电子线路课程设计题.docx

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电子线路课程设计题

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电子线路课程设计题

一、数字智力竞赛抢答器的设计（3人）

设计说明：

比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一枪答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一枪答者。

同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）抢答器可供四组使用，组别键（信）号可以锁存；抢答指示用发光二极管（LED）。

（3）记分部分独立（不受组别信号控制），致少用2位二组数码管指示，步进有10分、5分两种选择，并且具有预置、递增、递减功能。

（4）要求性能可靠、操作简便。

2、发挥部分

（1）增加抢答路数。

（2）数码管显示组别键（信）号。

（3）自动记分（受组别信号控制）：

当主持人分别按步进得分键、递增键或递减键后能够将分值自动累计在某组记分器上）。

（4）超时报警。

（5）其它。

可能用到的芯片：

NE555，74LS48（CD4511），74LS00，CD4042，CD4012，CD4029，十进制加减计数器，4-2编码器等

二、步进电机控制器的设计（3人）

设计说明：

步进电机主要由转子和定子组成，

定子上绕制了A、B、C三相线圈。

当三相定子绕组轮流接通驱动脉冲时，

产生磁场吸引转子转动，每次转动的

角度称为步距。

根据三相绕组所加脉

冲的方式不同而产生不同的步距，其

中三相三拍方式的步距为3°，三相

六拍方式为1.5°。

根据不同的信号

频率形成不同的转速。

由三相脉冲加

入的不同相序形成正转或反转。

步进电机几个工作方式和对应的

脉冲序列：

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）控制器能够驱动步进电机以三相三拍方式（步距3°）正向运转。

（3）步进电机运行步数能够预置，每转一步自动减1，直到减到零，此时步进电机应能停止运转。

（4）绕组驱动电流不低于0.1安培。

（实验时可先用等值电阻替代绕组。

）

（5）要求性能可靠、操作简便。

2、发挥部分

（1）步进电机还可以按三相六拍方式（步距1.5°）工作。

（2）步进电机还可以反向运转。

（3）绕组驱动电流能够达到0.2安培。

（4）为步进电机设计合理的加速运行曲线。

（5）其它。

可能用到的芯片：

NE555，74HC90，74LS48，74HC164

三、电子密码锁的设计（3人）

设计说明：

要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）密码锁控制器中存储一个4位代码，当开锁按扭的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。

（3）从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并由扬声器发出持续10至20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。

（4）要求性能可靠、操作简便。

2、发挥部分

（1）密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。

（2）可实现遥控开锁，遥控距离>3米。

（3）开锁信号可以推动机械执行构件（例如：

利用继电器使电磁铁吸合拉动物件）产生动作。

（3）其它。

可能用到的芯片：

NE555，

四、简易广告牌（3人）

设计说明：

简易广告牌是由发光二极管（LED）构成的8×8或16×16矩阵板，当行、列有效时，其交叉点的LED被点亮，当多个LED被点亮时即可形成一定的图案或字符。

改变点亮方式将产生不同的效果。

设计要求：

1、基本部分

（1）自备稳压电源。

（2）用LED设计安装一块16×16矩阵板及其驱动

电路。

（3）用存储器存放待显示的字符，字符

数量不少于8个，比如显示：

“湖”、“北”、“大”、

“学”、“物”、“电”、“学”、“院”。

（4）字符替换用手动开关编码控制。

2、发挥部分

（1）扩展LED点阵为16×32。

（2）实现句子的左右滚屏显示。

（3）实现预存信息，定时更新。

参考电路可见谢自美教材。

五、直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计（3人）

设计说明：

脉宽调速是利用改变脉冲宽度的方法实现脉冲占空比的变化，用以改变输出直流电压的平均值，达到调节直流电机的转速。

设计要求：

1、基本部分

（1）设计一个多谐振荡器，频率调节范围为35KHz，占空比调节范围为3070%。

（2）选用额定电压不超过12V，额定电流不超过0.5A的玩具直流电机作实验，根据电机的实际参数设计功率放大器，使之推动直流电机工作。

（3）设计直流电机的转速检测电路，该电路可用光电转换方法实现。

（4）设计转速显示电路，用2位数码管出直流电机每秒钟所转的圈数。

2、发挥部分

（1）用4位数码管出直流电机每分钟所转的圈数。

（2）直流电机的圈数分可以预置，通过负反馈自动调节多谐振荡器的脉宽使实际转速稳定在预置的转速（圈数秒或圈数分）。

（3）其它。

NE555，74HC00，74HC90，

六、路灯控制器的设计（3人）

设计说明：

安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启。

并对开启次数和开启时间进行统计。

实验时要用三个台灯，其中两个无调光功能的模拟路灯，另一个有调光功能的模拟环境。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个受控台灯（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。

（3）能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。

（4）能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。

2、发挥部分

（1）设计一个环境亮度指示器用以检测环境亮度，在现场演示时，当调光或者改变光电传感器和光源之间的距离时，环境亮度指示器的输出电压应有不同的反应。

（2）“路灯”点亮（熄灭）能受环境亮度指示器的控制（如：

开关有“较暗”和“很暗”两挡，当位于“很暗”挡时（完全遮住光电传感器），两个“路灯”将都被点亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），仅有一个“路灯”将被点亮。

（3）能远程控制（>1000米）路灯的开和关。

（4）其它，如：

声音控制“路灯”点亮，延时熄灭等。

七、多点温度监控系统的设计（3人）

设计说明：

在对温度要求较高的地方（比如粮库）需要对测试仓库的各个地方的温度进行监控，超过存储温度则需要报警，提醒管理人员打开换气设备。

本课题是模拟粮库的实际情况，为之设计一个监控系统。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）主机可监控不少于3个点的温度变化，轮流显示各点温度。

（3）温度测量精度±2℃。

（4）显示器分两段，第一段2位十进制数，显示测温点号；第二段2位十进制数，显示对应点的测量温度。

（5）所连接的测温点中只要有任何一个测量点的温度达到高温值时应给出报警信号，当所有点的温度值降低到安全值后，停止报警

2、发挥部分

（1）温度传感器可在热敏电阻或集成温度传感器之间选择一种。

无论选择哪一种，都不采用AD转换器进行信号变换

（2）温度测量精度±1℃。

（3）具有温度传感器失效判断与显示功能。

（4）其他功能，尽量考虑降低成本。

、数字频率计的设计（3人）

设计说明：

数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个数，如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，时间T内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码，可得到被测信号的频率fx=，若T=1秒，则fx=N。

设计要求：

1、基本部分

（1）被测信号的频率范围为1Hz999KHz，分成三个频段，即1Hz999Hz，1100KHz。

100KHz~999KHz。

（2）具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。

（3）用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%。

2、发挥部分

（1）用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示Hz，红灯亮时表示KHz。

（2）具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出灯光和音响信号。

（3）测量误差小于5%。

（4）量程自动转换功能。

（4）其它。

九、乒乓球比赛模拟机的设计（2人）

设计说明：

乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。

设计要求：

1、基本部分

（1）至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。

（2）当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。

（3）设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。

2、发挥部分

（1）甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。

（2）发球次数能由一位数码管显示。

（3）一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。

（4）其它。

十、十字路口交通管理控制器的设计（2人）

任务说明：

在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。

根据车流状况不同，可调整三色灯点亮或关闭时间。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源；

（2）主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、5秒、25秒；

次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒；

（3）主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。

时序关系应该符合如下要求：

2、发挥部分

（1）主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置；

（2）主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整；

（3）其它。

十一、出租车计费器的设计（2人）

设计说明：

汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。

里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，则10个脉冲公里（设为P3）。

里程单价（设2.1元公里）可由两位（B2=2、B1=1）BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J690）后将里程计费变换成脉冲数P1=P3（1B2+0.1B1）。

由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元脉冲。

同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10个脉冲10分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元10分钟（置B4=0、B3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4（0B4+0.1B3）。

由于P4=10，则P2为6个脉冲，即得到相同的脉冲当量为0.1元脉冲。

同理，起步价（设3元）也可以转换成脉冲数（P0=个脉冲）或者将P0作为计数器的预置信号（框图所示）。

最后行车费用转换成脉冲总数P=P0+P1+P2，其结果用译码显示器显示。

设计要求：

1、基本部分

（1）设计制作自动计费器，包括行车里程计费、等车时间和起步价三部分，用三位数码管显示，最大金额为99.9元。

（2）行车单价、等车单价、起步价可分别由拨码开关或拨码盘预置。

2、发挥部分

（1）在车辆启动和停止时有音响提示。

（2）其它。

其它说明：

行车里程可由玩具电机和光电（或磁铁和干簧管）转换器进行模拟。

十二、多路数据采集系统的设计（2人）

设计说明：

数据采集系统的主要内容是实现AD和DA转换，ADC0809是常用的逐次比较型模数转换芯片，可以分时将8路模拟量转换成数字量。

DAC0832是基本的数模转换芯片，其中包括8位输入锁存器、数据寄存器和DAC电路，如果将芯片的端接地则直通型（输出模拟量跟随数字量变化）。

若采用芯片RAM6264为存储器，其13根地址线，地址信号可以用13位计数器获得，也可以将部分高位地址线接固定电平信号，用小容量的计数器产生低位地址。

安装调试时，还应注意地址信号、读写信号、数据缓冲器控制信号和AD芯片地址通道选择信号的配合，才能确保数据采集系统有条不紊地工作。

设计要求：

1、基本部分

（1）用ADC0809（或其他ADC芯片）实现对一路模拟信号进行数据采集，其模拟信号以常用物理量温度为对象，可以用05V的电压模拟现场温度。

采集的数据一方面送到存储器进行保存，同时用数码管跟踪显示。

（2）从存储器中读出数据，经DAC0832（或其他DAC芯片）进行数模转换，比较所得模拟量与输入模拟量对应情况，并且分析误差。

2、发挥部分

（1）用ADC0809（或其他ADC芯片）实现对两路模拟信号进行数据采集，其中一路模拟信号代表的物理量为温度，它由经温度传感器（如）、输入变换电路得到，与现场温度成线性关系的05V电压。

另一路模拟信号代表的模拟量自拟，也可以用05V的电压模拟。

采集的两路数据都能存储保存、跟踪显示。

（2）其它。

十三、数字存储示波器的设计（3人）

设计说明：

当用示波器观察非周期性信号或频率很低的周期性信号时，时常出现波形闪烁，很难观察到清晰稳定的波形。

而数字存储示波器是将这类超低频、非周期性的或单次信号用存储器记录下来，然后用适当的频率将存储信号按顺序读出来，重复送到普通示波器上进行显示，可以得到稳定的波形。

由于被测模拟信号不便存储，因此，可以按一定的采样频率对被测信号进行采样，经ADC转换成数字信号后按一定的顺序存储到RAM中。

当需要观察时，再按一定的频率把存放在ARM中的信号读出来，经DAC转换、低通滤波器后送到普通示波器进行显示。

因此设计电路必须具有采样、显示两种工作状态，上电启动后进入显示状态。

当需要采样时按动按扭P，系统才进入采样状态。

采样结束后系统能自动回到显示状态。

在显示状态下：

ADC禁止、RAM工作在“读”状态、“读”开关（S1：

单刀多掷）适当选择1100KHz的频率不断改变RAM地址、取出RAM中的数据到DAC，从而实现显示功能。

在采样状态下：

ADC启动、RAM工作在“写”状态、“写”开关（S2：

单刀多掷）适当选择适当的采样频率不断改变RAM地址、把每次采样的数据按顺序存入与地址对应的RAM单元中，直到存满2K容量为止。

采样结束，系统自动返回显示状态。

设计要求：

1、基本部分

（1）被测信号的幅值范围为05V，频率范围为1500KHz。

（2）信号的存储容量为2K×8位。

（3）采样频率要求在1100KHz范围内可调。

（4）显示存储信号时，其输出频率要求在110KHz范围内可调。

2、发挥部分（无）

十四、数字电子称的设计（3人）

设计说明：

电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号，由于该电压很微弱，须进行放大，放大的模拟信号经数模转换变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。

由于被测物体的重量相差较大，因此，根据不同的测重范围，可由电路自动切换量程，显示器的小数点对应不同的量程而变化，从而实现电子称的要求。

电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻的

受力变化转换成电压或电流信号。

桥路中R1、R2、R3

、R4为4个桥臂，桥臂电阻为应变电阻，对角点A、B

端接电源，C、D端为电桥输出，使用时接到电桥的负

载上。

未受力时，电桥处于平衡状态，R1R4=R2R3，电

桥输出为零；当应变电阻受外界物体重量的影响时，电

桥的的桥臂电阻的阻值发生变化，使电桥失去平衡，C、

D端上有电压输出。

考虑到应变电阻的不一致性，桥路

设有电位器进行调零。

设计要求：

1、基本部分

（1）称重范围用开关分为三挡：

01.999Kg，01.999Kg，019.99Kg，0199.9Kg。

（2）用3位数字显示称重结果。

（3）自制电子称传感器桥路

2、发挥部分

（1）具有量程自动切换功能。

（2）用4位LED显示称重结果。

（3）精致、准确

其它说明：

十五、声控电子锁的设计（2人）

设计说明：

声控电子锁是利用掌声的节奏开锁的，代码检测电路是系统的主要部分。

户另行设定）时，代码检测电路输出开锁信号。

因此，代码检测电路实为“1101序列检测器”。

在此提供设计要点。

设：

X为输入、Y为输出、S为状态，则状态表和状态转换图为：

分析状态转换图可见，无论X等于0或1，S1和S4的次态均一样，即S1和S4等价，所以可省去S4状态。

然后用Q1Q0对

S0、S1、S2、S3进行编码，可以得

到状态转换表。

选择触发器，由状

态表求得代码为（1101）的检测电路。

设计要求：

1、基本部分

（1）设计一个由掌声的节奏（序列脉冲）控制的电子锁，序列脉冲由4位0、1代码构成（代码可自行设定）。

当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码，使电路输出一个高电平（也可以是低电平有效），推动执行机构动作把锁打开。

执行机构可由两个LED模拟，用绿灯亮、红灯灭表示开锁，用绿灯灭、红灯亮表示关锁。

（2）掌声速度应与电路的时钟一致（例如1次秒），电路中设一个LED指示时钟脉冲变化。

（3）若输入一次开锁信号未将锁打开，可重复三次，否则，启动音响报警电路并自锁。

2、发挥部分：

（1）当锁打开时有机械执行机构动作。

十六、数字温度计的设计（2人）

设计说明：

温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。

温度传感元件较多，如热敏电阻、热电偶、温敏二极管、温敏三极管等。

比如温敏三极管在温度发生变化时be结的温度系数为–2mV°C，利用这个特性可以测出环境温度的变化。

但由于在0°C时温敏三极管be结存在的电压vbe不等于零，因此需要设计一个调零电路，使温敏三极管在0°C时的输出为零，使显示器的读数也为零。

当环境温度上升到100°C时，温敏三极管be结的电压增加到–200mV，这时应使电路的输出显示读数为100。

一般只需要调好0°C和满度，输出读数与温度就能对应。

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源

（2）被测温度范围0200°C。

（3）用4位数码管显示温度值，可直接读出0199.9°C。

其它说明：

实验时验证三个值：

冰瓶0°C、环境温度、100°C沸水。

十七、液体点滴速度监控装置的设计（3人）

设计说明：

设计并制作类似医用点滴速度自动控制装置。

首先

在漏斗处设置一个由红外发射、接收对管构成的传感器，

将点滴信号非电量转换成电脉冲信号。

用计数器检测两

滴之间的时间，该时间作为存储器EPROM的地址码，与

地址码对应单元内存入点滴速度的数据B（滴分），该数

据B与预置值A进行比较，根据比较结果A>B、A

A=B三种情况控制电机的转向使吊瓶作上升、下降、停

止的动作。

从而调整点滴速度，直到实测数据B和预置数

据A相等时为止。

设计要求：

1、基本部分

（1）设计一个光电传感器，置于一次性输液器的漏斗外边。

（2）检测点滴速度，并与预定速度值比较，调整吊瓶高度，使点滴速度能够稳定在预定速度值。

（3）自动调整吊瓶时间小于3分钟，误差范围为预定速度值的∓10%。

（4）点滴设定范围20160滴分钟

2、发挥部分

（1）吊瓶中的液体高度尚存23厘米时能发出报警声音。

（2）液体停滴时能发出报警声音。

（3）其它。

其它说明：

十八、小功率数控直流电压源的设计（3人）

设计说明：

设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

其原理示意图如下：

设计要求

1．基本要求

（1）输出电压：

范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV。

（2）输出电流：

500mA。

（3）输出电压值由数码管显示。

（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减。

（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。

2．发挥部分

（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值。

（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）

（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）

其它说明：

十九、小功率数控电流源的设计（3人）

设计说明：

设计并制作数控直流电流源。

输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。

其原理示意图如下所示。

设计要求

1、基本要求

（1）输出电流范围：

200mA～1000mA；

（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的

1％+10mA；

（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；

（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10mA；

（5）自制电源。

2、发挥部分

（1）输出电流范围为100mA～2000mA，步进5mA；

（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置（可同时或交替显示电流的给定值和实测值），测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；

（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1mA；

（4）纹波电流≤20mA（用示波器测量取样电阻上的纹波电压，纹波电流）

（5）其他。

二十1100秒计时器（2人）

设计说明

设计一个精度为1100秒的电子秒表。

本设计核心部分可用震荡器+分频器实现。

设计要求

1、基本要求

（1）计时精度10-2秒。

（2）6位数码显示，分别表示分、秒、110秒、1100秒。

（3）有两个按键分别控制秒表的归零、停止。

2、发挥部分

（1）可连续记录至少5个计时时间。

（2）增加一个按键循环显示以上的计时时间。

（3）设计该秒表计时准确性的测试和调整方法（或电路）。

（4）其他功能。

二十一音频功率放大器（2人）

设计说明

设计并制作一台音频功率放大器。

设计要求

1、基本要求

（1）自制稳压电源。

（2）频带范围100Hz——20KHz，失真度<3%。

（3）电压增益>=20dB。

（4）输出功率>=5W（8欧姆负载）。

（5）功率放大电路部分使用分立元件设计。

2、发挥部分

（1）增加音调控制电路。

（2）增加话筒输入接口，灵敏度5mV，输入阻抗>>20欧姆。

（3）输出功率>=20W（8欧姆负载）。

（4）其他。

二十二调频无线话筒设计（2人）

设计说明

无线话筒在现实生活中应用十分广泛，我国的调频收音机的接收范围是88MHz到108MHz，根据所学的知识，设计一款简易的调频无线话筒，使工作频段在接收机的接收频段内，在收音机中收听到无线话筒发出的语音信号。

设计要求

1、基本要求

（1）频带范围88MHz~108MHz。

（2）话筒有效工作距离>10米。

（3）最大频偏：

10KHz。

2、发挥部分

（1）能在两个以上的频点切换。

（2）增加工作频率的显示电路（显示频率与实际频率偏差<0.1MHz）。

（3）其他。

二十三简易无线遥控系统设计（2人）

设计说明

设计一种采用无线方式控制电器的开启和关闭的系统，电器用LED表示，亮代表工作，灭代表停止。

无线的工作频率可KHz~GHz，根据实