20112011年年5 5月月1010日日典型赛题分析典型赛题分析1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 1、题意、题意现提供一批元器件，也只能选用所提供的器件，用模拟电路与数字电路的有关知识，设计并制作带有触摸电极的电路，其要求是当电路得电，便能以1-4-7-2-5-8-3-6-9的顺序循环显示数字，几秒钟后就停显且消隐。当用手指触摸一下触摸电极，电路又开始上述显示过程，大约10秒钟后自行停显并消隐。尔后，再触摸，又重复以上显示，约10秒钟后自行停显且消隐的工作过程，如此周而复始。注意事项：为了稳定可靠，触摸电极用单股裸线做成订书钉“”形状，再选定位置，如同跳线形式的焊在万能板上，从插元件的板面触摸。为了显而易见，稳压电源的输出，用绿色发光二极管作指示。为了容易判定触摸开关的工作情况，要求用红色发光管指示，当手指未触摸电路的触摸电极时，红色发光管亮，而当手指触摸电极，一旦触摸开关工作时，红色发光管熄灭。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 2、赛题分析、赛题分析按照赛题要求，当电路得电工作时，首先必须要产生一个几秒24的开机延时脉冲，利用此脉冲控制开机循环显示数字，几秒种后就停显、消隐。当触摸电极时必须产生一个10s的单稳态脉冲，利用此脉冲控制循环显示数字，10s后就停显、消隐;利用这两个脉冲控制计数脉冲的输出，当控制脉冲为高电平时，有计数脉冲输出;然后再利用计数脉冲控制计数器计数输出显示；电路主要工作波形图，如下图所示。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 3、总体设计、总体设计将电路分成7大模块设计，即电源电路、译码/驱动/显示电路、计数/编码电路、计数脉冲发生器、开机延时电路、触摸单稳态电路、消隐电路。总体框图结构如下图所示。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 4、各单元电路设计、各单元电路设计电源电路采用变压器降压、二极管整流、电容滤波、LM1317稳压输出、利用绿色发光二级管指示电源工作状态，电路原理如下图所示。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 220V市电经220/12V变压器T1降压、二极管桥式整流、电容C8、C1和滤波后送入LM1317的第3脚输入端、C1选用470uF的电解电容；C8选用0.01uF的瓷片电容，滤除高频纹波。第2脚输出稳定的直流电压。第1脚为调整端，调整端与输出端之间的电压为1.25V的基准电压。为了保证稳压器的输出性能，R5的阻值应小于240，本电路选用200的电阻。为了使输出电压可调，调整端与地之间接可变电阻器R2，改变R2的阻值便可以改变输出电压。输出电压计算公式为U。= 1.25(1十R2/R5)，调R5使输出7V。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 R2的选用为2-5K的电阻即可。C7、C3是为了进一步改善输出电压的纹波。D5、D6是保护二极管，若输人端发生短路C3的放电电流会反向流经LM317，有可能导致其击穿损坏。D5的接人可旁路反向冲击电流，使LM317得到保护。同理若输出端短路，C2上的放电电流被D6短路起保护作用。通过绿色发光管LED1),指示电源的工作状态，R6为D7的限流电阻，取值为510，流过D7的电流约为10mA，发光二极管的正常工作电流为10mA。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 译码/驱动/显示电路的设计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，其引脚及电路见下图所示。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，其阻值为510，计算方法为：(7-2)V10mA=510；按照设计要求，CD4511 必须工作在两种状态中：计数、消隐。 1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 根据CD4511的真值表(见表14.9可知， 为测试端，当为低电平时，输出全为1 ，显示“8”，此端可以用来测试数码管的好坏情况，本制作 接高电平; 端为消隐端，当它为低电平时显示消隐，为高电平时显示正常，所以本制作可以通过此引脚控制显示与消隐部分； 为锁存端，高电平锁存，本制作 接低电平,电路如下图所示。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 计数/编码电路的设计设计要求循环显示“1-4-7-2-5-8-3-6-9，而计数器CD4017是5位Johson计数器，具有10个译码綸出端，需要通过IN4148编码输出，其编码电路如下图14.所示。当CD4017的脚输出“1 ”时，通过二极管编码输出的8421BCD码为1；当脚输出1 时，通过二极管编码输出的8421BCD码为4；同理，当脚输出“1”时，通过二极管编码输出的8421BCD码为9；当11脚輸出“1 ”时，对计数器的复位端（脚,商电平复位)进行位,计数器改新丌始计数；C4为复位电容，问样也可以对计数器的脚进行复位；时钟输入端的施密特触发器具有咏冲整形功能，对输人时钟脉冲上升和下降时问无限制。INH为低电平时，计数器在时间上升沿计数；反之，计数功能无效，计数/编码电路见右图。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 计数脉冲发生器的设计最常见的多谐振荡器是用NE555组成的，它电路结构简单、性能良好。本电路就是用NE555构成多谐振荡器，其最大振荡周期T为：T= 0.69（R10+R4）C6=(47000 +5000)0.00001uF=0.3588s如果要改变扳荡频率，可以调节微调电位器R4，在电位器R4串接电阻可以减小振荡频率。NE555的脚接位4控制端，当脚为高电平时，有信号输出；黄色信号指示信号输出，当脚为低电平时，没有信号输出。电路图如右图所示。开机延吋屯路的设计电路如下图所示。 接通电源时，7V电源通过R1向C11充电，充电过程中，CD4069的脚由低电平到高电平，此时通过门电路IC2A、IC2B反相后再通过IN4148输出高电平，通过IC2C再一次反相输出低电平。此电平控制IC6的脚,使得开机时，IC6的脚由髙电平通过延时几秒后变低电平， 所以计数器计数几秒后停止计数。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 D7和D8组成或门，触摸输出的单稳态信号同样也可以通过IC2A、IC2B门电路控制计数脉冲信号的输出。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 触模单稳态电路的设计触摸信号输入电路是由一只NE555组成的脉冲启动式单稳态触发器，电路如下图所示。平时触发器处于稳态，脚输出低底电平。M为触摸电极，当用手触摸电极后，人体上的电信号输人 脚，触发器翻转，脚输出高电平。触发器翻转后， 电源通过R8和R3向C5充电，充电时间约10秒后， 触发器又翻转，脚恢复输出低底电平，只有等下一次触摸电极才能使脚输出高电平。消隐电路的设计通过控制CD4511的消隐端即可控制显示器消隐，消隐端为低电平便消隐，此消隐信号可以取自IC2D的输出端。5、整体电路设计、整体电路设计当单元电路设计完成之后就是整体电路的设计，也就是根据电路方框图和电路逻辑关系把所有的单元电路组合起来，这样就完成了整个电路的设计。在组合过程中各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑他们之间的级联问题，如电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合，以及相互干扰等问题。本电路的总体电路原理图如下图所示。1616届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 6、电路制作与调试、电路制作与调试电路原理图设计好之后就是将所有的电子元件焊接的在专用的万能板上组成实际电路，在整个时间分配上，电路制作必须要用4-6个小时，所以当题目下来之后必须在1-3个小时的时间内完成电路原理图的设计。焊接点上的焊锡量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差，而太多又容易造成外观一大堆而内部未接通，焊锡应该刚好将焊接在制作过程中，焊接工作是一项重要的工序，它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必须牢固、圆滑。 整个电路的制作顺序是：电源部分数码显示部分编码部分计数部分NE555多谐振荡部分NE555单稳态部分延时部分。每装一部分电路都必须通电检査是否正常，如果不正常则必须检査哪里出了故障，再把故障解决好才可以制作下一部分电路，这样一步一步完成可以保证95%的成功率。电路调试也是一个非常重要的环节，在各个单元电路制作过程中也必须调试,把电源电压调整在7-9V之间、把单稳态时问调整在规定时间内。最后是整体电路的调试，主要是在电路安全性、稳定性和时序准确性方面的调试。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 一、题意一、题意现提供一批器材，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。其要要求是当分别数显速器。其要要求是当分别数显0、1、2三个数时电扇相应在失电、强电（市电电压）、弱电三个数时电扇相应在失电、强电（市电电压）、弱电（小于市电电压）三档级的供电状态。（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伏交流伏交流40瓦的白炽灯泡及其塑壳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、暗代替电扇得失电、强电、弱电的三种状态便成为调光（调速）器。要求该调光（调速）器有如下替电扇得失电、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：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，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，显示的数码变动一字，对应的灯泡（或电扇）供电变化一档。显示的数码变动一字，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，自行显示晚上，自动（手动失效）控制灯泡的供电，即当调光（调速）器得电后，自行显示“0-1-2”循环往复显字的同时，对应有灯泡失电循环往复显字的同时，对应有灯泡失电“（灯泡失亮）（灯泡失亮）强电（灯光正常亮度）强电（灯光正常亮度）弱点（灯光弱点（灯光暗淡）暗淡）”循环往复的过程，可形成循环往复的过程，可形成“自然风自然风”的模式。的模式。元件选取：元件选取：LM358、NE555、CD4011、CD4017、CD4511、光敏电阻、数码管、双向晶闸管、按键、光敏电阻、数码管、双向晶闸管、按键开关、保险管、继电器、变压器、灯泡、灯头，其它分立元件若干。开关、保险管、继电器、变压器、灯泡、灯头，其它分立元件若干。注意：注意：1实现上述功能，允许不同方法，但必须按题意要求设计制作。实现上述功能，允许不同方法，但必须按题意要求设计制作。2在设计制作过程中若需要补充器材，如触发二极管、在设计制作过程中若需要补充器材，如触发二极管、555、4011、324、9013、可调电阻、可调电阻、晶闸管、带锁按钮、继电器、保险丝管、阻容件、变压器、焊锡、烙铁心等。晶闸管、带锁按钮、继电器、保险丝管、阻容件、变压器、焊锡、烙铁心等。3注意安全，黑胶布向监考老师索取，不要打破灯泡。注意安全，黑胶布向监考老师索取，不要打破灯泡。 4交作品时，灯泡不必上交，可自己带走。交作品时，灯泡不必上交，可自己带走。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 二、赛题分析与总体设计二、赛题分析与总体设计按照赛题要求，电路有两种工作方式，光控和手控，也就是白天工作和晚上工作。当按照赛题要求，电路有两种工作方式，光控和手控，也就是白天工作和晚上工作。当电路得电工作：白天，自动控制不工作，只能进行手动控制，利用手动产生计数脉冲，电路得电工作：白天，自动控制不工作，只能进行手动控制，利用手动产生计数脉冲，进而一个脉冲控制一个显示。晚上，手动控制不工作，只能进行自动控制，利用多谐进而一个脉冲控制一个显示。晚上，手动控制不工作，只能进行自动控制，利用多谐振荡自动产生计数脉冲，一个脉冲计数一次，周而复始；利用这两种方法控制计数脉振荡自动产生计数脉冲，一个脉冲计数一次，周而复始；利用这两种方法控制计数脉冲的输出，当控制脉冲为高电平时，有计数脉冲输出，否则没有计数脉冲输出；然后冲的输出，当控制脉冲为高电平时，有计数脉冲输出，否则没有计数脉冲输出；然后利用计数脉冲控制计数器的输出显示，与此同时也控制灯光的变化。利用计数脉冲控制计数器的输出显示，与此同时也控制灯光的变化。在此，在分析电路的同时，在此，在分析电路的同时，我们先把时间区分好，在我们先把时间区分好，在正常情况下，我们要在正常情况下，我们要在2个个小时内把电路原理图设计小时内把电路原理图设计完成，其佘时间用来焊电完成，其佘时间用来焊电路和检修电路，在这点上路和检修电路，在这点上所以时间一定要掌握好，所以时间一定要掌握好，这样才能把电路设计完并这样才能把电路设计完并做好。做好。电路主要波形如图（电路主要波形如图（1）所）所示。示。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 二、赛题分析与总体设计二、赛题分析与总体设计通过上述波形图，我们可以画出电路总体方框图如图（2）所示。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 三、各单元电路设计三、各单元电路设计 将整机电路分为将整机电路分为7大模块设计，即电源电路、光控电路、自动控制电路、计数大模块设计，即电源电路、光控电路、自动控制电路、计数/编码电路、译码编码电路、译码/驱动驱动/显示电路、手动控制电路、显示电路、手动控制电路、97A6控制电路。控制电路。1、电源电路的设计、电源电路的设计市电电压通过保险丝并经过变压器降压、市电电压通过保险丝并经过变压器降压、IN4007二极管整流、电容滤波、二极管整流、电容滤波、LM7809稳压输出、稳压输出、利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电源电路的原理如图（利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电源电路的原理如图（3）所示。）所示。220V市电经过变压器降压，二极管路桥式整流，市电经过变压器降压，二极管路桥式整流，C8用于滤除由市电引入的高频干扰，电容用于滤除由市电引入的高频干扰，电容C1滤掉高频杂波后送入滤掉高频杂波后送入LM7809第第1脚，第脚，第2脚接地，第脚接地，第3脚输出稳定的电压，电压为脚输出稳定的电压，电压为9V。C7进一进一步滤除高频干扰，步滤除高频干扰，C3再滤波得到稳定再滤波得到稳定9V电压，供给电路工作，红色发出二极管是电源指示灯，电压，供给电路工作，红色发出二极管是电源指示灯，R6是发光二极管的限流电阻，阻值的范围是（是发光二极管的限流电阻，阻值的范围是（5101K）发光二极管的正常工作电流为）发光二极管的正常工作电流为10mA。电源是所有电气设备的电源是所有电气设备的灵魂，也是我们整机电灵魂，也是我们整机电路设计的重点。因为没路设计的重点。因为没有它，我们无论再完美、有它，我们无论再完美、再有用的电路都不能工再有用的电路都不能工作，所以我们在每时每作，所以我们在每时每刻都必须把它记于心。刻都必须把它记于心。所以在制作的时候，我所以在制作的时候，我们都一定要先做电源电们都一定要先做电源电路，且要保证成功。路，且要保证成功。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （2）光控电路的设计根据所给的元件，我们要想光控比较稳定，可以利用LM358来设计，我们知道LM358时二运放，所以我们只用它的一半就可。电路如图（4）所示：利用1/2LM358来进行电压比较，当白天时因光敏电阻阻值小，所以V-V+，则输出端为低电平。当晚上时，因光敏电阻阻值很大，所以V-V+，则输出端为高电平，电路中R1为分压电阻，R2和R17构成电压取样值，取样的值大小可通过R17来调节，通过调节可使光控电路达到最佳工作状态，蓝色发光二极管指示工作状态，白天时不亮，晚上时亮。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （3）、自动控制电路设计电路用多谐振荡器来做计数电路的主要部分，利用它产生持续的脉冲来进行自动控制。最常见的的多谐振荡器是用NE555组成的，它电路结构简单、性能良好。本电路就NE555构成多谐振荡器，利用光控来控制NE555的4脚，让其来控制自动计数。NE555构成多谐振荡器最大振荡周期T为：T=0.69（R10+R4）C6=0.69（47000+5000）0.00001F =0.3588S如果要改变振荡频率，可以调节微调电位器R4，在电位器R4串接电阻可以减小振荡频率。NE555的4脚接信号控制端，当4脚为低电平时，有信号输出，绿色信号指示信号输出。当4脚为高电平时，没有信号输出，信号输出的是持续的方波。电路图如图（5）所示。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （4）计数/编码电路设计电路的设计要求是循环显示“0-1-2”，我们利用CD4017来进行计数控制。而CD4017是5位JOHSON，具有10个译码输出端，需要IN4148进行控制输出。其电路如上图（6）所示，电路中，我们只用到四个输出端口，即Q0、Q1、Q2、Q3，其余不用。当来电时，Q0为高电平，当来一个脉冲上升沿时，电路从Q0跳到Q2，直到Q3时进行复位。电容C7与电阻R10组成开机复位电路，也就是电路得电时对CD4017进行复位，复位回Q0。二极管D2起保护作用，防止再开机复位时而造成电流倒流而损坏芯片。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （5）、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，其引脚见下图（7）。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，其阻值为510，计算方法为：（7-2）V10mA510；1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （5）、译码/驱动显示电路设计按照设计要求，CD4511必须工作在两种状态中：计数、消隐。根据CD4511的真值表（表1）可知，LT非为测试端，当LT非为低电平时，输出全为1，显示“8”，此端可以用来在制作时测试数码管的好坏和显示故障，本电路接高电平；BI非端为消隐端，当它为低电平时显示消隐，为高电平时显示正常，本电路接高电平；LE非为锁存端，高电平锁存，本电路接低电平。 1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （5）、译码/驱动显示电路设计电路如图（8）所示。按题目要求只显示“0.1.2”，所以我们可以不要经过繁杂的编码，只用两个IN4148直接构成。CD4511中A、B、C、D所对应的是8421BCD码的1、2、4、8。两个二极管，D6接入A，显示1，D7接入B显示2，剩余的CD直接接10K下拉电阻。（注意：在COMS电路中，输入端一律不许悬空，不然会引起数码的不稳定，所以要么接上拉电阻，要么接下拉电阻）。 1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （6）手动控制电路设计在自动控制的同时，我们还有手动控制，手动控制的电路如下图所示，电路十分简单。我们只是利用CD4017来一个脉冲计数一次的特点，在自动控制不工作时，用手动来控制，电路只是由开关S1和电容组成。因为开关是按钮开关，当按下开关时，电流在一瞬间给予NE555的4脚高电平，NE555马上输出一个脉冲，CD4017计数一次。104这个瓷介电容起消除抖动作用.1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （7）97A6控制电路设计双向晶闸管旧称双向可控硅，相当于两个单向晶闸管的反极并联而成。双向晶闸管的外形结构如上图所示，从图中可以看出有三个电路，分别称为第一电极T1、第二电极T2、控制极G，T1、T2又称为主电极。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。双向晶闸管的符号如图（A）所示双向晶闸管使得电路的可靠性提高，设备的体积缩小，重量减轻，这是双向晶闸管的一个突出优点。1717届大学生电子设计制作现场赛作品分析届大学生电子设计制作现场赛作品分析 （7）97A6控制电路设计97A6晶闸管，最大电流可以达到1A，最大输出功率为60W，耐压为600V。这里我们用的是电压触发，电路如图（10）所示，我们利用三极管的开关特性来控制晶闸管的G极电压通断。当D3这个二极管有电压通过时，Q1三极管导通，则9V电压通过三极管CE极而触发97A6晶闸管，此时灯最亮（强电）。同理，D4用电压时，Q2三极管导通，导通电压经过电阻R17降压而输出，此时灯微亮（弱电）。R17可以调节电灯的亮度，调至明显效果即可。三、整机电路设计三、整机电路设计当所有单元电路都设计完成之后就要对整机电路进行设计分析。整机电路的设计其当所有单元电路都设计完成之后就要对整机电路进行设计分析。整机电路的设计其实就是利用方框图及所要设计电路的逻辑关系把设计出来的单元电路进行组合，组实就是利用方框图及所要设计电路的逻辑关系把设计出来的单元电路进行组合，组合完成能实现电路工作就完成了整机电路的设计。当然，整机电路的设计也并不是合完成能实现电路工作就完成了整机电路的设计。当然，整机电路的设计也并不是把单元电路组合在一起就可以了，它要考虑到多方面的因素，比如它们的级联问题，把单元电路组合在一起就可以了，它要考虑到多方面的因素，比如它们的级联问题，电器特性的相互问题，信号耦合方式以及相互干扰等问题。本电路的总电路原理图电器特性的相互问题，信号耦合方式以及相互干扰等问题。本电路的总电路原理图如图（如图（11）所示。）所示。四、整机电路的工作原理四、整机电路的工作原理利用利用1/2LM324与光敏电阻构成一个光控电路，当白天时，因光敏电阻有光照而电阻小，所以与光敏电阻构成一个光控电路，当白天时，因光敏电阻有光照而电阻小，所以V-V+，V0输出低电平。而输出低电平。而1脚的输出端控制脚的输出端控制NE555的的4脚，脚，NE555芯片利用分立元件组成一个多芯片利用分立元件组成一个多谐振荡器。众所周知，要想谐振荡器。众所周知，要想NE555振荡，振荡，4脚必须接高电平，那么在白天的情况下脚必须接高电平，那么在白天的情况下1脚输出低电平脚输出低电平而使而使NE555不振荡。依次可知因不振荡。依次可知因CD4017构成的计数器构成的计数器CP端没脉冲输入而不工作。根据赛题的要端没脉冲输入而不工作。根据赛题的要求，以上的为自动控制，但因工作不满足而不工作，所以在自动控制不工作的时候我们只能进行求，以上的为自动控制，但因工作不满足而不工作，所以在自动控制不工作的时候我们只能进行手动控制。要知道，手动控制。要知道，4017如果正常计数，必须给予脉冲，脉冲的控制由一个按钮开关和一个电容如果正常计数，必须给予脉冲，脉冲的控制由一个按钮开关和一个电容组成。手动计数时，按一下开关就一个脉冲，脉冲输出控制组成。手动计数时，按一下开关就一个脉冲，脉冲输出控制CD4017计数一次，而计数脉冲经过计数一次，而计数脉冲经过编码后由编码后由CD4511组成的电路进行译码组成的电路进行译码/驱动并输出显示驱动并输出显示“0”再接着显示再接着显示“1”如此而已。如此而已。当然，晚上时，由于光敏电阻无光而成高阻状态，所以当然，晚上时，由于光敏电阻无光而成高阻状态，所以V-V+，1脚输出高电平。而由脚输出高电平。而由NE555构成的多谐振荡器由于构成的多谐振荡器由于4脚变为高电平，所以多谐振荡器起振，并输出连续不断的脉冲，进而脉脚变为高电平，所以多谐振荡器起振，并输出连续不断的脉冲，进而脉冲控制起振冲控制起振CD4017进行计数输出，经过译码进行计数输出，经过译码/驱动后数码管在驱动后数码管在0-1-2-0-1-2。一直。一直循环跳变。此时电路工作在自动控制状态，而手动控制不工作。循环跳变。此时电路工作在自动控制状态，而手动控制不工作。我们利用三极管的开关特性来控制晶闸管的我们利用三极管的开关特性来控制晶闸管的G极电压通断。当极电压通断。当D3这个二极管有电压通过时，这个二极管有电压通过时，Q1三极管导通，则三极管导通，则9V电压通过三极管电压通过三极管CE极而触发极而触发97A6晶闸管，此时灯最亮（强电）。同理，晶闸管，此时灯最亮（强电）。同理，D4用电压时，用电压时，Q2三极管导通，导通电压经过电阻三极管导通，导通电压经过电阻R17降压而输出，此时灯微亮（弱电）。降压而输出，此时灯微亮（弱电）。R17可可以调节电灯的亮度，调至明显效果即可。以调节电灯的亮度，调至明显效果即可。五、电路的制作与调试五、电路的制作与调试当一个电路设计好后封信它的可行性可通过后就可把这个整机电路利用所给元件排版并焊接在当一个电路设计好后封信它的可行性可通过后就可把这个整机电路利用所给元件排版并焊接在专用的万能班上，焊接完后就可以把理论上的整机电路变为实际的整机电路。为了方便单元电专用的万能班上，焊接完后就可以把理论上的整机电路变为实际的整机电路。为了方便单元电路的检测，一定要注意电源电路一定要最先焊。路的检测，一定要注意电源电路一定要最先焊。在制作中，一定要注意许多细节，元件排布和焊接工艺是十分重要的。元件排布是为了焊接的在制作中，一定要注意许多细节，元件排布和焊接工艺是十分重要的。元件排布是为了焊接的方便和布局的美观，它的排布或许会花好多时间，但如果你以一个单元电路模块、一个单元电方便和布局的美观，它的排布或许会花好多时间，但如果你以一个单元电路模块、一个单元电路模块来排布，这样就可节约许多时间。在排布的过程中一定要注意传感器件及控制器件的排路模块来排布，这样就可节约许多时间。在排布的过程中一定要注意传感器件及控制器件的排布，在电路中光敏电阻这传感器件一定要排在边缘，不要排在一些发光器件周围，同时不要在布，在电路中光敏电阻这传感器件一定要排在边缘，不要排在一些发光器件周围，同时不要在光敏电阻周围排上一些会阻光线的器件，要让光敏电阻感光范围大。至于一些其他控制器件光敏电阻周围排上一些会阻光线的器件，要让光敏电阻感光范围大。至于一些其他控制器件（如按钮开关）也一定要安在适合操作的方位上，并且要显眼。（如按钮开关）也一定要安在适合操作的方位上，并且要显眼。至于焊接工艺，这是每位参赛选手平时的基本功。焊接的好坏，直接关系到电子产品或制作的至于焊接工艺，这是每位参赛选手平时的基本功。焊接的好坏，直接关系到电子产品或制作的质量，这必须严格要求。为了确保制品受到振动或冲击时不知脱落松动，要求焊点一定要有良质量，这必须严格要求。为了确保制品受到振动或冲击时不知脱落松动，要求焊点一定要有良好的机械强度，为了确保良好的导电性能，要求焊点无虚焊、焊接要可靠，为了确保焊点的形好的机械强度，为了确保良好的导电性能，要求焊点无虚焊、焊接要可靠，为了确保焊点的形状表面圆而光滑、清洁、无毛刺，要求用好的焊锡松香和烙铁。在焊接过程中一定要控制时间，状表面圆而光滑、清洁、无毛刺，要求用好的焊锡松香和烙铁。在焊接过程中一定要控制时间，要避免因加热时间过长而烧坏元件。焊接的连线不要太多焊锡，避免两条平行而造成短路。要避免因加热时间过长而烧坏元件。焊接的连线不要太多焊锡，避免两条平行而造成短路。整个电路一定要按单元电路来一个模块一个模块焊接，一般在最先一定要先焊电源部分确保它整个电路一定要按单元电路来一个模块一个模块焊接，一般在最先一定要先焊电源部分确保它的有用。然后再根据原理图一个模块一个模块焊接，在焊完一个单元电路是一定要对它进行通的有用。然后再根据原理图一个模块一个模块焊接，在焊完一个单元电路是一定要对它进行通电测试，测试要有用为止，否则一定不要在焊其他单元路，这样可以避免在所有单元电路焊完电测试，测试要有用为止，否则一定不要在焊其他单元路，这样可以避免在所有单元电路焊完后组成一个整机电路出现大面积故障而造成排岔故障的难度。后组成一个整机电路出现大面积故障而造成排岔故障的难度。电路测试十分重要，调试一定要在做单元电路时就把他调适在合适的工作范围。如整机电路中电路测试十分重要，调试一定要在做单元电路时就把他调适在合适的工作范围。如整机电路中的光控，调试它的灵敏度要合适，不要造成灵敏度太高或太低。此外，在整机调试中还要对安的光控，调试它的灵敏度要合适，不要造成灵敏度太高或太低。此外，在整机调试中还要对安全性、稳定性和时序的准确性进行调试。因电路工作在全性、稳定性和时序的准确性进行调试。因电路工作在220Vzhuangtai，所以整机安全性要注，所以整机安全性要注意。在意。在97A6控制灯光的三种状态调试也要注意它们的参数选用合适的电阻参数达到最明显的视控制灯光的三种状态调试也要注意它们的参数选用合适的电阻参数达到最明显的视觉效果，这点是电路的重点。觉效果，这点是电路的重点。 18181818届大学生电子设计制作现场赛课题分析届大学生电子设计制作现场赛课题分析届大学生电子设计制作现场赛课题分析届大学生电子设计制作现场赛课题分析 一、题意：在赛场提供的器材中，选取必要的元件，设计、制作能对饮料易拉罐自一、题意：在赛场提供的器材中，选取必要的元件，设计、制作能对饮料易拉罐自动计数且数显计数量的装置。生产单位常采用如下红外自动计数装置，将装有饮料动计数且数显计数量的装置。生产单位常采用如下红外自动计数装置，将装有饮料的易拉罐放在马达带动的传动带上，在传动带运动的过程中让每罐易拉罐依次同一的易拉罐放在马达带动的传动带上，在传动带运动的过程中让每罐易拉罐依次同一方向地穿过红外发射、接收系统，形成计数脉冲，然后计数脉冲经电路加工、计数，方向地穿过红外发射、接收系统，形成计数脉冲，然后计数脉冲经电路加工、计数，再数显易拉罐计数结果，则就知道其生产量。再数显易拉罐计数结果，则就知道其生产量。限于赛场条件，不可能每位参赛者面前提供马达传动的易拉罐，只能模拟。故要求限于赛场条件，不可能每位参赛者面前提供马达传动的易拉罐，只能模拟。故要求将红外发射、接收系统安置在作品的万能板上，二者保持将红外发射、接收系统安置在作品的万能板上，二者保持1CM以上的距离即可，以上的距离即可，用参赛证对折后插入红外发射、接收系统中，表示有易拉罐穿过红外线，拔出则无，用参赛证对折后插入红外发射、接收系统中，表示有易拉罐穿过红外线，拔出则无，于是在电路上同样可形成计数脉冲。要求是，作品完工后，能按如下流程演示功能：于是在电路上同样可形成计数脉冲。要求是，作品完工后，能按如下流程演示功能：作品接入电源，电源指示灯作品接入电源，电源指示灯绿灯）亮。绿灯）亮。 手动清零，显示手动清零，显示“0 0”。 模拟易拉罐传动形成计数脉冲，计数脉冲指示灯（黄灯）亮。模拟易拉罐传动形成计数脉冲，计数脉冲指示灯（黄灯）亮。 随着模拟易拉罐穿过红外收、发系统的次数渐增，计数器计数渐增，显示器依随着模拟易拉罐穿过红外收、发系统的次数渐增，计数器计数渐增，显示器依次显示次显示01， 02， 03，10， 11， 12， 13，20。一旦计数达。一旦计数达20，计，计数脉冲形成电路便停止工作，自然没有计数脉冲输出，计数脉冲指示灯不再闪亮，数脉冲形成电路便停止工作，自然没有计数脉冲输出，计数脉冲指示灯不再闪亮，显示器也停止在显示器也停止在“20”，无论红外系统内有否物件穿插，始终显示，无论红外系统内有否物件穿插，始终显示“20”不变，表不变，表示此时计满一箱；示此时计满一箱； 要继续计数，必须先清零，显示要继续计数，必须先清零，显示“0 0”，方可幵始新一轮，方可幵始新一轮计数，直至显示计数，直至显示“20”，表明又计满一箱。，表明又计满一箱。作品必须能如此复往工作。作品必须能如此复往工作。序号序号名称名称单位单位数量数量名称名称单位单位数量数量1 1电源线电源线根根1 1NE555+8PNE555+8P座座1 12 2保险丝管保险丝管( (座）座）套套1 1IC 373+8PIC 373+8P座座套套1 13 3IN4007IN4007只只4 4CD40110+16PCD40110+16P座座套套1 14 4IN4148IN4148只只2 25 5寸共阴数码管寸共阴数码管只只2 25 51000uF/16V1000uF/16V只只1 1可调电阻可调电阻100K100K只只1 16 6220uF/16V220uF/16V只只1 1可调电阻可调电阻10K10K只只1 17 7100uF/16V100uF/16V只只2 262K62K只只2 28 810 10 uFuF /16V /16V只只2 2470K470K只只6 69 9IC7809IC7809片片1 110K10K只只5 51010发光二极管发光二极管( (绿）绿）只只1 1560 560 只只2 21111发光二极管发光二极管( (黄）黄）只只1 14.7K4.7K只只2 21212发光二极管发光二极管( (红）红）只只1 1100K100K只只2 2131390149014只只2 2300300只只2 21414红外发射管红外发射管无色无色) )只只1 115K15K只只2 21515红外接收管红外接收管黑色）黑色）只只1 10.01uF0.01uF只只2 21616按键开关关按键开关关6*66*6只只1 1100P100P只只1 117174N25+8P4N25+8P座座套套1 12200P2200P只只2 218183*15mm3*15mm螺丝母螺丝母套套2 2省电子赛专用万能板省电子赛专用万能板块块1 11919单股导线单股导线(0.5mm)(0.5mm)米米3 3电源变压器电源变压器(220/12V)(220/12V)只只1 1元件清单元件清单 二、赛题分析与总体设计二、赛题分析与总体设计由题意知，当易拉罐依次同一方向地穿过红外发射、接收系统时会产生一由题意知，当易拉罐依次同一方向地穿过红外发射、接收系统时会产生一系列脉冲。当手动清零时，使计数电路显示系列脉冲。当手动清零时，使计数电路显示“00”，并准备计数。当有易，并准备计数。当有易拉罐通过红外发射、接收系统时，脉冲开成电路输出脉冲，开始计数，并拉罐通过红外发射、接收系统时，脉冲开成电路输出脉冲，开始计数，并依次显示计数结果，当计数到达依次显示计数结果，当计数到达20时，关闭计数脉冲形成电路，计数器时，关闭计数脉冲形成电路，计数器保持计数结果，直到清零，开始下一轮计数。保持计数结果，直到清零，开始下一轮计数。红外发射接收系统计数脉冲形成电路计数、译码、驱动、锁存电路计数、译码、驱动、锁存电路个位数码显示电路手动清零十位数码显示电路直流电源电路根据题意和工作波形可以画出系统总体框图。根据题意和工作波形可以画出系统总体框图。