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电路设计与仿真

结 课

论 文

姓 名 学 号 学 院 专 业 班 级

指导老师 孟洪兵

Protues 电路设计与仿真

内容摘要:该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片,实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息进行显示,程序内部设定有报警上下限,根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测,为设备的正常运行提供了条件,在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。另外该方案显示部分采用数码管来显示温度。

关键词:AT89C51单片机,DAC0808 报警

Abstract:The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature, for the normal operation of the equipment provided a condition, in the industry has certain practical value and broad application prospect. In addition the scheme shows part adopts digital tube to display temperature.

Keywords: AT89C51 ADC0808 Temperature detecting alarm

目录

正文 (1)

1绪论 (1)

2设计任务和要求 (1)

2.1设计任务 (1)

2.2 设计要求 (1)

3总体设计方案 (1)

3.1温度报警器硬件设计 (2)

3.2主控器模块 (2)

3.3 D/A转换模块 (4)

3.4数码管显示模块 (5)

4 系统设计 (6)

4.1主程序设计 (6)

4.2子程序流程图 (7)

4.3 仿真软件简介 (8)

5系统调试 (10)

5.1正常情况 (10)

5.2低于温度下限 (10)

5.3高于温度上限 (11)

结束语 (12)

参考文献 (13)

附件: (14)

附件一:仿真电路图 (14)

附件二:器件清单 (15)

附件三:程序 (16)

正文

1绪论

温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制又十分重要的意义。随着现代化工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们迫不及待需要检测与控制温度。温度控制电路杂工农业生产中有着广泛的应用。采用单片机来对他们进行监控不仅具有监控方便,简单灵活性大的优点,而且可以大幅度提高被测温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因而,单片机对温度的监控问题是一个工业生产中经常会遇到的监控问题。现代社会是信息化社会,随着安全化程度的日益提高,而通过温度报警器及时报警,避免不必要的损失。

2设计任务和要求

2.1设计任务

基于AT89C51单片机设计温度检测报警,可以实时采集周围的温度信息进行显示,并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。

2.2 设计要求

(1)实时温度检测并显示其对应的值。

(2) 具有温度报警功能。

(3)可以设报警置温度上下限。

3总体设计方案

方案一:基于单片机通过读取温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据,之后送去数码管显示。当高于或低于一定温度将分别利用红黄灯报警。此方案由于DS18b20测量温度范围为-55℃~+125℃,在工业生产中此范围较小。程序编写复

杂。本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于系统的扩展,对信号处理比较困难。

方案二:采用51系列单片机作为整机的控制单元,将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成模拟温度值0-255℃,然后通过数码管显示其温度值。此方案设计简单,编程容易,并且增宽了测量温度范围。

本设计采用第二种方案。为了能够使系统具备检测温度的大小,利用51系列单片机为主控制器,通过AD0808检测从而输出模拟温度值0-255℃送入单片机,并且由其送去数码管显示。

3.1温度报警器硬件设计

本系统程序包括主程序、发送数据子程序、接收命令子程序等。主程序用于系统初始化,子程序调度等组成。用ADC0808作为温度调节器,当调节温度﹤60℃或﹥160℃时报警灯闪烁,且发出报警的声音。系统硬件组成框图如图1所示。

图1

3.2主控器模块

本系统控制器芯片采用AT89C51单片机,其管脚图如图2所示。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器,是低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。如图3单片机电路连接图。AT89C51管脚介绍:

图2管脚图图3单片机电路连接图 VCC:供电电压。

GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。

RST:复位输入。

ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地

位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

3.3 A/D转换模块

A/D转换模块如图4所示,DAC0808芯片是一个8位A/D转换器,有8个数码输入端,1个模拟输出端,能将控制电路输出的8位二进制数字量转换成模拟量的输出。P2口与DAC0808的输入端相连,通过A/D转换电路将输入的数字量转为模拟量,ADC0808引脚图如图4所示。ADC0808各引脚功能如表1所示。

图4 ADC0808引脚图

ADC0808的COMP引脚的作用为通过调节外接电阻,以达到改善放大器的性能和输出电压。运放输出电压为

(1)

式中,V REF为外接参考电压,D7~D O为8位输入数字量。当输入数字量在00000000~11111111之间变化时,其对应的输出模拟电压U1在0~-V REF之间,电压分辨率为:△V=5V/(28-1)=19.6mV。

表1 DAC0808的引脚功能

3.4数码管显示模块

数码显示模块电路如图5所示。显示部分选用的是7seg-mpx2-cc两片7段共阴数码管。单片机的P00~P07分别接数码管的A~DP口,P20、P21分别接数码管1、2接口,分别控制第一片和第二片的暗亮。加上拉电阻加强驱动能力,使数码管更亮。

图5 数码管显示电路

4 系统设计

4.1主程序设计

主程序通过控制程序来判断控制报警子程序和发声子程序。主程序流程图如图所示。

4.2子程序流程图

4.2.1报警子程序流程图

4.2.2 SOUNDER扬声器发声子程序流程图

N

4.2.3显示子程序流程图

4.3 仿真软件简介

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:

(1)实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI 调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

(2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:ARM7(LPC21xx)、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。

(3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision2、MPLAB等软件。

(4)具有强大的原理图绘制功能。

总之,该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大。

Proteus7.5是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外围电路(如LCD、RAM、ROM、键盘、马达、LED、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件等)。

软件编译采用KEIL C51软件,Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows 界面。另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

5系统调试

调试过程中主要是对程序的修改。调整输入,看数码和发声器是否随着电阻值的改变温度而正常工作。

5.1正常情况

数码管显示的数字在规定范围内,且LED都不亮,发声器不报警,结果如图、

图6 正常情况

5.2低于温度下限

数码管显示温数字低于77,P3.1为低电平,故在这路上的LED灯亮,蜂鸣器发出声音,结果如图10。

图7 低于下限

5.3高于温度上限

数码管显示数字高于153,P3.0为低电平,故在这路上的LED灯亮,蜂鸣器发出声音,结果如图。

图8 高于上限

结束语

这种温度报警器结构简单。工作时,温度测量范围为0—250℃。当温度达到预定值时,立刻发出报警信号,从而防止因温度升高或过低带来的不必要的损失。通过本次课程设计,又使我学到了许多书本上无法学到的知识,也深刻体会到单片机技术应用领域的广泛,不仅使我对学过的单片机知识有了很多的巩固,同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当属查阅了大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十方必要的,同时是必不可少的。其次,我学会了在网络中查找有关的各硬件的资源,为本次课程设计提供一定的资料。

参考文献

[1]王幸之钟爱琴. AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[2]谭浩强.C程序设计(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1999.

[3]赵亮.单片机C语音编程与实例[M].北京:人民邮出版社,2004.

[4]房小翠、王金凤.单片机实用系统设计技术[M].北京:国防工业出版社,1999.

[5]康华光.电子技术基础数字部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1998.

[6]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2003.

[7]李广第,朱月秀,王秀山.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

[8]杨振江.A/D、D/A转换器接口技术与实用电路[M].西安:西安电子科技大学出版社.

[9]梅笙,李玮.基于AT89C52控制的数控直流电流源的设计[J].电子测试,2007(2):19-23.

[10]张鑫.单片机原理及应用[M].电子工业出版社,2005.

[11]Matthew R, Robin T. Microprocessor controlled power supply[J]. Electronic World Wireless World, 1994,95 (1639) : 524~527.

[12]Kuo B C. Automatic control system[M]. 3th ed. New Jersy Prentice Hall, 1975.

附件:

附件一:仿真电路图

本实训电路原理图如下:

附件二:器件清单

附件三:程序

#include

#define uchar unsigned char

#define unit unsigned int

Ucharcode DSY_code[]=

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar Temperature[]={0,0,0};

sbit ST=P2^5;

sbit OE=P2^7;

sbit EOC=P2^6;

sbit CLK=P2^4;

sbit H_LED=P3^0;

sbit L_LED=P3^1;

sbit BEEP=P3^7;

uchar t=0;

void DelayMS(unit x)

{

uchar i;

while(x--)for(i=0;i<120;i++);

}

void Show_Temperature()

{

uchar i,DSY_IDX[]={0xF7,0xFB,0xFD};

for(i=0;i<3;i++)

{

P0=DSY_code[Temperature[i]]; P2&=DSY_IDX[i];

DelayMS(5);

P2|=0x0F;

}

}

void main()

{

uchar d;

IE=0x8a;

TMOD=18;

TH0=245;

TL0=0;

TH1=(65536-1000)/256;

TL1=(65536-1000)&256;

TR0=1;

H_LED=L_LED=1;

while(1)

{

ST=0;ST=1;ST=0;

while(1)

{

if(EOC==1)

{

OE=1;

电路分析与仿真

课程设计任务书 学院信息工程学院班级自动化2班姓名XXX 设计起止日期2012.12.24~~2012.12.28 设计题目:电路分析与仿真 设计任务(主要技术参数): 指导教师评语: 成绩:签字: 年月日 课程设计说明书 一、课程设计的目的 电路原理是本专业以后所涉及到专业课的基础,将电路原理的理论知识弄懂、弄明白是为了以后学习专业课的时候能够更好的去实践。理论是实践的基础,只有掌握了基本的电路分析、计算的方法才会将以后的专业课融会贯通。 电路原理课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节,是对课程理论和课程实验的综合和补充。学会并利用一种电路分析软件,对电路进行分析、计算和仿真,通过查找资料,选择方案,设计电路,撰写报告,完成一个较完整的设计过程,将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起,使学生在掌握电路基本设计

方法的同时,加深对课程知识的理解和综合应用,培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力,以及工程意识和创新能力。 二、课程设计的基本要求 通过本次的课程设计可以更娴熟的掌握一些电路分析的基本方法,更进一步掌握所学的理论知识。完成指定的题目和仿真任务,掌握仿真方法和学会写设计报告。1.明确设计任务 对设计任务进行具体分析,充分了解性能,指标,内容以及要求,明确应完成的任务。 2.方案选择与论证 通过查阅资料对不同的设计方案进行比较论证,根据现有的条件选择合适的设计方案,力争作到合理,可靠,经济,先进,便于实现,绘制出整体框图。 3.单元电路设计 确定各个单元的电路结构,计算元件参数(写出主要计算过程和公式),选择器件。 4.绘制原理图 用MATLAB绘制完整的原理图,在图中表明主要测试点以及理想情况下的参数值(或波形),列出元件表。 5.仿真验证 有条件时应该对所设计电路进行仿真,记录仿真结果,注意和理论值相比较,相差过大时应查明原因并即使修正,直到满足设计要求。 三、设计任务 本次课设采用一个电流源is1,两个电压源us1和us4,is1=1A,us1=30V,us4=5V,R1至R4的阻值分别为5Ω,5Ω,30Ω,20Ω,求流经R3的电流I,并仿真。 电路图连接如下 四、课程设计的主要内容 仿真软件的选择:

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while(1) { generatepacket(); putpacketintobuffer(); signal(customer); } } void customer() { while(1) { waitforsignal(); if(packetinbuffer>10) { readallpackets(); processpackets(); } } } (1)有没有其他方法可以提高程序的性能 (2)可不可以不使用信号之类的机制来实现上述的功能 (17)逐次渐近型编码器中本地解码器由哪几部分组成 (18)用verilog或vhdl写一段代码,实现消除一个glitch。 (19)硅栅coms工艺中n阱中做的是p管还是n管,n阱的阱电位的连接有什么要求 (20)画出l=8,xe≤ 时的均匀量化信噪比曲线(忽略过载区量化噪声功率)。 来源:笔试网;面试网 选择题: (1)没有语法错误的输入指令是 al,30h 30h,al dx,al al,[bx]

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电子电路设计与制作教学大纲

《电子电路设计与制作》教学大纲1.课程中文名称:电子电路设计与制作 2.课程代码: 3.课程类别:实践教学环节 4.课程性质:必修课 5.课程属性:独立设课 6.电子技术课程理论课总学时:256总学分:16 电子电路设计与制作学时:3周课程设计学分:3 7.适用专业:电子信息类各专业 8.先修课程:电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、PCB电路设计一、课程设计简介 实验课、课程设计、毕业设计是大学阶段既相互联系又相互区别的三大实践性教学环节。实验课是着眼于实验验证课程的基本理论,培养学生的初步实验技能;毕业设计是针对本专业的要求所进行的全面的综合训练;而课程设计则是针对某几门课程构成的课程群的要求,对学生进行综合性训练,培养学生运用课程群中所学到的理论学以致用,独立地解决实际问题。电子电路设计与制作是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节,它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路(即PCB)设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接,电路的调试,撰写设计报告等实践内容。电子电路设计与制作的全过程是以学生自学为主,实践操作为主,教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行,着重就设计题目的要求对设计思路、设计方案的形成、电路调试和参数测量等展开讨论。 由指导教师下达设计任务书(学生自选题目需要通过指导教师和教研室共同审核批准),讲解示范的案例,指导学生各自对自己考虑到的多种可行的设计方案进行

比较,选择其中的最佳方案并进行论证,制作出满足设计要求的电子产品,撰写设计报告。需要注意是,设计方案的原理图须经Proteus软件仿真确信无误后,才能进行印刷电路图的制作,硬件电路的制作,以避免造成覆铜板、元器件等材料的浪费。电路系统经反复调试,完全达到(或超过)设计要求后,再完善设计报告。设计的整个过程在创新实验室或电子工艺实验室中完成。 二、电子电路设计与制作的教学目标与基本要求 教学目标: 1、通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识,提高综合运用知识的能力,逐步提升从事工程设计的能力。 2、注重培养学生正确的工程设计思想,掌握工程设计的思路、内容、步骤和方法。使学生能根据设计要求和性能参数,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过设计、安装、焊接、调试等实践过程,使电子产品达到设计任务书中要求的性能指标的能力。 3、为后续的毕业设计打好基础。课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐转向实际运用,从已学过的定性分析、定量计算的方法,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解工程设计的程序和实施方法;通过课程设计的训练,可以给毕业设计提供坚实的铺垫。 4、培养学生获取信息和综合处理信息的能力,文字和语言表达能力以及协调工作能力。课程设计报告的撰写,为今后从事技术工作撰写科技报告和技术文件打下基础。 5、提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 基本要求: 1、能够根据设计任务和指标要求,综合运用电路分析、电子技术课程中所学到的理论知识与实践操作技能独立完成一个设计课题的工程设计能力。 2、会根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。能独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析问韪、解决问题的能力。

电子技术课程设计的基本方法和步骤模板

电子技术课程设计的基本方法和步骤

电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订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, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成

电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 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)元器件的极限必须留有足够的裕量, 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。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式

《数字电路》期末模拟试题及答案

. 一、填空题 1. PN 结具有单向导电性。正向偏置时,多子以扩散运动为主,形成正向电流;反向 偏置时,少子漂移运动,形成反向饱电流。 2. 双极型晶体三极管输出特性曲线的三个工作区是放大区、截止区、饱和区。 3. 已知三态与非门输出表达式C AB F ?=,则该三态门当控制信号C 为高电平时, 输出为高阻态。 4. 十进制数211转换成二进制数是(11010011)2;十六进制数是(D3)16。 5. 将若干片中规模集成电路计数器串联后,总的计数容量为每片计数容量的乘积。 6. 若用触发器组成某十一进制加法计数器,需要四个触发器,有五个无效状态。 7. 同步RS 触发器的特性方程为n 1n Q R S Q +=+;约束方程为RS=0 。 8. 下图所示电路中,Y 1 =B A Y 1= 2Y 3 =AB Y 3= 二、选择题 1. 下列函数中,是最小项表达式形式的是____c _____。 A. Y=A+BC B. Y=ABC+ACD C. C B A C B A Y +?= D. BC A C B A Y +?= 2. 要实现n 1n Q Q =+,JK 触发器的J 、K 取值应为__d ___。 A . J=0,K=0 B. J=0,K=1 C. J=1,K=0 D. J=1,K=1 3.数值[375]10与下列哪个数相等_b __。 A . [111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]16 4.属于组合逻辑电路的是_____b ______ A . 触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器 5.M 进制计数器状态转换的特点是:设定初态后,每来_c __个计数脉冲CP ,计数器重 新 B 2 B V CC Y 1

简易门铃电路设计

《电子线路CAD》课程论文题目:简易门铃电路的设计

1 电路功能和性能指标 简易门铃是一种简单的门铃电路,它由分立元件和中规模集成芯片的构成,主要采用NE555定时器电路和扬声器组成门铃,利用多谐振荡电路来制作一简易单音门铃电路。它主要由一个NE555、一个47uf的电容、一个0.047uf电容、一个0.01uf电容、一个36kΩ的电阻、一个30kΩ的电阻、两个22k电阻、一个喇叭、两个IN4148高速开关二极管、一个9013三极管、一个开关和一个6v电源组成。NE555作为多谐振荡器,发出脉冲波。与传统的门铃相比,其可靠性、抗干扰性都较好,应用领域也相对较广泛。 2 原理图设计 2.1原理图元器件制作 方法和步骤: ①右键点击项目文件,选择追加新文件到项目中,在二级菜单下选择Schematic Library。 ②在放置菜单中,选择放置矩形。 ③在放置菜单中选择放置引脚。 ④在放置引脚时,按Tab键,选择引脚属性。 图1 注:在放置引脚的过程中,引脚有一端会附带着一个×形灰色的标记,该标记表示引脚端是用来连接外围电路的,所以该端方向一定要朝外,而不能向着矩形的方向。若需要调整引脚的方向,可按键盘撒花上的空格键,每按一次,可将引脚逆时针旋转90°。

2.2 原理图设计 步骤: ①创建PCB工程项目,执行File→New→Project→PCB Project,在弹出对话框中选择Protle Pcb类型并点击OK。将新建默认名为“PCB Project1.PrjPCB”的项目保存,命名为“简易门铃”。 ②创建原理图,在该项目文件名上点击右键,选择追加新文件到项目中,在二级菜单下选择Schematic。 ③保存项目目录下默认名为“Sheet1.SchDOC”的原理图文件。并命名为“简易门铃”。 ⑤绘图环境其他参数采用默认设置。 图2 编译原理图步骤: ①在原理图编辑页面,执行“Project→Compile PCB Project 简易门铃.PRJPCB” 菜单命令。 ②在Messages工作面板中,出现提醒为“Warning”的检查结果可以忽略。 图3

电子电路设计及仿真

信息与电气工程学院 通信工程CDIO一级项目 设计说明书 (2014/2015学年第二学期) 题目:电子电路设计及仿真 班级组数: 学生姓名: 学号: 设计周数:14周

2015年5月31日 一、电源设计 直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成,变压器把市电交流电压变成为直流电;经过滤波后,稳压器在把不稳定的直流电压变为稳定的直流电流输出。本设计主要采用单路输出直流稳压,构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电变为稳定的直流电,并实现固定输出电压5V。 1.1设计要求 1.1.1 输入:~220V,50Hz; 1.1.2 输出:直流 5V(1组) 1.2设计过程 1.2.1直流稳压电源设计思路 (1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 (2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。 (3)脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成分滤掉,保留其直流成分。 (4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。 1.2.2直流稳压电源原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1.1。 工频交流脉动直流 直流负载 图1.1 直流稳压电源方框图 其中 (1)电源变压器是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变化由变压器的副边电压确定。 (2)整流电路,利用二极管单向导电性,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。电路图如1.2。

电子系统设计的基本原则和方法

电子系统设计的基本原则和设计方法 一、电子系统设计的基本原则: 电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。具体如下: 1、整体性原则 在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。 整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。离开了综合的分析是盲目的,不全面的。(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。(3)综合不许以分析为基础。只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。 2、最优化原则 最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而

指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。 3、功能性原则 任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。 4、可靠性与稳定性原则 电子电路是各种电气设备的心脏,它决定着电气设备的功能和用途,尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。电路形式及元器件选型等设计工作,设计方案在很大程度上也就决定可靠性,在电子电路设计时应遵循如下原则:只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构;避免片面追求高性能指标和过多的功能;合理划分软硬件功能,贯彻以软代硬的原则,使软件和硬件相辅相成;尽可能用数字电路代替模拟电路。影响电子电路可靠性的因素很多,在发生的时间和程度上的随机性也很大,在设计时,对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施,使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。 5、性能与价格比原则 在当今竞争激烈的市场中,产品必须具有较短的开发设计周期,以及出色的性能和可靠性。为了占领市场,提高竞争力,所设计的产品应当成本低、性能好、

电子电路仿真分析与设计

上海大学 模拟电子技术课程 实践项目 项目名称:_电子电路仿真分析与设计_指导老师:_______李智华________ 学号:______12122272_______ 姓名:_______翟自协________ 日期:_____2014/1/27______

电子电路仿真软件PSPICE 题目一:放大电路电压增益的幅频响应与相频响应 电路如图所示,BJT为NPN型硅管,型号为2N3904,放大倍数为50,电路其他元件参数如图所示。求解该放大电路电压增益的幅频响应和相频响应。 步骤如下: 1、绘制原理图如上图所示。 2、修改三极管的放大倍数Bf。选中三极管→单击Edit→Model→Edit Instance Model, 在Model Ediror中修改放大倍数Bf=50。 3、由于要计算电路的幅频响应和相频响应,需设置交流扫描分析,所以电路中需要有交流源。 双击交流源v1设置其属性为:ACMAG=15mv,ACPHASE=0。 4、设置分析类型: 选择Analysis→set up→AC Sweep,参数设置如下:

5、Analysis→Simulate,调用Pspice A/D对电路进行仿真计算。 6、Trace→ Add(添加输出波形),,弹出Add Trace对话框,在左边的列表框中选中v(out),单击右边列表框中的符号“/”,再选择左边列表框中的v(in),单击ok按钮。 仿真结果如下:

上面的曲线为电压增益的幅频响应。要想得到电压增益的相频响应步骤如下:在probe下,选择Plot→ Add Plot(在屏幕上再添加一个图形)。如下图所示: 单击Trace→ Add(添加输出波形),弹出Add Trace对话框,单击右边列表框中的符号“P”,在左边的列表框中选中v(out),单击右边列表框中的符号“-”,再单击右边列表框中的符号“P”,再选择左边列表框中的v(in),单击ok按钮。函数P()用来求相位。

电子电路设计的一般方法和步骤

电子电路设计的一般方法与步骤 一、总体方案的设计与选择 1.方案原理的构想 (1)提出原理方案 一个复杂的系统需要进行原理方案的构思,也就是用什么原理来实现系统要求。因此,应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题是什么,然后根据此关键问题提出实现的原理与方法,并画出其原理框图(即提出原理方案)。提出原理方案关系到设计全局,应广泛收集与查阅有关资料,广开思路,开动脑筋,利用已有的各种理论知识,提出尽可能多的方案,以便作出更合理的选择。所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论,一般应通过试验加以确认。 (2)原理方案的比较选择 原理方案提出后,必须对所提出的几种方案进行分析比较。在详细的总体方案尚未完成之前,只能就原理方案的简单与复杂,方案实现的难易程度进行分析比较,并作出初步的选择。如果有两种方案难以敲定,那么可对两种方案都进行后续阶段设计,直到得出两种方案的总体电路图,然后就性能、成本、体积等方面进行分析比较,才能最后确定下来。 2.总体方案的确定 原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定,原理方案只着眼于方案的原理,不涉及方案的许多细节,因此,原理方案框图中的每个框图也只是原理性的、粗略的,它可能由一个单元电路构成,亦可能由许多单元电路构成。为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。当然,每个框图不宜分得太细,亦不能分得太粗,太细对选择不同的单元电路或器件带来不利,并使单元电路之间的相互连接复杂化;但太粗将使单元电路本身功能过于复杂,不好进行设计或选择。总之,

应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。 二、单元电路的设计与选择 1.单元电路结构形式的选择与设计 按已确定的总体方案框图,对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。因此,必须根据系统要求,明确功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。 满足功能框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。 2.元器件的选择 (1)元器件选择的一般原则 元器件的品种规格十分繁多,性能、价格和体积各异,而且新品种不断涌现,这就需要我们经常关心元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,尤其要熟悉一些常用的元器件型号、性能和价格,这对单元电路和总体电路设计极为有利。选择什么样的元器件最合适,需要进行分析比较。首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。 (2)集成电路与分立元件电路的选择问题 随着微电子技术的飞速发展,各种集成电路大量涌现,集成电路的应用越来越广泛。今天,一块集成电路常常就是具有一定功能的单元电路,它的性能、体积、成本、安装调试和维修等方面一般都优于由分立元件构成的单元电路。 优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。在某些特殊情况,如:在高频、宽频带、高电压、大电流等场合,集成电路往往还不能适应,有时仍需采用分立元件。另外,对一些功能十分简单的电路,往往只需一只三极管或一只二极管就能解决问题,就不必选用集成电路。

《数字电路》期末模拟试题及答案 3

1. 当PN 结外加正向电压时,PN 结中的多子______形成较大的正向电流。 2. NPN 型晶体三极管工作在饱和状态时,其发射结和集电结的外加电压分别处于___ ___偏置和_______偏置。 3. 逻辑变量的异或表达式为:_____________________B A =⊕。 4. 二进制数A=1011010;B=10111,则A -B=_______。 5. 组合电路没有______功能,因此,它是由______组成。 6. 同步RS 触发器的特性方程为:Q n+1 =______,其约束方程为:______。 7. 将BCD 码翻译成十个对应输出信号的电路称为________,它有___个输入 端,____输出端。 8. 下图所示电路中,Y 1 Y 3 =______。 1. 四个触发器组成的环行计数器最多有____个有效状态。 A.4 B. 6 C. 8 D. 16 2. 逻辑函数D C B A F +=,其对偶函数F * 为________。 A .()()D C B A ++ B. ()()D C B A ++ C. ()()D C B A ++ 3. 用8421码表示的十进制数65,可以写成______。 A .65 B. [1000001]BCD C. [01100101]BCD D. [1000001]2 4. 用卡诺图化简逻辑函数时,若每个方格群尽可能选大,则在化简后的最简表达式 中 。 A .与项的个数少 B . 每个与项中含有的变量个数少 C . 化简结果具有唯一性 A 1 A B 3

5. 已知某电路的真值表如下,该电路的逻辑表达式为 。 A .C Y = B . AB C Y = C .C AB Y += D .C C B Y += 化简下列逻辑函数,写出最简与或表达式: 1. 证明等式:AB B A B A B A +?=+ 2. Y 2=Σm (0,1,2,3,4,5,8,10,11,12) 3. Y 3=ABC C AB C B A C B A + ++? 分析设计题: 1.双四选一数据选择器如图所示,其功能表达式如下。现要实现八选一数据选择器的功能(地址信号为 A 2A 1A 0,数据输入端信号为 D 7 ~ D 0 ) ,请画出电路连接图。 1A A A A D Y =(2D Y =( 2.TTL

PSpice 92电子电路设计与仿真

电子线路实验报告

Pspice 9.2 电子电路设计与仿真 实验报告 学号:080105011128 专业:光信 班级:081班 姓名:李萍

一、启动PSpice 9.2—Capture CLS Lite Edition 在主页下创建一个工程项目lp 二、画电路图 1.打开库浏览器选择菜单Place/Part—Add Liabray, 提取:三极管Q2N2222、电阻R、电容C、电源VDC、模拟地0/Source、信号源VSIN。 2.移动元件、器件。鼠标选中该元、器件并单击,然后压住鼠标左键拖到合适位置,放开鼠标即可。 3.翻转某一元、器件符号。 4.画电路线 选择菜单中Place/wire,此时将鼠标箭头变成一支笔。 5.为了突出输出端,需要键入标注V o字符,选择菜单Place/Net Alias—Vo OK! 6.将建立的文件(wfh.sch)存盘。 三、修改元件、器件的标号和参数

1、用鼠标箭头双击该元件符号(R或C),此时出现修改框,即可进入标号和参数的设置 2、VSIN信号电源的设置:①鼠标选中VSIN信号电源的FREQ用鼠标箭头单击(符号变为红色),然后双击,键入FREQ=1KHz、同样方法即键入VoEF=0V、VAMPL=30mv。②鼠标选中VSIN 信号电源并单击(符号变为红色)然后用鼠标箭头双击该元件符号,此时出现修改框,即可进入参数的设置,AC=30mv,鼠标选中Apply并单击,退出 3、三极管参数设置:鼠标选中三极管并单击(符号变为红色)然后,选择菜单中的Edit/Pspice Model。打开模型编辑框Edit/Pspice Model 修改Bf为50,保存,即设置Q2N2222-X的放大系数为50。 4、说明:输入信号源和输出信号源的习惯标法。 Vs、Vi、Vo(鼠标选中Place/Net Alias) 单级共射放大电路 四、设置分析功能 1、静态

题目Buck电路的设计与仿真

题目:Buck 电路的设计与仿真 1、Buck 电路设计: 设计一降压变换器,输入电压为20V ,输出电压5V ,要求纹波电压为输出电压的0.5%,负载电阻10欧姆,求工作频率分别为10kHz 和50kHz 时所需的电感、电容。比较说明不同开关频率下,无源器件的选择。 解:(1)工作频率为10kHz 时, A.主开关管可使用MOSFET ,开关频率为10kHz ; B.输入20V ,输出5V ,可确定占空比Dc=25%; C.根据如下公式选择电感 H T R D L s c c 41075.310000 1210)25.01(2)1(-?=??-=-= 这个值是电感电流连续与否的临界值,L>c L 则电感电流连续,实际电感值可选为1.2倍的临界电感,可选择为H 4105.4-?; D.根据纹波的要求和如下公式计算电容值 =?-=2008)1(s c T U L D U C 2410000 15005.0105.48)25.01(5?????-?-=F 41017.4-? (2)工作频率为50kHz 时, A.主开关管可使用MOSFET ,开关频率为50kHz ; B.输入20V ,输出5V ,可确定占空比Dc=25%; C.根据如下公式选择电感 H T R D L s c c 41075.050000 1210)25.01(2)1(-?=??-=-= 这个值是电感电流连续与否的临界值,L>Lc 则电感电流连续,实际电感值可选为1.2倍的临界电感,可选择为H 4109.0-?; D.根据纹波的要求和如下公式计算电容值 =?-=2008)1(s c T U L D U C 2450000 15005.0109.08)25.01(5?????-?-=F 410833.0-? 分析: 在其他条件不变的情况下,若开关频率提高n 倍,则电感值减小为1/n ,电容值也减小到1/n 。从上面推导中也得出这个结论。 2、Buck 电路仿真: 利用simpowersystems 中的模块建立所设计降压变换器的仿真电路。输入电压为20V 的直流电压源,开关管选MOSFET 模块(参数默认),用Pulse Generator 模块产生脉冲驱动开关管。分别做两种开关频率下的仿真。 (一)开关频率为10Hz 时; (1)使用理论计算的占空比,记录直流电压波形,计算稳态直流电压值,计算稳态直流纹波电压,并与理论公式比较,验证设计指标。 由第一步理论计算得占空比Dc=25%; 实验仿真模型如下所示(稳态直流电压值为4.299V ):

电子线路设计与制作实验报告

电子线路设计与制作 实验报告 班级:电信12305班 指导老师:朱婷 小组成员:张壮安剑锋罗杰杨康熊施任务分工:1.张壮实验报告的撰写 2.安剑锋检查元件及整理 3.罗杰电路的焊接 4.杨康元器件的保管及测试 5.熊施协助电路的焊接 2014年11月14日

项目一:红外线电路设计 一、电路工作原理 常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一直特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的红外线而不会死可见光。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外线接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外线接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。红外线二极管一般有圆形和方形两种。 二、电路原理图设计

课题名称元件数量备注 红外线发射——接收模拟 电路红外线发射管 1 红外线接收管 1 发光二极管 1 运放uA741 1 20K可调电位器 1 100Ω电阻 1 10kΩ电阻 1 330Ω电阻 1 元件清单表 三、电路设计与调试 (1)各小组从指导老师那里领取元器件,分工检测元器件的性能。(2)依据电路原理图,各小组讨论如何布局,最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建红外线发射\接收电路图。 (3)检查电路无误后,从信号发生器送入适应电压。 (4)调节可调电阻R3的阻值,观察发光二极管LED是否出现闪烁现象,如果出现说明有发射和接收,如果没有检查电路。(5)实验完毕,记录结果,并写实验报告。

四、实验注意事项 (1)发光二极管的电流不能天大(小于200mA);(2)在通电前必须检查电路无误后才可; (3)信号发生器的输出电压峰峰值1.5~2.5V。 项目二:定时电路的设计一、电路原理图与工作原理

电子电路识图的基本方法和技巧

电子电路识图的基本方法和技巧 对初学者来说,复杂的电子电路图上布满了密密麻麻的电路符号,根本不知从何下手识图,也不能从电子电路原理图中找出电子产品的故障所在,更不能得心应手地去设计各种各样的电子电路。其实,只要对电子电路图进行仔仔细细观察,就会发现电子电路的构成具有很强的规律性,即相同类型的电子电路不仅功能相似,而且在电路结构上也是大同小异的。任何一张错综复杂、表现形式不同的电子电路图都是由一些最基本的电子电路组合而成的,构成复杂电子电路图的最基本电路称为单元电路。只要掌握了基本单元电路,任何复杂的电路都可以看成是基本单元电路的集合。1.从基本元器件入手,为识图打下良好的基础。电子元器件是构成电子产品的基础。因此,了解电子元器件的基础知识,掌握不同元器件在电路中的电路表示符号及各元器件的基本功 能特点是进行电子识图的第一步。 2.掌握基本单元电路,为识读复杂电路打下基础。在学习基本单元电路时,要掌握好基本单元电路的工作原理、电路的功能及特性、电路典型参数、组成电路的元器件、每一个元器件在电路中所起的作用及电路调试方法等。 3.分解复杂电路。复杂电路被分解为基本单元电路后,就可以根据一个个基本单元电路的功能、特点进而分析到整个复

杂的电子电路,设计出各种各样的电路。 4.掌握基本单元电路之间的连接方法。基本单元电路之间可以直接连接起来,叫做直接耦合;通过变压器的初、次级间的磁感应来实现信号的连接,叫做变压器耦合;用电容来连接,叫做电容耦合。 5.明确各分体元器件在电子电路中所起的作用。为了方便初学者识图,现将各分体元器件在电子电路中不同的接法及与不同元器件连接所起的作用归纳如下。电阻器:在电路中主要起限流、分压的作用。 1)电阻器与电阻器在电路中并联一般是为了增大电阻器的功率。 2)电阻器与电阻器串联并从中间引出抽头,在一般情况下是为了得到电阻器上的分压。 3)电阻与稳压管串联,电阻器为稳压二极管的限流电阻器。4)电阻器与电容器串联组成微分电路,在这里电阻器为电容器的充电限流电阻器,充电常数由RC的乘积觉定。在这里如果微分电路与二极管或单向晶闸管等半导体器件并联,且电路中有电感性负载,则微分电路在电路中起阻容吸收的作用,即吸收电感器由于在开机、关机一瞬间产生的较高感应电动势,保护半导体器件不因太高的感应电动势而击穿损坏。 5)电阻器与电容器并联,在一般情况下电阻器为电容器的

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