数字模拟混合设计.doc

电压比较声光报警系统 专业： 电子科学与技术 班级： 2010级1班 学号： 201020100125 姓名： 马 瑶 指导老师: 徐灵飞老师 目录 一、课程名称 二、实验摘要 三、基本要求 四、设计内容及要求 设计内容 各部分设计要求 数字电路与模拟电路的结合电路 仿真要求 电路原理图与电路PCB图绘制要求 电路制作及调试要求 五、各部分电路设计原理与电路原理图 电源电路 模拟电路 数字电路 六、电路板的绘制与调试 仿真原理图的绘制 PCB板的制作 调试 心得体会 一、课程名称：电压比较声光报警系统 二、实验摘要： 本次设计是由以下几个功能模块组成：电源电路——线性整流稳压电路；模拟电路——电压比较器；数字电路——声音报警和光电报警。共同实现了当电压超过基准电压时的声光报警。 三、基本要求： 1、根据设定的基准报警电压（要求可调）。当输入电压超出报警值时发出声和光报警信号。 2、当输入电压信号减小恢复到报警值以下时，要求有一定的回程余量才能撤销报警信号。也就是要实现电压信号的迟滞比较功能。（电压迟滞带宽度要求可调） 3、LED灯闪烁报警，要求可以调节闪烁频率 四、设计内容及要求： （一）、设计内容：设计一个利用线性整流稳压电路输出数字电压和模拟电压供电、模拟部分产生电压比较、数字部分实现声光报警等。 图一、设计总框架 、各部分设计要求： 1、线性整流稳压电路 （1）要求提供输出数子电压+9.0V同时输出模拟电压+9.0V的电源。 （2）电路中有一个只是信号灯，当电路正常工作时，此灯点亮。 （3）该稳压电源可供各部分电路正常工作 2、数字电路部分设计要求 设计一个有报警闪光灯和报警声响的电路，当输入电压超过基准电压能够实现报警LED灯闪烁和蜂鸣器鸣响。 报警LED灯的闪烁频率由555定时器产生，555定时器由线性稳压电源数字+9.0V供电，输出一个额定频率。 3、模拟电路部分设计要求 （1）设计一个基准电压源，能够可调成所需基准值，为电压比较作基准。 （2）设计一个电压比较电路，输入电压值能够与基准电压进行比较，当输入电压从低电压升高到高于基准电压立即报警，而当输入电压从高电压降低到基准电压不立即报警，而是低至基准电压一下莫个特定值，即实现电压信号的迟滞比较功能。 （三）、数字电路与模拟电路的结合电路： 为了防止数字电路信号干扰模拟电路信号，因此模拟电路转入数字电路时需要一个中介，实现模拟电路免受数字电路的干扰。 、仿真要求 利用Multisim2001和Protel99软件对设计方案的电路进行仿真分析，根据仿真结果，调试好电路，将信息体现在报告中。 (五)、电路原理图与电路PCB图绘制要求 1．电路原理图绘制要求： 利用Protel99se绘制本课件所提供的模拟电路和数字电路的原理图，按照我们所提供的元器件确定元件封装，进行ERC检查无误后生成网络表。 2．PCB绘图要求： （1）采用单面板制图，板框尺寸为长15cm、宽10cm。模拟电路除变压器、整流桥和滤波电容外，其余均和数字电路画在一张PCB图上，注意模拟地和数字地要分开，应留出稳压电路的输入接口。 （2）焊盘之间只允许走一根铜膜线。 （3）信号线、电源线及地线的最小铜膜线宽度为40mil。 （4）要求所有元件焊盘孔直径为20mil，外直径80mil。 （5）安全间距设置为20mil。 （6）采用人工布局的方式对元件进行布局，采用自动布线和手动布线相结合的方式布线。 （六）、电路制作及调试要求 （1）制作输出电压可调的直流稳压电源，输出电、压范围为9V。如果没有合适的变压器，可以省去整流部分，直接使用开关电源接入LM7809。 （2）制作电压比较电路，调节电位器R4，改变比较器LM311的输出，并可测量光电耦合器的输出电平是否改变。制作声光报警点，这部分电路较简单，主要是测试NE555是否有方波输出。 （3）调试时应采用分步调试方法，先焊接完模拟电路部分的元件，调出输出电压9V，然后再焊接模拟及数字电路部分的元件。确认各部分无误，最后上电联调，直至排除全部故障，成功制作全部电路。 五、各部分电路设计原理与电路原理图 电源电路——线性稳压电源电路 外部电源由J1进入，外部输入一个+12V电压，输入电压经过LM7809后输出稳定的+9.0V数字电压，再经电感L1，转换成模拟电压+9.0V。当电路能够正常工作时，LED指示灯D3点亮。 模拟电路部分 数字电路部分 总得电路原理图 电路板的绘制与调试 仿真原理图的绘制 利