数字模拟混合设计.doc

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数字模拟混合设计

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

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