电子技术课程设计有哪些内容？

作者：谢明升时间：2023-07-23 13:31:40

导读：" 电子技术课程设计是电子工程专业的一门重要课程，它旨在通过实践项目的设计与实施，培养学生的电子技术能力和创新能力。课程设计内容丰富多样，包括以下几个方面：1.项目选题：选择适合学生的项目选题是课程设计的首要任务。选题应具有一定的难度和挑战性，能够涵盖电子技术的各个领域"

　　电子技术课程设计是电子工程专业的一门重要课程，它旨在通过实践项目的设计与实施，培养学生的电子技术能力和创新能力。课程设计内容丰富多样，包括以下几个方面：

　　1.项目选题：选择适合学生的项目选题是课程设计的首要任务。选题应具有一定的难度和挑战性，能够涵盖电子技术的各个领域，如模拟电路设计、数字电路设计、嵌入式系统设计等。

解决方案：

　　-教师提供一些经典的项目选题，供学生选择；

　　-学生可根据自身兴趣和专业方向提出自己的项目选题；

　　-学生可以与企业、科研机构合作，选择具有实际应用价值的项目。

　　2.设计方案：设计方案是课程设计的核心内容，包括电路设计、系统设计、软件开发等。设计方案需要综合运用电子技术的相关知识，解决实际问题。

解决方案：

　　-学生通过学习相关课程，掌握电子技术的基本知识和设计方法；

　　-学生可以参考相关资料和文献，了解已有的设计方案；

　　-学生可以进行仿真实验，验证设计方案的可行性。

　　3.实施与测试：实施与测试是课程设计的关键环节，通过实际搭建电路、编写程序等，验证设计方案的正确性和可靠性。

解决方案：

　　-学生需要掌握基本的实验操作技能，如焊接、测量、调试等；

　　-学生可以借助软件工具进行电路仿真和程序调试；

　　-学生可以进行实际硬件搭建和测试，发现问题并解决。

　　4.结果展示：结果展示是课程设计的最后一步，学生需要将设计方案和实施结果进行总结和展示，包括设计报告、演示、答辩等。

解决方案：

　　-学生需要编写完整的设计报告，包括设计思路、实施步骤、测试结果等；

　　-学生可以进行课堂演示，展示设计成果；

　　-学生需要参加答辩，回答老师和同学的问题。

　　电子技术课程设计是培养学生综合能力的重要环节，通过选题、设计方案、实施与测试以及结果展示，学生可以锻炼自己的电子技术能力、创新能力和实践能力，为将来的工作和学习打下坚实的基础。

电子技术课程设计的介绍

　　《电子技术课程设计》为普通高等教育实验实训规划教材（电力技术类）。

　　全书共6章，主要内容有电子技术课程设计基础，常用电子器件和仪器基本知识，模拟电子技术课程设计，数字旦乱电子技术课程设计，综合电子技术课程设计，EDA技术及应用等前闹。

　　《电子技术课程设计》内容系统、先进．充分考虑高职高专院校的教学需要，实用性强；课题设计思路详细，既有方法的指导，又有详尽模悔档的设计、调试和参数测定过程，对学生具有较强的指导作用。

　　《电子技术课程设计》可作为高职高专院校电力技术类、机械类、计算机类等专业的电子技术课程设计教材，也可以作为电子工程设计技术人员的参考书。

电子技术实验与课程设计的内容提要

　　电子技术实验与课程设计可作为工科院校电子类及非电子类相关专业的本科、专科学生的电子技术实验课和课程设计教材，也可供从事电子设计工作的工程技术人员参考，还可作为“模拟电子技术”、“数字电子技术”等实验独立拦备设课的实验课教材、实验课指导书和课程设计参考书。

　　根据电简仔毁子技术基础戚蔽课程教学大纲的基本要求，结合作者多年的教学经验以及当前教学改革和教学体系建设的要求编写而成。内容包括模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电子技术课程设计和常用电子仪器四部分，实验分成验证性、提高性、应用性实验和综合设计性实验四个层次。

电子专业主要学什么内容?

专业课如下：

1、机械制图

　　学习工程制图的基本知识和方法、投影原理、视图、剖视、剖面、零件图、装配图、轴测图，使学生能绘制简单的零件图、装配图，并具有阅读视图和绘制控制工程图的能力。

2、电工基础

　　学习电路的基本原理和基本规律。

　　使学生掌握直流电路、交流电路和一阶动态电路的计算及基本分析方法，了解非正弦周期性电流电路、二阶动态电路的概念和磁路的基本概念，会进行简单磁路的计算。

　　学习常用电工仪表的基本结构和原理。

　　使学生掌握直流、交流仪器、仪表的使用。会分析简单常用电工仪表的一般故障的排除方法，能正确使用电工仪表，并培养学生处理数据、解决实际问题的能力。

3、模拟电子技术基础

　　学习基本电子器件和基本放大电路的原理、特性和主要参数，放大电路和反馈电路的常用分析、设计方法、集成运算放大器的结构、特点、技术指标、基本接法和典型应用电路，了解功率放睁兄大器、正弦波振荡器和直流稳压电源的工作原理。

　　为学生正确分析电路和维修仪表打下基础。

　　通过实验，是学生掌握常用仪器、仪表的结构、工作原理、使用方法。

　　掌握常用电子器件特性及主要参数的测试方法，并能合理选用。

　　具有对一般电子电路接线、测试、分析故障及对实验结果进行分析的能力。

　　为学习计算机、及数字仪表打下扎实的基础。

4、数字电子技术基础

　　学习常用逻辑代数基本定律、常见门电路、组合逻辑电路、触发器、时序电路的组成及分析方法，并且具有初步设计能力。了解脉冲的产生及整形电路、A/D、D/A转换的基本原理与典型集成块的外部引线端。

5、电工内线与电气安全

　　通过学习，使学生掌握电气安全的基本常识，了解电气布线和施工方法。

6、电子测量

　　通过本课程的学习，使学生掌握常用电工电子仪表的基本知识，掌握其基本结构、工作原理及测量方法。

7、电机与电气控制

　　通过本课程的教学，使学生获得电机及电力拖动方面的知识，基本理论及基本计算能力，并受到必要的基本技能训练。熟悉电动机的基本知识，理解电动机的工作原理，会分析电动机的常见故障。

　　学习常用控制电器的结构、原理、规格、型号及用途，掌握继电器接触器控制线路的基本环节，一般控制线路的分析、设计并熟悉一般生产机械电力设备的用途和工作原理、安装、调试运行和维护的基本知识。学习变压器、交、直流电机和控制电机的基本结构、工作原理及工作特性。

8、电工识图

　　通过学习使学生掌握电工绘图方法、原则；常用电工、电子元件文字和图形符号；能正确识读和绘制电工、电子线路原理图、安装图。

9、电子设计自动化

　　通过本课程的教学，使学生熟悉并掌握一种版本的电子线路CAD和电子线路工作台软件的使用。能使用计算机绘制电路图和设计相应的印刷电路板。

10、网页制作与设计

　　利用常用网页制作软件进行网页制作与设计，完成个人的网页制作，能做到在网上发布有关的信息。

11、电力电子技术

　　学习晶闸管的基本原理、主要参数。使学生掌握常用的可控硅整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形画法、晶闸管的保护及并联、晶闸管触发电路，了解晶闸管无源逆变、交流调压等电路的基本原理、波形分析及主要参数影响，具备一般可控整流设备的安装、使用能力。

12、单片机技术

　　学习单片机的特点、结构组成、各组成部分的工作原理。使学生掌握单片机的特点、组成、各部分的工作原理、微处理器、存储器原理、CPU与外设交换信息的方法、中断过程的方法；

　　学习输入/输出过程、采样原理A/D和D/A应用、常用I/O接口芯片的使用方法；学习汇编语言及程序设计方法；学习单片机硬件系统的应用与开发。

13、可编程控制器

　　学习可编程控制器的构成原理、硬件组成及各组成部分地工作原理，掌握常用可编程控制器的编程语言及握编程方法，使学生会进行PLC系统的初步设计。

14、工厂供电

　　通过本课程的学习，使学生熟悉工厂变配电系统各个环节及一、二次电气设备的基本结构、工作原理和功能，能正确分析中小型工厂变配电系统一、二次接线图，掌握电冲早派力负荷及短路电流计算的初步能力；

　　并能看懂电气安装图，掌握车间变配电所、配电线路及电气照明的设计方法及基本内容，具有安全用电、节约用电的基本知识。

15、传感器原理及应用

　　本课程主要讲授检测与转换技术的基本概念和基本知识，通过教学使学生了解传感的基本结构、工作原理和应用，具有选择、测试调整传感器的能力，了散贺解检测系统中常用测量电路的工作原理、检测装置、信号变换、信号处理和有关接口电路工作过程及参数的稳定方法等。

模拟电子技术的课程设计(可调直流稳压电源)?

绪论

　　电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

　　电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

　　当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

　　随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

　　随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

　　电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。

　　只有满足产品标准，才能够进入市场。

　　随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

　　数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

　　这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

　　在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

　　但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

　　因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

　　单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

　　新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

　　从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

　　目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。

　　数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。

电源采用数字控制，具有以下明显优点:

　　1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。

　　2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。

　　3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。

　　4)系统维护方便，一旦出灶敏现故障，可以很方便地通过RS232接口或RS485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试;也可以通过MODEM远程操作。

　　5)系统的一致性好，成本低，生产制造方便。

　　由于控制软件不像模拟器件那样存在差异，所以，其一致性很好。

　　由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小，生产成本下降。

　　6)易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。为了得到高性能的并联运行逆变电源系统，每个并联运行的逆变电源单元模块都采用全数字化控制，易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法(不需要通讯)，从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并联运行系统。

第一章系统设计

1.1设计任务与要求

1.1.1设计任务

　　设计一台微机控制的数控岩旅直流电压源，为电子设备供电。

　　在设计过程中，选择1～2个单元电路使用仿真软件（例如Multisim2001等）进行仿真调试。

用计算机绘制所有的电路图和印刷电路图

1.1.2设计要求

输出电压范围0-30v，步进值为0.1V

　　电压调整率Sv<0.05%V；

　　电流调整率Si<0.03%A；

　　纹波电压〈峰峰值<=5mA；

　　具有过流保护和短路保护功能；用数字显示输出电压

1.2方案的选择与论证

1.2.1总体设计方案

根据题目要求设计的框图，如图1.1所示：

　　方案一：此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套十进制计数器完成系统的控制功能，一方面完成电压的译码显示，另一方面其输出作为EPROM的地址输入，而由EPROM的输隐枣枝出经D/A变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。其框图如图1.2所示

图2.1原理框图

如图1.2调整管控制的稳压电源

　　方案二：采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。

　　为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以经过ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。

　　采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现本系统以直流电源为核心，利用51系列单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。

　　利用单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DA0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。

　　单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。

图1.3单片机控制的稳压电源

1.2.2方案的比较与论证

1.2.2.1数控部分

　　方案一采用中、小规模器件实现系统的数控部分，使用的芯片很多，造成控制电路内部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差。在方案二中采用单片机完成整个数控部分的功能，同时，8031作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。

1.2.2.1输出部分

　　方案一采用线性调压电源，以改变其基准电压的方式使输出不仅增加/减少，这样不能不考虑整流滤波后的纹波对输出的影响，而方案二中使用运算放大器作前级的运算放大器，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制比，可以大大减小输出端的纹波电压。

　　在方案一中。

　　为抑制纹波而在线性调压电源输出端并联的大电容降低了系统的响应速度，这样输出的电压难以跟踪快变的输入，方案二中的输出电压波形与D/A变换输出波形相同，不尽可以输出直流电平，而且只要预先生成波形的量化数据，就可以产生多种波形输出，使系统陈给有一定驱动能力的信号源。

1.2.2.3显示部分

　　方案一中的显示输出是对电压的量化值直接进行译码显示输出，显示值为D/A转换的输入量，由于D/A转换与功率驱动电路引入的误差，显示值与电源实际输出值之间可能出现较大偏差。

　　方案二中采用三位半的数字电压表直接对输出电压采样并显示输出实际电压值，一旦系统工作异常，出现预制值与输出值偏差过大，用户可以根据该信息予以处理。

　　方案二中还采用了键盘/显示器接口控制器8279。

　　不仅简化接口引线，而且减小了软件对键盘/显示器的查询时间，提高了CPU的利用率。

　　综上所述，选择方案二，使用单片机实现。

1.2.3系统的原理框图和电路图

图1.4总体原理框图

第二章系统的硬件电路设计

2.1电源部分

2.1.1稳压电路结构组成

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图2.1所示

2.1电源方框及波形图

　　a.整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。

　　b.稳压电路：由于得到的输出电压U4受负载、输入电压和温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U0。

2.1.2电源设计

电源部分包括： 5V、15V两大部分：

5V电源只要供单片机部分使用，原理图如图2.2所示

　　对于滤波电容的选择，需要注意整流管的压降；7805的最小允许压降波动10%，所以允许的最大纹波的峰峰值U=9（1-10%）-1.4-5=2.76V

C===3600Uf

选取的滤波电容所以选取的滤波电容C=4700Uf/16V

15V电源，其电源电路如图2.3所示

允许的纹波峰峰值U=18(1-10%)-0.7-12-U=4.9V

按近似电流放电计算，则

C===1430Uf

选取滤波电容选取滤波电容C=2200uF/30V

图2.2和图2.3

2.2数控部分

2.2.1AT89C51单片机

　　AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可提供高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。因此，在这里我选用AT89C51单片机来完成。

主要性能参数：

?与MCS-51产品指令系统完全兼容

?4K字节可重擦写Flash闪存存储器

?1000次擦写周期

?全静态操作：0hz-24hz

?三级加密程序存储器

?128x8字节内部RAM

?32个可编程I/O口线

?2个16位定时/计数器

?6个中断源

?可编程串行UART通道

?低功耗空闲和掉电模式

AT89C51内存空间

　　1、内部程序存储器（FLASH）4K字节。

　　2、外部程序存储器（ROM）64K字节。

　　3、内部数据存储器（RAM）256字节。

　　4、外部数据存储器（RAM）64K字节。

2.3信号处理电路

2.3.1D/A转换

　　电源输出电压范围是0-30V，步长0.1V,共有300个状态，而8位的D/A转换只有256个状态，不能满足要求，因此我需要选用10字长的D/A转换器来达到设计要求。

　　MAX504是由美信（Maxim）公司生产的一种低功耗、电压输出型10位串行数/模转换器。

　　MAX504既可用＋5V单电源工作，也可用±5V双电源工作。

　　该电路采用14引脚DIP型或SO型封装，图2示出它的引脚排列，表1介绍它的引脚功能。

图2.5MAX504封装图

表1MAX504的引脚功能

引脚序号引脚名称引脚功能

1BIPOFF双极性偏置/增益电阻端

2DIN串行数据输入端

3CLR/清除端，异步置位DAC寄存器所有位

4SCLK串行时钟输入端

5CS/片选端，低电压有效

6DOUT串行数据输出端

7DGND数字地

8AGND模拟地

9REFIN参考电压输入端

10REFOUT参考电压输出端，若不用应接至VDD

11VSS电源负端

12VOUTDAC模拟输出地

13VDD电压负端

14RFB反馈电阻端

2.4键盘与显示部分

2.4.1显示部分

　　显示数据以串行方式从89C51的P12口输出送往移位寄存器74LS164的A、B端，然后将变成的并行数据从输出端Q0～Q7输出，以控制开关管WT1～WT3的集电极，然后再将输出的LED段选码同时送往数码管LED1～LED2。

　　位选码由89C51的P14～P16口输出并经译码器74LS138送往开关管Y1～Y8的基极，以对数码管LED1～LED8进行位选控制，这样，4个数码管便以100ms的时间间隔轮流显示。

　　由于人眼的残留效应，这4个数码管看上去几乎是同时显示。

2.4.2键盘部分

　　键盘是有无数个按键组成的开关矩阵，它是一种廉价的输入设备。

　　一个键盘通常包括数据键，字母键以及一些功能键。

　　操作人员可以通过键盘向计算机输入数据、地址、指令或其他的控制命令，实现简单的人机对话。

　　用于计算机系统的键盘通常有两种：一类是编码键盘，即键盘上闭合键的识别有专用硬件识别。另一类是非编码键盘，即键盘上键入及闭合键的识别由软件实现。

键盘接口应具有的功能：

键扫描功能，即检测是否有键按下

键识别功能，确定被按下建所在的行列的位置

产生相应的键的代码

消除按键弹跳及对付多键串键

　　这里我要选用的是非编码3x3键盘结构，能自动消除键抖动影响，具有对按键同时按下的保护，能把键盘信息存入堆栈，也可向CPU发中断请求，得到响应后，使CPU获取按键信息，还可接受CPU队间信息的查询。

对每个键我们都赋予了特定的功能：

0------每按键一次增加10V

1------每按键一次减少10V

2------每按键一次增加1V012

3------每按键一次减少1V345

4------每按键一次增加0.1V678

5------每按键一次减少0.1V

7-----清除显示

8-----开始显示

AT89C51和8279键盘、显示器接口

　　下图2.11是AT89C51、8279与键盘和显示器的接口电路，当有键按下时，8279可用中断方式通知C51。编程实现的功能是：当有键0-8按下时，完成健值获取，并用LED输出显示键值。

2.5输出电路

2.5.1稳压输出部分

这部分将数控部分送来的电压控制字转换成稳定电压输出，电路主要由D/A转换、稳压输出、过流保护指示和延时启动等几部分组成，电路图如图所示

　　电压输出范围为0-29.9V，步长0.1V，共有300种状态，所以上面提到选用10位D/A转换器MAX504。

　　设计中用两个电压控制字代表0.1V，当电压控制自从0，2，4???到598时，电源输出电压为0.0，0.1，0.2???到29.9V。

　　当MAX504基准电压采用 15V时，D/A转换电路满幅，输出为15.0V（电压控制字为1023时）。

　　由于世纪最大用到电压控制字598，因此D/A转换部分最大输出电压。

V1=(598/1023)*15=8.77

　　D/A转换部分输出的电压作为稳压输出电路的参考电压。

　　稳压输出电路的输出与参考电压成比例，范围是0-29.9V，稳压输出部分采用典型的串联反馈稳压电路，也可以认为是以参考电压作为输入的直流功率放大器。

　　这部分电路主要有运放U3A和三极管T1、T2构成，T2时大功率三极管。

　　D/A转换电路输出的电压V1接到运放U3A的同相端，稳压电源的输出经R5、RW3和R6组成的取样电路分压后送到运放U3A的反相端，经运放比较放大后，驱动由T1和T2组成的复合调整管。

　　当电路平衡时，D/A输出电压V1与取样电压V2相等，R5=500Ω,R6=340Ω,51Ω电位器RW3调在中间位置，设稳压电源输出电压为VOUT，则。

V2=[(R6 51/2)/(R5 R6 51)]*VOUT

=[(340 25.5)/(500 340 51)]*VOUT

=0.294VOUT

因为V1=V2

VOUT=V1/0.294=3.4V1

所以VOUT=3.4V1=3.4*8.79V=29.9V

2.5.2输出电压显示电路

　　为了实现输出电压的实时监控，使用ICL7107搭接的数字电压表对其输出电压采样测量，并输出显示，用户可以从显示器上看见两个电压值：其一为单片机设置的电压值，即期望值，其二为输出电压的实测值。

　　正常工作时两者相差很小。

　　一旦出现异常情况，用户可以看到期望值不符，从而采取相应的措施。

输出电压测量/显示电路如图

第三章系统的软件设计

　　软件要实现的功能是：键盘对单片机输入数据，单片机对获得的数据进行处理，送到10位数模转换器（MAX504）,再送到数字电压表，实现数字量对电压的控制。

图3.1单片机模块方框图

3.1主控程序

　　主控程序首先进行系统初始化，然后读入预置电压值，输出相应的电压控制字，等待键盘输入。

　　根据键盘的不同输入，用散转方式转入相应的应用程序，执行后，若用户又输入“清除显示”，则输出电压控制字0，返回初始状态，等待下一次按键。

　　框图如图3.2所示。

图3.2主程序流程图图3.3中断服务程序流程图

3.2中断程序

　　过流保护由中断实现，在中断服务程序中进行各项报警和保护操作，中断服务程序框图如图3.3所示。

　　键盘中断程序中将一标志置“1”，表示有键键入，并将键盘码读入赋给一个变量。在主程序和哥哥应用程序中读取此标志和变量值，作为进行各项操作的依据，读后将标志清零。

3.3键盘显示程序

图3.4键中断流程图图3.5显示流程图

第四章电路扩展

4.1抑制纹波

　　本题对纹波要求非常高，对于本系统，造成纹波的主要因素是工频干扰、负载波动和数字调节的过冲噪声。其中第三项是数字控制系统必然存在的，不可避免；因此，主要从抑制工频干扰和提高负载容量上来抑制纹波。

　　◆在电源端即进行滤波。

　　系统的工频干扰主要由电源变压器引入，因此在电源端进行滤波对抑制工频干扰是十分必要和十分有效的。

　　本系统的两个电源都在输出端进行了三极管有源滤波。

4.2保护电路

　　保护电路由T3和R8构成，设Lm为保护动作电流，则当电源输出电流I增加到Im时，R8上的压降Im*R8使得T3管导通，分掉了复合管的基极电流，使输出I不再增加。电路中Im定为2A，T3的导通电压为0.6V，则R8=0.6V/2A=0.3Ω。

　　过流时的中断申请由运放U3B产生。当过流发生时，稳压源输出经取样后得到的电压V2低于D/A转换输出电压v1，U3A输出正向饱和，使得U3B的反向端电位升高，U3B输出低电平，产生中断申请信号。

4.3延时启动

5.3系统误差分析

从电路的原理框图可以看出，系统的主要误差来源于三个方面：

　　(1）MAX504的量化误差MAX504为10位D/A转换器，满量程为30V的量化误差为1/2LMBS=(1/2)*(1/210)*30V=14.65Mv。按满度归一化的相对误差为

（1/2）*（1/210）=0.05%

(2)基准电压温漂引入的误差LM336在0—40OC范围内漂移不大于4Mv，

　　故相对误差=2mV/5V=0.04%。

结束语

附录

程序清单

数字电子设计问题

一、设计任务分析：

　　数字电子技术课程设计是数字电子技术基础课程的实践性教学环节，是为了理论结合实际的电子基础知识，宴拿验证，巩固和消化电子技术基本知识，综合应用数字电子技术解决生产第一线的实际问题，提高基本的专业动手能力，进一步培养分析问题和解决问题的能力，以后更好的为社会服务。

设计主要内容及要求：

　　1、设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。

　　2、电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。

　　3、比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。

　　4、亮的发光二极管移到任一方的终点时，仔祥搜该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。

　　5、用七段数码管显示双方的获胜盘数。

二、实验设计思路

基本要求如下：

　　（1）比赛开始时，由裁判下达命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。

　　（2）“电子绳”到少由15个LED管构成，裁判下达“开始比赛”的命令后，位于“电子绳”中点的LED点亮。

　　甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED管向自己一方移动，并阻止其向对方延伸。

　　当从中点至自己一方终点的LED管全部点亮时，表示比赛念历结束。

　　这时，电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。

三、总体设计方案：

3．1、电路设计原理

　　拔河游戏机需用15个（或9个）发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到任一方终端二极管点亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。

　　显示器显示胜者的盘数。

．实验电路如下：

原理：

　　可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只电平指示灯点亮。

　　当按动A、B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动电平指示灯点亮并产生位移，当亮点移到任何一方终端后，由于控制电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。

　　如按动复位键，亮点又回到中点位置，比赛又可重新开始。

　　将双方终端指示灯的正端分别经两个与非门后接到2个十进制计数器CC4518的使能端EN，当任一方取胜，该方终端指示灯点亮，产生1个下降沿使其对应的计数器计数。这样，计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。

1．编码电路

　　编码器有二个输入端，四个输出端，要进行加/减计数，因此选用74LS193双时钟二进制同步加/减计数器来完成。

2．整形电路

　　74LS193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPD必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CPU也必须接高电平，若直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚，那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键均失去作用，拔河比赛不能正常进行。

　　加一整形电路，使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，这样就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性，从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。

　　整形电路由与门74LS08和与非门74LS00构成。

3．译码电路：

　　由4线－16线译码器CC4514构成。译码器的输出Y0～Y15中选出15个接电平指示灯，电平指示灯的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时电平指示灯点亮。

　　比赛准备，译码器输入为0000，Y0输出为1，中心处指示灯首先点亮，当编码器进行加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。

4．控制电路：

　　为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。

　　当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。

　　此电路可由或非门74LS02构成。

　　将双方终端指示灯的正接至或非门的2个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，或非门输出为“0”，再送到74LS193计数器的置数端，于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端D0、D1、D2、D3和输出Q0、Q1、Q2、Q3对应相连，输入也就是输出，从而使计数器对脉冲不起作用。

5．胜负显示：

　　将双方终端指示灯正极经与非门输出后分别接到二个CC4518计数器的CP端，CC4518的两组4位BCD码分别接到实验箱中的两组译码显示器的8、4、2、1插孔上。当一方取胜时，该方终端指示灯发亮，产生一个上升沿，使相应的计数器进行加一计数，于是就得到了双方取胜次数的显示，若一位数不够，则进行二位数的级连。

6．复位

　　为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制74LS193的清零端R即可。

　　胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数器CC4518的清零端R，使其重新计数。

　　CC4518功能表下表所示，引脚排列见附录。

输入输出功能

时钟

CP清零

RD使能

×1×全部为0

↑01加计数

00↓

↓0×保持