电子系统设计报告
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竭诚为您提供优质文档/双击可除电子系统设计实验报告aw60篇一:嵌入式实验报告Aw60实验一名称:编程环境与数据排序姓名:李懿学号:1214098同组:孙垭琪实验日期:20XX.10.28一、实验目的掌握Freescale68hc08汇编语言设计和调试方法,熟悉proemulator、cw08、sD-1型嵌入式微控制器在线实验开发系统的使用方法。
二、实验内容1.实验环境pc机、Dp-01多mcu实验平台、codewarrior集成开发环境、proemulator模拟软件2.硬件接线无3.实验内容:(1)利用汇编语言编写程序,把Freescale68hc908gp32内部RAm$50~$5F单元中的16个无符号数按从小到大的顺序排列,结果放到内部RAm$60~$6F单元中,$50~$5F中数的顺序保持不变。
(2)利用c语言编程完成实验内容(选做内容)三、实验方案及流程图1.实验要求:(1)通过cwIDe或proemulator调试程序并查看运行结果。
(预习时完成)(2)利用cwIDemon08接口把程序下载到mcu实验平台,通过单步、断点等多种调试方式运行程序并查看运行结果。
(3)完成实验报告的撰写。
2.实验方案:本实验采用软件设置断点的方法完成程序调试,查验实验结果。
无须进行硬件连线。
实验采用冒泡法进行数据排序,程序流程如图1所示。
图1冒泡法排序流程图四、实验程序清单DATA1eQu$70DATA2eQu$80n1eQu$A0n2eQu$b0TempeQu$c0FLAgeQu$D0ADDRess1eQu$e0ADDRess2eQu$F0oRg$0070Dc.b$10,$20,$80,$72,$23,$32,$43,$54,$64,$76,$98,$43 ,$76,$87,$62,$62oRg$8000main:moV#$10,n2moV#$01,FLAgLDhx#DATA1sThxADDRess1LDhx#DATA2sThxADDRess2Loop:LDhxADDRess1LDA,xAIx#1sThxADDRess1LDhxADDRess2sTA,xAIx#1sThxADDRess2 DbnZn2,Loop L1:moV#$0F,n2 LDhx#DATA2 moVn2,n1 bcLR0,FLAgL2:LDA,xAIx#1cmp,xbcsL3bseT0,FLAg sTATemp LDA,xAIx#-1sTA,xAIx#1 LDATemp sTA,xL3:DbnZn1,L2bRcLR0,FLAg,L4DbnZn2,L1bRA$L4:oRg$FFFeDc.wmainenD五、实验结果及体会1、实验结果2、实验体会实验二名称:三字节(压缩bcD码形式)无符号十进制数加法程序一、实验目的掌握Freescale68hc08汇编语言设计和调试方法,熟悉proemulator、cw08、sD-1型嵌入式微控制器在线实验开发系统的使用方法。
基于单片机和FPGA的等精度频率计一、设计任务工作频率通信系统极为重要的参数,频率测量是通信系统基本的参数测试之一。
本设计的主要任务是使用单片机与 EDA 技术设计制作一个简易的等精度频率测试仪,可对输入周期信号的频率进行测量、显示。
被测信号的频率范围和测试的精度要求见相应的设计任务书。
二、设计框图图 1 硬件系统原理框图等精度频率计的主系统硬件框图如图1 示,主要由以下几部分组成:(1)信号整形电路:用于对于放大信号进行放大和整流,以作为PLD 器件的输入信号(2)测频电路:是测频的核心电路模块,由FPGA 或CPLD 器件组成。
(3)单片机电路模块:用于控制FPGA 的测频操作和读取测频数据,并做出相应处理。
(4)数码显示模块:用8 个数码管显示测试结果,考虑到提高单片机I/O 口的利用率,降低编程复杂性,提高单片机的计算速度以及降低数码显示器对主系统的干扰,可以采用串行静态显示方式。
三、测频原理分析3.1 等精度频率测试的原理频率是一个基本的物理量,其它的物理量可以转换为频率进行测量。
测试频率的基本方法包括直接测频和测周法。
其中直接测频法是产生一个标准宽度(例如1s)的时基信号,然后在这个信号时间范围内打开闸门对被测频率信号进行计数。
此方法的弱点之一是高精度的标准时基信号不容易获得;其二,这种方法对于高频信号的测量精度比较有保证,但是对于低频信号由于计数周期有限测试精度较低。
测周法是用被测信号作为闸门信号、对标准脉冲信号进行计数,显然这种方法适合测量低频信号的频率。
等精度测频法的核心思想是用两个计数器分别对标准和被测脉冲进行计数,计数的时间严格同步于被测脉冲。
这种方法的最大优点是测试的精度和被测信号的频率无关,因而可以做到等精度测量。
其测试原理如图2 示。
预置闸门信号是测试命令,即测频的使能信号,该信号为高电平的期间进行测频。
但是当预置闸门信号为高电平时,测频并不是立即开始,而是要等到被测信号的上升沿到来以后,实际闸门信号跳为高电平,测频才真正开始。
电子系统设计创新与实践实习报告——数控直流电流源制作学院:信息科学与工程学院班级:通信工程09-1姓名:学号:指导老师:摘要此次实习我的选题为数控直流源的设计与制作,我们小组在参考传统电流源以及普通数控电流源的基础上,在充分考虑性价比的同时提高数控电流源的准确性,再通过软件控制来实现数控直流源的工作。
本系统主要由直流电流源和单片机控制系统两部分组成。
直流电流源采用连续调整型恒流源,电源电路分为四个模块电路:比较放大器、MOS型调整管、采样电阻和负载。
根据题目要求,我们采用的是8位A/D转换芯片ADC0832,8位D/A转换芯片DAC0832,通过AT89C52单片机控制系统进行校正,同时它还负责键盘输入和LCD显示功能,人机界面友好。
关键字:直流源、AT89C52、DAC0832、ADC0832、LCD1602一、数控电流源简介所谓恒流源就是输出电流极其稳定不随负载变化。
为了保证电流不变,输出电压必须始终符合V=I*R。
即负载需要多大电压,恒流源就必须输出多大电压,“无条件”予以满足。
负反馈的作用就是“使之稳定”。
通过时刻“检查”控制对象的状态,并进行调整。
发现小了,就设法使之增大,发现大了,就设法使之减小。
形象地说,电流负反馈电路则是采样输出电流,计算误差,据此调节自身状态,使输出电流稳定,因而,输出特性接近恒流源。
随着电子技术的不断进步,对电子仪器的要求也不断提高。
电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色,然而传统的电流源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。
再者单片机技术的不断发展和D/A,A/D技术的不断成熟使得数控电源成为可能,数控电流源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势。
二、设计任务及要求1.设计任务: 设计并制作数控直流电流源。
输入交流36V,50HZ;输出直流电压<=10V。
其原理示意图如下:2.设计要求1)输出电流范围:200mA~2000mA;2)可设置并显示输出电流给定值,要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1%+10 mA;3)具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤10mA;4)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1%+10 mA;5)纹波电流≤2mA;三、数控电流源硬件系统整体设计AT89C52单片机、A/D、D/A芯片,键盘,LCD,显示器构成系统的控制电路;比较放大器、负载、调整管及采样单元构成恒流源电路。
实验报告格式要求二.实验目的、任务和要求:本实验要求设计SCI串行接口芯片, 其功能包括串行及并行数据的接收和互相转换。
三.实验系统结构设计分析1.模块划分思想和方法:该芯片需根据功能分为串并转换电路和并串转换电路两部分。
实现串并转换的关键器件就是移位寄存器, 其功能可以使串行输入的数据先寄存到一个位矢量中, 等到一组数据全部输入完毕后再一起处理, 并行输出。
而实现并串转换的关键器件是锁存器, 它可以将并行输入的数据先锁存起来, 再一位一位的转化成串行数据。
计数器在这一芯片中也起到了重要作用, 因为计数器可以产生时间脉冲的分频, 用于配合时间脉冲控制各器件的工作。
2.各模块引脚定义和作用.串并电路:输入: rxd读入数据, clk系统时钟, reset计数器复位端, rd读入控制四进制计数器:C4四分频十进制计数器:Count_10计数分量, C10四十分频(c4的十分频)移位寄存器:Read读入数据, d0~d9并行输出(d0起始端, d1~d8数据端, d9校验位(本实验中不起作用))锁存器:K0~k7数据位状态发生器:RdST读入状态(0为读入, 1为寄存器已满)四.实验代码设计以及分析:1.给出模块层次图;2.按模块完成的代码及注释.USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SCI ISPORT(cs,rxd,clk,SCIrd,reset,SCIwr,in7,in6,in5,in4,in3,in2,in1,in0: IN STD_LOGIC;rdFULL,tdEMPTY,c4:buffer std_logic;e7,e6,e5,e4,e3,e2,e1,e0,wxd:OUT STD_LOGIC);END SCI;ARCHITECTURE WORK OF SCI ISSIGNAL wr,rd,read,c10,d9,d8,d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0,k7,k6,k5,k4,k3,k2,k1,k0,mid: STD_ULOGIC;SIGNAL wri : STD_LOGIC_vector(7 downto 0);SIGNAL count_10 ,counter_8:std_logic_vector(3 downto 0);BEGINPROCESS(cs)BEGINrd<=cs OR SCIrd;wr<=cs OR SCIwr;END PROCESS;//注释: 片选输入, cs=1时, 串入并出为“写”, 并入串出为“读”;cs=0时, 串入并出为“读”, 并入串出为“写”;PROCESS(rxd)BEGINread<=rxd;END PROCESS;PROCESS(clk)VARIABLE count_4 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1')THENIF(count_4="00")THENcount_4 := "01";c4 <= '1';ELSIF(count_4="01")THENcount_4 := "11";c4 <= '1';ELSIF(count_4="11")THENcount_4 := "10";c4 <= '0';ELSIF(count_4="10")THENcount_4 := "00";c4 <= '0';END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c4)BEGINIF(c4'EVENT AND c4='1')THENIF(rd='1')THENd0<=read;d1<=d0;d2<=d1;d3<=d2;d4<=d3;d5<=d4;d6<=d5;d7<=d6;d8<=d7;d9<=d8;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c4,reset,rd)BEGINIF(reset='0' OR rd='0')THEN count_10<="0000";c10 <= '0';ELSIF(c4'EVENT AND c4='1')THENIF(count_10="0000" AND rxd='1' AND rdFULL='0')THEN count_10 <= "0001";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0001")THENcount_10 <= "0010";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0010")THENcount_10 <= "0011";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0011")THENcount_10 <= "0100";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0100")THENcount_10 <= "0101";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0101")THENcount_10 <= "0110";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0110")THENcount_10 <= "0111";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0111")THENcount_10 <= "1000";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1000")THENcount_10 <= "1001";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1001")THENcount_10 <= "1010";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1010")THENcount_10 <= "1011";c10 <= '1'; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c10)BEGINIF(c10'EVENT AND c10='1')THENk7<=d8;k6<=d7;k5<=d6;k4<=d5;k3<=d4;k2<=d3;k1<=d2;k0<=d1;END IF;END PROCESS;PROCESS(rd)BEGINIF(rd='0')THENe7<=k7;e6<=k6;e5<=k5;e4<=k4;e3<=k3;e2<=k2;e1<=k1;e0<=k0;END IF;END PROCESS;PROCESS(rd,c10)BEGINIF(rd='0')THEN rdFULL<='0';ELSIF(c10='1')THENrdFULL<='1';ELSE rdFULL<='0';END IF;END PROCESS;process(wr)beginif(wr='0')thenwri(0)<=in0;wri(1)<=in1;wri(2)<=in2;wri(3)<=in3;wri(4)<=in4;wri(5)<=in5;wri(6)<=in6;wri(7)<=in7;end if;end process;process(c4)beginif(c4'event and c4='1')thenif(wr='0')thencounter_8<="0000";elsif(wr='1' and counter_8="0000")then counter_8<="0001"; elsif(counter_8="0001")then counter_8<="0010";elsif(counter_8="0010")then counter_8<="0011";elsif(counter_8="0011")then counter_8<="0100";elsif(counter_8="0100")then counter_8<="0101"; elsif(counter_8="0101")then counter_8<="0110";elsif(counter_8="0110")then counter_8<="0111";elsif(counter_8="0111")then counter_8<="1000";elsif(counter_8="1000")then counter_8<="1001";end if;end if;end process;process(wr,counter_8)beginif(wr='1' and counter_8="1001")thenmid<='1';tdEMPTY<='1';elsif(wr='0')thenmid<='0';tdEMPTY<='0';end if;end process;process(counter_8)beginif(wr='0' or mid='1')thenwxd<='0';elsif(wr='1' and mid='0')thenif(counter_8="0001")thenwxd<=wri(0);elsif(counter_8="0010")thenwxd<=wri(1);elsif(counter_8="0011")thenwxd<=wri(2);elsif(counter_8="0100")thenwxd<=wri(3);elsif(counter_8="0101")thenwxd<=wri(4);elsif(counter_8="0110")thenwxd<=wri(5);elsif(counter_8="0111")thenwxd<=wri(6);elsif(counter_8="1000" )thenwxd<=wri(7);end if;end if;end process;END WORK;五.仿真图(输入输出波形)以及分析:六.实验问题分析和经验总结:在该实验的设计中, 我们发现时序逻辑中最重要的部分就是时间信号对各进程的控制, 因为为了保持各进程在时间上的同步性和正确性, 需要用一个或几个相关联的时间信号来控制各进程。
电子工程设计报告模板
一、需求背景
(本节描述需求来源、需求背景和开发背景)
二、问题定义
2.1 问题描述
(本节描述中需求要达到的目标和功能性需求)
2.2 非功能性需求
(本节描述对于用户体验、性能、安全等非功能性要求)
三、系统设计
3.1 系统架构
(本节描述系统的模块划分,及各模块的功能和接口定义)
3.2 数据流设计
(本节描述系统的数据流转方向和取向,包括输入源和输出结果)3.3 技术选择
(本节描述项目中使用的技术和工具)
四、代码实现
4.1 系统结构
(本节描述代码的结构和模块间关系)
4.2 算法与处理流程
(本节描述数据处理的算法实现和具体的处理流程)
五、测试和结果
5.1 功能测试
(本节描述对系统各功能模块进行测试的结果和测试报告)
5.2 性能测试
(本节描述对系统的性能进行测试的结果和测试报告)
六、总结和展望
(本节展示对本项目的总结和未来完善的需求方向和改进方案)。
一、实习背景随着科技的不断发展,电子系统设计在各个领域中的应用越来越广泛。
为了提高自己的实践能力和综合素质,我选择了电子系统设计实习。
本次实习旨在通过实际操作,掌握电子系统设计的基本方法,提高自己的动手能力和设计水平。
二、实习目的1. 掌握电子系统设计的基本原理和流程。
2. 学会使用常用电子设计工具,如EDA软件、PCB设计软件等。
3. 提高动手能力,学会焊接、调试等基本技能。
4. 培养团队合作精神,提高沟通协调能力。
三、实习内容1. 电子系统设计基础知识实习期间,我学习了电子系统设计的基本原理,包括模拟电路、数字电路、微控制器等。
通过学习,我对电子系统设计有了初步的认识,了解了各个模块的功能和作用。
2. EDA软件使用为了提高设计效率,我学习了Altium Designer软件,通过实际操作,掌握了电路原理图绘制、PCB设计、仿真等基本技能。
在绘制电路原理图时,我学会了如何使用元件库、布线规则等,使电路图更加规范。
3. PCB设计在PCB设计方面,我学习了Altium Designer软件的PCB设计功能,掌握了元件布局、布线、测试点设置等技巧。
通过实际操作,我完成了一个简单的PCB设计,并进行了焊接和调试。
4. 焊接与调试在焊接方面,我学习了手工焊接的基本技能,包括烙铁的使用、焊接方法、焊接注意事项等。
在调试方面,我学会了使用示波器、万用表等工具,对电路进行测试和故障排查。
5. 项目实践在实习期间,我参与了一个电子系统设计项目,负责电路设计、PCB设计和调试。
通过团队合作,我们成功完成了项目,并进行了演示。
四、实习心得体会1. 实践是检验真理的唯一标准。
通过实习,我深刻体会到理论知识的重要性,同时也认识到实际操作技能的必要性。
2. 团队合作是完成项目的关键。
在实习过程中,我学会了与团队成员沟通、协作,共同解决问题,提高了自己的沟通协调能力。
3. 持续学习是提高自己的重要途径。
电子系统设计领域不断更新,我们需要不断学习新技术、新方法,以适应行业发展的需求。
电子综合设计报告模板1. 项目简介本项目是一款XXXXXXXXXX。
我们的目标是XXXXXXXXXX。
2. 设计方案2.1 系统框架我们的系统主要由以下几个部分组成:•部件1: XXXXXXXXXXX•部件2: XXXXXXXXXXX•部件3: XXXXXXXXXXX系统框架如下图所示:请在此处插入系统框架图,使用Markdown格式描述2.2 硬件设计2.2.1 模块12.2.1.1 电路设计模块1的电路设计如下图所示:请在此处插入模块1电路图,使用Markdown格式描述2.2.1.2 电路分析模块1的电路分析如下所述:(此处需要详细分析模块1电路的电气特性,可使用表格、公式等方式进行描述)2.2.2 模块2(同上,需要对模块2进行逐一解析)2.3 软件设计2.3.1 软件架构我们采用了XXXXXXX软件架构。
该架构的主要特点是XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。
2.3.2 代码实现我们使用了XXXXXXX语言编写了本系统代码。
代码实现的主要内容包括以下几个方面:•XXXXXXXXXXXXX•XXXXXXXXXXXXX•XXXXXXXXXXXXX2.3.3 软件测试我们对系统进行了XXXXXXX软件测试。
测试结果表明,在我们的测试范围内,系统的性能表现良好,符合预期要求。
3. 总结通过本次电子综合设计项目,我们深入了解了XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。
同时,本项目也为我们提供了实战锻炼的机会,并提升了我们的团队协作能力。
在未来的学习和职业生涯中,我们也将会竭尽所能将所学知识应用于实践工作当中。
电子系统综合设计实验报告所选课题:±15V直流双路可调电源学院:信息科学与工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:2016年06月摘要本次设计本来是要做±15V直流双路可调电源的,但由于买不到规格为±18V 的变压器,只有±15V大小的变压器,所以最后输出结果会较原本预期要小。
本设计主要采用三端稳压电路设计直流稳压电源来达到双路可调的要求。
最后实物模型的输出电压在±13左右波动。
1、任务需求⑴有+15V和-15V两路输出,误差不超过上下1.5V。
(但在本次设计中,没有所需变压器,所以只能到±12.5V)⑵在保证正常稳压的前提下,尽量减小功效。
⑶做出实物并且可调满足需求2、提出方案直流可变稳压电源一般由整流变压器,整流电路,滤波器和稳压环节组成如下图a所示。
⑴单相桥式整流作用之后的输出波形图如下:⑵电容滤波作用之后的输出波形图如下:⑶可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器,有输出正电压的LM317三端稳压器;有输出负电压的LM337三端稳压器。
在可调式三端集成稳压器中,稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。
LM317的引脚图如下图所示:(LM337的2和3引脚作用与317相反)3、详细电路图:因为大容量电解电容C1,C2有一定的绕制电感分布电感,易引起自激振荡,形成高频干扰,所以稳压器的输入、输出端常 并入瓷介质小容量电容C5,C6,C7,C8用来抵消电感效应,抑制高频干扰。
参数计算: 滤波电容计算:变压器的次级线圈电压为15V ,当输出电流为0.5A 时,我们可以求得电路的负载为I =U /R=34Ω时,我们可以根据滤波电容的计算公式: C=т/R,来求滤波电容的取值范围,其中在电路频率为50HZ 的情况下,T 为20ms 则电容的取值范围大于600uF ,保险起见我们可以取标准值为2200uF 额定电压为50V的点解电容。
电子系统设计数字定时器实验报告学校:学院:城市轨道交通学院班级:通信工程组员:前言在电子技术飞速发展的今天,电子产品逐渐趋向人性化和智能化。
人们人们为了实现这一目的而引入了单片机。
单片机又称单片微型计算机,也称为微控制器,是微型计算机的一个重要分支,单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片,是集CPU,RAM,ROM,I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。
单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。
目前单片机已渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致电器因此,单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。
这次实验,我们组是以单片机为核心设计一个数字定时器。
在实验过程中,我们开始了解电系统设计的和基本理念,基本规则和基本流程;在不断完善设计的过程中,我们逐步丰富和巩固自己的理论知识,培养积极思考解决问题的习惯并充分地发挥自己动手实验操作的能力。
可以说这次实验将我们所学的《单片机原理与应用》以及《电子系统设计》两门课程进行了有机的结合。
通过解决实际问题,我们对原理有了更深刻的理解,对于应用有了更广泛的接触。
另外实验中我们学会使用Proteus和Keil两款软件进行单片机电路的仿真以及程序的编写及联调。
这些都为我们以后的课程设计乃至工作研究奠定了厚实的基础。
这次的实验中,我们以单片机实现计时和倒计时功能,由LED 显示剩余时间,显示格式为XX(分),精确到1分的整数倍。
虽然接触到的功能模块较多,包括接口模块、中断模块、存储模块、控制模块和显示模块等,但仍然只是单片机这门学问的皮毛,在以后的学习中我们还需要不断汲取知识,不断地将理论与实践结合。
本次实验有本小组4位组员共同完成,张强强负责,朱宇翔负责,吴易洲负责,肖伟健负责。
编者注目录第1部分实验概述1.1 设计要求……………………………………………………1.2 数字定时器系统的基本理论………………………………1.3 设计方案……………………………………………………1.4 硬件电路工作原理…………………………………………第2部分程序设计2.1 整体结构……………………………………………………2.2 资源分配……………………………………………………2.3 程序流程……………………………………………………2.4 程序编写……………………………………………………第3部分仿真验证3.1 Keil 与Proteus联调仿真…………………………………3.2 实物连接仿真………………………………………………第4部分实验总结4.1 问题分析……………………………………………………4.2 小结…………………………………………………………第1部分实验概述1.1实验要求1定时时间的设置范围为1~99min,开机上电后隐含值为10min。
电力电子装置及系统课程设计报告1. 课程设计概述本课程设计的目的是通过对电力电子装置及系统的研究与实践,使学生掌握电力电子技术的基本原理、基本电路和基本器件,培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
通过实际设计一个电力电子装置或系统,使学生了解电力电子装置在现代工业、交通运输、通信等领域的应用,为今后从事相关工作打下坚实的基础。
介绍电力电子技术的发展历程、基本概念、基本原理和发展趋势,使学生对电力电子技术有一个全面的了解。
介绍常用的电力电子装置及其基本电路,如半桥逆变器、全桥逆变器、谐振变换器等,使学生掌握这些电路的设计方法和工作原理。
介绍常用的电力电子器件,如晶闸管、MOSFET、IGBT等,使学生了解这些器件的结构、工作原理和性能参数。
根据课题要求,设计一个具有一定功能的电力电子装置或系统,并进行实际调试,使学生掌握电力电子装置及系统的设计方法和调试技巧。
指导学生撰写课程设计报告,并进行答辩准备,使学生养成良好的学术写作习惯和团队合作精神。
1.1 课程设计目的与任务本次电力电子装置及系统课程设计的目的是培养学生的工程设计能力和实践操作经验。
通过课程设计,使学生熟练掌握电力电子装置的基本原理、系统构成、运行控制和优化方法,从而能够独立完成电力电子装置的设计、安装、调试和运行维护工作。
课程设计还旨在提高学生的团队协作能力和创新意识,为将来的工程实践和技术创新打下坚实的基础。
电力电子装置的基本原理与设计:学生需掌握电力电子装置的基本原理、主要构成、电路设计及选型计算。
学生还需具备能够根据实际需求独立完成装置的初步设计能力。
系统的运行与控制:学生需理解并掌握电力电子系统的运行特性,包括稳定性、动态响应等。
学生还需掌握系统的控制策略,如PID控制、模糊控制等,并能够根据实际需求设计合适的控制系统。
优化与改进:学生需要根据实际需求和现场环境对电力电子装置进行优化和改进,以提高其性能和使用寿命。
这包括装置的节能优化、抗干扰设计以及可靠性提升等。
课程设计实践报告一、课程设计的性质、目的与作用本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式,要求学生综合利用所学的有关知识,在教师的指导下,分析和熟悉已给题目,然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程,并做出课程设计报告。
因此,在设计中,要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系,在设计思路上不框定和约束同学们的思维,同学们可以发挥自己的创造性,有所发挥,并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程,逐步掌握系统开发的以下相关技术:(1)熟悉系统设计概念;(2)利用所学数电、模拟电路知识,设计电路图;(3)利用PROTEL软件画原理图及PCB;(4)熟悉系统项目设计报告填写知识;(5)培养团队合作意识。
通过本课程设计,有助于学生更好地了解整个课程的知识体系,锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力,使其理论与实践相结合,从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。
二、课程设计的具体内容电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力,全面运用课程所学知识,发挥自己的创造性,全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力,从而体现出电子系统设计的真谛。
下面是各个设计阶段的具体内容。
1.系统方案认识根据所设定的题目,能够给出系统设计方案与思路题目:信号发生器产生电路,请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路,并制作原理图,然后阐述其原理。
基本原理:系统框图如图1所示。
AT89S52A/D 转换基准电压电源波形指示键盘电流/电压转换输出图1 低频信号发生器系统框图低频信号发生器系统主要由CPU 、D/A 转换电路、基准电压电路、电流/电压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。
其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿波、三角波、正弦波,并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。
2、各部分电路原理(1)DAC0832芯片原理①管脚功能介绍(如图5所示)图5 DAC0832管脚图1) DI 7~DI 0:8位的数据输入端,DI 7为最高位。
2) I OUT1:模拟电流输出端1,当DAC寄存器中数据全为1时,输出电流最大,当DAC寄存器中数据全为0时,输出电流为0。
3) I OUT2:模拟电流输出端2,I OUT2与I OUT1的和为一个常数,即I OUT1+I OUT2=常数。
4) R FB:反馈电阻引出端,DAC0832内部已经有反馈电阻,所以R FB端可以直接接到外部运算放大器的输出端,这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。
5) V REF:参考电压输入端,此端可接一个正电压,也可接一个负电压,它决定0至255的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度,V REF范围为(+10~-10)V。
V REF 端与D/A内部T形电阻网络相连。
6) Vcc:芯片供电电压,范围为(+5~ 15)V。
7) AGND:模拟量地,即模拟电路接地端。
8) DGND:数字量地。
当WR2和XFER同时有效时,8位DAC寄存器端为高电平“1”,此时DAC 寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化;反之,当端为低电平“0”时,第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC 寄存器中,以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。
一般情况下为了简化接口电路,可以把和直接接地,使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通,只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。
特殊情况下可采用双缓冲输入方式,即把两个寄存器都分别接成受控方式制作低频信号发生器有许多方案:主要有单缓冲方式,双缓冲方式和直通方式。
单缓冲方式具有适用于只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出的情形的优点,但是电路线路连接比较简单。
而双缓冲方式适用于在需要同时输出几路模拟信号的场合,每一路模拟量输出需一片DAC0832芯片,构成多个DAC0832同步输出电路,程序简单化,但是电路线路连接比较复杂。
根据以上分析,我们的课题选择了单缓冲方式使用方便,程序简单,易操作。
②工作原理DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC 寄存器、8位D/A 转换器以及输入控制电路四部分组成。
8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量,使输入数字量得到缓冲和锁存,由加以控制;8位DAC 寄存器用于存放待转换的数字量,由加以控制;8位D/A 转换器输出与数字量成正比的模拟电流;由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。
原理框图如图6所示。
图6 DAC0832的原理框图DAC0832与反相比例放大器相连,实现电流到电压的转换,因此输出模拟信号的极性与参考电压的极性相反,数字量与模拟量的转换关系为Vout1=-Vref×(数字码/256)若D/A 转换器输出为双极性,如图4所示。
Vo ut2F E R 1T U O I 2T U O I R f b CC V 3-3 DAC0832???????图7 D/A 转换器双极性输出电路图7中,运算放大器A 2的作用是把运算放大器A 1的单向输出电压转换成双向输出电压。
其原理是将A 2的输入端Σ通过电阻R 1与参考电压V REF 相连,V REF 经R 1向A 2提供一个偏流I 1,其电流方向与I 2相反,因此运算放大器A 2的输入电流为I 1、I 2之代数和。
则D/A 转换器的总输出电压为:V OUT2= -[(R 3/R 2) V OUT1+(R 3/R 1)] V REF设R 1=R 3=2R R 2=R ,则V OUT2= -(2V OUT1+V REF )DAC0832主要是用于波形的数据的传送,是本题目电路中的主要芯片。
③DAC0832电路原理图(如图8所示)S2S3S4R11K R21K R31K R41K R51K R61K R71K R81KVC CP10P11P12P13P14P15P16P17112233445566778899101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424252526262727282829293030313132323333343435353636373738383939404041414242434344444545464647474848494950505151525253535454555556565757585859596060U1P ORTA1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292930303131323233333434353536363737383839394040414142424343444445454646474748484949505051515252535354545555565657575858595960606161626263636464656566666767686869697070U2P ORTBVC C D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10CS0CS1CS2CS3CS4CS5CS6CS7WR P10P11P12P13P14P15P16P17+12V AG NDCS 1WR 12AG ND 3D134D125D116D107Vfer 8Rfb 9GN D10Iou t111Iou t212D1713D1614D1515D1416Xfer 17WR 218ILE 19VC C 20U3DAC0832VC CAG NDD0D1D2D3D4D5D6D7CS2CS2WRWR RW 1kC20.2u +123411-U4ALM324C10.47uVC CR910K+567-U4BLM324R1020KR1120K AG NDAG ND+12V-12VLiLEDVC CRi 680RUo12345678U51403L1L2L3L4Ci10.1uCi20.1uCi30.1uVC C Ci422uCi510u Ci610u+12V-12VAG NDAG NDAG NDAG ND(2)LM324工作原理(管脚功能如图9所示)图9 LM324管脚图LM324时四运放集成电路 ,它采用14脚双烈直插塑料封袋,外形如图1所示。
他的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图中所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V -”为正、负电源端,“OUT”为输出端。
两个信号输入端中,“-”为反相输入端,表示运放输出端OUT的信号与该输入端的为相反;“+”为同相输入端,表示运放输出端OUT的信号与输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图9。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可但电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
在此项目中用了LM324的三组运放,分别置于第一级输出,第一、二级之间,第二级输出。
(3)MC1403工作原理(管脚功能如图10所示)图10 MC1403管脚图MC1403是低压基准芯片。
一般用作8到12bit的D/A芯片的基准电压等一些需要基本精准的基准电压的场合。
输出电压:2.5V+/-25Mv输入电压范围:4.5Vto40V输出电流:10Ma因为输出是固定的,所以电路很简单。
就是Vin接电源输入,GND接地,Vout加一个0.1uf到1uf的电容就可以了。
Vout一般用于8到12bit的D/A芯片的基准电压。
在此项目里MC1403起到了稳压的作用,它基准了DAC0832的8脚需要的2.5V。
使其DAC0832能够正常工作。
3.软件编程或软件仿真软件设计上,根据功能分了几个模块编程。
模块主要有:主程序模块、锯齿波模块、三角波模块、正弦波模块、方波模块、延时子程序模块等。
显示波形模块是利用DAC0832的8位特点,把波形的数据以8位数据的形势送进CPU中,只要一按键就能显示波形。
(1)主程序流程图本软件设计过程中主要实现利用按键来控制不同波形的输出,当按键1按下时,函数发生器就输出锯齿波;当按键2按下时,函数发生器就输出三角波;当按键3按下时,函数发生器就输出正弦波;当按键4按下时,函数发生器就输出方波。
通过按键可以以任意循环方式输出不同波形。
(2)锯齿波程序流程图锯齿波产生首先将DAC0832口地址至为4000H,然后将00H送入寄存器A中,DAC0832输出A中的内容,当A中的内容等于F0H返回开始,当A中的内容不为0FH时,A中的内容累加,从而输出波形。