电子技术基础课程设计 （电气工程及其自动化、电子信息工程专业) 翁绍捷编 25 雨山 验 出 华南热带农业大学机电与信息工程学院 2007年5月30日
电子技术基础课程设计 （电气工程及其自动化、电子信息工程专业） 翁绍捷编 华南热带农业大学机电与信息工程学院 2007 年 5 月 30 日
设计题一 电子密码锁的设计 一、设计任务 设计并制作一个用于控制用电设备工作的电子密码锁 LED数码管 按键一密码输入 红色LED 《绿色LED DC5V蜂鸣器 DC5V电源 DC5V继电器 二、设计要求 1、基本要求 (1)密码锁的输入：采用2个按键实现6位十进制数密码的输入，初始密码为 “135790”。 (2)密码锁的显示输出：用一个七段字型LED数码管实时显示当前输入的十进制 数；用2个LED发光二极管显示密码锁的工作状态，红色LED发光二极管亮表示关锁状 态、绿色LED发光二极管亮表示开锁状态。 (3)密码锁的控制和报警输出：密码锁通过DC5V的继电器控制用电设备（可用 1个220v40W的灯泡模拟)的工作和用一个DC5V的蜂鸣器发出声音信号。 ①当用电设备断电不工作时，根据设定的密码，当输入正确的密码后，绿色LD发 光二极管亮、红LED发光二极管灭，同时输出控制信号，通过继电器工作使用电设备通 电工作；若连续输入三次密码不正骑，就锁定按键3秒钟，同时发出报警声，直到没有 按键按下3秒后，才打开按键锁定功能；否则在3秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按 镀3秒时间并报警. ②当用电设备通电工作时，根据设定好的密码，当输入正确的密码后，绿色LD发 光二极管灭、红LD发光二极管亮，设备断电；如果输入的三次的密码不正确，就锁定 按键3秒钟，同时发现报警声，直到没有按键按下3种后，才打开按键锁定功能；否则 在3秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按健3秒时间并报警； (4)设计密码锁所需的直流工作电源。 2、发挥部分 第1页共15页
第 1 页 共 15 页 设计题一 电子密码锁的设计 一、设计任务 设计并制作一个用于控制用电设备工作的电子密码锁。 二、设计要求 1、基本要求 （1）密码锁的输入：采用 2 个按键实现 6 位十进制数密码的输入，初始密码为 “135790”。 （2）密码锁的显示输出：用一个七段字型 LED 数码管实时显示当前输入的十进制 数；用 2 个 LED 发光二极管显示密码锁的工作状态，红色 LED 发光二极管亮表示关锁状 态、绿色 LED 发光二极管亮表示开锁状态。 （3）密码锁的控制和报警输出：密码锁通过 DC 5V 的继电器控制用电设备（可用 1 个 220V40W 的灯泡模拟）的工作和用一个 DC 5V 的蜂鸣器发出声音信号。 ①当用电设备断电不工作时，根据设定的密码，当输入正确的密码后，绿色 LED 发 光二极管亮、红 LED 发光二极管灭，同时输出控制信号，通过继电器工作使用电设备通 电工作；若连续输入三次密码不正确，就锁定按键 3 秒钟，同时发出报警声，直到没有 按键按下 3 秒后，才打开按键锁定功能；否则在 3 秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按 键 3 秒时间并报警。 ②当用电设备通电工作时，根据设定好的密码，当输入正确的密码后，绿色 LED 发 光二极管灭、红 LED 发光二极管亮，设备断电；如果输入的三次的密码不正确，就锁定 按键 3 秒钟，同时发现报警声，直到没有按键按下 3 种后，才打开按键锁定功能；否则 在 3 秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按键 3 秒时间并报警； （4）设计密码锁所需的直流工作电源。 2、发挥部分 红色 LED 绿色 LED DC 5V 蜂鸣器 DC 5V 继电器 LED 数码管 DC 5V 电源 按键—密码输入 密码锁控制电路 7
(1)使用者可根据需要任意修改密码，掉电后设置的密码不能丢失； (2)每次按安键时都有声音提示； (3)其它发挥部分. 设计题二家用红外振动防盗报警器的设计 一、设计任务 设计一个采用红外和振动传感器进行检测，可控设、撒防，具有声、光报警功能的 防盗报警器。系统组成框图如下图所示 红外传感器 输入检测 振动传感器 输出控制 设、数防 +⑧ 二、设计要求 1.基本要求 (1)选择红外和振动传感器，设计输入检测电路（开关电路）实现侵入检测： (2)设计输出控制电路实现声(220V交流供电高音喇叭)光(220V交流供电高 亮度闪光灯)报警： (3)打开设、撒防开关，延时一分钟后，立即进入工作状态。这时如有人进入 报警指示闪亮，报警喇叭周期性发出刺耳的警报声10秒，间歌6秒； (4)设计报警器所需的直流工作电源。 2.发挥部分 (1)设计遥控电路实现设、数防； (2)设计报警墨后备电源自动切换电路。当交流电源停电时，由后备电源供电； (3)其它发挥部分. 第2页共15页
第 2 页 共 15 页 （1）使用者可根据需要任意修改密码，掉电后设置的密码不能丢失； （2）每次按安键时都有声音提示； （3）其它发挥部分。 设计题二 家用红外振动防盗报警器的设计 一、设计任务 设计一个采用红外和振动传感器进行检测，可控设、撤防，具有声、光报警功能的 防盗报警器。系统组成框图如下图所示。 二、设计要求 1.基本要求 （1）选择红外和振动传感器，设计输入检测电路（开关电路）实现侵入检测； （2）设计输出控制电路实现声（220V 交流供电高音喇叭）、光（220V 交流供电高 亮度闪光灯）报警； （3）打开设、撤防开关，延时一分钟后，立即进入工作状态。这时如有人进入， 报警指示闪亮，报警喇叭周期性发出刺耳的警报声 10 秒，间歇 6 秒； （4）设计报警器所需的直流工作电源。 2.发挥部分 （1）设计遥控电路实现设、撤防； （2）设计报警器后备电源自动切换电路。当交流电源停电时，由后备电源供电； （3）其它发挥部分。 红外传感器 振动传感器 输入检测 输出控制 设、撤防
设计题三简易程序控制器的设计 一、设计任务 设计并制作简易程序控制器，控制执行机构按一定程序并行工作。 执行器X1,状态指示器 SW1- 执行器X2,状态指示器 SW2- 程序控制器 执行器X3,状态指示器 直流工作电源 执行器Y,状态指示器 执行器Y2,状态指示器 二、设计要求 1、基本要求 (1)闭合启动开关SW1: 第一步：执行机构X1立刻动作并持续3分钟； 第二步：SW1闭合1分钟后，执行机构Y1动作并持续1分钟； 第三步：执行机构X动作结束后，执行机构X2立刻动作并持续1秒钟： 第四步：执行机构X2动作结束后2分钟，重复1~3步，重复3次后，执行机构 X3动作1分钟，重复1~4步直到SW1断开。 (2)闭合启动开关SW2,同样执行上述过程，只有Y1相应的换成Y2。 (3)执行机构为DC12V2A的继电器。 (4)执行结构具有工作状态指示灯(LED发光二极管)。 (5)设计控制器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)控制器有自诊断功能，在运行中如果出现故障，可以判断是驱动器的故障还 是执行机构的故障。 (2)其它发挥部分 第3页共5页
第 3 页 共 15 页 设计题三 简易程序控制器的设计 一、设计任务 设计并制作简易程序控制器，控制执行机构按一定程序并行工作。 二、设计要求 1、基本要求 （1）闭合启动开关 SW1； 第一步：执行机构 X1 立刻动作并持续 3 分钟； 第二步：SW1 闭合 1 分钟后，执行机构 Y1 动作并持续 1 分钟； 第三步：执行机构 X1 动作结束后，执行机构 X2 立刻动作并持续 1 秒钟； 第四步：执行机构 X2 动作结束后 2 分钟，重复 1～3 步，重复 3 次后，执行机构 X3 动作 1 分钟，重复 1～4 步直到 SW1 断开。 （2）闭合启动开关 SW2，同样执行上述过程，只有 Y1 相应的换成 Y2。 （3）执行机构为 DC12V/2A 的继电器。 （4）执行结构具有工作状态指示灯（LED 发光二极管）。 （5）设计控制器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）控制器有自诊断功能，在运行中如果出现故障，可以判断是驱动器的故障还 是执行机构的故障。 （2）其它发挥部分。 SW1 SW2 直流工作电源 执行器 X1，状态指示器 执行器 X2，状态指示器 执行器 X3，状态指示器 执行器 Y1，状态指示器 执行器 Y2，状态指示器 程序控制器
设计题四数字温度计的设计 一、设计任务 设计并制作一个数字温度计。 测量温度值显示 温度传感器 +⑧温度>上限值显示 温度下限 +☒温度<下限值显示 下限设置 越限报警 二、设计要求 1、基本要求 (1)测量的温度范围为0-120℃，测量误差为±1℃： (2)可设置温度下限值和上限值； (3)采用LED数码管实时显示测量结果； (4)当温度低于设定的下限值时，发出长嘀报警声和光报警，当温度高于设定的 下限值时，发出短喷报警声和光报警； (5)设计温度计所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)扩展为8路的温度测量，可以用按键选择需要观察的温度值： (2)其它发挥部分. 第4页共15页
第 4 页 共 15 页 设计题四 数字温度计的设计 一、设计任务 设计并制作一个数字温度计。 二、设计要求 1、基本要求 （1）测量的温度范围为 0～120℃，测量误差为±1℃； （2）可设置温度下限值和上限值； （3）采用 LED 数码管实时显示测量结果； （4）当温度低于设定的下限值时，发出长嘀报警声和光报警，当温度高于设定的 下限值时，发出短嘀报警声和光报警； （5）设计温度计所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）扩展为 8 路的温度测量，可以用按键选择需要观察的温度值； （2）其它发挥部分。 测量温度值显示 温度传感器 温度＞上限值显示 温度＜下限值显示 越限报警 温度下限 下限设置 输出控制电路 温度测量
设计题五生产线货物自动计数器的设计 一、设计任务 设计并制作一个自动化生产线传送带上对货物数量进行累计数的自动计数器。 测量温度值显示 计数脉冲输入 →⑧工作异常显示 最大计数值 电压测量 +风正常工作显示 设定输入 越限报警 二、设计要求 1、基本要求 (1)货物为正立方体，不透光，体积为1立方分米。货物在传送带上走速不超过 0.5ms,货物间间隔1~2分米： (2)对生产线上货物自动累计数，并用LED数码管实时显示。显示的最大值是 1000”,显示在“1000”时，若再来货物，则显示“1”，有声音提示； (3)能用按键启动计数和清除计数情况： (4)具有工作状态显示。正常计数时，绿色LED指示发光，红色LED指示不发光， 计数大于设定最大值时，红色LED指示发光，绿色LED指示不发光，发出报警声； (5)设计自动计数器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)使用者可根据需要设置累计数最大值，而且掉电数据不丢失； (2)其它发挥部分. 第5页共5页
第 5 页 共 15 页 设计题五 生产线货物自动计数器的设计 一、设计任务 设计并制作一个自动化生产线传送带上对货物数量进行累计数的自动计数器。 二、设计要求 1、基本要求 （1）货物为正立方体，不透光，体积为1立方分米。货物在传送带上走速不超过 0.5m/s，货物间间隔1～2分米； （2）对生产线上货物自动累计数，并用LED数码管实时显示。显示的最大值是 “1000”，显示在“1000”时，若再来货物，则显示“1” ，有声音提示； （3）能用按键启动计数和清除计数情况； （4）具有工作状态显示。正常计数时，绿色LED指示发光，红色LED指示不发光， 计数大于设定最大值时，红色LED指示发光，绿色LED指示不发光，发出报警声； （5）设计自动计数器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）使用者可根据需要设置累计数最大值，而且掉电数据不丢失； （2）其它发挥部分。 测量温度值显示 计数脉冲输入 工作异常显示 正常工作显示 越限报警 最大计数值 设定输入 输出控制电路 电压测量
设计题六数字电压表的设计 一、设计任务 设计并制作一个数字电压表。 测量电压值显示 DC电压输入 ⑧电压>上限值显示 电压下限 +☒电压<下限值显示 下限设置 越限报警 二、设计要求 1、基本要求 (1)测量的温度范围为0~+5V,四位LED数码显示测量结果： (2)可设置电压下限值和上限值； (4)当电压低于设定的下限值时，发出长嘀报警声和光报警，当电压高于设定的 下限值时，发出短嘀报警声和光报警： (5)设计电压表所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)扩展为可测量-32V~+32V,可以用按键选择需要观察的温度值： (2)其它发挥部分. 第6页共15页
第 6 页 共 15 页 设计题六 数字电压表的设计 一、设计任务 设计并制作一个数字电压表。 二、设计要求 1、基本要求 （1）测量的温度范围为 0～＋5V，四位 LED 数码显示测量结果； （2）可设置电压下限值和上限值； （4）当电压低于设定的下限值时，发出长嘀报警声和光报警，当电压高于设定的 下限值时，发出短嘀报警声和光报警； （5）设计电压表所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）扩展为可测量－32V～＋32V，可以用按键选择需要观察的温度值； （2）其它发挥部分。 测量电压值显示 DC 电压输入 电压＞上限值显示 电压＜下限值显示 越限报警 电压下限 下限设置 输出控制电路 电压测量
设计题七竞赛抢答器 一、设计任务 设计一个四人参赛的抢答器，准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者的组号，并用 声、指示。 声光 美茶 抢答钝 抢答控制 得分 显示 一 主持人一计分>温界 二、设计要求 1、基本要求 (1)可以容纳4名选手进行抢答，以1~4进行编号，各有一个按钮及一个LED发光 二极管显示器（指示抢答成功。 (2)每组有一个计分器。从预置的100分开始，由主持人控制。答对者加10分， 答错则扣10分。 (3)安排倒计数定时器。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答， (4)主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始” 键，抢答开始。同时启动倒计数定时器，倒计数定时器的时间可以随意预置， (5)设计所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)可以容纳8名选手进行抢答，以1~8进行编号。 (2)其它发挥部分。 第7页共5页
第 7 页 共 15 页 设计题七 竞赛抢答器 一、设计任务 设计一个四人参赛的抢答器，准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者的组号，并用 声、指示。 二、设计要求 1、基本要求 （1）可以容纳 4 名选手进行抢答，以 1~4 进行编号，各有一个按钮及一个 LED 发光 二极管显示器（指示抢答成功）。 （2）每组有一个计分器。从预置的１００分开始，由主持人控制。答对者加１０分， 答错则扣１０分。 （3）安排倒计数定时器。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答。 （4）主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始” 键，抢答开始。同时启动倒计数定时器，倒计数定时器的时间可以随意预置。 （5）设计所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）可以容纳 8 名选手进行抢答，以 1~8 进行编号。 （2）其它发挥部分。 时 钟 脉冲 计时 控制 得分 显示 声光 提示 主持人 显示 抢答键 抢答控制 计分
设计题八篮球赛计时计分器的设计 一、设计任务 设计并制作一个用于篮球赛场的篮球赛计时计分器。 比赛时问设置 ☒显示球队1 ☒显示球队2 比赛计时按钮 制 得分显示1 比赛得分按钮 得分显示2 二、设计要求 1、基本要求 (1)各用一个颜色不同的LED发光二极管的显示区别球队； (2)用LED数码管显示两个球队在整个赛程的比分，各用3位表示； (3)用LED数码管显示每场比赛的时间，时间结束时，能发出声音指令： (4)可用按键设置每场比赛的时间、启动计时和修改显示内容； (5)设计计时计分器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 (1)中场交换比赛场地，能交换两球队的比分显示位置： (2)其它发挥部分. 第8页共15页
第 8 页 共 15 页 设计题八 篮球赛计时计分器的设计 一、设计任务 设计并制作一个用于篮球赛场的篮球赛计时计分器。 二、设计要求 1、基本要求 （1）各用一个颜色不同的LED 发光二极管的显示区别球队； （2）用LED数码管显示两个球队在整个赛程的比分，各用3 位表示； （3）用LED数码管显示每场比赛的时间，时间结束时，能发出声音指令； （4）可用按键设置每场比赛的时间、启动计时和修改显示内容； （5）设计计时计分器所需的直流工作电源。 2、发挥部分 （1）中场交换比赛场地，能交换两球队的比分显示位置； （2）其它发挥部分。 比赛时间设置 比赛计时按钮 比赛得分按钮 得分显示 1 得分显示 2 显示球队 1 控 显示球队 2 制 器
电子技术课程设计指导 一、电子电路课程设计的步骤 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选 择，然后对方案中的各部分部分进行单元电路的设计、参数计算和器件选择，最后将各 部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 (一)明确系统的设计任务要求：对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性 能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务 (二)方案设计 1,拟定系统设计方案，把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出能表 示各单元功能的整机原理框图。画出系统框图中每框的名称、信号的流向及各框图间的 关系。 2.方案的分析和比较 所拟的方案可以有多种，因此要对这些方案进行分析和比较。比较方案的标准有三： 一是技术指标的比较，哪一种方案完成的技术指标最完善的；二是电路简易的比较，哪 一种方案在完成技术指标的条件下，最简单、容易实现；三是经济指标的比较，在完成 上指标的情况下，选择价格低廉的方案。经过比较后确定一个最佳方案。 (三)单元电路的设计和计算：对每一个功能框图进行设计和计算 单元电路是整机的一部分。只有把各单元电路设计好才能提高整体设计水平。 设计单元电路前都需明确每个单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标 与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时可模仿成熟的先进的电路，也 可进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要求设计合理， 各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 1.选择电路的结构和型式； 2.组成电路的中心元件的选择； 3.电路元件的计算、选择：如电阻元件、计算出电容的容量，然后根据标称值选 定电容的容量和耐压； 计算电路参数时应注意下列问题： (1)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 (2)元器件的权限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定值的1.5倍. (③)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 器件选择应注意下列问题 第9页共15页
第 9 页 共 15 页 电子技术课程设计指导 一、电子电路课程设计的步骤 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选 择，然后对方案中的各部分部分进行单元电路的设计、参数计算和器件选择，最后将各 部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 （一）明确系统的设计任务要求：对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性 能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务。 （二）方案设计 1．拟定系统设计方案，把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出能表 示各单元功能的整机原理框图。画出系统框图中每框的名称、信号的流向及各框图间的 关系。 2．方案的分析和比较 所拟的方案可以有多种，因此要对这些方案进行分析和比较。比较方案的标准有三： 一是技术指标的比较，哪一种方案完成的技术指标最完善的；二是电路简易的比较，哪 一种方案在完成技术指标的条件下，最简单、容易实现；三是经济指标的比较，在完成 上指标的情况下，选择价格低廉的方案。经过比较后确定一个最佳方案。 （三）单元电路的设计和计算：对每一个功能框图进行设计和计算。 单元电路是整机的一部分。只有把各单元电路设计好才能提高整体设计水平。 设计单元电路前都需明确每个单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标， 与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时可模仿成熟的先进的电路，也 可进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要求设计合理， 各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 1．选择电路的结构和型式； 2．组成电路的中心元件的选择； 3．电路元件的计算、选择：如电阻元件、计算出电容的容量，然后根据标称值选 定电容的容量和耐压； 计算电路参数时应注意下列问题： (1)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 (2)元器件的权限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定值的 1.5 倍。 (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 器件选择应注意下列问题：