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电子系统设计与实践实验报告书
评分：
学院：电气工程学院 年级：2017级 专业：医学信息工程 姓名：
学号：
实习时间：
周三下午 实习地点：
第二基础实验楼
2019 年 5 月 29 日
目录
一、实验目的与要求：
............................................................................3 二、实习主要内容与进度安排：
............................................................3 实习设备及器材：
............................................................................4 四、程控放大器电路原理及参数计算 ....................................................4 1.实验原理：
.......................................................................................4 2.元件参数计算 ...................................................................................6 3.电路图 ................................................................................................7 五．程控放大器电路图 ............................................................................7 六、程控放大器电路所用电阻测试参数 ................................................8 九、程控放大器电路实际测试数据：
....................................................8 十、程控放大器电路误差分析及改进思路：
........................................8 十一、液晶屏显示程序清单 ....................................................................9 十二、A/D 转换程序流程图：
..............................................................25 十三、A/D 转换数据记录表：
..............................................................26 十四、画出 A/D 转换以输入电压为横坐标、输出值为纵坐标的坐标图：
...........................................................................................................27 十五、体会及建议或意见：
..........................................................27
一、实验目的与要求：
1．通过课程学习，使学生掌握电子系统的设计方法和制作调试技能,学习并掌握 Multisim, QuartesII 等 EDA 软件工具进行电路设计的能力。学习并掌握自顶向下的系统设计方法，特别要学会运用VHDL 语言或 Verilog 语言在 FPGA 中设计数字电路，熟悉各种软件和硬件等功能模块，并应用这些模块来设计制作电子系统。通过设计制作一个程控放大器，让学生学会设计、搭试、构建、调试、测试电路的方法。
2.学会使用电烙铁进行手工拆卸、焊装电子设备的技能。
3.掌握安全使用万用表的方法，能正确测试电流、电压、电阻等参数，能使用万用表测试电子元件和判断元件质量的方法以及元件参数的识别技能，学会根据电原理图和印制电路板图查找到实际测试点。
4.学会利用测试的数据分析判断电路是否工作正常，掌握电子电路的调试和故障排除的基本技能和方法。
二、实习主要内容与进度安排：
第一次：电子系统设计导论及 Multisim 仿真入门；
第二次：程控放大器电路设计与仿真（一）；
第三次：程控放大器电路设计与仿真（二）；
第四次：焊接讲解与练习，元件识别；
第五次：程控放大器电路的焊接；
第六次：程控放大器电路的焊接与调试；
第七次：程控放大器电路的调试与故障排除；
第八次：程控放大器电路的调试与验收 第九次：Quartus II 软件的使用入门；
第十次：利用 FPGA 实现液晶屏显示实验；
第十一次：利用 FPGA 实现 A/D 转换器控制实验；
第十二次：
A/D 转换器控制实验验收；
三、实习设备及器材：
1、通用电路板、放大器、电阻、导线等
2、数字式万用电表、示波器
3、STR850 焊接工作台、焊接耗材
四、程控放大器电路原理及参数计算 1 1..实验原理：
程控放大器是指可以通过程序或指令控制而改变其增益等性能的放大器，其基本形式是由运算放大器和模拟开关控制的电阻网络组成。模拟开关则由数字编码控制，本次实验中采用拨码开关控制。
如图所示，放大部分由 UA741CP 运算放大器放大，通过程序控制CD4051 选择放大的倍数，拨码开关用来控制开关电路，最后通过把正弦信号加于放大器的输入端，通过示波器观察并显示输出端所测得的波形，不同的放大倍数将显示出不同的放大现象。
CD4051 管脚图 CD4051 是单边 8 通道的单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的 3 位地址码 ABC 来决定，图中 C、B、A 为二进制控制输入端，改变 C、B、A 的数值，可以译出 8 种状态，并选中其中之一，使输出接通。“INH”是禁止端，当“INH”=1 时，各通道均不接通；
当 INH=0 时，通道接通。改变 IN/OUT0~7 及 OUT/IN 的传递方
向，可以用作多路开关或者反多路开关。
反相放大器原理图 放大电路采用反相放大器实现，考虑到输入信号的幅值太小，因此本次实验中采用两次放大，电路最后的总增益为两个放大器增益的乘积。
2 2..元件参数计算
反相放大器的增益 Vf=
前言
随着我国制造业的飞速发展，技能型人才越来越得到重视，对技能型人才的培养已经迫在眉睫。为了使同学更快更好的掌握操作技能。我们参加了电工电子综合技能训练，本次训练坚持以能力为本位，理论紧密联系实际，为分析解决现实问题服务，将理论与技能训练有机地连成一体，注重对学生的过程考核，将检验标准更多地定位在考核学生的能力上。
以前我们学的都是一些理论知识，比较注重理论性，而较少注重我们的动手能力的锻炼，而这一次训练有不少的东西要我们去想，同时有更多的是要我们去做，好多东西看起来十分间单，但没有亲自去做，就不会懂得理论与实践是有很大区别的，很多简单的东西在实际操作中就是有许多要注意的地方，也与我们想象不一样，这次的实训就是要我们跨过这道实际和理论之间的鸿沟。理论说的再好，如果不付诸于实际，那一切都是空谈。只有应用于实际中，我们才能了解到两者之间的巨大差异。开始的时候，老师对电路进行介绍，我还以为这次训练非常简单，直至自己动手时才发现，看时容易做时难，人不能轻视任何事。连每一根电线，都得对机器，对工作，对人负责。这也培养了我们的责任感。
目录
安全用电知识培训
1、学习目标 : ●了解电对人体的伤害及预防措施 ●熟悉安全用电与电气消防知识 ●学会触电现场救护的基本技能
2、电流大小：
人体触电时，流过人体的电流大小是决定人体伤害程度的主要因素之一。较小电流流过人体时，会有麻刺的感觉；
若较大电流（超过50mA）流过人体时，就会造成较严重的伤害，甚至死亡
3、电流持续时间 ：
触电电流流过人体的持续时间越长，对人体的伤害程度越高。触电时间越长，电流在心脏间歇期内通过心脏的可能性越大，因而造成心室颤动的可能性也越大。另外，触电时间越长，对人体组织的破坏也越严重
4、电流途径：
电流通过人体的任一部位，都可能造成死亡。电流通过心脏、中枢神经（脑部和脊髓）、呼吸系统是最危险的。因此，从左手到前胸是最危险的电流路径，这时心脏、肺部、脊髓等重要器官都处于电路内，很容易引起心室颤动和中枢神经失调而死亡
5、电压高低在；
触电电压越高，对人体的危害越大。触电致死的主要因素是通过人体的电流，根据欧姆定律，电阻不变时电压越高，流过人体的电流就越大，受到的危害就越严重。这就是高压触电比低压触电更危险的原因。此外，高压触电往往产生极大的弧光放电，强烈的电弧可以造成严重的烧伤或致残
6、电流频率 ：
电流频率的不同，触电伤害的程度也不一样，直流电对人体的伤害较轻，30~300Hz的交流电危害最大，频率在20kHz以上的交流电对人体已无危害。所以，在医疗临床上利用高频电流作理疗，但电压过高的高频电流仍会使人触电死亡
7、人体身体状况 ：
人体身体状况不同，触电时受到的伤害程度也不同。例如，患有心脏病、神经系统、呼吸系统疾病的人，在触电时受到的伤害程度要比正常人严重。一般来说，女性较男性对电流的刺激更为敏感，感知电流和摆脱电流要低于男性。儿童触电比成人要严重。此外，人体的干燥或潮湿程度、人体健康状态等，都是影响触电时受到伤害程度的因素.
常见触电的方式:
直接触电防护措施 : 利用绝缘的防护
利用屏护的防护
采用安全距离的防护
采用安全特低电压的防护
采用漏电保护装置的防护
间接触电的防护措施:
配电系统保护接地防护
自动切断供电防护
双重绝缘或加强绝缘的防护
非导电场所的防护
电气隔离的防护
不接地的局部等电位联结的防护
安全特低电压的防护
现场诊断:
现场救护 :
电工常用工具和仪表
1、学习目标 : ●会使用验电笔、钢丝钳、尖嘴钳、螺丝刀、电工刀等常用电工工具。
●会使用万用表、兆欧表、钳形电流表等常用电工仪表。
3电工常用材料和低压电器
3、1学习目标 :
● 会认识导电、绝缘、导磁和安装等常用电工材料，知道其主要用途。●熟悉熔断器、刀开关、低压断路器、主令电器、接触器和继电器等常用低压电器的分类、技术参数、选用，会正确安装常用低压电器。
3、2常用导电材料
常用导电材料
导电材料：良导体材料：用于制作各种导线或母线，
如铜、铝、钢等、用于制作灯丝，如钨、用作导线的接头焊料和熔体， 如锡；
高电阻材料：用于制作电阻器和电工仪表的电阻元件，如康铜、锰铜、镍铬等
1
2 点动控制线路
1．
1、点动控制：按下按钮电动机就得电运转，松开按钮电动机就失电停转的控制方式，称为点动控制。
1．
2、点动控制线路的组成：主令电器——按钮、继电器——热继电器、自动控制电器——接触器
1．
3、点动正转控制线路的工作原理：点动：合上开关QS 按下按钮SB → 交流接触器线圈KM得电→
交流接触器主触头KM闭合→电动机得电运转→松开按钮SB→线圈KM失电主触头恢复分断→电动机M停转
1．
4、路的特点：
点动控制线路已经有主、辅电路之分。
辅助电路接在主电路熔断器之后，可减少电动机走单相的机会。
电路的缺点是，电动机不能实现长期运行
3 点动控制线路设计
2.1、电路图：电路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家统一规定的电气符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的一种简图。
2.2、电路图的主要作用：充分表达电气设备和电器的用途、作用及线路的工作原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依据。
2.3、接线图：接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，它只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理和电气元件之间的控制关系。
2.4、接线图的主要作用：它是电气施工的主要图样，主要用于安装接线、线路的检查和故障处理。
接线图
3、安装控制线路 3.1、安装步骤及工艺要求:
1）安装元件——按照电器布置图在控制板上安装走线槽及电器元件，并贴上醒目的文字符号。
工艺要求
1）安装走线槽时，应做到横平竖直、排列整齐匀称、安装牢固、便于行线。
2）断路器、熔断器、组合开关进线方向应正确，以上进下出为原则进行电器元件安装。
3）各元件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于更换。电器元件安装不倾斜、不歪斜。
4）紧固各元件时，用力要均匀，紧固程度适当。以用手轻摇器件不会动为准。
（2）布线
1）实验室里采用铜芯软线布线。
2）布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘，并留余量。
3）各电器元件接线端子引出导线的走向以元件的水平中心线为界限，在水平中心线以上接线端子引出的导线，必须进入元件上方的走线槽；
在水平中心线以下接线端子引出的导线，必须进入元件下方的走线槽。任何导线都不允许从水平方向进入走线槽内。
4）各电器元件接线端子上引出或引入的导线，除间距很小或元件机械强度很差时允许直接架空敷设外，其他导线必须经过走线槽进行连接。
5）进入走线槽内的导线要完全置于走线槽内，并尽可能避免交叉，装线不要超过线槽截面的70%，以便于盖上线槽盖和以后的装配和维修。
6）各电器元件与走线槽之间的外露导线，应合理走线，并尽可能做到横平竖直、垂直变换走向。同一元件上位置一致的端子和同型号电器元件中位置一致的端子上引出或引入的导线，要敷设在同一平面上，并应做到高低一致或前后一致，不得交叉。
7）所有接线端子、导线线头上，都应套有与电路图上相应接点线号一致的编码套管，并按线号进行连接，连接必须牢固，不得松动。
8）一般一个接线端子只能连接一根导线，最多不得超过两根导线。
4、点动控制线路安装接线 1）先接控制电路 2）后接主电路 3）再接电源电路 4）接进线电源线
5）检查、接负载、接电源试车
安装后的示意效果图
小节：本节课主要学习了电动机点动控制线路安装调试及常用电气元件的好坏检测。通过本次课学习，我要会根据故障现象，确定故障部位，排除故障。注意：实验所用的接触器额定电压是220V，所以控制电路一根接火线，另一根接零线。这也是实际接线与书中电路图所不同的。
4、自锁控制电路
4.1、工作原理: （1）起动过程:按下起动按钮SBl，接触器KM线圈通
电，与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合，以保证松开按钮SBl后KM线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续闭合，电动机连续运转，从而实现连续运转控制。
（2）停止过程：按下停止按钮SB2，接触器KM线圈
断电，与SBl并联的KM的辅助常开触点断开，以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开，电动机停转。
4.2、自锁控制电路设计
4.3、安装控制线路
根据自锁控制线路画出接线图，接着由接线图链接线路。由与自锁控制线路是在点动控制线路上改动而来，所以这里就不详细介绍如何接线的了。
参考文献：
1、刘涛 电工技能训练 电子工业出版社 2003年01月
2、吴关兴 维修电工中级实训 人民邮电出版社 2009.6
3、金国砥 电工实训 电子工业出版社 2003.1
4、程立群 电工实训基本功 2006.10
5、赵秉衡 工厂电气控制设备 北京：冶金工业出版社
2001.8