电子设计大赛常用的电路模块

年全国大学生电子设计竞赛需购买元件模块随着科技的发展，电子技术在生产生活中的应用越来越广泛。

为了培养电子领域的人才，推广电子技术，中国教育部联合多家企业和院校于2008年首次举办了“全国大学生电子设计竞赛（NCEDA）”，这是一个集电子设计、制作、实践与交流于一体的国家级比赛，其成功举办也为电子行业的发展带来了巨大的推动力。

但是，国内市场上的电子元件种类繁多，价格不一，质量也参差不齐，这给大学生在参加电子设计竞赛时带来了巨大的挑战。

那么，为何大学生在参加开发性质的电子设计竞赛时需要购买元件模块呢？首先，电子设计竞赛的性质要求参赛者必须完成一个完整的电子系统，并且要求电子系统必须符合竞赛要求的难度和功能模块。

而难度和功能的要求必须是真实可行的，不是想想就行，需要大量的元器件加以实现。

许多电子元器件厂家也因此推出了适用于大学生电子设计的元器件模块，这些模块通常都基于常用的应用领域，例如温度传感器、光敏传感器、无线传输芯片等等，可以方便快捷地满足设计竞赛的要求，降低了大学生在元器件的使用和选购中的门槛，同时节省了开发周期和费用。

其次，购买元件模块可以提高参赛者的设计质量。

在电子设计竞赛中，设计出符合竞赛规则的电子系统并不是最终目的，设计的质量同样重要。

在当今工业快速发展的趋势下，只有具有优秀的设计和制造能力的企业才能在市场上立足。

在大学生电子设计竞赛中使用元器件模块，不仅可以加快竞赛的节奏，而且还让参赛者获得经验，提高自己的技术能力，同时在开发过程中进一步锤炼自己的设计思路。

最后，购买元器件模块可以刺激市场竞争，促进元器件市场的发展。

大学生电子设计竞赛有利于推动中国电子行业的发展，同时也是电子器件制造商进行市场竞争的机会。

在这种情况下，企业只有推出高性能、高质量的产品才能吸引更多的消费者，提高自己的产品市场竞争力，在这样的促进下，电子器件市场也必定会得到进一步扩大和升级，这必定会对国家的经济和电子行业发展产生积极的影响。

电赛控制类所需要的模块电赛控制类所需要的模块是指在电子竞赛中，控制类比赛项目所需的硬件和软件模块。

这些模块通常被用于实现对物理设备的控制和数据处理。

下面将介绍几个常用的模块，希望对电赛参赛选手有所指导。

首先是运动控制模块。

在电赛中，我们经常会需要对机械或电动设备进行运动控制，如机械臂的运动、小车的轨迹规划等。

这时，我们可以使用类似于伺服电机控制器或步进电机驱动器这样的模块来实现运动控制。

这些模块通常具有高精度、高速度和可靠性，可以根据指令实现对设备的准确定位和控制。

其次是传感器模块。

传感器模块用于感知周围环境的物理量，如温度、湿度、光强等。

在电赛控制类比赛中，我们常常需要获取与任务相关的各种物理量，以便做出相应的决策。

传感器模块可以将这些物理量转换成电信号，并通过模数转换器等技术转换为数字信号，供控制器进行处理和分析。

另外，通信模块也是电赛控制类项目中不可或缺的一部分。

通信模块可以实现控制器与其他设备之间的数据交换和通信。

常见的通信模块包括无线模块（如Wi-Fi、蓝牙、射频等）、有线模块（如以太网、串口等）和CAN、I2C、SPI等串行通信接口。

利用通信模块，我们可以实现远程控制、传感数据的传输和与其他设备的协作等功能。

此外，智能算法模块在电赛控制类项目中也扮演着重要角色。

智能算法模块包括控制算法、机器学习算法、图像处理算法等。

这些算法可以实现对传感器数据的处理和分析，从而更好地进行决策和控制。

通过智能算法模块，我们可以实现自动控制、路径规划、目标检测等高级功能。

最后，不可忽视的一个模块是电源模块。

电源模块为控制系统提供电能，保证各个模块的正常运行。

在电赛中，我们需要根据实际需求选择合适的电源模块，如直流电源、电池管理模块等。

同时，为了保证系统的稳定性，还需要考虑电源模块的过载保护、电源滤波等功能。

在进行电赛控制类项目的设计和实现时，我们可以根据具体需求选择合适的模块，并结合各个模块之间的接口和协议进行集成。

电路制作设计中常用的基本模块电路集详解我们电子爱好者在初学电路制作设计的时侯，多数情况都是根据经验将已知的单元模块电路进行合理地拼接，就像搭积木一样。

这种积木式的电路设计方法，最适合开发不太复杂的电子产品。

它减少了繁杂的计算，大大缩短了设计时间，只需在调试电路时对一些元件参数做少许修改，就可做出成品。

所谓合理地拼接，是指要考虑前后单元电路的输人、输出阻抗，输人、输出电平以及电源电压等的匹配问题。

下面介绍最基本的通用电子“木块”即单元模块电路。

相信对初学电子技术有很大的启发和引导作用！一、常见的晶体管单元电路我们都知道晶体管已经是一个古老的电子元件了，但即使是在现代最新产品的电路板上，我们也能或多或少发现晶体管的身影，可以说它是电子技术中永不过时元素，很多复杂的电路芯片都是由复杂的晶体管集成制造的。

1.LED驱动电路电路如上图的l a，这是一个开、关LED驱动电流的电路，输人小的控制信号，就可以开、关大的电流。

这个电路也可以用来驱动继电器或压电片，如图lb。

由于继电器线圈是电感负载，在关断时会产生高的反电动势，故要在其线圈上并联二极管，以保护晶体管不被击穿。

这个晶体管如使用管芯内已含有电阻派1、R2)的带阻晶体管，则电路更简单。

2.反相器、电平变换器电路如图1C，当负载为电阻时，可以把0-5V的逻揖电平输人转换为12-OV的输出电平，使逻辑反转；除了用于前后电路的电平匹配外，也用于需要输出与输人反相的场合。

不过此电路不适合高速电路。

3.简易电源电路图2是一个简易电源电压变换电路，输出电压取决于输人电压被R1、R2的分压，改变R2与R 1的比值，就可获得需要的输出电压。

当然输人电压应由稳压IC提供。

此电路的一个优点是输出噪声低，如果取消图中的R2，电路就是一个有源滤波器，常用于需要降低纹波电压的电源电路中。

4.MOSFET驱动电路图3a是功率MOSFET驱动电路，用于开、关流过负载的电流。

缓冲级用特性完全相同、但极性不同的NPN和PNP晶体管构成互补单端推挽电路(SEPP电路），给MOSFET管的栅极提供足够幅度的驱动电压。

电子设计常用模块与实例课程设计背景随着电子产品的快速发展，越来越多的人开始对电子设计领域产生兴趣。

在这个领域中，常用的模块和实例是非常关键的，因为它们可以帮助新手更好地了解电子设计，同时也可以帮助有经验的设计师更高效地开发产品。

为了帮助初学者更好地了解常用的电子设计模块和实例，我们开设了一门课程，探讨电子设计中常用的模块和实例。

课程设计目标本课程的目标是帮助学生了解电子设计中常用的模块和实例，包括它们的特点、用法以及在各种场合下的应用。

具体包括以下内容：1.传感器模块：介绍光电传感器、温度传感器、超声波传感器等常用传感器的基本特点、使用场合以及使用方法。

2.控制模块：介绍单片机、模拟电路、可编程逻辑控制器等常用控制模块的基本特点、使用场合以及使用方法。

3.通信模块：介绍蓝牙模块、无线电模块、以太网模块等常用通信模块的基本特点、使用场合以及使用方法。

4.电源模块：介绍锂电池、太阳能电池等常用电源模块的基本特点、使用场合以及使用方法。

5.外设模块：介绍LED灯、继电器、蜂鸣器等常用外设模块的基本特点、使用场合以及使用方法。

通过本课程的学习，学生将能够掌握电子设计中常用模块的原理和使用方法，以及如何将这些模块组装成一个完整的电子产品。

同时，学生也将实践到团队合作、创新思维以及实际操作能力的培养。

课程教学方式本课程采用线上线下相结合的教学方式，主要包括以下三个部分：1.线上课堂：我们将通过Zoom等在线会议工具进行线上课堂教学，每周一节3小时的课程，共12周，授课内容包括模块的特点、使用场合以及实例应用。

同时，我们将提供视频教材和实验指导书，供学生参考。

2.实验操作：我们将提供实验平台，并设置实验任务，帮助学生在实际操作中掌握课程内容。

实验将在学校实验室或线上进行。

3.课程项目：我们将设计一些小型项目，供学生自己或小组完成，以巩固所学知识。

学生可以在课程项目中自由发挥，实践创新思维。

课程评估方式本课程的评估方式主要包括以下几个方面：1.课堂测验：每周课堂教学后，将进行一次课堂测验，测试学生对本周学习内容的理解和掌握程度。

国电比赛有用的电路，希望可以帮助到大家，这是比较有价值的电路功能电路1、DA转换电路题目要求信号发生器的频率从100Hz到10KHz，对DA转换速度要求不是很高，但设计要求电压值误差绝对值小于1%，所以应选用转换精度高的芯片。

本系统使用12位D/A转换芯片MX7541的双极性电路接法，电路图如图所示矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

2、峰值检波电路峰值检波电路是由二极管电路和电压跟随器组成，其工作原理为：当输入电压正半周通过时，检波管U2导通，对电容C1、C2充电，直到到达其峰值。

三极管的基极由单片机或FPGA控制，产生10us的高电平使电容放电，以减少前一频率测量对后一频率测量的影响，提高幅值测量精度。

其中U1为常导通，用以补偿U2上造成的压降。

电容C1、C2的取值需根据被测信号的频率合适的选取，此电路中的二极管使用高频二极管，可大大提高测量范围的频率上限。

聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

3、真有效值检测电路设计对于有效值的检测，我们选用AD637来实现。

AD637是真有效值测量芯片。

其有效值计算公式为2[]IN RMS RMSV V Avg V =。

应用时只需在芯片的外围添加适当的电阻、电容即可实现任意波形交变信号的有效值的测量。

其中平均电容C1可用来设定平均时间常数，并决定低频准确度，输出纹波大小和稳定时间。

R1、R2、C1、C2及运放OPA277构成一二阶低通滤波滤除检波后的纹波。

电路连接图如图所示：残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

4、滞回比较电路之一（MAX912）MAX912 是由MAXIM 公司生产的双组高速电压比较器。

该器件传播速度快(典型值为10ns) ,能接受差动输入信号并具有互补性的TTL 兼容输出。

为抑制干扰引起的误翻转，我们采取了带正反馈的滞回比较电路的形式。

我们采用反相输入的方式，其正向阈值电压225FR u V R R +=⨯+，对应比较后信号的下降沿。

负向阈值电平为0V ，对应于比较后信号的上升沿。

一、运算放大器运算放大器主要用于信号的放大与处理，在分析与设计运算放大器电路时应该注意器件本身重要的三个基本特性：虚短、虚断、虚地。

运算放大器基本应用电路：（1）同相放大器（2）反相放大器（3）差动放大器（4）反相求和放大器（5）积分电路（6）I-V转换电路（7）仪表放大器（8）半波精密整流电路（9）全波精密整流电路（10）桥式放大器(11)功率提升电路4.滤波器（1）高通滤波器（2）低通滤波器（3）带通滤波器二、电源电路（1）固定输出电压集成稳压器 典型器件：78XX 与79XX主要用于给运算放大器供电；输出电压类型有限，最为常用的为5V/6V/9V/12V/15V/24V ； （2）电压输出可调的集成稳压器典型器件：LM317与LM337图3.2.5 78/79正负输出电压的电路+Uo(10V/1A) （a ） （b ） 图3.2.7（3）LDO 稳压器典型器件：LM1117-adj 、LM1117-5、LM1117-3.3； 特点：输入与输出电压的差值较小 （4）升压稳压器特点：将较低的电源电压提高并有效驱动负载；典型器件有MC34063\TL494；另外一类方法为：产生一个与输入电压成比例的方波或正弦波、再利用变压器升压；（5）电压反转稳压器特点：将正电压转换为较低的负向电压，特别适合用在数字、模拟混合系统中； （6）电源模块在赛前应该为大赛准备一些合适的电源模块：单电源输出（简易型，采用Ф2.5或Ф3.5的插座）；多路电源输出：±12V 与±5V ，输出电流应该保证在1A 以上，最好为3A 以上；DC-DC 电源模块：自制可调较大电流的电路模块：例如采用LM317配合扩流环节实现；三、三极管电路三极管做电压放大器不合适，尤其在电子大赛这样时间非常紧张的特殊环节；一般用来作为电流扩大，例如OCL 互补推挽输出电路1S1885 C也可以采用集成功率放大器，典型器件为： LM386、TDA2003桥式电机驱动电路步进电机的驱动：采用L298 LED 与继电器的驱动：比较器用来比较两个信号的大小并产生一个二值电平，教材上推荐用运放实现，但最好选用专卖店集成比较器，常见类型有LM311/LM393/LM339，其内部分别集成有1/2/4个比较器。

电子设计大赛作品创意书基于C8051F340的开关电源模块并联供电系统1、摘要该作品由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统，使其在额定输出功率下，输出指定直流电压，并且供电系统效率不低于60%，两模块间电流能根据负载的调整而自动分配。

系统以C8051F340单片机为控制核心，通过对输出电压和电流采样计算，改变单片机PWM占空比输出，控制MOS管的通断，实现了两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块并联供电。

关键词：开关电源并联供电C8051F340 DC/DC模块2、绪论2.1设计任务：该作品由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统，其结构图如图1所示。

调整负载电阻，保持输出电压Uo=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和Io=1.0A，且按I1：I2=1:2两种模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差值不大于5%，使两个模块输出电流之和Io=4.0A，且按I1：I2=1:1模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于2%。

额定输出功率状态下，供电系统的效率不低于60%，要求系统具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阀值电流为4.5A。

图1.DC/DC模块并联供电系统主电路2.2发展现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。

其中DC/DC电源模块成为我国小功率模块电源的发展主力。

未来开关电源将朝着小型化、薄型化、轻量化、高频化、高可靠性、低噪声、采用计算机辅助设计和控制的方向发展。

大功率电源系统需要多个开关电源并联来提供，它能避免单个大功率电源制造成本高、稳定性差的缺点，并且具备了大容量、高效率、高可靠性、冗余特性、模块化个成本低的优点。

3、系统方案3.1 该系统所包含的模块并联供电系统主要有控制器模块、DC/DC变换稳压模块、电流检测模块以及输出电压采样模块组成。

常见电路模块整理1、电源模块
2、信号产生电路
1)文氏桥正弦波振荡器
DIODE_VIRTUAL
Ao=1+Rf/R1>3方能可靠起振（Rf为反馈回路总等效电阻），其振荡频率为fo=1/2RC
2)方波发生器
振荡周期为T=2RCln(1+2R1/Rf)
3)555定时器接成单稳态触发器
脉冲
输入负
输入输出周期相同，脉冲宽度t w=RCln3,图见数电书P494
4)555定时器构成多谐振荡器输出方波
(其中2脚也可以接在节点6，节点3处可加RC滤波，2处可加滑动变阻器调节q值) 占空比q=R1/(R1+R2) 若R1=R2则q=50%
充电时间T1=R1Cln2放电时间T2=R2Cln2
周期T=T1+T2=(R1+R2)Cln2;
3、基本运算电路
Lm324引脚图 lm358引脚图及引脚功能
3_1反相比例V o=---可输入Vi=1V，f=1kHz的正弦信号
3_2同相比例V o=---可输入Vi=1V，f=1kHz的正弦信号
3_3积分电路---可输入Vi=1V，f=1kHz的方波信号观察
3_4微分电路---可输入Vi=1V，f=1kHz的方波信号观察
4、555相关电路
锯齿波发生电路
VCC
输出方波输出。

一、常用模块：1、电源（电源模块12V、9V、5V、3.3V 较为常用，如果用电池那么还要考虑升压块，如果用一些必须负电压供电的芯片，就还要把比如LM337 做进去）2、最小系统（以备I/O 口不够的特殊情况）3、键盘4、液晶显示5、AD,DA6、温度、湿度、压力、角度、声、光传感器（寻迹光耦（个人使用觉得RPR220 不错），霍尔传感器（A04E）和磁钢，光电槽和码盘，避障的光电开关，趋光的光敏电阻或者光敏二极管，接近开关（探测金属），角度传感器（太贵了），超声波7、集成运放8、可编程逻辑9、电机（步进电机控制可以考虑加L297）10、继电器11、信号处理（比如光耦我们希望它出来的是开关量，但要不是就得加比较器，所以配合光耦，比较器模块是必备的（推荐LM339、LM393），又比如信号回来需要放大，那就需要用到运放，适当准备几块运放的芯片比如（TL082、TL084））二、常用程序：1、LCD 显示程序、键盘输入程序；2、AD\DA SPI 传输程序；3、AD 采集后数据处理算法；4、电机控制程序，要把减速电机做到像步进电机一样一步步走，光调速是不够的，提到调速就要说下面一点PWM 了，要把步进电机通过频率和细分调速调到满意。

5、PWM 通道和比特率输出；6、延时和计时（这里的延时指用软件延时，这里的记时指用计时器）；7、秒表、测速、测距、寻迹算法、避障算法等等；8、其他的一些不一定需要的算法：比如复线。

以控制类为例硬件：1、电源模块12V、9V、5V、3.3V较为常用，如果用电池那么还要考虑升压块，如果用一些必须负电压供电的芯片，就还要把比如LM337做进去；2、最小系统和系统的扩展，以备I/O口不够的特殊情况，要题目允许干脆加CPLD；3、驱动模块，电机驱动L298必备，也可以考虑准备CMOS，步进电机控制可以考虑加L297，继电器电路也可以做一下，用2803或者2003；4、各类传感器模块，至少得准备寻迹光耦（个人使用觉得RPR220不错），霍尔传感器（A04E）和磁钢，光电槽和码盘，避障的光电开关，趋光的光敏电阻或者光敏二极管，另外最好准备些以前比赛中出现过的传感器，没用上就当玩呗，比如接近开关（探测金属），角度传感器（太贵了），超声波等等；5、信号处理模块，比如光耦我们希望它出来的是开关量，但要不是就得加比较器，所以配合光耦，比较器模块是必备的（推荐LM339、LM393），又比如信号回来需要放大，那就需要用到运放，适当准备几块运放的芯片比如（TL082、TL084）；6、AD/DA模块，其实在控制类方面DA在历届比赛中用的并不多，但AD却是经常出现，比如角度传感器进来的电压信号通过AD转化成数字；7、显示模块，LCD，数码管，LED，蜂鸣器一个不能少，为什么用了LED还用数码管呢，为什么峰鸣器也是显示模块呢，这里的显示很大程度上的意思是给人的反馈，比如在平衡点稳定了，让峰鸣器叫叫；8、键盘模块，有输出当然要有输入咯。