电子综合技能实验报告.docx

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电子综合技能实验报告

实验一流水灯控制电路

目的：

1：

数字逻辑电路的设计方法；

2：

电路调试；

重点：

电路调试；

难点：

电路构成；

课时：

9学时

设计要求：

功能：

（1）单向向前移动。

（2）单向向后移动。

（3）向前向后交替移动。

（4）能调节点亮灯的盏数（1--3盏）。

条件：

74LS194（四位双向移位寄存器）一片

74LS00（四2输入与非门）两片

LM555定时器一片

适当的电阻、电容和发光二极管

一、电路设计

1、脉冲发生器

用一片LM555定时器U4形成多谐振荡器产生1Hz的矩形脉冲信号。

电路如图。

由于T=1/f=1S。

负脉冲维持时间：

T=0.7C1（R1+2R2）=1S

取C1=10μF，则R1+2R2=142.86kΩ

取R1=47kΩ，得R2=47.93kΩ。

取R2=47kΩ。

取C2=0.01μF作滤波。

核算频率：

f=1/[0.7C1（R1+2R2）]=1.013Hz

2、用74LS194双向移位寄存器U3的双向移位功能实现前后移动，U3启动时自动清零。

电阻R5和C在接通电源时，产生负脉冲对U3清零。

3、用一片74LS00与非门电路U1实现移动方向的控制。

a、U1构成RS触发器控制U3左移或右移。

b、当开关K1断开时，双向交替移位。

c、当开关K1闭合时，单向移位。

K1在左移时闭合，就置左移。

K1在右移时闭合，就置右移。

4、用一片74LS00与非门电路U2实现调节点亮灯的盏数功能。

K2为轻触式常开开关。

正常工作时，K2断开；

在移位时闭合K2，点亮灯的盏数将逐步增加；

重新设置时，必须重新开机。

三、控制电路图

实验二音频前置放大器的放大电路设计

目的：

1：

集成放大电路的设计方法；

2：

集成放大电路的测试；

重点：

电路指标测试；

难点：

电路设计与测试；

课时：

6学时

一、设计任务书

设计一个卡拉OK混音电路，将话筒语音信号与放音机的音乐混合。

要求：

1、单电源工作方式。

2、话筒：

输出信号最大幅度为US!

=5mV，内阻RS!

=20Ω，信号带宽为50Hz——10kHz。

3、放音机：

输出信号最大幅度为US2=100mV，内阻RS2=600Ω，信号带宽为20Hz——20kHz。

4、混音输出：

输出最大电压幅度为Uom=3V，负载为RL=4.7kΩ，信号带宽为20Hz——20kHz。

二、设计方案

话筒信号的放大倍数为AV1=3V/5mV=600，由两个运放完成：

一个前置放大，一个混音放大。

放音信号的放大倍数为AV2=3V/100mV=30，由混音放大完成，电路基本框图和增益分配如下：

三、具体电路设计

1、运放的选择

VCC>2Uom+2=8V取9V

B·G>BWf·AVf=fH·Avmax=20K×30=6×105Hz

SR>2πfHUom=2π×20k×3=0.38V/μs

Iom>2Uom/RL=1.28mAUomax>Vom=3V

选用μA741,参数为:

VCC>30VVRmax=13VIom=20mA

Av（dB）=100dB（105倍）BW=10Hz

B·G=AV·BW=106HzSR=0.5V/μs

ri=2MΩro=75Ω

2、混音电路的设计

采用反相放大方式可减少串扰，电路如图

由于有强直流负反馈，

取R21=R22=10kΩ，分得中点电位

，取47kΩ

R23=R25/AV21=1.57kΩ取1.5kΩ

R24=R23/AV22-RS2=0.97kΩ取910Ω

，取22μF

，取10μF

，取22μF

3、前置级的设计

由于输入信号较小，需高输入电阻，采用同相放大方式，电路如图。

由于有强直流负反馈，

取R11=R12=10kΩ，分得中点电位

，取39kΩ

R14=R13/（AV11-1）=2.05kΩ取2kΩ

，取1μF

Uom1=AV1US1=3.2V

Uom2=AV2US2=3.11V

四、安装调试

1、安装电路，检查无误后接通电源。

2、调试运放，使其工作于放大状态，（测量静态输出VO≈0.5VCC）。

3、测量性能指标，并调试使之满足要求。

五、性能指标

项目

Uom1

Uom2

fL1

fH1

fH11

fL2

fH2

设计值

3.2V

3.11V

32.1Hz

50kHz

27.7kHz

10.66Hz

33.3kHz

实测值

3.12V

3.01

29.5Hz

42kHz

26KHz

11.7Hz

34.5KHz

实验三函数发生器设计

一、设计任务和指标要求

1、可调频率范围为10Hz~100Hz。

2、可输出三角波、方波、正弦波。

3、三角波、方波、正弦波信号输出的峰-峰值0~5V可调。

4、三角波、方波、正弦波信号输出的直流电平-3V~3V可调。

5、输出阻抗约600Ω。

二、电路构成及元件参数的选择

1、振荡器

由于指标要求的振荡频率不高，对波形非线性无特殊要求。

采用图1所示的电路。

同时产生三角波和方波。

图1振荡电路

根据输出口的信号幅度要求，可得最大的信号幅度输出为：

VM=5/2+3=5.5V

采用对称双电源工作（±VCC），电源电压选择为：

VCC≥VM+2V=7.5V取VCC=9V

选取3.3V的稳压二极管，工作电流取5mA，则：

VZ=VDZ+VD=3.3+0.7=4V为方波输出的峰值电压。

取680Ω。

取8.2KΩ。

R1=R2/3=8.2/1.5=5.47（KΩ）

取5.1KΩ。

三角波输出的电压峰值为：

VOSM=VZR1/R2=4×5.1/8.2=2.489（V）

R4=R1∥R2=3.14KΩ

取3KΩ。

取10KΩ。

R6=RW/9=10/9=1.11（KΩ）

取1KΩ。

积分时间常数：

取C=0.1uF，则：

R5=4.019/0.1=40.19KΩ

取39KΩ。

取R7=R5=39KΩ。

转换速率一般的集成运算放大电路都能满足要求。

兼顾波形转换电路集成电路的使用。

集成电路选用四运放LM324。

LM324内含四个相同的运算放大器，其中两个用于振荡器，两个用于波形变换。

三、振荡电路工作原理

利用集成运算放大电路也可实现产生方波和三角波的信号发生器，电路主要由比较器和积分器构成。

电路中，有源积分器由运算放大器2A及其外围电路积分电容C和电阻R5、R7组成。

有源积分器的输出通过R1接至比较器1A的正输入端，积分器的输入电压由电位器分压取出，设RW与R6形成的分压系数为aw，则积分器的输入电压为Vi=±awVz。

分压系数aw为：

即积分器的输入电压Vi的峰值电压通过调节电位器RW，可从

到VZ调。

设某时刻比较器输出VOZ=VZ，积分器的输入电压为+awVz。

通过积分器积分使得VOS下降，比较器的正端输入电压Vi+跟随下降。

当Vi+电压下降超过0V时，比较器将翻转VOZ=-VZ，Vi+突然变为负电压，此时为VOS的负峰电压-VOSM。

VOSM的值为：

比较器输出电压VOZ=-VZ又通过积分器使得VOS上升，当Vi+电压上升超过0V时，比较器又将翻转为VOZ=VZ，重复下一次的振荡。

此时VOS为正峰电压+VOSM。

振荡器输出VOZ为方波，峰值为稳压二极管所限定的电压VZ，VOS为三角波的输出电压，VOSM为三角波的峰值。

振荡器的波形如图2。

图2RC有源积分器振荡电路的信号波形

在VOZ=-VZ期间（为振荡半周期T/2），积分器的积分时间常数约为

，输出电压VOS：

可见，VOS对时间为线性。

当VOZ由-VZ变为VZ时，VOS=VOSM，则振荡频率f为：

代入

，并整理得频率为：

可见改变aWw可改变频率，RW为频率调节电位器。

改变电容C也可调节频率，通过开关，以10倍地切换容量可获得10倍的频率档位扩展。

四、f范围设计补充

电位器主要是完成频率调节功能，它是通过调节积分器的输入电压幅度来调节频率的。

它和R6一起决定分压aw，根据设计要求的频率调节范围确定。

设频率调节范围：

fmax/fmin=10，则要求aw变化范围是0.1～1。

电位器滑动端到上端时，aw=1，在最下端时aw=0.1，要求：

即R6=RW/9

实际上，为覆盖所要求的频率范围，比值要稍小于0.1才能得到比较好的结果。

同时也考虑对稳压二极管的负载效应，电阻取值不能过小，取电位器RW阻值：

五、积分电路元件R5、C设计补充

R5和C的值应根据振荡频率f来确定，当R1和R2的vvv值确定后，由频率计算公式

确定。

当频率取最大值fmax时，aw=1，有：

R5C的值确定之后，R5的大小可由以下几个方面考虑：

R5取值大，有利于提高积分器的输入电阻，但会是电容C减小，加剧积分漂移。

R5取得过小，则电容C将增大，而大容量电容又有漏电和体积大方面的问题，所以，R5和C的选择原则应该是：

在满足积分器输入电阻的情况下，尽量选取较小的电阻R5和较大的电容C。

一般取R5≥（5~10）RW，但积分电容一般都不超过1uF为宜。

按十的倍率改变C，理论上频率将有相应的十倍率变化。

积分器的平衡电阻R7≈R5。

实验四抢答器设计

一.实验目的

1.根据一定的技术指标要求设计出八路抢答器，掌握单个按键控制数码管显示的方法。

2.学习使用89C52RC单片机的基本运用技能。

3.了解单片机的各个端口功能及基本的使用方法。

4.研究程序变化对数码管显示的影响、掌握电子电路的安装及调试技术。

2．实验原理

本电路采用单片机89C52RC作为控制芯片，单片机P0口接上拉电阻和共阴数码管，通过数码管显示不同数值代表八位选手的抢答情况。

并在外接电路上并接开关按键，按键另一端接地。

当有按键按下时，即查询那个选手先按键，然后将选手号码的字节数据送至串行口输出并在数码管上显示出来。

每次选手抢答完一次后要手动的安复位键，对单片机进行复位。

复位电路

起振电路

三.电路安装与调试

1.安装电路

（1）检查元器件：

在安装电路前，先用万用表检查各元件质量。

（2）安装电路：

在电路实验箱上插接元器件组装电路。

组装时，应尽量按照电路的形式与顺序布线，要求做到元器件排列整齐，密度均匀，不互相重叠，连线尽量做到短和直，避免交叉。

对电解电容应注意正负极性，正极性接高电位，负极性接低电位，元件标称值字符朝外以便检查。

安装完毕后，应对照电路图仔细检查看是否有错接、漏接和虚接现象，并用万用表检查底板上电源正负极之间有无短路现象，若有，应迅速排除故障，否则不能通电进行性能测试。

2.通电测试

（1）通电观察电路安装经检查确定无误后，即可把经过准确测量的电源电压接入电路，此时不要急于测量数据，应首先观察电路有无异常现象，如有无冒烟、有无异常气味、元件器件是否发烫、电源输出有无短路现象等等。

如果有异常现象，应立即切断电源，检查电路，排除故障，待故障排除后方可重新通电测试。

实验成绩评定表

序号

实验名称：

1

实验方法：

□有创新□有改进□有缺陷□合理

2

数据处理：

□数据可靠□计算有误□无数据□不合理

3

计算过程：

□正确□有误

□假设条件不严格

4

实验结果：

□正确□部分正确□错误

5

文字表述：

□简明通顺□重复冗长□逻辑性差□有语病

6

实验态度：

□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付

7

综合评价：

□优秀□良好□中等

□及格□不及格

指导教师签名

指导教师：

年月日

桂林航天工业学院

电子工程系

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿课程实验报告

20＿----20＿学年第＿学期

专业：

＿＿＿＿＿班级：

＿＿＿＿＿学号：

＿＿＿

姓名：

＿＿＿＿＿同组者：

＿＿＿＿＿

指导老师：

＿＿＿＿＿