电子产品的设计与制作.ppt

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 序号 项目 分值 1 平时设计 30 出勤 5 系统设计 5 单元 1设计 5 单元 2设计 5 单元 3设计 5 电源设计 5 2 作品 60 成型、布局 10 焊接 10 成效 20 报告 20 3 创新 10 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 输 入 、 显 示 装 置 支 路 控 制 器 单 元 控 制 器 1 单 元 控 制 器 2 L E D 灯 1 L E D 灯 2 图 2 路灯布置示意图（单位： cm） L E D 灯 1 L E D 灯 2 4 0 2 0 4 0 S A B C S 4 0 4 0 4 0 M 定 位 点 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。 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 、 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 ; 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 80Hz 6kHz，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