電子技術綜合實驗概述第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日一、電子技術課程設計的必要性與目的

實驗課、課程設計和畢業(yè)實習是大學階段既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的三大實踐性教學環(huán)節(jié)。著眼于通過實驗驗證課程的基本理論，培養(yǎng)學生的初步實驗技能。則是針對某一門課程的要求，對學生進行綜合性訓練，培養(yǎng)學生運用課程中所學到的理論與實踐緊密結合，獨立地解決實際問題。雖然也是一種綜合性訓練，但它不是針對某一門課程，而是針對本專業(yè)的要求所進行的更為全面的綜合訓練。實驗課課程設計畢業(yè)實習第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日一、電子技術課程設計的必要性與目的

電子技術基礎是一門實踐性很強的專業(yè)技術基礎課，在理論學習過程中已配有一定的基礎型實驗。但是，這些實驗受限于教學進度，局限性很大，其著眼點在于驗證基本理論和加深對課堂知識的理解，難以構成完整的體系，與解決工程實際問題相差較大。因此，為了便于學生能夠運用已掌握的理論知識解決實際問題，提高分析和解決問題的能力，更好地使理論與實踐相結合，在學習完電子技術基礎課程之后，組織學生進行一次較為完整的小型電子系統(tǒng)的設計與調試是非常必要的。必要性：第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日一、電子技術課程設計的必要性與目的1.課程設計是教學中必不可少的重要環(huán)節(jié)，通過課程設計鞏固、深化和擴展學生的理論知識與初步的專業(yè)技能，提高綜合運用知識的能力，逐步增強實際工程訓練。2.注重培養(yǎng)學生正確的設計思想，掌握課程設計的主要內容、步驟和方法。3.培養(yǎng)學生獲取信息和綜合處理信息的能力、文字和語言表達能力以及協(xié)作工作能力。4.提高學生運用所學的理論知識和技能解決實際問題的能力及其基本工程素質。目的：第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、電子技術課程設計的基本要求

1、能夠根據(jù)設計任務和指標要求，綜合運用電子技術課程中所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設計課題。

2、根據(jù)課題需要選擇參考書籍，查閱手冊、圖表等有關文獻資料。要求通過獨立思考、深入鉆研課程設計中所遇到的問題，培養(yǎng)自己分析、解決問題的能力。

3、進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則。

4、學會電子電路的安裝與調試技能，掌握常用儀器設備的正確使用方法。利用“觀察、判斷、實驗、再判斷”的基本方法，解決實驗中出現(xiàn)的問題。第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、電子技術課程設計的基本要求

5、學會撰寫課程設計總結報告。

6、通過課程設計，逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的工作作風和科學態(tài)度，培養(yǎng)學生樹立一定的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。要求學生在設計過程中，堅持勤儉節(jié)約的原則，從現(xiàn)有條件出發(fā)，力爭少損壞元件。

7、在課程設計過程中，要做到愛護公物、遵守紀律、團結協(xié)作、注意安全。第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、電子電路設計的一般方法與步驟電子電路設計的一般方法與步驟包括：總體方案的設計與選擇單元電路的選擇與設計單元電路間的連接方法繪制總體電路草圖關鍵電路實驗最后繪制正式的總體電路圖第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、電子技術課程設計的主要階段

在科研和生產(chǎn)實踐中，電子系統(tǒng)設計的最終目標是做出生產(chǎn)樣機或定型產(chǎn)品。整個設計過程大致可分為以下幾個階段：

1、方案設計

2、方案試驗

3、工藝設計

4、樣機制做及調試

5、總結鑒定第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、電子技術課程設計的主要階段1、方案設計

方案設計是根據(jù)給定的技術指標和條件，設計出完整的電路，通常把這一階段稱為“預設計”。本階段的主要任務是準備好實驗資料，包括：畫出系統(tǒng)的邏輯框圖，標出主要單元電路、數(shù)據(jù)通路、輸入、輸出及主要控制信號，畫出單元電路的詳細邏輯圖和裝配圖，同時配以文字說明，簡明解釋系統(tǒng)的工作原理，并指出采用的某些技巧或一些巧妙假設。第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、電子技術課程設計的主要階段2、方案試驗對所選定的方案進行組裝調試。生產(chǎn)實際的復雜性電子元器件參數(shù)的分散性設計者經(jīng)驗不足等

電路往往是不成熟，可能存在許多問題電路裝配調試發(fā)現(xiàn)問題整改再裝配再調試……不斷完善“預達到規(guī)定的技術指標設計”方案第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、電子技術課程設計的主要階段3、工藝設計工藝設計要求完成制做實驗樣機所必須的文件資料，包括整機結構和印刷線路板的設計等。4、樣機制做及調試在修改完善方案設計、工藝設計基礎上，完成樣機外殼和機架的加工、元件的組裝和焊接、整機調試和指標測試等工作，最終做出符合技術指標的樣機。5、總結鑒定總結鑒定包括考核樣機是否全面達到規(guī)定的技術指標，能否長期可靠地正常工作，寫出設計總結報告及產(chǎn)品說明書。一般只有通過技術鑒定之后才可投入試生產(chǎn)。第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、電子技術課程設計的主要階段

綜上所述，一個完整的電子系統(tǒng)的設計與制作是比較復雜的。在課程設計中，由于受時間和設備條件的限制，不可能完成所有設計環(huán)節(jié)的訓練，只能選擇重要環(huán)節(jié)作為課程設計的基本內容，一般選取“方案設計”、“方案試驗”和“寫設計總結報告”三個環(huán)節(jié)，方案試驗一般只在實驗室進行。有條件時，也可以加入印刷線路板的設計、制作及元件組裝和焊接。通過這些基本環(huán)節(jié)的訓練，達到理論聯(lián)系實際的目的，逐步掌握工程設計的步驟和方法，提高分析問題和解決問題的能力。第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日五、電子技術課程設計的教學過程1、電子技術課程設計的實現(xiàn)手段2、電子技術課程設計的三個階段3、電子技術課程設計總結報告的編寫格式4、電子技術課程設計的成績評定第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日五、電子技術課程設計的教學過程

1、電子技術課程設計的實現(xiàn)手段在教師指導下，學生獨立完成課題來達到對學生的綜合性訓練。書中給出了8個既有學習價值又有一定的實用性和趣味性的設計課題，學生根據(jù)自身情況自由選擇其一。這些題目都可在Multisim軟件平臺上設計、仿真和實現(xiàn)。也可在面包板上設計實現(xiàn)，但材料的使用量和消耗量很大，成本很高。第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日五、電子技術課程設計的教學過程2、電子技術課程設計的三個階段（1）設計與計算學生根據(jù)所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案；然后對方案中單元電路進行選擇和設計計算；最后畫出總體電路圖。（2）安裝與調試預設計經(jīng)指導教師審查通過后，學生即可向實驗室領取所需元器件等材料，在面包板上組裝、調試電路，使之達到設計指標要求。在Multisim軟件平臺上學生可直接設計、仿真和實現(xiàn)，直至達到設計要求。（3）撰寫設計總結報告設計總結報告是學生對課程設計全過程的系統(tǒng)總結。第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日五、電子技術課程設計的教學過程3、電子技術課程設計總結報告的編寫格式（1）課題名稱、時間、班級、姓名、指導人；

（2）設計任務和要求；（3）方案選擇與論證；（4）方案的原理框圖，總體電路圖、布線圖以及它們的說明；單元電路設計與計算說明；元器件選擇和電路參數(shù)計算的說明等；（5）電路調試。對調試中出現(xiàn)的問題進行分析，并說明解決的措施；測試、記錄、整理與結果分析；（6）收獲體會、存在問題和進一步的改進意見等。

設計報告要求Word文檔，圖文并茂，用A4紙打印。第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日五、電子技術課程設計的教學過程4、電子技術課程設計的成績評定（1）設計方案的正確性與合理性；（2）實驗動手能力(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力以及創(chuàng)新精神等)；（3）總結報告；（4）答辯情況(課題的論述和回答問題的情況)；（5）設計過程中的學習態(tài)度、工作作風和科學精神。

綜合評定課程設計總成績：優(yōu)、良、中、及格和不及格。第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日設

計

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式第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日設

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容目錄一、綜合實驗的目的與要求

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------二、綜合實驗正文

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------三、綜合實驗的總結或結論

1、正文為宋體，五號字行間距為211.1------------1.2------------四、參考文獻

[1]作者1,作者2

書名.出版單位,版本.出版日期附錄（設計流程圖、程序、表格、數(shù)據(jù)等）第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日六、數(shù)字電子技術課程設計的題目課題一移位寄存器型彩燈控制器課題二智力競賽搶答器課題三電子拔河游戲機課題四交通信號燈控制器課題五數(shù)字電子鐘課題六電子密碼鎖課題七電子秒表課題八數(shù)字電子鐘的設計、安裝與調試第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日課題五數(shù)字電子鐘

電子鐘根據(jù)顯示方式不同，分為:

指針式電子鐘：指針式電子鐘采用機械傳動帶動指針顯示；

數(shù)字式電子鐘：數(shù)字電子鐘是一種高精度的計時工具，它采用了集成電路和石英技術，因此走時精度高，穩(wěn)定性能好，使用方便，且不需要經(jīng)常調校。數(shù)字式電子鐘是采用譯碼電路驅動數(shù)碼顯示器件，以數(shù)字形式顯示。這些譯碼顯示器件，利用集成技術可以做的非常小巧，也可以另加一定的驅動電路，推動霓紅燈或白熾燈顯示系統(tǒng)，制做成大型電子鐘表。因此，數(shù)字式電子鐘用途非常廣泛。第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日課題五數(shù)字電子鐘一、設計任務與要求二、給定條件及所需器件三、總體方案設計四、實驗電路的布線五、實驗電路的調試六、調試報告第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日一、設計任務與要求1、設計一個能直接顯示時、分、秒的數(shù)字電子鐘。小時可采用十二進制也可采用二十四進制。2、設計校“時”、?！胺帧笨刂齐娐?。3、設計24小時整點報時控制電路，要求從

59分50秒開始，每2秒鐘響一聲，共響

5次；每響一次聲音持續(xù)0.5秒。第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、給定條件及所需器件1、穩(wěn)壓電源2、二-十進制同步計數(shù)器、二-十進制七段譯碼器、七段LED數(shù)碼管3、二輸入與非門、六輸入與非門、反相器4、石英晶振f=100KHz5、電阻、電容6、導線、面包板、鑷子、萬用表、剝線鉗等第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計

數(shù)字式電子鐘的基本功能是能夠實現(xiàn)時、分、秒的正確計時，計時單位為1秒。因此，首先必須有計時顯示電路和秒脈沖產(chǎn)生電路。其次，接通電源或時鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要進行時間校準，因此應有校時控制電路。另外，要求數(shù)字鐘能夠自動整點報時，還應有整點報時控制電路。若還需要其它功能，相應的還要有一些控制電路。綜上所述，數(shù)字式電子鐘應由三大部分組成：計時顯示電路秒脈沖產(chǎn)生電路控制電路其結構框圖如圖所示：第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計1、秒脈沖發(fā)生器（1）振蕩器：用來產(chǎn)生時間標準信號的。由于數(shù)字鐘的精度主要取決于時間標準信號的頻率及其穩(wěn)定性，所以一般采用石英晶體振蕩器。振蕩頻率高，精度高；但頻率高，分頻級數(shù)增多，所以要綜合考慮。采用f=100KHz的晶振。第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計1、秒脈沖發(fā)生器（2）分頻器：石英晶體振蕩器產(chǎn)生f=100KHz的頻率，不能用于計時，需要將其分頻為1Hz的信號，若采用十進制計數(shù)器對其分頻，需要五級。第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計2、計數(shù)器的組成

每天24小時、每小時60分、每分鐘60秒，因此設定“時”“分”“秒”計數(shù)器。分、秒計數(shù)器為60進制，“逢60進1”；時計數(shù)器為24進制，“逢24進1”如果仍采用74LS160，每個計數(shù)器都需要兩片。第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計3、顯示器及顯示譯碼器（1）顯示器：共陽極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管（2）顯示譯碼器共陽極譯碼器74LS247

共陰極譯碼器74LS24874LS247是集電極開路輸出結構，輸出必須接電阻；

74LS248內部有上拉電阻，輸出不用接電阻。第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計4、整點報時電路要求從59分50秒開始，每2秒鐘響一聲，共響5次；每響一次聲音持續(xù)0.5秒。由此可知，報時電路由兩部分組成：振蕩電路+蜂鳴器控制電路（1）振蕩電路人類耳朵所能聽到的聲音頻率為2000Hz以下，因此選用幾百Hz的信號作報時信號。用555定時器來實現(xiàn)，通過調節(jié)接在5腳上的電位器，改變555定時器的輸出頻率。第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計4、整點報時電路（2）控制電路+蜂鳴器當分為59計數(shù)代碼為0101，1001，秒十位為5時代碼為0101，控制電路工作。G1=0,G2=1，秒脈沖通過G3，作為D觸發(fā)器的CP，D觸發(fā)器接成T觸發(fā)器，對秒脈沖進行二分頻，Q的輸出波形為：第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、總體方案設計5、校時電路的設計

校時是人為干預時鐘的工作。校時電路可以對時、分進行校時。

撥動開關，把對時秒脈沖直接送到“分”“時”計數(shù)器中，分時就自動按秒的頻率計數(shù)，可以快速調準。在校“分”時，當計滿60時會自動向時進位。第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、實驗電路的布線電路設計完成后，可以在仿真軟件上構建電路，也可以在面包板上搭接電路。電路仿真材料的使用量和消耗量小，成本低；但在面包板上實現(xiàn)是必要的。在面包板上實現(xiàn)就涉及到布線問題：

1、檢查

2、芯片的放置

3、布線規(guī)則

4、整體布局

5、布線檢查

6、電路調試

7、注意時序電路的時序關系第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、實驗電路的布線1、通過外觀和通電檢查各芯片及元器件功能是否完好。2、芯片的放置。數(shù)字電路中所用芯片大多是雙到直插式的，使用時注意以下幾點：（1）在同一面包板上，所有的芯片朝向應一致，禁止出現(xiàn)反插。（2）對于首次使用的芯片，引腳稍向外偏。使用前用合適的工具齊根輕輕地整成平行。（3）插芯片時，應放平且均勻用力插入孔中，防止個別引腳未插入而彎曲。（4）撥出芯片時，使用起拔器或小改錐在左右兩側輪流輕撬，平行起出。（5）對于集成電路中不用的輸入端，必須接到一個無效電平上去。（6）不用輸出端懸空即可．第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日四、實驗電路的布線3、布線規(guī)則（1）一般用直徑為0.5mm的單股圓導線。（2）導線的顏色可按用途分類。（3）面包板上邊孔用作+5V，下邊孔用作地線。（4）導線的預處理：用剪刀剪成斜面，既便于線頭插入，又可防止劃傷面包板內部簧片。然后用剝線鉗剝線，禁止用剪刀環(huán)割。（5）布線時，導線應緊貼板面，禁止飛線；導線轉角應成90度，導線應在片子周圍走，不得從片上跨越；電源線應分在兩側，必要時應加電源去耦電路，消除干擾信號；芯片的電源端就近連接；插線時應盡量不要遮蓋插孔。（6）掌握連線順序。通常是先連短線，