电子技术应用实习指导书
长沙理工大学
电气与信息工程学院电子与信息教研室
范必双 吴一帆 文卉编
二〇一三年十二月
前 言
电子技术应用实习是课程教学中的重要环节，不仅是对所学课程的一种实践性总结和应用，而往往是对多门课程的综合性应用。电子技术应用实习是结合电路、数字电路、模拟电路、电子线路CAD等课程的一次综合性应用实习。其目是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及多门课程知识应用并具有综合功能的小电路系统设计与调试的实习，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
本指导书结合实际工程应用要求，从资料收集、方案设计与论证、理论计算、电路图设计和结果分析等方面阐述了电子技术应用实习的一般步骤及过程。本书最后给出了电子技术应用实习的评分细则，量化了评分标准，以保证评分的公平性和公正性。
限于作者水平，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正。
编 者
目 录
一、资料收集---------------------------------------------------------------------------1 二、应用实习-------------------------------------------------------------------------1 三、焊接方法------------------------------------------------------------------------------1 四、调试步骤--------------------------------------------------------------------------3 五、评分细则表---------------------------------------------------------------------------5 附录一 电子技术应用实习题选-------------------------------------------------6 附录二 电子技术应用实习报告书写格式-------------------------------------34 附录三 电子实习常用网站-----------------------------------------------38
一、资料收集
电子技术应用实习的第一步是资料收集，这主要是锻炼学生根据设计需要查找资料和获取信息的能力。资料收集是一般产品设计的前提，也是电子技术应用实习第二步“应用实习”的前提。这一步骤要求学生面向社会，了解市场信息，以便在实习时能够增加系统的功能和完善系统的设计，这样能够更好地培养学生的创造性和创新意识。
资料收集可以从以下两方面入手：
1. 根据老师下达的应用实习任务，收集相关信息，看是否已经有人做过相同或类似的应用。 2. 分析原有应用系统的优缺点，收集实现该应用系统所需的各种元器件的资料，主要从“性价比”入手，提出更好的系统实现方法或者在原有的基础上增加系统的功能。
资料和信息获取可以通过以下几个途径：
1. 书本。这是最常用、最直接的资料获取途径，学生可以上图书馆进行查询。
2. 网络。这是常常被忽略一个重要途径。网络犹如一个巨型图书馆，在上面几乎可以查到我们应用系统所需的任何元器件的资料。本书提供了一些电子技术应用实习的常用网站，以供大家参考。详见附录四。
3. 可以从学习他人的经验中获取所需的资料和信息。这也是一种比较直接和有效的方法。
二、应用实习
想要很好地完成一个应用系统的实习，合理的方案选择是首要条件。电子技术应用实习要求学生针对一个题目至少提出两个以上的方案。
介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能模块的划分与组成，全面介绍系统工作过程或工作原理。实习报告中应提供2-3种方案的分析与比较，方案的选择既要考虑它的先进性，又要考虑它的实现的可能性。
三、焊接方法
1．焊料与焊剂的选择
焊料：一般常用焊锡作焊料。它具有较好的流动性和附着性。在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。而且具有耐腐性，使用方便的优点。
焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。常用的焊剂是松香。但在使用时要注意最好配成松香水。如果电烙铁直接沾松香焊接，虽然焊接的烟量少，附着力强，但沾到焊点上的松香少，不能充分发挥助焊剂的作用。而且电烙铁头经常接触松香也易使松香焦糊变质。所以最好将松香溶于酒精中。以3：1的比例配成松香水点在焊接处。千万注意：绝对不能用酸性焊油。因为它对焊点有腐蚀性，会引起电烙铁漏电，发霉。
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注意：焊剂用完后用三氯甲烷/酒精擦板子，便于焊接元器件。 2．电烙铁与电烙铁头的选择
常用的电烙铁有外热式、内热式和速热式三种。一般功率不能过大，选用20—50W即可。若选用的功率过大，不易掌握火候，很容易使元件过热而损坏。
烙铁头经常加工成各种形状以适应焊接的要求。为了保证一定的温度，烙铁头要有一定的体积。一般焊接较大的元件时，烙铁头与焊接物接触面积要大.焊接密度较大的小焊点时，为了避免伤及周围元件和焊点，应采用锥形的烙铁头。 3．焊点质量
焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。 质量好的焊点称标准焊点，如图1（a）所示，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。
图1
虚焊点，如图1（b）所示，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。
产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁，或者电烙铁头温度偏低，元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面太小导致受热太慢，温度不够，也有焊锡用量不当引起的。
要避免出现虚焊，重点是搞好清洁处理。焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。掌握好焊接时间，一般一个焊点约用2—3秒。焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。若时间长，易损坏焊接部件及元件。铜箔、元件三者较好地融合在一起。若时间短，又不能使焊接达到标准要求，焊点上的焊锡要适当，以饱满引线为宜，呈圆锥形。焊锡过多是浪费，而且容易出现焊点互相桥连现象。 4．焊接顺序及方法
先测量，作好记录；再清洁，挂锡焊接；最后再检查测量。杜绝马虎大意。焊接方法如图2所
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示：
图2
第一步：右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙 铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。
第二步：将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60度角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。
第三步：抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。 第四步：用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。 5．焊接注意事项
(1) 防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。
(2) 电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中。不要过多。
(3) 烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以防虚焊。 (4) 切不可将烙铁头在焊点上来回移动。也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。
(5) 焊接二极管、三极管等元件时可用镊子夹住管脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。 (6) 焊接集成电路时，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候
要断开烙铁电源。
四、调试步骤
1．安全性检查：首先检查印制板各电源和地以及其它的信号线是否有短接，以避免烧坏器件。 2．对照原理图检查每根信号线是否有短路、断路或与其它线相连。
3．检查无误后焊接元器件。在产品开发阶段，建议能用插座的元器件尽可能的用IC插座焊接，而不要直接将元器件焊接上去。这样一旦哪个器件出了问题，便于更换。在应用时则应尽可能的不用IC插座，而将芯片直接焊接在印刷电路板上，这样可以减少干扰。因为IC插座会给系统引入不必要的分布电感。比如1个24脚的双列直插IC插座就能引入18nH的分布电感。 4．元器件焊好之后必须再重复步骤1，以及检查是否有虚焊。
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5．把电源部分先装好，然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时没有太大的把握（即使有很大的把握，也建议加上一个保险丝，以防万一），可考虑使用带限流功能的可调稳压电源。先预设好过流保护电流，然后将稳压电源的电压值慢慢往上调，并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过程中，没有出现过流保护等问题，且输出电压也达到了正常，则说明电源部分已正常。反之，则要断开电源，寻找故障点，并重复上述步骤，直到电源正常为止。
6．电源部分没问题，再逐个安装其它模块，每安装好一个模块，就上电测试一下。通电后不要急于测量电气指标，而要观察电路有无异常现象，以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。例如观察元器件有无冒烟等现象，有无异常气味，手摸集成电路外封装，是否发烫等等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。
7．如果电路不能正常工作，首先要确认的是各芯片电源引脚的电压是否正常，其次检查各种参考电压是否正常，另外还有各点的工作电压是否正常等。可以用万用表检测电路的各级直流电压、电流值，并与正常理论值(图纸上的标定值或正常产品工作时的实测值)进行比较，从而发现故障。这是检修时最有效可行的一种方法。例如，一般的硅三极管导通时，BE结电压在0.7V左右，而CE结电压则在0.3V左右或者更小。如果一个三极管的BE结电压大于0.7V（特殊三极管除外，例如达林顿管等），可能就是BE结就开路。
8．还可采用电阻测量法：这种方法是在切断电源后，再用万用表的欧姆档测电路某两点间的电阻，从而检查出电路的通断。如检查开关触点是否接触良好、线圈内部是否断路、电容是否漏电、管子是否击穿等。
10．进一步采用信号寻迹法：信号寻迹法常用于检查放大级电路。用信号发生器对被检查电路输入一频率、幅度合适的信号，用示波器从前往后逐级观测各级信号波形是否正常或有无波形输出，从而发现故障的部位。
11．采用替代法：通过以上分析故障的现象，用好的元器件替代被怀疑有问题的元器件来发现并排除故障。若故障消失，则说明被怀疑的元器件的确坏了，同时故障也排除了。
12．采用电路分割法：有时，一个故障现象牵连电路较多而难以找到故障点。这时，可把有牵连的各部分电路逐步分割，缩小故障的检查范围，逐步逼近故障点。
13．采用短接旁路法：短路旁路法适用于检查交流信号传输过程中的电路故障，若短接后电路正常了，则说明故障在中间连线或插接环节。主要用于检查自激振荡及各种杂音的故障现象。将一电容(中高频部分用小电容，低频部分用大电容)一端接地，一端由后向前逐级并接到各测试点，使该点对地交流短路。若测到那一点时，故障消失，则说明故障部位就在这一点的前一级电路。
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五、评分细则
表1 评分细则
项目 平时表现（10分） 内容 学习态度、上机实验情况等 正确性 仿真和测试结果（40分） 优良程度 答辩情况 方案比较 方案设计与论证（15分） 正确性 优良程度 完成程度 理论计算（6分） 分数 10 20 10 10 5 5 5 3 3 6 6 3 2 1 6 5 100 实 正确性 完整性 电路图及设计文件（12分） 正确性 方法正确性 测试方法与数据（6分） 数据完整性 测试仪器（型号） 结果分析和心得体会（6分） 应用实习报告的工整性（5分） 总分 系统运行结果、误差等 文字、图表等格式规范 习报告
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附录一 电子技术应用实习题选
一、可调幅调频信号发生器的设计 （1～2人）
设计可调幅、调频多波形输出信号发生器。系统框图如下所示。
信号发生器系统框图 基本要求：
(1) 设计能够发生方波、三角波、正弦波三种波形的信号发生器 (2) 通过波段开关选择当前输出波形
(3) 三种波形的频率调节范围为100 Hz ~ 100KHz
(4) 在1k负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调 (5) 输出信号波形无明显失真 (6) 自制稳压电源 发挥部分：
(1)将输出信号频率范围扩展为10Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在10Hz～1kHz范围内步进间隔为10Hz；在1kHz～1MHz范围内步进间隔为1kHz。输出信号频率值可通过键盘设置；
(2)在50负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置；
(3)可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值 提示：
各种波形的发生可以参考模拟电子技术基础教材关于非正弦波发生部分，对于幅度和频率调节，可以采用旋钮电位器的方法，也可以采用数字方法；设计系统过压过流保护问题可以适当考虑，数字显示可以用16进制数显示。
二、数显可调直流电源的设计（1～2人）
设计可以用数码管实时显示当前输出电压的可调直流电压源。
直流电源原理框图
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可调直流电源原理框图
要求：
(1)采用220 V市电作为所设计电源的能量来源
(2)所设计的可调电源输出电压需要有数码管实时显示 (3)可调直流电压输出调整范围为2.5 V~25 V (4) 最大输出电流为1 A
(5) 输出纹波系数不超过5%。 提示：
参考模拟电子技术教材直流稳压电源部分的设计，包括变压、整流、滤波、稳压等组成部分；稳压芯片可以选择集成的稳压芯片，比如LM78XX系列或者LM317等，要多参考相关器件的说明书进行设计。另外，过流和过压保护也可以适当加以考虑，数字显示可以用16进制数来显示。 三、温度控制系统（1～2人）
设计并制作一个温度自动控制系统。控制对象为一只25W功率的白炽灯，容器为玻璃器皿，白炽灯作为热源放入其中。温度可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持容器内设定的温度基本不变。 基本要求
(1) 容器内环境温度设定范围：30～40℃，最小区分度为1℃；
(2) 当容器内环境温度降低时（例如用电风扇降温），温度控制的静态误差≤1℃； (3) 显示容器内环境的实际温度。 发挥部分
(1) 采用适当的控制方法，当设定容器内环境温度突变（由30℃提高到50℃）时，减小系统的
调节时间和超调量，同时自动打印其温度随时间变化的曲线； (2) 温度控制的静态误差≤0.2℃；
(3) 采用发光二极管光柱形式和数码形式显示白炽灯灯壁上的温度；
温度控制仪原理框图
提示：
对温度的测量可用电阻桥加差分放大器来实现，差分放大后经过二阶低通滤波器后作测温输出。对于温度的控制，可以采用迟滞比较器比较设定温度和测量温度的关系，温度的设定可以采用手调
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电位器的方法设定实现。有精力的同学可以考虑用数字显示和数字控制等方法来提高设计的水平(可以用16进制数来显示)。
四、电阻电容及晶体管测量仪的设计（1～2人）
设计一个能显示被测电阻阻值、被测电容容值和三极管共射电流放大倍数的测试仪，数字显示。
电阻电容及晶体管测量仪原理框图
要求：
(1) 测量仪能够实现对电阻值、电容值、以及三极管 值的测量和数码管显示
(2) 被测电阻测量范围为1 k 到 100 k ，电容值为 0.01 uF~10 uF，三极管能实现NPN和PNP两种三极管参数的测量。
提示：
电阻的测量可以采用分压后A/D转换的方法测量；电容可以考虑用555定时器设计成振荡器，测量振荡器的周期的方法实现，或者参考双积分型A/D转换器的工作原理来实现电容的测量；三极管的测量可以参考模拟电子技术基础教材有关章节即课后习题的内容来设计。三种测量功能可以通过开关或者旋钮来选择。
五、无线发射与接收装置（1～2人）
设计并制作一个无线发射与接收装置。
要求：
(1) 产生一个周期为2秒的周期信号。在一个周期中
U(t)U0esin2ft
t 其中：U0：10mV～1V可调； τ： 100ms～1s可调； f： 1KHz～4KHz可调。
(2) 将上述信号用一根导线做成的发射天线发射出去。
(3) 设计一个无线接收装置，将上述发射装置所发射的信号，通过一个20米长的导线围成的一
匝圆形天线接收，并放大至少60dB；
(4) 该接收装置对频率低于100Hz的信号至少有80dB的衰减。在放大器的输出端用示波器可以
明显地观察到上述U(t)信号；
无线发射与接收装置原理框图
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六、D类音频功率放大器的设计（1～2人）
要求：
(1) 放大器工作带宽为 20Hz- 20KHz (2) 输出功率 8Ohm阻抗时 10W
(3) 放大器工作效率大于80%，谐波失真及噪声 <5% 提示：
下图为典型D类功率放大器的结构框图，模拟音频信号经过调制器调制后经D类功率放大器放大，再经过低通滤波器提供给扬声器（音箱）发音。D类功率放大器效率高、音质好，是音频放大中的一种很好的方法。关于D类功率放大器的设计请查阅有关资料。
D类功率放大器结构框图
七、路灯控制器的设计（1～2人）
说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启。并对开启次数和开启时间进行统计。实验时要用两个台灯，其中无调光功能的模拟路灯，另一个有调光功能的模拟环境。
要求：
1、基本部分 (1) 自制稳压电源。
(2) 该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个受控台灯（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。 (3) 能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。
路灯控制器框图
时钟电路 计数器 译码器 数显开启时间 光电变换 信号鉴幅 驱动电路 路灯(台灯) 调光台灯 计数器 译码器 数显开启次数 9
(4) 能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。 2、发挥部分
(1) 设计一个环境亮度指示器用以检测环境亮度，在现场演示时，当调光或者改变光电传感器和光源之间的距离时，环境亮度指示器的输出电压应有不同的反应。
(2) “路灯”点亮（熄灭）能受环境亮度指示器的控制（如：开关有“较暗”和“很暗”两挡，当位于“很暗”挡时（完全遮住光电传感器），“路灯”将被点亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），“路灯”将被点亮。
(3) 其它，如：声音控制“路灯”点亮，延时熄灭等。 其它说明：
要求一人独立完成基本部分(1)(4)，难度系数均为1.0；两人完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(3)难度系数均为1.0。
八、数字式电容测量仪的设计（1人）
说明：框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。 要求：
1、基本部分 (1) 自制稳压电源。
(2) 被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内 (3) 设计两个的测量量程。
(4) 用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20%。 2、发挥部分
(1) 至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内。 (2) 测量误差小于10%。 (3) 其它。 其它说明：
要求一人独立完成基本部分(1)(4)，难度系数均为0.9；一人完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(3)难度系数均为1.1。
九、数字智力竞赛抢答器的设计（1～2人）
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多谐振荡器 计数器 自动调零 译码器 数码显示器 定时电路 微分电路 外接电容
电容测量仪原理框图
说明：比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一枪答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一枪答者。同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。 抢组别锁定 组别显示(数码管) 答犯规电路 开组别显示(LED) 组别信 关 号鉴别 窄脉冲形成 定时器 音频信号发生 主清零 持预置 预置 记分电路 记分电路 人 命令 加分(主持人) 稳压电源 减分(主持人)
数字智力竞赛抢答器(自动记分)原理框图
要求：
1、基本部分
(1) 自制稳压电源。
(2) 抢答器可供四组使用，组别键(信)号可以锁存；抢答指示用发光二极管(LED)。
(3) 记分部分独立(不受组别信号控制)，致少用2位二组数码管指示，步进有10分、5分两种选择，并且具有预置、递增、递减功能。 (4) 要求性能可靠、操作简便。 2、发挥部分 (1) 增加抢答路数。
(2) 数码管显示组别键(信)号。
(3) 自动记分(受组别信号控制)：当主持人分别按步进得分键、递增键或递减键后能够将分值自动累计在某组记分器上）。 (4) 超时报警。 (5) 其它。
其它说明：一人独立完成基本部分(1)(4)，难度系数1.0。
两人合作必须完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(5)，难度系数均为1.0。 一人独立完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(5)，难度系数1.4。
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十、步进电机控制器的设计（2人）
说明：步进电机主要由转子和定子组成，定子上绕制了A、B、C三相线圈。当三相定子绕组轮流接通驱动脉冲时，产生磁场吸引转子转动，每次转动的角度称为步距。根据三相绕组所加脉冲的方式不同而产生不同的步距，其中三相三拍方式的步距为3°，三相六拍方式为1.5°。根据不同的信号频率形成不同的转速。由三相脉冲加入的不同相序形成正转或反转。 A 定子 B S 定子 转子 N C V 三相步进电机结构示意图（A、B、C开关接通由脉冲控制） 步进电机几个工作方式和对应的脉冲序列：
三相三拍正转（步距3°） 三相三拍反转（步距3°）
A A B B C
C
AB BC CA
AB BC CA 三相六拍正转（步距1.5°） A AB B BC C CA
A B C
三相六拍反转（步距1.5°）
A AB B BC C CA
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A B C
步 距控 制 转 向控 制 A时 钟 电 路 脉冲序列 产生电路 A绕组脉冲放大电路 BCB绕组C绕组步 进电 机 步数计数器 译码显示器 步进电机控制器方框图
要求：
1、基本部分
(1) 自制稳压电源。
(2) 控制器能够驱动步进电机以三相三拍方式（步距3°）正向运转。 (3) 步进电机运行步数能够预置，每转一步自动减1，直到减到零，此时步进电机应能停止运转。 (4) 绕组驱动电流不低于0.1安培。 (5) 要求性能可靠、操作简便。
2、发挥部分
(1) 步进电机还可以按三相六拍方式（步距1.5°）工作。 (2) 步进电机还可以反向运转。 (3) 绕组驱动电流能够达到0.2安培。 (4) 其它。 其它说明：
由于步进电机价格比较昂贵，控制器的负载可以用低阻值的电阻代替，通过电阻的电流 应符合要求。
示波器观察脉冲序列应符号要求。
一人独立完成基本部分(1)(5)，难度系数1.0。
两人合作必须完成基本部分(1)(5)和发挥部分(1) (4)，难度系数均为1.0。 一人独立完成基本部分(1)(5)和发挥部分(1)(4)，难度系数1.4。
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十一、电子密码锁的设计（1人）
设计说明：要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。
5秒定时20秒定声光指 输电路 时电路 示电路 入
按 扭开 输入锁关 组存电路 开锁控机械动 制电路 作构件 密码存 储电路
电子密码锁控制器框图
要求：
1、基本部分
(1) 自制稳压电源。
(2) 密码锁控制器中存储一个4位代码，当开锁按扭开关（可设置6至8位，其中只有4位有效，其余2至4位为虚设）的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。
(3) 从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并由扬声器发出持续10至20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。 (4) 要求性能可靠、操作简便。
2、发挥部分
(1) 密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。
(2) 开锁信号可以推动机械执行构件（例如：利用继电器使电磁铁吸合拉动物件）产生动作。 (3) 其它。 其它说明：
要求一人独立完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1) (3)，难度系数均为1.0。
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十二、可编程彩灯控制器的设计（1人）
说明：彩灯是由发光二极管（LED）构成的8×8或16×16矩阵板，当行、列有效时，其交叉点的LED被点亮，当多个LED被点亮时即可形成一定的图案或字符。改变点亮方式将产生不同的效果。举例8×8矩阵板显示“中”字图样以及对应的行译码器输出和和列存储器存储代码表。
高地址手动8×8LED 开关编码 3 行译码器 8
矩阵板 列存储器 时钟低地址
电路 计数器 3 EPROM 8 彩灯控制器框图
高位地址 低位地址 行译码输出 列存储器存储的代码 A9A3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 全0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 全0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 全0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 全0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 全0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 全0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 全0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 全0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
要求：
Y0 1、基本部分
Y1 (1) 自备稳压电源。
Y2 (2) 用LED设计安装一块8×8矩阵板及其驱动 Y3
电路。
Y4 (3) 用EPROM存储器存放待显示的字符，字符
Y5 数量不少于8个，比如显示：“徐”、“州”、“师”、Y6 “范”、“大”、“学”、“物”、“理”、“系”。
Y
7 (4) 字符替换用手动开关编码控制。
2、发挥部分
DD7
D6 D5 D4 D3 D2 D1 (1) 字符替换形式多样，比如，流水方式就是其中之一。 (2) 提高显示字符字符的数量。 (3) 其它。 其它说明：
要求一人独立完成基本部分(1)(4) 难度系数均为1.0
一人独立完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)，难度系数均为1.2。
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十三、直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计（2人）
说明：脉宽调速是利用改变脉冲宽度的方法实现脉冲占空比的变化，用以改变输出直流电压的平均值，达到调节直流电机的转速。 要求：
1、基本部分
(1) 设计一个多谐振荡器，频率调节范围为35KHz，占空比调节范围为3070%。
(2) 选用额定电压不超过12V，额定电流不超过0.5A的玩具直流电机作实验，根据电机的实际参数设计功率放大器，使之推动直流电机工作。
(3) 设计直流电机的转速检测电路，该电路可用光电转换方法实现。 (4) 设计转速显示电路，用2位数码管出直流电机每秒钟所转的圈数。 2、发挥部分
(1) 用4位数码管出直流电机每分钟所转的圈数。
(2) 直流电机的圈数/分可以预置，通过负反馈自动调节多谐振荡器的脉宽使实际转速稳定在预置的转速（圈数/秒或圈数/分）。 (3) 其它。 其它说明：
要求两人独立完成基本部分(1)(4)，难度系数均为1.0；完成发挥部分(2)、(3)，难度系数均为1.2。
直流电机的转速检测与脉宽调速器框图
清零/锁存命令 多谐振荡器 前置放大器 功率放大器 直流电机 显示器锁存器计数器闸门电路 整形电路 转速/脉冲变换电路 定时器2 定时器1 时钟电路 16
十四、数字频率计的设计（2人）
说明：数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个数，如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，时间T内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码，可得到被测信号的频率fNx=T，若T=1秒，则fx=N。 控制电路 正弦波 整形 闸计锁译显 矩形波 门 数存码示器器器器 自检 0.001s 1s 时钟电路 10进制分频器 数字频率计原理框图
要求：
1、基本部分
(1) 被测信号的频率范围为1Hz100KHz，分成两个频段，即1Hz999Hz，1100KHz。(2) 具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。 (3) 用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%。 2、发挥部分
(1) 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。
(2) 具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出灯光和音响信号。 (3) 测量误差小于5%。 (4) 其它。 其它说明：
要求两人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(1)(3)难度系数均为1.1。
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十五、乒乓球比赛模拟机的设计（1～2人）
说明：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。 要求：
1、基本部分
(1) 至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。 (2) 当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。 (3) 设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。 2、发挥部分
(1) 甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。
(2) 发球次数能由一位数码管显示。
(3) 一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。 (4) 其它。 其它说明：
要求一人完成基本部分(1)(3)，难度系数均为1.0。二人同时发挥部分(1)(4)难度系数均为1.0。
乒乓球比赛模拟机框图
制 裁判 乙方 电 路 乙方记分显示 发球次数显示 音 响 电 路 甲方 控 甲方记分显示 时钟电路 双 向 移 位 寄 存 器 发 光 二 极 管 排 18
十六、十字路口交通管理控制器的设计（1～2人）
任务说明：在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据车流状况不同，可调整三色灯点亮或关闭时间。 主主主次次次绿黄红绿黄红 组合电路 主道计数译码显示 组 合 逻 辑 电 路 秒脉冲电路 计 数 器 组合电路 次道计数译码显示 时钟电路 交通管理控制器框图
要求：
1、基本部分 (1) 自制稳压电源；
(2) 主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、5秒、25秒； 次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒； (3) 主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。 时序关系应该符合如下要求： 主道路绿灯： 60秒 主道路黄灯： 5秒 主道路红灯：
25秒
次道路绿灯： 20秒
次道路黄灯： 5秒 次道路红灯： 65秒
循环周期 2、发挥部分
(1) 主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置； (2) 主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整； (3) 其它。
其它说明：要求两人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(1)(4)难度系数均为1.0。
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十七、数字电压表的设计（1人）
11位的数字电压表，3位是指个位、十位、百位的范围为09，而221千位只有0和1两个状态，称为半位。所以3数字电压表测量范围为00011999。数字电压表主
2说明：本题要求设计一个3要部分是A/D转换器，若选用集成芯片MC14433作为A/D转换，其显示方法通常采用动态扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。
数字电压表框图（用MC14433）
基准电压 Vi 积分电路 3位半A/D转换电路 字形译码驱动电路 显示电路 字位驱动电路
若选用集成芯片ICL7107，则外围电路更为简单。它包含31位数字A/D转换器，可直接驱动2LED数码管，而不需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。其内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。制作时，数字显示用的数码管为共阳型。无论采用哪种A/D转换芯片，其可调电阻最好选用多圈电阻，分压电阻选用误差较小的金属膜电阻，其它器件选用正品。 要求： 1、基本部分
（1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。 （2）兼有测量电流和电阻的功能。 2、发挥部分
（1）具有自动调零、自动换挡功能。 （2）其精度接近商品化数字表。 （3）其它。 其它说明：
若采用MC14433一人完成基本部分(1)(2) 难度系数为1.0。
若采用ICL7107一人完成基本部分(1)(2)和发挥部分(1)(2)难度系数为1.0。
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十八、出租车计费器的设计（2人）
说明：汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，则10个脉冲/公里（设为P3）。里程单价（设2.1元/公里）可由两位（B2=2、B1=1）BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J 690）后将里程计费变换成脉冲数P1=P3(1B2+0.1B1)。由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元/脉冲。同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10个脉冲/10分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0、B3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4(0B4+0.1B3)。由于P4=10，则P2为6个脉冲，即得到相同的脉冲当量为0.1元/脉冲。同理，起步价（设5元）也可以转换成脉冲数（P0=
单价550个脉冲)或者将P0作为计数器的预置当量0.1信号（框图所示）。最后行车费用转换成脉冲总数P=P0+P1+P2，其结果用译码显示器显示。 要求： 1、基本部分
（1）设计制作自动计费器，包括行车里程计费、等车时间和起步价三部分，用三位数码管显示，最大金额为99.9元。
（2）行车单价、等车单价、起步价可分别由拨码开关或拨码盘预置。 2、发挥部分
（1）在车辆启动和停止时有音响提示。 （2）其它。
其它说明：行车里程可由玩具电机和光电（或磁铁和干簧管）转换器进行模拟。
二人完成基本部分(1)(2)和发挥部分(1)难度系数均为1.2。
起 步 价 P0 出租车计费器框图 等车时间 P4 BCD码比例乘法器 B4 B3 P2 行车里程 P3 里程单价 B2 B1 BCD码比例乘法器 脉冲电路 P1 脉冲数求和 计数器 译码器 显示器 等车单价 21
十九、洗衣机控制器的设计（1人）
说明：洗涤常规模式为： 秒脉冲 要求：
1、基本部分
(1) 设电机用J1、J2两个继电器控制，参考驱动电路已有所示。洗涤时间在20分钟内由用户自行设定。 Z1 Z2 0 0 0 1 1 0 1 1
(2) 用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。
(3) 当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号提醒用户注意。 2、发挥部分
（1）电机驱动电路采用无触点的双向可控硅，电流和耐压不低于1A/400V。 （2）增加洗涤轻柔模式： 其它说明：
要求一人完成基本部分(1)(3)难度系数为1.0。同时完成发挥部分(1)(2)难度系数为1.1。
J1 J2 电机 Z1 J2 Z2 正转 不动 不动 停止 不动 动作 停止 动作 不动 反转 动作 动作 正转 电机 反转 J1 vcc J2 vcc J1 220V 洗衣机控制器框图
序列发生器 预置 60进制计数器 洗涤时间计数器 T 控制门 Z1 Z2 电机驱动电路 电机 洗涤时间显示 定时未到 定时到 定时启动→正转20秒→暂停10秒→反转20秒→暂停10秒 停机
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二十、多路数据采集系统的设计（2人）
定时启动→正转10秒→暂停5秒→反转10秒→暂停5秒 定时未到 定时到 停机
说明：数据采集系统的主要内容是实现A/D和D/A转换，ADC0809是常用的逐次比较型模数转换芯片，可以分时将8路模拟量转换成数字量。DAC0832是基本的数模转换芯片，其中包括8位输入锁存器、数据寄存器和DAC电路，如果将芯片的WR1、WR2、XFER端接地则直通型（输出模拟量跟随数字量变化）。若采用芯片RAM6264为存储器，其13根地址线，地址信号可以用13位计数器获得，也可以将部分高位地址线接固定电平信号，用小容量的计数器产生低位地址。安装调试时，还应注意地址信号、读/写信号、数据缓冲器控制信号和A/D芯片地址通道选择信号的配合，才能确保数据采集系统有条不紊地工作。 要求： 1、基本部分
（1）用ADC0809（或其他ADC芯片）实现对一路模拟信号进行数据采集，其模拟信号以常用物理量温度为对象，可以用05V的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送到存储器进行保存，同时用数码管跟踪显示。
（2）从存储器中读出数据，经DAC0832（或其他DAC芯片）进行数模转换，比较所得模拟量与输入模拟量对应情况，并且分析误差。 2、发挥部分
（1）用ADC0809（或其他ADC芯片）实现对两路模拟信号进行数据采集，其中一路模拟信号代表的物理量为温度，它由经温度传感器（如）、输入变换电路得到，与现场温度成线性关系的05V电压。另一路模拟信号代表的模拟量自拟，也可以用05V的电压模拟。采集的两路数据都能存储保存、跟踪显示。 （2）其它。
23
数字量显示 传感器 A/D转换电路 D/A转换 数据锁存器 模拟量 地址发生器 RAM 控 制 电 路 脉冲发生器 1MHz 分频器 10kHz 多路数据采集系统框图
其它说明：
二人完成基本部分(1)(2)和发挥部分(1)难度系数均为1.2。
二十一、数字存储示波器的设计（2人）
说明：当用示波器观察非周期性信号或频率很低的周期性信号时，时常出现波形闪烁，很难观察到清晰稳定的波形。而数字存储示波器是将这类超低频、非周期性的或单次信号用存储器记录下来，然后用适当的频率将存储信号按顺序读出来，重复送到普通示波器上进行显示，可以得到稳定的波形。
由于被测模拟信号不便存储，因此，可以按一定的采样频率对被测信号进行采样，经ADC转换成数字信号后按一定的顺序存储到ARM中。当需要观察时，再按一定的频率把存放在ARM中的信号读出来，经DAC转换、低通滤波器后送到普通示波器进行显示。因此设计电路必须具有采样、显示两种工作状态，上电启动后进入显示状态。当需要采样时按动按扭P，系统才进入采样状态。采样结束后系统能自动回到显示状态。
在显示状态下：ADC禁止、RAM工作在“读”状态、“读”开关（S1：单刀多掷）适当选择1100KHz的频率不断改变RAM地址、取出RAM中的数据到DAC，从而实现显示功能。
在采样状态下：ADC启动、RAM工作在“写”状态、“写”开关（S2：单刀多掷）适当选择适当的采样频率不断改变RAM地址、把每次采样的数据按顺序存入与地址对应的RAM单元中，直到存满2K容量为止。采样结束，系统自动返回显示状态。 要求： 1、基本部分
（1）被测信号的幅值范围为05V，频率范围为1500KHz。 （2）信号的存储容量为2K×8位。
（3）采样频率要求在1100KHz范围内可调。
（4）显示存储信号时，其输出频率要求在110KHz范围内可调。
数字存储示波器框图
振荡器 分频器 S2 采样选择 显示选择 控制门 被测信号 ADC 上电启动 P 采样启动 控 制 电 路 ARM DAC 普通示波器 地址计数器 S1 24
2、发挥部分（无） 其它说明：
二人完成基本部分(1)(4)难度系数均为1.2。 二十二、压力信号峰值检测器的设计（1人）
说明：方案1是利用被测模拟量作为控制门的控制信号，使计数器对标准脉冲进行计数，计数器的当前值与被测信号的峰值对应，当vi>vo时，比较器输出高电平使与门打开，时钟信号进入计数器计数；当vi< vo时，比较器输出低电平使与门关闭，计数器停止计数。可见只要当前计数器保持的数字量不是最大值，计数器就会继续计数，直到计数器保持的状态与vi的最大值相等为止，由此实现信号峰值检测。
信号峰值检测器方案1框图
方案2中的采样保持控制电路是一个比较器，当V+>V- 时VO =1，控制采样保持器处于采样状态，同时控制数字锁存控制电路向ADC发出锁存信号。当V+ … （1）测量结果用4位数字显示，显示范围为00001999Kg。 （2）传感器输出在实验时用05mV的信号源模拟传感器。 （3）要求检测仪能稳定的保持输入信号的峰值。 2、发挥部分 25 （1）自制压力（或拉力）传感器 其它说明： 一人完成基本部分(1)(3)难度系数为1.1；两人完成基本部分和发挥部分，难度系数为1.0 二十三、电子拔河比赛游戏机的设计（1人） 说明：电子拔河游戏机供23人玩耍。由一排LED表示拔河的“电子绳”。初态时中间的LED亮。比赛时双方通过按扭使中间亮的LED向己方移动，当亮至某方最后一个LED时，该方获胜，并记分。框图中的可逆计数器也可以用移位寄存器代替，双方按键分别控制左移和右移状态。 要求： 1、基本部分 （1）比赛开始，由裁判下达比赛“开始”命令后，双方才能输入信号，否则电路自锁，输入信号无效。 （2）“电子绳”至少由15个LED构成，裁判下达比赛“开始”命令后，位于中间的LED亮。甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED向自己一方移动，并能阻止其向对方移动。当自己一方终点LED亮时，表示比赛结束。此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。 （3）双方记分电路分别用一位数码管对得分进行累计，在每次比赛结束时能自动加分。 2、发挥部分 （1）裁判下达“开始”命令后，位于中间的LED亮。甲乙双方通过按键使发亮的LED向自己一方“延伸”，并能阻止其向对方“延伸”。当自己一方LED全部亮时比赛结束。此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。 （2）比赛“开始”和比赛“结束”有音响提示。 其它说明： 一人完成基本部分(1)(2)和发挥部分(2)难度系数为1.0； 一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(1)难度系数仍然为1.0。 电子拔河比赛游戏机框图 乙方 甲方 加 控制器 减 裁判初态命令 乙记分器 计数器 译码器 电子绳 振荡器 甲记分器 26 二十四、数字电子称的设计（1人） 说明：电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号，由于该电压很微弱，须进行放大，放大的模拟信号经数/模转换变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。由于被测物体的重量相差较大，因此，根据不同的测重范围，可由电路自动切换量程，显示器的小数点对应不同的量程而变化，从而实现电子称的要求。 传感器 放大器 A/D转换 译码显示 量程切换 数字电子称框图 电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻的 受力变化转换成电压或电流信号。桥路中R1、R2、R3 51K R1 R2 、R4为4个桥臂，桥臂电阻为应变电阻，对角点A、B A 端接电源，C、D端为电桥输出，使用时接到电桥的负 RL载上。未受力时，电桥处于平衡状态，R1R4=R2R3，电 51K R3 R4 桥输出为零；当应变电阻受外界物体重量的影响时，电 桥的的桥臂电阻的阻值发生变化，使电桥失去平衡，C、 + V – D端上有电压输出。考虑到应变电阻的不一致性，桥路 设有电位器进行调零。 电子称传感器桥路 要求： 1、基本部分 （1）称重范围用开关分为三挡：01.999Kg，01.999Kg，019.99Kg，0199.9Kg。 （2）用3 12位数字显示称重结果。 （3）自制电子称传感器桥路 2、发挥部分 （1）具有量程自动切换功能。 （2）精致、准确 其它说明： 一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(2)难度系数为1.0； 一人完成基本部分(2)(3)和发挥部分(1)难度系数仍然为1.0。 27 二十五、声控电子锁的设计（1人） 说明：声控电子锁是利用掌声的节奏开锁的，代码检测电路是系统的主要部分。 开锁次数检测 声控电子锁原理框图 报警器 传声器 放大整形电路 代码检测电路 模拟锁 时钟电路 时钟指示 假设掌声的节奏产生的序列脉冲为011101100，当中包括了开锁代码1101（代码可由用户另行设定）时，代码检测电路输出开锁信号。因此，代码检测电路实为“1101序列检测器”。在此提供设计要点。设：X为输入、Y为输出、S为状态，则状态表和状态转换图为： X/Y 1/0 序列数：1 2 3 4 5 6 7 8 9 1/0 1/0 1/1 0/0 输入 X：0 1 1 1 0 1 1 0 0 S2 S1 S0 S3 S4 输出Y：0 0 0 0 0 1 0 0 0 0/0 0/0 1/0 状态S：S0 S1 S2 S2 S3 S4 S2 S3 S0 0/0 0/0 分析状态转换图可见，无论X等于0或1，S1和S4的次态均一样，即S1和S4等价，所以可省去S4状态。然后用Q1Q0对 S0、S1、S2、S3进行编码，可以得 到状态转换表。选择触发器，由状 S S0 Q1 Q0 0 0 Q X Q1nQ0n 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 Q1n+1Q0n+1Y Q1n+1Q0n+1Y 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 态表求得代码为(1101)的检测电路。 S1 S2 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 要求： S3 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1、基本部分 （1）设计一个由掌声的节奏（序列脉冲）控制的电子锁，序列脉冲由4位0、1代码构成（代码可自行设定）。当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码，使电路输出一个高电平（也可以是低电平有效），推动执行机构动作把锁打开。执行机构可由两个LED模拟，用绿灯亮、红灯灭表示开锁，用绿灯灭、红灯亮表示关锁。 （2）掌声速度应与电路的时钟一致(例如1次/秒)，电路中设一个LED指示时钟脉冲变化。 （3）若输入一次开锁信号未将锁打开，可重复三次，否则，启动音响报警电路并自锁。 2、发挥部分： （1）当锁打开时有机械执行机构动作。 其它说明： 一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分。 28 二十六、数字温度计的设计（1人） 说明：温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。 温度传感元件较多，如热敏电阻、热电偶、温敏二极管、温敏三极管等。比如温敏三极管在温度发生变化时be结的温度系数为–2mV/°C，利用这个特性可以测出环境温度的变化。 但由于在0°C时温敏三极管be结存在的电压vbe不等于零，因此需要设计一个调零电路，使温敏三极管在0°C时的输出为零，使显示器的读数也为零。当环境温度上升到100°C时，温敏三极管be结的电压增加到–200mV，这时应使电路的输出显示读数为100。一般只需要调好0°C和满度，输出读数与温度就能对应。 要求： 1、基本部分 （1）自制稳压电源 （2）被测温度范围0200°C。 （3）直接用3值。 其它说明： （1）一人完成，直接用3难度系数为1.1。 （2）实验时验证三个值：冰瓶0°C、环境温度、100°C沸水。 数字温度计框图 温度传感器 精密放大器 A/D转换器 译码显示电路 1数字电压表显示温度值，可直接读出01999°C。也可以用4位数码管显示温度21数字电压表显示温度值，难度系数为0.9；用4位数码管显示温度值，2 29 二十七、象棋快棋赛电子裁判计时器的设计（1人） 说明：象棋快棋赛规则是，红、黑双方对奕时间累计均为三分钟，超时判负。 要求： 1、基本部分 （1）自制稳压电源； （2）甲乙对奕方的计时器共用一个秒时钟，双方均用3位数码管显示，预定的初值均为三分钟，采用倒计时方式，通过按扭启动，由本方控制对方，比如甲方走完一步棋后必须按一次甲方的按键，该按键启动乙方倒计时。同理，乙方走完一步棋后必须按一次乙方的按键，该按键启动甲方倒计时。 （3）超时能发出声音，报警判负。 2、发挥部分 （1）累计时间设置可以改变（比如，还可以设定为5分钟） （2）工艺结构精致，具有一定的现场实用价值； （3）其它。 其它说明： 一人完成基本部分(1)(3)难度系数为1.0； 一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(1)(2)难度系数为1.1。 象棋快棋赛电子裁判计时器框图 黑方 红方 控制器 计数器 计数器 译码器 秒脉冲 数码显示器 译码器 数码显示器 30 二十八、液体点滴速度监控装置的设计（2人） 说明：设计并制作类似医用点滴速度自动控制装置。首先 在漏斗处设置一个由红外发射、接收对管构成的传感器， 将点滴信号非电量转换成电脉冲信号。用计数器检测两 滴之间的时间，该时间作为存储器EPROM的地址码，与 地址码对应单元内存入点滴速度的数据B（滴/分），该数 据B与预置值A进行比较，根据比较结果A>B、A （2）检测点滴速度，并与预定速度值比较，调整吊瓶高度，使点滴速度能够稳定在预定速度值。 （3）自动调整吊瓶时间小于3分钟，误差范围为预定速度值的∓10%。 （4）点滴设定范围20160滴/分钟 2、发挥部分 （1）吊瓶中的液体高度尚存23厘米时能发出报警声音。 振荡器 计数器 存储器 A 点滴传感器 相 等 0 0 1 输入 比较器 输出 “A” “B” 大 小 小 大 A>BA （2）液体停滴时能发出报警声音。 （3）其它。 其它说明： 二人完成基本部分(1)(4)难度系数为1.2； 二人完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(2)难度系数为1.3。 二十九、小功率数控直流电压源的设计（2人） 说明：设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 要求 1．基本要求 （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV。 （2）输出电流：500mA。 （3）输出电压值由数码管显示。 （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减。 （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值。 （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变） （3）扩展输出电压种类（比如三角波等） 其它说明： 二人完成基本部分(1)(4)难度系数为1.2； 二人完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(2)难度系数为1.3。 32 三十、小功率数控电流源的设计（2人） 说明：设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如下所示。 要求 1、基本要求 按扭 显示器 控制器 电流源 负载 电 源 220V （1）输出电流范围：200mA～1000mA； （2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的 1％+10 mA； （3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA； （4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％ +10 mA； （5）自制电源。 2、发挥部分 （1）输出电流范围为100mA～2000mA，步进5mA； （2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量 误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字； （3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的 0.1％+1 mA； （4）纹波电流≤20mA（用示波器测量取样电阻上的纹波电压，纹波电流（5）其他。 其它说明： 二人完成基本部分(1)(4)难度系数为1.2； 二人完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)(2)难度系数为1.3。 纹波电压） 取样电阻 33 附录二 电子技术应用实习报告书写格式 封面 电子技术应用实习报告 题目： 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 专业（全称）： 指 导 教 师： 年 月 34 （空一行） 题目（三号，黑体，居中） （空一行） 摘要 （300字左右） （中英文对照） （简要说明设计的主要内容、方法、结果和创新点） 目录 （正文章节） （附录的内容） （对应的页码） 正文：（另起一页） 一、实习任务与要求（标题均为小三号，宋体） 1、实习任务 （正文均为小四号，宋体，行距1.5倍） 2、实习要求 二、方案确定与论证 （首段，对设计要求的总体分析） 例：波形发生器方案比较 方案一：采用集成函数发生器产生要求的波形 利用函数发生器（如ICL8038）产生频率可变的正弦波、方波、三角波三种周期性波形，将正弦信号经锁相环倍频得到二次及高次谐波。将各次谐波经过相应的衰减，加权组合得到相应的波形，框图如图2.1所示。 图1-1 方案一系统组成框图 图2.1方案一系统组成框图 此方案实现电路复杂，难于调试，实现合成波形难度大，且要保证技术要求的指标困难，故采用此方案不理想。 35 方案二：采用单片机控制合成各种波形 波形的选择、生成及频率控制均由单片机编程实现。 波形生成程序根据波形选择生成一个周期的波形数据，循环输出至D/A转换器，合成所需生成的波形，通过在输出数据指令之间插入NOP指令实现对频率改变的控制，原理框图如图2.2所示。 图2.2 方案二系统组成框图 此方法产生的波形的频率范围、步进值取决于所采用的每个周期的输出点数及单片机执行指令的时间(由单片机的结构及选用的振荡频率等有关)。 优点: 硬件电路简单，所用器件少，且实现各种波形相对容易，在低频区基本上能实现要求的功能；缺点: 控制较复杂，精度不易满足，生成波形频率范围小，特别是难以生成高频波形。 方案三：采用带存储电路的单片机控制方案 利用单片机（或DSP）根据波形选择，产生固定点数的周期波形存于RAM，通过产生一个频率分辨率较高的时钟信号，作为地址计数脉冲，依次将RAM中的数据读至D/AC，实现任意波形的合成，也可以得到较高的频率分辨率。同时由于每个周期由相同的点构成，不会产生频率抖动，原理框图如图2.3所示。 图2.3方案三系统组成框图 此电路方案能实现基本要求和扩展部分的功能，电路较简单，调试方便，不失为一个优秀的实现方案。 注：以上例子只是用来说明系统方案比较的一般书写方法，可作为参考。 36 三、单元电路设计与参数计算 介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等。理论计算时，应提供完整的公式、参数、单位，并注意计算值与实际值之间的差别。 四、仿真过程与仿真结果 详细介绍仿真过程、方法和仿真结果。 五、系统安装、调试与参数测量 详细介绍系统的性能指标或功能的测试方法、步骤，所用仪器设备名称、型号，记录的图表、曲线和数据，并对记录的图表和数据进行处理和说明。 六、结论 对设计题的测试的结果和数据进行分析和计算，进一步得出结论性意见。 七、心得体会 。。。。。。 八、主要参考文献 （1）参考文献应包括在实习过程中的主要参考书籍、刊物、杂志等。 （2）参考文献的格式如下：序号.作者名.书刊名.出版社.出版时间（刊号）。 附录 总电路原理图、元器件清单和仪器仪表清单 （另起一页） 1、总电路原理图（含元件标号与型号） 2、元器件清单 元件序号 R1 C1 U1 3、仪器仪表清单 型号 0805 106 LM324 主要参数 10K/0.25W 10uf/25V 4-Channel 数量 5 2 1 备注 序号 1 2 3 型号 电压表 示波器 主要参数 误差1.2% 灵敏度2mV/div，频响20MHz 数量 1 1 1 备注 信号发生器 频率0.1 mHz-5MHz，分辨率 1 mV 37 附录三 电子实习常用网站 1、http://www.analog.com/zh/index.html（模拟电路） 2、http://www.xie-gang.com（电子制作实验室） 3、http://www.icbase.com/default_cn.asp（力源） 4、http://www.ni.com/zhs（美国国家仪器） 5、http://www.ibutton.com（1－wire器件） 6、http://www.semiconductors.philips.com(菲利浦半导体) 7、http://www.maxim-ic.com( MAXIM公司) 8、http://www.MCU-Memory.com( MCU) 9、http://www.onsemi.cn/PowerSolutions/home.do （安美森半导体） 10、http://www.niccomp.com（日本元件制造公司） 11、http://www.latticesemi.com.cn(Lattice CPLD公司中文网站) 12、http://www.orcad.com/product/simulation/pspice/default.asp(pspice仿真软件) 13、http://www.interativ.com(EWB软件) 14、http://www.21ic.com(中国电子网) 15、http://www.cpcw.com(电脑报电子版) 16、http://www.edw.com.cn(电子产品世界杂志) 17、http://www.radio.com.cn(无线电杂志) 18、http://tzp.yeah.net(雅信科技单片机应用网站) 19、http://www.softwareworld.com.cn(软件世界杂志) 20、http://www.epc.com.cn(今日电子杂志) 21、http://www.edacn.net/bbs/index.php (EDA专业论坛) 22、http://gbyang.4y.com.cn(MATLAB、DSP、CAN) 23、http://www.nxp.com/profile(飞利浦器件) 24、http://www.szxingqi.com/chanpin(信琪电子) 25、http://www.huarundz.com(北京滑润电子) 26、http://www.google.com(搜索网站) 27、http://www.baidu.com(搜索网站) 28、http://www.alldatasheet.com（数据手册大全） 29、http://www.zlgmcu.com（周立功单片机世界） 30、http://czlyzhj.3322.net（平凡的单片机） 38 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容