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2013年全国大学生电子设计大赛——直流稳压电源2013年全国大学生电子设计大赛论文【高职组】直流稳压电源及漏电保护装置设计报告2013年9月5日设计摘要：本作品是基于被广泛应用在小功率及各种电子设备领域的稳压电源而设计的具备漏电保护装置的线性直流稳压电源。
能够输出5V电压，输出电流为1A；附有30mA漏电保护装置，带自锁功能；能实时显示稳压电源的输出功率。
关键词：线性直流稳压电源，漏电保护，自锁Abstract：This work is regulated power supply what is widely used in the small powe r and a variety of electronic equipment based on the field and the design of the li near DC power leakage protection device.It can output voltage 5V and output cu rrent is 1A,It has a 30mA leakage protection device with self-locking function an d display real-time output power switching power supply.Key Word：The linear DC regulated power supply, Leakage protection, Self-locking1．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标)1．1设计任务（见附录1）1．2技术指标（见附录1）1．3题目分析线性直流稳压电源电路是被广泛应用在小功率及各种电子设备领域，具有反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低的优点。
在本次设计中，要求在一定输入电压范围和输出负载的前提下，输出电压为5V，以确保电压调整率及负载调整率控制在1%以内；该电路还要求附带30mA的漏电保护装置，带自锁和按键恢复功能，并尽可能考虑漏电保护装置的接入功耗。
2013年全国大学生电子设计竞赛直流稳压电源及漏电保护（L题）【高职高专组】参赛学校：亳州职业技术学院参赛学生：指导老师：2013年9月7日直流稳压电源及漏电保护装置摘要：本系统是由直流稳压电源、功率测量和显示电路及漏电保护装置构成。
直流稳压电源一般有电源变压器、整流滤波电路机稳压电路组成。
稳压器把不稳定的直流电压变成稳定的直流电压输出，通过线性稳压设计达到输出低压直流电的作用。
功率测量及显示电路由真有效值转换电路和单片机系统组成，当安装设备长期处于低功率电平时，会消耗较多能量。
因此在设备中加入功率测试部分，可以实时监测负载的输出变化。
而选用漏电保护装置也应考虑多方面的因素。
其中，首先是正确选择漏电保护装置的漏电动作电流。
因此选用高灵敏度、快速型漏电保护装置（动作电流不宜超过30mA），以便发生人触电事故时，能得到其他人的帮助计时脱离电源。
关键词：直流稳压电源功率测量漏电保护装置目录1.设计要求 (3)1.1基本要求 (3)1.2发挥部分 (3)2. 方案设计与论证…………………………………………………………………………2.1方案论证与比较………………………………………………………………………2.1.1直流稳压电源………………………………………………………………………2.1.2漏电保护装置…………………………………………………………………………3. 电路设计…………………………………………………………………………………………………3.1直流稳压电源电路设计…………………………………………………………………3.2漏电保护装置电路设计…………………………………………………………………3.3功率测量和显示电路设计………………………………………………………………4. 测试方法与测试结果………………………………………………………………………4.1测试仪器……………………………………………………………………………………4.2测试方法……………………………………………………………………………………5. 总结…………………………………………………………………………………………6.参考文献………………………………………………………………………………………7.附录（功率测量的仿真电路）……………………………………………………………………直流稳压电源及漏电保护（L题）【高职高专组】1设计要求1.1 基本要求设计一台额定输出电压为5V, 额定输出电流为1V的直流稳压电路。
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）2013年9月7日摘要本系统以STC15F2K60S2单片机为核心，采用TPS5430构成的开关电源作为供电系统。
系统将15cm×10cm普通覆铜板一角接地，其余三个角分别接三个模拟开关，由单片机控制三个模拟开关分别接通恒流源产生的恒流信号，用表笔接触铜板获得触点的电压；将微弱电压值进行二级放大，经单片机A/D采样转换,并进行数据处理后用液晶显示坐标及图形。
整个作品完成了题目基础全部要求，能正确显示触点位于纵坐标左右位置、触点四象限位置以及触点坐标，并能跟踪表笔动作并显示轨迹，显示坐标值的分辨率为1cm，绝对误差小于5%，系统功耗接近1.08W。
关键字：单片机恒流源模拟开关放大采集目录1题目说明 (1)2系统方案 (1)2.1 控制系统论证与选择 (1)2.2 恒流源模块的选择 (1)2.3 放大模块的论证与选择 (1)3系统理论分析与计算 (2)3.1查表法分析 (2)3.2.1 铜板温度变化和表面氧化 (2)3.2.2 恒流源的微变 (2)3.2.3 数学法数据处理 (2)3.3 低功耗设计 (2)3.3.1 TPS5430开关电源设计 (2)3.3.2 总线信号减少上下拉电阻 (2)3.3.3 CPU不用的I/O口设为输出 (3)4电路与程序设计 (3)4.1主要电路的设计 (3)4.1.1系统总体框图 (3)4.1.2 开关电源原理图 (3)4.1.3 放大电路原理图 (4)4.1.4恒流源原理图 (4)4.2程序的设计 (4)4.2.1程序功能描述与设计思路 (4)4.2.2程序流程图 (5)5测试方案与测试结果 (6)5.1测试方案 (6)5.1.1硬件测试 (6)5.1.2软件测试 (6)5.2 测试仪器 (6)5.3 测试结果及分析 (6)5.3.1测试结果(数据) (6)5.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理图 (8)1题目说明题目要求用普通覆铜板设计和制作手写绘图输入设备，要求能够正确显示触点位于纵坐标左右位置、触点四象限位置以及触点坐标，并能跟踪表笔动作并显示轨迹，显示坐标值的分辨率最高为6mm ，绝对误差不大于5mm 。
2013年全国大学生电子设计大赛(L题)杨摘要本设计为直流稳压电源及漏电保护装置，系统主要由MSP430-149单片机、升压电路、直流稳压电路、LCD显示电路及漏电保护装置四部分组成。
电路系统设计中以硬件电路为主体，实现了整机系统设计，达到设计任务书要求。
在电路中以电感升压后提供给稳压电路，使输出电压稳定为5V、电流恒定为1A；通过取样电阻对输出电压、电流采样后送入单片机进行A/D转换与计算，将输出功率在1062液晶进行实时显示输出功率；通过取样电阻的来比较电压，使关断元件继电器动作，从而达到漏电保护的目的。
本直流稳压电源及漏电保护装置具有电路结构简单、稳定度好、指标精度高等优点。
关键词：升压；稳压；MSP430单片机；继电器目录1系统方案 (1)1.1直流稳压电源方案论证与选择 (1)1.2升压电路方案论证与选择 (2)1.3电流取样及放大电路方案论证与选择 (4)1.4显示模块方案论证与选择 (5)1.5漏电保护装置实现方案论证与选择 (5)1.6 单片机系统方案论证与选择 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1直流稳压电源电路分析及设计 (6)2.2 漏电保护装置电路分析及设计 (8)2.3电路与程序设计 (9)3程序的设计 (13)3.1程序功能描述与设计思路 (13)3.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (14)4.3 测试方法及结论 (15)总结 (16)附录：总电路原理图 (18)1系统方案设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图所示。
图中RL为负载电阻、R为漏电电流调整电阻、A为漏电流显示电流表、S为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮图1 直流稳压电源及漏电保护装置根据设计任务的要求，按图1所示系统结构，直流稳压电源及漏电保护装置主要由直流稳压电源、漏电保护装置、单片机系统控制及显示电路等几部分组成，为突出设计思路，这里分模块、分单元进行方案设计论述。
此处贴密封纸，然后掀起并折向报告背面，最后用胶水在后面粘牢。
2013年全国大学生电子设计竞赛直流稳压电源及漏电保护装置（L题）中山市技师学院参赛队员：林家俊叶伟智郭建华2013年9月7日摘要摘要：这个直流稳压电源以一个通用的MOS三极管为核心，一个资源丰富、低功耗的16位瑞萨MCU（微控制器）是系统的主控制芯片。
电压调节电路由一个基准电压芯片TL1431和一个可调电阻构成。
当装置工作时，MCU通过自带的AD转换器对本装置的电压、电流和功率进行监控、测试和采样。
如果漏电它还启动漏电保护装置，保护操作者和仪器本身。
瑞萨MCU的输入输出功能都很强大、应用灵活，编程界面友好。
经测试，这个装置能达到题目指定的所有的基本的和扩展的要求。
关键词：稳压电源、MOS管、瑞萨16位MCU、漏电保护Abstract:This constant voltage power supply uses a general MOS transistor as the core, and a 16-bit Renesas MCU(Micro Control Unit), which is rich in resources and low in power consumption, works as the main control chip in the system. The voltage regulating circuit is composed by a voltage reference chip, TL1431, and a variable resistor. When the device works, the MCU monitors, tests and samples the voltage, current and power of the device, using its internal AD convertor. In the case of leakage it would set the leakage protection device, which can protect the operator and the device itself. The 16-bit Renesas MCU has powerful functions in both input and output. Its application is very flexible and the programming interface is friendly. After testing, this device can achieve all the basic requirements and the expansion requirements which assigned by the topic.Keyword: voltage power 、Mos、 16-Bit Renesas MCU、 leakage Protection目录绪论 (1)1系统方案 (1)1.1DC/DC的论证与选择 (2)1.2 漏电流保护装置的论证与选择 (4)1.3 电流采样电路芯片的论证与选择 (5)1.4 MOS管辅助电源电路的论证与选择 (7)1.5 控制系统的论证与选择 (9)2系统理论分析与计算 (10)2.1 直流稳压电源的分析 (10) (10)2.2 稳压电源的计算 (11) (11)2.3 直流漏电流传感器的计算 (12) (12)3电路与程序设计 (12)3.1电路的设计 (12)3.1.1系统总体框图 (12)3.1.2 控制器子系统框图与电路原理图 (13)3.1.3 直流稳压电源子系统框图与电路原理图 (13)3.1.4 漏电流保护装置子系统框图与电路原理图 (14)3.2程序的设计 (15)3.2.1程序功能描述与设计思路 (15)3.2.2程序流程图 (16)4测试方案与测试结果 (17)4.1测试方案 (17)4.2 测试条件与仪器 (18)4.2.1测试环境 (18)4.2.2测试仪器 (18)4.3 测试结果及分析 (18)4.3.1测试结果(数据) (18)4.3.2测试分析与结论 (19)附录1：电路原理图 (20)附录2：源程序 (23)直流稳压电源及漏电保护装置（L题）【高职组】绪论问题的提出随着功率电子技术的发展，电源在各个领域得到了广泛的应用。
2013年全国大学生电子设计竞赛设计报告题目名称：简易旋转倒立摆及控制装置【本科组C题】参赛队号：201302092013年9月7日2013年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛摘要：本系统以STC12C5A60S2单片机最小系统为核心，辅以角度传感器、姿态传感器、开关控制电路、LCD1602显示、电机驱动电路等组成。
该设计利用PWM 调制来控制旋转臂转速的变化，通过角度传感器和姿态传感器检测摆杆角度偏转信号，并将检测到的数值A/D转换后送入调速系统，经LCD1602显示屏进行显示。
也可通过拨码开关控制旋转臂的转速，从而改变摆杆的状态。
该系统实现了通过操作拨码开关控制旋转臂转速的大小，使摆杆状态按要求变化。
关键词：单片机最小系统角位移传感器 A/D转换2013年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛目录1.作品简介 (1)2.系统方案论证和比较 (1)2.1系统方案整体实验框图 (1)2.2方案论证与比较 (1)2.1.1输入模块选择 (1)2.1.2调制方式的选择 (2)2.1.3角度传感器的选择 (2)2.1.4显示系统的选择 (2)2.3理论分析与参数计算 (2)2.3.1控制电路 (2)2.3.2角度测量原理与控制算法 (3)3.电路与程序设计 (3)3.1硬件设计 (3)3.1.1角度传感器的设计 (3)3.2软件设计 (3)3.1.1软件主程序流程图 (3)3.1.2程序算法理论分析 (4)4.系统调试与结果分析 (5)4.1系统调试的方法与仪器 (5)4.2系统电路的调试 (5)4.2.1电机的性能测试 (5)4.2.2角度传感器的性能测试 (5)4.3注意事项及解决方案 (6)4.4调试结果分析与总结 (6)5．实验结果的分析与总结 (6)6．参考文献 (6)附录一：部分电路原理图 (1)附录二：程序源代码 (4)1.作品简介本次设计作品以单片机最小系统和角度传感器、姿态传感器为制作核心，同时运用A/D模数转换，PWM调制旋转臂转速、LED声光显示，拨码开关控制等,从摆杆方向上的角位移传感器接收到摆杆角度偏转的信号，经A/D模数转换后，LED显示器进行声光显示。
摘要本文介绍了以AVR mega328P单片机为控制核心，通过编码器得到系统变量，应用PID控制算法，步进电机调速对环形倒立摆进行控制，实现了倒立摆在一定的角度范围内动态倒立以及圆周运动。
同时可以通过键盘设定运行模式并且读出系统当前状态，具有较好人机界面。
经测试，本系统完成了题目所要求的各项基本指标，并达到了全部的发挥部分要求。
关键词：AVR mega328P 环形倒立摆 PIDAbstractThis paper introduces the AVR mega328P microcontroller core, obtained by the encoder system variables, the application of PID control algorithm, the stepper motor speed on the annular inverted pendulum control, to achieve the inverted pendulum in a certain range of angles and circular motion dynamic inverted . You can also set the operating mode via the keyboard and read the current state of the system and has good man-machine interface. After testing, the system completed all the required questions basic indicators, and reached all play a part requirements.Keywords: AVR mega328P annular inverted pendulum PID目录第一章系统方案论证与选择 (1)1.1系统结构 (1)1.2方案比较与选择 (1)1.2.1芯片控制模块 (1)1.2.2电机选择 (2)1.2.3电动机驱动调速模块 (2)1.2.4编码器选择 (3)1.2.5显示方案选择 (3)第二章理论分析与计算 (4)2.1 电动机选型 (4)2.2摆杆状态检测 (5)2.3驱动与控制算法 (7)2.3.1驱动 (7)2.3.2控制算法 (8)第三章机械与电路及程序设计 (9)3.1机械设计 (9)3.1.1 旋转臂杆与摆杆 (9)3.2电路设计 (9)3.2.1电源电路设计 (9)3.2.2电机驱动电路设计 (10)3.2.3键盘显示电路设计 (10)3.3程序结构设计 (12)第四章测试结果与分析 (15)第五章参考文献 (17)附录 A 主要元器件明细表 (18)附录 B 电路原理图 (19)附录 C 电路PCB图及实物图 (20)附录 D 系统设计程序代码 (23)第一章系统方案论证与选择1.1系统结构整个系统分为系统模块、编码器模块、电机驱动模块、电机模块、电源模块、键盘模块、显示模块。
2013年滨州学院大学生电子设计竞赛赛题A题 LED线阵显示屏设计一、任务：利用视觉暂留特性设计并制作一个基于13点线阵LED模块的显示屏，其系统结构如图1所示。
在控制器的管理下，由13个LED组成的LED线阵模块绕中心轴旋转，如图1所示；13个LED按照一定规律闪烁，显示一个“工”字，其显示规律如图2所示（其中，黑色表示灯亮，白色表示灯暗，实际上是对汉字进行了扫描）。
图1 LED点阵书写显示屏总体结构示意图图2 显示工字时LED的亮暗规律示意图二、要求：1．要求电机转速可调，通过调整电机速度，显示一个“工”字；2．LED线阵显示屏显示“电子”两个字；3．LED线阵显示屏显示字母“I”，并不断进行旋转；4．LED线阵显示屏首先显示“电”字，然后逐行改变，逐渐变为“子”字；5．LED线阵显示屏模仿交通绿色交通灯中的小人走路，缓慢按小人方向前行。
2013年滨州学院大学生电子设计竞赛赛题B题公交车载人数统计系统一、任务设计并制作一个车载人数统计系统。
二、要求1．人数采集统计功能公交车在各个停靠站点上下车的人数都能精确无误地被系统记录；2．数据存储功能每个公交车停靠站点以及该站点的客流量为一对一记录保存，以便公交公司工作人员分析各站点的客流量，合理的制定相应的运营计划；3．数据传输功能车载人数统计系统可以将各个公交停靠站点的客流量数据通过有线或者无线方式传输给计算机；4．要求采用低功耗的430单片机。
激情创造精彩无限Dareto Create ＆EnjoyC题激光枪自动射击装置一、任务设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。
该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构见图1。
图1 简易自动报靶装置示意图二、要求1．用激光笔改装激光枪，激光枪可受电路控制发射激光束，激光束照射于胸环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光枪与胸环靶间距离为3m。
2．激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。
摘要本手写绘图板系统由精密恒流源电路、低功耗模拟检测采样电路、高精度仪用放大器、AD转换器、单片机控制电路（MSP430）、12864液晶显示电路构成。
本系统使用普通覆铜板，对其对角交叉通过测试电流，探笔测得覆铜板上采样电压，将采样信号差模输入仪用放大器进行信号高精度放大后送入MSP430芯片，利用单片机内部自带AD转换，编程实现采样信号电压与坐标之间转换（算法采用有限元分析法和曲线拟合分析），主要可以实现以下功能：12864液晶上显示出探笔接触覆铜板上点的坐标值，并且基本实现在覆铜板上画圆，本设计具有低功耗的功能，并达到题目要求的测量精度。
关键词：手写绘图板覆铜板MSP430仪用放大器AD转换单片机最小系统目录一、方案论证与比较 ................................................................................................................................- 2 -1．检测采样部分 ..............................................................................................................................- 2 - 2．主控电路部分 ..............................................................................................................................- 2 -3. 坐标点测量方法 ...........................................................................................................................- 2 -二、系统设计 ............................................................................................................................................- 3 -1. 总体设计 .......................................................................................................................................- 3 -2. 单元电路设计 ...............................................................................................................................- 3 -（1）恒流电路 ..........................................................................................................................- 3 - （2）覆铜板换流控制...............................................................................................................- 4 - （3）探笔信号采集电路...........................................................................................................- 5 - （4）主控电路 ..........................................................................................................................- 6 - （5）显示部分 ..........................................................................................................................- 6 -3. 程序设计 .......................................................................................................................................- 6 -（1）程序完成功能...................................................................................................................- 6 - （2）程序流程图.......................................................................................................................- 6 -三、系统测试 ............................................................................................................................................- 7 -1. 测试方案 .......................................................................................................................................- 7 -（1）硬件调试 ..........................................................................................................................- 7 - （2）软件调试 ..........................................................................................................................- 8 - （3）软硬联调 ..........................................................................................................................- 8 -四、测试结果及分析 ................................................................................................................................- 8 -1. 性能测试分析 ...............................................................................................................................- 8 -（1）描点模式测试...................................................................................................................- 9 - （2）划线模式测试...................................................................................................................- 9 - （3）功耗测试 ..........................................................................................................................- 9 -2. 功能测试分析 ...............................................................................................................................- 9 -3. 误差分析 .......................................................................................................................................- 9 -（1）系统误差 ....................................................................................................................... - 10 - （2）随机误差 ..................................................................................................................... - 10 -五、参考文献： ..................................................................................................................................... - 10 -六、附录： ........................................................................................................................................... - 11 - 附1：覆铜板等电势分布图 .................................................................................................................. - 11 - 附2：等电位换流测试数据（500mA为基准）.................................................................................. - 11 - 附3：MSP430最小系统电路图............................................................................................................ - 12 - 附4：元器件明细表 .............................................................................................................................. - 12 - 附5：电路原理图图纸 .......................................................................................................................... - 15 - 附6：作品照片 ...................................................................................................................................... - 16 -一、方案论证与比较根据题目要求，我们分以下两个部分进行方案设计与论证： 1．检测采样部分方案一：根据实际测量计算，覆铜板需要较小的测试电流，探笔测得电压较小，通常为几uV 到几个mV 之间，为满足要求需将采样电压放大到1~1.5V ，采用通用运算放大器对探笔采样信号进行放大，优点是器件便宜易寻。
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）【本科组】Dut physics1202class2013年9月7日摘要本作品以STC12C5A单片机为核心，对铜板这种小电阻在微弱变化下的精密测量，以实现对触点的精确定位。
用恒流源给覆铜板加稳恒电流，利用电桥和OP07对产生的电压信号进行采集和放大。
用单片机控制MOS开关控制覆铜板四角接线的开闭。
制作一个10cm*15cm的手写绘图板，并对板上任意位置进行坐标读取，分辨率小于10mm，并在12864的LCD显示器上进行显示。
关键字：STC12C5A，精密测量，LCD目录1系统方案 (1)1.1 铜板处理的论证与选择 (1)1.2 信号采集和放大的论证与选择 (1)1.3 开关控制模块的论证与选择 (1)1.4 电源模块的论证与选择 (2)1.5 控制系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 左右方向及象限位置的确定 (2)2.2 坐标点测量的方法 (2)2.3 各点坐标采集的方法...................................................................... 错误！未定义书签。
3电路与程序设计. (3)3.1电路的设计 (3)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 信号采集与放大子系统框图与电路原理图 (3)3.1.3 单片机控制子系统框图与电路原理图 (3)3.1.4电源 (4)3.2程序的设计 (4)3.2.1程序功能描述与设计思路 (4)3.2.2程序流程图 (4)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (6)4.3 测试结果及分析 (6)4.3.1测试结果(数据) (6)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理图 (8)附录2：源程序 (9)手写绘图板（G题）【本科组】1系统方案本系统主要由铜板模块、信号采集和放大模块、开关控制模块、电源模块，控制模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 铜板处理的论证与选择由于测得的铜板电阻太小，现考虑以下方案。
方案一：采用在板上腐蚀网格或者有规律的数学图案，这种方法有利于增大铜板的测量电阻，利于在测量过程中电压的获取和计算，但是这种方案会使板面不够平稳，如果间隙不够小，就会导致分辨率太低，误差较大。
方案二：在铜板背后加电阻，可以增大电阻，但是由于电阻本身大小和要求数量，没发满足误差的要求。
方案三：利用RC振荡电路，用公式中的1/R对铜板电阻进行放大处理，测量。
但是测算麻烦，误差较大，且不是线性变化。
方案四：直接使用铜板使用恒流源和电桥法测量小电阻，对测量电压多级放大输出，实现电压测量。
综合以上三种方案以及题目中的要求，方案一不能使表笔在覆铜板上的任意位置接触，二三方案误差不好处理，故选择方案四。
1.2 信号采集和放大的论证与选择由于信号很小采集和放大都需要认真考虑，现考虑以下方案：方案一：用恒压源进行采集数据，并用2级运算放大器进行放大送入单片机。
这种方法由于铜板电阻太小，使用恒压源要么电流过大，要么误差很大没法精确测量。
方案二：用恒流源进行采集数据，一级使用电桥进行差分放大，将差值放大后输入第二级放大，这种方法既便于采集放大，也能提高精度。
综上我们选择第二种方案。
1.3 开关控制模块的论证与选择方案一：在铜板4个脚都采用4个采集放大电路，但是由于铜板电阻小，很容易由于导线长度的增大使铜板采集的信号误差变大。
方案二：只用一个采集放大电路，利用以IRF540n为核心的mos开关模块，让单片机通过此开关控制模块对测量线路的开闭进行控制。
方案二既简单也容易控制我们，所以我们选择方案二。
1.4 电源模块的论证与选择电源模块组要由恒流源，单电源变双电源电路组成。
恒流源是为铜板提供稳恒电流的，以测量电压信号。
单变双电源以TDA2030为核心的将赛组能提供的12v单电源变为±6v的双电源。
在最这个电源的同时，我们加进了为单片机提供5v电压的电源部分。
1.5 控制系统的论证与选择方案一：采用51系列的单片机作为主控器件，使用自己做的最小系统板，用来实现要达到的各种要求。
但88888888是AD转化需要另外做。
此方案规模小，成本低。
方案二：采用我们此前购买的以STC12系列的单片机带有10位的AD转换作为主控器件。
此方案方便快捷，只需对AD和单片机进行程序编写。
综合考虑，我们将方案一备用，采用方案二。
2系统理论分析与计算2.1 左右方向及象限位置的确定我们使用单片机控制开关实现对四角测量的通断，通过用第一角电压减去第二角电压是否大于0来确定上下方向，通过第二角和第三角的压差是否大于0来确定左右方向，然后实现象限位置的确定。
2.2 坐标点测量的方法我们在测试前将铜板用水将铜板上的氧化膜清除掉，但是由于铜板本身的各种原因，铜板上一点到四角的电阻是不均匀的，没办法实现根据各点电压计算距离，于是我们采用事先采集各点电压，在程序中使用查表的方法进行转换坐标，这样做尽管需要耗费单片机的内存，但是这种方法简单可行，精确度高，我们采用此方法。
2.3 各点坐标采集的方法在板子上画好坐标之后我们根据多次测试的结果以每0.5mm为单位进行多次采样并取平均值，然后建立各点的电压值表，电压值表见表一。
把这些数据写入单片机，当在表笔接触铜板时，根据输入的电压值查表找到对应的坐标然后送LCD显示。
3电路与程序设计3.1电路的设计3.1.1系统总体框图系统总体框图如图1所示，图1 系统总体框图3.1.2 信号采集与放大子系统框图与电路原理图图2 信号采集与放大子系统框图3.1.3 单片机控制子系统框图与电路原理图1、MOS 开关子系统框图图3 MOS 开关子系统框图2、单片机子系统电路图4 单片机子系统电路普通铜板Mos 开关放大采集 单 片 机显示器恒流源 单变双电源 5v 电源信号采集 铜板 电桥差分放大 二级放大 单片机4个MOS 输出端 恒流源单片机最小系统铜板四角低通滤波3.1.4电源电源由单电源变双电源、滤波部分、稳压部分组成。
为整个系统提供+5V，6V，+12V电压，确保电路的正常稳定工作。
单电源变双电源采用TDA2030实现12V 单电源变6V，由6V变5V采用LM2940稳压芯片为核心的电路实现。
3.2程序的设计3.2.1程序功能描述与设计思路1、程序功能描述程序部分由LCD12864的显示部分，开关的控制部分，AD转换，和电压数据的计算和处理。
2、程序设计思路LCD部分用P2口和P0的部分口实现对LCD的控制和写数据。
电压值处理部分事先将测得的数据写入程序，使用P1.0读取电压值在单片机内进行查表，计算处理后用LCD输出触点的左右侧,象限位置和坐标的信息。
开关部分将4个引脚置1，实现MOS管的通断。
按键部分使用中断，实现按键特定功能。
3.2.2程序流程图1、主程序流程图开始初始化液晶和AD转换轮流开启MOS开关采取数据启动10位AD转换对各角电压轮流采集并进行累加和取平均值对数据进行处理计算得出触点的左右，象限和坐标将上面的信息输入到LCD显示2、按键子程序流程图按键引发中断读取触点运动信息将触点运动曲线在LCD上显示出来RET3、MOS管开关和测量子程序流程图子程序入口先开启MOS1，使1角开始测量AD转换打开接受电压值进行AD转换在一段时间内对其连续测量，并取平均值再开启MOS2，使2角开始测量以下同上并循环省略4、数据处理和显示子程序流程图子程序入口得到4个角的压值，查表得出坐标值，比较1角和2角的压值，判断左右，比较1角和3角压值，判断上下根据得到的结果判断所在象限在LCD上显示得到的结果，坐标值，左右和象限位置RET4测试方案与测试结果4.1测试方案1、硬件测试对各个模块进行测试，测试通过后使用。
2、软件仿真测试对程序的错误和不能正确实现的部分进行调节和改正。
3、硬件软件联调对整体功能的实现进行进一步调节。
4.2 测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。
测试仪器：高精度的数字毫伏表，模拟示波器，数字示波器，数字万用表，指针式万用表。
4.3 测试结果及分析4.3.1测试结果(数据)触点位置（cm）显示左右显示象限显示坐标（cm）（0,1）右一（0.5,1.5）（2,8）右一（1.5,8.5）触点位置（cm）显示左右显示象限显示坐标（cm）（—2,8）左二（—2.5,7.5）（2，—8）右四（3，—8.5）（6,6）右一（6.5,6.5）（6，—8）右四（6.5，—7.5）（—5，—5）左三（—4.5，—4.5）4.3.2测试分析与结论根据上述测试数据可以得出以下结论：1、表笔接触时有明显变化2、能正确显示左右和象限3、坐标误差基本能控制在5mm左右综上所述，本设计达到设计要求。
附录1：电路原理图恒流源电路图：单电源转双电源电路：采集放大电路：附录二：源程序第一部分main.c:void main(){ADC_int(0);set_timer_1();lcdinitc();while(1){dier_ping();}}第二部分delay.c#include”delay.h”void delayb(int z){int x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}第三部分12864.c#include"12864c.h"#include <STC12C5A.H>/*****************并行基本函数*******************/ /********************************************* LCD12864液晶测忙子程序(读状态)*********************************************/ uchar readstatus(){lcdrs=0;lcdrw=1;lcden=1;while ((P2&0x80)==0x80); //读忙return(P2);}/********************************************* LCD12864液晶命令写入子程序*********************************************/ void write_com(uchar com){readstatus();lcdrs=0;lcdrw=0;P2=com;delayb(10);lcden=1;delayb(10);lcden=0;}/********************************************* LCD12864液晶数据写入子程序*********************************************/ void write_date(uchar date){readstatus();lcdrs=1;lcdrw=0;P2=date;delayb(5);lcden=1;delayb(5);lcden=0;}/*uchar readdate(void){ uchar date;lcdrs=1;lcdrw=1;lcden=1;delayb(10);date=P2;delayb(10);return date;} *//*********************************************LCD12864液晶初始化子程序*********************************************/void lcdinitc(void){lcdpsb=1;//选择并口方式write_com(0x30);//选择八位数据delayb(10); //写的不要太频繁，适当加延时，省去了读忙write_com(0x0c);//显示开关光标delayb(10);write_com(0x01); //清屏delayb(10);}/*******************写位置*************************/ void write_posi(uchar x,uchar y)//设置坐标{uchar a=x;uchar b=y;switch(a){case 1 : write_com(0x80+b); break;case 2 : write_com(0x90+b); break;case 3 : write_com(0x88+b); break;case 4 : write_com(0x98+b); break;default: break;}//}/*********************************************LCD12864液晶数据显示子程序*********************************************/void Disp(uchar y,uchar x,uchar i,uchar *z){uchar Address;if(y==1){Address=0x80+x;} //Y判断第几行,X判断第几列,0x80为液晶行初始地址if(y==2){Address=0x90+x;}if(y==3){Address=0x88+x;}if(y==4){Address=0x98+x;}write_com(Address); //写入地址命令到LCD12864while(i) //写入显示数据的大小{write_date(*(z++)); //写入显示数据到LCD12864i--;}}第四部分addata.c#include "addata.h"#include "math.h"sfr AURX1=0xa2; //AD 转换结果存储方式控制位unsigned char Result[4];void ADC_int(uchar n)//第n 通道ADC 初始化函数{n&=0x07; //确保n=0----7通道AURX1|=0x04; //转换结果存储格式：数据的高2位放ADC_RES,低8位放ADC_RESLP1ASF=1<<n;//将P1.n 设为ADC 采样}uint ADC_GET(unsigned char n)//第n 通道ADC 采样函数{unsigned int adc_data;n&=0x07;//确保n=0----7通道ADC_RES=0;//清零ADC_RESL=0;//清零ADC_CONTR=0;//清零，以便重构ADC_CONTR|=(ADC_POWER|ADC_SPEED|n|ADC_START) ; //打开AD 转换电源、设定转换速度、设定通道号、AD 转换开始_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//延时4个时钟周期左右while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));//等待转换结束=0x10ADC_FLAG 位=1adc_data=(ADC_RES&0x03)*256+ADC_RESL;//转换结果计算,取高位结果存储器的低2位+ 低位结果存储器ADC_CONTR&=~ADC_FLAG;//清零转换结束标志位(ADC_FLAG 位=0)return adc_data;//返回ADC 的值（0----1023?}void Int_char(int data1){if(data1/1000){ Result[0]=data1/1000+'0';Result[1]=data1/100%10+'0';Result[2]=data1/10%10+'0';Result[3]=data1%10+'0';}else if(data1/100){ Result[0]=data1/100+'0';Result[1]=data1/10%10+'0';Result[2]=data1%10+'0';Result[3]='0'; }else if(data1/10){Result[0]=data1/10%10+'0';Result[1]=data1%10+'0';Result[2]='0';}else {Result[0]=data1%10+'0';Result[1]='0';}}void data_out(int x){ int _le1,_le2,_le3,_le4,i;int sum=0;switch(x){case 1: for(i=0;i<100;i++)sum+=ADC_GET(0);_le1=sum/100;sum=0;write_posi(1,0);if(_le4-_le1<0)write_date('-');elsewrite_date('+');Int_char(abs(_le4-_le1));di1=0;di2=1;di3=1;di4=1;write_posi(1,1);write_date(Result[0]);delayb(50);write_posi(1,2);write_date(Result[1]);delayb(50);write_posi(1,3);write_date(Result[2]);delayb(50);write_posi(1,4);write_date(Result[3]);delayb(500);break; case 2:di1=1;di2=0;di3=1;di4=1;for(i=0;i<100;i++)sum+=ADC_GET(0);_le2=sum/100;write_posi(2,0);if(_le2-_le1<0)write_date('-');elsewrite_date('+');Int_char(abs(_le1-_le2));sum=0;write_posi(2,1);write_date(Result[0]);delayb(50);write_posi(2,2);write_date(Result[1]);delayb(50);write_posi(2,3);write_date(Result[2]);delayb(50);write_posi(2,4);write_date(Result[3]);delayb(500);break; case 3:di1=1;di2=1;di3=0;di4=1;for(i=0;i<100;i++)sum+=ADC_GET(0);_le3=sum/100;write_posi(3,0);if(_le3-_le1<0)write_date('-');elsewrite_date('+');Int_char(abs(_le2-_le3));sum=0;write_posi(3,1);write_date(Result[0]);delayb(50);write_posi(3,2);write_date(Result[1]);delayb(50);write_posi(3,3);write_date(Result[2]);delayb(50);write_posi(3,4);write_date(Result[3]);delayb(500);break;case 4:di1=1;di2=1;di3=1;di4=0;for(i=0;i<100;i++)sum+=ADC_GET(0);_le4=sum/100;write_posi(4,0);if(_le3-_le4<0)write_date('-');elsewrite_date('+');Int_char(abs(_le4-_le1));sum=0;write_posi(4,1);write_date(Result[0]);delayb(50);write_posi(4,2);write_date(Result[1]);delayb(50);write_posi(4,3);write_date(Result[2]);delayb(50);write_posi(4,4);write_date(Result[3]);delayb(500);// write_date("左");break;}}第五部分interrupt.c#include "main.h"#include<STC12C5A.h>#include "delay.h"sbit led1 = P1^3;sbit led2 = P1^2;void diyi_ping(void);void dier_ping(void);void disan_ping(void);void set_timer_1(){ EA=1;EX0=1;TCON=0x00;}void int0() interrupt 0 using 0 //根据上表，3号中断类型号为TIMER1的，定时器1呀。
