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（建筑施工；为； 米；千米；设计）北 工大电子工程设计任 务书 - 1 - 电子工程设计任务书 第 1 章 概述 1.1 课程简介 电子工程设计建筑施工；为；米；千米；电子信息工程、通信工程、 自动化等多专业本科生必修的实践类课程，按课程设计进行管理。该课程 以小型电子系统的设计为载体，使学生了解产品研发的一般过程，掌握产 品设计的基本方法，积累初步的实际工作经验，为从工科大学生向工程师 的角色转换做好准备。 1.2 设计题目 电子工程设计课程选择 “小型温度控制系统”作为具体设计题目。需 要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交 互、数据通信、控制等设计工作，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环 节。完成上述设计工作涉及传感器、非电测量、模拟电子技术、数字电子 技术、计算机原理、接口技术、程序设计、自动控制、通信等知识应用， 具有广泛的知识涵盖面。完成 “小型温度控制系统”的设计，不需要特殊 的电子元器件和专用仪器设备，作为一般的实践教学任务具有较好的可操 作性。 1.3 任务与安排 1.3.1 小型温度控制系统设计要求 在实施小型电子系统设计工作之前，应明确系统基本的功能、指标要 求，采用的元件要求，以及结构安装要求等。本系统为教学实验系统，只 提出功能、指标和采用元件的设计要求。 ⑴ 温度控制范围： 0℃~100℃ ⑵ 测温元件： 半导体温度传感器 AD592 ⑶ 温度控制执行元件： 半导体制冷片 ⑷ 核心控制部件： C8051F 系列单片机 1.3.2 小型温度控制系统基本组成 - 2 - 图 1-1 小型温度控制系统组成框图 ⑴ 受控对象：或称温度控制执行元件，为半导体制冷片。通过改变半 导体制冷片电压的极性实现制冷/制热转换；通过改变半导体制冷片的控制 电压（须有4 安培以上的电流驱动能力）改变制冷或制热温度。 ⑵ 前向通道：包括热力学温度到电信号的转换部件（温度传感器）， 测温信号的处理电路（变送器或信号调理器），模拟信号到数字信号转换电 路（数据采集单元）。主要完成温度测量工作，获取的温度数据经数据处理 单元分析计算后，转换为显示数据通过人机交互单元输出显示。 ⑶ 后向通道：包括控制数据（数字量）到控制信号（模拟量）的转换 电路（控制信号产生单元），提供电流驱动能力的电路（控制驱动单元）。 数据处理单元以测量温度和设定温度作为基本参数，通过某种控制算法得 到温度控制数据，通过后向通道实施对半导体制冷片的温度控制。 ⑷ 数据处理单元：以单片机为核心部件，通过编写程序完成数据采 集，数据处理，温度控制，人机信息交互管理等工作。 ⑸ 人机交互单元：通过按键、编码器进行功能设定和数据输入，通过 LED 或 LCD 进行系统运行状态、运行结果等信息的输出。 1.3.3 内容安排 电子工程设计训练分为准备和实施二个过程，准备过程进行必要的知 识和技能准备，实施过程进行系统的设计与实现。小型温度控制系统的设 计又分为基本系统设计和扩展功能设计 2 个部分，扩展功能设计部分又包 括多个设计题目。 图 1-2 小型温度控制系统扩展及延伸功能关系示意图 电子工程设计课程的整个进程又分为三个阶段，每个阶段 2 个学分， 60 学时，独立为一门课程，分别为电子工程设计 1 、电子工程设计2 、电子 工程设计 3 。第一、二阶段（电子工程设计1 、电子工程设计2）为强化训 练，学生在教师的带领下完成温度控制系统基本部分的设计；第三阶段为 自主训练，由学生在温度控制系统的扩展功能部分选择题目独立完成设计 工作。 1.4 专用实验设备 电子系统的设计与实现需要从微观和宏观 2 个方向验证设计结果的正 确性。微观上建筑施工；为；米；千米；指在设计、实现过程中对每