2007全国电子设计大赛E题获奖论文报告

题目：开关稳压电源（E题）

摘要

本设计综合考虑题目基本部分和发挥部分的指标要求，系统采用简单的boost 升压电路作为DC-DC变换器主电路；PWM控制器采用低压型专用集成芯片UC3843; 主开关管采用IRF540；由内置12位A/D、D/A的高性能、低功耗单片机C8051F021组成系统测控与显示单元，采用液晶显示器作为系统的状态和运行数据显示屏。通过实际测试，作品的性能指标中，输出纹波完全达到了要求；电压调整率，整体效率，负载过流故障排除后自恢复功能，输出电压键控1V步进，电流、电压实时测量及数显功能等几项指标达均到了发挥部分要求；负载调整率也接近发挥部分指标要求。另外，系统还增加了实时输出功率数据显示和负载过流状态下的声、光报警等实用功能。

一、引言

为了满足题目发挥部分规定的电压调整率、负载调整率以及效率等几项指标要求，我们在设计中主要是尽量减少辅助控制电路的损耗。通过单片机和脉宽调制电路来稳定输出电压，并通过单片机的控制实现对整个电路的过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常工作状态。同时，当输出电压与设定电压误差较大时，单片机能对输出电压进行一定调节，以提高负载调整率；通过单片机实现了输出电压的键盘设定和步进调整（步进为1V）。系统具有测量和数字显示输出电压、电流的功能。此外，还增加了实时输出功率测量与显示、在输出过流的时候系统发出声、光报警信号等功能。

二、方案论证与比较

1．DC-DC主回路拓扑方案论证

方案一：采用变压器升压的隔离型PWM直流－直流变换器电路，此电路效率较低，开关辐射/纹波较大，电路较复杂。

方案二：采用非隔离型BOOST升压电路，控制电路用专用集成芯片UC3843A，这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。因此，采用此种方案。

2. 控制方法及实现方案

方案一：采用电压型脉宽调制技术，产生频率固定，脉冲宽度可调整的方波脉冲，采用电压反馈环控制系统，它的反馈信息取自输出电压，用反馈电压调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲占空比，实现开关电源的稳定。

方案二：采用电流型脉宽调制芯片，此技术与传统的仅有输出电压反馈的PWM系统相比增加了一个电感电流反馈。此反馈就做为PWM的斜坡函数，就不再需要锯齿波发生器，更重要的是使用电感电流反馈使系统的可靠性有了明显的改善，经比较具有如下优点：

1)使系统具有快速的瞬态响应及高速的稳定性。

2)输出电压精度很高。

3)具有内在的对功率开关管电流的控制及限流能力。

4)具有良好的并联运行能力。

可以看出方案二的控制性能明显优于方案一，所以采用方案二。

3. 提高效率的方法及实现方案

单片机系统及其它辅助电路的功耗对电源的整体效率有很大的影响。所以选用一款功耗低的单片机作为控制与显示单元电路。采用效率高、开关速度快、损耗小的MOS场效应管作为主开关管。选用快速、低损耗的肖特基二极管作为输出

端的整流/升压二极管。

根据以上可以提高效率的方法综合出包括以下三个方面的方案：

1)放弃使用常规的高功耗单片机8051而改用与51系列兼容的但内置12位

A/D, D/A转换器的新型高性能、低功耗单片机C8051F021，由于A/D, D/A

转换器内置，并具有可编程的前置放大器，外围电路结构简单，性能可

靠。内部嵌入了一款高速、低功耗、高性能的8位微处理器，显示器采

用液晶屏。这样可以减小控制单元电路的损耗，使系统的整体效率提高。

2)使用高效率的MOSFET管IRF540代替传统的双极型晶体管，因为它的

开关速度高、导通和关断时间短，开关损耗小，并且是电压控制型元件，

驱动功率小，可以用专用集成电路直接驱动，不存在二次击穿，热稳定

性好等，因而可靠性高。

3)采用低功耗、超高速、反向恢复时间短的肖特基二极管MBR1545，可有

效降低开关损耗并提高开关频率。

三、电路设计与参数计算

1.系统框架

本系统由以下几大部分组成：隔离变压器、整流滤波电路、过流保护电路、DC-DC变换电路、控制电路、键盘输入电路、显示电路、过流声光报警电路等。

RS

图一

2.主回路器件的选择与参数计算

整流桥的选择：隔离变压器输出的交流电压为18V，整流桥的电流最大可达5～6A，为了得到较好的直流量，用全桥整流，整流桥的耐压应为50V以上，正向电流大于等于8A，实际电路中采用10A/600V整流桥。

滤波电容器选择：要求输出的最大电流为2A，最大电压为36V，所以输出最

大功率约为72W ，按照电路效率为80％计算。可得整个电路输入的功率约为90W 。电路自身功率达18W ，根据P=U 2/R,可求得整流滤波电路的等效负载电阻R ≈6欧姆，滤波电路的基波周期10mS ，按一般要求，滤波电路的时间常数τ＝C×R ＝30mS ～50mS ，所以，滤波电容C 选用4700μF/50V 和1000μF/50V 并联（考虑到有输入电流测试端口的存在）。

整流滤波部分电路图见图二。

图二整流滤波部分电路图

开关管的选择：功率MOSFET 具有导通电阻低、负载电流大的优点。栅极驱动器的负载能力必须足够大，以保证在系统要求的时间内完成对栅极等效电容（CEI ）的充放电。流经MOS 管的电流理论平均值：I D =T OFF ?I O /T=I O ?V O / V i ≈5A 。所以，MOSFET 应选用平均电流大于10A 、电压大于50V 的管子，实际选用IRF540N ，I F =28A 、V R =100V 、P D =150W 、R DS(ON)=0.077Ω。

升压二极管的选择：二极管要采用正向电压降低，反向恢复时间短的二极管，所以选用反向恢复时间为60us 以下、反向耐压为45V 以上的肖特基二极管。它是一种低功耗、超高速半导体器件，可大幅降低开关损耗并提高开关频率。实际电路中选用MBR1545：I F =15A 、V R =45V 。

主储能电感器L 1的制作。按公式：L f

I D V O *-≥

02)

1(计算得电感量应大于等于

100μH 。实际采用Ф38的高性能环形高频磁芯、用Ф 0.8的漆包线绕28圈。

3.PWM 控制电路的设计与参数计算

控制电路的电路结构及参数如图三所示：采用低压电流型PWM专用集成控制芯片UC3843A，开关频率约为50KHz。主开关管源极电阻选0.1Ω/3W，所以，开关管的最大电流限制在10A以下。

4.效率的分析及计算

整流滤波后电路的总功率P I= U I?I I ，输出功率P O=U O?I O, DC-DC变换器的效率η=P O/P I。电路总的功率损耗主要包括主开关管、升压二极管的动态开关损耗与导通损耗、储能电感的铜耗与磁滞损耗；其它部分的损耗如脉宽调制器的损耗、单片机及显示屏的损耗、过流保护电路的损耗等。这些方面的功耗增加都会导致电源整体效率下降。所以，电路中采用现有器材中功耗最低的元器件来减少总的损耗，提高电源的整体效率。如开关管采用MOSFET－IRF540、升压二极管使用正向电压低的肖特基二极管MBR1545，控制电路采用低压型PWM控制芯片UC3843，单片机系统使用低功耗的C8051F021、液晶屏等。

5.保护电路设计与参数计算

过流保护电路原理图如图四所示：

图四 DC-DC变换器过流保护电路图

系统的过流保护功能是通过单片机实现控制MOS管IRF9540（实际是2个并联以减小导通电阻）实现的，当输出的电流不大于2.5A时，单片机的P0.3口输出高电平，使得跟它相连的三极管9013饱和导通，从而使与三极管相连的场效应管IRF9540导通，DC－DC变换电路正常运行。当输出的电流大于2.5A时，单片机的P0.3口输出低电平使与它相连的三极管和场效应管均截止。V in通过与IRF9540并联的大功率电阻向DC-DC变换器提供负载状态检测电流通路，单片机持续采样输出电流、同时输出过载报警信号。当过流故障消失时，单片机的P0.3口输出恢复高电平，电路自动恢复到正常工作状态。

6.输出电压数字设定及显示电路的设计

数字设定是通过键盘输入数值给单片机C8051F021来实现的，本系统中的键盘采用4*4键盘，直接与单片机的P1口连接，连线简单、方便，同时减少了外围电路，从而有助于整体电路效率与可靠性的提高。

显示电路采用带字库的LCD液晶显示器。为了避免占用大量的I/O口，采用串行传输模式，其中CS、SID、CLK引脚分别与P0.0、P0.1、P0.2口相连，虽然编程难度增大，但是节省了I/O资源，避免外扩I/O芯片，减少了系统硬件电路的成本。LCD可以用全中文界面显示，显示内容丰富，易于人机交流。

四、软件设计

本设计使用低功耗增强型51单片机C8051F021组成的数字控制单元，可以实现以下四个方面的功能：

1)测试输出电流、电压并显示。单片机通过内部自带的12位A/D对输出的

电压和电流进行采样，将采集回来的数值在单片机内部进行处理后将数

据送往液晶屏显示输出电压、输出电流、输出功率等参数。

2)设定输出电压值。通过键盘设定电压值送给单片机，单片机通过内部自

带12位D/A将数字量转换成相应的模拟量送给UC3843的电压反馈端，

进而控制输出电压实现键控1V步进的功能。

3)实现输出电压调节（微调）：当直流输出电压误差较大时，调整输出电压，

提高系统稳压性能指标（主要是提高负载调整率）。

4)当输出电流大于 2.5A时，单片机就会启动过流保护功能，通过控制

IRF9540的截止来避免电路损坏，并同时输出声、光报警信号。当过流故

障排除时，系统自动恢复正常工作状态。

五、系统测试

1.测试仪器

滑动变阻器7-16 ；万用表DT890B+、VC9807A+、VC9802A+ ；20MH Z示波器DF4326 ；单相交流调压器R6001。

2.测试方法

电压调整率的测试方法：在输出电流为2A的条件下，调整变压器使隔离变压器的输出在15V到21V之间取几个值然后测量相应的直流输出电压值，根据公式可求得电压调整率。

负载调整率的测试方法：在隔离变压器输出为18V、输出直流电压36V，分别测量负载电流为0和2A所对应的输出电压值。负载调整率就是输出电压的相对变化量与标准电压的比值。

DC-DC变换器效率的测试方法：在隔离变压器输出为18V, 直流输出电压为36V、输出电流为2A的条件下，测得输入电压U i和输入电流I i的直流平均值，效率η＝(U o?I o/U i?I i)╳100％。

3.实际测试数据

（1）电压调整率的测试(I O=2A)

(2) 负载调整率的测试(U2=18V、Uo＝36V)

(3)DC-DC变换器效率的测量(U2=18V、I O=2A、U O=36V)

(4)纹波与噪声电压测试：U2=18V 、Uo=36V 、Io=2A ，用示波器测量。

纹波峰－峰值U OPP≈0.2V(20ms/div) 。

(5)过流保护：当负载电流超过2.5A时，输出电压降到约0~5V(取决于负载阻抗大小)，同时发出声、光报警信号；排除过流故障后，电源能自动恢复为正常工作状态。

六、结论

通过实际测试可以看出：本作品的性能指标中，纹波达到了题目要求；如下几项指标达到了发挥部分要求：电压调整率，整体效率，负载过流故障排除后自恢复功能，输出电压键控1V步进，电流、电压实时测量及数显功能；负载调整率也接近发挥部分指标要求。另外，系统还增加了实时输出功率数字显示和负载过流状态下的声、光报警等实用功能。

七．附件：

1. 单片机控制部分电路图

2. DC-DC变换器完整电路图

DC-DC 变换器完整电路图

3. 主程序流程图：

4. 按键扫描子程序流程图：

5. 定时器

6. 过流保护子程序流程图：

7. 显示子程序流程图：

8. 按键扫描子程序流程图：

9. 程序清单：

$include (c8051f020.inc) CS128 BIT P0.0 SID128 BIT P0.1 CLK128 BIT P0.2 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0073H LJMP Timer3 ORG 0080H

MAIN: CLR EA MOV WDTCN, #0DEh ;禁止看门狗 MOV WDTCN, #0ADh MOV SP,#70H IO_INITL: MOV XBR2,#40H;FOR P0 MOV XBR0,#00H MOV XBR1,#00H;设置为I/O 方式 MOV P0MDOUT,#0FFH;设置为推挽方式 MOV P1MDOUT,#00H;设置为输入方式 MOV P1,#0FFH AD_INITL:

MOV ADC0CN,#0F0H ;enable adc0 and start the ad convert MOV REF0CN,#03H ;enable bias generator and output buffer DA_INITL:

MOV DAC1CN,#80H MOV DAC0CN,#80H MOV DAC0L,#80H MOV DAC0H,#07H SETB P0.3 CLR P0.4 ;光报警位

RAM_INITL: MOV 31H,#0;主菜单光标位置 MOV 32H,#0;菜单标志 MOV 33H,#0;键值 MOV 34H,#0BH;电压设定值 MOV 35H,#0B8H MOV 36H,#80H MOV 37H,#90H MOV 3AH,#0;电压采样值单元(BCD) MOV 3BH,#0 MOV 3CH,#0;电流采样值单元(BCD) MOV 3DH,#0

MOV 54H,#0;功率存放单元

MOV 55H,#0

MOV 40H,#0;电压测量值单元显示用

MOV 41H,#0

MOV 42H,#0

MOV 43H,#0

MOV 44H,#3;电压设定值单元显示用

MOV 45H,#0

MOV 46H,#0

MOV 4FH,#0

MOV 47H,#0;电流测量值单元显示用

MOV 48H,#0

MOV 49H,#0

MOV 4AH,#0

MOV 4BH,#0;功率测量值单元显示用

MOV 4CH,#0

MOV 4DH,#0

MOV 4EH,#0

MOV 56H,#0

MOV 50H,#9;电压平均值滤波暂存

MOV 51H,#0F5H

MOV 52H,#0;电流平均值滤波暂存

MOV 53H,#0

MOV 57H,#0;关标位置

MOV 58H,#0;设定定值标志

MOV 59H,#0BH;PI输出值单元（BCD）

MOV 5AH,#0B8H

MOV 5BH,#2;P

MOV 5CH,#5;I

MOV 5DH,#0;E(N)

MOV 5EH,#0;

MOV 5FH,#0;E(N-1)

MOV 60H,#0;

MOV 65H,#0FFH;过流标志位

MOV 66H,#0

MOV 67H,#0

LCALL LCD_Init

LCALL Timer3_Init

LCALL Display_1

LCALL Delay_1s

MOV 30H,#01H

LCALL WRITE12864_CMD

SETB EA

HERE:

LCALL DA_CONV

LCALL Key_Scan

LCALL Key_Settle

LCALL Display

LCALL Cal_POWER

LCALL GL_PRT

;LCALL PI_Contl1

AJMP HERE

PI_Contl1:

CLR C

MOV R2,34H

MOV R3,35H

MOV R0,66H

MOV R1,67H

LCALL SUBBH

JC SDLT_CL3

MOV R5,#6

LCALL PIDIV

MOV R0,59H

MOV R1,5AH

LCALL ADDA

MOV 59H,R0

MOV 5AH,R1

AJMP PI_Contl_RET

SDLT_CL3:

MOV R2,66H

MOV R3,67H

MOV R0,34H

MOV R1,35H

LCALL SUBBH

MOV R5,#6

LCALL PIDIV

MOV A,R2

MOV R0,A

MOV A,R3

MOV R1,A

MOV R2,59H

MOV R3,5AH

LCALL SUBBH

MOV 59H,R2

MOV 5AH,R3

PI_Contl_RET:

MOV R4,59H

MOV R5,5AH

LCALL Dtm_PIMM

RET

SUBBH:

;R2R3-R0R1=R2R3

CLR C

MOV A,R3

SUBB A,R1

MOV R3,A

MOV A,R2

SUBB A,R0

MOV R2,A

RET

GL_PRT:

CLR C

MOV R2,#0H;设定过流动作上限值2.50A

MOV R3,#0FAH

MOV R0,3CH

MOV R1,3DH

ACALL SUBBH

JC GUOL

MOV A,65H

JZ NGL_RET

CLR C

MOV R2,3CH

MOV R3,3DH

MOV R0,#00H;设定过流动作下限值0.02A

MOV R1,#20

ACALL SUBBH

JNC NGL_RET

SETB P0.3

MOV 65H,#0

CLR P0.4

MOV TMR3RLL,#00H;修改

MOV TMR3RLH,#0F0H;修改

MOV TMR3L,#00H

MOV TMR3H,#0F0H

NGL_RET:

RET

GUOL:

MOV 44H,#3;过流则输出最小值

MOV 45H,#0

MOV 46H,#0

MOV 4FH,#0

MOV 59H,#0BH

MOV 5AH,#0B8H

MOV 34H,#0BH

MOV 35H,#0B8H

MOV 32H,#0

MOV 31H,#0

MOV A,65H

JNZ RET1

MOV TMR3RLL,#80H;修改

MOV TMR3RLH,#0FFH;修改

MOV TMR3L,#80H

MOV TMR3H,#0FFH

MOV 30H,#01H

LCALL WRITE12864_CMD

RET1:

CLR P0.3;保护位

MOV 65H,#0FFH

RET

PI_Contl:

LR C

MOV R2,34H

MOV R3,35H

MOV R0,66H

MOV R1,67H

LCALL SUBBH

JC SDLT_CL2

; MOV R5,#4

; LCALL PIMUL

MOV 5FH,R2;暂存偏差

MOV 60H,R3

MOV R5,#5

LCALL PIDIV

MOV A,R2

MOV R0,A

MOV A,R3

MOV R1,A

MOV R2,5DH

MOV R3,5EH

LCALL ADDA;Imax=0xe10,Imin=0xb88

MOV A,R0

MOV R4,A

MOV A,R1

MOV R5,A

LCALL Dtm_IMx

MOV 5DH,R4

MOV 5EH,R5

MOV R2,5FH

MOV R3,60H

MOV R5,#6

LCALL PIDIV

MOV A,R2

MOV R0,A

MOV A,R3

MOV R1,A

MOV R2,5DH

MOV R3,5EH

LCALL ADDA;Imax=0xe10,Imin=0xb88

MOV A,R0

MOV R4,A

MOV A,R1

MOV R5,A

LCALL Dtm_PIMM

MOV 59H,R4

MOV 5AH,R5

LJMP PI_RET1

SDLT_CL2:

MOV R2,66H

MOV R3,67H

MOV R0,34H

MOV R1,35H

LCALL SUBBH

;MOV R5,#4

;LCALL PIMUL

MOV 5FH,R2;暂存偏差

MOV 60H,R3

MOV R5,#5

LCALL PIDIV

MOV A,R2

MOV R0,A

MOV A,R3

MOV R1,A

CLR C

MOV R2,5DH

MOV R3,5EH

LCALL SUBBH

JC ILT_MIN

MOV A,R2

MOV R4,A

MOV A,R3

MOV R5,A

LCALL Dtm_IMx

MOV 5DH,R4

MOV 5EH,R5

AJMP IGE_MIN ILT_MIN:

MOV 5DH,#0

MOV 5EH,#0

IGE_MIN:

MOV R2,5FH

MOV R3,60H

MOV R5,#6

LCALL PIDIV

MOV A,R2

MOV R0,A

MOV A,R3

MOV R1,A

CLR C

MOV R2,5DH

MOV R3,5EH

LCALL SUBBH

JC ILT_MIN1

MOV A,R2

MOV R4,A

MOV A,R3

MOV R5,A

LCALL Dtm_PIMM

MOV 59H,R4

MOV 5AH,R5

AJMP PI_RET1 ILT_MIN1:

MOV 59H,#0BH

MOV 5AH,#0B8H PI_RET1:

RET

PIMUL:

CLR C

MOV A,R3

RLC A

MOV R3,A

MOV A,R2

RLC A

MOV R2,A

DJNZ R5,PIMUL

RET PIDIV: ;IN R2R3

CLR C

MOV A,R2

RRC A

MOV R2,A

MOV A,R3

RRC A

MOV R3,A

DJNZ R5,PIDIV

RET

Dtm_IMx:;IN:R4R5,OUT:R4R5 判断上下限CLR C

MOV R2,#0EH

MOV R3,#10H

MOV A,R4

MOV R0,A

MOV A,R5

MOV R1,A

LCALL SUBBH

JC IGT_MAX

AJMP Dtm_RET

IGT_MAX:

MOV R4,#0EH

MOV R5,#10H

ajmp Dtm_RET

IDtm_RET:

RET

Dtm_PIMM:;IN:R4R5,OUT:R4R5 判断上下限

CLR C

MOV R2,#0EH

MOV R3,#10H

MOV A,R4

MOV R0,A

MOV A,R5

MOV R1,A

LCALL SUBBH

JC GT_MAX

CLR C

MOV A,R4

MOV R2,A

MOV A,R5

MOV R3,A

MOV R0,#0BH

MOV R1,#0B8H

LCALL SUBBH

JC LT_MIN

LJMP Dtm_RET

GT_MAX:

MOV R4,#0EH

MOV R5,#10H

ajmp Dtm_RET

LT_MIN:

MOV R4,#0BH

MOV R5,#0B8H

Dtm_RET:

RET

DA_CONV:;1～2V ---36～30V

;变换公式：2/2.41*4095=D46H-(59H5AH-3000)*4095/(6 00*2.41)

MOV R2,59H

MOV R3,5AH

MOV R0,#0BH

MOV R1,#0B8H

LCALL SUBBH

MOV R6,#0FH

MOV R7,#0FFH

LCALL MULD

MOV R6,#05H

MOV R7,#0A6H

LCALL DIVD

MOV A,R4

MOV R0,A

MOV A,R5

MOV R1,A

MOV R2,#0DH

MOV R3,#46H

LCALL SUBBH

MOV DAC1L,R3

;处理后的数据送给DA

MOV DAC1H,R2

RET

Timer3_Init:

MOV TMR3CN,#00H

MOV TMR3RLL,#00H;修改

MOV TMR3RLH,#080H;修改

MOV TMR3L,#00H

MOV TMR3H,#080H

MOV A,EIE2

ORL A,#01H

MOV EIE2,A

MOV A,TMR3CN

ORL A,#04H

MOV TMR3CN,A

RET

CUNFANG:

MOV R0,36H

MOV R1,37H

MOV A,R2

MOV @R0,A

MOV A,R3

MOV @R1,A

INC R0

CJNE R0,#8FH,NOTYICH

MOV R0,#80H

NOTYICH:

INC R1

CJNE R1,#9FH,NOTYICH1

MOV R1,#90H

NOTYICH1:

MOV 36H,R0

MOV 37H,R1

RET

A VERAGE:

MOV R7,#15

MOV R0,#80H

MOV R1,#90H

MOV R2,#0

MOV R3,#0

A V AGLP:

CLR C

MOV A,@R1

ADD A,R3

MOV R3,A

MOV A,@R0

ADDC A,R2

MOV R2,A

INC R0

INC R1

DJNZ R7,A V AGLP

MOV R5,#4

LCALL PIDIV

MOV 50H,R2

MOV 51H,R3

RET

Timer3:

PUSH PSW

PUSH ACC

SETB RS0

SETB RS1

CLR EA

MOV A,3EH

INC A

MOV 3EH,A

MOV A,TMR3CN ;清溢出标志位

ANL A,#7FH

MOV TMR3CN ,A

MOV A,65H ;声音报警

JZ START_AD1

CPL P0.4

CLR P0.3

START_AD1:

MOV AMX0SL,#01H

;choose channal 0 MOV AMX0CF,#00H

MOV ADC0CF, #40H

CLR A D0INT

;启动AD

SETB AD0BUSY ;start ad convert

NOP

HAHA:

MOV C,AD0INT ;ensure the ad convert is finished

JNC HAHA

MOV R3,ADC0L ;read low data

MOV R2,ADC0H ;read high data

LCALL CUNFANG

LCALL AVERAGE

START_AD8:

MOV AMX0SL,#07H

;choose channal 0 MOV AMX0CF,#00H

MOV ADC0CF, #43H

CLR A D0INT

;启动AD

SETB AD0BUSY ;start ad convert

NOP

HAHA1:

MOV C,AD0INT ;ensure the ad convert is finished

JNC HAHA1

MOV R3,ADC0L ;read low data

MOV R2,ADC0H ;read high data

MOV 38H,R2

MOV 39H,R3

MOV R1,53H

MOV R0,52H

LCALL ADDA

MOV 53H,R1

MOV 52H,R0

MOV A,3EH

CJNE A,#15,INT_RET

MOV 3EH,#0

LCALL ADV olt_BIAODU

LCALL ADCurrt_BIAODU

INT_RET:

SETB EA

CLR RS0

CLR RS1

POP ACC

POP PSW

RETI

Key_Scan:

MOV A,P1

CPL A

MOV 33H,A

LCALL Delay_10Ms

MOV A,P1

CPL A

CJNE A,33H,Kscan_Ret

MOV 33H,A LOOP1:

MOV A,P1

CPL A

JNZ LOOP1

RET

Kscan_Ret:

MOV 33H,#0

RET

Key_Settle:

MOV A,32H

JNZ Sub_Menu

Main_Menu:

MOV A,33H

JZ Key_Ret1

ANL A,#80H

JNZ KEY8_1

MOV A,33H

ANL A,#40H

JNZ KEY7_1

MOV A,33H

ANL A,#20H

JNZ KEY6_1

MOV A,33H

ANL A,#10H

JNZ KEY5_1

MOV A,33H

ANL A,#08H

JNZ KEY4_1

MOV A,33H

ANL A,#04H

JNZ KEY3_1

MOV A,33H

ANL A,#02H

JNZ KEY2_1

KEY1_1:

MOV A,31H

INC A

MOV 31H,A

CJNE A,#3,Key_Ret1

MOV A,#0

MOV 31H,A

AJMP Key_Ret1

KEY3_1:

AJMP Key_Ret

KEY2_1:

MOV 32H,#0FFH

MOV 30H,#01H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP Key_Ret1

KEY4_1:

AJMP Key_Ret1

KEY5_1:

AJMP Key_Ret1

KEY6_1:

AJMP Key_Ret1

KEY7_1:

AJMP Key_Ret1

KEY8_1:

Key_Ret1:

RET

Sub_Menu:

MOV A,33H

CJNE A,#0,Sub_key

LJMP Key_Ret

Sub_key:

MOV R0,31H

CJNE R0,#01H,Key_Return

ANL A,#80H

JNZ KEY8

MOV A,33H

ANL A,#40H

JNZ KEY7

MOV A,33H

ANL A,#20H

JNZ KEY6

MOV A,33H

ANL A,#10H

JNZ KEY5

MOV A,33H

ANL A,#08H

JNZ KEY4

MOV A,33H

ANL A,#04H

JNZ KEY3

MOV A,33H

ANL A,#02H

JNZ KEY2

KEY1:

AJMP Key_Ret

KEY8:

AJMP Key_Ret

KEY6:

MOV A,57H

INC A

MOV 57H,A

CJNE A,#4,Key_Ret

MOV A,#0

MOV 57H,A

AJMP Key_Ret

KEY2:

MOV 58H,#0

MOV 57H,#0

LCALL Voltage_Finh

MOV A,34H;送ad转换，缩短调节时间

MOV 59H,A

MOV A,35H

MOV 5AH,A

AJMP Key_Ret

KEY7:

AJMP Key_Ret

Key_Return:

ANL A,#04H

JNZ KEY34

RET

KEY4:

MOV 58H,#0FFH

MOV 57H,#0

AJMP Key_Ret

KEY3:

MOV 58H,#0

KEY34:

MOV 32H,#0

MOV 30H,#01H

MOV 31H,#0

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP Key_Ret

KEY5:

MOV A,57H

JNZ Not_SHIW1

MOV A,44H

INC A

MOV 44H,A

CJNE A,#5,Key_Ret

MOV A,#2

MOV 44H,A

AJMP Key_Ret

Not_SHIW1:

MOV A,57H

CJNE A,#1,NOT_GEW1

MOV A,45H

INC A

MOV 45H,A

CJNE A,#10,Key_Ret

MOV A,#0

MOV 45H,A

AJMP Key_Ret

NOT_GEW1:

MOV A,57H

CJNE A,#2,NOT_x11

MOV A,46H

INC A

MOV 46H,A

CJNE A,#10,Key_Ret

MOV A,#0

MOV 46H,A

AJMP Key_Ret

NOT_x11:

MOV A,4FH

INC A

MOV 4FH,A

CJNE A,#10,Key_Ret

MOV A,#0

MOV 4FH,A

AJMP Key_Ret

Key_Ret:

RET

LCD_Init:

MOV 30H,#30H ;功能设置8位数据，基本指令

LCALL WRITE12864_CMD

MOV 30H,#0CH ;显示状态ON，游标OFF，反白OFF

LCALL WRITE12864_CMD

MOV 30H,#02H ;地址归位

LCALL WRITE12864_CMD

MOV 30H,#01H ;清除显示

LCALL WRITE12864_CMD

RET

DISP_HZ:;入口r0,r4,DPTR

MOV 30H,R0

LCALL WRITE12864_CMD

MOV R0,#16

HZ_1:

CLR A

MOV A,#00

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

lcall WRITE12864_DAT

INC DPTR

DJNZ R0,HZ_1

MOV R0,#16

DJNZ R4,HZ_1

RET

Display:

MOV A,65H

JNZ GL_DISP

MOV A,32H

JNZ Sub_disp

LCALL Display_2

AJMP Display_Ret

Sub_disp:

MOV A,31H

JNZ Not_TempDisp

LCALL Display_3

AJMP Display_Ret

Not_TempDisp:

CJNE A,#1,SheDing_Disp

LCALL Display_4

AJMP Display_Ret

SheDing_Disp:

CJNE A,#2,GL_DISP

LCALL Display_5

AJMP Display_Ret

GL_DISP:

LCALL Display_6

Display_Ret:

RET Display_2:

MOV R0,#80H

MOV DPTR,#Caidan1

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

MOV R0,#90H

MOV DPTR,#Caidan3

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

MOV A,31H

JNZ Not_Temp

MOV 30H,#95H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP WRITE_HAND Not_Temp:

CJNE A,#1,She_Ding

MOV 30H,#8DH

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP WRITE_HAND She_Ding:

MOV 30H,#9DH

LCALL WRITE12864_CMD WRITE_HAND:

MOV 30H,#0A1H

LCALL WRITE12864_DAT

MOV 30H,#0EFH

LCALL WRITE12864_DAT

RET

Caidan1: DB" 主菜单" Caidan2: DB" 电压显示" Caidan3: DB" 电流显示" Caidan4: DB" 功率显示" Display_3:

MOV R0,#80H

MOV DPTR,#Caidan3_1

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

Cai_Dan32:

MOV DPTR,#SHUZI

MOV 30H,#89H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,48H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DAT

MOV 30H,#8BH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,49H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DAT

MOV 30H,#8CH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4AH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

RET

Caidan3_1: DB"电流测量值: " Caidan3_2: DB" . A " Display_4:

MOV R0,#80H

MOV DPTR,#Caidan4_1

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

MOV R0,#90H

MOV DPTR,#Caidan4_3

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

MOV DPTR,#SHUZI

MOV 30H,#91H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,44H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#92H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,45H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#94H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,46H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#95H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4FH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#99H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,40H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#9AH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,41H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#9CH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,42H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DAT

MOV 30H,#9DH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,43H

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DAT

MOV A,58H

JZ CaiD4_RET

MOV 30H,#0FH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,57H

JNZ Not_SHIW

MOV 30H,#91H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP CaiD41_RET

Not_SHIW:

MOV A,57H

CJNE A,#1,NOT_GEW

MOV 30H,#92H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP CaiD41_RET

NOT_GEW:

MOV A,57H

CJNE A,#2,NOT_x1

MOV 30H,#94H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP CaiD41_RET

NOT_x1:

MOV 30H,#95H

LCALL WRITE12864_CMD

AJMP CaiD41_RET

CaiD41_RET:

LCALL Delay_400ms

MOV 30H,#0CH

LCALL WRITE12864_CMD CaiD4_RET:

RET

Caidan4_1: DB"电压设定值: " Caidan4_2: DB"电压测量值：" Caidan4_3: DB" . V " Caidan4_4: DB" . V " SHUZI: DB"0123456789 A" Display_5:

MOV R0,#80H

MOV DPTR,#Caidan5_1

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

MOV DPTR,#SHUZI

MOV 30H,#89H

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4BH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#8AH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4CH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#8CH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4DH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

MOV 30H,#8DH

LCALL WRITE12864_CMD

MOV A,4EH

MOVC A,@A+DPTR

MOV 30H,A

LCALL WRITE12864_DA T

RET

Caidan5_1: DB"功率测量值: " Caidan5_2: DB" . W " Display_6:

MOV R0,#90H

MOV DPTR,#Caidan6_1

MOV R4,#1

LCALL DISP_HZ

RET

Caidan6_1: DB "电源进入保护状态" Caidan6_2: DB " 请检查电路" ;********DSP(欢迎画面)******** Display_1:

MOV R0,#80H

MOV DPTR,#CHIN1

MOV R4,#2

LCALL DISP_HZ

RET

CHIN1:DB"全国电子设计大赛"

;CHIN3:DB"xxxx大学作品"

CHIN2:DB" 开关稳压电源" Voltage_Finh:

MOV R7,47H

MOV A,46H

SWAP A

ADD A,R7

MOV R3,A

MOV R6,45H

MOV A,44H

SWAP A

ADD A,R6

MOV R2,A

LCALL BCDH

MOV 34H,R2

MOV 35H,R3

RET

BCDH: MOV A,R3 ;入口出口都为R2R3

MOV R7,A

LCALL BCDH1

MOV R3,A

MOV A,R2

MOV R7,A

LCALL BCDH1

MOV B,#100

MUL AB

ADD A,R3

MOV R3,A

CLR A

ADDC A,B

MOV R2,A

RET

BCDH1:

MOV A,R7

ANL A,#0FH

XCH A,R7

SWAP A

ANL A,#0FH

MOV B,#10

MUL AB

ADD A,R7

RET

Delay_1s:

MOV R5,#2

LP0_1:

MOV R6,#200

LP0_0:

MOV R7,#200

LP0_2:

DJNZ R7,LP0_2

DJNZ R6,LP0_0

DJNZ R5,LP0_1

RET

Delay_10Ms:

MOV R6,#20H

LP0:

MOV R7,#248

DJNZ R7,$

DJNZ R6 ,LP0

RET

Delay_400ms:

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

全国大学生电子设计竞赛文档模板

题目 摘要：……（左顶格小四宋体）摘要是概括地总结论文的内容。一般写摘要应考虑必须自成系统，并尽量提供更多的信息。摘要应包括下列内容： A.简明扼要地说明课题研究的主要意义和目的； B.作者做了哪些工作； C.如何做的(采用的方案)； D.主要结果和结果的意义。 摘要应避免写成正文小标题的罗列，应具有独立性和自含性,并采用第三人称表述,一般以300字内为宜。 关键词：…；…；…（3～5个） 关键词是反映文章主题内容的名词和术语，应尽量从汉语主题词表中选取，第一关键词应能体现出文章的学科分类 TOPIC Abstract: Keywords:…；…；… 设计报告的密封方法：按页码顺序整理好并装订，第一页为设计题目、400字以内的中文设计摘要及对应的英文摘要，并将“设计报告封纸”在距设计报告上端约2厘米处装订，然后将参赛队的代码（代码由赛区组委会统一编制，在发放题目时通知各参赛队）写在设计报告密封纸的最上方。设计报告装订好后将密封纸掀起并折向报告背后，最后用胶水在后面粘牢。 竞赛组委会设计报告格式要求：设计报告每页上方必须留出3厘米以上空白，空白内不得书写任何内容，每页下端注明页码，如需绘图，应尽量绘制在报告纸上；如采用别的方式绘制，则应将图纸剪下，粘贴在报告纸的相应位置上；如有计算机打印的程序，也要粘贴在报告纸的相应位置上。 报告正文前需附一篇400字以内的中文摘要及对应英文摘要。

一、XXXX方案设计与论证 （考虑过的各方案框图、简要原理和优缺点以及所选方案之理由等）。 文内标题力求简短、明确，各层标题均单独占行书写，一级标题：三号黑体，居中；二级标题：小三幼园，空两格书写序数，空一格书写标题；第三级标题：四号宋体，空两格书写序数，空一格书写标题；四级标题：四号华文新魏，空两格书写序数，空一格书写标题。五级建议采用：小四宋体，(1)，(2)；、六级建议采用：小四宋体，①、②、③。 汉字“一、二、三、……”作为序号时，其后应用顿号，即“一、” 正文：小四号宋体；均缩进2个字符（全角）。 行间距采用1.25倍行距，段前0.5行、段后0.0行。 页码在页面下方，居中。 纸型：A4 页边距：上：3cm ，下：2.54cm，左：3.17cm，右3.17cm 1 XXX方案 1.1 XXXXXX 1.1.1 XXXXXX 图号、图名，五号加粗宋体，图号图名间空1个字符，段前2磅、段后8磅，图下居中。图居中，图中文字：5号宋体，段前0行、段后0行，单倍行距。图序以阿拉伯数字连续编号，仅有1图者于图题处标明“图1”；图需卧排时，应顶左底右。 图5.7.2 PCA定时/计数器和比较/捕获单元 表格应尽可能采用三线表。表格应有表序和表题。序号和表题居中排于表格上方，两者之间空1字。表序以阿拉伯数字连续编号，仅有1表者，于表题处标

2007全国电子设计大赛E题获奖论文报告

题目：开关稳压电源（E题） 摘要 本设计综合考虑题目基本部分和发挥部分的指标要求，系统采用简单的boost 升压电路作为DC-DC变换器主电路；PWM控制器采用低压型专用集成芯片UC3843; 主开关管采用IRF540；由内置12位A/D、D/A的高性能、低功耗单片机C8051F021组成系统测控与显示单元，采用液晶显示器作为系统的状态和运行数据显示屏。通过实际测试，作品的性能指标中，输出纹波完全达到了要求；电压调整率，整体效率，负载过流故障排除后自恢复功能，输出电压键控1V步进，电流、电压实时测量及数显功能等几项指标达均到了发挥部分要求；负载调整率也接近发挥部分指标要求。另外，系统还增加了实时输出功率数据显示和负载过流状态下的声、光报警等实用功能。

一、引言 为了满足题目发挥部分规定的电压调整率、负载调整率以及效率等几项指标要求，我们在设计中主要是尽量减少辅助控制电路的损耗。通过单片机和脉宽调制电路来稳定输出电压，并通过单片机的控制实现对整个电路的过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常工作状态。同时，当输出电压与设定电压误差较大时，单片机能对输出电压进行一定调节，以提高负载调整率；通过单片机实现了输出电压的键盘设定和步进调整（步进为1V）。系统具有测量和数字显示输出电压、电流的功能。此外，还增加了实时输出功率测量与显示、在输出过流的时候系统发出声、光报警信号等功能。 二、方案论证与比较 1．DC-DC主回路拓扑方案论证 方案一：采用变压器升压的隔离型PWM直流－直流变换器电路，此电路效率较低，开关辐射/纹波较大，电路较复杂。 方案二：采用非隔离型BOOST升压电路，控制电路用专用集成芯片UC3843A，这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。因此，采用此种方案。 2. 控制方法及实现方案 方案一：采用电压型脉宽调制技术，产生频率固定，脉冲宽度可调整的方波脉冲，采用电压反馈环控制系统，它的反馈信息取自输出电压，用反馈电压调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲占空比，实现开关电源的稳定。 方案二：采用电流型脉宽调制芯片，此技术与传统的仅有输出电压反馈的PWM系统相比增加了一个电感电流反馈。此反馈就做为PWM的斜坡函数，就不再需要锯齿波发生器，更重要的是使用电感电流反馈使系统的可靠性有了明显的改善，经比较具有如下优点： 1)使系统具有快速的瞬态响应及高速的稳定性。 2)输出电压精度很高。 3)具有内在的对功率开关管电流的控制及限流能力。 4)具有良好的并联运行能力。 可以看出方案二的控制性能明显优于方案一，所以采用方案二。 3. 提高效率的方法及实现方案 单片机系统及其它辅助电路的功耗对电源的整体效率有很大的影响。所以选用一款功耗低的单片机作为控制与显示单元电路。采用效率高、开关速度快、损耗小的MOS场效应管作为主开关管。选用快速、低损耗的肖特基二极管作为输出

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

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)

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

目录

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。

电子设计竞赛论文

1系统方案设计与论证 1.1设计要求 （1）设计一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态的装置，电器电流范围 0.005A – 10.0A，用电器包括LED 灯、节能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。 （2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过程。 （3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不大于2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、性质，数量自定。电器 的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。 （4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。 （5）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。 1.2设计基本思路 题目要求设计可根据电参数分析用电器类别的装置，区分用电器的方法可以是电流的 大小，电压电流的相位差。因此，装置采用ZMPT101B电压互感器、ZMCT103C电流 互感器采集电压电流信息，判断用电器类型，并经28027单片机程序控制在显示屏显示。该装置可以检测键盘的输入，处于学习、识别两种不同模式，存储信息的模块采 用AT24C64，存储用电器的信息。为完成便携终端信息的接收和提示，系统还加入蜂 鸣器和WIFI无线传输模块。 1.3系统框图 1.4方案比较与选择 （1）控制器 方案一：TMS320F28027是一种高效 32 位中央处理单元，具有分析和断点功能。可 以借助硬件进行实时调试。60MHz器件，3.3V 单电源集成型加电和欠压复位，两个内部 零引脚振荡器多达 22 个，复用通用输入输出 (GPIO) 引脚三个，32 位 CPU 定时器片载 闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存。

2017年全国大学生电子设计竞赛

2017年全国大学生电子设计竞赛 管道内钢珠运动测量装置（M题） 【高职高专】

摘要： 系统以STC15W4K61S4单片机为主控器，设计一款管道内钢珠运动测量装置。该装置可以获取管道内钢珠滚动的方向，以及倒入管道内钢珠的个数和管道的倾斜角度。并通过LCD12864液晶显示屏实时显示钢珠滚动方向、个数以及管道的倾斜角度。系统包括单片机主控模块、角度信号采集模块、磁力传感器模块、显

示模块、电源模块、采用稳压输出电源为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定，能很好达到设计要求。 关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864 目录 1设计任务与要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3题目评析 (1)

2方案比较与选择 (2) 2.1单片机选择 (2) 2.2角度测量选择 (2) 2.3 钢珠运动检测选择 (2) 2.4显示选择 (2) 2.5电源选择 (2) 3电路系统与程序结构设计 (3) 3.1系统硬件总体设计 (3) 3.2单片机最小系统模块设计 (3) 3.3角度传感器模块设计 (3) 3.4 磁性传感器模块设计 (4) 3.5显示模块设计 (4) 3.6电源模块设计 (4) 3.7程序结构与设计 (5) 4系统测试 (5) 5总结 (6) 参考文献及附录 (6)

1设计任务与要求 1.1设计任务 设计并制作一个管道内钢珠运动测量装置，钢珠运动部分的结构如图1.1所示。 1.2技术指标 1．基本要求 规定传感器宽度 w≤20mm，传感器1和2之间的距离l 任意选择。 （1）按照图1.1所示放置管道，由A 端放入2～10粒钢珠，每粒钢珠放入的时 间间隔≤2s，要求装置能够显示放入钢珠的个数。 （2）分别将管道放置为A 端高于B 端或B 端高于A 端，从高端放入1粒钢 珠，要求能够显示钢珠的运动方向。 （3）按照图1.1所示放置管道，倾斜角ɑ为10o～80o之间的某一角度，由A 端放入1粒钢珠，要求装置能够显示倾斜角ɑ的角度值，测量误差的绝对≤3o。 2．发挥部分 设定传感器1和2之间的距离l 为20mm ，传感器1和2在管道外表面上安放的位置不限。 （1）将1粒钢珠放入管道内，堵住两端的管口，摆动管道，摆动周期≤1s ， 摆动方式如图1.2所示，要求能够显示管道摆动的周期个数。 （2）按照图1.1所示放置管道，由A 端一次连续倒入2～10粒钢珠，要求装置 能够显示倒入钢珠的个数。 （4）其他。 3.设计报告。 1.3题目评析 根据设计要求，对题目评析如下： 本题的重点： ① 传感器灵敏度的选择。 ② 用于钢珠运动检测的传感器选择 图1.1：管道内钢珠运动测量装置的结构图 图1.2：管道摆动方式

全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告

放大器的应用 [摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器 目录 一、设计任务 (2) 二、设计方案及比较 (2) 1. 三角波产生器 (2) 2. 加法器 (2) 3. 滤波器 (3) 4. 比较器 (3) 三、电路设计及理论分析 (3) 四、电路仿真结果及分析 (4) 1. U端口 (4) 1o 2. U端口 (4) 1i 3. U端口 (4) 2i 4. U端口 (4) 2 o 5. U端口 (4) 3o 五、总结 (4)

一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 二、设计方案及比较 设计有五个部分，其中低频信号源使用信号发生器，其余四部分设计方案如下： 1.三角波产生器 初始方案： 根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波，然后再采用微分电路对信号处理，输出即为三角波。 图1.1 图中：R 1 = 6.8k ?，R 2 = 10k ?，R 3 = 30k ?，R 0 = 3.9k ?，R 4 = 10k ?，R 5 = 20k ?，C = 0.1?F ， D Z1和D Z2采用稳压管。 运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3及R 0、D Z1、D Z2组成电压比较器。当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为： 改进方案： 由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路中有一个无法实现，所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。 对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。设计电路如图1.2 图1.2 2.加法器 方案： 由于加法器输出11210o i i u u u +=，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数值，电路

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

全国电子设计大赛论文-电源设计

一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统

的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）

全国大学生电子设计竞赛论文模板

2017年全国大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【本科组】 2017年9月7日

摘要 本系统以飞思卡尔单片机MC9S12XS128作为主控制芯片，通过数字摄像头OV7620采集靶面图像，进行图像信息的处理，得到靶面上弹着点的位置信息，并在OLED上显示弹着点的环数、方位。同时为了方便摄像头的图像的校准，设计了激光三点定位装置。另外设计了以步进电机和直流减速电机驱动的二维激光头移动调节架，通过按键控制可实现激光点在靶面上的移动、自动中心打靶、定位打靶。 关键词：激光打靶单片机数字摄像头步进电机 Abstract This system adopts the Freescale MCU(MC9S12XS128) as the core processing chip, target surface image are gained by the digital camera OV7620, the spot position information on the target is got after the image information processing, the ring number and location are displayed on the OLED. At the same time , in order to facilitate the image of the calibration of cameras, the laser at 3 o 'clock positioning device is designed. In addition , step motor and DC gear motor are designed to drive 2D position control frame, it can be realized through the key control that the laser spot on the target mobile, automatic target and hit the bull 's-eye, automatic positioning. Key words: laser-shooting microcomputer digital camera step motor 电子设计大赛论文报告格式 **设计报告内容： 1．封面：单独1页（见样件） 2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页 3．目录：内容必要对应页码号 4．设计报告正文： 一、前言： 二、总体方案设计： 包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 三、单元模块设计：

2019年全国大学生电子设计竞赛综合测评题

2019 年全国大学生电子设计竞赛综合测评题 综合测评注意事项 （1）综合测评于2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 日15 ：00 结束。 （2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。 （3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。 （4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存， 交赛区保管。 多信号发生器 使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。 设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板 编号及 3 个参赛同学签字需在密封线内，限 2 页，与综合测评板一同上交。 u o1 u o2 多信号发生器u o3 1kΩ 19kHz-21kHz （含LM324AD 四运放，U o41kΩ 负载 1kΩ 负载 负载 +5V SN74LS00D四与非门） 1kΩ 负载 U o1————方波 U o2————占空比连续可调窄脉冲 U o3————正弦波 U o4————余弦波 一．约束条件 1. 一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）; 2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）; 3. 赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）; 4. 赛区提供直流电源。 二．设计任务及指标要求 利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号: 1. 频率为19kHz~2IkHz 连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于 3.2V; 2. 与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V; 3. 与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于 3.2V;

电子设计大赛论文

精心整理 目录 0摘要--------------------------------------------------------2 1设计任务与要求----------------------------------------------2 1.1设计任务-----------------------------------------------2 1.2基本电压-----------------------------------------------2 1.3 2 3 3.1 3.2 3.3 4 4.1 4.2 4.3误差分析-----------------------------------------------7 5设计总结----------------------------------------------------8 6元件清单----------------------------------------------------8 7参考文献----------------------------------------------------9 8程序清单----------------------------------------------------10

0、摘要：本系统以DSP芯片为核心，控制过程是DSP接收数据并送入DA电路，利用AD820作为比较器，正端接D/A输出，负端接地，反馈输出接AD采样，失调电压调零，输出形成闭环回路，通过AD转换电路将实际值采回DSP，由DSP进行运算，得输入值与采回值之差即误差，输出结果通过12864液晶屏显示。系统通过LM4050为A/D,D/A提供基准电压，使系统具有较高的可靠性。采用的DSP减少了由运放产生的非线性误差。 关键字：信号发生器TMS320DSP芯片基准电源芯片LM4050 1、设计任务与要求 1.1设计任务：设计出有一定输出电压范围高精度毫伏信号发生器，并能够检测其输出精度 1.2基本要求 （1）输出电压：范围0～＋1V，步进0.5mV；具有输出电压值（测量值）显示功能；由“＋”、 （2、 （3 1.3 （1 （2；（3 2 用 相比， 器和 可提供 DSP 器件比 3 3.1 DSP是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为 ）在一 （2 （3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问； （4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； （5）快速的中断处理和硬件I/O支持； （6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； （7）可以并行执行多个操作； （8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 3.2数模转换模块 3.2.1D/A转换电路如图所示，通过AD5541芯片实现将数字量转换为模拟量,送给电压比较器。该电路通过LM4050提供基准电压源,UA741做电压跟随器，使电压稳定。AD820作为比较器，正端接D/A输出，负端接地，反馈输出接AD采样，失调电压调零，输出形成闭环回路，减少由运放产生的非线性误差，由DSP进行运算。

2016年电子设计竞赛论文

2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源（A题） 论文编号： 参赛学校： 参赛学院； 参赛队员: 联系方式： 2016年7月28日

为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出，本系统以buck电路为核心，利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点，通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率，通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制，进而实现对输出电压的控制，使其输出稳定的5V直流信号，转换效率高，且具有过流保护等功能。本系统具有转换效率高、稳定性强等优点，满足设计要求。 关键词：DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs

一、方案论证与选取 (1) 1.1 方案论证 (1) 1.2 方案的选取 (1) 1.3 总体设计 (1) 二、理论分析与参数计算 (2) 2.1降低纹波的方法 (2) 2.2 DC-DC变换方法 (2) 2.3 稳压控制方法 (2) 2.4 Buck电路参数的计算 (3) 2.4.1电感值的计算 (3) 2.4.2 电容的计算 (3) 三、电路与程序设计 (3) 3.1 LM5117与buck主电路模块 (3) 3.2 过流保护电路 (4) 3.3 反馈电路 (4) 四、测试方案与测试结果 (5) 4.1测试方案及测试条件 (5)

4.2测试结果及分析 (5) 五、参考文献 (7) 六、附录 (7)

A 题：降压型直流开关稳压电源 一、 方案论证与选取 1.1 方案论证 方案一：采用简易的Buck 电路，用单片机输出PWM 波。Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑，通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。 方案二：采用反激式拓扑结构，能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。 方案三：利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压，电路结构简单，输出功率大，效率高，具有良好的输出特性。 1.2 方案的选取 方案一设计复杂，程序编写繁琐，出错率高；方案二反激式开关电源初级和次级线圈的漏感都比较大，工作效率低，电路复杂，短时间难以实现题目要求；而方案三电路结构简单，易于连接，且所用芯片稳定，不需编写繁琐程序，完全由电路控制，所以我们选择方案三。 1.3 总体设计 图1：系统方框图

全国大学生电子设计大赛报告

题目名称：开关电源模块并联供电系统（A 题） 摘要 开关电源模块并联供电系统是采用8位Atmega88的开关电源，主电路采用LM2576和LM2596作为两块并联的开关电源。LM2576作为恒压源，LM2596作为恒流源。该两块开关电源保证系统的效率，电流电压调整率和输出精度要求。系统具有限流保护功能，HD7279键盘输入输出等多种功能。该系统主要采用硬件反馈调节，调整能力强，使单片机负载小。 本系统功能完善，在支路在0.5-2A输出范围内，干路电流输出范围使1-4A其分压比由外界输入。由AD采用，读出干路电流，经数字电位器调整恒流源工作状态，使其自调整实现固定分压比，并且电流精度满足在百分之五以内。关机或过流保护收后，具有可以记忆参数、自恢复功能。 Abstract Switching power supply modules in parallel power supply system is the use of 8-bit Atmega88 switching power supply, the main circuit LM2576 and LM2596 as two parallel switching power supply. LM2576 as the voltage source, LM2596 as a constant current source. The two switching power supply to ensure efficiency of the system, current and output voltage regulation accuracy requirements. System has a current limit protection, HD7279 keyboard input and output functions. The system uses hardware feedback regulation, adjust the ability to make a small single-chip load. The system is functional, the branch in the output range of 0.5-2A, distributors current output range 1-4A the partial pressure than by the external input. Used by the AD, to read out the current trunk, the digital potentiometer to adjust the current source working condition, to self-adjust to achieve a fixed partial pressure ratio, and accuracy to meet the current five percent or less. After closing down or over-current protection, with memory parameters can be, since the recovery.