电子大赛论文一江西省大学生电子设计制作赛赛场规则

江西省十七届大学生电子设计制作赛总结一江西省大学生电子设计制作赛赛场规则1学生入座后，先用万用表检测自已的电烙铁，是否有短路？并测试工作台电插板的电源是否正常？若有人为造成赛场停电，以0分论处。2认真查看无器件清单与实物，元器件经竟赛委员会检测与清点，且大小器件数量达70余件（只）之多；足够参赛者选用，也必须在清单所属元件中选用。3为了节约时间，在竟赛过程中不予“补发”、“调换”、元器件。在制作中，若确实器材不够（此总及少），可由参赛者报告监考人员后，自行到供应处购买。4竟赛时间为七个小时，封闭式进行，不许相互商讨，要求独立完成。5交作业时，务必将作业，参赛证及多余的器材一并装入塑料袋内，然后封好塑料袋口。6参赛者不许在参赛作品及设计报告上暴露自己姓名及本校校名，否则以0分论处。7为了维护赛场纪律，赛场内外有竟赛监督员巡视。请在背面画图、电路方框图、电路原理图、简要工作原理二引言1江西省电子电脑大赛是由省教育厅、团省委主办，电子大赛是提供，电子爱好者的成长之路，我自从参加了电子大赛让我认识到电子的广阔，电子大赛是以理论和实践相结合，从原理到设计，让你成为未来的电子工程师，给社会培养优秀电子人才。2江西省第十七届大学生设计制作赛赛题如下现提供一批器材，请在其中选择适当的元器件，设计制作一个至少有三级变速的简单的电扇调速器，其要求是当分别数显0、1、2三个数字时，电扇相应处在失电、强电（市电电压）、弱电（小于市电电压）三档级的供电状态。由于不可能给每位参赛者提供一台电扇，只好给各位提供220伏交流40瓦的白炽灯泡及其塑壳灯头一套（供电导线从提供给作品用的电源线上剪下一段即可）。用白炽灯泡的熄、亮、暗代替电扇的失电、强电、弱电的三种状态便成为调光（调速）器要求该调光（调速）器有如下功能；白天，手动（自动控制失效）控制灯泡的供电，即每当用手按一次调光（调速）器的按键时，显示数码变动一字，对应的灯泡（或电扇）供电变化一档。晚上，自动（手动失效）控制灯泡的供电，即当调光（调速）器得电后，自行数显“0—1—2”循环往复显示的同时，对应有灯泡“失电（灯泡失亮）—强电（灯光正常亮度）弱电（灯光暗淡）”循环往复的过程，可形成“自然风“的模式。电路元件（NE555、CD4011、LM324、9013、可调电阻、晶闸管、带锁按键、继电器、保险丝、阻容件、变压器、焊锡、烙铁芯等--------------）三赛题分析1按赛题要求,白天不工作,只有用手按开关才会调光,晚上自动调光,开始从失电到强电然后到弱电,循环反复,用光控和手动去控制NE555振荡器,当NE555第4脚为高电位时,电路才会工作.按照电路要求,画出电路波形图如图(1)所示.图1电路波形图通过电路工作图形画出电路方框图,如图2所示.图2电路方框图四赛题设计将电路分成六大模块设计，电源电路、译码\驱动\显示电路设计、计数\编码电路、手控和光控电路、计数脉冲发生器、。电路分析如下(一)单元电路分析1电源电路设计市电电压通过保险丝，采用变压器降压、IN4007二极管整流、电容滤波、LM7809稳压输出、利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电路原理如图3所示。220V市点经过变压器降压，二极管路桥式整流，C4用于滤除由市电引入的高频干扰，用瓷片电容104，电容C2滤波后送入LM7809第1脚，第2脚接地，第3脚输出稳定的电压，电压为9V。C6滤除高频干扰，C3滤波得到稳定9V电压，给电路工作，红色发出二极管是电源指示灯，R11是发光二极管的限流电阻，阻值的范围是（510Ω~1K）发光二极管的正常工作电流为10mA，如果发现发光二极管不亮，那说明你的电路有故障，你要看一下保险丝有没有坏，如果没有就检查桥式整流，检查是二极管有没有接反，重主要的是LM7809的管脚有没有接反，限流电阻也不能过大，过大发光二极管也不会亮，检修时最好用万用表，用电压法检测，这样就会很快的找到故障。图3电源电路2译码\驱动\显示电路设计CD4511是一块含BCD—七段锁存/译码/驱动/消隐电路于一体的集成电路，其引脚见图4。CD4511的1、2、6、7脚为BCD码输入端，在本电路中用于输入二极管编码输出的BCD码；译码输出端分别是“a-b-c-d-e-f-g”，其输出端接数码管显示，数码管每段的工作电流为10mA左右，所以必须在CD4511的输出端接上7个限流电阻，计算方法为：（9-2）V÷10mA≈700Ω；由于大赛没有700左右电阻，我们可以选用（510Ω~1K）的电阻，第3脚为测试端（LT），当LT为“0”时，输出为“8”，此端可以用来在制作时测试数码管的好坏和显示故障，第4脚为消隐端（BI）当BI为“0”时，输出全为“0”显然还可以清除锁存器内的数值。第五脚为锁存允许端（LE），第16脚接电源正极，第8脚接电源负极，根据CD4511的真值表可知，LT、BI、VCC本电路接高电；LE为锁存端，高电平锁存，本电路接低电平。电路如图5所示。3计数\编码电路按题目要求循环显示“0--1--2”，而计数器CD4017是5位Johson计数器，具有10个译码输出端，需要通过IN4148编码输出，其编码电路如图6所示。当CD4017的3脚输出“1”时，通过二极管编码输出的8421BCD码为0；当2脚输出“1”时，通过二极管编码输出的8421BCD码为1；当4脚输出“1”时，通过二极管编码输出的8421BCD码为2；当7脚输出“1”时，对计数器的复位端（15脚，高电平复位）进行复位，计数器重新开始计数；C1为复位电容，同样也可以对计数器的15脚进行复位；CP、CR、INH输入端，时钟输入端的施密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。计数/编码电路见图6。4手控和光控电路LM358双运放比较器，通过R1、R3、R5、R6开关组成一个运放比较器，LM358第2脚反相输入端，第3脚为同相输入端，R5和R6是组成分压电阻，R1光敏电阻常光照时电阻10K左右,没有光照时几兆,当晚上时电阻很大,这时3脚电压比2脚高,LM358第1脚输出为高电平到了白天,光敏电阻阻值10K左右,第2脚电压是9/2=4.5V，当白天1脚输出为高电平时2脚相当于接地，R5被短路，可以调节R3的大小就可以改变3脚电压触摸开关和R5并联，当按下开关时，此时3脚电压高于2脚电压，1脚输出为1，工作指示灯亮，电路如图7所示。5计数脉冲发生器NE555在电路中是最常见，NE555(内部有分压器\比较器\RS触发器\输出极,放电开关构成)可以组成很多种电路，用途广阔，在这个电路是多谐振荡器，它电路简单、性能稳定，波形标准，CP输出可以驱动继电器，其最大振荡周期T为；T=0.69(R4+R8)C1=0.69(50000+10000)×0.00001F=0.3519SNE555电源电压与静态电流，NE555电路使用电源电压为4.5V~16V,当电压为15V时,静态电流约为10mA;它1脚为公共地端GID,2脚为同相输入端TR‾,3脚为输出端U0,4脚为总复位端MR,5脚为控制端UC,6脚为阀值输入端TH,7脚为放电端DIS,8脚为电源正极端USS.如果要改变振荡频率,可调节电位器R4,NE555第4脚接信号控制端,当4脚为低电平,电路不能工作,当4脚为高电平时,电路开始工作.用黄色发光二极管指示信号工作状态,电路如图8所示.697A6调光电路双向晶闸管旧称可按硅，相当于两个单向晶闸管的反极并联而成，97A6晶闸管，最大电流可以达到1A，输出功率为60W，双向晶闸管的结构如图所示（A）(B)所示为小功率塑封晶闸管的外形，（B）所示，其外形有平板型、螺栓型、塑封管多种。晶闸管有三个极，第一个电极T1，第二个电极T2，控制极G，对晶闸管来说，无所谓阳极和阴极，任何一个主电极，对一个管子是阳极，对另一个管就是阴极，反过来也一样，双向晶闸管触发方式有两种，一种是调节电压、电流，另一种是用双向触发二极管。质量的判别，在识别G、T1的过程中也就检查了双向晶闸管的触发能力，如果无论怎样对T1极，G极的假设，都不能使双向晶闸管触发导通。则被测可能已损坏。在电路中R1、R2，发光二极管，组成调光电路，如果要调节灯泡亮度就可以调节R2，B1为高电平时，灯泡微亮，B2为高电平时，灯泡最亮，调节发光二极管的亮度，来改变光敏电阻的大小，来控制灯泡的亮灭。因为97A6工作在~220V中，如果共地，整个电路板带电，为了安全起见，本电路通过光耦合，这样整个电路板就不会带电，但是97A6工作在市电电压中，所以要在制作过程中特别要小心，最好用黑胶布包好焊点和~220V电压处。（二）整体电路设计单元电路设计完后，可以通过方框图和电路逻辑关系，把所有单元电路组合起来，这样就是一个完整电路图，在组合过程中各单元电路确定以后，还要认真仔细的考虑他们的结构是否完整，电路要有防干扰,稳定性好,时序配合,相互匹配,等问题，本电路整体电路原理图达到了很高的要求,电路工作使用正常,如图10所示：五电路制作与调试比赛时间为7个小时，用两个小时的时间把题目设计好，然后画好方框图、原理图、连线图，画图时一定要注意用铅笔和尺子画图，画图一定要整齐，美观，还有5个小时，用半个小时排版，排版主要是让电路结构合理，元件整齐，也会减少跳线，这样就会减少焊接时间。在制作过程中，焊接是一项最重要的工序,它不但要求将元件焊在电路板上，而且要求焊点无虚焊，焊接可靠，焊锡适当、焊点表面无裂纹、无针孔夹渣、外表具有金属光泽，表面平整成半弓形下凹，焊料与焊件交界处平滑过度，外形以焊点为中心，均匀、成裙形拉开。确保良好的导电性能。控制焊接时间，能快就快，烙铁头应修整窄一些使焊一个点时不会碰到相邻的焊接点，焊接时间在保证润湿的情况下，尽可能短，尤其是CMOS集成电路，更能掌握好焊接时间，一般时间不能超过3秒。整个电位制作顺序是电源部分→数码显示部分→编码部分→计数部分→NE555多谐振荡器部分→手控和光控电路部分→调光电路部分.每做一个单元电路，都必须通电检修，电路工作正常再做下一个部分，不要全部一起做，如果出现故障既浪费时间，所以在制作过程中要一步一步往下做，这样成功率就很高，最主要认识芯片牌子，现在有很多种芯片牌子不同，芯片参数不同，它对CP脉冲很严格，还有复位电容，最好使用0.1uF电容。电路整体调试，这也是一个重要环节，我们可以通过制作顺序一步一步往下调整，电源电路是用了LM7809，用万用表检测是否有9V电压，特别是光控电路，调节要稳定，最重要调光电路，因为用市电电压供电，在制作过程中，要注意安全，如果电路共地，那整个电路板带电，为了安全起见最好不要共地，我们可以通其它电路控制，这样就可以达到稳定性好、安全性强等特点