触摸式台灯课程设计

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1、中北大学课程设计任务书学年第_学期学 院 ： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目：起 迄 日 期: 课程设计地点 : 指 导 教 师: 系主任：信息商务学院电气工程及其自动化学号：触摸式开关台灯控制电路设计1月4日1月15日电气工程系软件实验室下达任务书日期: 2010 年 1月 4日课程设计任务书1. 设计目的:1. 了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力2.学习pro tel绘图软件和Multisim 2001仿真软件2. 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计触摸式开关台灯控制电路。要求分四挡控制台灯灯泡的亮度：通电后灯 泡不亮；第一次触摸一

2、下台灯灯罩金属外壳，灯泡发出低亮度的光；第二次触摸 灯泡发出中等亮度的光；第三次触摸灯泡变为全亮；第四次触摸灯泡熄灭。依次 循环。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、 实物样品等：1. 根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定器件类型， 设计电路原理图；2. 画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配，计算各单元电路的参数和确定各 元件的参数值，叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。3. 用protel软件绘制电路原理图，并对电路工艺进行设计绘制PCB板4. 利用Multisim 2001仿真软件对电路图进行仿真。课程设计任务书

3、4. 主要参考文献：1 .毕满清.电子技术实验与课程设计.机械工业出版社.20032 .张建华.数字电子技术.机械工业出版社.20033 .王 远模拟电子技术机械工业出版社.20034 .童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社.19995 .阎 石.数字电子技术基础.高等教育出版社.19996 .王庆.Protel99SE&DXP电路设计教程.电子工业出版社.20085. 设计成果形式及要求：1. 电路原理图及PCB板图2. Multisim 2001 仿真3编写课程设计报告。6. 工作计划及进度：2010年 01月04日01月06日 设计电路01月07日 01月10日 绘制电路原理图并生成

4、PCB01月11日 01月12日 对设计的电路进行Multisim 2001仿真01月13日 01月15日 编写课程设计说明书，答辩或成绩考核系主任审查意见：签字：年 月 日1 引言自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电 气传动技术舞台 ，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次 革命，使电能的变换和控制从 旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子 器件构成的变流器时代，这标志着电力电子 的诞生。当今的电力电子技术已经 在各种工程技术中占有核心地位，尤其是进入信息时代以来，电子技术更是成了 基本技术，其具体应用领域涵盖了通信领域、控制系统、测试系统、计

5、算机等等 各行各业。电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子 器件对电能进行变换和控制的技术，对于培养工程人员的素质和能力具有十分重 要的作用。在电子信息类本科教学中，电子技术课程设计是一个重要的实践环节， 它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。通过 课程设计要实现以下两个目标：第一，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方 法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性 能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第二，课程设计为后续 的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是 让学生

6、开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量 计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法， 同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下 基础。通过实验训练，掌握电子技术的基本操作方法，为今后从事相关工作打下 扎实的基础，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。2电子技术的概述2.1 电子技术及其发展电子技术由模拟电子技术、数字电子技术两部分构成。随着晶体管、集成电 路的发明和大量应用，在各自的应用领域都得到了长足的发展，产品更是日新月 异。模拟电子技术说是整个电子技术的基础，在信号放大、功率放大、整流稳压、 模拟量反馈、

7、混频、调制解调电路领域具有无法替代的作用。例如高保真(Hi-Fi) 的音箱系统、移动通讯领域的高频发射机等。与模拟电路相比，数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软 件控制等一系列优点。从目前的的发展趋势来看，除一些特殊领域外，以前一些 模拟电路的应用场合，大有逐步被数字电路所取代的趋势，如数字滤波器等。数字电子技术目前在向两个截然相反的方向发展，一是基于通用处理器的软 件开发技术，比如单片机、DSP、PLC等技术，其特点是在一个通用处理器（CPU） 的基础上结合少量的硬件电路设计来完成系统的硬件电路，而将主要精力集中在 算法、数据处理等软件层次上的系统方法。另一个方向是基于 CPL

8、D/FPGA 的可编 程逻辑器件的系统开发，其特点是将算法、数据加工等工作全部融入系统的硬件 设计当中，在“线与线的互联”当中完成对数据的加工。2.2 电子元器件的分类电子元器件是具有独立电路功能、构成电路的基本单元。随着电子技术的发 展，元器件的品种越来越多、功能越来越强，涉及范围也在不断扩大，跨越了元 件、电路、系统传统的分类，跨越了硬件、软件的基本范畴。基本电路元器件大体上可以分为有源元器件和无源元器件。对于用半导体制 成的元器件，还可以分立器件和集成器件。按用途还可以分为：基本电路元件、 开关类元件、连接器、指示或显示器件、传感器等。无源器件是一种只消耗元器件输入信号电能的元器件，本身

9、不需要电源就可 以进行信号处理和传输。无源器件包括电阻、电位器、电容、电感、二极管等。有源器件正常工作的基本条件是必须向器件提供相应的电源，如果没有电 源，器件将无法工作。有源器件包括三极管、场效应管、集成电路等，是以半导 体为基本材料构成的元器件。随着集成电路的发展，已经能把单元电路、功能电路，甚至整个电子系统集 成在一起。集成电路按规模大小分为：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路 （MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）。按数字特征分为： 模拟集成电路与数字集成电路。基本的模拟集成电路有运算放大器、乘法器、集 成稳压器、定时器、信号发生器等。数字集成电路品种

10、很多，小规模集成电路有 多种门电路，即与非门、非门、或门等；中规模集成电路有数据选择器、编码译 码器、触发器、计数器、寄存器等。大规模或超大规模集成电路有PLD （可编程 逻辑器件）和ASIC （专用集成电路）。从PLD和ASIC这个角度来讲，元件、器件、电路、系统之间的区别不再是 很严格。不仅如此，PLD器件本身只是一个硬件载体，载入不同程序就可以实现 不同电路功能。因此，现代的器件已经不是纯硬件了，软件器件和以及相应的软 件电子学在现代电子设计中得到了较多的应用，其地位也越来越重要。电路元器件种类繁多，随着电子技术和工艺水平的不断提高，大量新的器件 不断出现，同一种器件也有多种封装形式，例

11、如：贴片元件在现代电子产品中已 随处可见。对于不同的使用环境，同一器件也有不同的工业标准，国内元器件通 常有三个标准即民用标准、工业标准、军用标准。2.3电子技术的应用在电子设计技术领域，可编程逻辑器件(如PLD, GAL)的应用，已有了很好 的普及。这些器件为数字系统的设计带来极大的灵活性。由于这类器件可以通过 软件编程而对其硬件的结构和工作方式进行重构，使得硬件的设计可以如同软件 设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程、 乃至设计观念。3 Protel 简介3.1 关于 Protel随着科学技术的发展，现代电子工业也取得了长足的进步，大规模、超大规 模集成电路

12、的应用使印制电路板日趋精密和复杂，传统的手工设计和制作印制电 路板的方法已越来越难以适应生产的需要。为了解决这个问题，Pro tel软件应 运而生。Pro tel 99是一个基于Windows平台的32位EDA设计系统，它具有丰 富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、完善有效的检测工具、灵活有 序的设计管理手段，它为用户提供了极其丰富的原理图元件库、PCB元件库以及 出色的在线库编辑和库管理，良好的开放性还使它可以兼容多种格式的设计文 件。Pro tel 99还支持Windows平台上的所有输出外设，提供高分辨率的光绘文 件，使用户可以轻松地控制电子线路设计的全过程。3.2 Protel

13、的功能它是一款用于设计电路的软件，它主要能实现的功能有以下几条： 功能一：画出相对比较工整漂亮的原理图。功能二：生成可以用于工厂生产的PCB制板文件。得到PCB的方法主要有三种，第1种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件进行自动布线，产生 PCB文件。第2种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件在PEOTELPCB利用预拉 线手工布线。第3种：是效率比较低的方式，即纯手工布线。功能三：杂类功能，比如：生成元件清单，生成数控钻床用的钻孔定位文件，生成阻 焊层文件，生成印刷字符层文件，等等。另外，它内部还整合了硬件仿真的功能。 总之，这是一个效率很高的软件，常见的版本比如最早期的DOS版的，

14、以及运 行于 WINDOWS 下的 TEL1.0 ROTEL1.5 OTEL2.0 PROTEL2.5 ROTEL3.0 ROTEL98 ROTEL99 ROTEL99SE，其中 PROTEL99SE 是 99 的改进稳定版， 是现在最流行的，也是专业电路板制板厂家现在正在使用的，这完全是因为它强 大的功能以及和其他底片软件良好的兼容性。4 Multisim 2001简介4.1有关 Multisim 2001Multisim 是 Interactive Image Technologies (Electronics Workbench) 公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的

15、模拟/数字电路板的设 计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰 富的仿真分析能力。Multisim 2001是EWB软件的最新版本，专门用于电路仿真， 是迄今为止使用最方便、最直观的仿真软件，增加了大量的VHDL元件模型，可 以仿真更复杂的数字元件，在保留了 EWB形象直观等优点的基础上，大大增强了 软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的元件的数目，特别是增加了 大量与实际元件对应的元件模型，使得仿真设计的结果更精确、更可靠、更具有 实用性。4.2 Multisim 2001软件的功能Multisim 2001软件有以下功能1、具有丰富的元件库。 Multisim 2001 主元件库提供了一个庞大的元件 模型数据库，并且用户通过新增的元件编辑器可以建立自己的元件库。2、类型齐全的仿真。在Mul tisim2001电路窗口中，既可以分别对数字或 模拟电路进行仿真，也可以将数字元件和模拟元件连接在一起进行仿真分析，还 可以对射频电路进行仿真。3、高度集成的操作界面。Mul tisim 2001将电路原理图的创建，电路的测 试分析和结果的图表显示等，全部集成到同一个电路窗口中。整个操作界面就像 一个实验