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【备战电赛】先导片-如何补全知识链条

智能车电机驱动(HIP4082+LR7843)

电子设计大赛题目作品(多功能计数器、高功率因数电源、位移测量装置、温度自动控制系统)

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电子设计大赛题目作品(多功能计数器、高功率因数电源、位移测量装置、温度自动控制系统)

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电子设计大赛题目作品(多功能计数器、高功率因数电源、位移测量装置、温度自动控制系统)


电子设计大赛题目:多功能计数器-华中科技大学
本设计给出了以CycloneII型FPGA EP2C8为核心的多功能计数器的基本原理与实现方案。FPGA片内包括测频模块,测相模块,DDS查表模块及NIOSII处理器; NIOS核调节频率字与相位字控制DDS查表模块并经片外高速DA DAC900输出正弦波。测频测相模块的片外输入采用TI公司的宽带运放OPA699放大,并使用TL3116构建迟滞比较器整形为方波送入FPGA片内,由可编程逻辑在FPGA内部组建的测频测相逻辑单元,采用等精度测量方法测得结果并送NIOS核处理,在LCD上显示。经测试,频率测试范围达到1Hz~14MHz,准确度达0.1ppm,相位测量范围0~360°准确度1°,信号灵敏度达到8mvRMS。

原理分析和硬件电路图

多功能计数器实物图

电子设计大赛题目:多功能计数器—武汉大学
本系统以单片机和FPGA构成的最小系统为控制核心,由宽带放大模块,比较整形模块,频率、相位差测量模块等模块构成。在FPGA内采用等精度测频法测出频率和周期,可实现对有效值为0.005V~5V,频率范围1Hz~35MHz 信号的频率、周期的测量。用计数法测出相位差,可实现对有效值0.5V~5V,频率10Hz~100KHz 信号的相位差测量。系统功能由按键控制,可对测量结果实时显示,人机交互界面友好,达到了较好的性能指标。另外我们系统还具有自动校准和手动校准的功能。

控制核心模块

多功能计数器系统

电子设计大赛题目:高功率因数电源(第6组)—三峡大学
该系统采用TI 公司专用APFC 整流控制芯片UCC28019 作为控制核心,构成电压外环和电流内环的双环控制,构建了有源功率因数校正(APFC)的高功率因数整流电源。其中,电流内环作用是使网侧交流输入电流跟踪电网电压的波形与相位;电压外环为输出直流电压控制环,外环电压调节器的输出控制内环电流调节器的增益,使输出直流电压稳定。系统采用ATmega16单片机进行监控,完成输出电压的可调以及相关测量参数显示功能,系统通过ATmega16单片机以及其外围器件实现系统功率因数、输出电压、电流的实时测量、人机交互、输出过流保护等功能。实际测试表明,采用UCC28019作为本系统的APFC芯片完全达到或超过题目要求的所有指标。

高功率因数电源实物图

电子设计大赛题目:简易心电图仪—江汉大学
本系统以TI公司的高精度仪表放大器INA2331和低功耗MSP430单片机为核心,实现了两路心电信号的采集、存储和显示。设计采用右腿驱动电路和高通负反馈滤波器等抑制干扰措施,提高了放大器的共模抑制比;选用内部资源丰富的MSP430 单片机和液晶显示器LCD 实现了心电信号的存储和回放。结果表明系统各项技术指标达到了设计要求,具有低功耗低成本的特点。

简易心电图仪实物图

电子设计大赛题目:位移测量装置—华中科技大学
本系统以单片机为控制核心,线性可变差动变压器为传感器,辅以相应的模拟电路,能实现较精确的位移测量功能。主要模块有正弦波产生、差分放大、差动变压、整流滤波、模数转换。其中运用DDS芯片产生正弦波,经过差分放大后进入可变差动变压器。依据磁通改变原理,通过移动变压器线圈内部的磁棒可以改变次级线圈输出电压,经整流滤波(真有效值转换)后电压改变值通过单片机处理即可得到位移值。系统电路构造简单,通过较少的元件就可以达到一定精度的测量。本系统一大特色就是具有电机驱动部分,可以利用单片机控制直流电机转动,以驱动磁棒移动到指定位移。另外系统通过键盘输入预定位移值,由LCD液晶屏显示,人机交互界面良好,方便用户使用。

硬件设计系统框图

位移测量装置作品全图

电子设计大赛题目:温度自动控制系统—武汉工业学院
本温度自动控制系统以TI 16Bit 超低功耗单片机MSP430F247 为核心控制单元,以 LTC1923 PWM 双极性电流控制器和大功率MOSFET 构成的半导体电热致冷器(TEC)功率驱动模块,以负温度系数NTC 热敏电阻为温度传感器把温度信号变为电参量信号,再变换成电压信号并放大后和DACTLV5616 输出设定的目标温度电压值进行比较,得到的误差电压经PID 补偿网络调整后反馈到LTC1923 的控制端,由LTC1923 来控制功率驱动模块,从而对木盒的温度进行准确稳定的控制。

硬件设计系统框图

温度自动控制系统实物图

电子设计大赛题目:智能万用表设计-湖北师范学院
本设计能够精确的测量直流电压、交流电压和电阻,具有测量精度高,抗干扰能力强等特点。整个系统可以用一块9V电池供电,实现了低功耗和便携功能。小电阻测量是采用独立恒流供电端口四端子测量法,从而减小了接触电阻的影响,实现了小电阻高精度测量;交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换成直流电压后测量;用带钳位保护的反向放大器进行输入电压转换,实现了10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键器件采用TI公司的精密运算放大器OPA07和仪表放大器INA128,实现了高精度的测量;ADC采用MC14433芯片;控制器选用TI公司的MSP430单片机,实现了低功耗,量程自动切换功能。另外,通过利用和改装波段开关,实现了测量档位转换的便捷和可靠。该作品的所有性能指标远远超出题目的设计要求。

硬件设计系统框图

智能万用表设计作品实物照及TI公司器件标注

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