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1、电子设计中的创新思维2009于杭州2Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 “大学生电子设计竞赛大学生电子设计竞赛” 大学生电子设计竞赛大学生电子设计竞赛是最佳的创新实践活动是最佳的创新实践活动 七个选题七个选题-任选一题任选一题 每组三人每组三人-团结协作团结协作 四天三夜四天三夜-吃苦耐劳吃苦耐劳 日夜鏖战日夜鏖战-激情创造激情创造 大学生电子设计竞赛大学生电子设计竞赛 作品制作作品制作 基本部分基本部分-50-50分分 发挥部分发挥部分-50-50分分 设计报告设计报
2、告-2020分分 工作原理工作原理-硬件软件硬件软件 测试数据测试数据 讨论分析讨论分析创新是主题创新是主题 是灵魂是灵魂 创新是科技进步和发展的永恒主题创新是科技进步和发展的永恒主题, ,是民族强盛的灵魂和精髓。是民族强盛的灵魂和精髓。“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。创新思维与训练是年轻人的一门必修课创新思维与训练是年轻人的一门必修课毛泽东主席曾说过：“青年人好象早晨8-9点钟的太阳，世界是你们的，也是我们的，但是归根结底是你们的”。年轻人是祖国未来创新生力军。创新思维需要训练创新思维需要训练有有位位科科学学家家曾曾说说过过：给给我我一一个个支支点点，就就可可以以撬撬
3、动动整整个个地地球球。这这是是一一个个最最有有代代表表意意义义的的创创新思维。新思维。创 新 是 主 题 是 灵 魂创新需要实践和升华创新需要实践和升华 不久前两位美国学者在全美物理学家中做不久前两位美国学者在全美物理学家中做了一份调查，请他们提名有史以来最出色的十了一份调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理试验，其中多数都是我们在中学课本中大物理试验，其中多数都是我们在中学课本中耳熟能详的经典之作。耳熟能详的经典之作。所有这些实验的另一共同之处是物理学家所有这些实验的另一共同之处是物理学家们都紧紧们都紧紧“抓抓”住了住了“最美丽最美丽”的的科学之魂科学之魂：用用最基本的原理最基本的原理和和
4、最简单的仪器设备最简单的仪器设备，创创造最伟大的发现。造最伟大的发现。创 新 是 灵 魂创新需要实践和升华创新需要实践和升华 伽利略的自由落体试验伽利略的自由落体试验在在16世纪末，人人都认为重量世纪末，人人都认为重量大大的物体的物体比重量比重量小小的物体下落的的物体下落的快快。因为。因为“伟大伟大”的的亚里士多德亚里士多德是这么说的。伽利略，当时在比是这么说的。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆向权威和公众的萨大学数学系任职，他大胆向权威和公众的观点挑战，从斜塔上同时扔下一观点挑战，从斜塔上同时扔下一轻轻一一重重的物的物体，让大家亲眼看到两个物体是体，让大家亲眼看到两个物体是同时同时落
5、地的。落地的。自由落体试验自由落体试验向世人展示了向世人展示了伽利略伽利略尊重科学尊重科学而不畏权威的可贵精神。而不畏权威的可贵精神。创 新 是 灵 魂创新需要实践和升华创新需要实践和升华 牛顿的棱镜分解太阳光牛顿的棱镜分解太阳光牛顿出生那年，伽利略已与世长辞。牛顿除了对力牛顿出生那年，伽利略已与世长辞。牛顿除了对力学三大定理的贡献以外，对光谱的理论也是他的学三大定理的贡献以外，对光谱的理论也是他的光辉亮光辉亮点点。1665年牛顿毕业于剑桥大学，当时大家都认为白光年牛顿毕业于剑桥大学，当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光，而有色光是一种不知何是一种纯的没有其它颜色的光，而有色光是一种不
6、知何故发生变化的光故发生变化的光(又是又是亚利斯多德亚利斯多德的理论的理论)。为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们称透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们称作为作为光谱光谱。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是：正是这些是因为不正常。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫绿、青、蓝、紫有不同的色谱才形成了表面上颜色单一有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光。的白色光。创 新 是 灵 魂创新需要
7、实践和升华创新需要实践和升华指南针的发明及其指南针的发明及其创 新 是 灵 魂创新需要实践和升华创新需要实践和升华创新是生产力，创新是财富创新是生产力，创新是财富生前花天酒地，死后风水宝地生前花天酒地，死后风水宝地哥伦布发现新大陆，探矿寻宝 l l原理原理漏电(触电)保安器原理图创新设计创新设计1-1-漏电漏电( (触电触电) )保安器保安器l l社会效益社会效益l l经济效益经济效益创新是财富创新是财富创新设计创新设计2- 2- 电子镇流器电子镇流器 l l节能节能 l l启动快、启动电压低启动快、启动电压低 l l美观精致、美化环境美观精致、美化环境 l l减小频闪、保护视力减小频闪、保护
8、视力创新是财富创新是财富创新设计创新设计3- 3- 电子警棍电子警棍 l l原理原理 l l社会效益和经济效益社会效益和经济效益创新是财富创新是财富创新设计创新设计4-4-电子灭蚊拍电子灭蚊拍l l原理原理 l l社会效益：卫生，环保社会效益：卫生，环保 l l经济效益：经济效益： l l同类项同类项电池节能灯，电子捕鱼，电池节能灯，电子捕鱼，煤气灶电子打火。煤气灶电子打火。创新是财富创新是财富创新设计创新设计5-5- 组合设计交流稳压器（组合设计交流稳压器（1 1） l l原理与创新原理与创新 l l节能节能 l l降低成本、提高产品的市场竞争力降低成本、提高产品的市场竞争力 l l继继续续
9、创创新新-用用三三只只继继电电器器实实现现能能切切换换8档档的的交交流流稳稳压压器器创新是财富创新是财富 创新设计创新设计5-5- 组合设计交流稳压器（组合设计交流稳压器（2 2）创新是财富创新是财富创新设计创新设计6-6- D/A D/A 电阻网络电阻网络原理与创新原理与创新创新是财富创新是财富 对图2和图3电路，设D0-D7=“1”时的电压为VH ， 当D0-D7=“0”时的电压为0，则有：创新设计创新设计6-6- D/A D/A 电阻网络电阻网络创新是财富创新是财富创新设计创新设计6-6- D/A D/A 电阻网络电阻网络国内首款单片机原理课堂教学示教板国内首款单片机原理课堂教学示教板创
10、新是财富创新是财富创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(1)(1)创新是财富创新是财富创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(1)(1)创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(1)(1)l lCD4017集成电路的功能集成电路的功能创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(2)(2)l lCD4017集成电路的应用举例集成电路的应用举例-轮流点亮十只轮流点亮十只LED发光管发光管创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(2)(2)l l巧妙的电子钟巧妙的电子钟60秒旋
11、转电路秒旋转电路创新设计创新设计7-7-新颖新颖6060秒旋转电子钟秒旋转电子钟(3)(3)创新设计创新设计8-8-程控脉冲分配器（程控脉冲分配器（1 1）74LS138功能表功能表输出反相时序脉冲输出反相时序脉冲创新设计创新设计8-程控脉冲分配器（程控脉冲分配器（2）输出同相时序脉冲输出同相时序脉冲创新设计创新设计8-8-程控脉冲分配器（程控脉冲分配器（3 3）l l常规方波信号发生器常规方波信号发生器-占空比不等于占空比不等于1/2特点：特点：占空比不等于占空比不等于1/2，电路简洁，电路简洁创新设计创新设计9-9- 555 555时基电路时基电路创新设计创新设计9-9- 555 555时
12、基电路时基电路l l常规方波信号发生器常规方波信号发生器-占空比等于占空比等于1/2特点：特点：占空比等于占空比等于1/2，但电路复杂，但电路复杂l l新颖方波信号发生器新颖方波信号发生器-占空比等于占空比等于1/2特点：特点：占空比等于占空比等于1/2，电路简洁，电路简洁创新设计创新设计9-9- 555 555时基电路时基电路创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（1 1） D/A转换原理转换原理 D/A电阻网络电阻网络创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（1 1）程控放大器原理创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（1 1） 增益小于增益小于1的程控放
13、大器的程控放大器 创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（1 1） 增益大于增益大于1的程控放大器的程控放大器 创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（2 2） 增益大于增益大于1的程控放大器的程控放大器 创新设计创新设计10-10-程控放大器（程控放大器（2 2）创新设计创新设计11-11-程控三角波信号发生器程控三角波信号发生器三角波信号发生器原理三角波信号发生器原理 创新设计创新设计11-11-程控三角波信号发生器程控三角波信号发生器程控三角波信号发生器原理程控三角波信号发生器原理创新设计创新设计11-11-程控三角波信号发生器程控三角波信号发生器程控三角波信号发
14、生器程控三角波信号发生器创新设计创新设计12-12- RC有源最佳滤波电路 阻尼率：阻尼率：传递函数：传递函数：创新设计创新设计12-12- RC有源最佳滤波电路 特点：特点：电路最简，器件易选，调试方便，最佳阻尼，便于程控电路最简，器件易选，调试方便，最佳阻尼，便于程控截止频率公式：截止频率公式：创新设计创新设计13-13-从正弦到方波最佳整形电路 特点：特点：电路最简，调试方便，性能稳定电路最简，调试方便，性能稳定创新设计创新设计14-14- 线性增益仪表放大器器 仪表放大器需具备的仪表放大器需具备的特质特质:1.差动输入：因此差动输入：因此仪表放大器应该是个差动仪表放大器应该是个差动放大
15、器；放大器；2.高输入阻抗：减小向前级（传感器）索取的电流，因此高输入阻抗：减小向前级（传感器）索取的电流，因此常采用同向放大器；常采用同向放大器；3.增益可调或程控，以适应不同性能的传感器和不同的应增益可调或程控，以适应不同性能的传感器和不同的应用场合；用场合；4.最好是增益呈最好是增益呈线性线性。创新设计创新设计14-14- 线性增益仪表放大器器 仪表放大器仪表放大器1-差动放大器差动放大器，增益固定，增益固定创新设计创新设计14-14- 线性增益仪表放大器器 仪表放大器仪表放大器2-增益可调增益可调创新设计创新设计14-14- 线性增益仪表放大器器 仪表放大器仪表放大器3-增益程控，增益程控，电阻选取困难电阻选取困难滔滔大西洋滔滔大西洋浩浩瀚瀚浩浩瀚瀚 海水终可斗量海水终可斗量微微小电子微微小电子奇奇妙妙奇奇妙妙 创新永无止境创新永无止境 献身小电子献身小电子收获大人生收获大人生谢谢谢谢大大家家！结束语结束语- - 创新永恒创新永恒
