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目录

第一章电子技术课程设计基础

1．1课程设计的性质、目的和任务………………………………………………

1．2课程设计的一般方法…………………………………………………………

第二章课程设计题目

2．1直流稳压电源（1）…………………………………………………………………

2．2信号发生器（1）……………………………………………………………………

2．3语音扩音机（2）……………………………………………………………………

2．4电表电路（2）………………………………………………………………………

2．5测量放大器（1）……………………………………………………………………

2．6电压-频率转换（1）…………………………………………………………………

2．7集成运放应用（3）…………………………………………………………………

2．8 555定时器应用（1）………………………………………………………………

2．9交通灯（1）…………………………………………………………………………

2．10数字钟（1）…………………………………………………………………………

2．11示波器多踪显示接口（1）…………………………………………………………

2．12多功能流水灯（1）…………………………………………………………………

2．13数字电压表（2）……………………………………………………………………

2．14竞赛抢答器（1）……………………………………………………………………

2．15可编程彩灯控制器（2）……………………………………………………………

2．16数字频率计（2）……………………………………………………………………

第一章电子技术课程设计基础

1.1课程设计的性质、目的和任务

“电子技术课程设计”在学完电路原理、模拟电子技术和数字电子技术等课程后，开设的电子技术综合设计性课程，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，基本掌握常用电子电路设计方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

模拟电子技术课程设计的主要内容包括查阅文献资料、理论设计、仿真、安装与调试及写出设计总结报告等。其中理论设计又包括选择总体方案设计、单元电路设计、选择元器件及计算参数等步骤，是课程设计的关键环节。安装与调试是把理论付诸实践的过程，通过安装与调试，进一步完善电路，使之达到课程所要求的性能指标，使理论设计转变为实际产品。

课程设计的最后要求写出设计报告，把理论设计的内容、仿真、组装调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结，把实践内容上升到理论的高度。

1.2 课程设计的一般方法

课程设计的一般方法和步骤是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，画出总体电路图，进行组装与调试等。

（一）选择总体方案

设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目的要求和技术指标。由于符合要求的总体方案往往不止一个，应针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后分析每个方案的可能性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理即可。

（二）设计单元电路

在确定了总体方案、画出框图之后，便可进行单元电路设计。一般方法和步骤：

1、根据设计要求和已选择的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。应注意各单元电路之间的相互配合。

2、拟定出各单元电路的要求后，应全面检查，确实无误后方可按一定顺序分别设计各单元电路。

3、选择单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求

比较接近的电路，然后调整电路参数。

（三）选择元器件

选择元器件包括两个问题。第一，根据具体问题和方案，需要哪些元器件，每个元器件应具有哪些功能和性能指标；第二，有哪些元器件实验室有，哪些在市场上能买到，性能如何，价格如何？体积多大？电子元件种类繁多，新产品不断出现，这就需要经常关心元器件的信息和新动向，多查资料。在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的元器件。

一般优先选择集成电路。选用方法一般是“先粗后细”，即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路，然后考虑具体性能，最后根据价格等因素选用某种型号的集成电路。

（四）计算参数

根据理论知识，搞清电路原理，灵活运用计算公式。一般计算参数时应注意以下几点：

1、器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，并留有适当裕量。

2、对于环境温度、交流电网等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。

3、涉及元件的极限参数时，必须留有足够的裕量，一般按 1.5倍左右考虑。

4、电阻值尽可能选在1MΩ范围内，最大一般不应超过10MΩ，其数值应在常用电阻标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电阻的品种。

5、非电解电容尽可能在100PF~0.1μF范围内选择，其数值应在常用电容器标称值系列内，根据具体情况正确选择电容的品种

6、保证电路性能的前提下，尽量设法降低成本。

（五）画出电路图

设计好各单元电路后，画总电路图。总电路图是进行实验和印制电路板设计制作的主要依据，也是电路组装和调试的依据，因此画好一张总电路图非常重要。画出完整的总体电路设计图，把计算确定的各参数值标在电路图的恰当位置。印制电路板设计制作要考虑元器件在电路板上的结构布局问题；强电流线与弱电流线、高频线与低频线等应分开走，其间距离应足够大，以避免相互干扰。

（六）系统组装和调试

接下来进行焊接。一般来说，焊接应该按系统的模块进行，即每焊接完一个模块的所有元器件后，要对这一模块进行检查测试，检查各单元电路的功能和主要指标是否达到设计要求，没有问题再往下进行。最后，完成所有模块的电路制作，进行整体调试。调试过程是利用符合指标要求的各种电子测量仪器，如示波器、万用表、信号发生器、频率计、逻辑分析仪等，对安装好的电路或电子装置进行调整和测量，以保证电路或装置正常工作，同时，判别其性能的好坏、各项指标是否符合要求等。因此，调试必须按一定的方法和步骤进行。

（七）撰写总结报告

总结报告是对课程设计全过程的系统总结，按规定的格式撰写。主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③方案选择与论证。④方案的原理框图，总体电路图、布线图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。⑤电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。

第二章 课程设计题目

2.1 直流稳压电源

（一）实验目的

选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。掌握只预留稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。

（二）设计要求

用中小规模集成芯片设计并制作一个直流稳压电源，具体要求如下： 1、输出电压：

o U =+5V~+12V ，连续可调； 2、输出电流：max o I

=1A ； 3、输出纹波电压≤5mV ； 4、电压调整率：u K ≤3%； 5、电流调整率：i K ≤1%；

6、输出内阻：

o R <0.1Ω。

（三）实验原理

直流稳压电源原理框图如图2-1所示。

图2-1 直流稳压电源原理框图

（四）主要参考元器件

电源变压器，整流二极管，滤波电容，LM317，电阻、电容、二极管若干。 （五）扩展

1、输出电流达到2A ；

2、LM317的关机保护。

2.2 信号发生器

（一）实验目的

了解单片多功能集成函数信号发生器ICL8038的功能及应用方法。了解集成运放芯片构成矩形波发生器的电路。掌握波形参数的测试方法；

（二）设计要求

设计一个产生正弦波－方波－三脚波－锯齿波的信号发生器，用开关切换输出。

1、输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调；

2、正弦波幅值为±2V，；

3、方波幅值为2V；

4、三角波峰-峰值为2V；

5、锯齿波峰-峰值为2V，占空比可调；

6、设计电路所需的直流电源可用实验室电源。

（三）主要参考元器件

ICL8038或集成运放，LM317，电阻、电容、二极管若干。

ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部组件就能产生从0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。

ICL 8038 的主要特点：

(1) 可同时输出任意的三角波、矩形波和正弦波等。

(2) 频率范围：0.001HZ～300kHz

(3) 占空比范围：2%～98%

(4) 低失真正弦波：1%

(5) 低温度漂移：50ppm/℃

(6) 三角波输出线性度：0.1%

(7) 工作电源：±5V～±12V或者+ 12V～+ 25V

图2-2 ICL8038的引脚功能排列图

2.3 语音扩音机

（一）实验目的

了解功率放大器的工作原理和使用特点。学习功率放大器电路指标的测量方法。了解语音芯片的工作原理和使用特点。

（二）设计要求

设计一个主要由语音芯片和集成运算放大器组成的语音扩音电路。

（三）实验原理

语音扩音机原理框图如图2-3所示。

图2-3 语音扩音机原理框图

输入信号由话筒输入，经前置放大电路放大，可以直接通过功率放大电路输出；也可以在录音键和放音键的控制下，经过语音电路，完成录音或放音功能，再通过功率放大电路输出。

其中，前置放大电路为测量用小信号放大电路。采用改进的共射级放大电路。

语音电路主要通过按键的控制实现对语音信号的录音和放音功能。语音电路由ISD1420语音芯片构成。

功率放大电路的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高，非线性失真尽可能小。功率放大电路由UTC2003（TDA2003）集成功放构成。

（四）主要参考元器件

UTC2003（TDA2003），ISD1420，9013，电阻，电容，二极管。

2.4 电表电路

（一）实验目的

掌握模拟集成繁用表的安装，调试过程，并了解电流表、电压表的内阻上的不同。掌握电桥测量，表头刻度等电路的设计技巧。

（二）设计要求

设计一个模拟集成万用表。性能指标要求如下：

1、直流电压测量范围：（0～15V）±5﹪

2、直流电流测量范围：（0～10mA）±5﹪

3、交流电压测量范围及频率范围：有效值（0～5V）±5﹪;50Hz～1kHz

4、交流电流测量范围：有效值（0～10mA）±5﹪

5、欧姆表测程：0～1kΩ

6、要求自行设计V cc和-V EE直流稳压电源（不含整流与滤波电路）

7、要求采用模拟集成电路，器件自选

8、采用50μA或100μA直流表，要求测试出其内阻R M数值。

（三）实验原理

普通的模式电表中最常见的是以磁电式电流表（又称表头）作为指示器，它具有灵敏度高、准确度高、刻度线性以及受外磁场和温度影响小等优点，但其性能还不能达到较为理想的程度。某些测量电路中，要求电压表有很高的内阻，而电流表的内阻却很低，直流电压表或需要测量微小的电压、电流等。

将集成运放与磁电式电流表结合，可构成内阻大于10MΩ/V的电压表和内阻小1Ω的微安表等性能优良的电子测量仪器。

（四）主要参考元器件

集成运放，电阻，电容，二极管。

2.5 测量放大器

（一）实验目的

学习测量放大器的设计方法和调试方法。 （二）设计要求

设计一个测量放大器。性能指标要求如下： 1、输入信号ipp U =1mV 时，输出信号opp U =1V 2、输入阻抗i R >1M Ω 3、频带宽度BW=1Hz ～1kHz 4、共模抑制比CMR K >70dB （三）实验原理

测量放大器原理框图如图2-4所示。

图2-4 测量放大器原理框图

（四）主要参考元器件

集成运放，电阻，电容，二极管。

2.6 电压-频率转换

（一）实验目的

掌握积分器和比较器的设计方法，学习电压-频率转换电路的设计方法和调试方法。

（二）设计要求

设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波的电路。性能指标要求如下：

1、输入直流电压为0～10V。

2、输出频率为0～500Hz。

（三）实验原理

（四）主要参考元器件

集成运放，电阻，电容，二极管。

2.7集成运放应用

（一）实验目的

掌握应用集成运放的设计方法和调试方法。 （二）设计要求

1、设计一个绝对值电路。将反相理想二极管与加法电路组合，则构成取出输入信号绝对值的电路。输入、输出间关系如下所示：

out U =in U

2、设计一个线性检波电路。线性检波电路也称为交流-直流转换器，这是求出输入信号绝对平均值的电路。输入信号为正弦波时，输入、输出间关系如下所示： )(RMS in U =)(D C out U

线性检波电路中，IC1需要选用高速运放，IC2用于直流放大，不必选用高速运放。 3、设计一个峰值保持电路。用运放和二极管或者用比较器构成峰值保持电路。 （三）主要参考元器件

集成运放，电阻，电容，二极管。

2.8 555定时器应用

（一）实验目的

学习555定时器应用电路的设计方法和调试方法。

（二）设计要求

1、用556的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。

R>1MΩ

2、输入阻抗

i

3、频带宽度BW=1Hz～1kHz

K>70dB

4、共模抑制比

CMR

（四）主要参考元器件

555定时器，电阻，电容，二极管，蜂鸣器。

2.9 交通灯

（一）实验目的

学习555定时器应用电路的设计方法和调试方法。

（二）设计要求

系统工作的十字路口由主、支两条干道构成，四路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于显示还剩余多少时间将改变信号灯的数码显示器。要求：主、支干道交替通行，通行时间均可在0～99s内任意设定；绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间(也可在0～99 s内任意设定)，用以等待十字路口内滞留车辆通过；主支干道通行时间和黄灯亮的时间均由同一计数器按减计数方式计数(零状态为无效态)；在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换(换灯)。

（三）实验原理

交通灯原理框图如图2-5所示。

图2-5 交通灯原理框图

（四）主要参考元器件

74LS190,74LS163,74LS254,74LS04，74LS08,74LS32.

2.10 数字钟

（一）实验目的

掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法。

（二）设计要求

1、设计一个有＂分＂、＂秒＂、＂时＂（23小时59分59秒）显示、且有校时功能的电子钟。

2、闹钟系统。

3、整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750HZ音频信号，在59分59秒时输出1000HZ信号，音响持续1秒，在1000HZ音响结束时刻为整点。

4、日历系统。

5、校时系统。

（三）实验原理

数字钟原理框图如图2-6所示。

图2-6 数字钟原理框图

（四）主要参考元器件

74LS90,74LS247,74LS00,74LS74,74LS04。

2.11 示波器多踪显示接口

（一）实验目的

了解多路模拟开关工作原理及应用。进一步了解示波器显示原理及使用方法。 （二）设计要求

常用示波器为单踪和双踪两种，如同时要观察两路以上波形可在被测信号和示波器输入端之间加一接口电路。接口电路由时钟产生器、计数器、多路模拟开关及求和运算放大器四部分组成。

（三）实验原理

时钟产生器：使用定时电路555，要求输出频率为20KHz ～50KHz 可调,输出稳定。 计数器：使用四位二进制计数器电路74LS163，只用2位输出A Q 和B Q ，有四种状态组合，控制模拟开关的4路信号选通。

模拟开关：用2片4051模拟开关电路分别接通直流和交流信号。直流信号通过4个电位调节起，使多路输入信号在示波器屏幕上分开，交流信号即是要观察的信号。两个模拟开关的控制端并接，由计数器来的信号控制。

运算放大器：接成反相求和电路。使两个模拟开关的直流信号和交流信号相加后在输出端送入示波器显示。

实验中所用负电源可用555定时器电路产生。

（四）主要参考元器件

CD4051,555，74LS163, 集成运放。

2.12 多功能流水灯

（一）实验目的

掌握数字系统的设计方法和测试方法。

（二）设计要求

设计一个四模式三路彩灯（红、绿、黄三种颜色）显示系统。该系统的显示模式由外部输入Z、Y控制，要求开机自动置入初态后便按规定模式循环运行。设各路彩灯均为8个（红灯序号为r1-r8，绿灯序号为g1-g8，黄灯序号为y1-y8），各模式规定如下：XY=00时，系统的显示模式在以下六个节拍间循环：

第一节拍，依次点亮奇号红灯（r1亮→r1、r3亮→r1、r3、r5亮→r1、r3、r5、r7亮），其余灯均灭。

第二节拍，依次点亮偶号红灯，其余灯均灭。

第三节拍，依次点亮奇号绿灯，其余灯均灭。

第四节拍，依次点亮偶号绿灯，其余灯均灭。

第五节拍，依次点亮奇号黄灯，其余灯均灭。

第六节拍，依次点亮偶号黄灯，其余灯均灭。

XY=01时，系统的显示在第一、二节拍间循环。

XY=10时，系统的显示在第三、四节拍间循环。

XY=11时，系统的显示在第五、六节拍间循环。

（三）主要参考元器件

器件自定。

2.13 数字电压表

（一）实验目的

掌握数字电压表的设计、组装与调试方法。熟悉集成电路MC14433，MC1413，CD4511和MC1403的使用方法。

（二）设计要求

数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。测量范围：直流电压0V ～1.999V ，0V ～19.99V ，0V ～199.9V ，0V ～1999V 。

该系统可采用MC14433－2

13位A/D 转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511BCD

到七段锁存－译码－驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED 发光数码管组成。

选做内容：自动切换量程。

（四）主要参考元器件

MC14433，MC1413，CD4511，MC1403。

2.14竞赛抢答器

（一）实验目的

掌握数字电压表的设计、组装与调试方法。熟悉集成电路MC14433，MC1413，CD4511和MC1403的使用方法。

（二）设计要求

1、输入抢答信号的控制电路应由无抖动开关来实现。有复位按钮。抢答和必答定时应有手动控制。

2. 判别选组电路。能迅速、准确地判处抢答者，同时能排除其它组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有光、声显示和呜叫指示。

3. 计数、显示电路。每组有三位十进制计分显示电路，能进行加/减计分。

4. 定时及音响。

必答时，启动定时灯亮，以示开始，当时间到要发出单音调“嘟”声，并熄灭指示灯。

抢答时，当抢答开始后，指示灯应闪亮。当有某组抢答时，指示灯灭，最先抢答一组的灯亮，并发出音响。也可以驱动组别数字显示（用数码管显示）。回答问题的时间应可调整，分别为10s、20s、50s、60s或稍长些。

（三）主要参考元器件

74LS190、74LS48、CD4043、74LS112，数码管，拨码开关。

2.15 可编程彩灯控制器

（一）实验目的

掌握数字系统的设计方法和测试方法。

（二）设计要求

通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。

1、设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路；

2、用发光二极管点阵（8×8）作为显示电路，显示内容的动面感要强。

3、图形能连续循环，图形大于64幅，图形显示间隔在20ms～2s范围内连续可调；

4、能手动清零功能，有自动选画功能；

（三）主要参考元器件

555，74LS161, 74LS138, EEPROM2864。