多功能視力保護器CAD課程設(shè)計.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 2016 2017 學(xué)年 第 2 學(xué)期 電子線路CAD實訓(xùn) 課 程 設(shè) 計 報 告題 目： 多功能視力保護器 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電子信息工程2班 姓 名： 指導(dǎo)教師： 第1頁一、任 務(wù) 書課題名稱多功能視力保護器指導(dǎo)教師（職稱）（副教授） 執(zhí)行時間2016 2017 學(xué)年第 2 學(xué)期 第 14 周設(shè)計目的1. 培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神2. 通過查閱手冊和有關(guān)文獻資料培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力。3. 通過實際電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選取等環(huán)節(jié)，掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。4. 掌握protel dxp原理圖的設(shè)計方法，掌握PCB板圖的設(shè)計。5. 綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識去獨立完成一個設(shè)計任務(wù)。6. 培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風(fēng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。設(shè)計要求1. 設(shè)計硬件電路的protel原理圖，確定各電路模塊的主要參數(shù)。2. 按照要求繪制protel PCB板圖。3. 校驗實驗報告。4. 制作出70mm90mm的電路板，單雙面布線，線寬為20mil，安全距離為10mil，布局合理，符合電氣規(guī)則。第2頁此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流摘 要 目前，青少年視力低下，已成為國內(nèi)外共同關(guān)心的公共衛(wèi)生問題。調(diào)查顯示學(xué)生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識，不懂得“近視與盲只差一步”的危害性，有41.6%視力低下的學(xué)生并未采取正確的矯正措施，又缺專業(yè)機構(gòu)的治療。 因此我們進行了多功能視力保護器的研究設(shè)計。通過創(chuàng)造健康的讀寫環(huán)境和科學(xué)方式，避免因長期讀寫（包括看書、寫字、用電腦、看電視等）而導(dǎo)致的近視、駝背、脊柱側(cè)彎、斜視、頸椎病等疾病的發(fā)生和發(fā)展，用非醫(yī)藥的手段，防范和解除因不良的寫作習(xí)慣給人們帶來的傷害。 本設(shè)計主要實現(xiàn)測距報警、測光報警以及定時報警功能。利用超聲波發(fā)射接收器、NE555、光敏電阻等元件組合成電路，來實現(xiàn)上述功能。通過超聲波接收頭對接收的超聲波信號進行調(diào)制輸出，所采用的是純硬件電路，且分別對超聲波接收與發(fā)射、NE555及光敏電阻的特性及各個功能進行分析，通過這些元件的組合來實現(xiàn)設(shè)計所需的報警功能。該視力保護器實用、方便、功耗低、易于維護，并且具有保護使用者視力、預(yù)防近視的功能。關(guān)鍵詞：視力保護器；多功能；超聲波；光敏電阻。目 錄摘 要1第一章 引言21.1 選題的背景21.2 視力保護器的現(xiàn)狀3第二章 設(shè)計的目的及要求31.1 設(shè)計的目的31.2設(shè)計的要求4第三章 電路設(shè)計分析53.1電路原理框圖53.2電路設(shè)計原理圖5第四章 電路總設(shè)計64.1自制元件Bell64.2電路原理圖7參考文獻9總 結(jié)10三、指導(dǎo)記錄（包括合作討論情況）11第一章 引言1.1 選題的背景 學(xué)生近視在我國已成為一個日益嚴重的社會問題，國家有關(guān)部門對許多職業(yè)均有明確的視力要求，而一旦近視，花再多的錢醫(yī)治也不可能恢復(fù)原有的視力。專家認為造成學(xué)生近視的最主要原因是讀寫姿勢不正確。國家教委規(guī)定：學(xué)生在讀寫時，應(yīng)在一定亮度下，眼睛離讀物一尺，身離書桌一拳。 目前，青少年視力低下，已成為國內(nèi)外共同關(guān)心的公共衛(wèi)生問題。調(diào)查顯示學(xué)生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識，不懂得“近視與盲只差一步”的危害性，有41.6%視力低下的學(xué)生并未采取正確的矯正措施，又缺專業(yè)機構(gòu)的治療。 因此我們進行了多功能視力保護器的研究設(shè)計。通過創(chuàng)造健康的讀寫環(huán)境和科學(xué)方式，避免因長期讀寫（包括看書、寫字、用電腦、看電視等）而導(dǎo)致的近視、駝背、脊柱側(cè)彎、斜視、頸椎病等疾病的發(fā)生和發(fā)展，用非醫(yī)藥的手段，防范和解除因不良的寫作習(xí)慣給人們帶來的傷害。1.2 視力保護器的現(xiàn)狀 現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有許多電子公司都有自己公司生產(chǎn)的視力保護器。國內(nèi)這方面的研究現(xiàn)狀為：在國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護器，又稱坐視寶，它能有效的對使用者的坐姿不當(dāng)進行語音提示。還有國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的坐姿矯正器，可以糾正看書，寫字的不良坐姿?？傮w來看，國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護器功能特點比較單一，與人們的個性化需求尚有很大的差距，故不能很好的滿足廣大使用者的需求。國外也致力于對保護視力的研究，但是他們更側(cè)重于對近視原因的研究。美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)藥學(xué)中心何于光表示，吃魚和新鮮蔬菜能夠保護視力，降低發(fā)生近視的概率，他們認為通過合理的飲食營養(yǎng)搭配，以及正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對視力的保護能起到事半功倍的作用。研究表明，市場上真正的多功能視力保護器幾乎沒有，現(xiàn)有的產(chǎn)品只是側(cè)重視力保護的方面，功能比較單一，不能從多個角度保護使用者的視力。第二章 設(shè)計的目的及要求1.1 設(shè)計的目的a.培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神b.通過查閱手冊和有關(guān)文獻資料培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力。c.通過實際電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選取等環(huán)節(jié)，掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。d.掌握protel dxp原理圖的設(shè)計方法，掌握PCB板圖的設(shè)計。e.綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識去獨立完成一個設(shè)計任務(wù)。f.培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風(fēng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。1.2設(shè)計的要求a.設(shè)計硬件電路的protel原理圖，確定各電路模塊的主要參數(shù)。b.按照要求繪制protel PCB板圖。c.校驗實驗報告。d.制作出70mm90mm的電路板，單雙面布線，線寬為20mil，安全距離為10mil，布局合理，符合電氣規(guī)則。第三章 電路設(shè)計分析3.1電路原理框圖 視力保護器由測光電路、顯示電路、報警電路、定時電路4個部分組成，如圖1所示 圖 1 電路原理框圖3.2電路設(shè)計原理圖圖 2電路設(shè)計原理圖本電路主要包含：該電路包括3個振蕩器：（即超聲波發(fā)射振蕩器、報警聲振蕩器和定時用振蕩器）、一個超聲波接收放大器、一個光控電路和各功能的控制與指示燈電路。第四章 電路總設(shè)計4.1自制元件Bell4.2電路原理圖4.3制作符合要求的PCB板4.4將電路原理圖導(dǎo)入PCB板，得到PCB圖參考文獻1、齊躍峰. 電子線路CAD. 西安電子科技大學(xué)出版社, 20082、潘永雄.電子線路CAD實用教程（第三版）.西安電子科技大學(xué)出版社,20073、及力. Protel 99 SE原理圖與PCB設(shè)計教程.電子工業(yè)出版社,20044、曾峰.印刷電路板（PCB）設(shè)計與制作.電子工業(yè)出版社，20035、關(guān)健、張曉娟.電子CAD.電子工業(yè)出版社，2003總 結(jié) 本次CAD課程設(shè)計設(shè)計硬件上完成了多功能視力保護器的設(shè)計，并在此平臺上進行軟件設(shè)計，經(jīng)過測試，基本滿足設(shè)計目標(biāo)，可以完成各項基本功能。 在系統(tǒng)的開發(fā)過程中遇到不少困難，整個過程當(dāng)中嚴格按照“發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題”的思想解決問題，經(jīng)過長時間認真刻苦調(diào)試和老師、同學(xué)的幫助，一一得到解決。通過本次設(shè)計，我在接受新知識的能力、自學(xué)能力上得到了很好的鍛煉，為即將踏上工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。 當(dāng)然，由于時間關(guān)系，本次設(shè)計的系統(tǒng)也有某些不太完善的地方： (1)超聲波測距的使用，有時會出現(xiàn)大的干擾； (2)定時功能有些單一，目前只能實現(xiàn)一通電就自動開始計時。 以上問題有待進一步改善，例如定時功能，更好的設(shè)計應(yīng)該能實現(xiàn)隨時定時與自定義定時時間。相信通過我的進一步學(xué)習(xí)，最終會找到完美的解決方案。三、指導(dǎo)記錄（包括合作討論情況）1. 如何建立自己的原理圖文件？ 首先執(zhí)行菜單命令“FileSchematic Library”，建立新原理圖庫元件項目，然后執(zhí)行“FileSave as”命令，選擇合適的路徑保存項目。單擊Library Editor標(biāo)簽，打開原理圖元件編輯器，可以看到在Components欄中系統(tǒng)已經(jīng)建立了一個名為“Component-1”的元件。2. 如何使用PCB向?qū)韯?chuàng)建PCB？ 在打開的protel工程下，打開File面板，在File面板中選擇New from template欄中的PCB Board Wizard選項，在單擊Next按鈕，系統(tǒng)將進入PCB度量單位選擇對話框，在這里可以選擇度量單位英制或米制，選好后，單擊Next按鈕，向?qū)棾鯬CB尺寸形狀設(shè)置窗口，這里選擇Custom選項，在單擊Next按鈕，進入用戶自定義參數(shù)設(shè)置窗口，設(shè)好后將彈出PCB層數(shù)設(shè)置窗口，這里信號層和電源層皆為兩層，在出現(xiàn)過孔選擇窗口，這里選擇通孔，進入布線參數(shù)選擇窗口，設(shè)好后進入導(dǎo)線和過孔尺寸設(shè)置窗口，之后點擊Next按鈕，再點擊Finish按鈕就可。4、 答辯記錄及評分表課題名稱多功能視力保護器答辯教師（職稱） 答辯時間20162017 學(xué)年第 2 學(xué)期 第 15 周答辯記錄1. 什么是PCB雙面板？答：PCB雙面板（Double-Sided Boards）的兩面都有布線。不過要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的橋梁叫做導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍，而且因為布線可以互相交錯（可以繞到另一面），它更適合用在比