基于Multisim仿真软件的三人表决器电子设计制作——以中学生创新能力培养为例

电子基础

0 引言

科技创新能力的高低是一国竞争成败的关键，而提升我国科技创新能力的源头在于教育[1]。中学生是国家“人才兴国、“科教兴国”的重要培养对象，是国家科学技术的继承撑着和发扬者。中学时期就注重培养个人的创新能力[4]、动手能力尤为重要。本文以电子小制作为切入点，利用Multisim10仿真软件[2]详细介绍三人表决器的软件设计仿真方法，并购置了相应的电子散件，组装调试了电子产品。使用Multisim仿真软件对电子设计制作电路进行模拟仿真，在做电子产品实物之前先验证理论设计可行性，从而有效地避免了直接做实物最后不能实现产品功能带来了时间、成本的浪费，为广大中学生电子制作初学爱好者提供了范例。本文将从三人裁判表决器问题描述[7]、设计思路、Multisim仿真、实物制作等几个方面进行阐述，最后对广大中学生电子制作初学爱好者提出一些建议。

1 表决器问题描述与分析

三人裁判表决器是数字电子技术中一个较为简单和易实现的电子小制作[3，6]，掌握好它的设计制作方法对以后设计更为复杂的电子产品具有较好的借鉴意义。下面以体育运动举重运动员的成绩有效与否为例进行阐述。某届运动会举重项目中，一个举重运动员的成绩由三个裁判员进行独立表决，按照少数服从多数的原则，即三个裁判中有两个或者两个以上的裁判认为成绩有效，则该运动员举重成绩有效，否则认为举重成绩无效。为简单起见，这里不考虑主裁判和副裁判权重问题。为了让现场观众和运动员及时了解运动员举重成绩有效与否，现在设计这样一个电子产品：三个裁判员面前都有一个按键开关，针对某次举重，认为有效，按下自己面前的按键；认为无效，则不按按钮。按照少数服从多数原则，在成绩公示栏处有一灯光指示器，本次成绩有效指示灯亮，否则指示灯不亮，成绩无效。2 表决器电路设计与仿真

■2.1 根据问题列真值表

根据上文问题描述，利用数字电子技术的知识，假设三个裁判员的判定结果分别用A,B,C表示，运动员成绩用F来表达。若某个裁判判决本次成绩有效，则按下按键，对应字母的逻辑值为“1”，否则不按按键，为“0”；按照少数服从多数原则，若最终成绩有效，F为“1”，指示灯亮，否则F为“0”，指示灯不亮。用数字电子技术真值表的概念对以上问题描述可得如表1所示。

表1 三人裁判表决器真值表

A B C D

0000

0010

0100

0111

1000

1011

1101

1111 2.2 Multisim软件仿真

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。利用Multisim10中的逻辑转换器可得到逻辑表达式F=AC+AB+BC，如图1所示。根据表达式可画出电路图，其仿真结果如图2-4所示。转换按键K1、K2和K3可切换A、B、C逻辑电平，可以看出图2中A=1，B=0，C=0时，F=0，指示灯X1不亮；图3中A=0，B=1，C=1时，F=1，指示灯X1亮；图4中A=1，B=1，C=1时，F=1，指示灯X1亮。其它情况不再图例一一列出。

由仿真结果可以看出，利用Multisim设计的电路满足了表1三人裁判表决器真值表约束条件，符合本文三人裁判表决器设计要求。图2~4中用了X1作为指示器，也可以

基于Multisim仿真软件的三人表决器电子设计制作——以中学生创新能力培养为例

冀博龙1，段朝伟2

（1.河南师范大学附属中学，河南新乡，453000；2.河南工学院，河南新乡，453000）

摘要：随着素质教育在中等教育教学中的普及，中学生科学创新能力越来越受重视。电子设计制作是受广大中学生喜爱并且容易实现的课外兴趣活动，针对广大中学生电子爱好初学者，主要利用Multisim10仿真软件详细介绍三人表决器的软件设计仿真方法，并购置了相应的电子散件，组装了电子产品，经过上电测试，达到了设计目标，验证了Multisim仿真软件在电子小制作中的有效性和实用性。本设计通俗易懂，制作方法简单，对广大中学生电子制作爱好者具有借鉴意义。

关键词：中学生；创新能力；Multisim仿真; 表决器制作

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机械创新设计与实践

发行部业务联系方式 机械创新设计与实践/孙亮波，?黄美发主编.-西安电子科技大学出版社，：定价：28?.TH122? 序言 机械工程是国家工业基础，机械工程学科肩负着为国家和社会培养大量优质综合素质人才的重任。随着国家人才培养战略的更新，创新应用性人才、卓越工程师计划、拔尖人才培养计划、紧缺人才计划等不断推陈出新，其根本目的在于培养适应社会和企业需求的高素质、综合性人才。 教育部将全国机械创新设计大赛纳入重大赛事之列，共青团中央重点支持的“挑战杯”也是机械学子风云际会的舞台，同时，教育部大力支持各高校开展国家级大学生创新训练、创业项目……这些学科竞赛和学生团队项目，不仅培养和锻炼了一大批高素质综合性人才，也诞生和孵化了一些优秀的机械产品和高科技公司。 广大高校对于机械学科的人才培养进行了各种有益的尝试：每年资助教师进行各种形式和内容的教学改革研究、进行市场调查，修订和完善人才培养计划、增加实验和实践环节比例，加大相关教育投入、升级金工中心为工程训练中心，提供全方位的机械产品设计与制造体验等……

经过这些年的教育培养，我们欣喜地看到机械行业人才辈出，整体素质上了一个新的台阶。同时，我们也应该看到，要实现国家人才战略目标和满足企业用人需求，教育工作者还任重而道远。“知行合一”，培养机械专业学生具备扎实的理论基础和一定的产品设计与制造经验，成为高素质综合性人才，是所有教育教学工作者的毕生心愿和应尽职责。 传道授业，薪火相传。很欣慰地看到《机械创新设计与实践》这本教材的出版，它对于悬悬而望的广大机械学子和教师，尤其是热衷于从事机械产品创新设计和制造的学生，犹如雪中送炭。本书的编写团队专业理论深厚、实践经验丰富，多年坚持培养本科人才，乐于奉献，甘之如饴，教学效果显着，走出了一条机械专业本科人才培养的新路。这本教材很好地展现了他们在教学与科研方面的相关成果。 本书从“行”（即课外科技产品创新设计与制造）的角度着力，同时注重与“知”（即传统课堂理论和实验教学）的联系和互动，全面、精炼地总结了机械产品创新设计与制造、学科竞赛等诸多技术环节的重难点，并配有大量的案例分析。本书内容涵盖机械产品的需求剖析、创新设计、性能分析、加工制造，直至竞赛答辩，进行了全面而细致的科学归纳和升华。理论部分紧密围绕机械产品设计关联展开，是从事机械产品创新设计必需的基础知识；实践环节内容为编者的亲身体会，结合理论逐条分析，是难得的第一手材料，具有很好的参考和借鉴作用。同时编者还对机械专业人

电工电子实习创新设计

项目名称 基于51单片机的自行车测速器 项目简介 本项目以51单片机为基础，通过光电传感器进行采样，将信号引入单片机外部中断口，51单片机经过每秒钟中断次数计算自行车的速度，我们用LCD1602液晶屏显示时间，行驶速度，行驶距离。本项目设计简单，方便用户使用。 设计方案 硬件设计 我们以51单片机系统为基础，在P3.0,P3.1，P3.3三个口接三个按键，用来设定时间，分别是调时间移位键，+键，-键。P3.2口是外部中断口，用来接光电测速传感器。 软件设计 按键调时程序 void keyscan() { rd=0; if(s1==0) { delay(5); if(s1==0) { s1num++; while(!s1); if(s1num==1) { TR0=0; write_com(0x80+0x40+7); write_com(0x0f); } } if(s1num==2)

{ write_com(0x80+0x40+4); } if(s1num==3) { write_com(0x80+0x40+1); } if(s1num==4) { s1num=0; write_com(0x0c); TR0=1; } } if(s1num!=0) { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); if(s1num==1) { miao++; if(miao==60) miao=0; write_sfm(7,miao); write_com(0x80+0x40+7); } if(s1num==2) { fen++; if(fen==60) fen=0; write_sfm(4,fen); write_com(0x80+0x40+4); } if(s1num==3) {

电子实习创新设计

飞兆高功率逆变器设计方案 I 引言和摘要 由于对可再生能源的需求，太阳能逆变器 (光电逆变器)的市场正在不断增长。而这些逆变器需要极高的效率和可靠性。本文对这些逆变器中采用的功率电路进行了考察，并推荐了针对开关和整流器件的最佳选择。 光电逆变器的一般结构如图1 所示，有三种不同的逆变器可供选择。太阳光照射在通过串联方式连接的太阳能模块上，每一个模块都包含了一组串联的太阳能电池(太阳能电池)单元。太阳能模块产生的直流(DC)电压在几百伏的数量级，具体数值根据模块阵列的光照条件、电池的温度及串联模块的数量而定。 这类逆变器的首要功能是把输入的直流电压转换为一稳定的值。该功能通过升压转换器来实现，并需要升压开关和升压二极管。 在第一种结构中，升压级之后是一个隔离的全桥变换器。全桥变压器的作用是提供隔离。输出上的第二个全桥变换器是用来从第一级的全桥变换器的直流直流变换成交流(AC)电压。其输出再经由额外的双触点继电器开关连接到交流电电网网络之前被滤波，目的是在故障事件中提供安全隔离及在夜间与供电电网隔离。 第二种结构是非隔离方案。其中，交流电交流电压由升压级输出的直流电压直接产生。 第三种结构利用功率开关和功率二极管的创新型拓扑结构，把升压和交流电交流产生部分的功能整合在一个专用拓扑中。 尽管太阳能电池板的转换效率非常低，让逆变器的效率尽可能接近100% 却非常重要。在德国，安装在朝南屋顶上的 3kW 串联模块预计每年可发电 2550 kWh。若逆变器效率从95% 增加到 96%，每年便可以多发电 25kWh。而利用额外

的太阳能模块产生这25kWh 的费用与增加一个逆变器相当。由于效率从 95% 提高到 96% 不会使到逆变器的成本加倍，故对更高效的逆变器进行投资是必然的选择。对新兴设计而言，以最具成本效益地提高逆变器效率是关键的设计准则。 至于逆变器的可靠性和成本则是另外两个设计准则。更高的效率可以降低负载周期上的温度波动，从而提高可靠性，因此，这些准则实际上是相关联的。模块的使用也会提高可靠性。 图1 所示的所有拓扑都需要快速转换的功率开关。升压级和全桥变换级需要快速转换二极管。此外，专门为低频(100Hz)转换而优化的开关对这些拓扑也很有用处。对于任何特定的硅技术，针对快速转换优化的开关比针对低频转换应用优化的开关具有更高的导通损耗。 II 用于升压级的开关和二极管 升压级一般设计为连续电流模式转换器。根据逆变器所采用的阵列中太阳能模块的数量，来选者使用600V 还是 1200V 的器件。 功率开关的两个选择是MOSFET 和 IGBT。一般而言，MOSFET 比 IGBT 可以工作在更高的开关频率下。此外，还必须始终考虑体二极管的影响：在升压级的情况下并没有什么问题，因为正常工作模式下体二极管不导通。 MOSFET 的导通损耗可根据导通阻抗 RDS(ON)来计算，对于给定的 MOSFET 系列，这与有效裸片面积成比例关系。当额定电压从 600V 变化到 1200V 时， MOSFET 的传导损耗会大大增加，因此，即使额定 RDS(ON)相当， 1200V 的 MOSFET 也不可用或是价格太高。 对于额定600V 的升压开关，可采用超结 MOSFET。对高频开关应用，这种技术具有最佳的导通损耗。目前市面上有采用TO-220 封装、 RDS(ON)值低于100 毫欧的 MOSFET 和采用 TO-247 封装、 RDS(ON)值低于 50 毫欧的 MOSFET。 对于需要1200V 功率开关的太阳能逆变器， IGBT 是适当的选择。较先进的 IGBT 技术，比如 NPT战壕和 NPT领域停止，都针对降低导通损耗做了优化，但代价是较高的开关损耗，这使得它们不太适合于高频下的升压应用。 飞兆半导体在旧有NPT 平面技术的基础上开发了一种可以提高高开关频率的升压电路效率的器件FGL40N120AND，具有 43uJ和的 EOFF，比较采用更先进技术器件的 EOFF 为 80uJ和A，但要获得这种性能却非常困难。 FGL40N120AND 器件的缺点在于饱和压降VCE(SAT)(3.0V 相对于 125oC 的 2.1V)较高，不过它在高升压开关频率下开关损耗很低的优点已足以弥补这一切。该器件还集成了反并联二极管。在正常升压工作下，该二极管不会导通。然而，在启动期间或瞬变情况下，升压电路有可能被驱使进入工作模式，这时该反并联二极管就会导通。由于 IGBT 本身没有固有的体二极管，故需要这种共封装的二极管来保证可靠的工作。 对升压二极管，需要秘密行动？或碳硅二极管这样的快速恢复二极管。碳硅二极管具有很低的正向电压和损耗。不过目前它们的价格都很高昂。 在选择升压二极管时控制工程网版权所有，必须考虑到反向恢复电流 (或碳硅二极管的结电容)对升压开关的影响，因为这会导致额外的损耗。在这里，新推出的秘密行动II 二极管 FFP08S60S 可以提供更高的性能。当 VDD="390V" 、 ID="8A" 、 di/dt=200A和我们，且外壳温度为 100oC 时控制

电子创新设计实验报告

中国海洋大学课程设计报告 设计制作一台微型程控搅拌器 专业年级：2014级通信工程 指导教师：谷健 设计人：张志诚 左修洋 设计日期：2017年8月23日 摘要 本设计是制作一台微型程控搅拌器，采用AT89S52单片机来控制电机的正转、反转、加速转、减速转，以及与红黄绿三种颜色的LED灯的交替变亮、闪烁相互配合。采用PWM进行调速，全部通过单片机控制，达到智能操控的效果。 关键字：AT89S52；PWM；单片机控制 目录 1.1任务................................................................. 1.2设计要求............................................................. 1.3说明................................................................. 1.4设计提示............................................................. 2系统方案选择............................................................. 2.1单片机选择........................................................... 2.2电机制动............................................................. 2.3电机正反转...........................................................

发明创新设计与实践教学提纲

发明创新设计与实践

十个不同领域的专利 第一拉链 拉链由链牙、拉头、上下止（前码和后码）或锁紧件等组成。其中链牙是关键部分，它直接决定拉链的侧拉强度。一般拉链有两片链带，每片链带上各自有一列链牙，两列链牙相互交错排列。拉头夹持两侧链牙，借助拉襻滑行，即可使两侧的链牙相互啮合或脱开。 第二红外线传感器 利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。 第三核磁共振成像 磁共振成像是一种较新的医学成像技术，国际上从一九八二年才正式用于临床。它采用静磁场和射频磁场使人体组织成像，在成像过程中，既不用电子离辐射、也不用造影剂就可获得高对比度的清晰图像。它能够从人体分子内部反映出人体器官失常和早期病变。 第四晶体管

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如Relay、switch）不同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达100GHz以上。 第五安全剃刀 安全剃刀也叫做双面剃刀，或者叫使用双面刀片的刀架。 安全剃刀发明的目的当然是为了保护使用者的皮肤，但还是装置非常锋利的刀片，发明者是19世纪后期的法国人让雅克佩雷，灵感来自木匠造的的飞机机翼。上市于1875年，当时即获得“不会被割喉”的美誉。 第六真空瓶 真空瓶是指一种能使气体与外界温度隔绝的容器或隔绝外部细菌的容器。第七尼龙 聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），密度 1.15g/cm3，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。由美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。 尼龙是聚酰胺纤维（锦纶）的一种说法，可制成长纤或短纤。锦纶是聚酰胺纤维的商品名称，又称耐纶（Nylon）。英文名称Polyamide（简称PA），其基本组成物质是通过酰胺键—[NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。 聚酰胺主要用于合成纤维，其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性；当拉伸至3-6%时，弹性回复率可达100%；能经受上万次折挠而不断裂。 聚酰胺纤维的强度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍，是粘胶纤维的3倍。但聚酰胺纤维的耐热性和耐光性较差，保持性也不佳，做成的衣服不如涤纶挺括。另外，用于衣着的锦纶-66和锦纶-6都存在吸湿性和染色性差的缺点，为此开发了聚酰胺纤维的新品种——锦纶-3和锦纶-4的新型聚酰胺纤维，具有质轻、防皱性优良、透气性好以及良好的耐久性、染色性和热定型等特点，因此被认为是很有发展前途的。 该类产品用途广，是以塑代钢、铁、铜等金属的好材料，是重要的工程塑料；铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件，代替铜和合金作设备的耐磨损件。适用于制作耐磨零件，传动结构件，家用电器零件，汽车制造零件，丝杆

电子创新实践课程设计

西南科技大学信息工程学院电子技术与创新实践基地 《电子创新实践》 课程设计报告 设计题目：直流电压升压器 专业班级：信息对抗0801 姓名：伍炳杨柳杜瑞平 学号：20080858 20080844 20080859 指导教师：黎恒 设计期限： 成绩： 批阅教师：

一、设计任务 直流电压升压器 二、设计要求 1.输入电压30V；输出电压45V； 2.输出电流能达到0.5A； 三、设计内容 1、设计思想 直流电压升压器注重的是直流电压升压，对于一般的交流电，我们可以直接通过升压线圈得到，但是对于直流电来说，这个方法就不起作用了。于是，我们想到先把直流电变成交流电，再通过线圈升压的方法升压，再通过整流、滤波、稳压把交流电变为直流电压，最终达到直流升压的作用。 2、系统方案或者电路结构框图 其设计框图如图一所示： （图一） 3、设计和使用说明 （1）原理图 其设计电路图如图二所示：

（图二） （2）设计原理 升压变压器是将低交流电压、大电流、小阻抗相应变换为高交流电压、小电流和大阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。但是变压器的输入必须是交变电源，其输出电压正比于输出输入线圈的匝数比。如果用电池，因为是直流的，则必须在输入电路加开关电路，将其变成为不断变化的电压。这样才能在输出端得到交变的高压电。 稳压电路中，由于稳压管只能稳定较小的电压，所以我们选择了串联反馈式稳压电路。通过输出电压的变化量由反馈网络取样经比较放大电路放大后去控制调整管T 的c-e 级间的电压降从而达到稳定输出电压Vo 的目的。 公式及说明： 变压器两组线圈圈数分别为N 1和N 2，N 1为初级，N 2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器，初级次级电压和线圈 圈数间具有下列关系：2121//n n u u =式中n 称为电压比(圈数比).当n>1时， 则2121,u u n n <<，该变压器为升压变压器. 直流稳压电源结构图和稳压过程的具体流程如图三所示，波形图如图四所示。

电子信息工程专业本科毕业设计创新与实践

电子信息工程专业本科毕业设计创新与实践 李一兵,姜 弢,叶 方,董千慧 (哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘 要:人才培养是高等学校的根本任务,毕业设计是检验该项任务完成效果的主要手段。以电子信息工程专业学生为研究对象,提出一种本科生导师制与创新活动相结合的新型培养模式,分析该模式对促进学生科研综合能力与个性共同发展、营造有益于学生成长的学习氛围所起到的积极作用,论证该模式在提高本科毕业设计水平方面的必要性与可行性。 关键词:创新;导师制;毕业设计 中图分类号:G 424.29 文献标识码:A 文章编号:1008-5696(2009)04-0125-02 Innovation and Practice of Graduation Design Based on Tutor System LI Y-i bing,JIANG T ao,YE Fang,DONG Q ian -hui (H arbin Eng ineering U niver sity,Scho ol o f Informat ion and Communication Engineering ,H arbin 150001,China) Abstract:Graduation desig n can be seen as the main skill to v erify the effect of special talent culturing,w hich is the basic role o f hig h education.T his paper put fo rw ar d a new culture mo de co mbining the tutor system and innovatio n action w ith the study o f electronics inform ation eng ineering specialty ,w hich is pro -pitio us to co nstr uct fav orable study env ir onm ent and has active effect in accelerating the corporatio n dev e-l o pm ent of students .research ability and individuality.T his paper argument the necessity and feasibility of this mo de in improving the level of gr aduation design and is benefit to undergr aduate student culture for science and engineering specialty. Key words:innovation;tuto r system;gr aduation design 收稿日期:2009-01-18 基金项目:黑龙江省高教学会/十一五0教育科学研究规划课题 (115B -115) 作者简介:李一兵(1967~),男,教授,博士生导师,研究方向:控制与 仿真. 本科毕业设计在高等教育中占有重要地位,不仅是大学教育中的最后一个环节,也是全面检验学生综合分析问题与解决问题能力的重要环节。这一过程不仅可以培养学生综合运用所学知识分析解决工程实际问题的能力,而且可以加强学生科研能力,培养其具有严肃认真的科学态度、严谨求实的工作作风,以及勇于探索的创新精神,毕业设计的完成情况是对学生4年学习成果的最好检验。 电子信息工程专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径专业,是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。该专业要求学生掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法并具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。随着社会信息化的深入,各行业都需要电子信息工程专业人才。作为培养这一专业人才的高等学校来说,如何提高学生理论、实践水平及创新能力,是目前就业形势严峻形势下急需思考的问题。 1 存在的问题 在信息时代,新技术、新软件、新算法和新产品不断涌现,部分现行教育方法和理念已经无法适应这些新变化,导致毕业设计过程中出现了很多问题,在一定程度上阻碍了学生自我创新能力的培养。以我校电子信息工程专业本科生为例,存在的问题主要有以下几点:首先,学生对毕业设计的重要性缺乏足够的认识。在毕业设计过程中,指导教师、班主任和辅导员都会反复强调毕业设计的作用和意义,但大部分学生并没有在主观上对这个问题引起重视;对指导教师的工作安排不认同,不愿付出时间和精力去完成老师安排的工作[1]。其次,部分有积极性的学生,在涉足设计工作之初对需要解决的问题缺乏足够的认知,遇到困难往往畏缩不前、应付了事,使毕业设计流于形式[2]。如何采取有效措施,使毕业设计走入良性轨道,是广大教育工作者需要研究的重要问题。 2 原因分析 1)重视程度不够。自1999年以来,随着逐年扩招,学生数量逐年增多,学习能力上的两极分化较为严重,而就业的压力又不断增加。我校电子信息工程专业1999年招生人数比1998年翻了近一倍,此后每年招生增加近20%,但是就业率却由1998年的100%下降到近几年的90%左右。这些改

电子系统设计创新与实践实习报告

电子系统设计创新与实践 实习报告 ——数控直流电流源制作 学院：信息科学与工程学院 班级：通信工程09-1 姓名： 学号： 指导老师：

摘要 此次实习我的选题为数控直流源的设计与制作，我们小组在参考传统电流源以及普通数控电流源的基础上，在充分考虑性价比的同时提高数控电流源的准确性，再通过软件控制来实现数控直流源的工作。 本系统主要由直流电流源和单片机控制系统两部分组成。直流电流源采用连续调整型恒流源，电源电路分为四个模块电路：比较放大器、MOS型调整管、采样电阻和负载。根据题目要求，我们采用的是8位A/D转换芯片ADC0832，8位D/A转换芯片DAC0832，通过AT89C52单片机控制系统进行校正，同时它还负责键盘输入和LCD显示功能，人机界面友好。 关键字：直流源、AT89C52、DAC0832、ADC0832、LCD1602 一、数控电流源简介 所谓恒流源就是输出电流极其稳定不随负载变化。为了保证电流不变，输出电压必须始终符合V=I*R。即负载需要多大电压，恒流源就必须输出多大电压，“无条件”予以满足。负反馈的作用就是“使之稳定”。通过时刻“检查”控制对象的状态，并进行调整。发现小了，就设法使之增大，发现大了，就设法使之减小。形象地说，电流负反馈电路则是采样输出电流，计算误差，据此调节自身状态，使输出电流稳定，因而，输出特性接近恒流源。 随着电子技术的不断进步，对电子仪器的要求也不断提高。电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，然而传统的电流源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。再者单片机技术的不断发展和D/A，A/D技术的不断成熟使得数控电源成为可能，数控电流源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势。 二、设计任务及要求 1.设计任务: 设计并制作数控直流电流源。输入交流36V，50HZ；输出直流电压<=10V。其原理示意图如下：

《电子创新实践题目》word版

电子创新设计题 题目1：简易数控直流电源 设计任务：设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。 设计要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 题目2：水温控制系统 设计任务：设计并制作一个水温自动控制系统，水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 设计要求：1．基本要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。 、题目3：液体点滴速度监控装置 设计任务：设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置。 设计要求：（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 10% 1滴。（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。 题目4：无线数据传输系统设计（温度遥测） 设计任务：设计并制作无线数据发送和接收电路，如图所示。借助无线，红外线的传输方式获得远方温度信息。数据信号经无线电或红外线形式发送出去；接收器，接收到信号后，解调出原始信号并存储和显示温度值。信号调制形式不限。设计要求：1. 测温范围10℃～45℃，误差<0.5℃；2 .显示位数3位，分辨率0.1℃；3. 测温点到接收点距离>8米；4.可设置温度上限报警；5.接收点显示测温点数据及声光上限报警信号； 题目5：数字电压表设计 设计任务：设计一个数字电压表 设计要求：1．分辨率为3位半（即最大显示读数为± 19.99V）；2．要求量程能自动转换，即根据测量结果，自动决定小数点位置；3．能通过键盘或开关选择

创新设计与实践

创新设计与实践 题目: 基于AT89S52的16LED摇摇棒 院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1101 学生姓名：学号：2011239103XX 指导教师：教师职称：讲师 评语及成绩： 指导教师： 日期：

目录 1 课题简介 (1) 1.1课题研究背景 (1) 1.2 本课题研究内容 (1) 2 系统总体设计方案 (1) 2.1 设计方案论证与比较 (1) 2.2 主要部件原理 (2) 2.3 系统设计 (3) 3 软硬件电路设计与调试 (3) 3.1 硬件电路设计 (3) 3.2 软件电路设计 (4) 3.3 软硬件电路调试 (6) 结论 (8) 参考文献 (9) 附录1 (10)

1 课题简介 1.1课题研究背景 “摇摇棒”是基于人的视觉暂留原理的，通过分时刷新16个发光二极管来显示输出文字或图案等信息的显示装置。输出信号频率的控制通过单片机来实现，用摇动传感器检测当前摇动状态。当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。1.2 本课题研究内容 本设计要求制作完成一个LED的显示棒。要求LED灯线状排列，通过摇动时形成的亮灯扇形区域能够分辨出汉字或图案且可以使用开关对显示内容进行切换。 2 系统总体设计方案 2.1 设计方案论证与比较 所谓的“摇摇棒”，其实就是一个循环的LED显示，利用人的视觉滞留产生静态显示的现象。要实现这个目标，就要求延时部分做的比较小，所以采用石英晶体振荡器。而目前能够实现这种功能的器件有很多种，不同的类型的器件也能够很好的完成。 本作品本着方便、价格低廉的原则，采用单片机控制，由水银开关的闭合对单片机产生外部中断，从而对中断进行采集。到达一定数量便进行图象的转换。整个系统由单片机控制模块，开关及电源模块和输出显示模块三个部分构成。系统框图如下：

电子系统综合设计与实践教学大纲学习资料

电子系统综合设计与实践》教学大纲 （课程编号8410397 学分-学时-实践4-64-40） 东南大学电工电子实验中心 一、课程的性质与目的 本课程是东南大学电工电子类专业课程体系与内容的教学改革的产物，是组成东南大学电工电子类专业技术基础课平台课程的课程之一，也是最重要的一门实践性课程。其目的是通过一个以工程实践或社会生活为背景的电子系统的研究、设计与实现，使学生能将已学过的模拟电路、数字电路以及单片机等知识综合运用于电子系统的设计中，从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力，这是在所有实践性课程中最具活力，最能培养学生的自主学习与实践能力、培养学生创新思维的课程之一。在教学中可以根据学生所在的各学科专业的实际要求，选择不同的实践课题。 本课程是研讨型课程，采用教师授课、自主学习与研究、演讲与讨论、设计与实践、答辩与验收等多种教学方式。 课程学时：课内总学时64学时，其中：授课11学时，专题讲座11课时，讨论11课时，实践31学时（实践2课时作1学时）；课内外学时比例：1：2 适用范围：电类专业本科生 先修课程：大学物理（含半导体器件物理）、电路分析基础、电子技术基础（模拟、数字）、信号与系统、单片机技术（微机）或嵌入式系统。 二、课程内容及教学要求 1.授课内容 （1）电子系统设计导论：介绍电子系统设计方法（自顶向下和自底向上）和系统实现过程，学习现代电子系统构建与设计的方法。 （2）单片机应用系统设计：掌握单片机应用系统的组成与构建，学习单片机应用系统资源配置、结构与总线设计、电源配置，掌握输入输出接口通道、人机交互等系统中各功能模块的设计与实现；掌握运用汇编与C语言进行单片机程序设计与程序调试方法。 （3）信号获取、处理、传输与执行：学习电子系统与外界信息交互（信号检测与执行控制）的方法、元件选择与电路设计。 （4）电子系统实现：以一个具体的综合性课题，将以上各部分内容贯穿起来综合运用，让学生学习电路与系统的搭试、构建、调试、测试的方法；向学生介绍电子系统的设计方法，电子系统工程实现中的工程问题。 2.专题讲座 （1）模拟电路设计：学习信号发生、放大器（尤其是小信号低噪声放大器、功率放大器）、滤波器、常用传感器与检测电路的设计和使用；对于通信工程、自动控制，电气工程等专业，还要根据专业的特点，学习设计和使用专业所使用的模拟电路。要充分利用Multisim等EDA软件工具，提高设计的水平。 （2）传感器与检测电路：了解通过传感器将外界信息转化为电信号的方法与常用电路，掌握信号的转换、滤波、放大、整形等方法。 （3）数字电路设计：学习并掌握自顶向下的系统设计方法，特别要学会运用VHDL语言或Verilog 语言在FPGA/CPLD中设计数字电路，熟练运用各功能模块，并应用这些模块来设计数字系统，掌握QuartesII 或ISE等开发工具和逻辑仿真的方法。 （4）电源设计：学习并掌握电子系统中对各类电源（工作电源、参考电源、基准电源、隔离电源）的需求分析、选择和电路设计的基本方法。 3.讨论、演讲与答辩 （1）系统设计：针对所选择的课题，在系统设计后进行系统结构、实现方案的论证。

高等学校教学成果奖申请表-大学生电子设计创新实践能力培养探索与实践

第八届湖北省高等学校教学成果奖申请简表 推荐学校（盖章）： 江汉大学 成果科类： 工学 申报等次：二等奖 成果名称：大学生电子设计创新实践能力培养的探索与实践 完成单位：（1）江汉大学 （2） （3） 成果主要完成人：秦工、操长茂、王中明、周俊、谭翠兰 姓名 专业技 术职称 所在单位 近三年年 均教学工 作量 在该成果中承担的工作 秦工 副教授 江汉大学 400 制定计划，组织实施 操长茂 副教授 江汉大学 400 培训指导 王中明 副教授 江汉大学 500 培训指导 周俊 讲师 江汉大学 400 培训指导 谭翠兰 实验师 江汉大学 300 培训指导

一、成果主要创新点（400字以内） 1、形成了三级大学生创新实践能力培养体系 第一级：基础能力训练，主要针对一年级；第二级：综合设计能力培养，主要针对二年级；第三级：研究创新能力培养，主要针对三、四年级。 2、自主学习-团队协作-独挡一面的项目驱动教学法 精心安排每一阶段项目，由浅入深，由简单到复杂，由实验型到产品级，由单一学科到多学科。 3、综合能力的提升 在专业学习的同时，注重学生素质的全面提升，如自主管理实验室，常开教师与学生的讨论会，PPT演讲训练等。 二、成果主要内容概述（1000字以内） 自1997年以来，项目主持人秦工和主要完成人操长茂、周俊是大学生课外科技活动的指导教师，一直致力于大学生创新实践能力的培养。2010年4月，被湖北省教育厅授予“电子设计大学生创新活动基地”，经多年建设，随着王中明、谭翠兰等老师的加入，形成了稳定的团队，以及行之有效的培养体系，取得了显著的成果。 本项目的创新实践活动都是在课外进行，指导教师全身心的投入，在课余、周末、寒假、暑假组织学生培训指导，坚持不懈，持之以恒。 1、形成了三级大学生创新实践能力培养体系 第一级：基础能力训练。通过大量验证型实验，使学生加深理解电工电子类基本理论知识，掌握调试软硬件的方法和技能，逐步培养学生分析问题，解决问题的基础实践能力。

电气工程创新设计与实践讲解

创新设计与实践 课程设计 题目: 设计K型热电偶测温电路 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：

摘要：K型热电偶作为一种温度传感器，通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用，可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 基于热电偶的温度测试仪，该仪器是以AT89C51单片机为核心，由AD590集成温 ，由热电偶测量热端温度T，该热电偶采用K型热电偶（镍 度传感器测量冷端温度T 铬-镍硅热电偶）。它们分别经过I/V转换和线性放大，分时进行A/D转换，转换后的 数字信号送入AT89C51单片机，经单片机运算处理，转换成ROM地址，再通过二次查 表法计算出实际温度值，此值送4位共阴极LED数码管显示。该热电偶测温仪的软件 用C语言编写，采用模块化结构设计。 关键词：热电偶，冷端温度补偿，89C51单片机，ADC0809，

1单元模块设计 为使该模块化热电偶测温系统具有更加方便和灵活性，我们对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括冷端采集和补偿电路模块、热端放大电路模块、单片机模块，A/D转换模块，LED显示模块等。 1.1冷端采集和补偿电路模块 冷端采集和补偿电路运用AD590温度传感器采集冷端温度，并连接补偿电路进行温度补偿，如图1.1 图1.1冷端采集和补偿电路 1.1.1 AD590介绍 AD590是美国模拟器件公司生产的恒流源式模拟集成温度传感器，它兼有集成恒流源和温度传感器的特点，具有测量温度误差小，动态阻抗高，响应速度快，传输距离远，体积小，微功耗等优点，适合远距离测温，控温，不需要线性校准的特点。 其性能特点：AD590属于采用激光修正的精密集成温度传感器。其内部电路见图3.1所示。芯片中的R1和R2是采用激光修正的校准电阻，它能使+25℃下的输出电流恰好微298.2uA。首先有晶体管VT8和VT11产生与热力学温度成正比的电压信号。，在通过R5,R6把电压信号转换微电流信号，为保证有良好的温度特性，R5,R6的电阻温度系数应非常小，这里采用激光修正的SiCr薄模电阻，其电阻温度系数低，VT10的集电极电流能够跟随VT9和VT11的集电极电流的变化，使总电流达到额定值。R5和R6也需要在25℃的标准温度

电子系统设计创新与实践实习指导书2015_1

桂林理工大学信息科学与工程学院“电子系统设计创新与实践” 实习指导书 适用于电子信息工程（四周） 桂林理工大学信息科学与工程学院 2015-5

目次 1．实习目的与基本要求 (1) 1.1 基本目的 (1) 1.2 基本要求 (1) 1.3 成绩构成 (2) 2．设计题目及基本要求 (3) 2.1 基于单片机和K型热电偶的温度测量仪表设计 (3) 2.1.1 基本功能与技术指标要求 (3) 2.1.2 一种参考结构 (3) 2.1.3 设计报告格式及内容 (6) 2.2 基于单片机的无线温湿度测量仪设计 (7) 2.2.1 基本要求 (7) 2.2.2 参考方案 (7) 2.2.3 设计报告格式及内容 (8) 2.3 脉宽调制型直流稳压电源设计 (9) 2.3.1 功能与技术指标要求 (9) 2.3.2 参考方案 (9) 2.3.3 设计报告要求 (11) 2.4 数控恒流电源设计 (12) 2.4.1 功能与技术指标要求 (12) 2.4.2 参考方案 (12) 2.4.3 设计报告 (14) 2.5 标准直流mV信号源设计 (15) 2.5.1 功能与技术指标要求 (15) 2.5.2 参考方案 (15) 2.5.3 设计报告 (16) 2.6 基于单片机的运算放大器性能测试装置设计 (17) 2.6.1 基本功能与技术指标要求 (17) 2.6.2 技术方案 (17) 2.6.3 设计报告基本要求 (19) 2.7 基于单片机的基本逻辑门电路性能测试装置设计 (20) 2.7.1 基本功能要求与参数测试 (20) 2.7.2 参考方案 (20) 2.7.3 设计报告的基本要求 (20) 2.8 基于单片机的基本RS、JK、D触发器逻辑功能测试装置设计 (21) 2.8.1基本功能要求 (21) 2.8.2 参考方案 (21) 2.8.3 设计报告基本要求 (21) 2.9 基于单片机的晶体管基本参数测试装置设计 (22) 2.9.1基本功能要求 (22) 2.9.2 参考方案 (22) 2.9.3 设计报告基本要求 (22) 2.10 基于单片机的数字式小阻值电阻测量装置设计 (23)

谈电子创新设计

1.1 谈电子创新设计 正确入门，塌实前进，重在坚持 ——阿迪老师浅谈电子创新设计 电子创新设计的过程是一个充满乐趣和挑战的过程，作为电子类专业大学生，掌握相关的电子设计知识对自身的发展有着莫大的促进作用，通过电子设计，可以在学习理论知识的同时，将理论和实践结合起来，实现两方面的融合。 一．充分认识，增强兴趣 俗话说得好，兴趣是最好的老师，想要好好的干一件事情，首先应该建立起对它的兴趣，才能在进行的过程中充满激情，全力以赴。电子设计也一样，单从表面上看，很多人认为电子设计过程是一个枯燥乏味的过程，要不断的和很多元气件接触，以及相关电路的设计，焊接，调试等工作。实际上并不是这样，只有充分认识到电子设计的本质内涵，就会发现，这个过程是一个知识积累的过程，是一个充满挑战的过程，如果你深入研究，你会发现，这个领域的知识博大精深，这个设计完成的过程充满着对自身能力的检验以及提高。对电路的设计，对元件的选择，对电路的焊接以及调试都是一个充满乐趣的过程。 当然，对于初次接触电子设计类的同学来说，要想建立起浓厚的兴趣，也不是一朝一夕的事情，需要慢慢的深入了解，慢慢的去体会其中的滋味。要想真正的进行电子创新设计，就需要有意识的去认识电子设计，可以多去了解其他同学的电子创新成果，有意识的培养自己在这方面的兴趣，才能使自己在学习的过程中不至于乏味而放弃，避免出现半途而废的情况。 二．正确入门，打好基础 或许大家知道，很多事情入门是一个比较难跨越的过程，对于电子类专业大学生以及其他电子设计爱好者来说，实现电子创新设计的入门过程也是这样的，从无到有，从不了解到深入掌握的过程，总是要经历入门这个过程。对于电子设计，初学者往往不知道在何时开始进行相关知识的学习，不知道该如何去学习，不知道该掌握哪方面的知识，总觉得无从下手。有的人盲目学习，可能选择学习的内容并不适合初学者；有的人着重学习理论方面的知识积累，很难将理论的知识转化到实际的硬件电路上来；甚至有的人学习的内容广而浅，总希望什么都学习到……，其实任何知识都是一个循序渐进的过程，不可能在同一时间掌握很多知识。因此，正确入门，是掌握电子创新设计技术

电子创新设计实验报告

电子创新设计实验报告标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

中国海洋大学课程设计报告设计制作一台微型程控搅拌器 专业年级：2014级通信工程 指导教师：谷健 设计人：张志诚 左修洋 设计日期：2017年8月23日 摘要 本设计是制作一台微型程控搅拌器，采用AT89S52单片机来控制电机的正转、反转、加速转、减速转，以及与红黄绿三种颜色的LED 灯的交替变亮、闪烁相互配合。采用PWM进行调速，全部通过单片机控制，达到智能操控的效果。 关键字：AT89S52；PWM；单片机控制 目录

1设计题目 1.1任务 设计和制作一个由程序控制的微型搅拌器，它按照一定的搅拌程序控制电机作正向和反向的转动。定时器采用单片机设计制作，来控制微型搅拌器做如下运转： 打开电源1s后： 电机高速正传5s， 暂停1s, 电机高速反转5s， 暂停1s 电机低速正传10s， 暂停1s, 电机低速反转10s， 暂停1s 电机高速正传5s， 暂停1s, 电机高速反转5s， 电机停转，搅拌结束。 1.2设计要求 （1）搅拌器打开电源开始1秒内，所有灯亮。 （2）搅拌器电机高速正转时绿指示灯亮，其它灯灭。 （3）搅拌器电机高速反转时红指示灯亮，其它灯灭。 （4）搅拌器电机低速正转时绿指示灯闪烁，闪烁频率1Hz，其它灯灭。 （5）搅拌器电机低速反转时红指示灯闪烁，闪烁频率1Hz，其它灯灭。 （6）搅拌器电机暂停时黄色指示灯闪烁，闪烁频率1Hz，其它灯灭。 （7）搅拌器电机停转时所有灯灭。 1.3说明 （1）搅拌器电机采用3V小型直流电机。 （2）三色指示灯采用红黄绿三种颜色的发光二极管。 （3）电机和指示灯驱动电压不要超过3V。 （4）搅拌头可采用塑料圆珠笔芯插上折叠90度制作。 1.4设计提示 可以利用51单片机最小系统加驱动控制单元来实现。电机驱动控制单元和指示灯可选用继电器控制或者H桥电路控制。高低电平变换控制可选用三极管控制。调速可采用PWM调速。 2系统方案选择 2.1单片机选择 选择AT89S52单片机，该芯片I/O口较多，能够达到调速、控制LED灯的亮灭和正反转的要求，价格相对便宜，在此非常合适。 2.2电机制动 根据单片机的端口输出电平来决定，当单片机输出为低电平的时候，利用电磁继电器的开关功能来控制电机的导通和截止 2.3电机正反转

《电子创新设计实践能力提高班》培养计划

《电子创新设计实践能力提高班》培养计划 开课单位：实验教学部 适用专业：机电、材能、自动化、信息、物理 总学分数：1.5 总学时数：1学年 编写年月：2012.9 修订年月：2015.6 执笔：陈安 一、性质和目标 性质：实践性强的综合实践环节。 目标：根据国家高等教育发展与科技经济发展的需要，深化素质教育，加强实践与创新环节，通过本课程的实践教学内容的学习，使学生掌握从事工程技术所需的电路、电子、电气及信息技术等方面的基础知识，并主要以自主动手实践的形式，要求学生掌握正确使用各类电子仪器仪表、基本测量和研究方法、工程中常用的电气控制设备和装置的使用，电子技术基础知识及其运用，使用计算机辅助设计及仿真技术，培养正确严谨的科学研究作风和踏实认真的研究方法，拓展自主实践、主动创新的意识，为今后的科研工作及与专业有关的工程技术工作打好基础。 二、实践内容

三、实践要求 学生在项目实践中需经历“项目需求分析、知识学习补充、理论推导计算、实现方法选择、电路设计仿真、实验步骤设计、参数测试方案、实验总结分析”的过程，通过对项目任务和要求的分析，认识当前自身知识、方法、能力的不足，进而在拓展知识、探索方法、自主创新的基础上完成任务，从而在实践中培养科研素养，养成工程实践、科学思维习惯和创新意识。 四、考核要求与成绩评定 获得下列其中一项成果，即可结业。 （1）获得1项校级以上竞赛奖励； （2）获得1项大学生创新训练项目； （3）申请1项专利；； （4）在正规杂志发表1篇论文； （5）经过实践操作的考核。 学生需撰写实践报告，并答辩。根据所获成果、平时表现、报告和答辩情况综合评定成绩，给予优秀、良好、合格和不合格四种。其中，成果占50%、平时表现和报告各占20%、答辩占10%。 五、参考资料 1、马建国，《电子系统设计》，北京：高等教育出版社，2004 2、蔡明生主编，《电子设计》，北京：高等教育出版社，2004 3、孙肖子、田根登、徐少莹等，《现代电子线路和技术实验》，北京：高等教育出 版社，2004