§3.4活动：电路创新设计展示
【学习过程】
汇报交流一：探究楼道里声、光控开关问题
1.学生活动:生活拓展——电水壶
（1）观看现象：当电水壶放在电源基座上时，闭合开关S1，当按下手柄上的开关S2电水壶开始烧水，当电水壶中的水烧开时，手柄上开关自动断开，停止加热。
（2）请同学们设计电路图
①确定实验器材：两个开关S1、S2、电源、灯泡（模拟电热丝）、导线若干
②请同学们展示设计电路图，并在黑板上连接电路图，讲解模拟过程。
整理提炼1：
在用电器工作需要两个开关都闭合，这两个开关可以
汇报交流二：探究智能锁开锁方式问题
1.观看视频，介绍智能锁的几种开锁方式
指纹开锁、卡片开锁、密码开锁、手机蓝牙开锁…
2.思考
（1）视频中有哪些开锁方式？
（2）每个开锁方式是否相互影响？
（3）若三种开锁方式分别为三个开关，那么这三个开关应如何连接？
3.展示实验电路板
4.生活拓展——病房呼叫电路
①要求：每个病房有一个开关，闭合后可以点亮护士值班室对应的灯，同时电铃会响。
②选择电路图：
整理提炼2：当任意开关可使一个用电器工作时，开关；当用电器可独立工作，一个开关控制一个用电器，则用电器，并且与控制它的开关串联。
汇报交流三：探究汽车安全带报警装置问题
1.学生活动：
小组活动：
（1）电路中有几个开关？
（2）这个电路中还需要哪些器材？
（3）设计电路图
（4）动手连接电路
整理提炼3：
当开关闭合时用电器反而不工作，可以适当考虑用电器短路情况。
【当堂达标】
1.为保证司乘人员的安全,轿车上设有安全带未系提示系统.当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若
未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭.下列设计最合理的电路图是( )
A. B. C. D.
2.行人必须根据交通红绿灯信号过斑马线,下列控制红绿灯电路的原理图中,可行的是( )
A. B. C. D.
3.为了提高行车的安全性,有的汽车装有日间行车灯,如图所示。当汽车启动时,S1
闭合,日间行车灯L1,立即亮起,再闭合S2,车前大灯L2也亮起。图所示的电路图中
符合这一情况的是( )
A. B. C. D.
4.为了生活方便,楼道里的同一个照明灯可以用两个开关控制一个安装在上楼梯时,另一个安装在上楼梯后,操作任意一个开关均可以开灯和关灯，如图所示是小明用电池作为电源设计的四个楼道灯的电路（A图中的S1、S2及C图中的S1均为单刀双掷开关),则能满足要求的电路是( )
A. B. C. D.
课题：电路及创新设计 一．串、并联电路的比较 串联电路和并联电路除了定义不同，它们还有什么区别呢？ 通过探究，总结串联电路的特点： 1、串联电路电流路径；并联电路电流路径. 2、在串联电路中闭合开关，当两灯发光时，取下一只正在发光的灯泡，另一只灯泡______________________；结论1：串联电路中各用电器的工作_________________。 在并联电路中闭合开关，当两灯发光时，取下一只正在发光的灯泡，另一只灯泡____________________；结论2：并联电路中各用电器____________________。 3、识别串并联电路要根据串并联电路的特点： （1）串联电路只有一条电流路径（无分支点）；并联电路有两条以上电流路径.（有分支点） （2）串联电路中，各用电器之间相互不影响；并联电路中，各用电器独立工作，互不影响 4、开关的作用：串联电路中，开关控制，与开关的位置；并联电路中，干路开关控制；支路开关控制。 二．电路创新设计 设计1：【改进节日彩灯】 观察右边小彩灯的连接电路，思考：该电路的缺点是什么？ 提出问题：同学们开动脑筋，如何改进小灯泡的连接方式， 可以避免这一缺点，将你的设计的电路图画下来。 方案一：方案二： 请同学们相互讨论这些方案的优缺点。 设计2：【回答问题正确显示器】 实验要求：把电池和小灯泡连接起来，并留出接线头 A、B，提问者把接 线头A 与左边其中一个曲别针接触，表示提出一个问题，回答者把线头B 与 右排一个曲别针接触，表示选出一个答案。只有选择正确答案时，小灯泡才亮， 错误时灯不亮。 讨论并设计电路，相互交流。 提出问题：能不能设计出一个回答正确时绿灯亮，回答错误时红灯亮的装置？如果能，则在此设计的基础上怎样改进？画出你的改进电路图。 设计3：【病房呼叫电路】 要求：病房呼叫电路每床边都有一个开关，每个开关与护士值 班室里的一个灯泡相对某一床位病人按下开关后值班室中对应的电 灯亮。 提出问题：如果在值班室，当病人呼叫时，不仅有灯光显示， 还需有声音呼叫，应当怎样改进呼叫电路？
二○一二～二○一三学年第一学期 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计计划书 班级：自动化1006班 课程名称：微机原理及应用课程设计姓名： 指导教师： 二○一二年月十二日
一、设计题目 键控数据采集及数值显示电路设计 二、设计任务 按不同的数字键（0、1、2、3、4、5、6、7）采集0809相应数据通道的模拟量，并在LED数码管上显示值。设定输入模拟量在0—5V范围内，显示值在0—255范围内。 三、设计要求 1.画出连接线路图或功能模块引脚连接图。 2.采用8088CPU作主控制器，0809作A/D转换器，采用直接地址译码方法，给各芯片分配地址，选取芯片中必须包含有8255。 3.采用3个共阴极型LED动态显示，只需显示0—255范围内的值。 四、设计思想及需要用的主要芯片 1、设计思想 首先通过编程对8255初始化，然后通过8255对ADC0809转换器初始化，通过0~7号按键（在这里0~7号按键用开关实现，有按键的过程中会有抖动，所以需要加入一个74LS244芯片，用于缓冲），经8088微处理器处理后选择ADC0809的模拟通道，将0~5V内的模拟量通过选择的模拟通道传递给模数转换器，通过转换器把模拟量转换为0~255之间的数字量，将数字量通过可编程并行接口8255（在这里端口A作为数据输入端，端口B作为数据输出端，端口C 作为控制端），送给LED数码管显示。 2.主要芯片及其功能 ADC0809是8位逐次逼近式A/D转换器。片内有8路模拟开关及地址锁存与译码电路、8位A/D转换和三态输出锁存缓冲器。其芯片引脚图如下
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O 口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。。 74LS244是数据输入三态缓冲器。外设输入的数据和状态信号，通过数据输入三态缓冲器井经过数据总线传递给微处理器。8个数据输入端与外设相连，8个数据输出端与微型计算机的数据总线相连。其引脚图如下 74LS273是数据输出寄存器。8个输入端微型计算机的数据总线相连，8个数据输出端与外设相连，由时终端控制数据的写入。其引脚图如下
第1节家庭电路导学案 【学习目标】 1.掌握家庭电路的组成及各部分电路元件的作用，理解家庭电路布线示意图。 2.认识火线零线，知道测电笔的作用，会正确使用测电笔。 3.了解插座和插头和漏电保护器的结构原理。 【学习过程】 一、独立自主学习：请快速阅读课本相关内容，然后独立完成以下学习任务。 知识点一：家庭电路的组成（我阅读，我知道） 1.家庭电路主要由进入家庭的________、电能表、________、________、开关、插座、用电器等组成。 2.在家庭电路中，开关和电灯是_____联的，插座与电灯是____联的，保险盒（熔断器）是_____联在电路中的。 3.明确各个部分电路元件的作用。 知识点二：火线和零线（我理解，我操作） 1.进户线有根，分别是：，它们之间的电压是：。 结构： 2.测电笔作用原理: 使用方法： 知识点三：三线插头和漏电保护器（我观察，我知道） 1.两孔插座的左孔接右孔接，三孔 插座的左孔接，右孔接，上孔 接。 2.漏电保护器的作用: 。 请结对子相互更正，然后在组内展示质疑。 二、合作互助学习：有疑问的可以请教其他小组。 1. 请你将图中的电灯及开关连入家庭电路中 2.在图中空白处填上电灯和开关的符号，并把三孔插座连入电路。
三、展示引导学习： 1．请结对子展示以上题目，然后小组长要求组员在小组内站起来讨论交流。 2．小组长派代表给大家展示，并说出做这些题应该注意的事项。 3．其他小组对展示的解答直接进行质疑，并分享自己的见解。 4．老师对学习情况进行评价或者对内容做强调讲解。 四、评价提升学习：（请快速独立完成以下各题，然后更正打分） 1.从市电进户开始，室内电路组成的顺序依次是（） A．电能表、总开关、电灯、熔断器 B．总开关、电能表、熔断器、电灯 C．电能表、总开关、熔断器、电灯 D．电能表、熔断器、总开关、电灯 2.电冰箱、洗衣机、电暖器等家用电器都用三脚插头，其目的是（） A．节约电能 B．使家用电器获得电能 C．防止家用电器外壳带电发生触电事故 D．延长家用电器使用寿命 3.测电笔是用来辨别和的工具，使用时，手应当接触，当笔尖接触电线时，若氖管发光，表明接触的是，此时______、________、_______和________之间构成一个回路，______（有/没有）电流通过人体．当测电笔的笔尖接触电线时，__________（允许/不允许）用手或身体的其他部分在去接触笔尖。 4.三脚插头中与用电器金属外壳相连接的插脚比另外两个稍长，这样做是为了（） A．使插头的造型更美观 B．有利于区分火线与零线插脚 C．插入插座更稳固 D．插入插座时，确保用电器外壳先接地 教师出示课堂检测答案，组长批改并反馈学生做题情况，教师引导纠错，评价学生本节内容的掌握情况。 五、课堂小结 1．本节课学到了什么？还有什么没有解决？你认为哪个组和个人表现优秀？ 2．老师对本节课进行评价 六、布置作业： 七、教学反思：
课程设计 题目数据采集及处理系统的设计学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润
指导教师张丹红 2012年07月03日 课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
电路创新设计 电路设计是学习电路后的一个重要应用，其关键是将题目的文字要求转化为图形信息。设计电路，首先要认真审题，弄清要达到的目的，通常分“三步走”：（1）根据白设计要求，确定各用电器的连接方式；(2)画出草图后再根据设计要求进行验证；（3）符合要求后，画出规范的电路图。 类型一：电路的判断与简单设计 1.如图所示，下列分析正确的是（） A．只闭合S1时，L2发光、L1不发光，A2测L2电流 B．只闭合S2时，L1发光、L2不发光，A1测L1电流 C．闭合S1、S2时，L1、L2并联，A2测L2电流 D．闭合S1、S2时，L1、L2串联，A1、A2示数相等 2. 如图是一个简化了的电冰箱内的电路图。M是压缩机用的电动机，E是电冰箱内的照明灯泡。根据你的了解，下列说法中不正确的是 ( ) A.电冰箱门打开时，灯泡E与电动机可能并联 B.电冰箱门关上时，灯泡E与电动机可能串联 C.电冰箱门关上时，S1就自动断开 D.电冰箱内降到设定的温度，S2就自动断开 类型二：电路设计的应用 3.小明家台灯的插头插在如图所示的插座上，插座上有一个开关 和一个指示灯（相当于灯泡）．若插座开关和指示灯用S1、L1表示，台灯开关和灯泡用S2、L2表示．小明断开或闭合S l、S2时，记录现象如下表，则符合事实的电路图（） 4.某牧场管理员想设计一个能自动看管牛羊的装置，用细导线将牛羊圈住，当牛羊在圈内吃草时，管理员小屋内指示灯亮：当有牛羊跑出圈外时就会碰断细导线，这时电铃发出声响，请你帮助他设计一个符合要求的电路图。
5.小明和父母三人想采用投票的方式决定假期是否外出旅游，如果父母中至少一人同意，同时小明也要去的话，他们就决定去旅游。为此小明用三只开关、两节干电池和一个小灯泡制作了一只投票机，三人各自控制一只开关（闭合表示同意，断开表示不同意），表决后只要灯就决定去旅游。请按上述要求在右边虚线方框中设计此投票机的电路（请在开关旁边注明控制开关的人） 6.如图所示的电路盒，面板上有红、绿灯各一盏，三只拨动开关S1、S2、S3 。为了在不打开盒子的情况下探究盒内的电路结构，小明做了多次实验并将结果填入下表：
分类号：TP315 U D C：D10621-408-(2007)6203-0 密级：公开编号：2003032184 成都信息工程学院 学位论文 基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 论文作者姓名： 申请学位专业： 申请学位类别： 指导教师姓名（职称）： 论文提交日期：
基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 摘要 “基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作”是针对现代水利行业水情数据采集而设计制作的电路PCB。同时，也是为了响应国家提出的数字水利这样一个大背景下，把水利信息化尽快的实现、完善、壮大起来。本设计讲述了电子电路设计软件Protle99的基本功能，而后逐一介绍开发数据采集系统的步骤：需求分析、系统分析、系统设计、系统实现、系统维护。需求分析介绍了针对水利行业而进行了本系统的设计，在系统分析中分析了电子电路设计功能的各种元气件功能和各种连线要完成的功能，以及整个要完成的功能。在系统的设计中，详细的展现了系统的各个功能模块、原理图绘制、PCB的完成所需的准备步骤。在系统的实现中，给出了一个满足系统功能的完整PCB。通过反复的测试，我们得出结果，整个系统的设计是成功的，可以应用到所有的水利行业，进行数据的采集。 关键字：PCB；数据采集；电子电路；数字水利
The Design and Implementation of Data Acquisition Circuit Based on C51 Abstract “The design and implementation of data acquisition circuit based on C51” is the circuit PCB designed and implemented according to data of water situation of modern conservancy industry. At the same time, in order to response to the digital conservancy raised by our country, it makes the conservancy informationization implement, perfect and grow. This paper discusses the basic function of electronic circuit design software-Protle99. It takes this system for example to introduce the development steps of this system one by one: demand analysis, syst em analysis, system design, system implementation and system maintenance. Demand analysis introduces the design of this system focusing on conservancy industry. It analyses functions of various components and various connections of electronic circuit desig n in system analysis, as well as the function of completion. In the design of this system, it shows the preparing steps of every functional module, drawing of principle chart, and completion of PBC of this system. In the implementation of this system, it gives a complete PBC matched for the function of the system. After repeated tests, the result is that the design of this system is successful and it can be applied to all conservancy industries to collect data. Key word s：PCB; data collection; electronic circuit;digital conservancy
单片机课程设计 课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院 专业机械设计制造及其自动化班级3班 学生姓名曾繁宁 学号2010963036 指导教师李玉声 2013年12月29 日
1.设计内容 以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集, 2.设计要求 要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序. 3.系统总体设计步骤 第一步：信号调理电路 第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。 第三步：发送端的数据采集与传输控制器 第四步：人机通道的接口电路 第五步：数据传输接口电路 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计 4.1信号调理 信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图： 图5-1-1多路数据采集输入通道结构图 注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。 4.2 A/D转换器的选取 转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
实验七数据采集电路PCB板设计 一、实验目的 （1）掌握电路原理图设计流程。 （2）掌握电路原理图层次设计。 （3）掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。 （4）掌握PCB设计流程。 二、基本要求 在自己的工程组的PCB工程文件中建立多个原理图文件，并建立一个PCB文件。按实验内容，设计出PCB板。 三、实验器材 P4计算机、Protel DXP软件 四、实验内容 绘制出下列电路原理图，进行层次设计，并进行PCB板设计。 图7-1 5V电源电路原理图 图7－2 串行通信电路原理图
图7－3 数据采集电路原理图 五、实验步骤 1. 建立原理图文件 (1) 运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。 (2) 打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。 (3) 关闭当前的工程文件。 (4) 建立工程文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Project】，建立PCB Project1.PrjPCB工程文件。 执行菜单命令【File】→【Save Project】，在弹出的“Save [PCB Project1.PrjPCB] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB工程”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。这样即可建立并更改工程文件名。 (5) 建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (6) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“5V电源电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“5V电源电路”文件。按图7-1所示，绘制出5V电源电路原理图，并给元件编号。 (7) 向当前工程“数据采集电路PCB工程”中添加“串行通信电路原理图”文件：右键单击【Project】中的“数据采集电路PCB工程”工程文件名，在弹出的菜单中选择菜单命令【Add to Project…】，弹出“Choose Document to Add to Project [数据采集电路PCB工程.PRJPCB]”，选择打开文件“串行通信电路”。 (8) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (9) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集电路”文件。按图7-3所示，绘制出数据采集电路原理图，并给元件编号。 (10) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (11) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集系统电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集系统电路”文件。
课题：电流的测量 一、学习目标 1.认识电流的大小，知道电流的单位、符号 2.知道电流表的用途、符号，能够正确使用电流表，并能画出相应的电路图 3.能够认识电流表的量程，并且能够正确读出电流表的示数 二、重点难点 重点：电流的单位、符号以及电流表的使用 难点：正确使用电流表，并能准确读数 三、学习准备 1、电路的两种基本连接方式是___________和_________ 。 2、家庭的用电器大部分都是__________电路 3、电流的方向（标出电路图中电流的方向（开关全部闭合）） 四、自学导航 1、阅读教材第45面，完成下列填空： （1）电流是表示 的物理量.通常用字母 表示. 电流单位是安培，简称 符号是 比安培还小的单位还有 、 （2）家用电冰箱的电流约为 ，房间灯泡中的电流约为 手电筒中的电流约为 ，家用空调器的电流约为 . 2、阅读教材第45、46面，完成下列填空： 测量电路中电流的仪表叫 ，要测量电路中的电流，必须使它跟这部分电路 连接，并使电流从 接线柱流入，从 接线柱流出，还要注意被测电流不能超过它的 . 五、新课导学 任务一：电流的强弱 电流的符号:I 电流的单位：主单位:安培 简称:安 符号: A 常用单位：毫安（mA ） 微安（μA ） 单位间的换算： = mA 120mA= A 100μA= A 常见用电器电流：计算器中电源的电流约为 ；家用节能灯中的电流约为 ____ 家用电冰箱中的电流约为 ___。 任务二：电流的测量 1、电流表 用来测量电路中的 的仪表叫电流表，其电路元件符号为 。 2、仔细观察电流表 （1）三个接线柱： 、 、 。 （2）若接“-”和“”,量程为 ___ , 选用这一量程时，此时电流的 大小要按指针所在位置表盘下排的数值读取，每一小格表 示 A ，分度值为 。 （3）若接“-”和“ 3 ”,量程为 ___ , 选用这一量程时，此时电流的大小要按指针所在位置表盘上排 的数值读取，每一小格表示 A ，分度值为 。 3、电流表的连接 使用电流表测量电流时应注意： （1）必须将电流表和被测的用电器 （2）必须让电流从红色（或标识“+”号）接线柱 ，再从黑色（或标识“—”号）接线柱 （3）必须正确选择电流表的 。 （4）不允许把电流表 连到 的两极（注：电流表的电阻很小，相当于导线） 问:下列连接是否正确?请说明理由。 4、电流表的读数 读数步骤：①明确 ；②确定 ；③数出 。 练习：把各电流表的示数写在相应的横线上。 当指针在同一位置时, 你发现大小量程读数有什么关系了吗？ 3 — 3 — 3 — 3 正接线 调零螺丝 表盘 指针 负接线柱 mA A 3 101=A mA μ3101=
3.4活动：电路创新设计展示 一、知识梳理 （一）改进小彩灯的连接电路 1．彩灯已成为人们过节必备的装饰品，起到了美化环境、渲染气氛的作用．如图甲所示的小彩灯是______联在一起的，这个电路的不足之处是__________________． 甲 乙 丙 丁 2．如图乙所示是改进后的小彩灯的连接图，请在图丙的虚线框内画出其电路图．这种连接方式的优点是________________________，不足之处是________________________．请你对小彩灯的电路进行进一步的改进，并在图丁的虚线框内画出电路图． （二）回答问题正确显示器 如图所示是一个同学制作的回答问题正确显示器．在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针．左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题．右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案．把干电池和小灯泡连接起来，并留出两个接线头A 和B ．提问者把接线头A 与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题，要求回答者把接线头B 与右排的一个曲别针接触，表示选出一个答案． 1．它是利用电路______的原理制成的，回答正确时灯泡______，回答错误时灯泡______． 2．请你用笔画线代替导线在将硬纸板后面的电路连接完整． （三）病房呼叫电路 细心的小明在病房发现每张病床的床头都有一个如图甲所示按钮，按下按钮后，值班护士就会过来看护病人，则该按钮相当于一个 ______．按下按钮后，为什么值班护士马上就知道哪个病床需要看护呢？小明又对护士值班室进行了查看．在值班室的墙壁上看到了一些与床号相对于的指示灯，如图乙所示．小明根据观察到的现象画出了如图丙所示的电路，请你就此电路进行评价：____________________________________ ．请在图丁的虚线框内画出你改进后的电路． ＋ －
家庭电路导学案 阅读感悟 1家庭电路由哪些部分组成？各有什么作用？ 2进户线有哪两条？如何辨别？试电笔的结构，作用？如何使用? 3家庭电路哪些用电器需要三孔插座？漏电保护器有什么作用? 自学检测 1、常见的家庭电路由__________ 、___________ 、________ 、__________ 、用电器和导线等组成。其中电能表用来____________________ 。总开关用来 _____________ 。保险盒内的保险丝可以在_____________________ 时，自动 __________ ，新型的保险装置是____________ 。所有的灯座和插座并联在供电线路上，分别给电灯和其他 用电器供电。家庭电路中各电灯之间应_________ 联，灯泡与插座之间应 _______ 联, 开关与所控制的灯泡是_________ 联。 2、进户的两条线中，一条______________ ，叫__________ 。另一条叫_________ ，俗称________ 。火线与零线之间有_______ V电压，火线与大地之间存在________ V 电压，零线与大地之间________ 电压。 3、电能表、总开关、熔丝应联在家庭电路的干路上；总开关安装在______________ 之___________________ 后，所有用电器之前，用以控制_________ 4、用________ 可以辨别火线和零线，使用时，手按住_____________ ，笔尖接触被测线，若氖管发光，表明接触的是__________ ，此时_______ 、__________ 、 ______ 和________ 间构成一个回路，__________ （有/没有）电路通过人体?当试电笔的 笔尖接触电线时，_____________ （允许/不允许）用手或身体的其他部分在去接触
课题 3.4 电路创新设计展示执教 教学 目标 1通过学生动手实验，找出串联、并联，两种连接的不同。 2使学生掌握串、并联电路的特点。 3培养学生动手能力和观察分析能力。 重点通过实验理解串联、并联电路。 难点根据串、并联电路的特点判断电路的连接方法。 教具 演示电池组，小灯泡，开关，导线，投影胶片数张 学生 主要教学过程学生活动 教 学 过 程 设 计 一、改进小彩灯的连接电路 展示装饰用的小彩灯的实物（或图片），让学生分析并画出电路图。 连接类似电路，随意将其中一个小灯泡拧松，将导致电路开路，让学生总结得出结论：该电路的缺点是如果有一个小灯泡烧毁了，将使整串小灯泡全部 熄灭。并且提出问题：如何改进电路？由学生讨论提出解决方案：（不限制学 生思路，只要方案可行都可由学生一试）。 图1 方案1 图2 方案2 二、回答问题正确显示器 展示竞赛抢答器、回答问题正确显示器，并展示如图用曲别针所做的简易回答问题正确显示器。 图3 回答问题正确显示器
把电池和小灯泡连接起来，并留出接线头 A、B，提问者把接线头A 与左排一个曲别针接触，表示提出一个问题，回答者把线头B 与右排一个曲别针接触，表示选出一个答案。只有选择正确答案时，小灯泡才亮，错误时灯不亮。让学生讨论硬纸板后面的电路连线，并对这个小制作进行评价。 提出问题：能不能设计出一个回答正确时绿灯亮，回答错误时红灯亮的装置？ 三、病房呼叫电路 图4 病房呼叫电路 展示由学生设计的呼叫电路。 每张床边都有一个开关，每个开关与护士值班室里的一个灯泡相对应，某一床位病人按下开关后值班室中对应的电灯亮。 提出问题：如果在值班室，当病人呼叫时，不仅有灯光显示，还需有声音呼叫，应当怎样改进呼叫电路？ 由学生讨论提出改进方案。 图5 参考方案1 图6 参考方案2 四、拓展设计：可随手开关灯的电路 为了节约用电，往往要我们能随手关灯，假如有一个长长的过道，只在中
摘要 数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。 关键字：数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信
数据采集系统的设计 1 设计内容及要求 设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 要求：①选择合适的芯片；②设计原理电路（包含译码电路）；③编制数据采集的程序段；④编制数据通信程序段；⑤撰写设计说明书。 2 数据采集系统原理及实现方案 本课设是设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。硬件设计应用电子设计自动化工具，数据采集原理图如图1所示： 图1 数据采集原理图 由原理图可知，此设计主要分三大部分：模拟量的输入采集，数字量的输入采集，从机向主机的串行通信。 信号采集分析：采集多路模拟信号时，A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波
等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。
九年级物理上册： 《第四节活动：电路创新设计展示》教案教学目标 1．能够组装连接简单的串联和并联电路。用组装的电路探究开关的作用。 2．能根据要求设计出并联电路的电路图并加以验证。 能把所设计的电路知识与生活实际相联系，会分析生活中的一些常见电路，了解身边电路实际应用的实例，激发学习物理电学的积极性。 4．能根据要求设计简单的实用电路，能对一些特别电路提出实用性、创新性的改进意见。 教学重点 会根据要求设计一些创新电路。 教学难点 把所学知识应用于实际生活。 课时安排 1课时 课前准备 课件 教学过程 一、导入新课 如图，在家里，我们通过按墙上的开关就可以打开灯照明，旋转墙上的电扇旋钮，就可以打开电扇吹吹风，那这些电器的电路是怎样设计的呢？ 这节课，我们就一起来学习探究《第四节活动：电路创新设计展示》。（板书设
计） 二、自学互研 （一）组装和设计串联电路 自主阅读教材P47的内容，独立思考并完成： 1．用铅笔将下列各灯泡连成串联电路。 答：如图所示 2．请画出教材P47图3－4－2的电路图。 答： 3．上述的串联电路，随意将其中一个小灯泡拧松，将导致整个电路断路，该电路的缺点是如果有一个小灯泡烧毁，将导致电路无法正常工作。因此，我们对此电路可适当改进，将小灯泡并联在电源上。 （二）组装和设计并联电路 自主阅读教材P48～49的内容，独立思考并完成： 4．根据如图所示的器材按要求设计电路，在虚线框内画出电路图，要求铃响、灯亮就知道是哪个病房中的病人需要医生。(L1、L2分别是病房1、2的指示灯) 答：
归纳总结： 电路设计的一般步骤： (1)要审清题意，明确设计要求； (2)根据设计要求，确定用电器、开关和电源的连接方式； (3)画出草图，对照设计要求进行验证； (4)验证符合要求后再画出规范的电路图。 三、合作探究 1．对学 分享独学1～4题：(1)对子之间检查独学成果，用红笔互相给出评定等级。(2)对子之间针对独学的内容相互解疑，并标注出对子之间不能解疑的内容。 2．群学 小组研讨：(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题，并解疑。(2)针对将要展示的方案内容进行小组内的交流讨论，共同解决组内疑难。 四、交流展示 问题某花园，花草相间，景色宜人，为了保护花草、树林，防止人畜闯入花园，请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个，以足够长的细导线，设计一个值班人员和看护花园的报警器，要求正常情况下，值班室内灯亮铃不响，有人畜闯入花园时，碰到栅栏后会拉断细导线，灯亮同时铃响，请在下面方框内画出你设计的电路图。 五、板书设计 第四节活动：电路创新设计展示
10通道数据采集系统设计
10通道数据采集系统设计 一、设计任务 实现10通道模拟信号的采集 二、设计要求 1、采样频率200HZ，位数12位 2、设计实现模拟/数字转换的方法，给出转换速度 三、设计原理 1、AD574A芯片介绍 AD574A 是单片高速12 位逐次比较型A/D 转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D 转换器，其主要功能特性如下： 分辨率：12 位 非线性误差：小于±1/2LBS 或±1LBS 转换速率：25us 模拟电压输入范围：0—10V 和0—20V，0—±5V 和0—±10V 两档四种 电源电压：±15V 和5V 数据输出格式：12 位/8 位 芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式 主要功能引脚介绍如下： AC：模拟地 DC：数字地 CS：片选信号，低电平有效 CE：片使能，高电平有效 R/C：读/启动信号，高电平读数据，低转换 12/8：数据格式选择，高电平12位数据同时 有效，低电平时第一次输出高8位，第二次输出 低四位有效，中四位为零。 A0：内部寄存器控制输入端，在12/8接地的情况下，高电平时高8位数据有效，低电平时低4位有效，中间4位为零，高4位为高阻态；在R/C为低的情况下，高电平启动12位转换，低电平启动8为转换。 STS：工作状态输出端，高电平表示正在转换，低电平表示转换完毕
AD574和单片机的接口 在设计硬件电路时要十分注意的一点就是AD574的数据输出线与单片机数据总线的连接方式：应该将高8位DB4~DB11接到数据总线的D0~D7，低4位DB0~DB3接到数据总线的高4位D4~D7。如果接错的话就不能读取正确的转换结果，而且还很容易烧坏芯片。 AD574A 的工作模式：如果需AD574A 工作于单一模式，只需将CE、12/8端接至 +5V 电源端， CS和A0接至0V，仅用R/C端来控制A/D 转换的启动和数据输出。当RC=0 时，启动A/D 转换器，经25us 后STS=1，表明A/D 转换结束，此时将R/C置1，即可从 数据端读取数据。 AD574控制端标志意义： AD574的接口电路 下图是8051 单片机与AD574A 的接口电路，其中还使用了三态锁存器74LS373 和 74LS00 与非门电路，逻辑控制信号由(CS、R/C和A0)有8051 的数据口P0 发出，并由三态锁存器74LS373 锁存到输出端Q0、Q1 和Q2 上，用于控制AD574A 的工作过程。AD 转换器的数据输出也通过P0 数据总线连至8051，由于我们只使用了8 位数据口，12 位数据分两次读进8051，所以R/C接地。当8051 的p3.0 查询到STS 端转换结束信号后，先将转换后的12 位A/D 数据的高8 位读进8051，然后再将低4 位读进8051。这里不管AD574A 是处在启动、转换和输出结果，使能端CE 都必须为1，因此将8051 的写控制线WR和读控制线RD通过与非门74LS00 与AD574A 的使能端CE 相连。
年级九年 级班级1-10 学科物理课题第十一章简单电路 1.认识电路 第1课时总 课时 编制人审核人使用时间第 4 周星期使用者 课堂 流程环节具体内容学法指导 一、学习目标学啥 我知 情 （1）知道电路的组成 （2）知道通路、断路、短路 （3）知道电路图、对应的电路器件 通过课 前预习 了解本 节课的 学习目 标 重难 点我 知晓 1.理解通路、断路、短路 2.会画电路图 二、自主学习 (独学、对学、群学) 温 故 能 知 新 [探究点一]1.实验与思考：如图1所示，给你一只小灯泡、一个开关、两节电池、 一些导线，你能连接起来使小灯泡发光吗？ ★电路是把________ 、_________ 和__________用_________依次连接起来的 电流的路径。 2.思考与讨论：电路中的各个元件的作用是什么？ 20分 钟 1、阅读 课页 34页 认真思 考并总 结。 自 主 合 作 、 探 究 [探究点二]1.用铅笔将图1所示电路元件连成一个简单电路 2.阅读课本36页的内容什么是电路图？ 3.画出下列电路元件的符号 ★灯泡电铃电动机开关电池 交叉不连接导线交叉连接导线 4.将图1连接好的简单电路对应的电路图画在下面方块中 [探究点三].阅读课36页的内容并根据你刚才所连接的电路回答下列问题 ★1什么是通路？怎样知道电路通了？将电路图画在小黑板上。 ★2.什么是断路？有哪几种情况？将电路图画在小黑板上。 ★3.什么是短路？发生短路会有哪些危害？将电路图画在小黑板上。 2、小组 充分交 流讨论 3、按组 展示相 关内容九年级物理导学案 L S 图1 提示 1.在连接时，先要把开关断开 2.导线接在接线柱上并拧紧 3.不能把电池的正负两极直接 用导线接在一起 提示： 1.完整地反映电路的组成，不能遗漏某一电路元件。 2.规范地使用电路元件符号，不能生造。 3.合理地安排元件符号的位置，尽可能把元件均匀 地分布在电路中，用电器不能放在拐弯的位置
1 引言 1．1 数据采集系统的意义 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 经调查，目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。1.2 数据采集系统的主要功能 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
数据采集电路的设计 A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或装置。它是一个模拟系统和计算机之间的接口，它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用。常用的A/D转换方式有主次逼近式和双斜积分是式，前者积分时间短，但是抗干扰能力较差；后者转换时间长，抗干扰能力抢。在信号变化缓慢，现场干扰严重的场合，宜采用后者。 A/D转换的主要指标有转换时间、分辨率、线性误差、量程、对基准电源的要求等。 在本章节主要介绍8位A/D转换器ADS831、12位A/D转换器AD574以及高速A/D转换电路。 第一节：8位AD电路的一般设计 ADS831是TI公司推出的8位80MHz高速采样模数转换芯片。本节主要介绍ADS831的性能特点、内部结构,给出处理器MSP430x16x和ADS831构成的数据采集系统的硬件设计电路。 ADS831是TI公司推出的一种高速8位CMOS工艺的模数转换器(ADC)。该芯片采用单一+5V供电,内部带有取样保持电路。与早期的ADC芯片相比,ADS831采用流水线结构,因而具有极高的采样速率和转换速度、采样速率可高达80MHz。内部包含时钟电路、8位线性A/D核、校正逻辑单元、三态输出单元以及其内部参考源。内部结构如图2-1所示： 图2-1 ADS831的逻辑框图 ADS831硬件电路设计 输入调理电路设计 该模块由衰减网络和三级不同增益的运放电路组成，通过继电器切换，实现衰减、直通和小信号放大的功能。三级电路均采用OPA690精密仪表放大器构
成，该运放具有输入阻抗高、低噪声、速度快等优点，增益带宽积达500MHz。第一级运放构成射级跟随器，输入阻抗3.5MΩ，第二级运放放大系数约为5倍，第三级运放当放大系数约为10倍，级联实现约50倍放大增益，最终将输出电压峰-峰值保持在1.6V左右。单元电路如图2-2所示。 图2-2输入调理电路设计 采样保持电路设计 将A/D转换器设计成单极性输入，采用ADS831内部基准源REFT(+3V)和运放OPA2652构成2.5V恒压源，从而使采样电压有效值保持在+2.5 V。ADS831最高采样速率可达80MHz，系统采用外部晶体振荡器50.0 MHz。单元电路如图2-3 所示。 图2-3数据采集电路 第二节：12位AD电路的一般设计 AD574A是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器。各参数如下： 分辨率：12 位 非线性误差：小于±1/2LBS 或±1LBS 转换速率：25us 模拟电压输入范围：0—10V 和0—20V，0—±5V 和0—±10V 两档四种 电源电压：±15V 和5V