电子系统综合设计_实验册.docVIP

《电子系统综合设计》 实验手册 班级：__________________ 姓名：__________________ 学号：__________________ 信息电子系 学生实验规则 1．实验前必须做好实验预习，理解实验目的和要求，熟悉实验步骤和操作要领，做到有准备地进行实验。 2．进入实验室，必须保持安静，按指定位置坐好，不高声讲话，不随便走动。 3．实验开始前，应先检查实验用品是否齐全，仪器、设备规格是否符合要求。 4．实验时，要听从实验教师的指导，要按实验规定认真操作，仔细观察实验现象，如实地做好记录。发观实验现象和结果跟课本上有出入时，要分析原因，提出自己的见解。 5．实验时要注意安全，防止发生意外事故。 6．爱护实验仪器设备，不准动用与本实验无关的其他仪器设备。实验过程中如有仪器设备损坏，应进行登记和说明情况，根据损坏原因和损坏情况，决定是否赔偿或部分赔偿。 7．实验完毕，整理好实验用品，根据实验原始记录，认真做好实验报告，经教师同意后才能离开实验室。 目 录 实验一? 电子整流器电路的设计 4 实验二? 60秒倒计时数字电路的设计实践 8 实验三? 印制电路板的设计与制作 11 实验四? 单片机最小系统硬件设计与制作 16 实验五? 单片机按键和显示 23 实验六? 单片机中断与定时 29 实验七 ?AD与DA应用 37 实验八 存储与时钟芯片应用 41 实验九 单片机温度检测系统电路的设计? 41 实验十? 常用5V、12V开关电源产品的测绘 53 附件? 实验报告模式 53 实验一?电子整流器电路的设计 实验原理 电子镇流器的典型应用电路与工作原理 图1所示电路的工作原理如下：功率开关晶体管VT1和VT2为半桥功率变换级的两只开关管，电容C3和C4组成无源支路，灯负载接在无源支路的中点和半桥开关组成的有源支路的中点之间，灯负载电流由C3、C4提供，电阻R1、电容C2和双向触发二极管VD2组成半桥自激振荡电路的启动电路。 图1 电子镇流器的典型应用 当电路加电后，流经电阻R1的电流对电容C2充电，当电容C2两端的电压达到双向触发二极管VD2的触发电压（大约为35V左右）时，VD2雪崩击穿，这时电容C2通过开关管VT2的基极发射极放电，VT2因发射结正偏而导通，在VT2导通期间，电流路径为：+VDCC3灯管灯丝FL1C2灯丝FL2镇流电感L1T1初级线圈T1aVT2的集电极VT2的发射极地，开关管VT2集电极电流的瞬时变化为，通过振荡线圈T1a的两个次级绕组T1b和T1c产生相应的感应电动势，其感应电动势的极性如图15所示，其结果是VT2的基极电位升高，基极电流和集电极电流进一步增大，由于正反馈的原因，使开关管VT2跃变到了饱和导通工作状态，在VT2饱和导通期间，启动电容C2通过双向二极管VD2和开关管VT2的发射结放电。 启动电路R1、C2和VD2为电路的起振提供起振工作条件，一旦电路振荡起来后，电路维持振荡是通过振荡线圈T1a、T1b和T1c所提供的正反馈来实现。当开关管VT2达到饱和后，振荡线圈T1a、T1b和T1c中的感应电动势为零，VT2的基极电位开始下降，Ib2下降，致使Ic2下降，而这时VT1的基极电位开始上升，这种变化由于正反馈的作用，使VT2截止，VT1饱和导通，在VT1饱和导通期间，灯负载的电流通路为：VT1的集电极VT1的发射极T1aL1灯丝FL2C2灯丝FL2C4地。当VT1饱和导通后，导致振荡正反馈变压器T1又进入磁饱和状态，同样由于T1的正反馈又重新使VT2饱和，VT1截止，如此周而复始，VT1和VT2交替饱和、截止，使电路进入振荡工作状态，通过L1和C2组成的谐振电路发生串联谐振，在谐振电容C2的两端产生一个高电压脉冲加到灯管两端，使灯管启动进入工作状态。 由于电路工作于高频振荡工作状态，所以镇流电感L1的值可以取得很小，例如对40W的荧光灯如果采用电感镇流则需要大约800mH的电感量的镇流电感，体积和质量都较大，而对高频振荡的电子镇流电路，同样对40W的荧光灯电子镇流器中的镇流电感L1的电感量仅需2mH，所以体积和质量都要小很多。 图2 电流的流向图 图2(a)和(b)分别表示VT1导通、VT2截止和VT1截止、VT2导通时的灯电流流向图，RL表示荧光灯工作时的等效电阻。由图2可知，在VT1导通、VT2截止和VT1截止、VT2导通两种天关工作状态下，通过灯负载的电流方向是相反的，开关管VT1和VT2轮流导通、截止，使通过荧光灯管的电流为高频交流电。 在LC电路谐振时的谐振频率可利用下式计算： (1) 式中，L为镇流电感的电感值，单位为享[利]（H）；C为电容C2的值，单位为法[拉]（F）；f谐振为谐振频率，单位为H