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全国大学生电子设计竞赛设计报告

编号：F甲1004

题目：数控直流电流源

学校：山东大学

参赛队员姓名：杨喜超，夏驿杰，马云朋

一.摘要-------------------------------------------------------------------------3 Abstract And Keyword---------------------------------------------3

二.方案选择与论证----------------------------------------------------------4

2.1设计要求-------------------------------------------------------------

2.2总体设计方案-------------------------------------------------------------

2.2.1设计思路-------------------------------------------------------------

2.2.2控制模块的模拟电路设计方案确定----------------------------

2.2.3软件仿真模拟确定方案--------------------------------------------

2.2.4人机界面-------------------------------------------------------------

2.2.5声光报警提示--------------------------------------------------------

三.系统的具体设计与实现-----------------------------------------------------

3.1.系统的硬件设计-------------------------------------------------------------

3.1.1电源部分-------------------------------------------------------------

3.1.2键盘/显示器接口电路---------------------------------------------

3.1.3电压控制电流模块-------------------------------------------------

3.1.4 D/A和A/D模块原理图-----------------------------------------------

3.1.5声光报警模块----------------------------------------------------------

3.2系统的软件设计-----------------------------------------------------------

3.2.1主程序流程图----------------------------------------------------------

3.2.2预设置子菜单程序流程图--------------------------------------------

3.2.3显示输入步进子菜单流程图------------------------------------------

3.2.4步进调节输出子菜单流程图-------------------------------------------

四.系统功能测试及其整体指标----------------------------------------

4.1 使用的仪器仪表记录表------------------------------------

4.2.2步进调整档位测试记录分析-------------------------------------------

4.2.3，纹波电流的测定记录与分析------------------------------------------

4.2.4测试结果分析-----------------------------------------------------------

五.结束语----------------------------------------------------------------------------- 参考文献

数控直流电流源

摘要

本系统采用SPCE061A 16位单片机作为控制核心的直流源，可以完全按用户要求输出相应电流值的智能数控直流源，其电流输出可以进行按照不同幅度调节。本设计采用了高共模抑制比低温漂的直流放大器OP07，因其一般工作在闭环状态只要外接几个电阻即可构成具有深度负反馈的放大器，故可以在反馈性恒流源电路作比较器，使其各项性能指标得到显著提高。我们采用12位D/A转换器AD767实现D/A转化得到近似线形电压，为放大器提供基准电压来控制电流放大器产生相应的电流，同时通过12位A/D转换器AD574进行电压采样，利用软件对电流进行闭环调节，以达到获取精确电流的目的。

关键词：高共模抑制比集OP07 闭环调节 AD767 AD574 SPCE061A 数控电流源Abstract:

This system is a numerical control direct current supply which adopts the SPCE061A, 16_bit MCU, as the control core. Our intelligent works can output the requiring exact current under the user’s order. Besides, the current output can change in different scales. The operational amplifier OP07 with a high CMRR and a low temperature drift，which can make up a deep-feedback amplifier with only several resistances，can be used as the comparator in the current producer in order to optimize our all kinds of guidelines. The MCU provides the 12_bit D/A converter AD767 with digital signals to make the signals converted into exactly linear voltages, which is used to supply the current module a reference benchmark to produce the direct current. In the mean time, the 12_bit A/D converter AD574 pick up the voltage sample from the circuit, which is used as the measurement value displayed on the LCD screen as

well as a reference. Then our software will work as a regulator based on the AD value (a close loop with the DA output) to ensure our works to output the high accurate current.

Keywords:

OP07 with a high CMRR and a low temperature drift,

close-loop adjusting, 12_bit D/A converter AD767,

12_bit A/D converter AD574, SPCE061A(MCU),

numerical control direct current supply

二.方案选择与和论证

2.1设计要求：

2.1.1基本要求：

（1）输出电流范围：200mA～2000mA；

（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；

（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；

（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；

（5）纹波电流≤2mA；

（6）自制电源。

2.2.2、发挥部分

（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；

（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；

（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1 mA；

（4）纹波电流≤0.2mA；

（5）其他。

2.2总体设计方案

2.2.1控制核心MCU方案选择

我们的控制核心采用SPCE061A单片机

SPCE061A是继μ’nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出

的又一个16位结构的微控制器。

主要性能如下：

■16位μ’nSP微处理器；

■工作电压：VDD为2.4~3.6V(cpu), VDDH为2.4~5.5V(I/O)；

■CPU时钟：32768Hz~49.152MHz ；

■内置2K字SRAM、内置32K FLASH；

■可编程音频处理；

■32位通用可编程输入/输出端口；

■32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；

■2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；

■2个10位DAC(数-模转换)输出通道；

■7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；

■声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制

(AGC)功能；

■系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2μ

A@3.6V；

■14个中断源：定时器A / B，2个外部时钟源输入，时基，键唤

醒等；

■具备触键唤醒的功能；

■使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒

的语音数据；

■具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；

■内置在线仿真电路接口ICE（In- Circuit Emulator）；

■具有保密能力；

■具有WatchDog功能；

凌阳单片机强大的功能，完全可以满足我们整个系统控制A/D，D/A转换，LCD显示，键盘驱动以及语音功能的要求。凌阳同时支持汇编与C语言，编程方式灵活，C语言用来做主体程序框架，大大减轻编程的负担。需要指出的是，语音功能是凌阳的一大特色，是其他单片机是无法比拟的。

2.2.2设计思路

根据题目要求系统可划分为以下几个基础模块，如图：

图（1）

方案选择： 1. 电源方案

a)单片机以及相关芯片工作电源方案选择

单片机需要在+5V 电压工作，我们按照题目要求，制作了电源，采用目

前比较流行的稳压管技术，利用7805，7812，7912，7815，7915等稳压管，获得+5V ，±12V ，±15V ，完全可以满足单片机以及相应芯片的电压要求。

b)压控电流源功率电源方案选择

由于电流源的最大电流需要达到2A ，估算一下功率要达到30W 以所以我们选用功率大的变压器（需要改进） 2.电流源模块方案选择（）

1)采用稳压管和可调变阻器组成恒流源。稳压管用来提供基准电压，通过人工调节变阻器来获得合适电流。公式为l

w R R U

I +=

该方案特点是：结构简单，易

于实现。但是从公式可以看出，其输出电流与负载有关系，在使用过程中，需要不断调节变阻来获得合适的电流，负载一旦改变，就需要重新进行调节，所以使用起来很不方便。显然，如果想对这种方案进行只能控制只能对电阻进行编程，软件实现起来比较困难。

2）使用三极管和一些电阻搭建直流电流源，如右图：负载电流为

W L R U I 7

.0-=

，其中w U 为稳压管的电压。由公式可知，电流只与e R 有关，不随负载变化而变化。通过改变电阻e R 的阻值获得相应的电流，同方案（1）线性改变电流值不容易实现。另外，由于三极管本身的恒流特性容易受到外界因素的影响，比如温度，单独做电流源，不能长期保持稳定工作状态。

3) 利用场效应管，构建恒流源。电阻s R 为电流的主要决定因

素。s R 与场效应管构成反馈回路，可以输出比较稳定的电流可以根

据以下两个公式s GS IR U -=和2

)()

|||1(off GS GS DDS U U I I -

=（为漏电流为夹断电压D D S I G S U ）可以计算出电流。通过改变s

R 来电流，所以不适合用来做数控电流源。

4) 使用运放和一些电阻来搭建电流源。集成运放的一些基本运算电路可以产生电流，如图，，并且可以通过电压0V 来改变输出电流L I ，单片机可以使用DA 芯片对其进行控制。但是其有一个很大的缺点，能够产生的电流比较小，不能完成题目的大电流的要求。

5）我们考虑到4）方案在数控方面具有可行性，决定对其电路进行改进。由于运放输出电流比较小，我们需要做的是增大电流输出，在运放输出口串接大功率三极管，对电流进行放大。另外，采用双反馈来屏蔽负载电阻对电流的影响。具体方案如下文论述。

2.2.2控制模块的模拟电路设计方案确定：

实用恒流源的设计与计算。我们利用集成运放和三级三极管组成的大功率复合管构成电压控制的恒流源，其中运放OP07通过反馈提供基准参考电压，复合管对电流进行放大。

本图中采用电阻浮置而负载接地，因N R 浮置，故需要两个反馈电阻1f R 和

2f R 。常规的反馈n R 用于电流采样，而1f R 接到N R 的另一端用于提供基准电压，若不用2f R ，则N R 和x R 均成为采样电阻，0I 就要和x R 有关，不成其为恒流源。

由OP07，T1~T2组成复合管（三个管子的功率依次增大），1f R 负反馈电阻组

成通向放大器，其放大倍数为（1+1f R /R1），电路负载端电压I*X R 作为反馈信息，通过2f R 发反馈到放大器同向端时输出电流I 保持恒定，N R 为标准电阻，其决定了输出电流的范围，比如1Ω时，输出电流在0-2A 。

恒流源输出电流I 原线路参数如下：此电路为同向输入电路，由同向输入运算放大电器的性质可列出下列方程 3N R ，0I ，（前提条件：x R <

)1()1(1

120R R R R R IR R R R R R U U n n x n a a N

+++++= （1）

N x

x R R R U IR +=0

（2）

由（1）（2）两式得：

)1/(112δN

x n a a N N R R

R R R R R R R U I ++?+?=

（3）其中

)1(1

122

R R R R R R n a +?+-

=δ （4）

由（3）（4）两式可看出，当1R =2R ，n R =a R ，同时x R 变化范围为x R

δ=0。于是N

R U I =

。结论：（1）当1R =2R n R =a R ；x R

采用类似系列电路时必须

（1）选精密电阻使其偏差应小于0.01%，才能使得δ=0。

（2）为了保证恒流源性能N R 须是水泥电阻或者经过长期老化的锰铜电阻。（3）如果负载x R 的变化范围大于N R 时，可在提高级准点压N U 方面进行考虑。（4）如应用于大电流输出（1-5A ）的场合，则三极管应加散热片，保证圈子的

热及时扩散以保证电流恒定。

我们采用高精度水泥电阻作为采样电阻N R ，精密电阻选用金属膜电阻，为了减少误差，我们人工从金属膜电阻中使用4位半万能表一一检测，以确保电

阻的精度减少系统误差。

2.2.3通过软件仿真模拟确定推测的方案的可行性程度；

为了确保方案的可行性，我们利用Multisim 2003硬件仿真模拟软件对该模块进行仿真，模拟观察该模块的工作情况，经过模拟发现OP07集成运放能满足小电阻负载小电流的情况，但是一旦电流输出超出2A，电流的线性几乎不存在了，显然一路电流不能够满足电流源的要求，于是我们利用简单的电路并联电流相加原理，同时使用两个模块供电，这样每个模块只需要分担一半的工作量，一方面实现了大电流要求，另一方面，避免了单独电路模块不能长时间稳定工作的缺陷，利用Multisim仿真后，仿真效果与理论分析符合得很好，我们决定采用这个方案。

2.2.4人机界面：

本系统采用OCMJ4X8C(128*64)图形汉字两用液晶作为主要显示工具。该液晶带有总多控制字，程序开始时，先对液晶初始化，之后，每次先通过控制字制定开始位置，然后写入点阵信息。开机时显示欢迎画面，对用户操作进行提示，人机界面友好，图形美观。

2.2.5声光报警提示：

用于提示其是否工作在安全范围内，防止因操作失误引发的消除不掉的外部电流超出正常输出显示输出电流大小而引发外围电路的烧毁，或因电流太小不能正常供电。（软件上设定输入值范围，超出了则不执行）该电路只采用了555等常见芯片，一位控制端只占用一位I/O口。

三.系统的具体设计与实现

3.1系统的硬件设计：

3.1.1电源部分：考虑到若其负载功率大，应采取一定的保护，比如加上保险丝等，

3.1.2键盘/显示器接口电路

相连扫描确定输入信息。LCD模块采用串行输入，占用三个

I/O口（）。

我们原来打算使用Array 7289做键盘模块，使

用中断模式与单片机

进行通讯，以节省IO

口的使用，但是考虑

到我们的IO数量可

以满足直接通讯的要

求，另外我们用到的语音播报功能同样使用到中断，为了避免中断冲突，影响系统的稳定性，我们最后决定采用直接通讯方式。

LCD有并行通讯和串行通讯两种通讯方式，并行方式响应速度比较快，不过，要占用比较多的IO资源，串行方式虽然速度相对来说比较慢，但是本系统对实时性要求并不是很高，完全可以采用串行通讯方式。另外，我们使用的液晶模块自带字库，编程起来比较容易实现。

3.1.4 D/A和A/D模块原理图：

本模块采用十二位AD芯片AD574（如下图），

采用十二位DA芯片AD767（如下图）

精度分析：12位DA 的满偏电压为10V,最小电压步进值为

V 002441.0210

，然后这个电压除以采样电阻N R (5.1欧姆)，可以得到理论上的最小步进值为4.7862e-4，即0.48mA 。可以满足题目中的电流步进要求。同样，12位AD 转换器AD574也可以满足系统的测试要求以及闭环调节。

3.1.5声光报警模块：

用555芯片的受控震荡产生一定频率的控制的周期性明灭和声音的有无实现一位I/O 口控制的报警电路：

声光报警在实际输出超出正常情况时灯亮警响，告诉使用者超过使用范围，应采取必要措施！

3.1.6 纹波电流的处理纹波电流（Ripple Current ），是指直流中掺杂的有害交流成分，对于一些

直流环境中长期工作的器件来说，会造成较大损害，减少使用寿命。所以，做直流源，必须考虑电源的滤波措施。一般采用滤波电容或者电感进行滤波。我们反感采用电容滤波，电源供应器的滤波电容的选择是根据整流管后的有效值电压及纹波电流来选择电容，电容有“通交流，隔直流”的作用，过滤纹波电流就是利用电容“通交流”作用。由于纹波的大小跟电容的ESR 值有关，在选择电容时考虑使用耐纹波电流的电容可以很好的消除纹波电流和延长电容的使用寿命。在电路的几个关键部分，如电源部分，DA 输出，以及采样电阻后，添加相应的滤波电容即可很好的滤掉有害纹波部分，满足题目的纹波要求。

3.1.7系统误差分析：

1. DA 转换的精度。AD574内置齐纳参考电压在满偏时存在0.1%的误差，和1/2的LSB 偏移。

2. 核心电压转换电流模块。输入电阻和反馈电阻不可能做到严格相等，采样电阻本身存在一些精度的问题。

3. 由于所有电路板都是手工焊接，飞线的不良影响也应该被考虑在误差原因之内。虽然我们严格按照AD ，DA 模块电路的要求焊接，但是不能消除电路对精度的影响。AD ，DA 模块转换精度肯定要受到影响。

4. 高温器件对低温器件的影响。像AD ，DA ，MCU 器件都需要工作在温度比较低的状态，而电流源模块在大电流范围时，要散发大量的热，会对低温器件

造成影响。所以在整个系统布局的时候，需要考虑整个系统的散热，以及相关器件的分布问题。

3.2系统的软件设计：

本系统控制算法可以用PID 算法，PID 算法是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系，进行运算，将其运算结果用以输出控制。其控制精度较高但是相对响应的时间较长，而且参数的设定和调整比较繁杂，要通过反复的调试才能找到相对比较理想的参数值，在本系统中，不需要使用到复杂的PID 算法，只需要进行简单实用的闭环调节。

在理论上计算和实践多次调试过程中，我们发现D/A输出的电压与系统输出的电流有很好的线性关系，所以我们采用了增量法。所谓的增量法就是在上一次的输出量的基础上需要增加(负值意味减少)相应的量。

在实际的实现过程中，系统通过AD采样来确定实际输出值与要求输出值的偏差，然后根据这个偏差，来调整输出公式的系数，然后系统重新输出电流。而后AD 再次进行采样，直到电流值与要求输出的电流值相符。

3.2.2主程序及其流程图：

本程序以菜单显示为主线，由初始化、预置值判断、主菜单以及三个子菜单组成，整体工作流程表示为右图：

3.2.3预设置子菜单程序及其流图：

主要功能设置系统开始输出电流值。

3.2.4显示输出电流子菜单及其流程

图：

主要功能是定时查询并显示输出电流值，可通

过A/D调整比例系数，进行闭环调节，从而提

高系统输出的精度。

3.2.5步进调节输出子菜单及其流程图:

主要功能是步进的调节电流的输出，步进调整的范围分别为1mA,10mA，然后

通过参数的计算实现高精度的电流输出，并在LCD上显示其输出电流值。

软件设计的特点

1. 为了防止误操作输入工作范围之外的值而引发不必要的事故，通过软件设定输入值的大小，只有在其范围内的才可以输入！

2. 画面显示有向导提示，便于明确操作！

3.其他功能的设计与实现

（1），配有数值语音播报功能

（2）中英文界面的切换功能

4.系统功能测试及其整体指标：

4．1 使用的仪器仪表记录表：

PC机

DT－2058数字万用表

MASTECH@ MY-65系列万用表

毫伏表（需要注明型号）

4.2测试环境

4.3 系统的测试

4.3.1输出范围的确定（20-2000mA）

通过比较与分析知其正常工作的范围是：[0.-2.5A]

通过软件设定范围为[0.2-2A],显示可以实现。

偏差分析结果知平均偏差率基本符合题目要求！4.3.2步进调整档位测试记录分析：

4.3.3，纹波电流的测定记录与分析

4.3.4测试结果分析

经过测试基本达到预期设想。以下可能产生误差的原因有：

1.数字万用表精度不够；

2.焊接布线也在一定程度上影响精度；

3.A/D为十二位，精度有待进一步提高；

4.在电阻等器件本身存在不可避免的误差；

5.现有的测量存在不可避免的误差；

如果在精度方面要进一步的提高，可以：换用十六位AD，进一步提高精度。

如果在范围上扩大：可采用N路工作电流并联，提供的电流为原来的N倍，同时要考虑前端的功率供应情况。

5.结束语

本系统以凌阳十六位单片机为工作核心部分，利用AD转换控制电压调制电流输出模块电路工作在线形条件下，输出步进一致递增，实现前端开关电源供电后在输出端稳恒输出，同时DA反馈信息通过软件修正使输出更精确，

经过测试，本数控直流电流源可以达到设计要求的功能，同时还可以：

①电流源输出电流范围为:200mA -2000mA 本系统仍有扩充的余地

②可对输出的电流进行步进输出，步进可为1mA,5mA,10mA,50mA，并通过LCD液晶实时显示

③可以能够实时测量输出电流并显示；

④中英文切换，实现较好的人机对话；

⑤声光报警

参考文献

1. 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社，2005

2. 潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2005

3. 何立民.单片机应用技术选编（5）.北京:北京航天航空大学出版社,1997

4. 王武江，陈树凯.常用集成电路速查手册.北京:冶金工业出版社,2004

5. 刘昌生，张耀进，宣宗强，于建国.新型集成电路简明手册及典型应用（上册）. 西安：西安电子科技大学出版社，2005

6.马忠梅.单片机的C语言应用程序设计.北京:北京航天航空大学出版社,2003

7.赫鸿安，徐红媛.555集成电路大全.上海：上海科学普及出版社，2000

8.沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现.北京:电子工业出版社，2005

9.孙肖子.实用电子电路手册（模拟分册）.北京：高等教育出版社，1992

附录

数控直流电流源

使用说明书

感谢您使用数控直流电流源，在使用数控直流电流源之前，请认真阅读本说明书。

电源参数：

110/220V AC，±20%，50-60Hz

环境参数：

工作温度：0~50°C

相对湿度：10~95%，无结露

物理参数：

显示报警箱：240?105?220（W?H?D）

4*4键盘操作说明：

0--9：为数字键盘区，用于输入数值和选择子菜单设置/播放键：用于进入输入状态和播报语音

返回键：用于各子菜单返回主菜单

确认键：用于确定数值输入和进入子菜单

切换键：用于步进的切换和中英文界面的切换

操作过程：

1.开机进入开机画面：

2.选择数字键1 然后再按确认键进入子菜单一：

全国大学生结构设计竞赛赛题

第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1．命题背景吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。 2．赛题概述本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图配重1M 配重2M 配重2M 后固定板前撞击板螺杆钢底座钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽模型部分（含部分加载装置）加载台座 θ θ 加速度传感器螺杆硬橡胶

3．模型要求图3.1.模型要求示意图图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板后固定板底板模型平面尺寸要求示意图要求平整，且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整，且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图允许固定区域硬橡胶

电子设计大赛报告.doc

自动搬运机器人王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师）【摘要】本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证（1）控制器模块根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件

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2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）摘要本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源 Abstract The design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%. Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告为了繁荣建筑创作，提高建筑专业大学生的设计能力和综合素质，促进青年人才的成长，中国建筑学会与全国高等学校建筑学专业指导委员会、中国联合工程公司在去年成功举办第一届“中联一等奖杯”全国大学生建筑设计方案竞赛的基础上，今年举办的第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛又创出佳绩。本次竞赛至2010年10月20日截稿之日，共收到包括香港地区在内的全国26个省、自治区、直辖市100多所高校报送的746项作品，创近年来新高。第二届中联杯评选工作于2010年12月23日在杭州进行，评审委员会由中国工程院院士何镜堂，全国建筑设计大师韩光宗、何玉如、郭明卓，中国建筑学会秘书长周畅，全国高校建筑学科专业指导委员会主任仲德崑，以及清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、重庆大学、西安建筑科技大学等著名院校建筑学院的院长、副院长等十三位专家组成，何镜堂院士任评审工作委员会主任。评审工作自始至终坚持“公开、公正和公平”的评选原则，通过评委会多轮的投票筛选，共选出107项入围作品，其中包括一等奖2项，二等奖5项，三等奖10项以及优秀奖90项。对于此次参赛作品的综合水平，评委们给予了极高的评价，不论是从参赛数量还是作品质量，相对于去年都有了一个较大的提升。以“我的城市，我的明天”为主题的746份作品，以不同的创作手段，不同的表现方式，体现出年轻设计者对中国城市发展中的焦点问题的关注，同时也具有一定的探索未来的意义。对于今年部分作品中体现的环保与绿色建筑的思想，也反映了我国建筑教育的一大进步。对于“中联杯”的两次成功举办，评委们给予了很高的肯定与期望，希望它能成为建筑学大学生的一个“品牌”，成为学生放飞思想、释放创意的一个良好平台，为推动建筑学的发展做出贡献。获奖人员及项目名单详见附件。附件：第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果中国建筑学会中国联合工程公司011年1月30日

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题大跨度屋盖结构随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：

(1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm；

（2）中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸，（3）外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。）柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于 125mm （允许误差 +5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误差 +5mm ）。平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。不需制作屋面。屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900>600mm ，也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ； (I ； ② 图-2承台板平面尺寸图、柱脚内界口 g □ Trfrii?尺寸范应（85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范柱位 12UW

2017全国大学生电子设计竞赛设计报告

2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日

摘要本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance

黄祖慰-第五届全国大学生结构设计竞赛总结(技术版)

第五届全国大学生结构设计竞赛总结（技术版）黄祖慰20080537 5th国赛的作品，是总结了4th国赛的失败教训，以降低模型量为重点的模型设计和制作成果。我们通过不懈努力，终于到达了目标。在这次比赛中，我们研究出了一些先进的模型设计和制作技巧和积累了更多的设计和制作的经验。在此，我将通过模型从无到有的整个过程进行具体的介绍。一、研读赛题读懂题目在结构设计竞赛中是一个最基本的要求，要做到对赛题的点点滴滴熟记于心，并且从规则中发掘模型设计的切入点。要想获得大奖，就要对题目认真分析；努力寻找漏洞显得相当重要，是一条迈向成功的捷径。在本次结构设计竞赛模型中，整体铁块，虚悬挑梁等都是针对题目漏洞而设计的，为模型重量的减轻做出了重要贡献。二、准备制作工具所谓公欲善其事必先利其器，要想做好一个模型，一套好的工具是必须的。在制作模型初期，选手可以采用非比赛指定工具来制作模型。虽然赛题中已经明确规定了制作工具，但是由于提供工具的局限性，有些很好的想法不能够在模型上做出来。我的建议是，先使用的工具，把想法尽可能表现出来，等到模型初步定型后，再使用比赛指定工具，寻求达到同样效果的模型的制作

方法。为了提高制作精度，画线笔可采用0.38mm的水笔。三、研究材料特性所谓知自知彼方能百战不殆，在制作模型之前，必须先对材料进行分析，了解材料的特性，由此得知材料的实际力学性质和可加工性质。下面我就罗列我对本次比赛的复压竹皮、竹制底板和502胶水的性质研究的一些心得： 1、复压竹皮在顺纹路方向存在连续纤维，利于受拉。但是顺纹容易被撕裂。 2、规格为0.2mm的竹皮为单层竹皮，应注意竹皮上存在的竹节的薄弱点，应尽量避开；此种竹皮，一面为光面，一面为毛面，粘贴时，光面的粘接速度要快于毛面，但是最终粘接紧密性毛面为优。使用单层竹皮作为拉杆，存在风险，北京交通

全国电子设计大赛资料报告材料一等奖

2013年全国大学生电子设计竞赛简易旋转倒立摆及控制装置（C题）【本科组】摘要：通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D 采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。关键字：倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法

目录一、设计任务与要求 (3) 1 设计任务 (3) 2 设计要求 (3) 二系统方案 (4) 1 系统结构 (4) 2 方案比较与选择 (4) （1）角度传感器方案比较与选择 (4) （2）驱动器方案比较与选择 (5) 三理论分析与计算 (5) 1 电机的选型 (5) 2 摆杆状态检测 (5) 3 驱动与控制算法 (5) 四电路与程序设计 (6) 1 电路设计 (6) （1）最小系统模块电路 (6) （2）5110显示模块电路设计 (7) （3）电机驱动模块电路设计 (8) （4）角位移传感器模块电路设计 (8) （5）电源稳压模块设计 (8) 2 程序结构与设计 (9) 五系统测试与误差分析 (10) 5.1 测试方案 (10) 5.2 测试使用仪器 (10) 5.3 测试结果与误差分析 (10) 6 结论 (11) 参考文献 (11) 附录1 程序清单（部分） (12) 附录2 主板电路图 (15) 附录3 主要元器件清单 (16)

大学生电子设计竞赛设计报告完整版

大学生电子设计竞赛设计报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

2017年全国大学生电子设计竞赛XXX控制系统（A/B/C题） 2017年8月12日

摘要（小四、宋体，300字以内）关键词：脉宽；脉冲；数显；电容（小四、宋体）

XXX控制系统（A/B/C题）【本科组】一、系统方案本系统主要由单片机控制模块、XXX模块、XXX模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1、主控制器件的论证与选择单片机比较方案一：采用传统的51系列单片机。 XXXXXX. 方案二：采用以增强型80C51内核的STC系列单片机 XXXXXX 通过比较，我们选择方案二。方案一：采用在面包板上搭建简易单片机系统在面包板上搭建单片机系统可以方便的对硬件做随时修改，也易于搭建，但是系统连线较多，不仅相互干扰，使电路杂乱无章，而且系统可靠性低，不适合本系统使用。方案二：自制单片机印刷电路板自制印刷电路实现较为困难，实现周期长，此外也会花费较多的时间，影响整体设计进程。不宜采用该方案。方案三：采用单片机最小系统。单片机最小系统包含了显示、矩阵键盘、A/D、D/A等模块，能明显减少外围电路的设计，降低系统设计的难度，非常适合本系统的设计。综合以上三种方案，选择方案三。 2、XXXX的论证与选择方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 方案三：XXX。XXXX 综合以上三种方案，选择方案三。

3、控制系统的论证与选择方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 综合考虑采用XXXXX。二、系统理论分析与计算 1、XXXX的分析（1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 2、XXXX的计算（1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 3、XXXX的计算（1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 三、电路与程序设计 1、电路的设计（1）系统总体框图系统总体框图如图X所示，XXXXXX 图X 系统总体框图

北京大学生建筑结构设计竞赛

第七届北京市大学生建筑结构设计竞赛 B组赛组（桥梁方向）一.题目北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥设计二.设计资料（一）工程概况 1.具体交通需求为解决回龙观地区非机动车出行不便问题，北京市拟建一条自行车专用路。该专用路与京藏高速相交，采用立体交叉形式上跨京藏高速。在京藏高速东西两侧辅路设有人行梯道，保障拟建自行车专用路与现况京藏高速辅路非机动车系统及行人道实现交通跨越。沿着京藏高速路纵向240米范围内，共有5座跨京藏高速路的高架桥（2座已建，2座待建，1座本桥），跨京藏高架桥作为此区域从北向进京的第一座桥，形成标志。图2-1-1 拟建高架桥平面图

图2-1-2 拟建高架桥道路纵断面 2.跨越线路需求-京藏高速京藏高速主路按高速公路标准建设，计算车速为100km/h，双幅路形式，三上三下六车道，中间分隔带宽度2.5m，西侧主路横断面形式为：0.5m路缘带+3×3.75m车行道+3m硬路肩（含0.5m路缘带）+0.75m土路肩，宽度为15.5m。京藏高速辅路在主路两侧布置，为单向3车道，横断面形式为1.0m检修步道+0.25m路缘带+3×3.25m机动车道+2.5m非机动车道 +1.5m人行道。道路等级、规划红线、规划断面、节点形式等见下表：

图2 拟跨越线路具体情况（二）拟建场地工程地质条件 1 地形、地貌及地物概述本工程场地地貌属温榆河冲洪积扇的中部。地形较平坦，钻孔地面标高在 42.64～44.88m 之间。根据本次钻探野外描述、原位测试及室内土工试验成果，按土的岩性及工程特性将地层划分为 11 大层，其中①层土为人工填土层，②～?层土为第四纪沉积土层。现自上而下分述如下： 2.2.1 人工填土层 a.素填土①:黄褐色，稍湿～湿，稍密，具中压缩性。主要成分为粉质黏土、粉土，含少量砖渣、碎石。本层厚度为 0.70～4.00m，层底标高为 40.71～43.21m。 b.杂填土①1:杂色，稍湿，松散～稍密。主要由砖块、灰渣、碎石等组成。本层厚度为 0.30～4.00m。 2.2.2 第四纪沉积土层 a.粉土②：褐黄色，稍湿～湿，中密～密实。含云母片、氧化铁条纹，夹粉质黏土②1、黏土②2 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00～6.20m，层底标高为 36.57～ 39.89m。 b.粉质黏土②1：褐黄色，可塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.40～2.70m。 c.黏土②2：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚

全国大学生电子设计大赛题一等奖数字频率计

2015 年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖作品设计报告部分错误未修正，软件部分未添加竞赛选题：数字频率计（F 题）

摘要本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法

1. 系统方案 1.1. 方案比较与选择宽带通道放大器方案一：OPA690 固定增益直接放大。由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。正弦波整形电路方案一：采用分立器件搭建整形电路。由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。方案二：采用集成比较器运放。常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。主控电路方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。

电子设计大赛报告设计书

设计项目：模拟路灯控制系统学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院参赛人员：高庆吴琨王立强

目录第一章前言 1 第二章方案论证与论证 2 一系统结构综述 4 二系统结构示意图 5 第三章硬件设计 5 一89C52单片机简述 6 二电源模块设计7 三恒流源电路设计7 四案件及显示模块7 五时钟电路设计8 六光电对射传感器模块设计 8 七比较电路模块设计9 八DA转换模块设计10 九交通状况检测模块设计10 十路灯故障检测及报警模块设计 10 第四章系统软件设计一系统软件设计综述11 二各模块软件部分分述 12 14 15 第七章参考文献16

模拟路灯控制系统(I题) 【高职高专组】摘要：本文介绍了基于STC89C52单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。采用的技术主要有：（1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测; （2）光电传感器的有效应用; （3）LM311比较器的有效应用；（4）新型时钟芯片DS12C877的有效应用。关键词： 80C52单片机，光电传感器，路灯控制，亮度调节 Abstract: This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part. The technique to be used mainly has: 1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection; 2. Effective application of the photoelectric sensor; 3. LM393 comparator effective application; 4. New clock chip DS12C877 effective application. Key words: 80 C52, photoelectric sensor, street lamp control, brightness to adjust

电子设计竞赛设计报告

题目：数控电流源设计摘要本设计由两部分构成：自制的稳压、稳流、输出过压保护电路和单片机控制与显示系统。稳压电源部分设置有±12V和+5V电压，为整机供电。采用大功率MOS管作为电流源调整管、用锰铜丝自制取样电阻，具有良好的调控线性和稳定性。采用价格低廉的电脑CPU专用散热器作为稳压电源模块和电流调整管的散热装置，散热效率高、性能可靠。控制核心采用内置12位A/D、D/A转换器的高性能单片机C8051F021，电路简洁、控制精度高、电流控制与测量分辨率达0.5mA。用带背光点阵式LCD显示器同时显示设定电流和实测电流数据，直观、方便。给出了多种测试条件下的实测数据，测试数据表明系统性能指标全面超越了题目的基本要求，除系统自测显示电流误差略大以外，其余发挥部分指标也已满足。另外，还增加了预置电流超限保护功能。详细说明了系统的结构和工作原理，给出了系统的硬件电路图、元器件参数列表和软件流程图，并附有系统操作说明书。 Abstratct This design is consist of two major parts: The self-made constant voltage power supply and the control system which is consist of singlechip and LCD display. The voltage-stabilized source which is the all machine power supply has ±12V and +5V voltage. We Use the high-power MOSFET as the current regulation device, and use the manganese copper wire self-restraint as a sample resistance, and the system has good regulative linearity and stability. The design Uses the price inexpensive computer CPU sink to take the voltage-stabilized source module and the electric current regulation device heat dissipating. The control system is made up of high performance singlechip C8051F021 which includes 12 A/D & D/A converter inside. The electric circuit is succinct and the control precision is high, the controlling resolution of current is up to 0.5mA rate. The setting current and the actual current data are showedby the lattice type LCD display at the same time. Many kinds of test data are presented under the many kinds of tests condition. The test data indicates that the system performance has achieved the demand of design in an all-round way satisfied. In addition, we have set a protecting function of the ultra limit setup of the electric current. This paper is also present The system structure, the work principle, the system hardware circuit diagram, the device parameter, the software flow chart, and the system operating manual in detail. 一、系统整体结构及方案论证 1．1 系统结构根据题目要求，要能够实现电流步进控制、显示设定电流和实测电流大小，并且输出最大电压小于等于10伏，系统的结构框图如图1－1。恒流源输出图1-1系统结构框图整个系统由稳压电源、恒流控制、单片机、键盘、显示器及输出过压保护<电压限制）等几部分组成。各部分作用如下 1）稳压电源：向整个系统提高电源，包括供运放使用的±12V、供单片机使用的+5V，其中恒流源<主要功率部分）电压也由+12V提供。 2）恒流控制部分：是一受控电流源，由单片机提供控制指令电压，将12V电源转换成恒定电流。

电子设计竞赛报告——模板(免费)

宽带直流放大器（C题）【本科组】摘要本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC 控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件搭建的甲乙类互补对称电路。整个系统通频带可达20MHz，最小增益0dB，最大增益70dB。增益步进ldB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。关键词 AGC；AD603；OPA642；功率放大；稳压电源

一、方案论证与比较 1.增益控制部分方案一原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。方案二采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。方案三使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，满足题目要求的精度，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。 2.功率输出部分此部分采用分立元件对管TIP41与TIP42搭建的甲乙类互补对称电路。 3.自动增益控制（AGC）利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC 滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工

第三届全国大学生结构设计竞赛

第三届全国大学生结构设计竞赛赛题第三届全国大学生结构设计竞赛委员会 2009.9.24

一、竞赛模型定向木结构风力发电塔（如图），塔身高800mm，叶片（数量不限）组成的 A A-A 二、模型介绍 1.塔身塔身为竞赛主结构，需满足以下要求：（1）塔身高800mm，顶点高度实际误差不大于±3mm。塔身外形不影响叶轮运转，塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形；（2）具有足够的承载能力；（3）具有规定的刚度；（4）与塔顶标准发电机底座连接可靠；（5）与塔底标准底座连接可靠。 2.叶片和叶轮安装完成后，叶轮外轮廓直径不得大于800mm。三、装置说明 1.发电机

发电机采用CFX-03型标准发电机，质量4470g，底板及立面详见附图。2.风叶连接件连接件质量300g，详见附图。 3.发电功率测量系统发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。导线所受风力不能传递到塔身，由支架承受。 4.鼓风机相关参数见下表名称新型节能低噪声轴流风机型号SF7-4 厂家上海金蓝机电设备成套有限公司功率3kW 转速1400n/min 风量2500m3/h 风速23m/s 全压力340Pa 经实测，风叶连接件（距鼓风机1m处）的风速参考值如下：档位风速（m/s） W1 4.0 W2 6.8 W3 9.0 5.塔架安装底盘详见附图。 6.塔脚与安装底盘连接螺栓：重量2g/套。四、材料及制作工具 1.木材（1）尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm；（2）性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。2.胶水：502。

电子设计大赛智能小车设计报告

简易智能电动车学校：辽宁工程技术大学小组成员：日期：2011年8月4日

摘要本设计以STC89C52单片机为控制核心。经光敏电阻和红外对射完成循迹，寻光以及躲避障碍物，测距的检测，经比较器LM393进入单片机。单片机通过内部程序完成对小车的控制。关键字：控制；检测；红外对射；智能小车； The abstract This design to STC89C52 microcontroller as control core. The photoconductive resistance and infrared DuiShe complete follow mark, light and evades obstacles for the detection of comparison, the LM393 into the microcontroller. The internal process of single chip through complete control of the car. Key word: control; Detection; Infrared DuiShe; Intelligent car;

目录 1 方案论证与比较 (1) 2 各模块的选择方案 (1) 2.1电源模块选择方案 (1) 2.2系统控制模块方案 (2) 2.3红外对射模块方案 (2) 2.4恒流源模块 (2) 2.5比较器转换模块 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2恒流源电路设计 (4) 3.3电机驱动模块 (5) 3.4循迹检测设计 (5) 3.5测距检测设计 (6) 3.6避障检测设计 (7) 4 系统软件设计 (7) 5 系统调试 (9) 6 结论 (10) 7 参考文献 (11)

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题：带屋顶水箱的竹质多层房屋结构一、竞赛模型竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。图1 模型示意图二、模型要求 2.1几何尺寸要求 (1) 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm ×22cm的正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。 (3) 楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。除第一层以外，每层楼面范围须通过设置于边缘的梁予以明确定义。 (4) 楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部

与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁，则第一层净高需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 (5) 使用功能要求：楼层应具有足够的承载刚度，各层空间应满足使用功能要求。在模型内部，楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6) 楼层有效承载面积：楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面，不包括模型内部核心筒区域。在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块的覆盖面积定义为楼层有效承载面积，模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内，且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面，应满足安全放置水箱的要求。图2 模型立面示意图(单位：mm) 图3 模型底板示意图(单位：mm) 2.2模型及附加铁块安装要求 (1)利用热熔胶将附加铁块固定在模型除底层以外的各个楼层的楼面结构上，可在楼层上设置固定铁块辅助装置，但辅助装置和铁块不能超出楼层范围且不能直接跟柱接触，若辅助装置或铁块与柱子接触，则该层净高以接触点的高度位置开始计算。 (2) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3.2cm，重量为1800g。小铁块的长、宽、高约分别为6.0cm、4.5cm与3.2cm，重量为675g。由于加载设备限制，模型中附加铁块总重量不得超过30kg。

全国电子设计大赛优秀报告

精心整理全国电子设计大赛训练项目设计报告题目数控通用直流电源摘要一、 1．1 1.2 1.3 1.4 二、 2．1系统总框图 (7) 2．2硬件设计 (7) 2．2．1开关稳压电源模块 (7) 2．2．2单片机控制模块 (8) 2．2．3正、负输出可调稳压电源模块 (9) 2．2．4按键模块 (10) 2．3软件设计 (10) 2．3．1主程序流程 (11) 2．3．2过流保护程序流程 (11) 三、测试、结果及分析 (12)

3．1基本功能 (12) 3．2发挥功能部分 (15) 四、总结 (15) 五、参考文献 (15) 附录一、完整的系统原理图 (16) 附录二、完整的系统PCB图 (17) 0.12V, 一、设计并制作一个直流可调稳压电源。二、设计要求 1．基本要求 ①用变压器输出的两组17.5V交流绕组，设计三组稳压电源，其中两组3V-15V可调，另一组固定输出＋５Ｖ; ②各组输出电流最大：750mA； ③各组效率大于75%，在500mA输出条件下测量，应在ＤＣ／ＤＣ输入端预留电流测量端； ④为实现程序控制，预留MCU控制接口。 2．发挥部分 ①设置过流保护，保护定值为1.2A； ②用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化；

③扩展输出电压种类（比如三角波、梯形波等）； ④可实现双电源同步调节或分别调节。一、方案论证与比较通过对题目的任务、要求进行分析，我们将整个设计划分成两个部分：稳压电源部分和数控部分。 1.1稳压电源部分方案比较方案一：三端稳压电源根据设计要求，可以采用三端稳压器来实现输出系统所需的三种直流电压：固定+5V和两组可调输出。其中，用7805实现固定5V的输出，LM317实现可调输出（控制输出电压为1.2~37V）。电路原理图如下：图1固定5V输出 7805是我们最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。图2LM317可调电源模块在综合考虑LM317的输出电压范围1.25～37V和其最小稳定工作电流不大于5mA的条件下保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ,就能保证LM317稳压块在空载时能够稳定工作。输出电压：V O =1.25(1+R2/R1),在LM317输出范围为1.25～37V的条件下，R2/R1范围为：0～28.6。优点：线性电源工作稳定，输出纹波小，且不需做过多调整，使用较为方便，工作安全可靠，适合制作通用型、标称输出的稳压电源。缺点：线性稳压电路的内部功耗大，效率低，散热问题较难解决。方案二：晶体管串联式直流稳压电路晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图3所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值（稳压值）。图3晶体管串联式直流稳压电路方框图方案三：开关电源根据设计要求，可选用开关电源来完成设计。LM2596为电路设计核心。调整管取样误差放大基准电压辅助电源 UI UO