2011全国电子设计大赛报告1
2011电子竞赛设计报告
开关电源模块并联供电系统(A题)设计报告2011年9月3日摘要本系统采用两组DC/DC模块组成开关电源并联供电系统。
DC/DC模块均采用降压型斩波变换电路，功率管采用MOSFET场效应管。
控制电路采用STC12C5616AD单片机，同时完成PWM信号产生、A/D转换两组模块的电流分配比例控制和短路保护功能。
PWM信号由TLP250光耦隔离后驱动MOSFET管。
辅助电源由反激式开关电源产生。
本系统具有线路简单、工作可靠、效率高、控制准确等特点。
经过实验验证，该电路能较好地实现题目所要求的功能。
关键词：STC12C5616AD；开关电源；BUCK型斩波电路。
目录1方案选择 (4)1.1 DC-DC主回路拓扑结构的论证与选择 (4)1.2 控制方法的论证与选择 (5)1.3 辅助电源的论证与选择 (5)2系统理论分析与计算 (5)2.1 主回路器件选择及参数设计 (5)2.2 辅助电源回路器件选择及参数设计 (6)2.3 控制回路器件选择及参数设计 (6)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6)3.2程序的设计 (6)3.2.1程序功能描述与设计思路 (7)3.2.2程序流程图 (7)4指标测试 (8)4.1 测试仪器 (8)4.2测试结果及分析 (8)5 结论 (8)6文献参考 (9)7 附录 (8)1方案选择1.1DC-DC主回路拓扑的论证与选择DC-DC变换有隔离和非隔离两种。
输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，而本题没有要求输入输出隔离，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案方案一：串联开关电路形式。
开关管V1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。
该电路属于降压型电路，可获得题目要求的8V的输出电压。
（见图1）图1方案二：并联开关电路形式。
并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。
全国电子设计方案大赛报告ff
2011年全国大学生电子设计竞赛报告题目：基于自由摆的平板控制系统(B)2011年8月31日-9月3日题目名称：基于自由摆的平板控制系统（B题）摘要：本自由摆的平板控制系统是以 STC89C52 MCU为主控制器，用10K电位器做角度传感器，通过电位器输出的电压用AD采样进单片机比较后控制M35SP-7NP步进电机转动的方向和角度。
利用平板平衡以实现角度在30度-45度之间，1枚硬币在5个摆动周期内不滑落和在角度为45-60度之间，8枚叠放硬币在5个摆动周期内不滑落。
并且系统在15秒内尽量让激光笔照射在靶纸中心线上。
利用独立式键盘对系统控制，实现液晶显示功能。
本设计以较低的硬件投入达到对平衡较为精确的平衡，是理想的自由摆的平板控制系统方案。
关键词:MCU 步进电机摆杆平板Abstract:The freedom of the flat control system is put STC89C52MCU primarily controller ，Using a 10 K potentiometer Angle sensor, Through the output voltage potentiometer chip with AD sampling into more control M35SP-7 NP stepping motor rotation direction and point of view. In order to realize the balance of flat Angle in 30 degrees-45 degrees, between 1 coin in five swing cycle of landslides and not in Angle for 45 to 60 degrees between, 8 pieces together coin in five swing cycle not slide. And the system in 15 seconds as far as possible let laser pen illuminate BaZhi center in online. Use of independent type of system control to realize keyboard liquid crystal display function. This design with low hardware input to balance to more exact balance, is the ideal place free flat control system scheme.Keyword: MCU stepping motor swinging rod flat11方案比较与选择1.1电机比较与选择选用M35SP-7NP 四相五线步进电机，采用TA8435H驱动，使用方便。
湖北理工学院2011年全国大学生电子设计大赛总结(X)
湖北理工学院2011年全国大学生电子设计大赛总结——发挥学生社团作用，依托学科竞赛深化实践教学改革………..在2011年全国大学生电子设计大赛中，湖北理工学院学子创出佳绩，取得了历史性的突破。
其中杨波、李滦、邱云翔组取得了全国专科组一等奖的好成绩，并夺得了湖北省TI杯。
另外取得了本科组全国二等奖1项、专科组全国二等奖1项，湖北省二、三等奖各1项的好成绩。
不断总结前面的经验和教训，才能更好的发展。
下面就从三个方面向各位专家、代表做一下汇报。
一、领导重视，在政策、财力上加大（大力）支持1、电气与电子信息工程学院一直承办我校大学生电子设计竞赛工作，学院院长亲自负责竞赛事宜，由分管副院长直接执行和落实。
学校领导、教务处十分重视电子设计竞赛，培训、竞赛期间多次视察和指导电子竞赛工作，竞赛计划和资金预算一般都在上一届电子设计竞赛就开始着手进行。
对于参与电子竞赛及获奖的学生在学生综合评定中加大加分力度，国家奖学金、国家助学金也向电子竞赛获奖同学倾斜，并在各种学生活动中大力宣传电子技术好的学生，形成良好的学习电子技术的风气。
2、在财力上，不但加大投入，并从过去仅临时提供竞赛房间，发展到现在长年有固定的电子技术训练和培训场所，同时在暑假培训期间另提供大的实验室用于比赛和培训。
二、积极开展各类科技活动，全面提高学生实践能力、创新能力与电子竞赛有关的科技活动有：湖北科威自控有限公司赞助的湖北理工学院“科威杯”电子设计竞赛、温州育才实业有限公司赞助的湖北理工学院“育才杯”电子设计竞赛、学校每年组织的大学生科技节电子制作比赛等。
另外，学校还设立了大学生科技创新项目、大学生实验室开放基金项目，以及近几年来学校不断重视学生参与到教师科研，以科研促进教学的行动的不断深化。
所有这些相关工作都不断提高了我校电类专业学生的电子技术实践能力和创新能力，为参加全国大学生电子设计竞赛取得好成绩打下了基础。
三、发挥学生社团作用——电子技术协会学生自主管理模式湖北理工学院电子技术协会成立于2004年3月，是一个面向湖北理工学院全体学生中电子爱好者而组成的学生社团。
2011年电子设计竞赛作品报告
一、参赛队需上交的材料：
1、设计报告；
2、制作实物；
3、2011全国大学生电子设计竞赛登记表（学校统一准备，不需个人准备）
所有材料封入纸箱，密封后的纸箱内部所有物品及纸箱外部不得出现任何校名、参赛队代号、参赛队员姓名及其它暗记，否则视为无效。
二、《设计报告》写作与装订要求
文字应控制在8000字以内，第一页为300字以内的设计中文摘要，正文采用小四号宋体字，标题字号自定，一律采用A4纸纵向打印。
《设计报告》每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下端注明页码。
竞赛结束后，参赛队应将设计报告密封纸在距设计报告上端约2cm 处装订，然后将参赛队代码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面，最后用胶水在后面粘牢。
设计报告中不允许出现参赛队的学校、姓名等文字。
三、竞赛规定
评审测试中，个人计算机、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场，实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下在脱机工作（可以提前下载几个版本标注好备用），竞赛实物制作中所使用的“单片机最小系统板”仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A，否则取消测试资格。
2011年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 (3)二、设计方案及比较 (4)1. 三角波产生器 (4)2. 加法器 (5)3. 滤波器 (5)4. 比较器 (7)三、电路设计及理论分析 (7)四、电路仿真结果及分析 (12)1.U端口 (12)1o2.U端口 (13)1i3.U端口 (13)2i4.U端口 (14)2o5.U端口 (14)3o五、总结 (15)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。
2011电子设计竞赛实验报告
2011年全国大学生电子设计竞赛E题：简易数字信号传输性能分析仪南京大学简易数字信号传输性能分析仪摘要本系统以Xilinx SPARTAN XC3S250E为核心设计了一个简易数字信号发生器和伪随机信号发生器。
采用LF353实现四阶有源RC滤波器；以OP37做射极跟随器并用可调电阻分压的方式实现了输出幅度可调的伪随机信号，并通过AD811搭建的反向加法器实现将两个信号叠加并输出。
在数字信号分析电路模块，经过加法器输入的信号依次经过五阶LC巴特沃兹滤波、反向放大和施密特触发输出信噪比减小的信号；通过另一块FPGA进行数字信号分析，实现对V2a的提取；最后通过示波器显示信号眼图。
本系统工作稳定，中的同步信号V4—syn可靠性高，并且设计性价比高，功耗低。
ABSTRACTThis system,taking the Xilinx SPARTAN XC3S250E as the control core,designs a simple pseudo-random digital signal generator and signal generator .Using LF353 achieve fourth-order active RC filter; to do OP37 emitter follower and an adjustable resistor divider means to achieve the output range adjustable pseudo-randomsignal, and built by the AD811 to achieve the two reverse adder signal superimposedand output. In digital signal analysis circuit module, the input signal through adderfollowed through fifth-order Butterworth LC filter, reverse amplification and schmitt triggeroutput signal to noise ratio decreases; through another piece of FPGA for digital signal analysis, to achieve the synchronization of V2a signal V4-syn extraction; last through theoscilloscope shows the signal eye diagram. The system is stable, reliable and cost-effective design, low power consumption.一、方案论证经过分析和论证，我们认为此次简易数字信号传输性能分析仪可分为信号产生、滤波和叠加、波形整形、信号分析这几个模块。
11年电子设计大赛
2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D 题）【本科组】2011年9月3日摘要本设计将题目的基本要求作为指标，并在尽量实现发挥部分的前提下，设计制作了基本满足要求的LC谐振放大器。
该设计中，衰减器部分由一个倒L型电阻网络实现40dB固定衰减；放大器部分利用两个2SC9013三极管构成前级的两级放大，并组成电流反馈对，实现约60dB的增益，再后接一个由2SC9018三极管构成的射极跟随器电路，提升设计的带负载能力。
该设计整个系统的稳定性好、低功耗、设计简单，性价比高，具有较好的性能指标。
关键词：三极管，增益，简单，低功耗目录一系统方案设计与论证................................................................................. 错误!未定义书签。
方案一....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案二....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案三....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案比较................................................................................................... 错误!未定义书签。
2011全国电子设计大赛赛后报告
2011年全国电子设计大赛赛后报告经过两个月的努力，此次比赛终于结束了。
这次比赛由我们组三个人的共同努力和老师的指导下很荣幸获得了省级一等奖。
虽然获得了奖，但是自身还是存在很多问题。
现在就从假期准备到比赛结束进行总结。
我组准备的是控制类的题目，所以在假期的时候一直都是拿小车来做例子一点点的练习。
小车可以分为两种，一种是步进电机驱动小车，另一种是直流电机驱动小车。
我们准备的是直流电机驱动小车，所以我主要说一下直流电机驱动小车，直流电机速度要比步进电机快，但是对直流电机的控制是很难的。
走直线一直是直流电气最难的事情，这个问题我们用过纯程序控制，在短距离内效果还不错，可是距离大于两米误差就很大了。
还用过码盘控制，用的是42个尺的码盘，用光电开关检测。
可是这也不能达到预想的目的，最好状态就是在所在直线左右做波浪运动。
由本人总结直流小车本身不需要做太多的控制，最重要的还是对传感器应用。
传感器在比赛中得到了很多应用，主要有寻线传感器，壁障传感器，超声波测距传感器，无线模块，角度传感器，和电子罗盘等等。
对应相应的题目可以用壁障传感器和循迹传感器把直流小车调的很准确，还有角度等都能为直流小车带来准确性。
在假期校园内看不到几个人，只有我们的身影穿梭在实验室与餐馆之间，我们每天大多数的时间都在实验室度过，包括晚上睡觉。
这样的条件让我们适应了在比赛时4天3夜。
在8月31号早上八点题目下来我们就开始紧张在比赛当中，首先是每组的三个人凑在一起讨论应该做什么题目，我组选得是自由摆的平板控制系统，当我们选定题目时就开始组织方案。
经过讨论和老师的建议我们确定了大概三个方案。
第一方案就是用角度传感器来控制平板的平衡，这样就要用到AD模数转换。
第二方案是用划线变阻器，也是通过检测阻值大小，用AD转换来检测信号。
第三方案就是用码盘，用循迹模块检测码盘的黑白线条来控制平板的平衡。
由于角度传感器没有调出来，所以当时选得是第二方案。
确定方案之后就开始实行，分配任务，我负责把硬件组装好。
2011电子设计大赛分析 总结
2011仪器器件清单分析（全）——决战2011全国大学生电子设计竞赛决战2011全国大学生电子设计竞赛——仪器器件清单分析2009 、1.基本仪器清单 20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入）20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入）60MHz双通道数字示波器 60MHz双通道数字示波器低频信号发生器（1Hz~1MHz）低频信号发生器（1Hz~1MHz）高频信号发生器（1MHz~40MHz）标准高频信号发生器（1MHz~30MHz，可输出1mV小信号）函数发生器函数发生器（10 MHz，DDS）低频毫伏表低频毫伏表高频毫伏表高频毫伏表普通频率计 100 MHz频率计失真度测试仪失真度测试仪直流稳压电源直流稳压电源秒表秒表2米卷尺量角器四位半数字万用表四位半数字万用表单片机开发系统及EDA开发系统单片机开发系统及PLD开发系统扫频仪（15MHz）扫频仪（20MHz）低频扫频仪100℃温度计20112.主要元器件清单单片机最小系统板单片机最小系统板A/D、D/A转换器 A/D、D/A转换器运算放大器、电压比较器运算放大器、电压比较器可编程逻辑器件及其下载板可编程逻辑器件及其下载板显示器件显示器件小型电动车小型电动车小型继电器小型继电器小型步进电机漆包线漆包线电子开关高频磁芯电阻器：30Ω/30W，36Ω/30W 滑线变阻器（100Ω/2A、10Ω/5A）变容二极管（2pF~30pF）光电传感器光电传感器角度传感器超声传感器大功率电阻（2Ω/36W、10Ω/36W等）无线收发模块无线收发模块红外收发管隔离变压器：额定功率50W，3个绕组变比n1:n2:n3=20:10:1,电流依次为I1=1.5A、I2=3A、I3=0.1A 小型直流风扇控制类每届电设，做控制类题目的同学都是最多的，这我在之前文章中好几次都说到了。
先来分析控制类清单。
需要注意的几个大变化，我在第一弹中已经用红色标记出了：仪器里面增加了量角器和温度计；元器件里面增加了一大堆，步进电机、角度传感器、超声传感器、红外收发管、小型直流风扇。
2011年全国大学生电子设计竞赛报告
智能小车摘要80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本文介绍的是如何使用80C51单片机实现两车的通信和交替领跑，目录第一章方案设计与论证 (3)一调速系统 (3)四系统原理图 (3)第二章硬件设计 (4)一 80C51单片机硬件结构 (4)二最小应用系统设计 (4)三前向设计 (4)四后向设计 (5)第三章软件设计 (9)一系统总体软件设计 (11)二电机驱动算法 (11)三寻迹算法 (11)四测速算法 (11)五软件抗干扰设计 (5)六“看门狗”技术 (6)七可编程逻辑器件 (9)第四章测试数据、测试结果分析及结论 (11)参考文献 (12)附录 A 程序清单 (12)附录 B 硬件原理图 (12)第一章方案设计与论证根据题目要求，确定如下方案：…………这种方案能实现对智能小车的运动状态进行控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
一直流调速系统方案一：串电阻调速系统。
方案二：精致可控整流器。
简称V-M系统。
方案三：脉宽调速系统。
旋转交流系统发电机拖动直流电动机实现变流，由发电机给需要调速的直流电动机供电，调节发电机的激磁电流即可改变其输出电压，从而调节电动机的转速。
改变激磁电流的方向，则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变，所以G-M系统的可你运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台机磁发电机，设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后，因此搁置不用。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可你运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。
最后，当系统处于低速运行是，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
2011全国大学生电子竞赛最完美设计报告
2011全国大学生电子设计竞赛《设计报告》题目：帆板控制系统摘要：自动控制系统在机械、机器人平衡运动控制研究中有着举足轻重的作用和地位，国内外都有进行广泛的研究，在实际生活、军事、工业生产中的应用更是非常广泛。
本项目是设计一个帆板控制系统，编写基于STC89C52单片机控制程序，通过对电机的转速控制，调节风扇的风力大小，从而改变帆板的转角θ，再用角度传感器测试θ的数据，传送到单片机，并用LCD1602的液晶显示器实时显示数据。
关键词：MMA7455角度传感器 STC89C52单片机智能控制帆板Windsurfing Broad Control SystemAbstract：Automatic control system is acted as an important role in the mechanical, robotic motion control balance research. Extensive research has been carried out in human life, military, industrial production. The project is proposed to design a windsurfing broad control system based on a MCU STC89C52 programming. By controlling the motor’s rotating speed, different wind speed can be produced, which results in changing the windsurfing broad position, turning angle θ. MMA7455 angle sensor is used for angle detection and transfer the data to the MCU, while the turning angle θ can be displayed on LCD(LCD1602) in real-time.Key word：MMA7455 angle sensor, STC89C52, Intelligent control, Windsurfing目录一. 设计要求 (3)1.基本要求 (3)2.发挥部分 (3)二. 方案的设计与论证 (3)1.总体方案的描述 (3)2.各模块系统电路的比较与选择 (3)三. 硬件电路设计与分析 (7)1.硬件系统组成及方框图 (7)2.主要模块电路设计与分析 (7)四. 系统程序设计与工作流程 (10)1.检测角度传感器子程序 (10)2.扫描按键子程序 (11)3.调制PWM脉宽中断子程序 (11)4.主程序 (12)五. 理论分析及测试结果 (12)1.风扇控制电路 (12)2.倾角检测原理 (12)3.控制算法 (12)六. 测试方案及结果分析 (13)1.测试方法 (13)2.测试仪器 (13)3.测试结果分析 (13)七. 结论 (13)一、设计要求1、基本要求（1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角θ。
2011电赛全国一等奖报告
2011年全国大学生电子设计竞赛智能小车（C题）【本科组】2011年9月3日摘要为了满足可以实现自动驾驶、超车功能的智能小车，进行了各单元电路方案的比较论证及确定，系统以飞思卡尔XS128系列作为智能车的控制核心，通过激光，红外等传感器采集路面信息从而对智能车智能控制，通过蓝牙无线进行两车之间的信息通信，具有稳定，通信速率快的特点，对于小车的动力部分，采用MOS管的H桥进行驱动，驱动电流大。
经测试，系统基本完成了题目要求。
关键字：智能小车XS128 超车控制自动驾驶abstractIn order to meet can achieve automatic driving, overtaking the intelligence function on the car, each unit circuit of the scheme more arguments and sure, system to XS128 series as a smart car freescale control core of laser, infrared, through such as road sensors to collect information and the intelligent car intelligent control, through the bluetooth wireless two car of information communication between, has the stable rate, communication features faster in car, the drive part, USES the MOS pipe of the H bridge drive, drive current big. According to the test, the system has basically completed the topic request.Key word: intelligent car XS128 overtaking control autopilot目录1系统方案 (1)1.1传感器方案的论证与选择 (1)1.2无线方案的论证与选择 (1)1.3 测速方案的论证与选择 (1)1.4 控制系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 控制理论的分析 (2)2.1.1 PID算法 (3)2.1.2 PID计算 (3)2.2 红外测距的计算 (4)2.2.1 红外测距所得到的电压 (4)2.2.2 红外测距AD值与距离的关系 (4)2.3两车之间通信方法 (4)2.3.1两车之间通信方式 (4)2.3.2通信信息 (4)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6)3.1.1系统总体框图 (6)3.1.2电源子系统框图与电路原理图 (7)3.1.3 传感器电路原理图 (7)3.1.4电机驱动 (8)3.2程序的设计 (8)3.2.1程序功能描述与设计思路 (8)3.2.2程序流程图 (9)4测试方案与测试结果 (10)4.1测试方案 (10)4.2 测试条件与仪器 (10)4.3 测试结果及分析 (11)4.3.1测试结果(数据) (11)4.3.2测试分析与结论 (11)附录1：电路原理图 (12)附录2：源程序 (13)智能小车（C题）【本科组】1系统方案本系统主要由激光模块、红外模块、无线模块、电机驱动模块、电源模块组成。
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AbstractThe 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目录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。
2011电子设计竞赛A题设计报告
开关电源模块并联供电系统（A题）摘要：随着微电子技术和半导体工艺以及其他边沿技术的不断改进和发展，人们对微功耗，节能型，智能化产品的需求不断增长，政府有关部门相关法规的日趋完善和需要低电压大电流的CPU，DSP，FPGA等越来越多，使得开关稳压电源有了突破性的发展。
本系统以MC34063核心实现DC-DC模块，它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。
该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心。
由于用开关变压器取代自感线圈，利用开关变压器以获取隔离直流电源的能量供给，再经过整流滤波电路，便可获取稳定的直流输出。
因此由它构成的DC-DC变换器仅用少量的外部元器件。
电流输出考虑外接扩流电路，以恒流源形式输出。
关键词：微功耗、DC-DC、占空比、扩流。
1、 方案选择与论证：方案一：采用TL494为控制芯片，与Buck 变换电路组合成DC-DC 降压模块，向负载提供8V 稳定电源。
关于Buck 变换电路的原理图如图-1所示。
Buck 降压变换电路基本原理介绍：目前高频高效的Buck 变换器的应用越来越广泛。
通常系统在满输出负载时，系统工作于ccm 即连续电流模式。
但是，当系统的输出负载从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生相应的变化。
对Buck 电路拓扑解释如下：• T 是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT)，当 Vg>Vs 时,T 导通。
• D ：续流二极管。
• L 和C 组成LPF 。
图-1 Buck 降压变换电路 （1） 其工作原理如下： 当 时，控制信号使得T 导通，D 截止，向L 充磁,向C 充电； 当 时，T 截止，D 续流，U0靠C 放电和L 中电流下降维持。
本方案设计以TL494为核心，通过TL494输出脉冲控制开关管T 的开关频率，间歇性的控制电容电感的充电放电，由于开关频率较高，因此在输出端可得到一稳定电压，通过调节输出脉冲的占空比从而以PWM 方式控制电压输出，由于采用调节脉冲宽度方式，因此只要通过调节输出脉冲的占空比大小就可以调节输出电压大小。
全国电子设计大赛智能小车报告
论文编号：C甲024052011年全国大学生电子设计竞赛报告智能小车参赛学校：山东科技大学参赛学生：郭明阳韩瑞华刘思庆联系电话：151****57232011年9月3日摘要本系统采用型号为TMS320F2812的DSP芯片设计了两台智能小车。
系统硬件主要有中央处理器、传感采集电路、小车、电机驱动电路等四部分组成。
传感器选用有避障功能红外避障传感器及检测黑白线功能的TCRT5000红外反射式接近开关传感器，在小车运行过程中及时检测行驶车道标志线、跑道两侧边界线以及前方障碍，实时将信息传输给DSP中央处理器，中央处理器根据控制算法发出控制指令，控制小车按照预定要求运行。
实验测试结果表明，本系统满足了赛题规定的各项指标要求。
关键词：DSP；PWM；智能小车；红外避障目录一、系统方案设计与论证 (4)1.1方案比较与论证 (4)1.1.1直流电动机驱动 (4)1.1.2 避障模块 (4)1.1.3 黑白线检测模块 (4)1.2信号的检测控制方案 (5)1.2.1电机的信号控制过程 (5)1.2.2黑白线、障碍信号检测的控制 (5)1.3系统算法与误差分析 (6)1.3.1直流电机同步算法与误差分析 (6)1.3.2转弯角度的大小算法与误差分析 (6)1.3.3预防小车出轨的算法与误差分析 (6)二、电路设计 (6)三、系统软件设计 (7)四、测试与结果分析 (8)4.1硬件测试与结果分析 (8)4.1.1小车车体 (8)4.1.2直流电机驱动 (8)4.1.3黑白线检测模块 (8)4.1.4红外壁障模块： (8)4.2软件测试与结果分析 (9)4.2.1单行模式 (9)4.2.2超车模式 (9)附件 (10)附件1.件模块 (10)附件2.电路设计 (12)附件3.小车实体 (13)附件4.主要程序清单 (14)一、系统方案设计与论证结合直流电动机相对良好的调速特性及较小的功耗特性，利用DSP产生的PWM波控制智能小车实现要求。
2011年全国电子设计竞赛F题(帆板控制系统设计)报告
帆板控制系统【摘要】本设计以Cortex-M3为微处理器，配合高精度的旋转光电式编码器实现了帆板角度的控制和帆板旋转角度的实时显示功能。
微处理器控制风扇电机的PWM占空比，从而控制风扇的转速，由精密旋转光电式编码器检测帆板的旋转角度并通过正交编码技术反馈到微处理器，微处理器可以实时检测、显示帆板的旋转角度。
本设计不仅可以通过软件增量式PID算法实时调整帆板的旋转角度，同时也可以通过按键改变帆板旋转角度并可以稳定在误差范围允许范围内，从而达到自动控制功能。
【关键词】 LM3S615 旋转编码器 PWM PID算法一、方案论证与比较1.1设计思想题目要求设计一个简易帆板控制系统，我们采用Cortex-M3芯片为核心控制器件来实现简易帆板控制系统的轴流风扇调速、角度显示、角度调节等功能；角度检测通过增量式光电编码器（ZSP3806）实现并且给处理器提供角度信号；用PWM脉宽调制信号来控制MOS管(IRF530)驱动轴流风扇。
1.2控制器的选择方案一选择以前经常用的AT89C51,其软件编程灵活自由度大，但AT89C51的程序烧写需要用专门的烧写器，用起来不方便，故放弃此方案。
方案二Cortex-M3是Luminary Micro公司Stellaris 所提供的高性能的32位的单片机，Cortex-M3内核主要是应用于低成本、小管脚数和低功耗的场合，并且具有极高的运算能力和极强的中断响应能力。
Cortex-M3的性价比高。
最关键的是Cortex-M3内部有3个PWM发生器模块1个控制模块，这样就简化了软件的编排。
综上所述我们采用方案二。
1.3显示模块的设计显示模块是显示当前测量的角度以及设定角度等。
我们考虑以下两种方案：方案一使用液晶显示。
液晶显示具有超薄轻巧，低耗电量，无辐射等优势。
但是其编程工作量加大，控制器的资源占用较多，而且在使用过程中不能有静电干扰，否则易烧坏芯片。
在此设计中使用液晶显示有些大材小用不合适。
2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告
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;
三、实验器材
（一）实验仪器
•万用表
•直流稳压电源
•示波器
•低频函数信号发生器
•电烙铁
（二）实验元件
基本部分：通用电路板一块、LM324一片、电位器4个，电阻，电容，细导线，焊锡丝等若干。
四、实验原理
1. 类似三角波的产生可利用方波产生电路中的RTCT充放电的波形。
2.加法器、滤波器（低通）、比较器电路见模拟电路教材。
2.自制三角波产生器产生T=0.5ms（±5%），Vp-p=4V的类似三角波信号 ，并加至加法器的另一输入端。
3.自制加法器，使其输出电压Ui2= 10Ui1+Uo1。
4.自制选频滤波器，滤除 频率分量，得到峰峰值等于9V的正弦信号 ， 用示波器观察无明显失真。
5.将 和 送入自制比较器，其输出在1KΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压 。
相频响应表达式表明，当=0时， ；当时， 。显然，这是低通滤波电路的特性。由幅频响应表达式可画出不同Q值下的幅频响应，如图3所示。
图3
由图可见，当Q=0.707时，幅频响应较平坦，而当Q>0.707时，将出现峰值，当Q=0.707和 =1情况下， ；当 =10时， 。这表明二阶比一阶低通滤波电路的滤波效果好得多，所以采用此方案。设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=500Hz，试确定电路中有关元件的参数值,根据实验过程中发现仅仅2阶波形会被高频信号干扰，所以在输出再加一个低通滤波。
2011全国电子设计大赛—基于单摆的平衡系统报告
2011年全国大学生电子设计竞赛基于自由摆的平板控制系统（B题）【本科组】2011年9月3日摘要本系统设计是以角度传感器和单片机最小系统为核心。
用角度传感器来采集数据，通过A/D模块将采集的模拟量转化为数字量，由单片机控制步进电机来调整平板在单摆摆动过程中得角度，保证硬币不掉。
信号采集是MMA7260 三轴加速度传感器，该传感器采用了信号调整、单级低通滤波器和温度补偿技术，提供四个灵敏度的选择。
信号采集后由单片机进行监控，1602液晶显示器完成相关电压测量参数的显示功能，并通过步进电机来事实调控平板的角度，最终实现单摆硬币不掉功能。
关键字：角度传感器，A/D转换，电机驱动一、方案设计1.1 理论分析根据题目要求，要实现自由摆的平衡控制，必须要解决平板在摆动过程中角度的实时调动，经过讨论设计大致框图如下：采集单摆信号角度传感器机械单摆A/D转换模块1.2设计方案的分析1.2.1传感器芯片的选择方案一：单摆在摆动过程中要通过传感器来收集角度变化信号，选择角度传感器MPP2882芯片，该芯片轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。
往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。
计数与角度传感器的初始位置有关。
但是，单摆在摆动时偏角范围在0~60度，此芯片的计数间隔太大不能满足平板的实时转动。
方案二：传感器芯片MMA7260是一种低功耗，低压运行，高灵敏度的三轴加速度传感器，单摆在摆动时只需要芯片检测X、Y轴方向上得加速度。
可以通过G1、G2引脚电平的控制来选择该芯片的灵敏度。
MMA7260在不同状态下X、Y根据角度的不同输出电压值。
芯片设计稳定，防震能力强，环保封装，价格低廉。
通过以上分析，决定使用方案二。
MMA7260在随着单摆摆动时，根据不同的方向变化来输出不同的电压，输出电压由A/D0804把采集到的模拟量转化为数字量，通过函数关系来确定电压来控制步进电机的转动。
1.2.2电机的选择方案一：最初我们选用电机型号为28BYJ—48 5VDC 步进电机，该电机的减速比为1/64，步距角为5.625度/64，四相八拍的驱动方式。
电子设计竞赛2011_TIP
2011全国大学生电子设计竞赛TIP2011年7月23日在河南南阳，由河南省教育厅主办的河南省高校全国大学生电子设计竞赛研讨会上，全国大学生电子设计竞赛专家组组长，北京理工大学罗伟雄教授在会上详细谈了今年的全国大学生电子设计竞赛的基本要求及赛题特点。
其相关精神，总结如下：1、赛题数量减少，大概5题；难度有所降低，题型突出基础知识（模拟电路、数字电路，和单片机应用）的综合应用能力的考核，降低专业特性和专业特色，降低直接应用性特性（也是降低专业特色的一个方面）。
原因：今年要回归电子设计竞赛的初衷，即突出基础知识的综合应用能力，主要包括模拟电路、数字电路，和单片机应用。
而不会像2009年及之前的专门为特定专业出题（如自动化控制，通信等）。
所以，今年的题型更具一般性，更能兼顾各专业的基础知识的教学，即能保证任何相关专业的学生都能作的赛题。
过去的恶性循环是，赛题越来越难，原因是赛题一旦公布，许多学校就有大量的后续团队，甚至各大相关的公司都介入竞赛，帮助完成赛题，结果导致下届竞赛不得不加大赛题的难度，结果却脱离了竞赛的初衷。
因此今年的题型和难度都有所变化，但为了滤除可能的作弊，将于9月13号再对得奖队搞一个全封闭型竞赛。
2、由于有飞思卡尔竞赛，及降低专业属性，故小车控制类题不会有（此偏工业控制），无线通信类题不会有（此题偏通信）。
但电路匹配网络、电源设计类题可能有。
3、没有纯数字或纯模拟的题；4、赛题更多偏向于硬件设计，与单片机相关的软件设计内容一定有，但不会多，量也不会大。
因为软件设计量太大，容易导致作弊，或外部协作力量的介入，对竞赛评判不利，所以诸如DSP、嵌入式系统等太偏软件设计的赛题不会有；5、新技术新器件仍然鼓励使用，但并不额外加分。
与数字电路相关的设计可利用FPGA/CPLD及其相关小系统上完成；6、SOPC技术的应用只突出适用性。
即赛题不会提出用什么技术，只要能按要求完成，任何技术都可以。
罗教授特别提到，SOPC实际上就是一个FPGA加一个内部的单片机。
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2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】2011年9月4日摘要电子设备的实际应用过程中，往往因为使用单台直流电源的输出参数(如电压、电流、功率)不能满足要求或发生故障，这样就引起整个系统效率低下甚至系统崩溃。
所以在实际应用中通常采用多个电源并联运行。
并联均流技术是当前电力电子技术发展的重点．本系统DC/DC变换器以BUCK电路为核心，通过电压驱动型脉宽调制控制芯片TL494作为控制核心，产生固定频率的PWM 波对开关管进行控制，产生恒定的电压输出。
将两个相同的DC/DC模块并联起来，通过主动均流法进行两个个模块的均流输出，保证两模块的正常运行，基本实现了开关电源模块并联供电系统的指标。
目录1系统方案 (3)2系统理论分析与计算 (4)2.1控制电路的分析与计算 (4)2.2 DC/DC电路的分析和计算 (5)2.3 模块并联均流方式的分析与计算 (6)3系统总体电路 (7)3.1系统总体电路图 (7)3.1.2 电流电压反馈电路原理图 (8)3.1.3 负载短路保护 (8)4测试方案与测试结果 (8)4.1测试方案 (8)4.2 测试条件与仪器 (9)4.3 测试结果及分析 (9)4.3.1测试结果(数据) (9)4.3.2测试分析与结论 (10)参考文献 (10)附录1：电路原理图 (11)开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】1系统方案随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。
各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，开关电源向更大功率方向发展。
研制各种各样的大功率、高性能的开关电源成为趋势。
但受构成电源模块的半导体功率器件、磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦，但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电。
因此，大功率电源系统需要用若干台开关电源并联运行，以满足负载功率的要求。
在并联多相DC/DC变换器中。
各模块承受的电流应自动平衡。
DC/DC变换器的并联均流是需要解决的关键问题，若不均流则会造成各模块功率不均衡，从而降低整个系统的可靠性。
针对于这样的应用，主要采用方案有以下三种。
方案一：输出阻抗法。
即调节输出阻抗，以达到并联模块接近均流的日的。
此方法是一种简单的大致均流的方法，小电流时，精度比较低。
方案二：主从控制法。
此方法适用于电流型控制的并联开关电源系统中。
这种均流系统中有电压控制和电流控制，形成双闭环控制系统。
这种方法要求每个模块间有通讯，所以使系统复杂化，并且当主模块失效时，整个电源系统便不能工作。
方案三：主动均流法。
此方法依据均流误差信号的闭环控制方法，由并联系统的闭环调节模式和均流误差信号处理方式两部分组成，根据这两部分的不同选择，目前已发展了很多的组合类型。
因为均流误差信号参与控制，从而使这一类方法具有许多优良性能。
综合以上三种方法，采取方案三作为我们的系统方案。
该方案采取均流误差信号参与控制，均流效果较好，易实现准确均流；可以构成冗余系统，均流模块数理论上可以不限。
本系统框图如图1所示，主要由DC/DC模块、电流电压检测模块组成。
两个DC/DC 模块提供稳压的输出；电流电压检测模块对两个DC/DC模块的输出电流进行差分放大，与DC/DC模块构成闭环负反馈，通过细微改变DC/DC模块的输出电压，使得两个DC/DC模块的输出电流按照一定的比例输出，并在负载端达到恒定的电压输出结果。
该方式的调整具有均流效果好，易DC/DC模块实现准确均流的特点。
2系统理论分析与计算基于本系统要求，选择BUCK 降压电路进行DC-DC 降压变换变换，利用电压驱动型脉宽调制控制芯片TL494作为控制核心，该芯片包含了开关电源控制所需的全部功能。
2.1控制电路的分析与计算本系统的控制电路图如图2所示，脉宽调制控制芯片TL494可推挽或单端输出，工作频率为1--300KHz ，输出电压可达40V ,内有5V 的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达200mA ，驱动能力较强。
芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。
电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。
图2 TL494典型电路图图1 系统框图TL494TL494的振荡频率取决于公式（1）,1.1*T Tosc R C f (1)经过试验，当 osc f =25.7kHz 时，整个系统的效率较高。
故选取TR =9.1k,TC =4700p 可得到所需的振荡频率。
2.2 DC/DC 电路的分析和计算本系统的DC/DC 主回路的核心电路如图2所示，为降压型变换器原理电路变形电路，它由处于开关状态的三极管、快速回复二极管和低通滤波器LC 组成。
图3 开关电路核心电路当三极管Q1闭合时，假设三极管导通电阻为零，则A 点电压V A 等于输入直流电压VI 二极管D 因反偏而截止，V A 向L1充电，通过L1的电流随时间增长。
当Q1断开时，L1中的电流开始减少，相应产生的反极性的感应电动势，导致D1管道通，V A 下降到零，因此，V A 是幅度为VI 的周期性重复脉冲波形。
若假设Q1的闭合和断开时间分别用ton 和toff 表示，则vA 的平均值为onA t IITV =V =dV (2)式中，T=ton+toff 为开关周期，d=ton/T 为脉冲占空系数。
VIV I V OV A显然，这个平均值就是通过L1C5低通滤波器在负载端上产生的输出直流电压V=V=dVO A I实际上，在VO上还叠加了因滤波特性不理想而残留的纹波电压。
2.3 模块并联均流方式的分析与计算本系统的双DC/DC采取的并联均流方式如图4所示，两个DCDC模块的反馈电压输入由并联端负载引入，可实现对输出电压值的恒定，恒定的电压值由反馈电位器Rw 来调整。
当输出电压产生预设目标值的偏差，电位器Rw的输出值会产生变化，通过调整输出占空比，实现将输出电压值稳定在预设的目标值。
整个并联均流电路的工作过程是，两个DC/DC模块在输出电路上各接一个1欧姆的康铜丝电阻欧姆的水泥电阻，在两个康铜丝电阻的前端引出在两个水泥电阻的前端引出，将两个模块的电流信号接入同相差分放大器，放大倍数取100倍。
将放大输出后的两支路上由于电流差异引起的电压差信号，电压信号加在三极管的基极经差分放大器放大后的由NPN三极管组成的放大电路，反馈至TL494的比较器输入端1脚，形成深度负反馈，与输出的电压值共同作用，稳定输出的电压和平衡DCDC模块2端的输出电流。
当两并联模块的输出电流不相等时，经取样电阻后，将不平衡电流差值转换成一一对应的电压差值，通过调整当中一路DCDC模块的输出电压，提高较低输出的电流值，降低较高输出的电流值，直到两路模块的输出电流比例为既定值为止。
图4 DC/DC模块并联均流框图2.3 不同比例输出电流调整的分析与计算如图4所示，取样电阻R1两端并联电位器R7，获取流经取样电阻的电流的比例值，与R3端电流取样比较，通过由LM358构成的差分放大电路，放大输出相应的取样信号，并控制NPN三极管的放大状态，改变TL494比较器输入端的电压，调整输出的占空比，实现电压自适应，直到平衡臂两端的电流值等于设定的比例为止。
3系统总体电路3.1系统总体电路图系统总体电路图，如图5所示，系统的总体电路图包含1个供电电路，1个电流电压检测电路，2个DC/DC转换电路。
双DC/DC 并联模块负载电流反馈模块图5 系统总体电路框图双DC-DC并联模块在+24V的供电电压工作下，给负载提供稳定的恒压输出，并由电流反馈模块对并联模块进行反馈控制，通过调整电流反馈模块，使两个DC/DC 模块的电流按照一定比例输出。
3.1.2 电流电压反馈电路原理图图6 电流电压反馈电路图该电路以双运放LM358为核心器件，通过采样取样电阻R1和R3两端的电流差，转换为对应电压值反馈给DC/DC电路，进行电流的调整。
3.1.3 负载短路保护本系统的负载短路保护及自动恢复采取的方案是在负载端接入16V/4.5A的自恢复保险丝，当负载短路时，自恢复保险丝进入保护状态，限制输出电流的增加。
该电路简单易实现，此处不详细说明。
4测试方案与测试结果4.1测试方案1、调整负载电阻值额定功率工作状态，测量供电系统的直流输出电压Uo。
2、在额定功率工作状态下，测量供电系统的输入电压和输入电流，和负载电阻两端的电压Uo和Io。
3、调整负载电阻，保持输出电压UO变，使IO分别为1A与1.5A，测量I1和I2的值。
4.2 测试条件与仪器测试条件：多次检验电路，部分仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，无法仿真的电路则制作实物或搭面包板进行检查。
检查无误后，硬件电路保证无虚焊，无短路。
测试仪器：60MHz双通道数字示波器，函数发生器（10 MHz，DDS），直流稳压电源，四位半数字万用表。
4.3 测试结果及分析4.3.1测试结果(数据)P IN= U IN *I IN = 38.16WP OUT= U OUT *I0UT =23.70Wη= P OUT / P IN= 62.10% >60%2.调整负载电阻，测量数据如表2所示表24.3.2测试分析与结论根据上述测试数据，由此可以得出以下结论：基本达到了第一点和第二点的基本要求，达到了一部分的扩展要求，有待进一步努力。
综上所述，本设计达到设计要求。
参考文献1、曲学基等。
新编高频开关稳压电源。
北京：电子工业出版社，20052、钱振宇等。
开关电源的电磁兼容性。
北京：电子工业出版社，20053、马忠梅等。
单片机的C语言应用程序。
北京：北京航空航天出版社，2007附录1：电路原理图1.双DC-DC原理图电路2、电流电压采样反馈电路。