電子競(jìng)賽類-暑假實(shí)習(xí)報(bào)告總結(jié)

1、<p><b>　　實(shí)習(xí)報(bào)告總結(jié)</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　2012年8月1日至8月18日期間，我在**電子試驗(yàn)中心實(shí)習(xí)，參加了《四川省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽（TI杯）》。雖然實(shí)習(xí)的時(shí)間不長(zhǎng)，在比賽過(guò)程中我卻學(xué)了很多東西，豐富并實(shí)踐了大學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)也深感自己知識(shí)面的匱乏。在實(shí)習(xí)中，工作態(tài)度的轉(zhuǎn)變是

2、我學(xué)到的重要的一筆人生財(cái)富。在實(shí)習(xí)期間，我在指導(dǎo)老師楊明欣的指導(dǎo)下，虛心學(xué)習(xí)，認(rèn)真工作，認(rèn)真完成工作任務(wù)，并與同事建立了良好的關(guān)系，得到了分廠員工的一致認(rèn)可。在實(shí)習(xí)中，我結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)，弄懂了很多電子相關(guān)的實(shí)際操作，獲益匪淺。 </p><p>　　我這次實(shí)習(xí)所涉及的內(nèi)容主要分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段：理論學(xué)習(xí)階段。這階段主要是對(duì)比賽的大致信息進(jìn)行了解，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了比賽題目的分析能力。第二個(gè)階段：實(shí)踐階段。這階

3、段主要在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，通過(guò)分析題目從而確定方案，設(shè)計(jì)電路，制作電路板，調(diào)試電路，最終將電路調(diào)到最佳狀態(tài)。在試驗(yàn)中心老師的帶領(lǐng)下，我對(duì)近年來(lái)的各個(gè)大型比賽的題目進(jìn)行了分析，并同時(shí)完成了各個(gè)題目的設(shè)計(jì)要求，在實(shí)習(xí)前期，主要是跟著指導(dǎo)老師學(xué)習(xí)相關(guān)理論。后期便是自己沒(méi)日沒(méi)夜的艱苦奮戰(zhàn)完成題目中的各個(gè)指標(biāo)。</p><p><b>　　一、任務(wù)要求</b></p><p>

4、<b>　　1.1任務(wù) </b></p><p>　　用直流電源給電路輸入直流電壓20V，輸出穩(wěn)定可調(diào)的正弦交流電壓，其原理示意圖如下所示。 </p><p><b>　　1.2要求</b></p><p>　　1.2.1基本要求 </p><p>　?。?） 輸出電壓20-30V程控連續(xù)可調(diào)，最小

5、步進(jìn)1V；</p><p>　?。?） 輸出頻率200-800Hz程控連續(xù)可調(diào)，最小步進(jìn)1Hz；</p><p>　?。?） 輸出功率不小于10W，效率70%以上；輸入電壓從15V變到25V時(shí)，電壓調(diào)整率SU≤2%（IO=0.2A，UO=40V）；UO=20V, IO從0變到1A時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SI≤5%；</p><p>　?。?） 輸出電壓精度：±0.5

6、V，輸出頻率精度：±1Hz；</p><p>　　（5） 波形失真度：<5%；</p><p>　　（6） 顯示電壓、頻率精確到小數(shù)點(diǎn)后一位；</p><p>　?。?） 設(shè)置負(fù)載過(guò)流過(guò)壓保護(hù)。</p><p>　?。?） 液晶顯示設(shè)置電壓、頻率與輸出電壓、頻率，以及功率、效率。</p><p><

7、;b>　　1.2.2發(fā)揮部分</b></p><p>　?。?） 輸出電壓范圍：1V-30V；</p><p>　?。?） 輸出功率：不小于20W，效率85%以上；</p><p>　?。?） 輸出電壓精度：±0.1V；</p><p>　?。?） 波形失真度：<1%；</p><p>

8、;　　（5） DC-DC采用隔離式。</p><p><b>　?。?）其它。</b></p><p>　　二、方案的論證及選擇</p><p>　　2.1 SPWM的產(chǎn)生</p><p>　　使用LM3S811單片機(jī)產(chǎn)生可調(diào)的正弦波脈沖，通過(guò)NE5532產(chǎn)生幅度一定，頻率一定的三角波載波，將調(diào)制正弦波與三角波載波通過(guò)

9、高速比較器LM361比較產(chǎn)生SPWM驅(qū)動(dòng)波形，這樣可以滿足題目要求，而且對(duì)程序編寫要求要低點(diǎn)。</p><p>　　2.2 ＤＣ-ＤＣ升壓</p><p>　　用專用Boost芯片（如MC34063,LM2577,TPS61175 等），此類芯片使用方便，性能優(yōu)良，外接電路簡(jiǎn)單，效率也高，完全滿足題目要求，芯片便宜，比如升壓芯片LM2577,最大輸出電壓可以達(dá)到60V,工作最大電流可以達(dá)

10、到3A。</p><p>　　2.3 DC-AC逆變</p><p>　　選用全橋型輸出方式，此方式可充分利用電源電壓，浮動(dòng)輸出載波的峰-峰值可達(dá)10 V，有效地提高了輸出功率,使用專用場(chǎng)管驅(qū)動(dòng)芯片如IR2111作為場(chǎng)管的驅(qū)動(dòng)，操作方便簡(jiǎn)單，且自帶死區(qū)控制保證PWM信號(hào)開(kāi)關(guān)控制全橋時(shí)避免全通狀態(tài)而造成開(kāi)關(guān)管的損壞。同樣適用場(chǎng)管自制H橋。使用專用場(chǎng)管驅(qū)動(dòng)芯片IR2111可滿足本題要求，實(shí)際

11、制作時(shí)使用兩片芯片并聯(lián)以減小芯片內(nèi)部場(chǎng)管的導(dǎo)通電阻。</p><p><b>　　2.4開(kāi)關(guān)管的選擇</b></p><p>　　為提高功率放大器的效率和輸出功率，開(kāi)關(guān)管的選擇非常重要，對(duì)它的要求是高速、低導(dǎo)通電阻、低損耗。選用VMOSFET管。VMOSFET管具有較小的驅(qū)動(dòng)電流、低導(dǎo)通電阻及良好的開(kāi)關(guān)特性。</p><p>　　2.5 濾波器

12、的選擇</p><p>　　采用兩個(gè)相同的四階Butterworth低通濾波器，在保證20kHz頻帶的前提下使負(fù)載上的高頻載波電壓進(jìn)一步得到衰減。</p><p>　　2.6 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　根據(jù)題目要求和設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)主要由DC--DC升壓電路，DC--AC轉(zhuǎn)換電路，SPWM波調(diào)制電路，單片機(jī)控制部分，液晶顯示部分組成，框圖如圖2所示。<

13、;/p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　單元模塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1.1電源模塊</b></p><p>　　電源模塊為本設(shè)計(jì)的主體部分，根

14、據(jù)系統(tǒng)和題目要求，電源模塊需提供+5V的電壓為MSP430F1611單片機(jī)供電, 另外還有+12V,-12V，-5V電壓輸出。電源電路設(shè)計(jì)中，學(xué)生電源提供20V的直流輸入電壓，一路供給開(kāi)關(guān)電源芯片LM2577-ADJ,經(jīng)過(guò)升壓得到所需的+50V電壓給全橋供電。另外一路通過(guò)降壓電路中的開(kāi)關(guān)降壓電源芯片LM2596-ADJ降壓，得到+15V電壓。+15V電壓經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)降壓電源芯片LM2576-12V降壓得到+12V，另外通過(guò)另外一片LM257

15、6-12反接得到-12V。然后+12V通過(guò)LM2596-5V降壓得到+5V，+5V再通過(guò)極性轉(zhuǎn)換芯片ICL7660A得到-5V,電路如圖4所示。</p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　3.1.2單片機(jī)主體控制部分</p><p>　　

16、單片機(jī)控制模塊負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)控制顯示設(shè)置電壓、頻率與輸出電壓、頻率，以及功率、效率在液晶上的輸出顯示，此模塊由一塊430單片機(jī)組成，單片機(jī)控制模塊結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　3.1.3 DC-AC的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.1.3.1 SPWM波的產(chǎn)生</p>

17、<p>　　用LM3S811產(chǎn)生可調(diào)的正弦波脈沖，通過(guò)NE5532和LM311積分比較電路產(chǎn)生幅度一定，頻率為40KHz左右的三角波載波；將調(diào)制正弦波與三角波載波通過(guò)高速比較器LM361比較產(chǎn)生路相位相反的SPWM波，再用場(chǎng)管驅(qū)動(dòng)芯片IR2111將LM361比較出的兩路互補(bǔ)的SPWM波轉(zhuǎn)為四路互補(bǔ)的SPWM波，用以驅(qū)動(dòng)后級(jí)的全橋。SPWM波的產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)圖如圖7所示，IR2111 產(chǎn)生四路 SPWM波轉(zhuǎn)換電路如圖8所示，載波三

18、角波產(chǎn)生電路模塊和調(diào)制正弦波極性轉(zhuǎn)換電路如圖9所示。</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　3.1.3.2 全橋電路</p><p>　　VMO

19、SFET管具有較小的驅(qū)動(dòng)電流、低導(dǎo)通電阻及良好的開(kāi)關(guān)特性，故選用高速VMOSFET管IRF540，耐壓是可以達(dá)到100V ,電流高達(dá)22A。全橋模塊結(jié)構(gòu)如圖10所示。</p><p><b>　　圖10</b></p><p>　　3.1.3.3 濾波電路</p><p>　　采用兩個(gè)相同的四階Butterworth低通濾波器，在保證20kH

20、z頻帶的前提下使負(fù)載上的高頻載波電壓進(jìn)一步得到衰減。濾波模塊結(jié)構(gòu)如圖11所示。</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　3.1.3.4 正弦波處理電路</p><p>　　由于D/A輸出的正弦波是單極性的，而SPWM驅(qū)動(dòng)波形必須是雙極性，所以，必須對(duì)D/A輸出的單極性正弦波進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化為雙極性。</p>

21、<p>　　電路原理圖如圖12所示。</p><p>　　圖12 正弦波處理電路原理圖</p><p>　　電路工作原理為：將輸入正弦波幅值，將這個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓作為VoutC輸入，VoutC分壓得到VoutC/2通過(guò)U12B跟隨到U12A的反相輸入端，通過(guò)減法電路，減去正弦波的直流成分，得到雙極性正弦波。</p><p>　　3.4 各單元模塊的連接&

22、lt;/p><p>　　各單元模塊連接如圖13所示。</p><p><b>　　圖13</b></p><p><b>　　四、實(shí)習(xí)總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路比較繁瑣，程序難度大，基本上實(shí)現(xiàn)了題目的基本要求和擴(kuò)展要求。在整個(gè)過(guò)程中，遇到了許多意想不到的難題，在難題解決后，體會(huì)到

23、了有些問(wèn)題是有依據(jù)可以解釋的，并且在整個(gè)過(guò)程中體會(huì)到了分工合作的重要性！同時(shí)通過(guò)這次比賽發(fā)現(xiàn)不足之處如下：</p><p>　　1、分別調(diào)試各個(gè)模塊，首先調(diào)試主體控制模塊， </p><p>　　A．首先在沒(méi)有加芯片的前提下用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試各個(gè)元器件的電源電壓及</p><p>　　各個(gè)管腳的電壓是否符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)測(cè)試以后如果各電壓均符合要求，加上</p&

24、gt;<p>　　芯片以后再用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試各個(gè)器件的電源電壓及各個(gè)管腳的電壓是否符合要求。</p><p>　　B．在上述基礎(chǔ)上把鍵盤和LCD連接在單片機(jī)上，載入程序按下看單片機(jī)是</p><p>　　否有中斷及LCD顯示是否是設(shè)計(jì)的界面，如果不符合則修改到符合為止。</p><p>　　C．程序?qū)懲旰笸ㄟ^(guò)編譯沒(méi)有任何錯(cuò)誤并通過(guò)IAR Embedde

25、d Workbench內(nèi)的程序調(diào)試功能看程序執(zhí)行是否符合設(shè)計(jì)要求，符合再下載到單片機(jī)，然后更具結(jié)果修改程序直到得到結(jié)果為止。</p><p>　　2、分別把各個(gè)測(cè)試模塊與主體控制模塊想連接調(diào)試，具體方法和調(diào)試主體控制模塊方法相似。</p><p>　　分塊測(cè)試完成后把整體系統(tǒng)連接，進(jìn)行整機(jī)功能測(cè)試?？紤]到便于使用及攜</p><p>　　帶方便，及減小跳線太多不好調(diào)

26、試，和減小跳線功率消耗，我們將整機(jī)裝在一個(gè)大板子上，合理連接內(nèi)部各模塊，完成后開(kāi)機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，實(shí)測(cè)各項(xiàng)功能均達(dá)到要求。</p><p>　　兩周雖然是短暫的實(shí)習(xí)，但卻給我以后的道路指出一條明路，那就是不斷地思考做事，才能事半功倍，更重要的是，做事的心態(tài)，也可以得到磨練，可以改變很多不良的習(xí)慣。通過(guò)和大家在一起的學(xué)習(xí)，交流以及逐漸熟練，使我學(xué)到了更多寶貴的知識(shí)。實(shí)習(xí)這些天雖然有點(diǎn)辛苦，但我非常開(kāi)心，通過(guò)這次的實(shí)習(xí)

27、也正好讓我養(yǎng)成了一種良好的動(dòng)手習(xí)慣，它讓我們更充實(shí)，更豐富，這就是兩周實(shí)習(xí)的收獲。</p><p>　　現(xiàn)自己的知識(shí)還很淺薄，明白了做事要腳踏實(shí)地，要一步一步走，更體會(huì)到了要學(xué)好電子，必須要下功夫，還要舍得付出！</p><p>　　再次感謝實(shí)驗(yàn)中心老師的辛勤付出！謝謝！</p><p><b>　　李倫</b></p><