电子产品的设计与制作.ppt

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1、电子产品的设计与制作,一、提高分析模拟或数字电路的能力。二、提高电子产品设计或制作的能力。三、为以后工作及进一步深造打基础。,为什么要学习？,课程考核与要求,一、考查。,二、过程性考核。,模拟路灯控制系统 一、任务设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。图1 路灯控制系统示意图,图2 路灯布置示意图（单位：cm）,二、要求1基本要求（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。,（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定

2、位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。,2发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%100%范围内设定并调节，调节误差2%。（3）其它（性价比等）。,三、说明1光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。2自制的LED驱动电源不得使用产品

3、模块。3自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。4系统中不得采用接触式传感器。5基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S等点）垂线间的距离，要求该距离2cm。,四、评分标准项目 满分设计报告 方案比较与论证 方案描述、比较与论证 5 理论分析与设计 单元设计、系统设计 5 电路图和设计文件 完整性、规范性 5 测试数据与分析 系统测试、结果分析 5总分 20基本要求 实际制作完成情况 50发挥部分 完成(1)15 完成(2)25 其它 10总分 50,一、电子电路设计的基本知识二、扩音机（音频放大器）的设计与制作三、交通灯控制器的设计与制作四、设计项

4、目的检验,学习内容,思考：1、如何开展电子电路设计？2、电子电路设计要不要符合一定的原则？,电子电路设计的基本知识,设计内容,设计方法,电子电路设计,系统设计,单元电路设计,功能或指标分析,画出电路图初稿,审图,仿真和实验,画出正式电路图,电子电路设计的基本知识,1、分析整理出更具体、更详细的数据。2、分析的结果必须与原题目的要求进行对照检查，以防遗漏。,一、电子电路设计的内容、方法（一）功能和性能指标分析,电子电路设计的基本知识,（二）系统设计 1、方案设计的内容：实现系统的方法，系统的结构。2、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，只要说明基本原理就可以了。,电子电路设计

5、的基本知识,3、设计方案不是轻而易举就能获得，要进行广泛、深入的调查研究，翻阅大量参考资料，并进行反复比较和可行性论证。4、在分析论证和设计过程中需要不断改进和完善，出现一些反复是难免的，但应尽量避免方案上的大反复，以免浪费时间和精力。,电子电路设计的基本知识,（三）单元电路设计1、选择单元电路的结构形式。2、参数计算。3、可靠性设计。4、电磁兼容性设计。5、应注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。6、设计人员平时要注意电路资料的积累。,电子电路设计的基本知识,7、一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到合用的电路。

6、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。,电子电路设计的基本知识,（四）绘画电路图 1、布局合理，排列均匀，稀密恰当，图面清晰，美观协调，便于看图，便于对图的理解和阅读。2、注意信号的流向，一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路。,电子电路设计的基本知识,3、绘图时应尽量把总电路画在一张纸上，如果电路比较复杂，需绘制几张图，则应把主电路画在同一张图纸上，而把一些比较独立或次要的部分画在另外的图纸上。4、每一个功能单元电路的组件应集中布置在一起，便于看清各单元电路的功能关系。,5、连接线应为直线，连线通常画

7、成水平线或竖线，一般不画斜线。十字连通的交叉线，应在交叉处用圆点标出。6、图形符号要标准，图中应加适当的标注。7、数字电路中的门电路、触发器在总电原理图中建议用门电路符号、触发器符号来画，而不按接线图形式画。,电子电路设计的基本知识,（五）审图 1、先从全局出发，检查总体方案是否合适，有无问题，是否有更佳方案。2、检查各单元电路是否正确，电路形式是否合适。3、模拟电路各电路之间的耦合方式有无问题，数字电路各单元电路之间的电平、时序等配合有无问题，逻辑关系是否正确，是否存在竞争冒险。,电子电路设计的基本知识,4、检查电路中有无烦琐之处，是否可以简化。5、根据图中所标出的各元器件的型号、参数，验算

8、能否达到性能指标，有无恰当的裕量。6、要特别注意检查电路图中各元器件工作是否安全，是否工作在额定值范围内。7、解决所发现的全部问题后，若改动较多，应复查一遍。,电子电路设计的基本知识,（六）仿真和实验 1、检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求。2、检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。3、检查各个接口电路是否起到应有的作用。4、把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能，检查总电路的性能是否最佳。,电子电路设计的基本知识,5、调试方案设计。（1）有序、合理的调试方法（2）所需的仪器设备（3）可能发生的问题和现象（4）处理问题的方法（5）测试结果记录表,电子电路设计的基本知识,二、

9、电子电路设计的基本原则,1、满足系统功能和性能的要求。2、电路简单，成本低，体积小。3、电磁兼容性好。4、可靠性高。5、系统的集成度高。,电子电路设计的基本知识,6、调试简单方便。7、生产工艺简单。8、操作简单方便。9、耗电少。10、性能价格比高。,电子电路设计的基本知识,（七）电子设计报告,三、电子电路设计与制作报告课题名称;内容摘要;设计指标(要求)系统框图各单元电路设计、参数计算和元器件选择；完整的电路图及对电路工作原理的说明；,电子电路设计的基本知识,组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表，调试电路的方法和技巧，测试的数据和波形并与计算结果比较分析，调试中出现的故障、原因及排除方法;

10、元器件清单；实际PCB图或布线图；,电子电路设计的基本知识,总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及使用价值，提出改进意见和展望;心得体会；列出参考文献。,电子电路设计的基本知识,扩音机,项目选择,扩音机,项目选择,扩音机,项目选择,一、设计任务：设计一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音机电路。二、设计要求：1)最大输出功率8W。2)负载阻抗为8。3)在通频带内、满功率下非线性失真系数不大于3。,扩音机电路,4)具有音调控制功能，即用两只电位器分别调节高音和低音。当输入信号为1kHz时，输出为0dB；当输入信号为100Hz正弦波时，调节低音电位器可以使输出功率变化12dB；当输入信号

11、为10kHz正弦波时，调节高音电位器也可以使输出功率变化12dB。,扩音机电路,5)输出功率的大小连续可调，即用电位器可调节音量的大小。6)频率响应：当高、低音调电位器处于不提升也不衰减的位置时，3dB的频带范围是80Hz6kHz，即BW=6kHz。,扩音机电路,7)输入信号源为话筒输入，输入灵敏度不大于20mV。8)输入阻抗不小于50k。9)输入端短路时，噪声输出电压的有效值不超过10mV，直流输出电压不超过50mV，静态电源电流不超过100mA。,扩音机电路,交通灯控制器,项目选择,交通灯控制器,项目选择,交通灯控制器,项目选择,一、设计任务：设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制

12、电路。二、设计要求：1)用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯,主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。,交通灯控制器,2)由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道绿灯时间较长。当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯，两者交替重复。主干道每次放行50s，支干道每次放行30s。在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。,交通灯控制器,3)能实现正常的、即时显示功能，用4个七段数码管作为倒计时显示器，分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯时间。4)能实现特殊状态的功能显示，设S为特殊状态的传感器信号，当S=1时，进入特殊状态。当S=0时，退出特殊状态。,交通灯控制器,按S后，能实现特殊状态功能：a.显示器闪烁；b.计数器停止计数并保持在原来的数据；c.东西、南北路口均显示红灯状态；d.特殊状态结束后，能继续对时间进行计数。5)能实现控制器总清零功能 按下R后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。,交通灯控制器,