2017年全国大学生电子设计竞赛设计报告

摘要：本设计以STM32F103单片机为控制核心，采用全桥式DC-AC拓扑结构，设计了输出电压和频率稳定，同时输出功率在一定范围内可调的三相逆变器，制作了由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统。本系统由STM32单片机输出SPWM波控制IR2110驱动芯片驱动开关管实现正弦逆变。采用数字PID算法实现电压反馈精准控制输出电压，通过零点检测校正输出电流相位控制相位同步，采用主从设置法实现均流控制，有效地控制了两组逆变器。本系统具有过流保护功能，反馈系统自动调整输出功率，由OLED显示当前工作状态。系统达到了设计要求中的大部分指标，工作稳定，经济简洁，可靠性较高。

关键词：STM32F103 SPWM 正弦逆变

一、系统方案

1.DC-AC模块拓扑结构的选择

系统要求逆变器提供三相对称交流电。考虑以下两种方案能够实现逆变。

方案一：三相三桥式电路结构。三相三桥式电路成本低，能够通过软件进行补偿，电路结构简单，容易实现。但程序控制相对复杂。

方案二：三相四桥式电路结构。三相四桥式电路工作效率高，不会产生泻流，同时具有抗不平衡功能。但电路结构复杂，驱动电路也相对复杂。

结合本题要求，逆变器需提供三相对称交流电且考虑到时间问题，所以采用方案一。

2.控制系统的选择

方案一：采用MSP430单片机。MSP430系列是一种16位超低功耗、具有简单指令集的混合信号处理器。能够在25MHz晶振的驱动下，实现40ns的指令周期，具有16位的数据宽，具有独特的超低功耗，中断源较多，并且可以任意嵌套。

方案二：采用STM32F103处理器。STM32系列运行速度快，时钟频率可达72MHz，11个定时器以及丰富的I/O口，并且内置3个12位的A/D转换器，2个12位D/A转换器，其高级定时器可产生带死区互补的PWM波，性价比较高。

鉴于STM32F103处理器运行速度更快，成本更低，资源也满足设计要求，因此本设计选用方案二。

3.电流检测方案的选择

方案一：霍尔传感器。采用ACS712霍尔传感器实现对电流的采样及检测，其测量精度高，无须考虑共模电压的影响。但其一致性较差，且易受磁场影响。

方案二：精密电阻。采用精密电阻将电流信号转换为电压信号，在该方式下参数一致性好，线性度高，能够达到较高的检测精度。但在精密电阻上会存在一定损耗。

方案三：电流互感器。电流互感器依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。其响应频率范围宽、精度高、受外界因素影响小。

考虑到外界因素及电路损耗，选择方案三。 4.整体框图

系统整体框图如图1所示。

图1 系统示意图

二、理论分析与计算

1.效率提高方法

系统主要的损耗来源于逆变器在工作条件下的转换效率，逆变器的效率 为逆变器输出功率除以直流电源的输出功率。

能量的损耗主要是在MOS 管开关的瞬间，因此选择开关速度快，导通电阻小的MOS 管，综合比较后选择IRF3205场效应管，其导通电阻仅为8m Ω, 开关时间平均为50ns ，开启电压典型值gs V = 3V ，是一款综合性能比较适合本题的MOS 管。

同时选择适当的开关频率（SPWM 频率），较高的频率有利于提高逆变正弦电压的精度，但由于开关管寄生二极管的存在，随着频率的提高开关管的损耗也会随之增加：

12on D o on s P U I t f =

1

2

o f f D o o f f

s

P U I t f

= 开关管损耗与频率s f 成正比，开关管频率越大，损耗也随之升高。因此，在经过多次尝试之后，开关频率选择较为适中的18kHz 。

2. 两台逆变器同时运行模式控制方法

（1）均流控制

为提高系统的可靠性，尽可能不增加外部均流控制措施，采用主从设置法。主从设置法即是认为选定一个模块作为主模块，其余模块作为从模块。用主模块的电压调节来控制其余并联模块的电压调整值，所有并联模块内部具有电流型内环控制。由于各从模块电流按同一基准电流调制，从而与主模块电流一致，实现均流。

（2）同步相位控制方法

两逆变器并联供电之后，必须保证并网后逆变输出的交流电流与电网电压波形保持同频、同相。

为保证频率同步，本系统设计的逆变器硬件结构及软件控制完全相同。系统采用主从法实现相位同步，两逆变器分别由两个独立的STM32最小系统控制，由逆变器1的控制系统检测零点，每经过一次零点传输一次信号给逆变器2的控制系统，逆变器2接收信号后调整相位与逆变器1同步。

三、电路与程序设计

1.主电路设计

主电路如图2所示。

图2 正弦逆变电路

逆变电路中的SPWM信号经由驱动芯片IR2110驱动MOSFET管导通，输出通过一阶LC低通滤波滤除高频成分，即得到50Hz的正弦波形。IR2110为半桥驱动芯片，只需连接少

量的阻容元件，利用内部自举电路即可实现对桥路的驱动。逆变输出的电压波形为含有高频分量的SPWM 波，需要增加低通滤波。采用一阶LC 滤波低通无源滤波。电路信号中的调制波频率为50Hz 载波频率为18KHz ，所以设置滤波器的截止频率为100Hz ，电感L 和电容C 取值可按照如下公式选取：

(12c f = 100c f Hz =

在现有的器件经过多次尝试后，取3C F μ=，1L mH =。由于电感是手动绕制而成的，电感值存在一定的偏差。 2.控制电路设计

控制电路使用两块STM32最小系统板结合驱动芯片IR2110分别控制两个逆变器配合工作。STM32最小系统板输出原始SPWM 波经由驱动芯片IR2110完成对开关管的控制，驱动电路如图3所示。

图3 IR2110驱动电路

3.系统程序框图如图4所示

图4 主程序流程图

四、测试方案与测试结果

1.测试条件

直流稳压源 型号：PF1719A 数字示波器 型号：TDS2022 万用表 型号：FLUKE 115C 2.测试方案与结果分析

（1）外接负载时电流电压的测试

仅使用逆变器1工作时，测试负载线电流有效值1o I ，线电压有效值1o U 。记录测试结果。测试结果如表1所示。

表1 测量数据

分析：外接三相负载情况下，电流有效值为，电压有效值为，偏差不超过0.2V 。

（2）效率的测试

测试输入、输出电压和电流，d U ，d I 和1o U ，1o I

效率o d P P η=，其中

11o o o P U U =

? ，d d d P U U =?。测试结果如表2所示。

表2 测量数据

分析：计算得出η=96%。

（3）失真度测试及频率测试

经过数字示波器FFT粗略观察，一次谐波分量与基频相比衰减了32dB，高次谐频衰减更加迅速，计算可得，失真度约为3220

10-=2.51%，正弦波频率显示为50Hz。满足基本部分的要求。

3.结果分析

从以上的分析测试结果中可以看到，本系统实现了基本要求大部分指标。

五、参考文献

[1] 童诗白,华程英.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2] 阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3]黄智伟,王彦,陈文光等.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4] 高吉祥,唐朝京.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程（电子仪器仪表设计）[M].北京:电子工业出版社,2007.

[5] 杨振江等.基于STM32 ARM处理器的编程技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2016.

[6]（美）Sanjaya Maniktala.精通开关电源设计[M].北京:人民邮电出版社,2015.

附录I：完整电路图

附录II：主程序源代码

//#include "stm32f10x.h"

#include "pwm.h"

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "adc.h"

#include "OLED_I2C.h"

#include "stdlib.h"

#include "math.h"

//#include "usart.h"

extern vu16 AD_Value[N][M]; //用来存放ADC转换结果，也是DMA的目标地址extern vu16 After_filter [M]; ////用来存放求平均值

extern float k;

int main(void)

{

u16 adc1;

//u16 adc2;

float temp,temp1,itemp;

delay_init();

LED_Init();

Adc_Init();

MYDMA_Config(DMA1_Channel1,(u32)&ADC1->DR,(u32)&AD_Value,N*M );

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //启动DMA通道

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

TIM1_PWM_Init(1999,1);//PWM 频率=72000/(256)/46

I2C_Configuration();

OLED_Init();

OLED_CLS();//清屏

OLED_ShowStr(0,0,"ADC_CH1_V AL:",1);

OLED_ShowStr(0,2,"ADC_CH1_VOL:0.00V",1);

OLED_ShowStr(0,4,"ADC_CH1_RVL:00.00V",1);

OLED_ShowStr(0,6,"ADC_CH1_xxL:0.0",1);

//OLED_ShowStr(0,6,"ADC_CH1_AOL: 0.000A",1);

k=1;

while(1)

{

Get_Adc_Average();

adc1=After_filter[0];

//adc2=After_filter[1];

OLED_ShowNum(72,0,adc1,5,1);//显示ADC 的值

//itemp=temp1;

temp=(float)adc1*(3.3/4096);

//temp1=10*temp+0.8;

// temp1=14.3294*temp/1.4142;

// temp1=15.1656*temp/1.4142;

// temp1=14.5687*temp/1.4142;

temp1=15.6692*temp/1.4142-1.7125;

itemp=temp1;

//

if(k<0.99)

temp1=14.7073*temp/1.4142;

else

temp1=14.6392*temp/1.4142;

if((itemp-24.0)>0.04||(24.0-itemp)>0.04)

{

if(k>=0.8)

{ if(itemp-24)

{

if(itemp-24>1)

k-=0.04;

else if(itemp-24>0.5)

k-=0.03;

else if(itemp-24>0.3)

k-=0.02;

else if(itemp-24>0.2)

k-=0.008;

else if(itemp-24>0.1)

k-=0.001;

}

}

if(k<=1.1)

{

if(24-itemp)

{

if(itemp-24>1)

k+=0.01;

else if(24-itemp>0.5)

k+=0.008;

else if(24-itemp>0.3)

k+=0.005;

else if(24-itemp>0.2)

k+=0.002;

else if(24-itemp>0.1)

k+=0.0005;

}

}

}

adc1=k;

OLED_ShowxNum(72,6,adc1,1,1);

adc1=k*100-adc1*100;

OLED_ShowxNum(72+12,6,adc1,2,1);

delay_ms(20);

LED1=!LED1;

adc1=temp;

OLED_ShowxNum(72,2,adc1,1,1);//显示电压值

temp-=adc1;

temp*=100;

OLED_ShowxNum(72+12,2,temp,2,1);

adc1=temp1;

OLED_ShowxNum(72,4,adc1,2,1);//显示基准电压值

temp1-=adc1;

temp1*=100;

OLED_ShowxNum(72+18,4,temp1,2,1);

//

// adc1=itemp;

// OLED_ShowxNum(72,6,adc1,2,1);//显示基准电压值// itemp-=adc1;

// itemp*=100;

// OLED_ShowxNum(72+18,6,temp1,2,1);

// temp1=(float)adc2*(3.3/4096);

// adc2=temp1;

// OLED_ShowxNum(72,0,adc2,1,1);//显示基准电压值

// temp1-=adc2;

// temp1*=1000;

// OLED_ShowxNum(72+12,0,temp1,3,1); //

// delay_ms(500);

}

}

全国大学生结构设计竞赛赛题

第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1．命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。 重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。 相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。 2．赛题概述 本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。 图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图 配重1M 配重2M 配重2M 后固定板 前撞击板 螺杆 钢底座 钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽 模型部分（含部分加载装置） 加载台座 θ θ 加速度传感器 螺杆 硬橡胶

3．模型要求 图3.1.模型要求示意图 图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板 后固定板 底板 模型平面尺寸要求示意图 要求平整，且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整，且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图 允许固定区域 硬橡胶

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

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告为了繁荣建筑创作，提高建筑专业大学生的设计能力和综合素质，促进青年人才的成长，中国建筑学会与全国高等学校建筑学专业指导委员会、中国联合工程公司在去年成功举办第一届“中联一等奖 杯”全国大学生建筑设计方案竞赛的基础上，今年举办的第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛又创出佳绩。本次竞赛至2010年10月20日截稿之日，共收到包括香港地区在内的全国26个省、自治区、直辖市100多所高校报送的746项作品，创近年来新高。 第二届中联杯评选工作于2010年12月23日在杭州进行，评审委员会由中国工程院院士何镜堂，全国建筑设计大师韩光宗、何玉如、郭明卓，中国建筑学会秘书长周畅，全国高校建筑学科专业指导委员会主任仲德崑，以及清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、重庆大学、西安建筑科技大学等著名院校建筑学院的院长、副院长等十三位专家组成，何镜堂院士任评审工作委员会主任。评审工作自始至终坚持“公开、公正和公平”的评选原则，通过评委会多轮的投票筛选，共选出107项入围作品，其中包括一等奖2项，二等奖5项，三等奖10项以及优秀奖90项。对于此次参赛作品的综合水平，评委们给予了极高的评价，不论是从参赛数量还是作品质量，相对于去年都有了一个较大的提升。以“我的城市，我的明天”为主题的746份作品，以不同的创作手段，不同的表现方式，体现出年轻设计者对中国城市发展中的焦点问题的关注，同时也具有一定的探索未来的意义。对于今年部分作品中体现的环保与绿色建筑的思想，也反映了我国建筑教育的一大进步。对于“中联杯”的两次成功举办，评委们给予了很高的肯定与期望，希望它能成为建筑学大学生的一个“品牌”，成为学生放飞思想、释放创意的一个良好平台，为推动建筑学的发展做出贡献。 获奖人员及项目名单详见附件。 附件：第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果 中国建筑学会 中国联合工程公司011年1月30日

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

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 大跨度屋盖结构 随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会 需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大 批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型 总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域 图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板 承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱 底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：

(1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm；

（2） 中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸， （3） 外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构 仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任 何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足 空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。） 柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构 屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于 125mm （允许误差 +5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误 差 +5mm ）。 平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构 覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。 屋盖结 构覆盖面积（水平投 影面积）不小于900>600mm ，也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。 屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求 模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ； (I ； ② 图-2承台板平面尺寸图 、柱脚内界 口 g □ Trfrii?尺寸范应 （85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范 柱位 12UW

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

黄祖慰-第五届全国大学生结构设计竞赛总结(技术版)

第五届全国大学生结构设计竞赛总结 （技术版） 黄祖慰20080537 5th国赛的作品，是总结了4th国赛的失败教训，以降低模型量为重点的模型设计和制作成果。我们通过不懈努力，终于到达了目标。在这次比赛中，我们研究出了一些先进的模型设计和制作技巧和积累了更多的设计和制作的经验。在此，我将通过模型从无到有的整个过程进行具体的介绍。 一、研读赛题 读懂题目在结构设计竞赛中是一个最基本的要求，要做到对赛题的点点滴滴熟记于心，并且从规则中发掘模型设计的切入点。 要想获得大奖，就要对题目认真分析；努力寻找漏洞显得相当重要，是一条迈向成功的捷径。在本次结构设计竞赛模型中，整体铁块，虚悬挑梁等都是针对题目漏洞而设计的，为模型重量的减轻做出了重要贡献。 二、准备制作工具 所谓公欲善其事必先利其器，要想做好一个模型，一套好的工具是必须的。在制作模型初期，选手可以采用非比赛指定工具来制作模型。虽然赛题中已经明确规定了制作工具，但是由于提供工具的局限性，有些很好的想法不能够在模型上做出来。我的建议是，先使用的工具，把想法尽可能表现出来，等到模型初步定型后，再使用比赛指定工具，寻求达到同样效果的模型的制作

方法。为了提高制作精度，画线笔可采用0.38mm的水笔。 三、研究材料特性 所谓知自知彼方能百战不殆，在制作模型之前，必须先对材料进行分析，了解材料的特性，由此得知材料的实际力学性质和可加工性质。下面我就罗列我对本次比赛的复压竹皮、竹制底板和502胶水的性质研究的一些心得： 1、复压竹皮在顺纹路方向存在连续纤维，利于受拉。但是顺 纹容易被撕裂。 2、规格为0.2mm的竹皮为单层竹皮，应注意竹皮上存在的 竹节的薄弱点，应尽量避开；此种竹皮，一面为光面，一面为 毛面，粘贴时，光面的粘接速度要快于毛面，但是最终粘接紧 密性毛面为优。使用单层竹皮作为拉杆，存在风险，北京交通

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

北京大学生建筑结构设计竞赛

第七届北京市大学生建筑结构设计竞赛 B组赛组（桥梁方向） 一.题目 北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥设计 二.设计资料 （一）工程概况 1.具体交通需求 为解决回龙观地区非机动车出行不便问题，北京市拟建一条自行车专用路。该专用路与京藏高速相交，采用立体交叉形式上跨京藏高速。在京藏高速东西两侧辅路设有人行梯道，保障拟建自行车专用路与现况京藏高速辅路非机动车系统及行人道实现交通跨越。 沿着京藏高速路纵向240米范围内，共有5座跨京藏高速路的高架桥（2座已建，2座待建，1座本桥），跨京藏高架桥作为此区域从北向进京的第一座桥，形成标志。 图2-1-1 拟建高架桥平面图

图2-1-2 拟建高架桥道路纵断面 2.跨越线路需求-京藏高速 京藏高速主路按高速公路标准建设，计算车速为100km/h，双幅路形式，三上三下六车道，中间分隔带宽度2.5m，西侧主路横断面形式为：0.5m路缘带+3×3.75m车行道+3m硬路肩（含0.5m路缘带）+0.75m土路肩，宽度为15.5m。京藏高速辅路在主路两侧布置，为单向3车道，横断面形式为1.0m检修步道+0.25m路缘带+3×3.25m机动车道+2.5m非机动车道 +1.5m人行道。 道路等级、规划红线、规划断面、节点形式等见下表：

图2 拟跨越线路具体情况 （二）拟建场地工程地质条件 1 地形、地貌及地物概述 本工程场地地貌属温榆河冲洪积扇的中部。地形较平坦，钻孔地面标高在 42.64～44.88m 之间。 根据本次钻探野外描述、原位测试及室内土工试验成果，按土的岩性及工程特性将地层划分为 11 大层，其中①层土为人工填土层，②～?层土为第四纪沉积土层。 现自上而下分述如下： 2.2.1 人工填土层 a.素填土①:黄褐色，稍湿～湿，稍密，具中压缩性。主要成分为粉质黏土、粉土，含少量砖渣、碎石。本层厚度为 0.70～4.00m，层底标高为 40.71～43.21m。 b.杂填土①1:杂色，稍湿，松散～稍密。主要由砖块、灰渣、碎石等组成。本层厚度为 0.30～4.00m。 2.2.2 第四纪沉积土层 a.粉土②：褐黄色，稍湿～湿，中密～密实。含云母片、氧化铁条纹，夹粉质黏土②1、黏土②2 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00～6.20m，层底标高为 36.57～ 39.89m。 b.粉质黏土②1：褐黄色，可塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.40～2.70m。 c.黏土②2：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚

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

历年年全国大学生电子设计竞赛题目

历年年全国大学生电子设计竞赛题目 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

2015年全国大学生电子设计竞赛题目 【本科组】 双向DC-DC变换器（A题） 风力摆控制系统(B题） 多旋翼自主飞行器（C题） 增益可控射频放大器（D题） 80MHz-100MHz频谱分析仪（E题） 数字频率计（F题） 短距视频信号无线通信网络（G题） 第一届（1994年） 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛 A.简易数控直流电源 B.多路数据采集系统 第二届（1995年） 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛 A.实用低频功率放大器 B.实用信号源的设计和制作 C.简易无线电遥控系统 D.简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年） 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛A.直流稳定电源

B.简易数字频率计 C.水温控制系统 D.调幅广播收音机 第四届（1999年） 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛 A.测量放大器 B.数字式工频有效值多用表 C.频率特性测试仪 D.短波调频接收机 E.数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年） 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛 A.波形发生器 B.简易数字存储示波器 C.自动往返电动小汽车 D.高效率音频功率放大器 E.数据采集与传输系统 F.调频收音机 第六届（2003年） 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛 A.电压控制LC振荡器 B.宽带放大器

C.低频数字式相位测量仪 D.简易逻辑分析仪 E.简易智能电动车 F.液体点滴速度监控装置 第七届（2005年） 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛 A.正弦信号发生器 B.集成运放测试仪 C.简易频谱分析仪 D.单工无线呼叫系统 E.悬挂运动控制系统 F.数控恒流源 G.三相正弦波变频电源 第八届（2007年） 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛 A.音频信号分析仪 B.无线识别 C.数字示波器 D.程控滤波器 E.开关稳压电源 F.电动车跷跷板 G.积分式直流数字电压表

电子设计竞赛设计报告

题目：数控电流源设计 摘要 本设计由两部分构成：自制的稳压、稳流、输出过压保护电路和单片机控制与显示系统。稳压电源部分设置有±12V和+5V电压，为整机供电。采用大功率MOS管作为电流源调整管、用锰铜丝自制取样电阻，具有良好的调控线性和稳定性。采用价格低廉的电脑CPU专用散热器作为稳压电源模块和电流调整管的散热装置，散热效率高、性能可靠。控制核心采用内置12位A/D、D/A转换器的高性能单片机C8051F021，电路简洁、控制精度高、电流控制与测量分辨率达0.5mA。用带背光点阵式LCD显示器同时显示设定电流和实测电流数据，直观、方便。给出了多种测试条件下的实测数据，测试数据表明系统性能指标全面超越了题目的基本要求，除系统自测显示电流误差略大以外，其余发挥部分指标也已满足。另外，还增加了预置电流超限保护功能。 详细说明了系统的结构和工作原理，给出了系统的硬件电路图、元器件参数列表和软件流程图，并附有系统操作说明书。 Abstratct This design is consist of two major parts: The self-made constant voltage power supply and the control system which is consist of singlechip and LCD display. The voltage-stabilized source which is the all machine power supply has ±12V and +5V voltage. We Use the high-power MOSFET as the current regulation device, and use the manganese copper wire self-restraint as a sample resistance, and the system has good regulative linearity and stability. The design Uses the price inexpensive computer CPU sink to take the voltage-stabilized source module and the electric current regulation device heat dissipating. The control system is made up of high performance singlechip C8051F021 which includes 12 A/D & D/A converter inside. The electric circuit is succinct and the control precision is high, the controlling resolution of current is up to 0.5mA rate. The setting current and the actual current data are showedby the lattice type LCD display at the same time. Many kinds of test data are presented under the many kinds of tests condition. The test data indicates that the system performance has achieved the demand of design in an all-round way satisfied. In addition, we have set a protecting function of the ultra limit setup of the electric current. This paper is also present The system structure, the work principle, the system hardware circuit diagram, the device parameter, the software flow chart, and the system operating manual in detail. 一、系统整体结构及方案论证 1．1 系统结构 根据题目要求，要能够实现电流步进控制、显示设定电流和实测电流大小，并且输出最大电压小于等于10伏，系统的结构框图如图1－1。 恒流源输出 图1-1系统结构框图 整个系统由稳压电源、恒流控制、单片机、键盘、显示器及输出过压保护<电压限制）等几部分组成。 各部分作用如下 1）稳压电源：向整个系统提高电源，包括供运放使用的±12V、供单片机使用的+5V，其中恒流源<主要功率部分）电压也由+12V提供。 2）恒流控制部分：是一受控电流源，由单片机提供控制指令电压，将12V电源转换成恒定电流。

电子设计竞赛报告——模板(免费)

宽带直流放大器（C题） 【本科组】 摘要 本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC 控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件搭建的甲乙类互补对称电路。整个系统通频带可达20MHz，最小增益0dB，最大增益70dB。增益步进ldB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。 关键词 AGC；AD603；OPA642；功率放大；稳压电源

一、方案论证与比较 1.增益控制部分 方案一 原理框图如图1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。 方案二 采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。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。 方案三 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（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。 综上所述，选用方案三，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，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。 2.功率输出部分 此部分采用分立元件对管TIP41与TIP42搭建的甲乙类互补对称电路。 3.自动增益控制（AGC） 利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC 滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工

第三届全国大学生结构设计竞赛

第三届全国大学生结构设计竞赛 赛题 第三届全国大学生结构设计竞赛委员会 2009.9.24

一、竞赛模型 定向木结构风力发电塔（如图），塔身高800mm，叶片（数量不限）组成的 A A-A 二、模型介绍 1.塔身 塔身为竞赛主结构，需满足以下要求： （1）塔身高800mm，顶点高度实际误差不大于±3mm。塔身外形不影响叶轮运转，塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形； （2）具有足够的承载能力； （3）具有规定的刚度； （4）与塔顶标准发电机底座连接可靠； （5）与塔底标准底座连接可靠。 2.叶片和叶轮 安装完成后，叶轮外轮廓直径不得大于800mm。 三、装置说明 1.发电机

发电机采用CFX-03型标准发电机，质量4470g，底板及立面详见附图。2.风叶连接件 连接件质量300g，详见附图。 3.发电功率测量系统 发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。导线所受风力不能传递到塔身，由支架承受。 4.鼓风机 相关参数见下表 名称新型节能低噪声轴流风机 型号SF7-4 厂家上海金蓝机电设备成套有限公司 功率3kW 转速1400n/min 风量2500m3/h 风速23m/s 全压力340Pa 经实测，风叶连接件（距鼓风机1m处）的风速参考值如下： 档位风速（m/s） W1 4.0 W2 6.8 W3 9.0 5.塔架安装底盘详见附图。 6.塔脚与安装底盘连接螺栓：重量2g/套。 四、材料及制作工具 1.木材 （1）尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm； （2）性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。2.胶水：502。

2015全国电子设计大赛B题风力摆

2015年全国大学生电子设计竞赛风力摆控制系统（Ｂ题） 2015年8月15日

摘要 本系统以飞思卡尔K60单片机为控制核心，结合3轴加速度传感器+3轴陀螺仪MMA7361模拟陀螺仪传感器。ＢＴＮ７９７１电路作为驱动轴流风机动力模块。根据三维角度传感器采集的角度值反馈到单片机输出PWM控制风机摆按照一定规律运动，得到相应的的轨迹。 关键词：Ｋ60；PWM控速；MMA7361；角度采集

目录 一、系统方案 (1) 1、单片机的论证与选择 (1) 2、传感器的论证与选择 (1) 3 驱动电路的论证与选择 (1) 二、系统理论分析与计算 (2) 1、系统理论分析与计算 (2) 三、电路与程序设计 (3) 1、电路的设计 (3) （1）系统板电路原理图 (3) （2）驱动模块电路原理图 (3) （3）传感器电路原理图 (4) （4）电源 (4) 2、程序的设计 (5) （1）程序功能描述与设计思路 (5) （2）程序流程图 (5) 四、测试方案与测试结果 (6) 1、测试方案 (6) 2、测试条件与仪器 (6) 3、测试结果及分析 (6) （1）测试结果(数据) (6) （2）测试分析与结论 (6) 五、结论与心得 (7) 六、参考文献 (7) 附录1：源程序 (8)

风力摆控制系统（B题） 【本科组】 一、系统方案 本设计采用了K60单片机为控制核心，采用BTS7971智能功率芯片驱动电机。MMA7361加速度计测量摆杆的角度，采用双电源供电，由航模电池直接供电驱动电路，电流大。由LM1117-5V等稳压组成的多路稳压模块供给单片机，陀螺仪等模块。 根据MMA7361加速度计采集摆杆运动的角速度，经过互补滤波，PD算法计算得到摆杆的角度，显示在液晶屏。角度作为条件判读依据，根据得到的角度，设定PWM 的输入大小。从而控制不同方向风机的做功，风机的不同倾角会引起风机的加减速使摆杆摆出不同姿势。 1、单片机的论证与选择 方案一：采用ATMEL公司的AT89C51作为控制器。51单片机运算能力强，软件编程灵活，自由度大。但是由于要处理的传感器数量较多，且图像数据较为庞大，51的IO口和运行能力不能达到要求。另外51单片机需要仿真器来实现软硬件调试，较为烦琐。 方案二：采用飞思卡尔半导体公司的kinetis微控制器作为控制核心。采用由Freescale半导体公司生产的Kinetis K60单片机作为主控系统系列微控制器飞思卡尔公司推出的基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器，具有强大的运算处理能力和丰富的片内资源。 由于组员对K60的使用较为熟悉，同时考虑到功能要求，我们选择方案二Kinesis K60芯片作为控制核心。 综合以上二种方案，选择方案二 2、传感器模块的论证与选择 方案一：采用SCA60C倾角传感器，-90o~+90o测量范围。0.5~4.5输出，只能测量单轴角度而且电压输出信号采集不便。 方案二：使用电位器作为角度传感器，由于不同角度输出的电阻值不同，通过AD采样电阻两端电压，计算得到角度对于一般的电位器，线性度较差. 方案三：采用3轴陀螺仪和三轴加速度计MMA7361模块。可以同时采集三个轴的模拟值,精度采集高，单片机可以直接读取，易于操作。 综合以上三种方案，选择方案三 3、驱动模块的论证与选择： 方案一：采用市面易购的电机驱动芯片L298控制风机，该芯片是利用TTL电平进行控制，通过改变芯片控制端的输入电平，，但是风机电流过大，L298耐电流过小，易烧驱动。方案二：采用BTS7971电路驱动电路，BTS7971驱动能力强，耐压值大，最大可通过

电子设计大赛智能小车设计报告

简易智能电动车 学校：辽宁工程技术大学小组成员： 日期：2011年8月4日

摘要 本设计以STC89C52单片机为控制核心。经光敏电阻和红外对射完成循迹，寻光以及躲避障碍物，测距的检测，经比较器LM393进入单片机。单片机通过内部程序完成对小车的控制。 关键字：控制；检测；红外对射；智能小车； The abstract This design to STC89C52 microcontroller as control core. The photoconductive resistance and infrared DuiShe complete follow mark, light and evades obstacles for the detection of comparison, the LM393 into the microcontroller. The internal process of single chip through complete control of the car. Key word: control; Detection; Infrared DuiShe; Intelligent car;

目录 1 方案论证与比较 (1) 2 各模块的选择方案 (1) 2.1电源模块选择方案 (1) 2.2系统控制模块方案 (2) 2.3红外对射模块方案 (2) 2.4恒流源模块 (2) 2.5比较器转换模块 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2恒流源电路设计 (4) 3.3电机驱动模块 (5) 3.4循迹检测设计 (5) 3.5测距检测设计 (6) 3.6避障检测设计 (7) 4 系统软件设计 (7) 5 系统调试 (9) 6 结论 (10) 7 参考文献 (11)

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题： 带屋顶水箱的竹质多层房屋结构 一、竞赛模型 竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。 图1 模型示意图 二、模型要求 2.1几何尺寸要求 (1) 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm ×22cm的正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。 (3) 楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。除第一层以外，每层楼面范围须通过设置于边缘的梁予以明确定义。 (4) 楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部

与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁，则第一层净高需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 (5) 使用功能要求：楼层应具有足够的承载刚度，各层空间应满足使用功能要求。在模型内部，楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6) 楼层有效承载面积：楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面，不包括模型内部核心筒区域。在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块的覆盖面积定义为楼层有效承载面积，模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内，且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面，应满足安全放置水箱的要求。 图2 模型立面示意图(单位：mm) 图3 模型底板示意图(单位：mm) 2.2模型及附加铁块安装要求 (1)利用热熔胶将附加铁块固定在模型除底层以外的各个楼层的楼面结构上，可在楼层上设置固定铁块辅助装置，但辅助装置和铁块不能超出楼层范围且不能直接跟柱接触，若辅助装置或铁块与柱子接触，则该层净高以接触点的高度位置开始计算。 (2) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3.2cm，重量为1800g。小铁块的长、宽、高约分别为6.0cm、4.5cm与3.2cm，重量为675g。由于加载设备限制，模型中附加铁块总重量不得超过30kg。

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