1、<p>　　《電子技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　課程名稱 電子技術(shù)課程設(shè)計 </p><p>　　指

2、導(dǎo)教師 </p><p><b>　　電氣與電子工程系</b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課程設(shè)計是在前導(dǎo)驗證性認(rèn)知實驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行更高層次的命題設(shè)計實驗，要求

3、學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立查閱資料、設(shè)計、安裝和調(diào)試特定功能的電子電路。培養(yǎng)學(xué)生利用模擬、數(shù)字電路知識，解決電子線路中常見實際問題的能力，使學(xué)生積累實際電子制作經(jīng)驗，目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱谩?lt;/p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　1.以電子技術(shù)基礎(chǔ)的基本理論為指導(dǎo)，將設(shè)計實驗分為基礎(chǔ)型和系統(tǒng)型兩個層次，基礎(chǔ)型指

4、基本單元電路設(shè)計與調(diào)試，系統(tǒng)型指若干個模擬、數(shù)字基本單元電路組成并完成特定功能的電子電路的設(shè)計、調(diào)試；</p><p>　　2.熟悉常用電子儀器操作使用和測試方法；</p><p>　　3.學(xué)習(xí)計算機(jī)軟件輔助電路設(shè)計方法，能熟練應(yīng)用電子線路CAD進(jìn)行電路設(shè)計和印刷電路板的設(shè)計制作；</p><p>　　4.學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)電路的安裝調(diào)試技術(shù)；</p>&l

5、t;p>　　5.拓展電子電路的應(yīng)用領(lǐng)域，能設(shè)計、制作出滿足一定性能指標(biāo)或特定功能的電子電路設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　數(shù)字式紅外測速儀課程設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　一、技術(shù)指標(biāo)與要求：</p><p>　　1) 用紅外發(fā)光二極管、光敏三極管作為速度轉(zhuǎn)換裝置。</p><p>　　2) 測速范圍：10 – 990轉(zhuǎn)/分。</

6、p><p>　　3) 三位數(shù)字顯示，顯示不允許閃爍。</p><p>　　二、 設(shè)計前的思路與分析：</p><p>　　1、紅外發(fā)光二極管固定于旋轉(zhuǎn)物體（假設(shè)為汽車車輪）定軸上，在轉(zhuǎn)軸上安裝一遮光板，板上打一個小孔（或者打多個小孔），當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，發(fā)光二極管、小孔、光敏三極管在一條直線上，即有紅外光通過，其他時間則由于擋板作用，沒有光通過，光敏電阻接收紅外光轉(zhuǎn)化為一個

7、脈沖，產(chǎn)生一個脈沖說明轉(zhuǎn)一圈。這樣只需要測量一分鐘內(nèi)光敏三極管輸出脈沖個數(shù)，就知道轉(zhuǎn)速了，兩者是等價的，</p><p><b>　　即:</b></p><p>　　脈沖頻率f = 轉(zhuǎn)速n</p><p>　　2、總框架圖

8、 </p><p>　　紅外光 </p><p><b&g

9、t;　　圖一 總框架圖</b></p><p>　　主門是一個控制門，開通期間，計數(shù)脈沖通過，關(guān)閉期間計數(shù)脈沖則通不過。我們采用6s鐘，即測量6s內(nèi)的脈沖個數(shù)，轉(zhuǎn)速就等于脈沖個數(shù)乘上10倍，即所測量的頻率范圍在1-99，所以計數(shù)器選擇百進(jìn)制就可以滿足要求。最終的顯示數(shù)值不能閃爍，所以采用先鎖存，再譯碼顯示。為了第二次測量，在計數(shù)值鎖存后對計數(shù)器清零，所以在關(guān)閉期間完成鎖存和清零功能。</p>

10、;<p>　　基本思路就是這樣的，按照這個步驟，再逐步分析。然后該考慮對與每部分的電路，需要用到什么元件來實現(xiàn)其功能，如何實現(xiàn)。 </p><p>　　據(jù)所學(xué)知識及查找資料得到每部分析過程如下所示：</p><p>　　三、各部分單元電路圖：</p><p>　　1、光電轉(zhuǎn)換示意圖：</p><p&

11、gt;　　圖二 光電轉(zhuǎn)換示意圖</p><p>　　根據(jù)光敏三極管對光照的強(qiáng)度的敏感性來控制集電極電流的大小，通過射擊輸出轉(zhuǎn)化為電壓的變化。但是因為輸出并不是標(biāo)準(zhǔn)的方波，為了獲得比較好的方波，需要對輸出光敏三極管整形，整形電路選用施密特觸發(fā)器，如下圖所示：</p><p>　　圖三 施密特觸發(fā)器</p><p><b>　　2、定時計數(shù)電路</b&

12、gt;</p><p><b>　　（1）定時原理</b></p><p>　　我們希望定時6s鐘記一次頻率，即轉(zhuǎn)速，需要通過555定時器和計數(shù)器結(jié)合聯(lián)用，實現(xiàn)一個6s的定時電路。</p><p>　　對于本設(shè)計采用10Hz的555定時器，計數(shù)器用兩個74LS160D組成60進(jìn)制計數(shù)器，把555定時器的輸出信號作為兩個74LS160D的時鐘信號

13、，這樣計數(shù)器完成一次循環(huán)需要60個脈沖信號，也就是說555定時器工作了6s，這樣就實現(xiàn)了一個定時。</p><p>　?。?）其工作電路如圖四所示</p><p>　　圖四 定時器的工作原理圖</p><p>　　3、定時輸出信號與計數(shù)器、鎖存器的工作</p><p>　　定時輸出信號（1）為計數(shù)器的置零信號，即信號（1）為低電平，定時輸出信

14、號（2）為當(dāng)計數(shù)器工作計數(shù)到59時，把二進(jìn)制59輸出到一些門電路使其為高電平，以此來控制計數(shù)器工作。</p><p>　　在這6s期間，作用于計數(shù)電路的計數(shù)脈沖有多少個，最終的譯碼顯示就是多少，最后的顯示數(shù)應(yīng)乘上10倍就是所求的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　定時輸出（1）的脈沖信號如下圖示</p><p>　　在穩(wěn)態(tài)時輸出為高電平，當(dāng)計數(shù)到六十時，由第二個六進(jìn)制計數(shù)器

15、輸出一個置零信號，這個低電平信號接到百進(jìn)制計數(shù)器（即記連續(xù)脈沖的）之后，把計數(shù)器上一次的計數(shù)清零，從而不影響下次計數(shù)。</p><p>　　定時脈沖（2）如下圖示：</p><p>　　其穩(wěn)態(tài)示低電平，當(dāng)計數(shù)到59時輸出高電平，這個高電平送給鎖存器，讓鎖存器開始鎖存脈沖數(shù)。</p><p>　　圖五（1） 定時脈沖的波形圖</p><p>　

16、　圖五（2） 譯碼顯示的仿真結(jié)果</p><p><b>　　4.整體電路</b></p><p><b>　　圖六 整體電路圖</b></p><p><b>　　四、設(shè)計所需器件</b></p><p>　　紅外發(fā)光二極管、光敏三級管、十進(jìn)制計數(shù)器74LS160D、鎖存器

17、74LS194D、555定時器、施密特觸發(fā)器、顯示數(shù)碼管以及各種直流電源、電阻、與或非門等。</p><p>　　五、設(shè)計中出現(xiàn)的問題</p><p><b>　　1、設(shè)計前的難點</b></p><p>　　在本次利用紅外線測速的設(shè)計中，一開始思路是清晰的，但做到細(xì)節(jié)時才發(fā)現(xiàn)并不是那么容易分析的，最主要的就是定時計數(shù)這一部分，怎么控制其在一定

18、時間計數(shù)，最后和同學(xué)討論，發(fā)現(xiàn)只需要計數(shù)最后給鎖存一個高電平，給計數(shù)器一個低電平（置零信號），即可以實現(xiàn)最終的譯碼顯示。</p><p><b>　　2、不足之處</b></p><p>　　由于時間倉促和仿真需要，電路內(nèi)部的各器件需要的參數(shù)未經(jīng)過計算，比如電路圖所示的電阻值就不一定準(zhǔn)確，但對于仿真還是沒有影響的，參數(shù)還需要完善。</p><p&g

19、t;<b>　　六、心得體會</b></p><p>　　進(jìn)行了一星期的設(shè)計在不知不覺中結(jié)束，當(dāng)遇到一個細(xì)節(jié)部分的設(shè)計障礙時，那是絞盡腦汁，煞費(fèi)苦心，通過自己查閱資料以及同學(xué)的交流討論，老師的引導(dǎo)點化，很多難點最終一一擊破。</p><p>　　通過這次的設(shè)計，使我對紅外線測速儀的基本原理有了一個初步的認(rèn)識，同時也使我掌握了設(shè)計的基本思想和方法。即根據(jù)設(shè)計目的和用途先

20、進(jìn)行原理的轉(zhuǎn)換，再確定電路方案，根據(jù)原理圖選擇所需要的器件，最終連線仿真測試，測試中再不斷完善電路和方案。同時我也感到了自己數(shù)電知識的匱乏和思路的局限性，要設(shè)計好一個方案，</p><p>　　必須縱觀全局，知難而進(jìn)，銳意進(jìn)取。總之這次設(shè)計讓我受益匪淺，不僅用實踐鞏固了所學(xué)的知識，而且學(xué)到了解決實際問題的方法，積累了經(jīng)驗。我在以后的學(xué)習(xí)實踐中會更加認(rèn)真仔細(xì)，當(dāng)然，這次設(shè)計的完成還要感謝老師的指導(dǎo)和幫助。</

21、p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】閻石主編.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第五版) 北京：高等教育出版社 2006.5</p><p>　　【2】黃志偉主編.《全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽---電路設(shè)計》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007.2</p><p>　　【3】周譽(yù)昌主編. 《電工電子實驗