电子电路课程设计指导
第一篇：电子电路课程设计指导
《模拟电路课程设计》指导书
一、模拟电路课程设计的基本任务
《模拟电路课程设计》是在“电子技术基础”课程之后，集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识，动脑又动手，在教师指导下，结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验，培养和提高分析、解决实际电路问题的能力。它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。从课程设计的任务出发，应当通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：
(1)巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。
(2)培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
(3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
(4)掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
(5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计 任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。 (6)培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产 观点、经济观点和全局观点。
课程设计的任务一般是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。需要学生综合运用“电子技术基础”课程的知识，通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定;设计和选取电路及元器件;组装和调试电路，测试指标及分析讨论，完成设计任务。
二、课程设计的教学方法
模拟电路课程设计作为集中实践性教学环节，应着重提高学生的自学能力，独立分析、解决问题的能力和动手进行电路实验的能力。
为了培养学生自学能力，对于课上已学过的基本知识，教师不必重复讲解。只需根据设计任务提出参考书目，让学生自学就可以了。对于设计或实验中可能碰到的重点、难点，只要通过典型分析和讲解，启发学生的思路和自学的方法，以便达到举一反三的作用。设计中还要教给学生查阅资料、使用工具书的方法，让他们遇到问题时，不是立刻找老师，而是通过独立思考，查阅资料和书籍，自己寻找答案。
提高学生独立分析、解决问题的能力，必须为学生提供在设计实践中自己锻炼的机会和条件。引导学生自主学习和钻研问题，明确设计要求，找出实现要求的方法。鼓励学生开动脑筋、大胆探索，发挥主动性和创造性。在时间安排上要留有余地，保证学生有条件独立地解决设计和实验中的问题。同时，要采用经验交流、集体讨论、课题报告等形式，互相启发、集思广益。
要提高动手实验的能力，关键是启发学生把动脑和动手结合起来。安排实验不再由教师包办代替，而由学生按照需要自己拟定实验内容和操作步骤：自选仪器、设备，独立测试和记录，并对实验结果作出分析、处理。教师主要做好审查、把关的工作，并且帮助学生处理疑难问题。学生从设计、计算、选择元器件开始，直到做出合格的电路，始终由自己动手完成，有利于增长实践的能力。
强调课程设计以学生自学为主，独立完成设计任务，并不是降低教师的作用。相反，对教师的教学提出了更高的要求。教师要树立“以学生为中心’的思想，为学生做好各种服务;要熟练掌握设计中的重点、难点，发挥教师的主导作用;在教学方法上既不能包办代替，又不能撒手不管，任其自流。应注意按照学生的基础和能力的差别提出不同的要求，做到因材施教同时还要注意对学生的全面训练，教书又教人，使学生业务和思想双丰收。
三、电子电路一般设计方法
电子电路种类很多，设计方法也不尽相同，尤其是随着集成电路的迅速发展，各种专用功能的新型器件大量涌现，使电路设计工作发生了巨大的变革。原始的分立元件电路的设计方法，已渐渐被集成块直接组装所取代。所以，要求设计者应把精力从单元电路的设计与计算，转移到整体方案的设计上来，不断熟悉各种集成电路的性能、指标，根据总体要求恰当选取集成器件，合理地进行连接实验，完成总体的系统设计。
四、电子电路的一般设计过程
由于电子电路种类繁多，使得电路的设计过程和步骤也不完全相同。不过多数情况下，还是有共同的规律可遵循。一般来说，对于简单的电子电路装置的设计步骤大体如图1.1.1所示。其中包括：选定总体方案与框图;分析单元电路的功能;选择器件与参数计算;画出并设计总体电路图;电路的安装与调试;确定实际的总体电路等。下面概要介绍各个步骤的主要工作。 ①选定总体方案与框图
根据设计任务、指标要求和给定的条件，分析所要设计的电路应该完成的功能，并将总体功能分解成若干单项的功能，分清主次和相互的关系，形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案可以有多个，需要通过实际的调查研究、查阅有关资料和集体讨论等方式，着重从方案能否满足要求、构成是否简单、实现是否经济可行等方面，对几个方案进行比较和论证，择优选取。对选取的方案，常用方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路，尤其是关键的功能块的作用与功能一定要表达清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系，注明信息的走向和制约关系。
②分析单元电路的功能
任何复杂的电子电路装置和设备，都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。总体方案的每个方块，往往是由一个主要单元电路组成的，它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下，要分析清楚各个单元电路的工作原理，设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料、分析研究一些新型电路，开发利用一些新型器件。 各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等方面的相互配合，尽可能减少元件的类型、电子转换和接口电路，以保证电路简单、工作可靠、经济实用。各单元电路拟定之后，应全面地检查一遍，看每个单元各自的功能是否能实现，信息是否能畅通，总体功能是否满足要求。如果存在问题，还要针对问题作局部调整。
③选择器件与多数计算
单元电路确定之后，根据其工作原理和所要实现的功能，首先要选择在性能上能满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况下集成器件只能完成部分功能，或者需要同其他集成器件和电子元器件组合起来组成所需的单元电路。这里需灵活运用过去学过的知识，也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标，注意对新型器件的开发和利用。
经常会出现这种情况，在花费了许多工夫之后仍然选不到合适的电路，或者性能指标达不到要求，或者电路太复杂实现十分困难。这就需要对总体方案作修正或改进，调整某些功能方块的分工和指标要求。可见，电路设计中有时要经过这样多次的反复修正和完善。
每个单元电路的结构、形式确定之后，需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需根据电路理论的有关公式、有的按照工程估算方法，还有的需要用经验数据。用计算方法得到的器件参数，还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。 ④画出预设计总体电路图
根据单元电路的设计、计算与元器件选取的结果，画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件的接线图。需要制作出实用装置的题目，还要做出印刷电路板的工艺设计。
总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向，通常信号流向是从左至右或从上至下，各单元电路也应尽可能按此规律排列，同时要注意布局合理。
总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂，应当把主电路画在一张图纸上，而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上，但要标明相互的连接关系。所有的连接线要“横平、竖直”，相连的交叉线要在交点上用圆点标出。电源线和地线尽可能统一，并标出电源电压数值。
总体电路图画出之后，还要进行认真的审查。检查总体电路是否满足方案的要求，单元电路是否齐备;每个单元电路的工作原理是否正确，能否实现各自的功能;各单元电路之间的连接有无问题，电平和时序是否合适;图中标注的元器件型号、管脚、参数值等是否正确等。这种审查十分重要，以防在安装、调试中损坏器件。
⑤电路的安装与调试
电路的安装与调试是完成课程设计的重要环节。它是把理论设计付诸实践，制做出符合设计要求的实际电路的过程。安装与调试为学生创造了一个动脑又动手，独立开展电路实验的机会。要求学生掌握电子电路的基本制作工艺和操作技
能，运用实验的手段检验理论设计中的问题，运用学过的知识指导电路调试和检测工作，使理论与实际有机地结合起来，提高分析解决电路实际问题的能力。 课程设计的电路安装，应根据题目的要求和教学条件，可以制作出实际的电子电路装置，也可以利用实验箱完成电路。前者还需要考虑电路的布局、制作专门的印刷电路板、焊接和组装电路等，这里不再详细讨论。
由于多种实际因素的影响，原来的理论设计可能要作修改，原来选择的元器件需要调整或改变参数，有时还需要增加一些电路或器件，以保证电路能稳定地工作。因此，调试之后很可能要对前面“选择器件和参数计算”一步中所确定的方案再作修改，最后完成实际的总体电路。
⑥确定实际的总体电路
通过电路调试和技术指标的检测，达到了预期的设计要求，即可确定所要设计的总体电路，并画出实际的总体电路图。按规定还要列出所用的元器件名细表。
课程设计还要求学生对设计的全过程作出系统的总结，写出设计报告。
五、设计内容
任课教师可在下列课题中任选一题指导学生完成。
课题1 直流稳压电源 设计要求：
(1) 直流输出电压调节范围：1.25~15V。 (2) 固定电压输出：±5V (3)
输出电流：≤1A。 (4)
电网电压允许波动±15%。 (5)
电源内阻ro<0.5Ω。 (6)
稳压系数Sr<0.2。 (7) 要求有电源指示。 课题2 阻容耦合单级放大器 已知条件：
Vcc=12V，RL=3K，Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求：
Av>40,Ri>1K,Ro<3K,fL<100Hz,fH>100kHz. 课题3 具有恒流源的差分放大电路的设计 已知条件：
Vcc=12V，VEE=-12V,Vid=20mV,RL=20K，Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求：
Rid>10K,AVD>15,KCMR>50dB 实验课题4：信号发生器设计
已知条件
运放
性能指标要求
频率范围
100Hz~1kHz，1kHz~10kHz;输出电压
方波21V
方波tr<30s(1kHz，最大输出时)，三角波△<2%。 课题5 功率放大器 已知条件：
Vcc=12V，VEE=-12V,RL=8欧，Vi=200mV 设计要求：
Po≥2W,<3%(1KHz正弦波)
六、设计日程安排
第一天上午：课堂教学
4学时
第一天下午和第二天：学生查阅资料、设计方案、画设计电路图，并采购元器件。
第三、
四、五天：学生安装电路、调试、故障排除。电路达到设计要求后由指导教师验收，并写出设计报告。
七、内容考核办法
本课程设计安装工艺和设计报告分开计分，成绩档次为优、良、中、合格和不合格五档。设计成功并写出设计报告者，为合格。视情况好坏，依次打出成绩。设计达到或超过要求并写出设计报告，可得优秀。
第二篇：《电力电子技术课程设计》指导书
一、课程设计的总体目标
《电力电子技术》课程是一门专业基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计是一个非常重要的实践教学环节。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、适用专业
自动化，电气工程及其自动化。
三、先修课程
电路、电子技术、电机拖动、单片机、微机原理等。
四、课程设计课时分配
课程设计时间为一周。基本课时分配如下：调研、查资料1天;总体方案设计2天;单元电路设计2天(画原理图，参数计算);撰写设计报告及验收1天。
五、课程设计的总体要求
(1)熟悉变流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 (2)掌握基本电路的数据分析、处理;描绘波形并加以判断。 (3)能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 (4)广泛收集相关技术资料。 (5)独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
(6)按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。
六、课程设计的内容
(1)明确设计任务，对设计任务进行具体分析，充分了解系统性能、指标内容及要求。 (2)制定设计方案。
(3)进行具体设计：单元电路的设计;参数计算;器件选择;绘制电路原理图。 (4)撰写课程设计报告(说明书)：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。
课程设计报告的主要内容如下：
(1)课题名称，介绍课题研究现状、前景及研究意义 (2)设计的任务、指标内容及要求，应完成的任务。 (3)设计方案选择及论证。 (4)总体电路的功能框图及其说明。 (5)功能块及单元电路的设计、计算与说明。 (6)总体电路原理图及其说明。 (7)所用的全部元器件型号参数等。 (8)收获、体会及改进想法等。 (9)主要参考文献。
七、课程设计的成绩评定
课程设计成绩主要根据以下几方面来评定：设计方案的正确性、先进性与创新性;关键电路设计与计算的正确性;分析问题和解决问题的能力;课题的完成情况;课程设计报告的撰写水平。
八、课程设计基本选题
(一)课题一 单相全波整流电路的设计
(二)课题二 单相桥式可控整流电路的设计
(三)课题三 三相半波整流电路的设计
(四)课题四 三相桥式可控整流电路的研究
(五)课题五 直流斩波电路的设计
(六)课题六 交流调压或交流调功电路的设计
(七)课题七 直流电机调速电路的设计
(八)课题八 有源、无源逆变电路的设计
(九)课题九 开关电源的设计
(十)课题十 变频技术的工程应用
注意事项：
① 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计，题目难度和工作量要适中，题目要结合工程实际。 ② 通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料。确立题目后，首先要明确自己课程设计的设计内容。要给出所要设计装置(或电路)的主要技术数据(如输入要求，输出要达到的目标，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能)。如：
直流电动机调压调速可控整流电源设计： 主要技术数据
输入交流电源：三相380V10% f=50Hz 直流输出电压：0-220V;50-220V范围内，直流输出电流额定值100A;直流输出电流连续的最小值为10A 设计内容：
整流电路的选择;整流变压器额定参数的计算;晶闸管电流、电压额定的选择;平波电抗器电感值的计算;保护电路的设计;触发电路的设计;画出完整的主电路原理图和控制电路原理图;列出主电路所用元器件的明细表
③课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。
电力电子技术课程设计 (注：格式宋体2号，加粗，居中)
班级：(黑体三号，加粗)
姓名：
学号：
指导教师：(一班：刘兰波，三班：张莉， 四班：孔祥春)(段落为：段前13磅、段后13磅，行距为：
1.72)
正文：另起一页，字体为仿宋四号,单倍行距，
注意：选题
一、二(成绩最好为及格60分)
三、四(成绩最好为70分)
五~十(成绩在70~100分)
第三篇：交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计
目
录
一、 课程题目……………………………………………….2
二、 设计要求……………………………………………….2
三、 系统框图及说明………………………………………..2
四、 单元电路设计…………………………………………..4
五、 仿真过程与效果分析
………………………………….12
六、 体会总结……………………………………………….13
七、 参考文献………………………………………………13
《一》课程设计题目：
交通灯控制电路设计
《二》设计要求：
1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支 干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道;
3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。
5、同步设置人行横道红、绿灯指示。
《三》系统框图及说明：
1、分析系统的逻辑功能，画出其框图
交通灯控制系统的原理框图如图 1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号
灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是 555 定时器;计时计数器是
由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信
号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。
( 图1-1)
2、信号灯转换器
1
状态与车道运行状态如下：
S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行
S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行
S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行;主干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行
S3：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行;主干道车道的黄灯亮，车道缓行, 人行道禁止通行
G1=1：主干道绿灯亮
2 Y1=1：主干道车道黄灯亮
R1=1：主干道车道红灯亮，人行道绿灯亮;南北方向人行道红灯亮
G2=1：支干道车道绿灯亮
Y2=1：支干道车道黄灯亮
R2=1：支干道车道红灯亮，人行道绿灯亮;东西方向人行道红灯亮
四.单元电路设计
1.主控电路：
1).原理：
通过一片 74LS160，选择其 4 个状态、分别为(00 01 10 11)分别表示主绿支红、主黄支红、主红支绿、主红支00->(30 秒)01->(5 秒)10->(20 秒)11(5 秒){循环图}。中间延时通过计时电路来实现。
2).原器件的选择及参数：
若选集成计数器74160，74160 是一个具有同步清零、同步置数、可保持状态不变的4 位二进制加法计数器。表1-1 是它的状态表。
表1-1 74160 的状态表
CLR
LOAD
ENP
ENT
CLK
A B D C
QA QB OC OD
0
X
X
X
X
X X X X
0
0
0
0
0
0
0
POS
X X X X
A
B
C
D
POS
X X X X
Count
X
X
X X X X
QA0 QB0 QC0 QD0
X
X
X X X X
QA0 QB0 QC0 QD0
设状态编码为：S0=0000
S1=0001
S2=0010
S3=0011，则其状态表为：
表1-2
状态编码与信号灯关系表
Qd Qc Qb Qa
G1
Y1
R1
G2
Y2
R2
0 0 0 0
0
0
0
0
0 0 0 1
0
0
0
0
0 0 1 0
0
0
0
0
0 0 1 1
0
0
0
0
4
态的相应控制来分别实现30 秒、5 秒、25 秒。通过7448(2 片)译码器和数码管的连接
的连接实现几个灯时间的显示。
2).原器件的选择及参数：
若选集成计数器74160(2片)，采用同步整体置数。译码器7448(2片)、7段
数码管(2个)等。
表1-3 7447 状态表
Inputs
Outputs
No.
LT
RBI
D C B A
BI/RBO | a b c d e f g
----|----|-----|-----------|--------|--------------
0 | 1 | 1 | 0 0 0 0 |
| 1 1 1 1 1 1 0
1 | 1 | X | 0 0 0 1 |
| 0 1 1 0 0 0 0
2 | 1 | X | 0 0 1 0 |
| 1 1 0 1 1 0 1
3 | 1 | X | 0 0 1 1 |
| 1 1 1 1 0 0 1
----|----|-----|-----------|--------|--------------
4 | 1 | X | 0 1 0 0 |
| 0 1 1 0 0 1 1
5 | 1 | X | 0 1 0 1 |
| 1 0 1 1 0 1 1
6 | 1 | X | 0 1 1 0 |
| 0 0 1 1 1 1 0
7 | 1 | X | 0 1 1 1 |
| 1 1 1 0 0 0 0
----|----|-----|-----------|--------|--------------
8 | 1 | X | 1 0 0 0 |
| 1 1 1 1 1 1 1
9 | 1 | X | 1 0 0 1 |
| 1 1 1 0 0 1 1
表 1-4 状态编码与时间关系表
开关(s) A
B
C
时间(T)
0
0
0
0
25
0
0
30
3)电路接法如下：
3.支干道计时电路
1)原理：
通过 74LS160(2 片) 采用串行同步整体置数级连和下一个状态的相应控制来
分别实现30秒、5秒、25秒。通过7448(2片)译码器
和数码管的连接的连接实现几个灯时间的显示。
2).原器件的选择及参数：
若选集成计数器 74160(2 片)，采用同步整体置数。译码器 7448(2 片)、7
段数码管(2个)等。基本上与主干道计时电路一样。
表 1-5 状态编码与时间关系表
开关(s) A
B
C
时间(T)
0
0
35
0
0
0
0
5
计数器选用集成电路74190 进行设计较简便。74190 是十进制同步可逆计数器，它
具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端，但可以借助QA、
QB、QC、QD 的输出数据间接实现清零功能。
表 1-4
74190 的状态表
CTEN D/U CLK LOAD
A B C D
QA QB QC QD
0
X
X
0
X X X X
A
B
C
D
0
POS
X X X X
Count Down
0
0
POS
X X X X
Count Up
X
X
X
X X X X
Qa0 Qb0 Qc0 Qd0
图1-5
现选用两个 74190 芯片级联成一个从 99 倒计到 00 的计数器，其中作为个位数的
74190 芯片的CLK 接秒脉冲发生器(频率 为 1)，再把个位数 74190 芯片输出端的QA、
QD 用一个与门连起来，再接在十位数 74190 芯片的CLK 端。当个位数减到0时，再减1
就会变成9， 0(0000)和9(1001)之间的 QA、QD 同时由 0 变为1，把QA、QD 与
起来接在十位数的CLK 端，此时会给十位数 74190 芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。 具体连接方法如图 1-5所示。
信号 LD 由两个芯片的8 个输出端用或门连起来，决定倒计时是置数，还是计数
工作开始时，LD为0，计数器预置数，置完数后，LD 变为 1，计数器开始倒计时。当倒
计时减到数00 时,LD 又变为 0，计数器又预置数，之后又倒计时，如此循环下去。
图 1-6
预置数(即车的通行时间)功能：如图 1-6所示，8个开关分别接十位数 74190 芯
片的D、C、B、A 端和个位数 74190 芯片的D、C、B、A 端。预置数的范围为6～98。
假如把通行时间设为45 秒，就像图1-5的接法，A 接 0，B 接 1，C 接 0，D 接 0，E 接
0，F 接 1，G 接 0，H 接 1。(接电源相当于接 1，悬空相当于接 0)
图 1-7
向译码器提供模5 的定时信号T5 和模0 的定时信号T0,它表示倒计时减到数“00”
(也即绿灯的预置时间，因为到00时，计数器重新置数)，T =1，此时T 给译码器一个脉
冲号灯发生转换，一个方向的绿灯亮，另一个方向的红灯亮。接法 为：把两个74190 计数
器的8 个输出端用一个或非门连起来。T 表示倒计时减到数“05”时。T =1，此时T 给译
码器一个脉冲，使信号灯发生转换，绿灯的变为黄灯，红灯的不变。接法为：当减到数为“05”
(0000 0101)时，把十位计数器的输出端QA.QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、
QD用一个或非门连起来，再把这个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与门连接
起来。具体连接方法如图1-7 所示。
4、黄灯闪烁控制
要求黄灯每秒闪一次，即黄灯0.5 秒亮，0.5 秒灭，故用一个频率为2 的脉冲与控制黄
灯的输出信号用一个与门连进来，再接黄灯。
图 1-8
《五》 仿真过程与效果分析
1、根据题目的要求，整个交通灯控制系统需要有4 个时间显示器，10 个交通灯。但由于 4 个时间显示器是由同一个倒计时计数器控制，所以我在设计图 1-8 电路的过程中，为了简化电路使画图看起来更加清晰，就只接了1 个时间显示器。
另外由于人行道的红绿灯跟车道的红绿灯是同步的，分别是：东西方向人行道的绿灯接车道的红灯，红灯接南北方向车道的红灯;南北方向人行道的绿灯接车道的红灯，红灯接车道的红灯。所以在图1-8 电路中就只接了6 个灯。
2、为了使电路更加直观，我把计数器、信号灯灯转换器等放在一个名为main 的子电路中。然后再在子电路外面接输入端和输出端。
3、点击启动按钮，然后再打开总开关，便可以进行交通灯控制系统的仿真，电路默认把通车时间设为45 秒，打开总开关，东西方向车道的绿灯亮，人行道的红灯亮;南北方向车道的红灯亮，人行道的绿灯亮。时间显示器从预置的 45 秒，以每秒减 1，减到数 5 时，东西方向车道的绿灯转换为黄灯，而且黄灯每秒闪一次，其余灯都不变。减到数 1 时，1 秒后显示器又转换成预置的45 秒，东西方向车道的黄灯转换为红灯，人行道的红灯转换为
绿灯;南北方向车道的红灯转换为绿灯，人行道的绿灯转换为红东西方向灯。如此循环下去。
4、修改通车时间为其它的值再进行仿真(时间范围为6~98 秒)，效果同3 一样，总开关一打开，东西方向车道的绿灯亮，时间倒计数 5，车灯进行一次转换，到0 秒时又进行转换，而且时间重
11
置为预置的数值，如此循环。
《六》体会总结
1、通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中，我总共想过两个方案，另一个方案弄了两天，结果总是实现不了题目的要求。所以我又花了一天的时间做出这个方案，这个相对另一个方案比较简单，包括电路原理和连接，和芯片上的选择。这个方案总共只用了四个芯片，分别为 2 个74190 计数器，2个 JK触发器。
2、在设计过程，经常会遇到这样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了。所以这几天不管是吃饭还是睡觉，脑子里总是想着如何解决这些问题，如何想出更好的连接方法。不过说也奇怪，整天想着这些问题，脑子和身体却一点都不会觉得累。或许是那种渴望得到知识的欲念把疲劳赶到九宵云外去了吧!
3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功时看课本，这次看了，下次就忘了，主要是因为没有动手实践过吧!认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。故一个小小的课程设计，对我们的作用是如此之大。 《七》
参考文献 [1] 周常森，《电子电路计算机仿真技术》，山东科技出版社，2000 [2] 周正新，《电子设计自动话实践与训练》，中国民航出版社，1988 [3] 吴培明，《电子技术虚拟实验》，机械工业出版社，1999 [4] 钟问耀，《EWB电路设计入门与应用》，清华大学出版社，2000 [5] 康华光，《电子技术基础》，高等教育出版社，2000 [6] 刘润华，《现代电子系统设计》，石油大学出版社，1998 [7] 邱关源，《电路》，高等教育出版社，1999 [8] 陆 坤，《电子设计技术》，电子科技大学出版社，1997 [9] 姚福安，《电子电路设计与实践》，山东科学技术出版社，2002 [10] 何书森、何华斌，《实用数字电路与设计速成》，福建科学出版社，2000 [11] 童诗白、徐振英，《现代电子学及应用》，北京高等教育出版社，1994
第四篇：数电课程设计+数字电路课程设计
电子电路课程设计
红 外 遥 控 器
院系:
专业:电气工程及其自动化班级:05电气(2)班 姓名:
学号:0520010221
目录
(一)概述………………………………(2)
(二)设计任务和要求…………………(
(三)元器件选择………………………(
(四)方案设计及其原理………………(
(五)总述及心得………………………(
(六)参考文献…………………………(
2) 3) 3) 5) 6)
红外遥控器
一 概述
目前，遥控电路在我们的生活中已经运用得越来越广泛。生活中，从电视遥控器到空调遥控器，从电冰箱遥控器到计算机遥控器，无一不把人们从以前的繁杂的手动操作解放出来，甚至是在我们现代生活平时最广泛的手机应用中也出现了遥控操作。不得不承认，遥控装置已经日益在社会生活中占据更大的比重，因此，我们对遥控电路进行研究和设计是很有必要的。在此次电子电路课程设计中，我之所以选择了对遥控器电路进行设计，也正是由于遥控设备的重要性在社会生活中越来越多的突显出来，遥控电路的设计就目前我们大学生来讲还是比较有难度的，我觉得这是一个不错的自我挑战的机会。而且，我一直以来都对遥控电路感兴趣，我相信这一定能够给我今后的学习更多的帮助。 二 设计任务和要求
下面，我就对相对较简单的对一个电机进行控制的双路红外遥控器的电路设计的要点等进行一番阐述：
1.外遥控器电路设计要点：
一个性能良好的红外发射和接收电路需要考虑四方面要求。
第一，须具有良好的抗环境干扰性能，因为往往使用遥控设备的周围环境都是相对比较复杂的，这主要表现在目前遥控设备多作为家用，而家庭环境里各种复杂的电器分布密度是很大的，必须要考虑到其它电器设备的干扰。
第二，是能够进行遥控动作的空间范围达到5m以上距离。这样一来，遥控操作时就避免了很多不必要的麻烦。
第三是避免不必要的误控制。
第四是良好的发射电路要有一个与之相适应的接收处理电路。 要达到这四方面要求就要对36—42KHz的方波信号对编码信号进行调制处理。由于这里设计的红外遥控电路只实现两路控制，所以编码信号采用频率单一的方波信号。
2.关于红外遥控系统
通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，如图1所示。
在发射电路原理框图中，方波发生器1用两个开关控制产生两个不同频率的方波，方波发生器2产生36—42KHz的调制波形。两个方波信号经放大器放大后驱动红外管发射红外光。
如图2所示，在接收电路原理框图中，红外接收部分接收到红外信号后，通过译码电路译码驱动电机正转和反转。
三 元器件选择
在所设计的电路中，因为要涉及到编码、红外传输以及译码等环节，因此，在电路中，采用了四个二输入的与非门、不同大小的电阻电容若干、红外发光管、译码IC、电机等元器件，其中，在红外信号的发射电路中，不同的电阻电容的组合就产生不同的频率的方波，从而驱动红外发光管发出红外信号。 四 方案设计及其原理
1.电路原理图设计及工作原理 (1) 发射电路原理图及工作原理
电路原理图如图3所示，设计思想如下:
由于所设计的红外遥控电路控制电机的正转和反转，所以要求发射和接收电路都要有两种工作状态，即要求发射电路能够产生两个频率发射出去，在电路图上用两个开关来实现的。20K的可调电阻辅助27K的电阻使发射电路产生36—42KHz的调制波形。
而发射电路的工作原理分析如下：
图3中，四个与非门采用集成芯片CC4011四二输入与非门。采用此集成芯片的好处是其外围电路简单，容易起振。CC4011与非门本身就带有与门电路，这样就克服了与门电路性能差的缺点。当合上开关Kl—2时，47O千欧电阻与2000PF电容产生大约310.lHz频率的方波;合上开关K2—2时，910千欧电阻与2000PF电容产生大约151.2Hz的方波，以上两个频率方波是通过F
1、F2两个与非门实现的。F
3、F4与外围元件产生36—42KHz的调制波形。两种波形通过放大电路后，即可驱动红外发光管发出红外线遥控信号。
如图3所示的电路工作在3v电源下，因此电源部使用两节1.5v电池代替即可，也方便延长遥控距离。而0.1uF的电容则起到滤波的作用，10欧的电阻则用作控制发射管电流的大小。
(2)接收电路原理图及其工作原理
电路原理图如图4所示：
本电路采用LM567音频译码IC来进行设计，电路每接收到一次遥控信号，LM567的8脚就翻转低电平。但在未接到遥控信号时，由于LM567的8脚输出常态高电平，四个三极管的基极电位都为高电位，没有形成电位差，电机不会转动。而当电路接收到一路遥控信号时，被其中一个音频译码器选中，次音频译码器8脚为低电平，电流通过BG1和BG2，被BG4翻转成高电平，BG2不工作。另一个译码器没有接收到遥控信号，8脚为常态高电平，电流流经BG
3、BG4后在BG4处翻转，BG3不工作，这样就使BG1和BG4之间形成电位差驱动电机转动。同理，当另一个译码器选中发射电路发出的红外遥控信号后，8脚翻转成低电平，使BG3和BG2工作形成高低电位差驱动电机向相反的方向转动。两个过程刚好实现了电机的正转和反转。 五 总述和心得
在以上设计的电路中，它实现了遥控电路对被控对象的两种功能控制。在此基础上，还可以设计更加复杂的多路红外遥控器。
通过此次的电子电路课程设计，使我清楚地认识到，仅仅学习课本上的专业知识是不够的。电子电路课程设计所要求的，是在实际问题中
- 56 -
第五篇：数字电子技术电路课程设计
题 目：数字时钟说明书
所在学院：信息工程学院
专 业：通信工程
班 级：
授课教师：
小组成员：
时 间：
16--1
2014-6-10
数字时钟说明书
数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直 观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用 数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。
一、设计目的
1. 熟悉集成电路的引脚安排. 2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法. 3.了解面包板结构及其接线方法. 4.了解数字钟的组成及工作原理. 5.熟悉数字钟的设计与制作.
二、设 计 要求
1.显示时，分，秒，用24小时制 2.能够进行校时，可以对数字钟进行调时间 1.设计指标
时间以24小时为一个周期; 显示时,分,秒; 有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间; 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号. 画出电路原理图(或仿真电路图); 判断元器件及参数选择; 电路仿真与调试; PCB文件生成与打印输出. 3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题. 4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会.
1.数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟.图 3-1所示为数字钟的一般构成框图.
1.秒脉冲发生器 脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如晶振为32768 Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出.
2. 计数译码显示
秒、分、时、日分别为60、60、
24、7进制计数器、秒、分均为60进制，即显示00～59，它们的个位为十进制，十位为六进制。时为二十四进制计数器，显示为00～23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。
⑴晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定.不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路.
⑵分频器电路
分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数.分频器实际上也就是计数器.
⑶时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为12进制计数器.
⑷译码驱动电路
译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流.
⑸数码管
数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED数码管. 2.数字钟的工作原理 1)晶体振荡器电路
晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定. 晶体XTAL的频率选为32768HZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施. 由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为1.8KΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性. 2)分频器电路
通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频. 通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现.例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有74HC393等. 3)6进制计数器转换电路
分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连. 时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换.利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图3-6所示.
4)译码驱动及显示单元
计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路.
5)校时电源电路
当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正.通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可. 根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中.图3-7所示即为带有基本RS触发器的校时电路, 1.实验中所需的器材 5V电源. 面包板1块. 示波器. 万用表. 镊子1把. 剪刀1把. 网络线2米/人. 共阴八段数码管6个. HD74LS48P芯片6个. HD74LS90P芯片6个. HD74LS08P芯片2个. 555芯片一个. 1.8KΩ电阻一个.
设计图为：
面包板内部结构图
面包板右边一列上五组竖的相通,下五组竖的相通,面包板的左边上下分四组,每组中X,Y列(0-15相通,16-40相通,41-55相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,E和F之间不相通. 个功能块电路图
一个CD4511和一个LED数码管连接成一个CD4511驱动电路,数码管可从0---9显示,以次来检查数码管的好坏,见附图5-1. 利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00连接成一个十进制计数器,电路在晶振的作用下数码管从0—9显示, 总接线元件布局简图,见附图6-1 芯片连接图见附图7-1 八,总结
设计过程中遇到的问题及其解决方法. 在检测面包板状况的过程中,出现本该相通的地方却未通的状况,后经检验发现是由于万用表笔尖未与面包板内部垂直接触所至. 在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况,经检验发现主要是由于接触不良的问题,其中包括线的接触不良和芯片的接触不良,在实验过程中,数码管有几段二极管时隐时现,有时会消失.用5V电源对数码管进行检测,一端接地,另一端接触每一段二极管,发现二极管能正常显示的,再用万用表欧姆档检测每一根线是否接触良好,在检测过程中发现有几根线有时能接通,有时不能接通,把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了.其次是由于芯片接触不良的问题,用万用表欧姆档检测有几个引脚本该相通的地方却未通,而检测的导线状况良好,其解决方法为把CD4511的芯片拔出,根据面包板孔的的状况重新调整其引脚,使其正对于孔,再用力均匀地将芯片插入面包板中,此后发现能正常显示,本次实验中还发现一块坏的LED数码管和两块坏的CD4511,经更换后均能正常显示. 在连接晶振的过程中,晶振无法起振.在排除线与芯片的接触不良问题后重新对照电路图,发现是由于12脚未接地所至. 在连接六进制的过程中,发现电路只能4,5的跳动,后经发现是由于接到与非门的引脚接错一根所至,经纠正后能正常显示. 在连接校正电路的过程中,出现时和分都能正常校正时,但秒却受到影响,特别时一较分钟的时候秒乱跳,而不校时的时候,秒从40跳到59,然后又跳回40,分和秒之间无进位,电路在时,分,秒进位过程中能正常显示,故可排除芯片和连线的接触不良的问题.经检查,校正电路的连线没有错误,后用万用表的直流电压档带电检测秒十位的QA,QB,QC和QD脚,发现QA脚时有电压时而无电压,再检测秒到分和分到时的进位端,发现是由于秒到分的进位未拔掉所至. 在制作报时电路的过程中,发现蜂鸣器在57分59秒的时候就开始报时,后经检测电路发现是由于把74HC30芯片当16引脚的芯片来接,以至接线都错位,重新接线后能正常报时. 连接分频电路时,把时个位的QD和时十位的1脚断开,然后时十位的1脚接到晶振的3脚,时十位的3脚接到秒个位的1脚,所连接的电路图无法正常工作,时十位从0-9的跳,时个位只能显示一个0,在这个电路中3脚的分频用到两次,故无法正常显示,因此要把12进制接到74HC390的一个逻辑电路空出来用于分频即可,因此把时十位的CD4511的12,6脚接地,7脚改为接74HC390的5脚,74HC390的3,4脚断开,然后4脚接9脚即可,其中空出的74HC390的3脚就可用于2Hz的分频,分频后变为1Hz,整个电路也到此为正常的数字钟计数. 2.设计体会
在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法. 在连接六进制,十进制,六十进制的进位及十二进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了. 在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的,例如仿真的连接示意图中,往往没有接高电平的16脚或14脚以及接低电平的7脚或8脚,因此在实际的电路连接中往往容易遗漏.又例如74HC390芯片,其本身就是一个十进制计数器,在仿真电路中必须连接反馈线才能正常显示,而在实际电路中无需再连接,因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的. 在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的. 3.对该设计的建议
此次的数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力.