09101EDA专用周.docx

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09101EDA专用周

2009/2010学年第1学期

专用周任务书

课程名称：

EDA课程设计

班级：

电信0901、0902

教学周数：

1周

地点：

系统结构实验室

指导教师：

屈老师、田宝珍、张老师

EDA课程设计实训方案

一、实训对象

1.实训班级：

电信0901

2.计划实训周期：

5个工作日

3.计划受训人数：

45人左右

二、实训目的

1、熟练掌握模拟电路、数字逻辑电路的设计、分析、仿真及调试的方法。

2、掌握使用EDA（电子设计自动化）工具设计模拟电路、数字电路的方法，了解系统设计的全过程。

3、熟练掌握Multisim2001软件的基本操作及绘制原理图和进行电路仿真的一般方法

4、掌握Protel99SE的基本操作和绘制原理图、进行印制板设计的一般方法和步骤。

5、通过对系统电路设计与制作，进一步巩固所学的理论知识，提高分析问题和解决问题的能力。

6、通过此次实训，引导学生提高和培养自身创新能力，为后续课程的学习，毕业设计制作以及毕业后的工作打下坚实的基础。

·

三、课程设计的要求

1、学生按给定的题目进行设计，要基本保证每人一题（学生也可根据自己实际情况自选题目）。

要综合运用所学的电路知识，包括模拟电路、数字电路和数模混合电路的设计。

2、学生拿到题目后首先进行电路设计要求进行分析，确立自己的设计方案和实施计划。

并上交设计方案计划书

3、按照计划书独立完成各自的设计任务，并且设计项目各项指标要达到任务要求。

4、实训报告格式要规范，内容要完整充实。

5、上交作业包括电路原理图（.msm和.sch）Multisim2001的仿真图、PCB图、网络报表及实训报告等。

四、实训内容

序号

知识点

内容及要求

学时

1

掌握简单电路的设计和制作方法

1、掌握常用电路的设计方法和思想

2、电路设计的一般步骤和应注意的问题

6

2

掌握常用电子元器件和电子仪表使用

1、掌握常用的电子元器件的功能、使用范围

2、掌握常用电子仪表的特性和通用电路

6

3

Multisim2001绘制仿真电路

1、熟悉Multisim2001的基本操作

2、掌握Multisim2001电路的绘制和仿真的步骤和方法

12

4

掌握电路测试及调试

1、掌握常用电子仪表测试电路的方法

2、掌握Multisim2001电路的调试、及问题解决的方法

6

5

Protel99绘制电路原理图

1、掌握Protel99se基本操作（菜单、工具和界面设置）

2、熟练使用Protel99se绘制电路原理图

3、掌握Protel99se中个对象属性的设置和元器件的编辑和修改

12

6

Protel99制作PCB板

1、掌握PCB板制作的基本要求和一般步骤

2、了解PCB板制作中常遇到的问题及解决方法

3、熟练Protel99se设计PCB的过程和方法

12

7

成品的制作

1、掌握基本的电子制作工具的使用

2、了解电子制作的一般过程和应注意的问题

3、掌握电路板布局和焊接元器件的方法

6

五、实训的环境

硬件：

CPU赛扬420（1.6GHZ）内存：

1.0GB

显示器17寸

硬盘80G显卡：

RadeonX1550Series

软件：

WindowsXPProtel99SEMultisim2001

IE6.0或其他浏览器Office2003

六、实训的进程

序号

时间

实训内容

方式

1

第一天

1、布置课题：

题目介绍，提出课题的设计要求、方法、步骤等（设计题目见附录）确定设计题目。

2、学生查阅并整理资料，完成所选题目的实施方案和计划

讲练

2

第二天

确定设计电路图绘制Multisim2001电路原理图

练习

3

第三天

仿真电路，进行电路分析、调试

讲练

4

第四天

进一步完善和修改电路

讲练

5

第五天

修改电路、上交作业

练习

1

第六天

1、布置Protel99SE仿真课题：

提出设计要求、方法、步骤等，确定设计题目

2、学生完成所选题目的实施方案和计划

讲练

2

第七天

确定设计电路图、绘制Protel电路原理图

练习

3

第八天

用Protel99SE进行电路电气规则检查

练习

4

第九天

1、生成网络报表和元件清单

2、进行印制电路板的设计并生成Pcb文件

讲练

5

第十天

1、作品测试

2、完成设计报告、答辩

练习

七、实验报告要求及格式

报告格式按学院统一报告格式,内容按以下撰写：

1、设计题目

2、设计要求

3、设计过程

1）设计的整体方案

2）电路设计方案论证

3）电路的设计仿真（出现的问题以及改进方法）

4、实验环境的要求

1）软件环境

2）硬件环境

5、实训总结（字数不得少于1000字）

1）所选题目的功能和作用简述

2）实训收获，如掌握了什么，熟练了什么等

3）实训中遇到的问题，如何排除

4）对本门课程的建议和意见

八、成绩的考核

序号

考核点

考核内容

考核方式

比例

1

考勤

出勤情况

考勤打分

30％

2

作业

平时作业和综合作业

指导教师打分

70％

注：

×实训期间不得旷课、迟到、早退。

×实训成绩按优、良、中、及格和不及格五级评定。

×凡有无故旷课或多次迟到、早退者不能评定优、良。

×凡未按要求或不能按时完成者不能评定优、良、中。

×与他人雷同或复制他人者，以不及格评定。

×未交实训报告者，以不及格评定。

×能独立完成且有一定创新功能者，成绩评为优或良。

参考书目：

[1]郭兵.EDA技术及应用.中国电力出版社，2007.7.1

[2]吴立新.实用电子技术手册.机械工业出版社，2003.9

[3]杨建良，李新国.数字电子技术基础.武汉大学出版社，2007.10

附录：

设计题目

*题目一、稳压电源

（一）基本任务和要求

1、输入电压220V±10%

2、输出电压±5V或±12V，输出纹波电压小于5mV

3、输出内阻小于0.1欧，输出电流I=500mA

4、要求电路中有过电流，过电压和过热保护功能。

（二）提示

稳压电路可采用集成的稳压器件

*题目二、功率放大电路的制作

（一）基本任务和要求

1、额定输出功率10W，负载阻抗8Ω

2、具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好

3、采用分立元件设计，频响为20HZ-20KHZ

4、所设计的电路具有一定的抗干扰能力。

（二）提示

1、参考电路《EDA技术及应用》P85图3-84

*题目三、数模/模数转换电路设计

（一）基本任务和要求

实现8-12位逻辑数据转换为模拟信号，再将其转换为数字信号。

（二）提示

1、可采用集成的数摸和模数转换芯片

2、参考电路《EDA技术及应用》P94图3-93

*题目四、信号源制作

（一）基本任务和要求

有三种输出波形形式，频率范围在1HZ-100KHZ之间

（二）提示

运算放大器、比较器等相关知识设计

*题目五、音乐门铃设计与制作

（一）基本任务和要求

（二）提示

*题目六、8路彩灯控制器

（一）基本任务和要求

1、彩灯明暗变换节拍为0.25S和0.5S，两种节拍交替运行。

2、演示花型3种：

（1）从左向右顺次序亮，全亮后逆次序渐灭；

（2）从中间到两边对称地渐亮，全亮后仍由中间向两边逐次渐灭；

（3）8路灯分两半，从左向右顺次渐亮，全亮后则全灭。

*题目七、数字钟设计

（一）基本任务和要求

1、设计一个能显示1/10秒、秒、分、时的12小时数字钟。

2、熟练掌握各种计数器的使用。

3、能用计数器构成十进制、六十进制、十二进制等所需进制的计数器。

4、能用低位的进位输出构成高位的计数脉冲。

（二）提示

1、时钟源使用频率为0.1Hz的连续脉冲。

2、设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。

3、时钟显示使用数码管显示。

4、“时显示”部分应注意12点后显示1点。

5、注意各部分的关系，由低位到高位逐级设计、调试。

题目八、智能抢答器的设计

（一）基本任务和要求

1、设计一个可容纳6组（或4组）参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。

2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。

3、设置一个主持人“复位”按钮。

4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。

5、设置一个计分电路，每组开始预置100分，由主持人记分，答对一次加10分，答错一次减10分。

（二）提示

1、此设计问题的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，实现的方法可使用触发器或锁存器，在得到第一信号后将输入封锁，使其它组的抢答信号无效。

2、形成第一抢答信号后，用编码、译码及数码显示电路显示第一抢答者的组别，用第一抢答信号推动扬声器发出音响。

3、计分电路采用十进制加／减计数器、数码管显示，由于每次都是加／减10分，所以个位始终为零，只要十位、百位进行加／减运算即可。

题目九、数字频率计的设计

（一）基本任务和要求

1、设计一个能测量方波信号的频率的频率计。

2、测量的频率范围是0999999Hz。

3、结果用十进制数显示。

（二）提示

1、脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为，f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。

所以，在1秒时间内计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。

2、被测频率信号取自实验箱晶体振荡器输出信号，加到主控门的输入端。

3、再取晶体振荡器的另一标准频率信号，经分频后产生各种时基脉冲：

1ms，10ms，0.1s，1s等，时基信号的选择可以控制，即量程可以改变。

4、时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内（时基信号的一个周期），输入信号才通过主控门。

5、f=N/T，改变时基信号的周期T，即可得到不同的测频范围。

6、当主控门关闭时，计数器停止计数，显示器显示记录结果，此时控制电路输出一个置零信号，将计数器和所有触发器复位，为新的一次采样做好准备。

7、改变量程时，小数点能自动移位。

题目十、交通信号灯控制器

（一）基本任务和要求

1、设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

2、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。

3、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。

主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。

4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。

5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。

（二）提示

1、主、支干道用传感器检测车辆到来情况，实验电路用逻辑开关代替。

2、选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。

3、45秒、25秒、5秒定时信号可用顺计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，即向主控电路输出“时间到”信号，并使计数器清零，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。

4、主控电路是核心，这是一个时序电路，其输入信号为：

车辆检测信号（A，B，；45秒、25秒、5秒定时信号（C，D，E），其输出状态控制相应的三色灯。

主控电路可以由两个JK触发器和逻辑门构成，其输出经译码后，控制主干道三色灯R、G、Y和支干道三色灯r、g、y。

*题目十一、电子密码锁

（一）基本任务和要求

1、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；

2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；

3、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。

4、包括密码、比较、控制、状态存储等几个部分

（二）提示

1、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码相同。

实现这种功能的电路构思有多种，例如，用两片8位锁存器，一片存入密码，另一片输入开锁的代码，通过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。

2、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯；

3、用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。

题目十二、拔河游戏机

（一）基本任务和要求

1、设计一个能进行拔河游戏的电路。

2、电路使用15个（或9个）发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。

3、游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。

4、亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。

5、用数码管显示获胜者的盘数。

（二）提示

1、按钮信号即输入的脉冲信号，每按一次按钮都应能进行有效的计数。

2、用可逆计数器的加、减计数输入端分别接受两路脉冲信号，可逆计数器原始输出状态为0000，经译码器输出，使中间一只二极管发亮。

3、当计数器进行加法计数时，亮点向右移；进行减法计数时，亮点向左移。

4、由一个控制电路指示谁胜谁负，当亮点移到任一方终端时，由控制电路产生一个信号，使计数器停止计数。

5、将双方终端二极管“点亮”信号分别接两个计数器的“使能”端，当一方取胜时，相应的计数器进行一次计数，这样得到双方取胜次数的显示。

6、设置一个“复位”按钮，使亮点回到中心，取胜计数器也要设置一个“复位”按钮，使之能清零。

题目十三、乒乓球比赛游戏机

（一）基本任务和要求

1、设计一个由甲、乙双方参赛，有裁判的3人乒乓球游戏机。

2、用8个（或更多个）LED排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一只点亮的LED指示球的当前位置，点亮的LED依此从左到右，或从右到左，其移动的速度应能调节。

3、当“球”（点亮的那只LED）运动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下位于自己一方的按钮开关，即表示启动球拍击球。

若击中，则球向相反方向移动；若未击中，则对方得1分。

4、一方得分时，电路自动响铃3秒，这期间发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。

5、设置自动记分电路，甲、乙双方各用2位数码管进行记分显示，每计满21分为1局。

6、甲、乙双方各设一个发光二极管，表示拥有发球权，每隔5次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才有效。

（二）提示

1、用双向移位寄存器的输出端控制LED显示来模拟乒乓球运动的轨迹，先点亮位于某一方的第1个LED，由击球者通过按钮输入开关信号，实现移位方向的控制。

2、也可用计数译码方式实现乒乓球运动轨迹的模拟，如利用加/减计数器的2个时钟信号实现甲、乙双方的击球，由表示球拍的按钮产生计数时钟，计数器的输出状态经译码驱动LED发亮。

3、任何时刻都保持一个LED发亮，若发亮的LED运动到对方的终点，但对方未能及时输入信号使其向相反方向移动，即失去1分。

4、控制电路决定整个系统的协调动作，必须严格掌握各信号之间的关系。

题目十四、脉冲按键电话显示器

（一）基本任务和要求

1、设计一个具有8位显示的电话按键显示器；

2、能准确地反映按键数字；

3、显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入位；

4、*设置一个“重拨”键，按下此键，能显示最后一次输入的电话号码；

5、*挂机2秒后或按熄灭按键，熄灭显示器显示。

（二）提示

1、利用中规模计数器的予置数功能可以实现不同的按键对应不同的数字；

2、设置一个计数器记录按键次数，从而实现数字显示的移位。

题目十五、简易电子琴

（一）基本任务和要求

1、设计一个简易电子琴；

2、利用实验箱的脉冲源产生1，2，3，。

。

。

共7个或14个音阶信号；

3、用指示灯显示节拍；

4、*能产生颤音效果。

（二）提示

1、各音阶信号由脉冲源经分频得到。

注：

学生也可以自选题目进行设计制作。

信息工程系

2009.11.26