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2011年电子设计竞赛设计报告(A题)

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）

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

1 方案论证与比较 (3)

方案一恒流控制法 (3)

方案二外部电路控制法 (3)

方案三对等互补分流法 (3)

2 系统设计与分析 (4)

2.1总体框架分析 (4)

2.2 单元电路设计 (4)

2.2.1 降压电路设计 (4)

2.2.2采样放大电路设计 (5)

2.2.3 A/D转换模块设计 (5)

2.2.4 控制模块设计 (5)

2.2.5 负电压产生电路设计 (5)

3 理论分析与计算 (5)

3.1 DC/DC 变换器稳压 (6)

3.2 电流电压检测 (6)

3.3 均流方法 (6)

3.4 过流保护 (6)

4 软件设计 (6)

5 系统测试 (7)

5.1 测试仪器 (7)

5.2 测试方法 (7)

5.3 测试数据 (7)

6 结论 (9)

参考文献 (10)

附录 (11)

1 方案论证与比较

方案一恒流控制法

图1 恒流控制示意图

系统由第二个LM2596接收到10K的电位器的反馈电压，实现恒流输出，不足的功率由第一个LM2596互补输出，实现电流分配。

优点：电路简单，稳定。

缺点：电流比例不稳定。

结论：只能完成基本部份，方案不可取。

方案二外部电路控制法

采用两个DC/DC电源模块组成，在每一个输出模块加一个电流检测电路，产生反馈信号来调节每个模块的电流，从而达到均流的目的，该方案均流效果好，但是每个单元需附加一个电流控制电路，成为控制环路的一部分，需满足环路的总体要求，否则会降低单元的技术指标及工作稳定性，降低系统的动态响应特性。

优点：均流效果好。

缺点：电路复杂，稳定性较差。

结论：从稳定性上考虑，方案不可取。

方案三对等互补分流法

系统由恒压输出模块和电流互补模块组成，让两个模块的输出电流分别流经两个0.1?水泥电阻，然后采样水泥电阻两端的电压，经过运算放大器放大电压后，使用A/D 模块（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号传输给单片机，经过单片机运算后转换成电流，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来反馈给电流互补模块来实现电流互补，并按比例输出。

优点：输出稳定，代码执行效率高，调试简单，能够进行电流自动分配。

缺点：电路复杂，运放放大器需要负电压供电。

结论：综合考虑，该方案能实现题目要求，方案可行。

2 系统设计与分析

2.1总体框架分析

IN 过流保护

图2 总体原理框图

降压电路部分采用LM2596芯片实现，为后续电路工作提供所需的电源。如图3所示。LM2596具有很好的线性和负载调节特性。由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，极大地简化了开关电源电路的设计。而且具有自我保护电路，输出电压在1.2V~37V 可调，输出电流可高达3A ，输入电压可达40V 。本系统中LM2596输入DC 24V 电源，输出

???? ?

?+=121R R V V REF OUT ????

??ΩΩ+=K K V REF 2.16.61≈8.0V （REF V =1.23V ）

图3 LM2596降压电路示意图

2.2.2采样放大电路设计

让两个DC/DC模块的输出电流分别流经两个0.1?水泥电阻，然后采样水泥电阻两端的电压，经过运算放大器放大，实现电压采样。

2.2.3 A/D转换模块设计

A/D转换模块使用ADC0804实现，ADC0804从采样电路得到信号后将其转换为数字信号并提供给51单片。

图4 ADC0804数据转换电路示意图

2.2.4 控制模块设计

控制部分使用51单片与CD4066结合实现电路的自动控制。51单片接受到来自ADC0804的信号后，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来反馈给电流互补模块来实现电流互补，并按比例输出。详细控制图见系统总原理图。

2.2.5 负电压产生电路设计

负电压产生电路使用LM2596完成，产生一个-5V电源给运算放大器供电。

3 理论分析与计算

3.1 DC/DC 变换器稳压

DC/DC变换器稳压模块选用的芯片是LM2596，它是一款降压型开关电源芯片，内部集成PWM控制电路，通过接收到第四引脚的反馈来调节占空比，输出端由电感和电容虑波，从而输出稳定的DC-8V电源。

3.2 电流电压检测

电流检测是由电流经过0.1欧的水泥时电阻两端产生的压降△U=I*0.1 ，然后再经过运放来进行放大20倍，最后经过电压跟随器出来的电压虑波后输给AD0804读取电流值。

3.3 均流方法

ADC0804将模拟信号转换为数字信号并传输给单片机，经单片机运算后转换成电流，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来实现电流调节，实现按比例输出，在电流1A以下，可自动调整为1:1电流输出；在1A~1.5A之间实现1:2电流输出；在1.5A~3A之间，可以手动调节使电路输出电流为任意比；在3.5A~4.5A时，在控制下自动恢复到自动控制模式，并以1:1输出电流；当电流大于4.5A时，单片会控制相应开关断开电路，起到自动过流保护。

3.4 过流保护

过流保护以51单片为核心，通过采样输出电流给A/D变换电路，然后将变换得到的数据传输给51单片，由51单片计算、判断输出电流的值，若大于4.5A则给LM2596的EN端一个高电平信号，使其停止输出，达到过流保护的目的，当系统检测到电流小于4.5A时恢复输出。如图5所示。

传输转换判断控制

图5 过流保护原理图

4 软件设计

程序流程图如图5所示。

图5 程序流程图

5 系统测试

5.1 测试仪器

测试使用的仪器设备如表1所示。

表1 测试使用仪器与设备

5.2

接入负载（变阻箱）后接通电源，调节负载至需要阻值，用万用表测试输入电流、电压与输出电流、电压，并计算系统效率，具体数值见测试数据。

5.3 测试数据

a.基本要求：

（1）调整负载电阻在2欧姆，输出总电流是4A，I

1=2A,I

=2A

（2）效率测量

（3）调整负载，输出电流总和I

=1.0A

（4）调整负载，输出电流总和I

=1.5A

b.发挥部分

（1）调整负载电阻，输出电压U

=8.0±0.4V

(2)调整负载电阻，输出电压U

0=8.0±0.4V，I

=4.0A

(4)调整负载电流至电路停止工作。

6 结论

本系统能较好的完成基本部分和发挥部分，输出电压8V，均流效果好，误差在±1.7%以内，工作状态稳定，过流及短路保护准确，具有过热保护功能，转换效率达71.82%。

参考文献

[1]杨素行，《模拟电子技术基础简明教程》，第三版，高等教育出版社，2006年出版。

[2]何希才，《常用集成电路应用实例》，第一版，电子工业出版社，2007年第一次印刷。

[3]全国大学生电子设计竞赛组委会，《全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2005》，第一版，北京理工大学出版社，

2007年第一次印刷。

[4]黄智伟，王彦，陈文光，《全国大学生电子设计竞赛训练教程电子》，电子工业出版社，2005。

[5]黄继昌，乔苏文，张海贵，《电源专用集成电路及其应用》，人民邮电出版社，2006。

附录

系统总原理图

全国大学生电子设计竞赛培训系列教程

全国大学生电子设计竞赛培训系列教程《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——基本技能训练与单元电路设计》内容简介本书是全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之一——《基本技能训练与单元电路设计》分册。全书共7章，主要介绍了“全国大学生电子设计竞赛”的基本情况、设计竞赛命题原则及要求、历届考题的类型、考题所涉及的知识面和知识点、竞赛培训流程，以及赛前、竞赛期间的注意事项等内容；并较详细地讲解了电子竞赛制作的基础训练、单片机最小系统和可编程逻辑器件系统设计制作；最后介绍了单元电路的工作原理、设计与制作。本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程性强，可作为高等学校电子信息科学与工程类专业、电气工程及自动控制类专业的大学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材，也可作为各类电子制作、详程设计、毕业设计的教学参考书，以及电子工程技术工程师的参考书。前言全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办的面向大学生、大专生的群众性科技活动，目的在于推动普通高等学校的信息电子类学科面向21世纪的课程体系和课程内容改革，引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，加强学生工程实践能力的训练和培养，鼓励广大学生踊跃参加课外活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校形成良好的学习风气，同时也为优秀人才脱颖而出创造条件。全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了七届。深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、队和学生逐年递增。全国大学生电子设计竞赛组委会为了组织好这项竞赛事，编写了电子设计竞赛获奖作品选编，深受参赛队员的喜爱。有许多参赛队员和辅导教师反映，若能编写一部从基本技能训练、单元电路设计直至综合设计系列教程，那将是锦上添花。2006年北京理工大学罗伟雄教授在湖南指导工作时也曾提出这个设想。当时就得到了国防科技大学的领导和教员响应。立即组建了“全国大学生电子设计竞赛培训系列教程编写委员会”。并组织了几十名教员和曾经获得全国大学生电子设计竞赛大奖的在校研究生和博士生对历届的考题(约43题)重新设计制作一次。为这个系列教程编写奠定了理论和实践的基础。本系列教程分为五个分册，共23章。第一分册为《基本技能训练与单元电路设计》；第二分册为《模拟电子线路设计》；第三分册为《高频电子线路设计》；第四分册为《电子仪器仪表设计》；第五分册为《数字电路与自控系统设计》。第一分册《基本技能训练与单元电路设计》，又称基础分册，共有7章(第1～7章)。主要介绍了全国大学生电子设计竞赛基本情况，命题原则及要求，竞赛题所涉及的知识面与知识点；全国大学生电子设计竞赛流程；电子设计竞赛制作基本训练；单片机最小系统设计制作；可编程逻辑器件系统设计制作；电子系统设计的基本方法及步骤；常用中小规模集成电路的应用设计课题。第二分册《模拟电子线路设计》，共有3章(第8～10章)。主要介绍了交直流、稳压电源设计、放大器设计及信号源设计。

电子设计实验报告

电子技术课程设计报告

目录 1. 电子琴 (2) （1.1 ）设计要求 (2) （1.2 ）设计的作用. 目的 (2) （1.3 ）设计的具体实现 (3) （1.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (7) （1.5）附录 (8) （1.6 ）参考文献 (9) （1.7 ）附图 (9) 2. 温度控制电路 (10) 2.1 ）设计要求 (10) （2.2 ）设计的作用. 目的 (10) （2.3 ）设计的具体实现 (10) （2.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等12 （2.5）附录 (12) （2.6 ）参考文献 (13) 3. ...................................................... 信号发生器13 （3.1 ）设计要求 (13) （3.2 ）设计的作用. 目的 (13) （3.3 ）设计的具体实现 (14) （3.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (17) （3.5）附录 (17) （3.6 ）参考文献 (17) 4. ...................................................... 音频放大器18 （4.1 ）设计要求 (18) （4.2 ）设计的作用. 目的 (18) （4.3 ）设计的具体实现 (18) 4.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (21) （4.5） .......................................... 附录21

（4.6 ）参考文献 (21) 简易电子琴设计报告一.设计要求本设计是基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务，设计一个简易电子琴。（1）．按下不同琴键即改变RC 值，能发出C 调的八个基本音阶，采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。（2）．选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数并记录对应不同音阶时的电路参数值、元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（3）．连接安装调试电路。（4）．写出设计总结报告。二. 设计的作用、目的 1. 学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。培养创新能力和创新思维，锻炼学生自学软件的能力，通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 2. 培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 3. 通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。

2009年全国大学生电子设计大赛题目(全)

光伏并网发电模拟装置（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图二、要求 1．基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时，使d S 1 2 U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。（2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ，相对偏差绝对值不大于1%。（3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。（4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。（6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。 2．发挥部分（1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。（2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。（3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，

均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。三、说明 1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC 变换器效率o d P P η= ，其中o o1o1P U I =?，d d d P U I =?。 5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s 。 6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。 8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。

电子设计竞赛设计报告题

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）

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

(1994-2003)历届全国电子设计大赛题目

全国大学生电子设计竞赛历年题目（1994－2003） https://www.sodocs.net/doc/865666903.html, 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：二、设计要求 1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

三、评分意见题目二多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。（2）八路数据采集器。（3）主控器。二、设计要求 1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的

5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。 2．发挥部分（1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；（2）尽可能减少传输线数目；（3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。三、评分意见第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一实用低频功率放大器一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下：

西安交通大学电子线路设计实验报告

电子线路设计实验报告姓名：班级：自动化学号： 2015/12/10

PROTEL电子线路设计与仿真一、实验目的 1、了解PROTEL电子线路设计软件的开发过程； 2、熟练使用PROTEL电子线路设计软件,会设计简单、常用的电子线路； 3、熟练掌握建立项目文件、建立原理图文件、绘制原理图、产生网络表、建立PCB 文件、绘制PCB线路图等基本技能；掌握绘制电路原理图的基本操作步骤和设计技巧，掌握创建原理图元件的方法；理解PCB线路图参数设置的意义，掌握手动、自动布局和布线的基本方法和设计技巧，掌握创建PCB元件的方法。二、实验设备及编译环境计算机一台，Protel DXP集成环境。三、实验步骤（1）建立项目文件 File->New design 设置工程名和存储路径后点击OK，进入下图界面。

（2）建立原理图文件在Documents文件夹下，点击Schematic document创建原理图文件。（3）绘制原理图在库下有的元件直接添加到原理图中连线即可；对库中没有的元件需要自行创建，创建步骤如下： 1在Documents文件夹下，点击Schematic Library document创建原理图库文件（Schematic library document）； 2绘制元件边框和引脚，设置引脚名称和编号，然后添加至原理图中。绘制元件8563 U2如图：

绘制好原理图后点击Tools->ERC检查无错误绘制好的原理图如下：最后对每个元件设置一个封装（Footprint）：电容C1,C2 二极管D7,D8

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

2011-年全国大学生电子设计竞赛实验报告

2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告一、实验目的 1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。二、实验内容设计要求：使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能： 1. 使用低频信号源产生100.1sin 2()i U f t V =∏，f 0 =500Hz 的正弦波信号，加至加法器输入端。 2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。 3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。 4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2o u 用示波器观察无明显失真。 5.将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。方案论证与数值计算：由于电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给，而

LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建

三角波发生部分：方案一：三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。方案二：利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K; 加法器部分

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20XX年山东省大学生电子设计竞赛 A题瞬态响应测试仪【本科组】一、任务要求采用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1：图 1 二、要求 1. 基本部分

(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组±12V直流电源及FPGA 实验平台供电电源。 (2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。 (3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶跃信号的上升时间小于 0.5uS,输出直流信号电压的值在1±0.1V内。 (4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰值时间tp，测量误差小于5%。 (5)显示并测量二阶系统的超调量σp，测量误差小于5%。 (6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±2%)，测量误差小于5%。 2. 发挥部分 (1)要求直流信号源输出0.5V～1.5V步进可调，步进大小为0.1V。 (2) 要求显示二阶系统瞬态响应曲线。（3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。 (4) 利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS 范围内可任意设置。（可不考虑脉冲源的带负载能力大小） (5) 利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为2±0.1V 的三

角波信号。 (6)其他。三、评分标准说明： 1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。 2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开发板。 3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。

图 2 4、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1）峰值时间tp：从施加阶跃信号开始，二阶系统输出到达最大值所需要的时间。（2）超调量σp：二阶系统输出响应的最大峰值与稳态值之间的差。（3）调节时间ts：输出响应值与稳态值之间的差小于规定稳态值值百分数的时间。 5、在制作二阶系统时，要留有方便更换电阻R的插孔或端子。 6、允许外加必要的辅助测量电路。 B题电阻电容电感测试仪的设计与制作【本科组】一、任务

电子线路CAD实验报告1

电子线路CAD实验报告实验序号:1 实验名称:Altium Designer 基本操作实验日期:15.3.6 专业班级:13电信姓名:陈学颖成绩:__________ 一、实验目的：了解AD 软件绘图环境，各个功能模块的作用，各个功能模块的作用，设置原理图图纸环境的方法及元器件放置方法，灵活掌握相关工具和快捷方式的使用。二、实验内容： 1，熟悉软件的设计环境参数：常规参数、外观参数、透明效果、备份选项、项目面板设置。 2，学习使用键盘和菜单实现图纸的放大或缩小。 3，创建一个新的PCB 项目，项目名为姓名.PrjPCB。 4，打开一个例子文件，观察统一的设计环境，进行标签的分类。 5，在上述工程中创建新文件，命名为实验1.sch.设置图纸大小为A4,水平放置，工作区颜色为233 号色，边框颜色为63 号色。 6，栅格设置：捕捉栅格为5mil,可视栅格为8mil。 7，字体设置：设置系统字体Tahoma、字号为8，带下划线。 8，标题栏设置：用特殊字符串设置制图者为Motorala、标题为“我的设计”，字体为华文彩云，颜色为221 号色。 9，新建原理图文件，命名为“模板.schdoc”，设计其标题栏，包括班级、姓名、学号。三．实验操作 1.在最上方菜单中选择文件—新建—PCB工程，然后新建一个PCB项目，然后将其保存为陈学颖.PrjPCB。 2.然后在最上方菜单中选择文件—新建—原理图，然后将其命名为实验1.sch。然后在原理图工具区单击鼠标右键，在选项中选择文档选项，将其设置为图纸大小为A4,水平放置，工作区颜色为233 号色，边框颜色为63 号色。同时将捕捉栅格设置为5mil,可视栅格设置为8mil。然后选择“更改系统字体”中设置系统字体为Tahoma、字号为8，带下划线。

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

人竞赛抢答器实验报告

数电实验报告姓名：侯婉思专业：通信工程班级：1111 学号：指导老师：田丽娜四人竞赛抢答器实验报告一．前言现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。三．设计任务与要求 1、设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求：抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

电子线路设计与制作实验报告

电子线路设计与制作实验报告班级：电信12305班指导老师：朱婷小组成员：张壮安剑锋罗杰杨康熊施任务分工：1.张壮实验报告的撰写 2.安剑锋检查元件及整理 3.罗杰电路的焊接 4.杨康元器件的保管及测试 5.熊施协助电路的焊接 2014年11月14日

项目一：红外线电路设计一、电路工作原理常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一直特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的红外线而不会死可见光。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外线接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外线接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外线二极管一般有圆形和方形两种。二、电路原理图设计

课题名称元件数量备注红外线发射——接收模拟电路红外线发射管 1 红外线接收管 1 发光二极管 1 运放uA741 1 20K可调电位器 1 100Ω电阻 1 10kΩ电阻 1 330Ω电阻 1 元件清单表三、电路设计与调试（1）各小组从指导老师那里领取元器件，分工检测元器件的性能。（2）依据电路原理图，各小组讨论如何布局，最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建红外线发射\接收电路图。（3）检查电路无误后，从信号发生器送入适应电压。（4）调节可调电阻R3的阻值，观察发光二极管LED是否出现闪烁现象，如果出现说明有发射和接收，如果没有检查电路。（5）实验完毕，记录结果，并写实验报告。

四、实验注意事项（1）发光二极管的电流不能天大（小于200mA）；（2）在通电前必须检查电路无误后才可；（3）信号发生器的输出电压峰峰值1.5~2.5V。项目二：定时电路的设计一、电路原理图与工作原理

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

微弱信号检测装置(实验报告)剖析

2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛微弱信号检测装置（A题）【本科组】

微弱信号检测装置（A题）【本科组】摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。图1系统设计总流程图图2微弱信号检测电路子流程图

1 加法器设计的选择方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。

历年电子设计大赛竞赛题目

“美亚光电”杯安徽省第一届大学生电子设计竞赛题任意波形发生器（A题）一、任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下：二、要求 1、基本要求（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。（3）具有波形存储功能。（4）输出波形的频率范围为100 Hz ～ 20 kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；频率可调，频率步进间隔≤100 Hz。（5）输出波形幅度范围0 ～ 5 V（峰—峰值），可按步进0.1 V（峰—峰值）调整。（6）具有显示输出波形的类型、频率（周期）的功能。 2、发挥部分（1）输出波形频率范围扩展至100 Hz～200 kHz。（2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。（3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载电阻变化范围：100 Ω～∞）。（4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。（5）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项15 完成第（3）项10 完成第（4）项10 特色与创新 5

远程温湿度测量系统（B题）一、任务制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。其结构框图如下：二、要求 l、基本要求（1）通过可编程控制器、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并在LED上显示。（2）温度误差＜1℃，湿度误差＜1％，温度测量范围0℃～120℃，湿度测量范围1％～99％。（3）可用电池供电。 2、发挥部分（1）设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（2）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（3）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞5米。（4）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项15 完成第（3）项10 特色与创新10

通信电子线路实验报告解析

LC与晶体振荡器实验报告班别：信息xxx班组员：指导老师：xxx

一、实验目的 1）、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 2）、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 3）、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。 4）、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。二、实验预习要求实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。三、实验原理说明三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。 1、起振条件 1）、相位平衡条件：X ce 和X be 必需为同性质的电抗，X cb 必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系： 2）、幅度起振条件：图1-1 三点式振荡器式中：q m ——晶体管的跨导， F U ——反馈系数， A U ——放大器的增益， LC X X X X Xc o C L ce be 1 |||| )(= -=+-=ω，即)(Au 1 * 'ie L oe m q q q Fu q ++ >

q ie——晶体管的输入电导， q oe——晶体管的输出电导， q'L——晶体管的等效负载电导， F U一般在0.1~0.5之间取值。 2、电容三点式振荡器 1）、电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容C i和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。 L1L1 （a）考毕兹振荡器（b）交流等效电路图1-2 考毕兹振荡器 2）、串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了C i和C o对频率稳定度的影响，且使频率可调。

2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(8道赛题全)

2014年TI杯大学生电子设计竞赛题（多省联赛） A题：四旋翼飞行器 1.任务设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。 2.要求四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作：（1）飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞，飞离地面高度应超过30cm，飞行距离（水平）应超过60cm，然后飞行器应能平稳降落。（30分）（2）飞行器能够根据指定（键盘设定）的飞行高度及降落地点（方向及距离）连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。（20分）（3）飞行器能够根据起飞前预置的指令垂直起飞，起飞后能够在50cm以上高度平稳悬停5s以上，然后再平稳缓慢降落到起飞地点；起飞与降落地点水平距离不超过30cm。（30分）（4）其他自主发挥设计的飞行动作。（20分）（5）设计报告（20分）项目主要内容分数系统方案方案比较，方案描述 5 设计与论证飞行器姿态测量方法飞行控制器控制方法与参数计算8 测试测试方法与测试结果 5 设计报告结构及规范性摘要，正文结构完整性、内容规范性 2 小计20 3.说明（1）飞行器的姿态检测及飞行控制必须使用TI 公司的TIV A M4、C2000或MSP430等系列控制器。（2）飞行器在完成每一项飞行动作期间不得以任何方式进行人为干预，如遥控等。（3）飞行器的尺寸可自行选定。（4）飞行方向以正北方向为0°、东北方向为45°、正东方向为90°等，以此类推；距离的单位为厘米（cm）。（5）指定的降落地点是指降落地点距起飞地的水平距离及方向。（6）平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。（7）能够完成要求（2）时，要求（1）可以免测。（8）为确保安全，飞行器应在安全网中或在系留方式下工作（即以绳索将飞行器拴在地面固定物上）。

电子电路设计实验报告

电子电路设计实验报告电子线路专题实验Ⅱ 一、实验要求: 1. 认真阅读学习系统线路及相关资料 2. 将键盘阵列定义为0. 1. 2------ E. F，编程实现将键盘输入内容显示在LCD显示器上。 3. 编程实现将日历、时钟显示在LED显示屏上（注意仔细阅读PCF8563资料），日历、时钟轮回显示。 4. 利用D/A转换通道（下行通道）实现锯齿波发生器；输出（1~5V）固定电压转换成（4~20mA）电流。 5. 利用A/D转换通道（上行通道）实现数据采集，将采集信号显示在LED屏上。程序要求分别具有平均值滤波、中值滤波和滑动滤波功能。 6. 将按键阵列定义成与16个语音段对应，编写程序，实现按键播放不同的语音段。二、实验设计思路：本次实验用c语言实现，主要包括LCD，LED，AD，DA，日历芯片，测温传感芯片。受到嵌入式系统实验的启发，将LCD，LED，I2C总线协议，键盘扫描模块接口写成一个文件库（放在library文件夹下），尽量做到调用时与底层硬件无关。通过调用库文件中的函数，实现代码的重用性。键盘，LCD的代码由于与嵌入式实验具有相通之处，因此可将高层的函数（与底层硬件无关的函数）方便地移植过来。三、实验设计： 1.矩阵键盘扫描模块 4×4的矩阵键盘，通过扫描可得到按下键的行列值，将行列值转换为相应的对应数字0～F。函数GetKey()实现获得按键的键值。对于键盘模块对于对按键的键值识别主要是通过两次扫描而取得。对于第一次扫描，给四行键全部赋予1，然后读回键盘值，对于第二次扫描，逐行为键盘送1，每次送1后再读回键盘值，若非零，说明此行有键按下，最终确定键值。通过调用GetKey函数构造GetChar()函数，实现获取键盘字符（’0’～’F’）的功能。