《電子產(chǎn)品設(shè)計與制作》課件 模塊3：電路設(shè)計與測試實訓(xùn)

電子產(chǎn)品設(shè)計與制作模塊3：電路設(shè)計與測試實訓(xùn)3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計“電動車尾燈閃爍器”閃爍顯示示意圖3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計電路邏輯功能表或真值表“電動車尾燈閃爍器”各LED初始邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉(zhuǎn)顯示1左轉(zhuǎn)顯示2右轉(zhuǎn)顯示1右轉(zhuǎn)顯示2閃爍顯示1閃爍顯示21L1HLLLLL2L1’HLLLLL3L2LHLLLL4L2’LHLLLL5L3HLLLLL6L3’HLLLLL7L4LHLLLL8R1LLHLLL9R1’LLHLLL10R2LLLHLL11R2’LLLHLL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計電路邏輯功能表或真值表“電動車尾燈閃爍器”各LED初始邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉(zhuǎn)顯示1左轉(zhuǎn)顯示2右轉(zhuǎn)顯示1右轉(zhuǎn)顯示2閃爍顯示1閃爍顯示212R3LLHLLL13R3’LLHLLL14R4LLLHLL15M1HLHLHL16M2LHLHHL17M3HLHLHL18M4LHLHHL19M5HLHLHL20M6LHLHHL21M7HLHLHL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計電路邏輯功能表或真值表合并后的“電動車尾燈閃爍器”各LED邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉(zhuǎn)顯示1左轉(zhuǎn)顯示2右轉(zhuǎn)顯示1右轉(zhuǎn)顯示2閃爍顯示1閃爍顯示21L1/L1’/L3/L3’HLLLLL2L2/L2’/L4LHLLLL3R1/R1’/R3/R3’LLHLLL4R2/R2’/R4LLLHLL5M1/M3/M5/M7HLHLHL6M2/M4/M6LHLHHL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計邏輯表達式及邏輯化簡第一步：寫出各輸出的邏輯表達式。第二步：邏輯化簡3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計控制信號選擇與設(shè)計工作狀態(tài)與所需信號對應(yīng)關(guān)系信號

狀態(tài)L（Left）R(Right)F(Flicker)停止xxx左轉(zhuǎn)顯示=CLOCKxx右轉(zhuǎn)顯示x=CLOCKx閃爍顯示xx=CLOCK3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計控制信號選擇與設(shè)計 控制開關(guān)的設(shè)計選擇

開關(guān)位置、工作狀態(tài)與所需信號對應(yīng)關(guān)系（表中的x表示無信號）

轉(zhuǎn)向開關(guān)位置閃爍開關(guān)位置本機工作狀態(tài)L（Left）R(Right)F(Flicker)STOPSTOP停止xxXLSTOP左轉(zhuǎn)顯示=CLOCKxXRSTOP右轉(zhuǎn)顯示x=CLOCKXSTOPFLICKER閃爍顯示xx=CLOCKLFLICKERRFLICKER3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計控制信號選擇與設(shè)計多路信號分配器（模擬電子開關(guān)）的控制設(shè)計

開關(guān)位置、工作狀態(tài)與所需信號對應(yīng)關(guān)系（表中的x表示無信號）

轉(zhuǎn)向開關(guān)位置閃爍開關(guān)位置本機工作狀態(tài)BAL（Left）R(Right)F(Flicker)STOPSTOP停止HighHighxxXLSTOP左轉(zhuǎn)顯示HighLow=CLOCKxXRSTOP右轉(zhuǎn)顯示LowHighx=CLOCKXSTOPFLICKER閃爍顯示LowLowxx=CLOCKLFLICKERRFLICKER3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計控制信號選擇與設(shè)計 控制開關(guān)的連接方法

控制開關(guān)的狀態(tài)組合會形成四種本機工作狀態(tài)：停止（STOP）、左轉(zhuǎn)顯示、右轉(zhuǎn)顯示、閃爍顯示；真正有用的狀態(tài)有三種，分別用：LL：表示“左轉(zhuǎn)顯示”狀態(tài)；RR：表示“右轉(zhuǎn)顯示”狀態(tài)；FF：表示“閃爍顯示”狀態(tài)；考慮到實際電路應(yīng)該有一個“地”來作為信號的基準(zhǔn)，故該電路輸出至少有四個端子：LL、RR、FF、GND。3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設(shè)計控制信號選擇與設(shè)計 選用“低電平”為有效邏輯電平，即被選中時為低電平，未被選中時為高阻狀態(tài)。

3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試一、子任務(wù)一之設(shè)計任務(wù)的確定產(chǎn)生一個時鐘信號，供后續(xù)電路使用。二、子任務(wù)一之電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇頻率為3-5Hz、占空比約為50%的方波信號。無需化簡。該信號的高電平應(yīng)能驅(qū)動后續(xù)的顯示電路，選擇大于6V；該信號的低電平應(yīng)確保后續(xù)的驅(qū)動顯示電路應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，所以選擇必須小于1V。3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試三、子任務(wù)一之方框圖的設(shè)計3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試三、子任務(wù)一之方框圖的設(shè)計產(chǎn)生振蕩信號的電路有很多種，RC振蕩器、LC振蕩器、石英晶體振蕩器、DDS集成電路振蕩器等等。此處選擇555時基IC來做振蕩電路的主要考慮是：產(chǎn)生一個低頻的方波；而且對頻率的精度要求不高。掌握使用555時基IC作多諧振蕩器的設(shè)計方法。

3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試四、電原理圖設(shè)計及原理分析3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試四、電原理圖設(shè)計及原理分析NE555真值表

輸入輸出狀態(tài)RS(PIN4)TRH(PIN6)TR(PIN2)VO(PIN3)DIS(PIN7)1LXX低低（內(nèi)部三極管導(dǎo)通）2H>>低低（內(nèi)部三極管導(dǎo)通）3H<>不變不變4H<<高（內(nèi)部三極管截止）5H><高（內(nèi)部三極管截止）3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試555作為多諧振蕩器其原理簡介3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試電容C1的充電回路充電時間的理論計算

3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試電容C1的放電回路放電時間的理論計算

3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試電容C1的放電回路振蕩周期（頻率）及占空比的理論計算振蕩周期：占空比：3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試五、任務(wù)一的BOM生成子任務(wù)一之BOM(材料清單)

LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數(shù)量位號181.MODULE1時鐘發(fā)生電路任務(wù)1

2?TIMERICNE555DIP81U1

2?二極管?1D1

2?瓷片電容?3C1，C2，C3

2?碳膜電阻???

2?四芯插座（2.5mm）???

2裸導(dǎo)線Pitch=10mm1JP103.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試六、在PCB上的裝配位置3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試使用儀器：數(shù)字存儲示波器、萬用表；12V直流電源測試點：“CLOCK”(R3的一端)測試內(nèi)容：正確連接電源，使用示波器觀察并記錄波形；3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試示波器的設(shè)置：a)探頭設(shè)置：置X10檔（一般來說，使用X10檔比X1檔對被測電路的影響較小）3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試示波器的設(shè)置：b)示波器的通道CH1探頭菜單衰減系數(shù)設(shè)置：置X10檔（與探頭一致）3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試示波器的設(shè)置：c)通道CH1的耦合設(shè)置：DC3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試示波器的設(shè)置：d)通道CH1、CH2的垂直（幅度）調(diào)節(jié)設(shè)置：e）水平（時間）調(diào)節(jié)設(shè)置：f)示波器的觸發(fā)模式設(shè)置：3.2任務(wù)一：時鐘信號電路的設(shè)計與測試七、任務(wù)一的電路測試測量并保存下來的波形3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路一、子任務(wù)二之任務(wù)確定將來自任務(wù)一的CLOCK信號分配給3個輸出信號（L、R、F），同時接受來自“轉(zhuǎn)向開關(guān)”和“閃爍開關(guān)”的控制，根據(jù)開關(guān)控制邏輯要求進行有序的信號分配。3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路二、子任務(wù)二之電路邏輯、化簡及信號選擇轉(zhuǎn)向開關(guān)：轉(zhuǎn)向開關(guān)的功能定義為：根據(jù)設(shè)計要求，在“閃爍開關(guān)”處于“停止”狀態(tài)時，由轉(zhuǎn)向開關(guān)來決定本機的“左轉(zhuǎn)”和“右轉(zhuǎn)”以及“停止”工作狀態(tài)；選擇理由：為了對應(yīng)其功能，轉(zhuǎn)向功能必須有“左轉(zhuǎn)”和“右轉(zhuǎn)”及“停止”三個位置。選擇結(jié)果：單刀三擲開關(guān)。三、子任務(wù)二之方框圖設(shè)計3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電原理圖設(shè)計3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路任務(wù)二原理圖之一（電子開關(guān)部分）四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電原理圖設(shè)計3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路任務(wù)二原理圖之二（轉(zhuǎn)向、閃爍開關(guān)部分）3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電路原理分析轉(zhuǎn)向開關(guān)、閃爍開關(guān)及控制信號B、A的連接電路3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電路原理分析雙4通道模擬信號分配器（雙四選一模擬電子開關(guān)）邏輯功能圖

3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電路原理分析雙4通道模擬信號分配器（雙四選一模擬電子開關(guān)）邏輯功能圖

控制端處于“ON”的通道使能端選擇B選擇ALOWLOWLOWXOYOLOWLOWHIGHX1Y1LOWHIGHLOWX2Y2LOWHIGHHIGHX3Y3HIGHXXNONE3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析電路原理分析轉(zhuǎn)向開關(guān)位置閃爍開關(guān)位置本機工作狀態(tài)BA通道ONL（PIN15）R(PIN14)F(PIN12)STOPSTOP停止HighHighX3無無無LSTOP左轉(zhuǎn)顯示HighLowX2=CLOCK無無RSTOP右轉(zhuǎn)顯示LowHighX1無=CLOCK無XFLICKER閃爍顯示LowLowX0無無=CLOCK工作狀態(tài)、開關(guān)位置、控制信號、4052的導(dǎo)通通道及輸出信號的邏輯關(guān)系四、任務(wù)二的電原理圖設(shè)計及原理分析信號分配電路圖3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路五、任務(wù)二的BOM生成任務(wù)二的材料清單LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數(shù)量位號181.MODULE2信號分配及控制電路任務(wù)1

2?IC多路信號分配HC4052DIP161U2

2?二極管？2?

2？瓷片電容?2?

2？碳膜電阻???3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路六、任務(wù)二在PCB上的安裝位置以及L、R、F信號測試點位置3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路七、任務(wù)二的電路測試使用儀器：數(shù)字存儲示波器，萬用表；測試內(nèi)容：1）按照任務(wù)二的電原理圖（如圖3.12和圖3.13）連接好轉(zhuǎn)向開關(guān)及閃爍開關(guān)的連線；將連接好的四芯線插頭插入PCB上J2的插座。2）給PCB通電。插上12V電源插座（J1）。3）在任務(wù)一有正常CLOCK信號輸出的情況下，繼續(xù)下面的測試。4）改變開關(guān)S1、S2的位置，分別使用萬用表及示波器測量并記錄3.3任務(wù)二：閃爍模式控制及模擬開關(guān)電路七、任務(wù)二的電路測試工作狀態(tài)、開關(guān)位置、控制信號、4052的導(dǎo)通通道及輸出信號的測試結(jié)果表轉(zhuǎn)向開關(guān)S1位置閃爍開關(guān)S2位置工作狀態(tài)RR(V)LL(V)LRF1STOPSTOP停止??？？？2LSTOP左轉(zhuǎn)顯示??？？？3RSTOP右轉(zhuǎn)顯示??？？？4STOPFLICKER閃爍顯示??？？？5LFLICKER??？？？6RFLICKER??？？？一、設(shè)計任務(wù)確定二、電路邏輯、化簡及信號選擇三、方框圖設(shè)計3.4任務(wù)三：邏輯變換電路的設(shè)計與測試3.4任務(wù)三：邏輯變換電路的設(shè)計與測試

四、電路原理圖設(shè)計與原理分析3.4任務(wù)三：邏輯變換電路的設(shè)計與測試五、BOM生成任務(wù)三的材料清單LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數(shù)量位號181.MODULE3信號分配及控制電路任務(wù)1

2?二極管？2？

2?三極管？？？

2？碳膜電阻???3.4任務(wù)三：邏輯變換電路的設(shè)計與測試六、元件裝配位置圖及相關(guān)測試點位置圖3.4任務(wù)三：邏輯變換電路的設(shè)計與測試七、電路測試參考電路波形3.5任務(wù)四：LED顯示及驅(qū)動電路設(shè)計與測試一、設(shè)計任務(wù)確定二、電路邏輯、化簡及信號選擇三、方框圖設(shè)