电子设计大赛优秀作品论文

摘要：本设计采用 ………作为直流恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现了............。系统的显示部分采用128×64点阵式液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制………；电流测量采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密取样电阻，……… A/D输入口进行电流检测和监控。电源部分采用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用分离元件实现稳压，并且利用稳压管和LM358运放进行稳压和过流保护，以满足后级功率需求。关键字：电源、一、 方案论证如题目要求，系统主要由控制器模块、电源模块、电流源模块、负载模块及键盘显示模块构成，下面分别论证这几个模块的选择。1、 控制模块的选择方案方案一：采用AT89C51单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单，只需要完成数控部分、键盘输入以及显示输出功能。采用AT89C51进行控制比较简单，但是51单片机资源有限，控制输入输出，需要外接8279之类的芯片进行I/O扩展。 方案二：采用………….单片机进行控制。………….单片机具有……。经综合考虑和分析，本设计采用方案二更能满足设计要求。2、 电源模块的选择方案由于该题要求输出……方案一：采用三端稳压集成电路一般的三端稳压集成块稳压效果较好，但难以达到2A以上的大电流输出，为了满足本题需要可以采用多块稳压集成块并联的方式来扩流。这种电路理论上输出电流能力为各块集成块输出最大电流的和。要达到比较好的稳压效果，要求并联的各稳压块参数尽量接近。在应用中发现，当电流接近理论值时，稳压效果急剧变差，这是由于器件的不一致性所造成的。因此，要取得好的稳压效果，理论输出最大电流值要大于所需电流值，这必然造成器件的浪费，且器件的选择还必须参数尽量接近。方案二：采用全桥整流加电容滤波电路该电路广泛应用于一些要求不太高的电流直流电源中，其驱动能力和后级的滤波电容有关，该电路显著的特点就是能够比较好的满足电流的瞬态相应，而如果负载要求持续的大电流输出，该电路将无能为力。方案三：采用三端稳压集成电路外接扩流管这种电路既利用了稳压集成块优秀的稳压性能，又能够有一定的电流输出，在一些高精度的线性稳压电源中被广泛采用，其基本电路图如图所示。采用三端稳压集成电路LM7812驱动达林顿管TIP127，该管最大集电极电流为8A，仿真时当电流为3A左右时，纹波电压仅为几十uV，有着非常优异的性能。经综合考虑和分析，本设计采用方案……更能满足设计要求。3、电流源模块的选择方案方案一：由晶体管构成镜像恒流源该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。另一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为200～2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二：由运算放大器构成恒流电路运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路，输出电流同样只能达到几十毫安，远远不能满足设计要求，因此必须加上扩流电路。方案三：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。采用高精度运算放大器OP07，更能增加其准确的性能；采用达林顿管TP127进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。鉴于上面分析，本设计采用方案三。4、显示模块的选择方案方案一：采用LED数码管显示。由于要求显示设定值和测量值，需要显示的值比较多。采用LED数码管需要用动态扫描，占用资源比较多。整个显示界面显得不太友好。方案二：采用LCD液晶显示器显示。采用128×64点阵LCD液晶显示，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省了软件中断资源。其缺点在于显示内容需要存储字模信息，需要一定存储空间。由于作为控制器的单片机SPCE061A有32K字的Flash，有足够的存储空间，存储字模数据绰绰有余。……………………………二、 硬件设计根据题目要求和以上论证，本设计的系统框图如图………所示，主控制器与各外围模块的硬件连接图如图…………….所示。 系统的硬件部分主要包括三大部分：恒流源电路、电流测量电路和单片机控制电路。（1）电源电路的硬件设计在本系统中，要求输出2A的大电流，而且对纹波的要求很高，电源部分的电路图如图所示。50Hz交流220V电压经过变压器，输出约±20V交流电压，经过全桥进行整流，通过电容滤波，100nF、用于滤除电源中的高频交流成分。采用三端稳压集成电路LM7812驱动达林顿管TIP127，使电源输出电流能达到2A以上，以满足电流源的需要。 图 电源部分电路利用Multisim 8对图电源电路进行仿真。当正负两路电源输出负载为5Ω时，分别用虚拟万用表测量正负两路电源的输出电压（即图的节点11和节点6），以及通过负载的电流，得到结果如所示。正端电源输出电压为，流经负载电流为；负端电源输出电压为，流经负载电流为。正负两路输出功率均能达到20W，满足电流源最大电流2A，最高电压10V的输出功率要求。 图 正负电源负载端电压电流仿真结果（2）数控电路的设计（5）键盘电路的设计在本系统中，键盘主要用于设定电流源的输出电流值。为了操作更方便，采用了1×8按键，连接到SPCE061A单片机IOA的高8位，采用直接检测电平的方法检测按键。其中使用了5个按键，按键面板如图所示。设定键用于正常状态和设定状态之间的切换。左右键用于设定状态下，设定位置的选择；上下键用于改变设定位的值。调节范围为0～2A，步进1mA。 图 键盘面板图（6）显示电路的设计本系统采用128×64 LCD液晶点阵显示。8位数据线分别连接到SPCE061A的IOB高8位，并且利用IOB3～IOB7作为控制线。正常状态下显示面板图如图所示。当设定电流和负载电阻的配合使负载两端电压值超过题目要求的10V最大电压时，将会输出警告信息，此时显示面板输出图如图所示。 图 正常状态下显示面板图 图 报警状态下显示面板图三、 软件设计1）主程序流程图软件的主程序流程如图所示。主程序不断检测是否有按键输入，如果有按键，则进行相应的键值处理，根据按键改变设定的电流值，实现数控输入。再根据设定值，对应改变显示内容和DAC输出的控制电压。当设定电流值为正的时候，通过………..的I/O口控制两个模拟开关的导通与截止。四、 电路测试五、 结论本系统以凌阳十六位单片机………芯片为核心控制器件，控制液晶显示，键盘输入，恒流输出设定和电流输出检测等各个部分。数控恒流源可以在输出口电压不超过10伏的情况下输出-2A到2A的恒定电流，具有输出准确，纹波少，输出稳定等特点，基本达到了竞赛题目中要求的各项任务和功能。在系统设计过程中，功率器件和控制器件隔离布线，对大功率器件进行了较好的散热处理。因为时间有限，该系统还有很多值得改进的地方：电源部分加入过载自动保护电路，以防止负载过大时的系统过载；采用12位的AD和DA对恒流源电路进行更加精确的检测和控制，因为整体硬件电路经过测试可以将输出电流精确到；增加监测点，当输出口电压大于10伏时进行报警；增加风扇或其他更好的散热设备和温度检测设备，当恒流源连续输出大电流系统过热时，对整个系统进行充分的散热，这样也可以使输出的最高电流2A向上提升到5A以上。六、 参考文献1、 王兆安、黄俊。电力电子技术【M】.5.北京：机械工业出版社，。2、 康华光主编。电子技术基础.数字部分.5.北京：高等教育出版社，、 黄智伟主编。全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京：电子工业出版社，

空喊口号。在结尾处为表明自己的立场、态度，大喊着与文章内容无关的口喊，这种结尾大煞题。③拖泥带水。结尾意思已经明了，却迟迟不肯收尾，冲突了文章的主题。

全国大学生电子设计竞赛论文写作指导【日期】2009-8-19 【人气】280【作者】电工电子实验中心 【来源】电工电子实验中心 ——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[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。※ 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。※ 比较复杂的电路：按功能划分单元，分别叙述各个单元电路的设计内容，给出该单元电路图，简述工作原理，列出参数计算。※ 完整性4分，电路图、电路原理、参数计算：分别得分1，1，2分。※ 规范程度2分：元件符号要用新的国标。布局、布线要简洁明了，电路与电路之间的连接要用箭头、符号表示清楚。※ 公式应为工程计算公式，而不是理论公式。可以先给出理论公式，然后给出工程计算公式，但依据必须是工程计算公式。※ 软件设计：要给出程序流程图，设计思想、特色、创新要写上。※ 具体给分，视软、硬件的比重而定。[测试方法与测试结果]※ 事先进行测试方法设计，包括所用仪器、系统连接、调试步骤、测试表格。要保证有序、有目的进行测试，好的测试设计可以收到事半功倍的效果。※一定注明所测数是有效值，还是峰值、峰—峰值。※ 测试方法必须正确（正确性占4分）。※ 必须记录原始数据，如果有必要，还应重复1次至多次的测量。※ 数据完整程度占4分，项目齐不齐，数据点够不够，要事先考虑周到。※ 测试仪器，注明仪器名称、型号，高档、高精度的、不常用的仪器，应注明档次、等级、精度。给分1分。※[讨论]内容包括：结果分析，总的达标情况，产生误差的原因，改进、改善的措施，该作品的优缺点自我评价，特点、特色、创新……。※ 结果分析4分※ 特色、创新分，一般5～10分。有的在报告的50分中给出，有的在硬件的50分中给出。※[卷面] 2～3分。

电子设计大赛报告论文

随着人们自身素质提升，报告的使用成为日常生活的常态，多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。我们应当如何写报告呢？下面是我为大家收集的电子设计大赛报告论文，欢迎大家分享。

摘要： 突出重点。电路主要由哪几部分构成，针对某一技术难题，本组的解决方案。最后总结本设计的总体特点（稳定性、可控性、带宽....），完成/基本完成了全部基本功能及扩展功能。本作品基于压控对数放大器设计，由前级放大模块、增益控制模块、......

关键词： 比较器正弦波—方波转换电路……

一、总体方案设计

列些出设计功能，具体指标。

设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源

（1）电压增益AV≥40dB，输入电压有效值Vi≤20mV。AV可在0～40dB范围内手动连续调节。

（2）最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V，输出信号波形无明显失真。

（3）3dB通频带0～5MHz；在0～4MHz通频带内增益起伏≤1dB。

（4）放大器的输入电阻≥50，负载电阻（50±2）。

（5）设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。

根据要求，总体电路可由三个模块构成：1.模块一名称；2.模块二名称；3.模块三名称。具体说明每一模块的功能。

二、方案比较/论证（针对框图中的每一模块的内容进行方案比较）

模块一名称

方案一：……

方案二：……

方案三：……

总体讨论上述方案的利弊，做出本设计的选择。

模块二名称

方案一：……

方案二：……

方案三：……

总体讨论上述方案的利弊，做出本设计的选择。

模块三名称

方案一：……

方案二：……

方案三：……

总体讨论上述方案的利弊，做出本设计的选择。

可控增益放大器

方案一： 采用场效应管或三极管控制增益。主要利用场效应管的可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制，本方案由于采用大量分立元件，电路复杂，稳定性差。

方案二： 为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用高速乘法器型D/A实现，比如AD7420。利用D/A转换器的`VRef作信号的输入端，D/A的输出端做输出。用D/A转换器的数字量输入端控制传输衰减实现增益控制。此方案简单易行，精确度高，但经实验知：转化非线性误差大，带宽只有几kHz，而且当信号频率较高时，系统容易发生自激，因此未选此方案。

方案三： 根据题目对放大电路增益可控的要求，考虑直接选取可调增益的运放实现（如运放VCA810）。其特点是以dB为单位进行调节，可调增益±40dB，可以用单片机方便地预置增益。

方案三电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。所以本系统采用方案三。

三、理论分析及参数计算

根据设计要求，针对上述所选方案，进行理论分析及整体电路主要外围元器件参数计算。

带宽增益积

带宽增益积(GBP)是这是用来简单衡量放大器的性能的一个参数，这个参数表示增益和带宽的乘积。按照放大器的定义，这个乘积是一定的。题目中要求放大器最大电压增益AV≥60dB，即Gain≥1000V/V。

放大器的通频带0～10MHz，所以本放大器的带宽增益积为GBP=1000*10M=10G

单个放大器是很难达到10G的GBP，所以我们考虑多级放大器级联。

经过查阅手册，OPA691的GBP为450M，级联上后级的VCA810和THS3120，足以达到题目要求。

四、单元模块设计

模块一电路：

根据理论分析结果设计电路，进行器件选择，（接口电路的连接），对所选电阻、电容、运放等的参数大小进行分析计算，描述模块中信号的流向、变化，画出具体电路图。

模块二电路：

.......

模块三电路：

.......

压控增益电路

可控增益调节部分我们使用压控增益放大器VCA810，VCA810在宽频带工作模式下，增益控制范围为-40dB～+40dB，且控制电压与增益dB数成线性关系，满足设计要求。其中1脚为了匹配输入阻抗并接了50

的电阻，8脚接25的偏置电阻，其中5脚接500的负载电阻.......如图2所示。

五、系统测试及数据分析

测试方法

测试方法

（1）用示波器和信号发生器手动扫描测带宽。

（2）用串入电阻法测输入电阻10MHz带宽测试结果：

打开带宽控制开关选择不同带宽进行设置增益40dB，Vinp-p=3mV，观察示波器测试信号源的频率及步进，并记录电压峰值。

测试仪器

测试仪器

（1）泰克TDS100260M数字示波器

（2）RIGOLDS102220M信号源

测试数据（根据要求列出各个表格,列出实际测量实际值及理论值，最好能进行多次测量，保证数据的确切性，不是偶然的。）

数据分析（根据的各表格，分析电路指标是否达到题目要求）

由表1可以看出放大器在预置带宽为5M的时候，0~4M通频带内很平坦，最大起伏出现在3M、增益40dB的时候，放大dB数为，,完全符合题目要求中通频带内增益起伏≤1D的指标。

由表2可知，系统可以实现电压预置并可以实现5dB的步进，而且可以输出9V左右的有效值。

六、结论

总结达到那些指标：

总结未达到那些指标，分析可能原因。

作品达到了题目所有基本和部分扩展功能及指标的要求：

（1）最大电压增益Av≥60dB，输入电压有效值Vi≤10mV。

（2）在Av＝40dB时，输出端噪声电压的峰－峰值VONPP≤。

（3）最大输出电压正弦波有效值Vo≥5V，输出信号波形无明显失真。

（4）电压增益Av可预置并显示，预置范围为0～60dB，步距为5dB并且可以手动连续调节）；放大器的带宽可预置并显示（5MHz、10MHz两点）。在通频带内增益起伏≤1dB。

（5）通过制作开关电源来提高电源效率。

（6）本设计多使用集成芯片，以较低的成本实现了题目要求。

存在问题及改进措施：