pF0.47uF0.47uF选择；电解电容一般选择；电解电容一般在在1uF1uF2000uF2000uF范围内选用。范围内选用。（5 5）在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽）在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种、价格、体积等。量减少元器件的品种、价格、体积等。2022-7-23 随着计算机的普及和随着计算机的普及和EDAEDA技术的发展，电子电路设技术的发展，电子电路设计中的实验演变为仿真和实验相结合。计中的实验演变为仿真和实验相结合。仿真具有下列优越之处：仿真具有下列优越之处：(1)(1)对
27、电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电对电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。(2)(2)由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路时出错，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从时出错，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，但不会造成经济损失。但不会造成经济损失。(3)(3)电路仿真不受工作场地、仪器设备、元器件品种、电路仿真不受工作场地、仪器
28、设备、元器件品种、数量的限制。数量的限制。6 6、计算机仿真和实验验证、计算机仿真和实验验证2022-7-23 尽管电路仿真有诸多优点，但其仍然不能完全代尽管电路仿真有诸多优点，但其仍然不能完全代替实验。对于电路中关键部分或采用新技术、新电替实验。对于电路中关键部分或采用新技术、新电路、新器件的部分，一定要进行实验最终确定可行路、新器件的部分，一定要进行实验最终确定可行方案。方案。仿真和实验验证要完成以下任务：仿真和实验验证要完成以下任务：检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求。求。检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。检查各单元电路的
29、功能和指标是否达到设计要求。检查各个接口电路是否起到应有的作用。检查各个接口电路是否起到应有的作用。把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性能是否最佳。能是否最佳。2022-7-237、电路图和、电路图和PCB图的绘制图的绘制 总体电路图是在总框图、单元电路设计、参数总体电路图是在总框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调计算和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计和维修的依据。目前绘电路图试、印刷电路板设计和维修的依据。目前绘电路图一般是在计算机上利用绘图软件完成。绘制电路图一般是在计算机上利用绘图
30、软件完成。绘制电路图时主要注意以下几点时主要注意以下几点：（1 1）总体电路图通常按照信号的流向，从输入端）总体电路图通常按照信号的流向，从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路；各单元电路；（2 2）注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，）注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。图中元器件的符号应标准化，元件符号旁排列均匀。图中元器件的符号应标准化，元件符号旁边应标出型号和参数。边应标出型号和参数。2022-7-23（3 3）连线一般画成水平线和垂直线，并尽可）连线一般画成水平线和垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯
31、。对于相互交叉的线，应在能减少交叉和拐弯。对于相互交叉的线，应在交叉处用圆点标出。交叉处用圆点标出。2022-7-23PCB设计要求 电路的形式确定后电路的形式确定后,用用Protel99SE制板软件进行制板软件进行PCB板制板制作作,在本课程中对较简单的电路一般建议不制印制板在本课程中对较简单的电路一般建议不制印制板,选用选用通用板直接用导线焊接完成通用板直接用导线焊接完成;印制板制作过程一般为：印制板制作过程一般为：A:原理图输入原理图输入;B:pcb板元件布局设计：板元件布局设计：按功能模块分区布局和处理顺序布局；按功能模块分区布局和处理顺序布局；按外形包装进行布局；按外形包装进行布局；
32、对外连接方便对外连接方便,元件重心居中、布局合理、整齐等元件重心居中、布局合理、整齐等;C:PCB连线：连线：电源线加粗电源线加粗;1mm5mm;信号线信号线:0.3mm1mm;避免走直角避免走直角,走线整齐；走线整齐；干忧源屏蔽布线。干忧源屏蔽布线。2022-7-23PCB图示例图示例2022-7-23A A、组装、布局、组装、布局 注意器件极性注意器件极性 注意信号之间的相互干扰，连线最短注意信号之间的相互干扰，连线最短 做好输入、输出和其他必要的关键点标示做好输入、输出和其他必要的关键点标示 布局合理、美观、整齐布局合理、美观、整齐8、电路组装与调试2022-7-23 设计电路完成以后要
33、进行电路的安装，一般采设计电路完成以后要进行电路的安装，一般采用印刷电路板、通用电路板和面包板，在进行安装用印刷电路板、通用电路板和面包板，在进行安装时注意以下方面：时注意以下方面：（1 1）准备好常用的工具和材料。要将各种各样的）准备好常用的工具和材料。要将各种各样的电子元器件及结构各异的零部件装配成电子元器件及结构各异的零部件装配成 （2 2）所有电子元器件在安装前要全部测试一遍，）所有电子元器件在安装前要全部测试一遍，有条件的还要进行老化，以保证元器件的质量。符合有条件的还要进行老化，以保证元器件的质量。符合要求的电子产品，一套基本的工具是必不可少的。如要求的电子产品，一套基本的工具是必
34、不可少的。如烙铁、钳子、改锥、镊子和焊锡。正确使用得心应手烙铁、钳子、改锥、镊子和焊锡。正确使用得心应手的工具，可大大提高工作效率，保证装配质量。的工具，可大大提高工作效率，保证装配质量。2022-7-23（3 3）有极性的电子元器件安装时其标志最好方向一致，以便于）有极性的电子元器件安装时其标志最好方向一致，以便于检查和更换。集成电路的方向要保持一致，以便正确布线和查检查和更换。集成电路的方向要保持一致，以便正确布线和查线。线。（4 4）在电路板上组装电路时，为了便于查线，可根据连线的不）在电路板上组装电路时，为了便于查线，可根据连线的不同作用选择不同颜色的导线。如正电源采用红色线、负电源采
35、同作用选择不同颜色的导线。如正电源采用红色线、负电源采用蓝色导线、地线采用黑色导线、信号线采用黄色导线等。用蓝色导线、地线采用黑色导线、信号线采用黄色导线等。（5 5）布线要按信号的流向有序连接，连线要做到横平竖直，不）布线要按信号的流向有序连接，连线要做到横平竖直，不允许跨接在集成电路上。另外，选择导线粗细要适中，避免导允许跨接在集成电路上。另外，选择导线粗细要适中，避免导线与面包板插孔之间接触不良。线与面包板插孔之间接触不良。（6 6）印刷电路板的设计原则是性质相同的电路安排在一块板）印刷电路板的设计原则是性质相同的电路安排在一块板上。例如模拟电路或小信号电路安排在一块板上；大功率电路、上
36、。例如模拟电路或小信号电路安排在一块板上；大功率电路、高压电路、发射电路单独配置，甚至要安排必要的屏蔽盒、绝高压电路、发射电路单独配置，甚至要安排必要的屏蔽盒、绝缘盒、散热装置等。缘盒、散热装置等。2022-7-23 整个调试过程最好也整个调试过程最好也分层次进行，先单元电路，分层次进行，先单元电路，再模块电路，最后系统联调再模块电路，最后系统联调。按照分配的指标、分按照分配的指标、分解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接起来总调。起来总调。这一阶段，要这一阶段，要充分利用电子仪器充分利用电子仪器来观察波形，测来观察波形，测量数据，发现问题，解
37、决问题，以达到最终的目标量数据，发现问题，解决问题，以达到最终的目标。通电前检查：连接是否错误通电前检查：连接是否错误 通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常 单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态单元电路的工作状态 整机联调：从最前端到末级进行统调，检查整机联调：从最前端到末级进行统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。要求。B、调试、调试2022-7-23（1）调试电路的常用仪器）调试电路的常用仪器 万用表。它可以测量交直
38、流电压、交直流电流、万用表。它可以测量交直流电压、交直流电流、电阻、电容及半导体二极管和三极管。具有精度高，电阻、电容及半导体二极管和三极管。具有精度高，使用方便，应用广泛等特点使用方便，应用广泛等特点。示波器。示波器可以对电路中的各点电位进行测量示波器。示波器可以对电路中的各点电位进行测量和观察波形，同时可比较任意两点波形的相位关系。和观察波形，同时可比较任意两点波形的相位关系。示波器具有高的灵敏度、高的交流阻抗、对负载影响示波器具有高的灵敏度、高的交流阻抗、对负载影响小等特点。在使用示波器应注意的是所用示波器的频小等特点。在使用示波器应注意的是所用示波器的频带一定要大于被测信号的频率。带一
39、定要大于被测信号的频率。信号发生器。因为经常要在加信号的情况下进行信号发生器。因为经常要在加信号的情况下进行测试，则在调试和故障诊断时最好备有信号发生器。测试，则在调试和故障诊断时最好备有信号发生器。如函数发生器，它可产生正弦波、三角波、方波等波如函数发生器，它可产生正弦波、三角波、方波等波形。形。2022-7-23（2）调试电路前的检查。）调试电路前的检查。电路安装完毕后，不要急于通电，首先要根据电路原理图电路安装完毕后，不要急于通电，首先要根据电路原理图认真检查电路接线是否正确。主要直观检查电源、地线、信号认真检查电路接线是否正确。主要直观检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，连
40、线有无接触不良，元器件有线、元器件引脚之间有无短路，连线有无接触不良，元器件有无漏焊，二极管、三极管和电解电容极性有无错误。查线时最无漏焊，二极管、三极管和电解电容极性有无错误。查线时最好用数字万用表的蜂鸣器挡来测量。好用数字万用表的蜂鸣器挡来测量。（3）调试步骤）调试步骤。对于电子系统的调试一般采用化整为零，分块调试：对于电子系统的调试一般采用化整为零，分块调试：通电观察。在确认电路连接没有错误的情况下，接通电源。通电观察。在确认电路连接没有错误的情况下，接通电源。电源接通后不要先急于测量数据，而应首先观察有无异常现象，电源接通后不要先急于测量数据，而应首先观察有无异常现象，如有无冒烟，是否
41、闻到异常气味，手摸元器件是否发烫，电源如有无冒烟，是否闻到异常气味，手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如有异常，应立即关断电源是否有短路现象等。如有异常，应立即关断电源 ，待故障排除，待故障排除后方可重新通电。后方可重新通电。2022-7-23 分块调试。把电路按功能分成不同的模块，分别对各分块调试。把电路按功能分成不同的模块，分别对各模块进行调试。通常调试顺序是按照信号的流向进行，这样可模块进行调试。通常调试顺序是按照信号的流向进行，这样可把前级测试过的输出作为后一级的输入信号，为最后联调创造把前级测试过的输出作为后一级的输入信号，为最后联调创造条件。分块调试包括静态和动态调试。静态
42、测试是在没有外加条件。分块调试包括静态和动态调试。静态测试是在没有外加信号的条件下测量电路各点电位，通过静态测试可以及时发现信号的条件下测量电路各点电位，通过静态测试可以及时发现已经损坏的元器件或其他故障。动态测试是在信号源的作用下，已经损坏的元器件或其他故障。动态测试是在信号源的作用下，借助示波器观察各点波形，进行波形分析，测量动态指标。把借助示波器观察各点波形，进行波形分析，测量动态指标。把静态和动态测试的结果与设计的指标加以比较，经深入分析后静态和动态测试的结果与设计的指标加以比较，经深入分析后对电路与参数提出合理的修整。调试电路过程应对测试结果作对电路与参数提出合理的修整。调试电路过程
43、应对测试结果作详尽记录。详尽记录。整机联调。各单元电路调试好以后，还要将它们连接整机联调。各单元电路调试好以后，还要将它们连接成整机进行统调。整机统调主要观察和测量动态特性，把测成整机进行统调。整机统调主要观察和测量动态特性，把测量的结果与设计指标逐一对比，找出问题及解决办法，然后量的结果与设计指标逐一对比，找出问题及解决办法，然后对电路及参数进行修正，直到整机的性能完全符合设计要求对电路及参数进行修正，直到整机的性能完全符合设计要求为止。为止。2022-7-23 信号寻迹法：逐级检查信号寻迹法：逐级检查 对分法：缩小故障范围对分法：缩小故障范围 分割测试法：切断电路间的相互联系，查找原因分割
44、测试法：切断电路间的相互联系，查找原因 电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候 对比法：相同电路对比对比法：相同电路对比 替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路 静态测试法：确定单一故障元件静态测试法：确定单一故障元件 动态测试法：观察动态工作状况动态测试法：观察动态工作状况C、故障诊断与排除方法、故障诊断与排除方法2022-7-23 撰写总结报告是对学生写科学论文和科研撰写总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练，通过编写设总结报告的能力训练，通过编写设 计报告，计报告，不仅把设计、组装、调试的
45、内容进行全面总结，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，以提高学生的文字组织表达能力，以提高学生的文字组织表达能力，而且也把而且也把实践内容上升到理论高度。实践内容上升到理论高度。从设计报告中可以从设计报告中可以反映出设计人员的知识水平和层次。反映出设计人员的知识水平和层次。9、电子产品设计文件书电子产品设计文件书 2022-7-23 课程结束后要在规定的时间内交一份设计总结报告。课程结束后要在规定的时间内交一份设计总结报告。总结报告的首页包括课题名称、课程设计时间、使总结报告的首页包括课题名称、课程设计时间、使用仪器及编号、学生姓名、班级和指导教师等。用仪器及编号、学生姓名、班级和指导教
46、师等。设计总结报告内容包括：设计总结报告内容包括：(1)(1)课题名称；课题名称；(2)(2)内容摘要；内容摘要；(3)(3)设计指标设计指标(要求要求)；(4)(4)系统框图；系统框图；(5)(5)各单元电路设计、参数计算和元器件选择；各单元电路设计、参数计算和元器件选择；(6)(6)画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；2022-7-23(7)(7)组装调试；包括使用的主要仪器、仪表，调试电组装调试；包括使用的主要仪器、仪表，调试电 路的方法和技巧、测试的数路的方法和技巧、测试的数 据和波形并与计算结果据和波形并与计算结果比较分析，调试中出现的故障
47、、原因及排除方法；比较分析，调试中出现的故障、原因及排除方法；(8)(8)实际实际PCBPCB图或布线图；图或布线图；(9)(9)电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展望；望；(10)(10)设计结果与数据处理；设计结果与数据处理；(11)(11)列出参考文献；列出参考文献；(12)(12)设计报告的设计观点、理论分析、方案结论、计设计报告的设计观点、理论分析、方案结论、计算等必须正确，尽量做到纲目分明、逻辑清楚、内算等必须正确，尽量做到纲目分明、逻辑清楚、内容充实、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。容充实、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。202
48、2-7-23五 课程选择题目 题目1热释红外照明灯控制器设计 题目2锂离子电池充电器设计 题目3射频感应电子门锁 题目4太阳能自动跟踪控制器设计 题目5热释电红外孩童监护器设计 题目6超声波电子驱蚊器设计 题目7简易计数式频率计设计 题目8电子变压器设计 题目9防盗电子狗设计 题目10声光电子“骰子”设计2022-7-23 题目11触摸式声光提示器设计 题目12光控式电子发光追逐器设计 题目13电子讲解员电路设计 题目14红外和光照双控路障提示器设计 题目15三色光交替流水闪光音乐树电路设计 题目16 低成本4位数字式工频表 题目17热释电红外门迎电路设计 题目18触摸式声光提示游戏电路 题目
49、19房间取电、用电控制器设计 题目20红外反射式音乐喷泉定时控制器2022-7-23 题目21 演讲定时声光告诫器设计 题目22电器定时断电控制电路 题目23红外光控自动冲水器 题目24高精度定时器 题目25农用土壤湿度控制电路 题目26可靠的可燃性气体报警器 题目27光控触摸式多用电源开关 题目28家用数字式能耗检测器 题目29车辆倒车防撞告警器 题目30超声波多普勒效应防盗报警器2022-7-23 题目31剩余时间定时器 题目32数字式波形信号发生器 题目33单次触发的固体定时继电器 题目34烟雾报警器设计 题目35珍贵物品防接近声光报警器 题目36优先电子呼叫器 题目37数控直流稳压电源
50、 题目38电子驱鸟器 题目39农作物自动防霜控制器 题目40电子驱鼠器2022-7-23 题目41沼气泄露报警器 题目42温湿度超限报警器 题目43电缆防盗割报警器 题目44声、光、触摸三控时延照明灯 题目45微波传感自动灯 题目46视力保健灯 题目47电子密码锁 题目48超声波测距仪设计 题目49直流电机调速控制器 题目50汽车用DC/AC逆变器 2022-7-23 题目51航标灯控制器 题目52声控防盗报警器 题目53无线数显温度监控器 题目54磁场强度测量仪 题目55超短波物品遗留提醒器 题目56无线多路遥控灯开关 题目57连续可调稳压电源 题目58红外线多路编码遥控灯开关 题目59:袖
