電子競賽類-暑假實習報告總結

1、<p><b>　　實習報告總結</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　2012年8月1日至8月18日期間，我在**電子試驗中心實習，參加了《四川省電子設計競賽（TI杯）》。雖然實習的時間不長，在比賽過程中我卻學了很多東西，豐富并實踐了大學的理論知識，同時也深感自己知識面的匱乏。在實習中，工作態(tài)度的轉變是

2、我學到的重要的一筆人生財富。在實習期間，我在指導老師楊明欣的指導下，虛心學習，認真工作，認真完成工作任務，并與同事建立了良好的關系，得到了分廠員工的一致認可。在實習中，我結合自己的專業(yè)知識，弄懂了很多電子相關的實際操作，獲益匪淺。 </p><p>　　我這次實習所涉及的內容主要分為兩個階段，第一個階段：理論學習階段。這階段主要是對比賽的大致信息進行了解，系統(tǒng)地學習了比賽題目的分析能力。第二個階段：實踐階段。這階

3、段主要在指導老師的帶領下，通過分析題目從而確定方案，設計電路，制作電路板，調試電路，最終將電路調到最佳狀態(tài)。在試驗中心老師的帶領下，我對近年來的各個大型比賽的題目進行了分析，并同時完成了各個題目的設計要求，在實習前期，主要是跟著指導老師學習相關理論。后期便是自己沒日沒夜的艱苦奮戰(zhàn)完成題目中的各個指標。</p><p><b>　　一、任務要求</b></p><p>

4、<b>　　1.1任務 </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>　　（1） 輸出電壓20-30V程控連續(xù)可調，最小

5、步進1V；</p><p>　　（2） 輸出頻率200-800Hz程控連續(xù)可調，最小步進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，電壓調整率SU≤2%（IO=0.2A，UO=40V）；UO=20V, IO從0變到1A時，負載調整率SI≤5%；</p><p>　　（4） 輸出電壓精度：±0.5

6、V，輸出頻率精度：±1Hz；</p><p>　?。?） 波形失真度：<5%；</p><p>　?。?） 顯示電壓、頻率精確到小數點后一位；</p><p>　?。?） 設置負載過流過壓保護。</p><p>　?。?） 液晶顯示設置電壓、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>　　（3） 輸出電壓精度：±0.1V；</p><p>　　（4） 波形失真度：<1%；</p><p>

8、;　?。?） DC-DC采用隔離式。</p><p><b>　　（6）其它。</b></p><p>　　二、方案的論證及選擇</p><p>　　2.1 SPWM的產生</p><p>　　使用LM3S811單片機產生可調的正弦波脈沖，通過NE5532產生幅度一定，頻率一定的三角波載波，將調制正弦波與三角波載波通過

9、高速比較器LM361比較產生SPWM驅動波形，這樣可以滿足題目要求，而且對程序編寫要求要低點。</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到60V,工作最大電流可以達

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，浮動輸出載波的峰-峰值可達10 V，有效地提高了輸出功率,使用專用場管驅動芯片如IR2111作為場管的驅動，操作方便簡單，且自帶死區(qū)控制保證PWM信號開關控制全橋時避免全通狀態(tài)而造成開關管的損壞。同樣適用場管自制H橋。使用專用場管驅動芯片IR2111可滿足本題要求，實際

11、制作時使用兩片芯片并聯以減小芯片內部場管的導通電阻。</p><p><b>　　2.4開關管的選擇</b></p><p>　　為提高功率放大器的效率和輸出功率，開關管的選擇非常重要，對它的要求是高速、低導通電阻、低損耗。選用VMOSFET管。VMOSFET管具有較小的驅動電流、低導通電阻及良好的開關特性。</p><p>　　2.5 濾波器

12、的選擇</p><p>　　采用兩個相同的四階Butterworth低通濾波器，在保證20kHz頻帶的前提下使負載上的高頻載波電壓進一步得到衰減。</p><p>　　2.6 系統(tǒng)總體設計框圖</p><p>　　根據題目要求和設計方案本系統(tǒng)主要由DC--DC升壓電路，DC--AC轉換電路，SPWM波調制電路，單片機控制部分，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>　　單元模塊的設計</b></p><p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設計</p><p><b>　　3.1.1電源模塊</b></p><p>　　電源模塊為本設計的主體部分，根

14、據系統(tǒng)和題目要求，電源模塊需提供+5V的電壓為MSP430F1611單片機供電, 另外還有+12V,-12V，-5V電壓輸出。電源電路設計中，學生電源提供20V的直流輸入電壓，一路供給開關電源芯片LM2577-ADJ,經過升壓得到所需的+50V電壓給全橋供電。另外一路通過降壓電路中的開關降壓電源芯片LM2596-ADJ降壓，得到+15V電壓。+15V電壓經過開關降壓電源芯片LM2576-12V降壓得到+12V，另外通過另外一片LM257

15、6-12反接得到-12V。然后+12V通過LM2596-5V降壓得到+5V，+5V再通過極性轉換芯片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單片機主體控制部分</p><p>　　

16、單片機控制模塊負責采集數據、處理數據控制顯示設置電壓、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單片機組成，單片機控制模塊結構圖如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　3.1.3 DC-AC的實現</p><p>　　3.1.3.1 SPWM波的產生</p>

17、<p>　　用LM3S811產生可調的正弦波脈沖，通過NE5532和LM311積分比較電路產生幅度一定，頻率為40KHz左右的三角波載波；將調制正弦波與三角波載波通過高速比較器LM361比較產生路相位相反的SPWM波，再用場管驅動芯片IR2111將LM361比較出的兩路互補的SPWM波轉為四路互補的SPWM波，用以驅動后級的全橋。SPWM波的產生模塊結構圖如圖7所示，IR2111 產生四路 SPWM波轉換電路如圖8所示，載波三

18、角波產生電路模塊和調制正弦波極性轉換電路如圖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管具有較小的驅動電流、低導通電阻及良好的開關特性，故選用高速VMOSFET管IRF540，耐壓是可以達到100V ,電流高達22A。全橋模塊結構如圖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頻帶的前提下使負載上的高頻載波電壓進一步得到衰減。濾波模塊結構如圖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驅動波形必須是雙極性，所以，必須對D/A輸出的單極性正弦波進行處理，轉化為雙極性。</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，將這個電壓基準電壓作為VoutC輸入，VoutC分壓得到VoutC/2通過U12B跟隨到U12A的反相輸入端，通過減法電路，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、實習總結</b></p><p>　　本次設計系統(tǒng)電路比較繁瑣，程序難度大，基本上實現了題目的基本要求和擴展要求。在整個過程中，遇到了許多意想不到的難題，在難題解決后，體會到

23、了有些問題是有依據可以解釋的，并且在整個過程中體會到了分工合作的重要性！同時通過這次比賽發(fā)現不足之處如下：</p><p>　　1、分別調試各個模塊，首先調試主體控制模塊， </p><p>　　A．首先在沒有加芯片的前提下用數字萬用表測試各個元器件的電源電壓及</p><p>　　各個管腳的電壓是否符合設計要求，經過測試以后如果各電壓均符合要求，加上</p&

24、gt;<p>　　芯片以后再用數字萬用表測試各個器件的電源電壓及各個管腳的電壓是否符合要求。</p><p>　　B．在上述基礎上把鍵盤和LCD連接在單片機上，載入程序按下看單片機是</p><p>　　否有中斷及LCD顯示是否是設計的界面，如果不符合則修改到符合為止。</p><p>　　C．程序寫完后通過編譯沒有任何錯誤并通過IAR Embedde

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

26、試，和減小跳線功率消耗，我們將整機裝在一個大板子上，合理連接內部各模塊，完成后開機進行各項測試，實測各項功能均達到要求。</p><p>　　兩周雖然是短暫的實習，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慣。通過和大家在一起的學習，交流以及逐漸熟練，使我學到了更多寶貴的知識。實習這些天雖然有點辛苦，但我非常開心，通過這次的實習

27、也正好讓我養(yǎng)成了一種良好的動手習慣，它讓我們更充實，更豐富，這就是兩周實習的收獲。</p><p>　　現自己的知識還很淺薄，明白了做事要腳踏實地，要一步一步走，更體會到了要學好電子，必須要下功夫，還要舍得付出！</p><p>　　再次感謝實驗中心老師的辛勤付出！謝謝！</p><p><b>　　李倫</b></p><