电子设计竞赛论文要点
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全国电子设计大赛论文集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]2015年全国大学生电子大赛设计竞赛风力摆控制系统（B题）【本科组】参赛队号：20150262风力摆控制系统（B题）摘要风力摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统，是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合。
本设计分五个模块，即风力摆模块、单片机控制模块、显示模块、电源模块、人机交互模块。
风力摆模块由三个直流风机成等边三角形相对而立，成为驱动风力摆的唯一动力。
单片机控制模块以飞思卡尔K60芯片作为控制核心。
显示模块有两个，一个是OLED显示屏，另一个是当完成每项任务时发光二极管会有明显的提示。
电源模块使用LEG-1117-3.3和TPS7350来搭建，给系统提供稳定的供电。
人机交互模块中每项操作可通过拨码开关与按键完成。
本设计性能指标达到设计要求，性能稳定，用户界面友好。
关键词：直流风机；风力摆；K60系统板ABSTRACTThewindpendulumsystemisanonlinear,strongcoupling,multi-variableandunstablesystem.Itisacombinationofmanyfields,suchasrobotics ,controltheory,computercontrol,andmanyothertechnologies.Thedesignisdi videdintofivemodules，thewindpendulummodule,single-chipmicrocomputercontrolmodule,displaymodule,powermodule,human-computerinteractionsystem.WindpendulummodulebythreeDCfanintoanequilat eraltrianglerelativestanding,becometheonlypowerwinddrivenpendulum;MCU controlmodulebasedonthesinglechipcomputerasthecore,byCarlK60chipasthe controlcore;displaymodulehastwo:AisOLEDdisplay,theotheraiswheneachtas kiscompleteLEG-1117-3.3andTPS7350tobuild,toprovideastablepowersupplysystem.Eachoperationc anbedonebydialingthecodeswitchandthebutton.Performanceindicatorsmeett hedesignrequirements,theworkisreliable,userfriendlyinterface. Keywords:DCfan,Thewindpendulum,K60目录摘要 (I)ABSTRACT (I)目录 (II)1.引言.................................................. (1)2.方案比较与论证......................................................... (1)2.1方案比较................................................................... (1)2.2方案选定................................................................... (2)2.3方案论证................................................................... (2)3.系统硬件设计......................................................... . (2)3.1系统机械制作................................................................... .. (2)3.2核心系统控制模块................................................................... (2)3.3电源模块................................................................... (3)4.系统软件设计......................................................... . (3)4.1程序框图................................................................... (3)4.2系统控制图................................................................... .. (4)5.测试方案与测试结果......................................................... . (4)5.1测试仪器................................................................... (4)5.2测试方法................................................................... . (4)5.3测试结果................................................................... (5)6.测试分析与总结......................................................... . (6)参考文献......................................................... (6)附录1装置机械安装图................................................................... . (7)附录2主要元器件清单................................................................... .. (8)1.引言在控制理论发展的过程中，某一理论的正确性及实际应用中的可行性需要一个按其理论设计的控制器去控制一个典型对象来验证。
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《AI智能各式舞蹈助理》
摘要：随着人工智能技术的发展，如今可以利用AI技术的助力来辅
助人们进行舞蹈学习，在助力模式下，AI可以针对每一个人的有效性提
供舞蹈动作完美执行的反馈，同时还能记录和评估学习舞蹈者的演练过程。
本文提出了一种AI智能舞蹈助理，该系统可以自动识别舞蹈动作，通过
视觉识别系统实时跟踪学习者的舞蹈动作，并给出相应的反馈。
本文还介
绍了本系统的技术架构，包括相机、算法、数据库等设备，解释了如何使
用计算机视觉技术识别舞蹈动作，并利用深度学习理论建立舞蹈动作的模型。
本文还对训练结果进行了实验评估，显示了所提出的AI智能舞蹈助
理能够检测出舞蹈动作，并给出相应的反馈。
关键词：人工智能；计算机视觉；舞蹈助理；深度学习
1、绪论
随着人工智能技术的发展，如今可以利用AI技术的助力来辅助人们
进行舞蹈学习。
舞蹈助理可以像老师一样通过识别和反馈的方式来辅助用
户学习舞蹈动作，并在学习过程中给出有效的反馈和提示，作为一款学习
助力工具，它既能帮助广大舞蹈爱好者提高表演水平，也可以作为科研领
域的有益补充。
本文提出了一种AI智能舞蹈助理。
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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。
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精心整理目录0摘要--------------------------------------------------------21设计任务与要求----------------------------------------------21.1设计任务-----------------------------------------------21.2基本电压-----------------------------------------------21.3233.13.23.344.14.24.3误差分析-----------------------------------------------75设计总结----------------------------------------------------86元件清单----------------------------------------------------87参考文献----------------------------------------------------98程序清单----------------------------------------------------100、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LM40501、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、（31.3（1（2；（32用相比，器和可提供DSP 器件比33.1DSP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。
全国大学生电子设计竞赛论文写作指导[精选五篇]
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全国大学生电子设计竞赛论文写作指导[精选五篇]第一篇：全国大学生电子设计竞赛论文写作指导全国大学生电子设计竞赛论文写作指导电子竞赛设计与总结报告[书写格式]×××××设计与总结报告摘要一：方案设计与论证方案1：方案2：方案3：方案论证：方案选定：二：电路设计1、×××单元电路设计2、×××单元电路设计3、××××单元电路设计……整机电路以及软件设计的流程图三：测试方法与测试结果1、测试仪器：2、测试方法：3、测试结果：四：讨论设计与总结报告要求和评判[要求和给分]摘要：300 字左右，简述设计思路、电路结构，所用主要元器件，实现的功能和达标的情况，特点、特色。
要求：文字简练、措词准确、表达清楚。
达标程度要实事求是，特点、特色的叙述、措词，要考虑科学性、正确性。
方案设计与论证：※ 引言：针对课题的要求、重点、难点，叙述所提方案的依据、理由。
可以是总的一段引言（在叙述摘要之后），也可以分别叙述，放在每个方案之前。
※ 框图：应是单元电路、功能电路的方框表示，用框图表达方案比用框图表达整机电路要粗一点，突出功能即可，每个框图要标出所用主要元、器件。
要注意信号、数据传输走向。
表达整机电路的框图还应包括前端、终端器件、供电。
※ 要求：提出3 个独立的方案，少一个扣2 分。
要指出每个方案的可行性、优缺点，要提出选择所选方案的理由。
※ 方案的正确性占6 分，要注意科学性、正确性、可行性、实施难度。
※ 方案的优良程度是横向比较，而不仅是（本队）三个方案比。
主要考虑：全面达标，电路简繁程度，新器件的应用，性价比，设计有无创新。
电路设计：（如果有软件设计内容，可分为电路设计、程序流程）※ 重点是电路原理叙述和主要参数的计算。
※ 比较简单的电路：直接给出整机电路，然后简述电路工作原理，最后列出有关的元件参数计算。
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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 (1)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 (2)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)1o2.U端口 (4)1i3.U端口 (4)2i4.U端口 (4)2o5.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。
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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）【1101003组】2013年9月7日简易旋转倒立摆及控制装置（C题）摘要本系统采用自制的简易旋转倒立摆及控制装置，以16 位单片机(STC89C51)作为旋转倒立摆的检测和控制核心，以额定电压12V的步进电机驱动，通过加速度传感器（ADXL345）转变的角度传感器测定摆杆角度变化来定位摆杆的位置。
系统采用角度传感器（ADXL345）探测在摆杆保持倒立状态的前提下，旋转臂作圆周运动前进；同时通过编码器及PID控制算法实现了步进电机的转速和转向进行调节，以准确找到平衡点位置。
控制器的设计是倒立摆系统的核心内容，主要用到典型的控制器设计理论有PID控制、根轨迹以及频率响应法、状态空间法、最优控制理论等。
本系统可在较短时间内完成摆杆从自然下垂状态，驱动电机带动旋转臂作往复旋转使摆杆摆动，寻找平衡点等任务。
关键词:角度传感器；旋转倒立摆；模糊控制；最优控制理论；目录1系统方案......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1电机方案的论证与选择 (1)1.2 控制系统方案的论证与选择 (2)1.3 角度测量方案的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 角度检测模块的分析 (2)2.2 控制方法的理论 (3)2.3 设计思想理论分析 (4)2.4 理论计算 (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 电机驱动模块设计 (7)3.1.3 角度传感器模块 (7)3.1.4电源模块 (7)3.2程序的设计 (7)3.2.1程序功能描述与设计思路 (7)3.2.2程序流程图 (8)4测试方案与测试结果 (8)4.1硬件测试 (8)4.2 测试条件与仪器 (9)4.3 测试结果 (9)4.3.1不同脉冲时间间隔对应速度测试 (9)4.3.2摆杆达到指定高度往复运动的时间测试 (10)4.3.3摆杆达到指定度数的测试 (10)4.3.4摆杆选择和配重平衡测试 (10)4.3.5摆杆完成圆周运动测试 (11)4.3.6基本功能（3）测试 (11)4.3.7测试分析与结论 (12)5结束语 (12)6参考文献 (12)附录1：电路原理图 (13)附录2：电机驱动原理图 (14)附录3：稳压模块原理图 (15)附录4：主程序 (16)附录5：角度传感器子程序 (18)简易旋转倒立摆及控制装置（C 题）【本科组】1系统方案本系统主要由系统模块、角度检测模块、电机驱动模块、电源模块组成。
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2012年山东省大学生电子设计竞赛A题低功耗数字多功能表的设计制作低功耗数字多功能表的设计制作摘要：用低功耗单片机为控制核心，设计了低功耗数字多功能表。
本系统包括：直流电压、交流电压、电阻、电容、三极管放大倍数的测量和正弦波信号源电路。
为了提高测量精度，在信号源、电阻、交流电压三个测量电路中，用OPA2111精密仪器放大器芯片，设计了自动较零型仪器放大器。
交流电压信号处理电路中，采用了AD736交流变直流芯片，测量精度较高。
按照题目要求完成了全部功能，并自由发挥增加了晶体管PN结电压的测量功能及温度测量功能。
仿真结果和试验数据表明，本系统具有较高的测量精度，再加后期研发完善，可推广作为数字万用表使用。
关键词：数字多功能表，低功耗，高精度，单片机控制Abstract: With low power consumption single-chip microcomputer as control core, design the low power consumption digital multi-function table. This system includes: dc volts, ac voltage, resistance, capacitance, triode magnification factor measurement and sine wave signal source circuit. In order to improve the measurement precision, the signal source, resistance, ac voltage three in the measurement circuit, with OPA2111 precision instrument amplifier chip, design the automatic a zero type instrument amplifier. In the ac voltage signal processing circuit, adopted AD736 ac variable dc chip, has high accuracy. According to the topic request completed all function, and free play to increase the diode and triode p-n junction voltage measurement function. The simulation results and test data show that this system has high measurement precision, add later research and perfect, can be generalized as digital multimeter use.Keywords: digital multi-function table, low power consumption, high precision, single-chip microcomputer control目录1.方案选择及论证 (3)1.1方案选择 (3)1.2设计方案 (3)2.硬件电路设计及理论分析计算 (3)2.1低功耗供电系统电路 (3)2.2直流电压测量电路 (4)2.3交流电压测量电路 (4)2.4电阻测量电路 (5)2.5电容测量电路 (5)2.6三极管放大倍数测量电路 (6)2.7正弦波信号源电路 (6)3系统软件设计 (7)3.1主程序流程图 (7)3.2系统自动休眠设计 (7)4.测试方案和测试结果分析 (7)4.1直流电压测量方法和测试结果 (7)4.2交流电压测量方法和测试结果 (7)4.3电阻测量方法和测试结果 (8)4.4电容测量方法和测试结果 (8)4.5三极管放大倍数测量方法和测试结果 (8)4.6正弦波信号源测量方法和测试结果 (8)4.7晶体管PN结电压测量方法和测试结果 (9)5自由发挥部分 (9)5.1测晶体管PN结电压电路 (9)5.2温度测量电路 (9)6结论 (9)参考文献 (10)附录1：系统电路原理总图 (11)附录2：部分程序清单 (12)1.方案选择及论证1.1 方案选择方案一：选用MSP430单片机为控制核心。
电子设计竞赛竞赛论文书写要求
好帮手竞赛设计报告书写要求
一、竞赛设计报告应包括的内容：题目，中文摘要及关键词、正文、参考文献。
另外还
可根据需要增加：附录（电路图等）内容。
字数要求在1500—3000字左右；
二、中文摘要：字数一般要求在150—200字左右，五号宋体书写摘要的内容。
多个关
键词之间用分号隔开。
三、正文应包括以下内容：
（1）总体方案设计：包括方案比较，方案论证等。
以方框图的形式给出各个方案，并简要说明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）以及所采用方案的特点。
（2）单元模块设计：各模块功能，电路，以及电路参数元器件选择等。
（3）系统调试：调试方法以及调试内容。
（4）结果分析：说明系统功能，指标参数等（与设计要求对比进行）。
（5）设计总结：包括设计小结，设计收获体会以及对设计的进一步完善提出见解和建议。
四、正文原则上包括上述五方面的内容，应根据实际情况划分，确定各节标题。
五、题目小三号黑体，正文中的一级标题用小四号黑体、二级及以下标题用五号黑体、
正文中其他中文字体以及图序图题、表序表题等均用五号宋体，英文字体用五号
Times New Roman字体。
六、页码编排：页码位于页面底端居中。
（格式没有特别严格要求，主要要求设计报告内容条理清晰，重点突出。
具体可参考全国大学生电子设计竞赛格式）。
电子设计竞赛论文范本
数控直流电流源（F题）摘要：本系统采用电流采样反馈调整控制技术，控制过程是利用LM741组成恒流源，结合放大电路，A/D转换电路，单片机最小控制系统，D/A转换电路等构成闭环系统。
通过采样将实际值输出到单片机，由单片机进行比较调整，控制电流输出。
由于使用了电流采样反馈调整控制技术，该系统具有可靠性好，精度高等优点。
关键词：数控电流源，AT89S52单片机，反馈控制，LM741Numerical Control DC Current SourceAbstract: Employing the feedback adjusting technique with current sampling .The closed loop system consists of the constant current source LM741, amplifier circuit, AD574 converting circuit, the processing by One-chip computer, and DAC7513 converting circuit. The One-chip computer is used to compare, adjust, control the current output by the real outputs sampling feedback. The system features good responsibility and high accuracy with the feedback adjusting control technique by current sampling.Key words: Numerical Current Source, AT89S52, feedback control, LM741一、方案论证与比较数模转换器D/A 与度不高。
电子设计大赛论文要求
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导航•首页•日志•相册•音乐•收藏•博友•关于我日志matlab常用图像操作图像增强及其matlab实现实例引用 09年在全国电子设计大赛论文写作要求电子设计 2010-06-20 15:33:52 阅读365 评论0 字号：大中小订阅本文引用自【NEC】宝剑锋【NEC】《09年在全国电子设计大赛论文写作要求》引用【NEC】宝剑锋【NEC】的 09年在全国电子设计大赛论文写作要求论文写作要求目录(单独页码)摘要和关键词(中英文)300字～500字左右Abstract and Key Word(英文)1．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标)1.1 设计任务(可从设计任务书上摘录)1.2 技术指标(可从设计任务书上摘录)1.3 题目评析(若为竞赛题目，可评析题目的重点、难点、实用价值；若为参展作品，则应说明创新点)2．方案比较与论证2.1 各种方案比较与选择方案一：×××方案二：×××方案三：×××根据题目的技术指标和要求，提出可以采用的几种总体实现方案，用方框图的形式给出。
然后分别论述各个方案的特点、实现难易程度以及性价比，对各种方案进行分析、比较其优缺点，最后说明本作品选择哪个方案，为什么选这个方案。
可从满足技术指标的要求、性价比以及当前的实际条件(元件、设备)等几个方面说明最终采用方案的理由。
有的系统需要对技术指标进行分配，并进行相应的说明。
2.2 方案证论对所选方案展开论证，工作原理分析，可借助于插图、流程图、表格等，论证的尽量详细，还要评价本方案达到的水平，国内外技术现状。
全国电子设计大赛 获奖论文
全国电子设计大赛获奖论文题目名称宽带直流放大器C题广东工业大学物理与光电工程学院参赛队员陆文贤温俊钟灵辉摘要本设计利用可编程增益宽带放大器THS7002来实现增益的主控制通过模拟开关配合运算放大器微调减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
输入部分采用THS7002内部的前置放大器作为输入级提高输入阻抗并且避免了独立前置运放PCB布线引入的噪声提高了系统的精确度和稳定性。
功率输出部分采用分立元件制作降低了成本。
设计并制作了满足放大器的直流稳压电源整个系统的3dB通频带010MHz最大增益66dB。
增益步进6dB。
不失真输出电压有效值4V。
关键词THS7002 可编程增益放大器宽带直流放大器1 系统方案1.1比较与选择方案一基于DAC的可编程增益放大器原理框图如图1所示_RVinV outDACVrefOUT 图1 基于DAC的宽带增益放大器在运放的反馈回路中使用DAC并通过数字控制调整增益。
DAC的控制字根据其参考电压Vref决定其输出电压的衰减系数。
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。
同时带宽会随着增益的减小而减小。
方案二基于VCA的可编程增益放大器使用控制电压与增益成线性关系的压控增益放大器VCA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所示。
这种方法能实现比较高的可调级数适合于负载经常变化需要闭环控制方面的应用。
但是由于D/A和A/D的量化误差和系统噪声方面的原因使得每一级的输出精度都不能很高而且受环境温度的影响较大。
图2 基于VCA的宽带增益放大器方案三基于PGA的可编程增益放大器使用软件可编程增益放大器直输出信号缓冲运放VCA D/A 单片机精密参考电压源功率输出级A/D 2 接通过单片机控制可编程增益放大器PGA由于PGA的放大倍数是在制造芯片的时候通过激光微调的方法来调节好的。
全国电子设计大赛论文电源设计
全国电子设计大赛论文电源设计Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#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。
系统总体框图如图所示。
图系统总体框图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。
图自举式主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：二极管一般需要的导通电压降。
在输出电压为时，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～，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。
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程控增益放大器（B题）程控增益放大器摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。
以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。
用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。
放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。
关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波目录1、引言： 12、方案设计： 12.1 总方案框图 12.2 DDS模块选择 12.3 滤波电路的选择 22.4 增益控制部分，放大器的选择 23、设计实现： 23.1 硬件设计 23.1.1 最小系统设计 33.1.2 滤波电路 33.1.4 放大电路 33.1.5 数模转换，电压输出电路 43.2软件设计 44、测试： 54.1、测试方法 54.2、测试条件 54.3、测试仪器 54.4、测试结果 65、结论及体会： 65.1 结论 65.2 体会 6参考文献： 7附录一： 81 最小系统和按键模块电路原理图 82 滤波电路原理图 83 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 94 增益控制电路原理图 105 DAC8032数模转换电路图 11附录二：主要源程序 121、引言：放大器是电子系统中最基本的单元电路，放大器的增益又是其中一个重要的性能参数，随着电路控制的日益精细，对放大器增益的控制和调整也变得越来越细致。
程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变且受控于控制接口的输出信号。
不同的控制信号，将产生不同的反馈系数，从而改变放大器的闭环增益。
通过单片机用程序来控制放大的增益，通过键盘输入放大倍数，再利用单片机输出相应的数字信号，然后通过DA变换，换成模拟电压信号，使用这个电压信号来控制放大器的放大倍数，实现了程控增益放大。
在灵活性方便性上远远优于传统的放大器。
2、方案设计：2.1 总方案框图Ui本系统原理方框图如图2.1所示。
本系统由DDS模块、51单片机、滤波电路、键盘、稳压电源、液晶显示屏、前置放大器、中间放大器、末级功率放大器等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
Uo220V~50HZ图2.1 系统总框图2.2 DDS模块选择常见的DDS模块有AD812和AD9850：方案一：AD812是一款低功耗、单电源、双通道视频放大器。
各放大器均提供50 mA输出电流，适合驱动一个后部端接的视频负载(150 ?)。
各放大器均为电流反馈型，0.1 dB增益平坦度为40 MHz，同时差分增益和相位误差分别为0.02%和0.02°。
因此，AD812非常适合专业视频电子设备应用，如相机和视频切换器等，不易于编程控制。
方案二：AD9850是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能数模变换器（DAC）和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成。
AD9850 采用32 位的相位累加器将信号截断成14 位输入到正弦查询表，查询表的输出再被截断成10 位后输入到DAC ，DAC 再输出两个互补的电流。
DAC 满量程输出电流通过一个外接电阻RSET调节，典型值3.9千欧。
将DAC 的输出经低通滤波后接到AD9850 内部的高速比较器上即可直接输出方波。
在125MHz 的时钟下, 32 位频率控制字可使AD9850 输出频率分辨率达0. 0291Hz 。
不仅可以满足题目需求，更是易于可编程控制，而且最常用的51系列单片机就可担任控制之职。
综上所述，DDS信号发生选择AD8950模块2.3 滤波电路的选择带通滤波和带阻滤波器：带通滤波，允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段，带阻滤波，能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平。
根据题意，我们需要特定的频段的波，因此选择带通滤波。
2.4 增益控制部分，放大器的选择方案一原理框图如图2.2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。
高频放大高频放大+_ +输入V’_R图 2.2 场效应管放大器电路图方案二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。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如AD603。
其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定；而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作带宽,单级实际工作时可提供超过20dB的增益,两级级联后即可得到40dB以上的增益,通过后级放大器放大输出,在高频时也可提供超过60dB的增益。
综上所述，选后者方案，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。
3、设计实现：3.1 硬件设计根据题目以及设计要求,结合上述各种方案的考虑,充分利用模拟和数字系统各自的优点,发挥综合优势,使信号都在单片机的数字算法控制下得到最合理的前级放大,使其放大倍数精确。
输入信号通过前级可控增益放大,放大倍数由单片机通过D/A转换提供的电压控制。
3.1.1 最小系统设计采用最常用又满足需求的STC89C52RC单片机，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
单片机最小系统及按键电路原理图见附录一。
3.1.2 滤波电路在经过理论方案论证后，直接选择带通滤波，按照滤波需求，用仿真软件经过不断调试，设计出滤波电路。
其中无法采购到满足需求的电感，采用自制方案，利用经验公式：（其中Do为线圈骨架内径，b为骨架轴长，C为线圈厚度，D为线圈平均直径，D=Do+C）。
滤波电路原理图详见附录一。
3.1.3 DDS模块采用AD公司的AD9850芯片作为DDS信号源，产生正弦波和方波信号，并且输出信号的输出频率可调节，频率调节步进可调，输出的频率最大是62.5MHz，满足题目要求。
输出的幅度范围是0~1V（正弦波）和0~4V(方波)，使用STC公司90C51单片机做核心控制器，使用2.8寸TFT彩屏显示输出的频率和功能，使用独立按键人做机交互的外部输入控制。
自制DDS模块及其外围电路系统原理图详见附录一。
3.1.4 放大电路实验最开始使用的是TI公司的THS3001芯片作为放大电路的核心级联组成放大电路，由于实验过程中芯片损坏，在无法重新购买元器件的情况下，综合考虑，最终选择了AD603作为放大电路的核心。
AD603是一个低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系，压摆率为275V/μs。
管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在-11～+30dB时的带宽为90MHz，增益在+9～+41dB时具有9MHz带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。
该集成电路可应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/D转换量程扩展和信号测量系统。
AD603内部结构图如图3.1所示。
AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF（31.07~51.07）的放大器、0~-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。
图3.1 AD603内部结构图高增益要求下AD603级联应用，在要求高增益的场合，可采用两片或多片AD603级联的形式，级间通常采用电容耦合。
两片AD603级联时，总增益控制范围为84.28dB=(42.14*2)。
AGC实用电路：由AD603的原理可知，其增益控制VG若与输入信号成反比，便可实现AGC功能，获得AGV电路的增益控制电压，通常采用半波检测电路或RMS （有效值）电路。
一种利用AD590与一只三极管等组成宽范围温度补偿的半波检测电路和两片AD603级联而构成的AGC实用电路，根据此电路设计出符合本次题意的增益控制电路，原理图详见附录一。
3.1.5 数模转换，电压输出电路采用DAC0832八位D/A转换器，本设计要求增益调节范围为0dB~60dB,由公式AG=80Ug+20(dB)得出Ug=-1/4~1/2。
电路图详见附录一。
3.2软件设计本系统软件主要包含了系统初始化程序、LCD12864显示程序、键盘程序、DA 转换程序等。
利用了结构化和层次化的设计方法，具体就是把底层的硬件接口处理编制为独立底层子程序，并向上提供处理的数据，相应功能模块利用底层处理子程序处理的数据、不直接与硬件打交道，并向上层全功能模块提供处理后的数据；交互等全功能模块再利用基本功能模块提供的接口构建完成本模块功能；主程序调用相关的全功能模块构建出系统。
程序主要代码详见附录二软件流程图如图3.2否是图3.2 软件设计流程图4、测试：4.1、测试方法（1）硬件测试：每级分开，单独测试，然后级联测试，测试是否达到要求；（2）软件测试：液晶屏是否显示，按键是否能控制增益并液晶显示；（3）软硬件联调：全部连接起来后，通过按键来控制增益，显示输出幅度，并用仪器检测，看是否显示准确。
4.2、测试条件检查多次，硬件电路与原理图完全相同，检查无误，确定电路保证无虚焊。
连接示波器，4.3、测试仪器详见表4.1表4.1 测试仪器列表4.4、测试结果（1）增益分为7档可调：0dB、10dB、20dB、30dB、40dB、50dB、60dB,实际测量最多误差为2dB,满足基本要求和发挥部分要求；（2）DDS模块可以产生正弦扫频信号，步进频率100kHz,也满足发挥部分要求；（3）在0~60dB内可以以5dB步进任意设定增益；（4）其他各项要求大部分可实现。