硬件电路课设

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1、 目录 第一章 直流稳压电源…………………………………………………………2 摘要………………………………………………………………………………….2 1．设计目的…………………………………………………...................................2 2．所需元器件………...............................................................................................2 3.电路的工作原理……………………………………

2、………..............................2--4 4.测量数据……………………………………………..............................................4 5.安装与调试……………………………………………..........................................5 6.心得体会……………………………………………..............................................5 第二章 声光控延时开关……………………………………………................6 1

3、．设计目的……………………………………………............................................6 2．所需元器件……………………………………………........................................6 3.电路的工作原理……………………………………………...............................7--8 4.测量数据……………………………………………...........................................8--9 5.心得体会……………………………………………......

4、.........................................9 第三章 九 路 抢 答 器……………………………………………...............10 1．设计目的……………………………………………...........................................10 2．所需元器件…………………………………………….......................................10 3.电路的工作原理……………………………………………............................10--12 4.测量数据……

5、………………………………………........................................12--13 5.心得体会……………………………………………..............................................14 参考文献……………………………………………..............................................14 1 第一章 直流稳压电源 摘要： 本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来测量直流电压，测量范围为0～+12V。直流稳压是一种当电网电压波动或温

6、度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器，直流电路，滤波电路，稳压电路四个环节。 关键词：直流 电源 整流 滤波 稳压 一．设计目的 1.学习直流稳压电源的设计与调试方法。 2.掌握直流稳压电源有关参数的测试方法。 3.理解直流稳压电源的工作原理，以及电路的各个极点的工作状态。 二．所需元器件 (1) 12V变压器一个带插头，电路面包板一个 (2)电容：2200uF一个，470uF一个，10uF一个，瓷片电容104的二个,LM317一个,220Ω电阻一个,1KΩ电阻二个,4.7KΩ电位器一个,1N4007型号二极管4个 ，1N4148型号二极管2

7、个，LED灯二个，鳄鱼夹一对，导线若干根。 三．电路的工作原理 220V市电经变压器变压(降压)、二极管桥式整流、电容C1滤波后送人LM317第3脚(输入端)，第2脚输出稳定的直流电压。第1脚为调整端，调整端与输出端之间为1.25V的基准电压。为了保证稳压器的输出性能，R2阻值应小于240Ω。为了使输出电压可调，调整端与地之间接可变电阻器R3，改变R3阻值即可改变输出电压。 2 C2用于滤除由市电引入的高频干扰，选用瓷介电容器。C1 (2200uF)组成电容滤波电路，C3(0.1μF)用于旁路基准电压的纹波电压，提高稳压电源的纹波抑制性能。在使用中，若负载为500-5000P

8、F的容性负载，稳压器的输出端会发生自激现象，电解电容器C4(4700μF)正是为此而设，再则可进一步改善输出电压的纹波。D5、D6是保护二极管，若输入端发生短路，C4的放电电流会反向流LM317，有可能被冲击损坏，D5的接人可旁路反向冲击电流，使LM317得到保护。同理若输出端短路，C3上的放电电流被D6短路起到保护作用。图中的R1与LED1为工作指示，当电源线插上市电插座后，若变压、整流、滤波、稳压正常时，发光二极管LED1发光，R2为LED1的限流电阻。发光二极管LED2也为工作指示的作用。 直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。 1．电源变压

9、器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压较小。 2．整流电路：将变压器次级交流电压变成单向的直流电压，它包含直流成份和许多谐波分量。 3．滤波电路：滤除脉动电压中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。 3 4．稳压电路：它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出 直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。 直流稳压电源电路图 四．测量数据 1.变压器副边电压U2=12.16V 2.整流滤波后的电压Uc=1

10、3.32V 3.输出电压U0的调节范围 1.25V～11.96V 4.电源内阻 RS=△U/△I=(5.08-4.89)V/(51.9-43.1)mA=21.59Ω 5.纹波电压（或示波器或交流毫伏表） 4.36mV 4 五．安装与调试 经过电路板的设计、元件的安装、焊接的学习，现在可以自行按电路要求进行制作。 找一块单面敷铜板，把所有元件(二极管与电阻器为卧式)及变压器都设计、安装在这块板上，LM317外配散热器使用，注意散热器要放在电路板边沿或放在离其他元件较远的版面上，可调电阻器也要方便调节。待所有元件焊接

11、好之后，再将变压器的引线头及电源线接头从印制板正面穿过板再在焊盘一面焊接在电路板上。 检查元器件焊接无误后，用万用表电阻RX10档测试电源输出正、负端间电阻值，应有几十至几百Ω阻值(不能为0)。此后可将变压器的电源线插头插入220V的交流电源插座上，印制板上发光管发亮，表明电源接通。再用万用表直流电压档接在电源输出正、负端上，调节可变电阻器，用万用表测电源输出电压应随之可变，即制作结束。 六．心得体会 通过本次实践电路设计，掌握了直流稳压电源的电子电路的设计与制作，使我学会了如何去检查电路中的错误。在接电路的过程中要仔细并且得有耐心，在检查错误时要更耐心。在实验测试时，应

12、保持冷静，要有条理，遇问题时要联系书本知识积极思考，同时记录好实验数据，这样才能在实验后进行数据分析和总结。通过这次课程实践设计，加强了焊接能力和检查线路错误的能力，同时大大加强了我的 5 动手实践能力。在老师的细心地指导下，及在同学的帮助下，使我顺利的完成本次课程实践设计。 第二章 声光控延时开关 一．设计目的 1.学会选择电路元器件参数。 2.更加深刻理解声光控延时开关的工作原理，以及电路中数据的测试。 3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二．所需元器件 CD4011一个，瓷片电容104，103各一个，电解电容10uF一个，电阻200K二

13、个，10K一个，1M二个，4.7K一个，200Ω一个，光敏电阻一个，1N4148二极管二个，LED发光二极管一个，9013三极管一个，麦克风一个。 6 三．电路的工作原理 声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门D 1～ D4，使电路结构简单，工作可靠性高。 顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。

14、声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒接收并转换成电信号，为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RL等元件组成光控电路，R3和RL组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RL两端的电压高，即为高电平间，改变C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。D3和D4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时，信号经与非门D3、D4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C 3充满电后，当放电到一定电平时，经与非门D3、D4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。 7 声光控延时开关的

15、电路图 四．测量数据 1.发光管工作电流测量IF=9.22mA 2.延时时间的测量及计算 测量值:t=0.4s 计算值:t=RC=0.37s 8 3.与非门输出高低电平值 与非门 D1 D2 D3 D4 电平值 4.97～3.32V 4.97～1.43V 4.96～3.53V 0～3.13V 4.光控，声控，触摸灵敏度的调整 光控 声控 触摸 2.16～2.58V 0.05～0.85V 0.02～0.40V 五．心得体会 在老师的细心地指导下，及在同学的帮助下，使我顺利的完成本次

16、课程实践电路设计 在实验测试时，应保持冷静，要有条理，遇问题时要联系书本知识积极思考，同时记录好实验测量数据，这样才能在实验后进行数据分析和总结。通过这次实践电路设计，学到了很多同时大大加强了我的动手实践能力。 9 第三章 九 路 抢 答 器 一．设计目的 (1). 掌握九路数显抢答器组合，各单元电路的作用、译码器、显示器的逻辑功能； (2). 学会九路数显抢答器的电器原理图； (3). 掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接； 二．所需元器件 （1）CD4511一个，5V共阴数码管 1个，NE555定时器 1个，触点开关10个

17、，蜂鸣器一个。 （2）10kΩ电阻 7个，1kΩ电阻2个，2kΩ电阻 1个，100kΩ电阻 1个，300Ω电阻 7个，100kΩ电位器1个，100μF电解电容 1个，0.01μF瓷片电容 1个，0.1μF瓷片电容 1个，1N4148二极管17个，9014三极管2个，导线若干。 三．抢答器工作原理 优先表决电路时用来判断哪一个预定状态优先发生电路，如判断赛者谁先达到终点，智力竞赛中谁先抢答等。该电路时用4D触发器和非门组成的，CP脉冲电路由555电路提供，按钮为抢答人按钮，APACE按钮为主持人复位按钮。当无人抢答时，FDSA均为低电平， 这时触发器CP端吕然有连续脉冲输入，但CD451

18、1的输出端均为 10 零，数码管不亮，蜂鸣器输入端为低电平，所以不响。当有人抢答时， 例如D键被按下时，在CP脉冲作用下，Q1立变为1，数码管被点亮，同时4与非门输出端为高电平，蜂鸣器发声，在经反向后，控制从555来的脉冲平能再作用到触发器，即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。主持人可能通过按钮SPACE,使电路恢复正常状态，并为下一次抢答作好准备。 CD4511的工作原理：双列直插16脚分装，它将BCD标准代码变换成驱动七段数码管所需的信号。其中四线A~D为BCD码输入端。高电平有效。A为低位输入端，D为高位端。七段a~g输出高电平以驱动共阴极数码管发光。LE为锁存控制端，高点平

19、时能够锁存输入的BCD码。LT为灯测试反相控制端，BI为消隐反相控制端。 抢答器的核心电路图（1） 抢答器讯响电路图（2） 四．测量数据 1.锁存信号的变化:0.10～3.12V 2.按下复位键，复位信号的变化: 0～4.96V 3.报警电路，NE555的3脚输出信号波形，频率，如何调节频率 答：调节电位器可以调节频率。 12 NE555的3脚输出信号波形 4.分别按下各抢答按钮，CD4511的DCBA各引脚电位值的变化 电位值 D(V) C(V) B(V) A(V)

20、 1 0 0 0 4.45 2 0 0 4.45 0 3 0 0 4.44 4.43 4 0 4.44 0 0 5 0 4.43 0 4.42 6 0 4.43 4.42 0 7 0 4.43 4.42 4.40 8 4.42 0 0 0 9 4.43 0 0 4.42 13 五．心得体会 对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实践中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。 耐心细致、冷静有序。检测按步骤进行，一般由后级向前级检查，先判断故障位置（信号注入法），再查找故障点（电位法），循序渐进，排除故障。 参考文献 [1] 陈永真 陈之勃. 硬件电路设计精解. 电子工业出版社,2009 [2] 童诗白 华成英.电子技术基础（第三版）[M].高等教育出版社，2011 14