《《电子技术综合设计》谯蓉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电子技术综合设计》谯蓉（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 成都信息工程学院电子工程学院电子综合设计总结报告题 目： 低频信号函数发生器 及直流小电机测速系统 专 业： 雷电防护科学与技术 班 级： 08 级 1 班 姓 名： 张恺（2008024023） 李迪（2008024002） 指导教师： 张素娟 评 分： 2011 年 12 月 4 日目 录1 项目计划 .11.1 方案可行性分析 .11.2 项目执行计划 .12 设计说明 .22.1 各单元模块设计原理 .22.2 各单元模块设计流程 .72.3 部分源程序及注解 .83 调试说明 .103.1 调试方法及歩棸 .103.2 调试数据 .113.3 误差分析 .114 总结 .125 参
2、考文献 .126 附录 .136.1 PCB 图 .136.2 实物图 .1311 项目计划1.1 方案可行性分析1.1.1 市场分析低频函数信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路，自动控制系统和教学实验等领域。在本设计中我们使用的事 STC12C5A60S2 单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波。简单方便、价格低廉、结构紧凑、性能优越等优点，有较良好的市场空间。直流小电机测速系统是一种基于 51 单片机开发的系统，操作简单，成本低廉。能较准确地测试电机的速度，控制小电机转速。通过该设计能较好的为单片机爱好者或初学者一个良好的设计案例与实验开发，其亦有良好的开发空间与市场
3、空间。1.1.2 设计方案因为此电路对核心处理芯片要求并不很高，加上对 51 单片机的内部的编程环境与外围电路较为熟悉。我们采用 51 单片机芯片模块电路设计。因其显示数据要求并不是很多，所以采用 4 位数码管进行显示，因其方便快捷，易懂。1.2 项目执行计划第二周：得到设计题目，选择了多路放大与巡回测量电路和教学打铃系统两个题目。第三周第六周：设计原理图并画出 PCB 图，完成电路板的腐蚀及器件的领取。第七周第八周：完成电路板焊接及电路基本调试。第九周：完成多路放大与巡回测量电路的基础功能。第十周：完成教学打铃系统电路的基础功能。第十一周：完成多路放大与巡回测量电路及教学打铃系统的提高功能。
4、2第十二周：完成所有作品任务，检查并上交作品。2 设计说明2.1 各单元模块设计原理2.1.1 低频函数信号发生器电路的设计本次设计所研究的就是对所需的某种波形输出对应的数字信号，在通过DA 转换器和单片机部分的转换输出一组连续变化的 0-5V 的电压脉冲值。在设计时分块来做，按波形设定，DA 转换，51 单片机连接，按键连接 4 个模块的设计。最后通过连调方针完成相应的功能，设计框图如图 1：图 1 低频函数信号发生器设计框图模块介绍：1. 信号调理：对 D/A 所产生的波形进行修正，放大。2. D/A 转换：主要选用 DAC0832 来把数字信号转换为模拟信号，再送入单片机进行处理。3.
5、MCU 及基本外围电路：最小系统4. 按键：用按键来控制输出波形的种类和数值的输入设计图如图 2：3图 2 低频函数信号发生器电路设计图2.1.2 直流小电机测速的设计3 根据直流电机的结构分析可得到等效的模型，包括电枢绕组及其等效的电阻等。直流电动机的转速 n 和其它参数的关系可用下式来表示：4(2-1)CRIUeaN5 (2-1)式中：U N 是电枢电压，I N 是电枢电流，R a 是电枢回路总电阻，C e 是电势常数， 是励磁磁通。6 (2-2)Pe07 (2-2)式中：p-磁极对数， N 是导体数，a 是电枢支路数。8 (2-3)KCe9 (2-3)式中：当电机型号确定后，C e 为常
6、数，故式式(2-1)改为10 (2-4)RaIUnN11 在中小功率直流电机中，电枢回路电阻非常小，式(2-4)中 INRa 项可省略不计，由此可见，当改变电枢电压时，转速 n 随之改变，达到直流电机的调4速的目的。改变直流电机电枢电压，可通过 PWM 控制的降压斩波器进行斩波调压 13系统框图如图 3：图 3 教学打铃系统设计框图模块分析：1. 驱动电路：用于驱动小电机的转速，通过控制 PWM 波来控制小电机的转速。2. 测速电路：用于通过光电对管来进行对小电机速度的测试。设计图如图 4：图 4 教学打铃系统设计图511.1.1 按键模块电路的计这个模块分四个功能键，与单片机的 P2 口相连
7、，第一个选择模式，第二个切换设置数码管数字所显示的位置。第三个是对数字进行加 0-9 的循环，第四个是切换波形模式。具体的设计电路如图 5： 图 5 按键模块电路设计图2.1.4 最小系统模块电路的设计单片机最小系统中包含有复位电路和振荡电路。复位电路采用的是上电复位，高点平能够使单片机复位。上电复位过程是在加电时，复位电路通过电容给 REST 端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着 VCC 对电容充电过程逐渐回落，即 REST 端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，REST 端的高电平信号必须维持足够长的时间。单片机复位脚为低电平有效。振荡电路给单片机提供时序
8、，单片机内部有一个高增益的反相放大器，该反相放大器用于构成振荡器，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。具体的电路图如图 6：6图 6 单片机最小系统模块电路设计图2.1.5 数码管电路的设计本系统采用 4 位共阴数码管做显示界面，与 P0 口相接，随着模式按键的按下，切换显示界面为波形的种类，波形的频率等。具体的设计电路图如图7：图 7 液晶接口模块电路设计图72.1.6 电源模块电路的设计本系统采用 5V 外部电源供电，接入系统后接开关，并用一大一小两个电容滤波，并用 LED 提示系统的供电与否。图 8 电源模块电路设计图11.2 各单元模块设计流程主程序：811.3 部分源程序及注解AD 采集中的数据处理程序：void AD_work(unsigned char channel,unsigned char *ADC10_Buf)unsigned int AD_val; /定义处理后的数值 AD_val 为浮点数unsigned char i;for(i=0;iADC_MAX)LED_High=0; /上限报警 9else if(AD_val=ADC_MIN)LED_Low=0; /下限报
