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主讲 : 刘颖教授

题目 : 峰值检测与显示系统. 主讲 : 刘颖教授. 一、设计任务 在给定电源电压条件下，设计并制作一个峰值检测与显示系统。. 二、设计要求及技术指标 1. 基本部分 （ 1) 传感器的输出信号为 0 ～ 5mV ， 1mV 等效于 400kg ； （ 2 ）测量值用数字显示，显示范围为 0000 ～ 1999 ； （ 3 ）峰值电压保持稳定 。. 2. 发挥与扩展部分 传感器的输出信号分为三档： 10 uV ～ 100uV 、 100 uV ～ 1mV 、 1 mV ～ 10mV ，要求能够自动切换量程。. 三、电子系统设计的一般步骤.

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  1. 题目:峰值检测与显示系统 主讲:刘颖教授

  2. 一、设计任务在给定电源电压条件下，设计并制作一个峰值检测与显示系统。一、设计任务在给定电源电压条件下，设计并制作一个峰值检测与显示系统。

  3. 二、设计要求及技术指标 1.基本部分 （1) 传感器的输出信号为0～5mV，1mV等效于400kg； （2 ）测量值用数字显示，显示范围为0000～1999； （3）峰值电压保持稳定。

  4. 2.发挥与扩展部分 传感器的输出信号分为三档：10 uV～100uV、100 uV～1mV、1 mV～10mV，要求能够自动切换量程。

  5. 三、电子系统设计的一般步骤 1. 选择总体方案； 2. 画出系统框图； 3. 设计单元电路； 4. 选择元器件； 5. 计算参数； 6. 画出总体电路图,(电路板图设计与制作)； 7. 组装与调试等。

  6. 1.总体方案设计与优化； 2.系统功能电路设计，画出完整电路图； 3.计算参数，购买元器件； 4.印刷电路板设计与制作（选做内容）； ５.安装、调试电路； 6.详细说明电路原理，写出设计总结报告。 四、本课程设计要求完成的工作

  7. 　　　所谓总体方案就是根据所提出的任务要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出要求和技术指标。　　　所谓总体方案就是根据所提出的任务要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出要求和技术指标。 五、总体方案设计 关键任务回顾： （1）检测峰值并使之保持稳定； （2）用数字显示峰值。

  8. 图1 方案一电路框图 １.总体设计方案一 模拟信号 传感器 放大器 译码显示 A/D转换 采样/保持 数据锁存控制电路 采样/保持 控制电路

  9. 方案一特点：（1）保持峰值的模拟状态;（2）全部功能通过硬件电路实现，不需编程。方案一特点：（1）保持峰值的模拟状态;（2）全部功能通过硬件电路实现，不需编程。 系统组成 ：（1）传感器，（2）放大器、（3）采样/保持、（4）采样/保持控制电路、（5）A/D转换（6）译码显示（7）数字锁存控制电路组成。

  10. 放大器：uA741、 集成采样/保持器：LF398、 其它芯片： 74121、MC1403、MC14433、CC4511、MC1413、ＬED数码管等。 方案一主要参考元器件：

  11. 图２ 方案一电路框图及参考芯片 方案一主要参考器件 CC4511 、MC1413 uA741 LF398 MC14433 和 LED 传感器 放大器 译码显示 A/D转换 采样/保持 数据锁存控制电路 采样/保持 控制电路 uA741等 74121等

  12. 图2 方案2系统电路框图 ２.总体设计方案二 数字信号 A/D转换 放大器 传感器 译码显示 数据锁存 D/A转换 比较

  13. （1）保持峰值的数字状态； （2）需要进行A/D和D/A变换； （3）全部功能通过硬件电路实现，不需编程。 方案二特点：

  14. 图3 方案3系统电路框图 ３.总体设计方案三 可以省略 放大器 传感器 A/D 转换 单片机 基本单元 译码显示

  15. 图3 方案3软件流程图 NO 初始化 读输入口数据 数据>最大值? yes 最大值更新 数据输出

  16. (1)利用单片机进行智能检测; (2)硬件电路逻辑关系简单; (3)需要编程。 方案三特点：

  17. １.可能用到的仪器与仪表 PC机 单片机开发系统（如MICE—51仿真器） 示波器 直流稳压电源 低频信号源 数字万用表 集成电路芯片测试仪 六、调试过程

  18. 调试过程是发现错误、改正错误的过程。能够越早地发现错误，纠正它的代价就越小。错误可以分为：系统方案错误；系统设计错误；系统实现错误。调试过程是发现错误、改正错误的过程。能够越早地发现错误，纠正它的代价就越小。错误可以分为：系统方案错误；系统设计错误；系统实现错误。 2.设计调试过程中注意事项

  19. 3.如何避免、减少设计错误 • 错误一：系统方案错误 • 错误后果：系统方案错误是致命的，如果在制作后期才发现它，几乎就没有挽救的办法。 • 措施：为避免方案错误，在设计前要进行周密的方案论证。查阅大量的文献资料，必要时设计调试核心单元电路或进行计算机模拟。

  20. 错误二：系统电路设计错误 例如，器件选择错误，在高速应用中使用了低速器件；元件参数计算错误，以致达不到预定的指标;逻辑控制关系错误等。这些都是设计上的错误。 错误后果：系统设计错误通常意味要对物理线路作较大的改动。 措施：一是使用计算机对电路进行模拟，例如验证放大器的特性，而且模拟的结果为物理线路的调试提供了参考依据。 另一个是使用可编程逻辑器件，这样在发现错误时只要重新改变编程，不需要做大的改动。

  21. 错误三：系统实现错误 系统实现错误主要是器件接线错误或工作点设置错误。 错误后果：系统实现错误通常导致电路工作状态不正常，但是通常不需要对物理线路作较大的改动。 措施：查找实现错误时可以根据模拟的结果进行对照调试，或由电路的因果关系确定故障的位置。

  22. [1] 高吉祥。电子技术基础实验与课程设计。北京：电子工业出版社，2002 [2] 彭介华。电子技术课程设计指导。北京：高等教育出版社，1997 [3] 毕满清。电子技术实验与课程设计。北京：机械工业出版社，2001 七、参考文献

  23. 附录 峰值检测与显示系统优秀课程设计报告目录展示一

  24. 展示二

  25. 展示三

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