專業(yè)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求

電子線路課程設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容安排一、實(shí)踐步驟教學(xué)目標(biāo)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐關(guān)鍵針對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行電子設(shè)計(jì)能力。學(xué)生經(jīng)過獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試能夠完成特定功效電子電路。二、實(shí)踐步驟教學(xué)內(nèi)容依據(jù)教學(xué)綱領(lǐng)基礎(chǔ)要求，培養(yǎng)和提升學(xué)生在軟件和硬件設(shè)計(jì)方面基礎(chǔ)實(shí)戰(zhàn)能力，此次實(shí)踐步驟內(nèi)容分為2個(gè)部分，累計(jì)5個(gè)內(nèi)容，累計(jì)20課時(shí)。第一部分為軟件編程基礎(chǔ)（8課時(shí)），針對(duì)單片機(jī)開設(shè)基于C語言硬件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，采取自制51學(xué)習(xí)開發(fā)板。第二部分為硬件設(shè)計(jì)（12課時(shí)），學(xué)生獨(dú)立或合作（1～3人）完成一個(gè)特定功效電路。分為電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)、PCB制作加工制作、試驗(yàn)調(diào)試測(cè)試，3個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容。實(shí)踐內(nèi)容簡(jiǎn)述以下：1、軟件編程（2次，8課時(shí)；累計(jì)：30分）流水燈控制程序設(shè)計(jì)顯示器和按鍵控制程序設(shè)計(jì)內(nèi)容：采取51單片機(jī)學(xué)習(xí)板，C編程實(shí)踐。提交試驗(yàn)匯報(bào)。2、硬件實(shí)作（3次，12課時(shí)；硬件40分、匯報(bào)30分，累計(jì)：70分）依據(jù)下文列表題目和要求選擇1個(gè)題目，完成對(duì)應(yīng)制作內(nèi)容。內(nèi)容：PCB設(shè)計(jì)制作、加工；調(diào)試、測(cè)試；數(shù)據(jù)分析等。每個(gè)同學(xué)提交獨(dú)立設(shè)計(jì)小論文，小論文基礎(chǔ)要求以下：格式要求參考學(xué)校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求撰寫小論文。論文基礎(chǔ)項(xiàng)目有：題目、作者、漢字摘要、漢字關(guān)鍵詞、英文摘要（可省）、英文關(guān)鍵詞（可?。⒃O(shè)計(jì)內(nèi)容敘述、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、總結(jié)和心得體會(huì)、參考文件、實(shí)物圖片等多個(gè)基礎(chǔ)步驟。正文圖片、公式等按章節(jié)有序編號(hào)。全文漢字字?jǐn)?shù)在～4000字左右。論文撰寫努力爭(zhēng)取邏輯和條理清楚；設(shè)計(jì)思緒清楚、設(shè)計(jì)原理講述透徹；程序書寫有條理、有步驟圖、關(guān)鍵語句有注釋內(nèi)容、函數(shù)申明清楚了然。風(fēng)格和文檔屬性要求采取officeWord文件格式，撰寫風(fēng)格清楚、美觀。提交要求只提交電子文檔材料。建立一個(gè)文件夾，以“學(xué)號(hào)＋姓名”命名（如“07115_張三”）內(nèi)附：工程文件1份；小論文1份。

三、硬件實(shí)做題目以下題目學(xué)生自由組隊(duì)或獨(dú)立完成，但每組組員不得超出題目要求最多人數(shù)。于10月15前各班學(xué)習(xí)委員統(tǒng)計(jì)提交該班選題題目和小組組員名單。1、簡(jiǎn)易紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2人）設(shè)計(jì)一個(gè)采取紅外方法控制電器開啟和關(guān)閉系統(tǒng)，電器用LED表示，亮代表工作，滅代表停止?；A(chǔ)要求（1）遙控對(duì)象：2個(gè)，用LED替換，亮表示工作。（2）發(fā)射機(jī)和接收機(jī)控制距離>1米。（3）不能采取現(xiàn)成收發(fā)機(jī)整機(jī)。發(fā)揮部分（1）遙控對(duì)象增加到8個(gè)。（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇、臺(tái)燈等供電電器開關(guān)控制。（3）其它實(shí)用功效。2、音頻功率放大器設(shè)計(jì)（2人） 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)音頻功率放大器。 1、基礎(chǔ)要求（1）頻帶范圍200Hz——10KHz，失真度<5%。（2）電壓增益>=20dB。（3）輸出功率>=1W(8歐姆負(fù)載)。（4）功率放大電路部分使用分立元件設(shè)計(jì)。發(fā)揮部分（1）增加音調(diào)控制電路。（2）增加話筒輸入接口，靈敏度5mV，輸入阻抗>>20歐姆。（3）輸出功率>=10W(8歐姆負(fù)載)。（4）其它。3、調(diào)頻無線話筒設(shè)計(jì)（2人） 無線話筒在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用十分廣泛，中國調(diào)頻收音機(jī)接收范圍是88MHz到108MHz，依據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易調(diào)頻無線話筒，使工作頻段在接收機(jī)接收頻段內(nèi)，在收音機(jī)中收聽到無線話筒發(fā)出語音信號(hào)?；A(chǔ)要求（1）頻帶范圍88MHz ～108MHz以內(nèi)。（2）話筒有效工作距離>5米（3）最大頻偏：<50KHz。發(fā)揮部分（1）能在兩個(gè)以上頻點(diǎn)切換。（2）工作距離>20（3）其它。4、鎖相頻率合成器設(shè)計(jì)（2人）基礎(chǔ)要求（1）采取CD4046或NE567集成電路。（2）工作頻率范圍自定。（3）輸出頻點(diǎn)8個(gè)。發(fā)揮部分（1）輸出頻點(diǎn)大于16個(gè)。（2）輸出信號(hào)大小0～5Vpp可調(diào)，輸出阻抗200歐。（3）其它5、可調(diào)直流穩(wěn)壓源設(shè)計(jì)（1人）基礎(chǔ)要求（1）輸出電壓：范圍0～＋10V，連續(xù)可調(diào)，紋波小于10mV。（2）輸出電流：500mA。（3）采取分立元件制作。發(fā)揮部分（1）含有輸出短路保護(hù)功效。（2）含有溫度賠償功效，輸出電壓不隨溫度改變發(fā)生漂移。（3）其它。6、紅外障礙傳感模塊設(shè)計(jì)（1人）障礙檢測(cè)傳感器在智能機(jī)器人設(shè)計(jì)中相關(guān)鍵應(yīng)用，障礙檢測(cè)原理以下圖所表示，它經(jīng)過發(fā)射和接收紅外光判定障礙物是否存在。應(yīng)用時(shí)當(dāng)障礙物落入檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)接收器輸出高電平表示，障礙物落入檢測(cè)范圍以外時(shí)接收器輸出低電平表示。具體原理可參考紅外光電開關(guān)傳感器。障礙物紅外光電開關(guān)傳感器實(shí)物紅外測(cè)障傳感器工作原理障礙物紅外光電開關(guān)傳感器實(shí)物紅外測(cè)障傳感器工作原理基礎(chǔ)要求(1)檢測(cè)距離大于10cm。(2)采取一般紅外收發(fā)傳感器，不得采取成品紅外光電開關(guān)傳感器。(3)經(jīng)過LED燈亮和滅表示檢測(cè)結(jié)果。發(fā)揮部分(1)增加檢測(cè)距離到50cm以上。(2)檢測(cè)距離可調(diào)。(3)其它。7、簡(jiǎn)易電子琴（2人）聲音是由物體振動(dòng)而產(chǎn)生，樂音是有規(guī)律振動(dòng)而產(chǎn)生。樂音最顯著特點(diǎn)是有固定震蕩周期。樂音有部分基礎(chǔ)特征，如音調(diào)，音色等。音調(diào)高低是由振動(dòng)頻率來決定，樂譜里1，2，3，4，5，6，7……是日常熟悉音，它們其實(shí)是頻率不一樣周期信號(hào)。聲音頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，下表給出了多種音調(diào)下音符頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系。音符和頻率對(duì)照表單片機(jī)按鍵單片機(jī)按鍵音頻放大器揚(yáng)聲器簡(jiǎn)易電子琴組成原理若能利用程序來控制單片機(jī)某個(gè)輸出腳不停輸出“高”“低”電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率方波，將該方波放大后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器就能發(fā)出一定頻率聲音，利用單片機(jī)定時(shí)器能夠做到比較正確頻率輸出。一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴結(jié)構(gòu)圖所表示。另外，相同頻率信號(hào)實(shí)際上還有占空比差異，若還能控制“高”“低”電平連續(xù)時(shí)間，即改變輸出波形占空比，就能夠?qū)崿F(xiàn)聲音音色改變，這種控制就是PWM控制。利用51單片機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)頻率控制和占空比控制比較困難，通常能做到發(fā)聲頻率正確控制，占空比控制需要高速單片機(jī)才能做到，不過部分特殊功效單片機(jī)內(nèi)部集成有PWM控制器，單片機(jī)工作速度并不需要很高就能夠做到頻率和占空比正確控制，樂曲演奏效果就會(huì)愈加好。專業(yè)級(jí)電子琴發(fā)音比上述發(fā)聲原理復(fù)雜多，因?yàn)槁曇羰菑?fù)雜，從頻譜角度來看，樂聲除了基波還有諧波分量，這些諧波對(duì)聲音效果貢獻(xiàn)一樣關(guān)鍵。專業(yè)級(jí)電子琴采取波形合成技術(shù)，把每個(gè)發(fā)音做到很迫近真實(shí)樂器發(fā)音，效果就會(huì)好很多。在電子處理方面，波形合成技術(shù)不僅處理了一個(gè)樂器演奏一個(gè)音色效果，而且還很方便地實(shí)現(xiàn)樂器聲改變，電子琴不僅能夠模擬鋼琴，還能模擬二胡、笛子、薩克斯等樂器演奏效果。從樂器發(fā)展史來看，電子技術(shù)帶來是樂器發(fā)展全新概念——萬能樂器。不過，現(xiàn)在電子琴還不能完全替換多種樂器，原因還是因?yàn)槁曇魪?fù)雜性。樂器發(fā)聲實(shí)際上很復(fù)雜，完全波形合成還不能做到，電子琴發(fā)聲也就只能做到迫近實(shí)際樂器發(fā)聲，高標(biāo)準(zhǔn)演奏也只能是基礎(chǔ)樂器?；A(chǔ)要求(1)關(guān)鍵處理器采取51單片機(jī)。(2)最少8個(gè)按鍵。(3)可彈奏簡(jiǎn)單樂曲。發(fā)揮部分(1)能自動(dòng)演奏樂曲1首或以上。(2)16個(gè)按鍵以上。(3)其它。8、簡(jiǎn)易音調(diào)控制器設(shè)計(jì)（1人）設(shè)計(jì)采取運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)音調(diào)控制器。基礎(chǔ)要求(1)頻率范圍40Hz～15KHz。(2)1KHz處增益0dB；100Hz、10KHz增益±10dB以上可調(diào)。(3)采取單電源供電。發(fā)揮部分(1)增加1音頻功率放大器可驅(qū)動(dòng)8歐揚(yáng)聲器2～5W。(2)整個(gè)系統(tǒng)采取9V、2A單電源供電。(3)配接適宜插頭可用于計(jì)算機(jī)音響。9、LC諧振放大器設(shè)計(jì)（2人）基礎(chǔ)要求(1)中心頻率10.7MHz。(2)帶寬500KHz。(3)采取分立元件實(shí)現(xiàn)。(4)中心頻率點(diǎn)增益30dB，帶內(nèi)波動(dòng)小于1dB