电子系统设计实验大纲2013年.doc
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信息系
电子系统设计（课程）实验教学大纲
一、课程中文名称（课程英文名称）：
电子系统设计（Electronicessystemdesign）
二、课程编码：
3010212950
三、课程目标和基本要求：
通过《电子系统设计》实验,使学生加深对电子系统的设计的基本方法和基础理论的理解，能够利用模拟电子技术、数字电子技术以及单片机原理及应用等课程的知识，通过电子技术等方面的基本方法和基本技能的训练,在本课程的指导下，设计一些简单综合性电子系统，为培养学生的创新、创业能力打下坚实的基础。
每三个学生合作，选择一个课题，根据题目要求，三人依据个人特长进行工作分工，每人完成相应课题内容，通过学生的课内、课外学习以及实际实验操作，最后通过各部分的级联和三人协作，完成综合课题任务。
四、课程总学时：
66学时（严格按教学计划时数）[理论：
48学时；实验：
18学时]
五、课程总学分:
3.5学分（严格按教学计划学分）
六、适用专业和年级：
电子信息工程2008级（必修）、通信工程2008级（选修）
七、实验项目汇总表：
序号
实验编号
实验名称
时数
实验类别
实验类型
实验要求
每组人数
实验一
301021295001
单元设计1
3
专业
综合性
必修或选修
1
实验二
301021295002
单元设计2
3
专业
综合性
必修或选修
1
实验三
301021295003
单元设计3
3
专业
综合性
必修或选修
1
实验四
301021295004
单元设计4
3
专业
综合性
必修或选修
1
实验五
301021295005
系统调试
3
专业
综合性
必修或选修
1
实验六
301021295006
系统测试
3
专业
综合性
必修或选修
1
八、大纲内容：
本课程实践内容按层次共包含21个项目，每个项目共计18学时，分解为6个单元，每个单元实验3学时，通过20个单元实验完成项目的任务要求。
实验项目一数字电子秤
[实验内容和要求]
设计制作一个数字电子秤，具体要求为：
1、称重范围0~10Kg，精度优于1%；
2、能够实时显示重量，能够输入单价，并计算出价格；
3、能够设置超重门限，并对超重进行报警。
[实验任务分解]
1、压力传感电路；
2、信号放大电路（普通放大器方案和仪表放大器方案）；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目二数控直流稳压源
[实验内容和要求]
利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控直流稳压电源，要求：
1、输出电压：
2~15V，步进0.1V，纹波≤10mV；
2、输出电流：
0.5A；
3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进。
[实验任务分解]
1、基本稳压电源电路；
2、稳压电源程控电路；
3、单片机程序设计；
4、单片机主控电路；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目三简易电子琴
[实验内容和要求]
设计制作一个以单片机为主控制器的简易电子琴，对键盘输入的乐音并根据按键时间的长短进行播放。
具体要求如下：
1、电子琴最大不失真输出功率大于5W;负载电阻4Ω或8Ω；
2、设计一个拨键开关，使电子琴具有弹奏和固定音乐播放两种功能；
3、可弹奏的按键至少8个，定义为中音1、2、3、4、5、6、7和高音1。
[实验任务分解]
1、按键检测电路；
2、功率放大电路；
3、各音的单音产生程序设计；
4、主控部分及程序设计；
5、系统调试；
6、系统测试。
实验项目四基于数字温度传感器的水温控制系统
[实验内容和要求]
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，保持水温温度基本不变。
1、温度检测范围0~1000C，设定温度范围40~900C，最小区分度为10C，标定温度小于或等于10C；
2、环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差小于或等于10C；
3、三位数码管显示水温。
[实验任务分解]
1、数字温度传感电路；
2、温度测量及程序设计；
3、温度控制电路；
4、温度控制算法及程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目五自动寻迹小车系统设计
[实验内容和要求]
设计制作一个自动寻迹小车模拟系统，具体要求为：
1、五对发光、光电二极管用于寻迹，轨迹为黑色电工胶布，背景为白色复印纸，车宽为15cm，路宽20cm，允许汽车偏离轨迹半个车身以内；
2、一只直流电机作为汽车驱动电机，可分为3个状态：
停止、高速、低速；
3、三只发光二极管模拟显示汽车寻迹状态：
居中、偏左、偏右；
4、能够识别横向起跑线，并在3S后自动启动；
5、能够识别横向停止线，并迅速停车。
[实验任务分解]
1、寻迹单元电路；
2、电机驱动、寻迹状态显示；
3、主控电路、起跑线、停止线识别；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目六程控增益放大器
[实验内容和要求]
设计并制作一个程控增益放大器，要求：
1、输入阻抗大于等于1K，单端输入单端输出，放大器负载电阻600欧；
2、10KHZ~1MHZ频带内增益起伏小于等于1dB；
3、最大增益大于等于40dB，增益调节范围：
10~40dB，增益6级可调，步进6dB；
4、能够实时测量和显示交流信号输出电压。
[实验任务分解]
1、前置放大电路；
2、程控放大电路（通用运放方案和专用运放方案）；
3、有效值测量电路；
4、控制及测量程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目七交直流电流测量及语音播报系统
[实验内容和要求]
设计制作一个交直流电流测量及语音播报系统，能够对交直流电流信号进行精确测量，具体要求为：
1、直流电流测量范围：
0~500mA,分为0~100mA、100mA~500mA两档，测量精度为1%，自动量程转换；
2、工频交流电流测量范围：
0~5A，测量精度为1%；
3、除显示电流数值、单位外，还要显示交直流的状态；
4、测量结果可以语音的形式播放出来。
[实验任务分解]
1、直流电压测量电路，交流电压有效值测量电路；
2、语音播报电路；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目八基于热敏电阻的数字温度计
[实验内容和要求]
设计制作一个基于热敏电阻的数字温度计，能够对0~100℃的温度进行精确测量，具体要求为：
1、温度测量范围为0~100℃，测量精度为0.5%；
2、具有温度越限蜂鸣报警功能，温度设定范围30~90℃，设定精确到1℃；
3、四位数码管显示温度数值。
[实验任务分解]
1、温度测量电路；
2、A/D转换电路；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目九数字交直流电压表
[实验内容和要求]
设计制作一个数字交直流电压表，能够对交直流电压信号进行精确测量，具体要求为：
1、直流电压测量范围：
0~10V,分为0~5V、5~10V两档，测量精度为1%，自动量程转换。
2、工频交流电压测量范围：
100~250V,测量精度为1%；
3、除显示电压数值、单位外，还要显示交直流的状态；
4、当输入的交直流电压超过范围能切断输入回路并蜂鸣报警。
[实验任务分解]
1、交直流电压测量电路；
2、A/D转换电路；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目十双声道音频播放器
[实验内容和要求]
设计制作一个双声道音频播放器。
具体要求如下：
1、播放器最大不失真输出功率大于5W;负载电阻4Ω或8Ω；
2、两个声道：
一个音源为驻极体话筒，一个为音频插孔，可以连接其他音频设备获取信号；
3、各声道均有音调调节功能；
4、播放器具有双声道混合播放功能（如卡拉OK中音乐和伴唱）。
[实验任务分解]
1、电压放大电路；
2、功率放大电路
3、音调控制；
4、双声道混合；
5、系统调试；
6、系统测试。
实验项目十一简易数据传输系统
[实验内容和要求]
设计制作一个以单片机为主控制器的上、下位机简易数据传输的系统，具体要求如下：
1、下位单片机完成0~5V的直流电压检测，测量精度1%；
2、上位单片机发命令，并接收下位单片机传送的电压数值；
3、上位单片机显示近三次下位机传送的电压数值，显示精确到0.1V。
[实验任务分解]
1、电压检测电路；
2、串行通信接口电路及协议设计；
3、显示电路
4、程序设计；
5、电路焊接及调试；
6、系统测试。
实验项目十二液体点滴控制器
[实验内容和要求]
设计制作一个液体点滴控制器，对液体点滴速度进行测量、显示和控制。
具体要求如下：
1、在滴斗处检测点滴速度，并显示速度（滴/分）；
2、能设定液体点滴下滴的速度，设定范围20~150滴/分；
3、能对点滴速度越限进行声光报警。
4、当液体液面下降到某警戒线时，能发出报警信号。
[实验任务分解]
1、液滴检测电路；
2、滴速控制的电路及机械装置；
3、显示电路；
4、程序设计；
5、电路焊接及调试；
6、系统测试。
实验项目十三多量程电阻测量仪
[实验内容和要求]
设计制作一个多量程电阻测量仪，能够对多档范围的电阻进行精确测量，具体要求为：
1、测量电阻范围：
0~20MΩ，分为0~200Ω，200~2KΩ,2K~20KΩ,20K~200KΩ,200K~2MΩ,2M~20MΩ,多量程自动转换；
2、测量精度为≤2%；
3、四位半LED数值显示。
[实验任务分解]
1、电阻测量电路（小电阻测量方案和大电阻测量方案）；
2、显示电路；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目十四电动跷跷板
[实验内容和要求]
设计并制作一个电动车跷跷板，跷跷板长1600mm、宽300mm，跷跷板中心固定在直径不大于50mm的半圆轴上，电动车可以自动在跷跷板上行驶。
1、程序控制电动车从跷跷板起始端出发，行驶到跷跷板末端；
2、电动车从跷跷板起始端出发，行驶到跷跷板中间平衡点停留5秒钟，再行驶到跷跷板末端；
3、显示行驶全程所用的时间。
[实验任务分解]
1、电动车电机驱动电路；
2、显示电路；
3、主控电路；
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目十五简易心电记录装置
[实验内容和要求]
设计并制作一个简易心电记录装置，用于检测并记录人体心电信号。
具体要求如下：
1、心电信号放大倍数1000倍，误差±5%；
2、以1毫秒为时间间隔记录心电电压值，存放在EEPROM中；
3、在示波器上显示放大后的心电信号。
[实验任务分解]
1、心电信号采集电路；
2、放大电路；
3、EEPROM接口电路
4、程序设计；
5、系统联调；
6、系统测试。
实验项目十六太阳能路灯控制器
[实验内容和要求]
设计并制作一个太阳能路灯控制器，用于12V/40W单路路灯的控制。
具体要求如下：
1、具有蓄电池的充放电控制功能，；
2、能以时控或光控两种方式实现对路灯的开、关控制；
3、具有过载和短路输出的
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