电子设计竞赛报告.doc
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1、2012年“TI”杯浙江省大学生电子设计竞赛简易直流电子负载(C题)【本科组】2012年8月8日9摘 要 直流电子负载与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、效率高等优点,在电源,通讯,汽车,蓄电池等领域得到了较好的地应用,并已成为当前研究的热点。直流电子负载由数字控制、检测与驱动电路和显示模块等。数字控制MOS管或晶体管的导通量,实现对电源参数的稳定控制。 直流电子负载系统方案分析入手,详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现,并给出较为合理的解决方案。为了便于控制的实现和功能的扩展,采用了freescale单片机作为核心控制器,设计了控制电路、检测电路,键盘电路、显示电路,通过比较法和模
2、糊控制技术及软硬件的配合,实现了整个电路的设计。关键字: 直流电子负载 单片机 AD采样 DA采样目 录1系统方案31.1 单片机模块的论证与选择31.2 AD模块的论证与选择31.3 控制系统的论证与选择32电路与程序设计42.1系统总体框图42.1.1系统总体框图42.2电路原理图42.2.1 单片机及外围电路电路原理图42.2.2 硬件闭环控制电路原理图62.2.3 电压电流采样电路的原理图63.2程序的设计73.2.1程序功能描述与设计思路73.2.2程序流程图84测试方案与测试结果94.1测试方案94.2 测试条件与仪器94.3 测试结果及分析94.3.1测试结果(数据)104.3.
3、2测试分析与结论10简易直流电子负载(C题)【本科组】1系统方案本系统主要由单片机模块、AD采样模块、控制系统组成,下面分别论证这几个模块的选择。1.1 单片机模块的论证与选择方案一:选择STC89C52作为主控芯片,STC89C52周期比较慢,使系统反应比较慢。方案二:选择MSP430G2553作为主控芯片,这款单片机的虽然周期是比STC89C52快,但是为了实现能用液晶12864显示,电路中的电压和电流,使用端口不够。方案三:选择freescale的S12XS128作为主控芯片,这块芯片不但总线频率能超频到80MHZ,这是一个非常快的反应速度,再加上有100多个引脚,完全可以满足系统控制的
4、要求。综合以上三种方案,选择方案三。1.2 AD模块的论证与选择方案一:使用单片机内部12位AD采集电压 单片机的内部12位AD,由于题目要求的精度比较高,12为的分辨率比较低。方案二:使用外接16位AD采集电压ADS1115 首先ADS1115芯片,完全可以达到题目中要求的精度,然后ADS1115是4通道AD转换,有就是受一块芯片可以完全采集电压和电流。综合以上两种方案,选择方案二。1.3 控制系统的论证与选择方案一:利用可调电阻的电压,控制恒流的输出 使用可调电阻上面所分到的电压作为基准电压,也就是硬件上实现了一个闭环控制,从而达到回路中电流的恒定,但是利用可调电阻,分得的电压很难达到一个
5、自己想要的恒定电流。方案二:利用单片机控制外接DAC7512芯片模块,输出的电压作为基准电压,控制恒流输出 利用单片机来控制12位的DAC7512,可以是电压输出更加的稳定,也可以用过按键来调节电压的输出,并可以精确的计算出电压的值。是你调节起来更加的方便,和快捷经过我们的考虑最终选择的通过DAC7512芯片来实现对基准电压进行控制,来实现恒流的目的。2电路与程序设计2.1系统总体框图2.1.1系统总体框图系统总体框图 单片机是使用reescale的S12XS128芯片,ADC转化芯片是使用了16位ADS1115,DAC转换芯片是使用了DAC7812芯片,显示是用了液晶128642.2电路原理
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