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簡單電路設(shè)計方案范文第1篇

自主式課題教學(xué)法

針對目前課堂教學(xué)的現(xiàn)狀，提出自主式課題教學(xué)法。其基本理念就是改革課堂教學(xué)，即在課堂上系統(tǒng)地講授電路設(shè)計方法，而不是僅僅教會學(xué)生解題。此外，將學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)小組，給每個小組布置不同的電路模塊設(shè)計課題，通過完成自己的課題達到初步實踐電路設(shè)計方法的目的。同時，由于學(xué)生都是帶著設(shè)計課題聽課的，這樣也會提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)理論知識的積極性。具體實施步驟如下：

在課程教學(xué)初期，指導(dǎo)學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)小組，提供若干模塊設(shè)計課題供各小組挑選。選定的模塊設(shè)計任務(wù)伴隨該小組整個課程學(xué)習(xí)過程。這個階段的教學(xué)要點如下：①盡量保證學(xué)生按照自己的意愿組合形成學(xué)習(xí)小組，這樣小組成員在課題設(shè)計過程中才能有較好的默契，相互配合，依靠團隊的力量完成設(shè)計任務(wù)。②該階段是課程教學(xué)初期，學(xué)生對各個模塊設(shè)計課題還不了解，教師應(yīng)占用一定的課堂時間對課題進行解釋和指點，充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生自發(fā)地利用課余時間收集資料，選定設(shè)計方案。③當(dāng)學(xué)習(xí)小組初步完成課題資料的收集和整理后，則安排一次課堂報告，由各個小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報其對課題的理解以及初步選定的設(shè)計方案，并由任課教師進行點評，指出其下一步工作重點。④模塊設(shè)計課題應(yīng)涵蓋所講授課程的各個章節(jié)，這樣利于在講課過程中通過講解各個模塊設(shè)計方法串聯(lián)課程各章節(jié)的知識點。同時，講課內(nèi)容與學(xué)生正在進行的設(shè)計任務(wù)相關(guān)聯(lián)，容易調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

在課程教學(xué)中期，將模塊設(shè)計課題融入到各個章節(jié)的課堂教學(xué)中，教會學(xué)生具體的電路設(shè)計方法，同時在實驗課上指導(dǎo)學(xué)生進行電路調(diào)試以及指標測試。這個階段的教學(xué)要點如下：①要求各小組通過課堂學(xué)習(xí)不斷改進自己初期擬定的電路設(shè)計方案以及元器件參數(shù)計算方法。充分體現(xiàn)了自主式課堂教學(xué)法的教學(xué)理念，即激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，從而自主采用課堂講授方法改進自己的電路設(shè)計，使其感受到如何將課堂所學(xué)理論知識運用到實際的電路設(shè)計中。②向?qū)W生灌輸團隊設(shè)計的理念，針對電路設(shè)計和調(diào)試過程中團隊成員間的溝通和討論，使學(xué)生認識到如何進行團隊協(xié)作，同時在教師和團隊間建立暢通的交流渠道，使學(xué)生的問題能得到解答，從而有信心完成課題設(shè)計任務(wù)。③安排課堂報告，各小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報課題設(shè)計進展，由任課教師對學(xué)生的設(shè)計進行中期考核并指出下一步工作重點。

在課堂教學(xué)后期，對各學(xué)習(xí)小組制作的模塊電路進行驗收和總結(jié)。這個階段的教學(xué)要點如下：①督促各學(xué)習(xí)小組做好指標測試工作，驗證自己設(shè)計的電路是否達到設(shè)計要求，同時總結(jié)整個設(shè)計過程的經(jīng)驗教訓(xùn)。②安排課堂報告，各小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報課題制作成果，由任課教師對設(shè)計成果進行總結(jié)。③各小組提交課題設(shè)計報告，詳細介紹整個電路設(shè)計原理、參數(shù)計算過程，并記錄系統(tǒng)的性能指標，總結(jié)電路調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的經(jīng)驗教訓(xùn)。

自主式課題教學(xué)法的應(yīng)用實例

我們在通信電子線路課上使用了這種教學(xué)法。首先，根據(jù)整個課程內(nèi)容設(shè)計8個模塊的設(shè)計課題，將該課程的主要知識點都融合在這幾個課題中，課題名稱。

第一階段：由學(xué)生自由組合形成學(xué)習(xí)小組并從這8個課題中選擇一個，作為該小組在課程學(xué)習(xí)期間的設(shè)計任務(wù)。由小組成員相互配合進行資料收集以及設(shè)計方案的論證。在課程開始后的第二個教學(xué)周，組織各小組制作幻燈片報告該小組擬定的設(shè)計方案以及設(shè)計時間安排。需要說明的是，各小組進行方案設(shè)計的時候，相應(yīng)的知識點還沒有在課堂上進行系統(tǒng)地講授，完全由學(xué)生先自學(xué)各自課題相關(guān)基礎(chǔ)知識，然后進行資料收集整理，通過內(nèi)部討論，最終確定課題的初步設(shè)計方案。這個階段需要學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動性去熟悉課題、討論方案以及確定初步方案。從實際情況來看，學(xué)生在這個階段常常表現(xiàn)出很大的學(xué)習(xí)積極性，進行方案匯報時的現(xiàn)場氣氛也很熱烈。此外，由于設(shè)計課題涵蓋了這門課程的主要知識點，相應(yīng)課題方案的初步確定過程也是學(xué)生對課程知識的預(yù)習(xí)階段。這樣可以充分激發(fā)他們的求知欲，當(dāng)教師在課堂上講到相應(yīng)的知識點時，能抓住學(xué)生的注意力，獲得較好的教學(xué)效果。

第二階段：主要完成各個章節(jié)知識點的講授，這一階段應(yīng)該注意在課上重點講解如何充分運用教材中的知識完成模塊設(shè)計課題，讓學(xué)生意識到，這些書本知識并不是抽象的理論知識，只要稍加變通就可以有效地指導(dǎo)生產(chǎn)實際。例如在講到求解高頻功率放大器的題目時，計算電路輸出功率用到公式(1)：200cmVPR=(1)其中P0為電路輸出功率，Vcm為電路輸出電壓幅值，R0為電路負載電阻。而在真正設(shè)計功放電路時，電路的輸出功率及輸出電壓幅值常常是已知條件(見表1)，而具體的電路以及電路中所采用元器件的參數(shù)如電阻阻值是需要進行計算的。因此只需要將公式(1)轉(zhuǎn)化為公式(2)：200cmVRP=(2)轉(zhuǎn)化后即可用于電路中所采用負載電阻的計算。整個課程講授過程都要將知識點具體化，讓學(xué)生意識到，只要將這些公式進行簡單的變化(常常是翻轉(zhuǎn))就可以用于電路設(shè)計過程中元器件的參數(shù)計算，從而使學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí)課堂知識，一邊將所學(xué)知識應(yīng)用起來，真正做到活學(xué)活用。此外，在實驗課中要指導(dǎo)各小組的電路焊接以及調(diào)試工作，并監(jiān)督其設(shè)計進度，從而掌握學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解程度。在這個階段，真正實現(xiàn)了本教學(xué)法所強調(diào)的理論聯(lián)系實際，即學(xué)生可以做到邊學(xué)習(xí)，邊使用，邊檢驗，整個課程的教學(xué)效果良好。最后一個階段是課程的結(jié)束階段，主要做好各小組課題的驗收工作，并對各小組所設(shè)計的模塊進行點評，最后安排一次期終匯報作為整個課堂教學(xué)的結(jié)束。本教學(xué)法已經(jīng)實踐了兩年，學(xué)生對這種教學(xué)法的滿意度較高。此外，學(xué)生的平時成績與模塊設(shè)計課題制作情況掛鉤，因此各學(xué)習(xí)小組都投入了較多精力用于電路模塊制作，成功率也較高。并且學(xué)生通過電路模塊的制作過程也了解到了如何運用課堂所學(xué)知識進行電路設(shè)計。

簡單電路設(shè)計方案范文第2篇

【關(guān)鍵詞】醫(yī)用x光機 控制單元 設(shè)計

醫(yī)學(xué)醫(yī)用X光機是醫(yī)療的先進設(shè)備，其中的控制單元為了便于進行臨床診斷，需要負責(zé)在設(shè)備的設(shè)計中對X射線圖像進行處理和分析，通過X射線圖像獲得準確的信息，是提高診斷技術(shù)水平的關(guān)鍵。醫(yī)用X光機的組成部分包括電氣部分和機械部分，其中電氣部分主要由X線成像單元、圖像處理和控制單元、存儲單元及圖像顯示單元組成。X光機圖像處理是一款高性能、高密度的FPGA 芯片，它支持Nios1I嵌入式處理器，F(xiàn)PGA和 NiosⅡ處理器的結(jié)合進一步完善了處理器、外設(shè)、存儲器和I/O接口的組合，使設(shè)計難度大大降低，提高了設(shè)計靈活度。目前，如何從X射線圖像獲得更多的信息，已經(jīng)成為提高醫(yī)療設(shè)備診斷技術(shù)水平的一個新方向，也是醫(yī)學(xué)界研究與應(yīng)用的熱點。

一、X光機控制單元設(shè)計內(nèi)容

醫(yī)用X光機的中心部分是醫(yī)用設(shè)備的控制單元，它主要處理X線成像單元輸出的12bit、lkxlk、30幀/秒的數(shù)字視頻信號，設(shè)計的兩個主要模塊是圖像處理模塊和系統(tǒng)控制模塊，主要通過這兩個模塊來完成高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)視頻圖像信息。

圖像處理模塊： 主要負責(zé)輸入的數(shù)字圖像的處理，包括圓消隱、陰影校正、遞歸濾波、自動增益控制AGC、邊緣增強、直方圖均衡、Gamma校正、圖像反轉(zhuǎn)等算法，圖像處理模塊是圖像處理和控制模塊的核心。

系統(tǒng)控制模塊： 為了實現(xiàn)圖像處理和控制單元和設(shè)備的X 線成像單元，改善控制圖像的主要功能，簡要處理模塊的操作模式，實現(xiàn)了存儲單元和顯示單元的聯(lián)用，以及PC機和狀態(tài)顯示燈等部分的連接和參數(shù)的傳遞，確保CPU對外部接口和存儲器等部分進行合理的控制。

二、X光機控制的設(shè)計方案

（一）設(shè)計原理。多種圖像處理算法的流程，采用C語言確保 NiosIICPU對外部DDRSDRAM的讀寫操作功能的順利進行，使用VHDL語言達到了易于操作的算法，并在QuartusII軟件工具中進行編譯、綜合和仿真，實現(xiàn)了圖像處理模塊。在NiosII開發(fā)板進行上下載和調(diào)試，對FPGA的硬件設(shè)計程序和軟件設(shè)計程序進行調(diào)整。

（二）設(shè)計方案

1.數(shù)字系統(tǒng)硬件的設(shè)計方法

一直以來，人們習(xí)慣性采用傳統(tǒng)的硬件設(shè)計方法來完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計。設(shè)計方法是自下至上的具體操作步驟，從系統(tǒng)對硬件的要求來看，技術(shù)規(guī)格書和系統(tǒng)控制圖的設(shè)計都要首先完成系統(tǒng)控制流圖的簡單描畫；然后對系統(tǒng)重要的部分劃分功能模塊；接著就是進行各功能模塊電路設(shè)計，最后完成整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計。而目前的設(shè)計是采用邏輯電路設(shè)計方法，對元器件各獨立功能模塊設(shè)計需要從選擇具體元器件開始。采用通用的邏輯元器件來構(gòu)成所需要的邏輯電路，從而完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計。隨著微處理器的出現(xiàn)，許多系統(tǒng)的硬件功能可以由軟件功能來實現(xiàn)，但這種選擇構(gòu)成系統(tǒng)的通用的元器件中的硬件電路的方法并未得到根本性改變。后期進行的仿真和調(diào)試應(yīng)該在系統(tǒng)硬件設(shè)計的. 系統(tǒng)仿真器、邏輯分析儀和示波器等是仿真和調(diào)試的儀器，對系統(tǒng)設(shè)計時存在的問題會及時發(fā)現(xiàn)。通過傳統(tǒng)的硬件設(shè)計方法對系統(tǒng)進行設(shè)計，并完成調(diào)試，最終實現(xiàn)硬件設(shè)計。

2.嵌入式處理器硬件電路設(shè)計方法

利用硬件描述語言的硬件電路設(shè)計方法。利用VHDL語言設(shè)計系統(tǒng)硬件的方法，采用TopDown的設(shè)計方法，這種方法是逐步將設(shè)計內(nèi)容細化，最后完成系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計。

（1）設(shè)計優(yōu)點

利用VHDL語言設(shè)計硬件電路的優(yōu)點：這種設(shè)計具有可靠性，具有重復(fù)定義的邏輯功能。因此，現(xiàn)場可編程門陣列使數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計，縮短了系統(tǒng)研制的周期和數(shù)字電路系統(tǒng)的體積和所用芯片的種類。而且設(shè)計文件適合于組合等邏輯電路應(yīng)用場合。設(shè)計技術(shù)齊全、方法靈活、支持廣泛 VHDL語言可以支持自上至下的設(shè)計方法， VHDL語言標準、規(guī)范，易于共享和復(fù)用。

（2）設(shè)計方案，首先是行為描述，其次是Register TransferLevel的描述

最后是邏輯綜合。此后，將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成 FPGA的編程碼點，利用FPGA完成硬件電路設(shè)計。接下來要進行行為層次仿真、RTL層次仿真和門級層次仿真，目的是便于早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，降低了硬件電路設(shè)計的難度。

3.采用FPGA設(shè)計ASIC電路設(shè)計。

（1）優(yōu)點

FPGA具有設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的優(yōu)點，設(shè)計人員只通過相關(guān)的軟硬件環(huán)境就可以實現(xiàn)最終功能設(shè)計。不需要設(shè)計人員承擔(dān)投片風(fēng)險和費用，主要功能就是更換不同的軟件FPGA的平均性能，使得醫(yī)療設(shè)備的邏輯容量大幅度提高。

（2）設(shè)計方案，具體方案

數(shù)字信號處理（DSP）塊可以提供專用乘法器、加法器、減法器、累加器和求和單元，每個DSP塊能支持不同的乘法器。能與用戶邏輯相結(jié)合，編程至AlteraFPGA中。NiosII處理器具有可變時鐘周期操作的定制指令。設(shè)計中應(yīng)針對不同的性能范圍和系統(tǒng)成本選擇合適的內(nèi)核，針對最少邏輯占用說明 ，優(yōu)化平衡性能和尺寸進行優(yōu)化流水線的嵌入式設(shè)計。NiosII處理器的接口它可以用VerilogHDL和VHDL源代碼方式交付使用，參照設(shè)備接口設(shè)各接口說明，把用戶邏輯模塊連接至USOPCBuilder生成的系統(tǒng)中。DMA控制器與存儲器進行批量數(shù)據(jù)交換，減輕CPU的負擔(dān)。 用戶通過用戶邏輯接口，創(chuàng)建自己的設(shè)備，并通向?qū)Ь€傳送到Nios II處理器系統(tǒng)中。用戶還可以通過反復(fù)設(shè)計，輕松得出優(yōu)化系統(tǒng)的最好方式。注意事項：1SOPCBuilder系統(tǒng)要選擇合適的CPU和器件，并采用HDL設(shè)計文件進行，將配置文件下載到開發(fā)板上。系統(tǒng)軟件所需的具體軟件要編寫?yīng)毩⒂谄骷腃/c++程序；SOPC技術(shù)是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)。具有靈活的設(shè)計方式，豐富足夠的片上可編程邏輯資源。

簡單電路設(shè)計方案范文第3篇

關(guān)鍵詞：步進電機調(diào)速系統(tǒng) STC89C52單片機 起動 停止 加減速

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0159-01

電機可以細分為很多種，步進電機是其中的一種，它的工作過程是“走一步停一步”的循環(huán)過程，在一些小功率的應(yīng)用環(huán)境，比如打印機、復(fù)印件、銀行自動柜員機、繪圖儀，機器人，等等設(shè)備都以步進電機為動力核心。步進電機最突出的優(yōu)點是它能夠瞬間啟動和急速停止，可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制及制動等，其在辦公自動化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機的需求量與日俱增，研究步進電機驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)總體設(shè)計方案如圖1所示，主要包括：控制模塊、電源模塊、顯示模塊、測速模塊、驅(qū)動模塊、輸入模塊等部分。整個系統(tǒng)采用AT89S52單片機為控制核心，主要完成控制運算，單片機輸出控制信號給驅(qū)動電路，實現(xiàn)步進電機的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、分級加減速控制。系統(tǒng)中的輸入電路主要用于發(fā)出電機的啟動、正反轉(zhuǎn)、停止以及分級正反轉(zhuǎn)信號，測速電路采用霍爾傳感器來檢測電機的轉(zhuǎn)速，并通過顯示電路實時顯示電機的當(dāng)前狀況以及實際轉(zhuǎn)速，而整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)離不開電源電路。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 驅(qū)動電路設(shè)計方案

驅(qū)動模塊主要采用芯片ULN2003A。ULN2003A有7路輸出，由于系統(tǒng)中電機為三相六怕工作方式，則只需要采用ULN2003A的三個輸出端。

單片機接口信號功率不夠大，通過ULN2003A芯片，可以對信號放大。由單片機產(chǎn)生的脈沖頻率和方向控制信號從P3.0～P3.2口輸出，送入芯片ULN200A進行功率放大，達到步進電機所需的驅(qū)動電流和電壓5V，驅(qū)動步進電機工作。

2.2 速度采集模塊設(shè)計方案

本系統(tǒng)采用了霍爾傳感器來進行速度的采集，霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?；魻杺鞲衅鞣譃榫€性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種，本系統(tǒng)采用開關(guān)型霍爾傳感器。

2.3 顯示電路設(shè)計方案

在電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中，采用1602LCD液晶顯示屏顯示電機當(dāng)前運行狀態(tài)，該顯示器控制方法簡單，功率低、硬件電路簡單、超薄輕巧、可對字符進行顯示等優(yōu)點。

本設(shè)計所使用的顯示元件是LCD1602液晶顯示屏，能夠滿足設(shè)計溫濕度的分行顯示功能。LCD1602液晶顯示屏使用的較為普遍，它的工作電壓為4.8V-5.2V，分為帶背光和不帶背光兩種，

2.4 輸入電路的設(shè)計

本設(shè)計輸入電路采用獨立式鍵盤.獨立式鍵盤的特點是鍵盤接口中的按鍵與I/O線是對應(yīng)的，鍵盤中各按鍵的獨立性較好，互不干擾，方便進行程序編碼。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)主程序流程圖如圖2所示。

在本系統(tǒng)中，以步進電機的三相六拍工作方式的控制為例，由于步進電機的轉(zhuǎn)速通過控制輸入脈沖的頻率來控制，而電機的轉(zhuǎn)向則可以通過控制通電順序來控制正反轉(zhuǎn)，如三相六拍的正向通電順序為AABBBCCCAA ……，而其反向通電順序則為AACCCBBBAA……。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)步進電機的啟動、停止、正反向轉(zhuǎn)動和調(diào)速，并將步進電機的當(dāng)前狀態(tài)通過1602液晶顯示屏實時顯示。

參考文獻

[1]王效華，張詠梅.單片機原理與應(yīng)用[M].北京交通大學(xué)出版社，2007：17-26.

[2]馮博琴.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，2002：33-74.

簡單電路設(shè)計方案范文第4篇

智能汽車作為當(dāng)今科技時代下的新興產(chǎn)物,集中運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、自動控制、人工智能及通訊等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),是未來汽車發(fā)展的重要方向。本文詳細介紹了基于攝像頭傳感器的智能競速汽車控制器的設(shè)計方案,分別介紹了智能車的硬件組成、路徑的檢測識別方法和智能車的控制策略。利用攝像頭傳感器采集、識別道路信息,規(guī)劃最優(yōu)路徑,采用PID控制算法控制電機和舵機實現(xiàn)自動控制。

關(guān)鍵詞:

攝像頭；智能汽車；設(shè)計方案

本設(shè)計是基于MK60DN512ZVLL10單片機開發(fā)實現(xiàn)的,該系統(tǒng)采用攝像頭采集、識別道路兩旁或者中央的引導(dǎo)線,在此基礎(chǔ)上利用合理閉環(huán)的算法控制智能車運動,從而實現(xiàn)智能車快速穩(wěn)定的尋跡行駛。

1智能車整體結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計

1.1圖像傳感器的選擇

圖像傳感器,即數(shù)字攝像頭。目前市場主流的兩種攝像頭傳感器:以金屬氧化物半導(dǎo)體元件為感光材料的CMOS攝像頭和以電荷耦合元件為感光材料的CCD攝像頭。綜合兩種攝像頭解析度、靈敏度、成本、功耗比、模塊電路、體積、重量,CMOS攝像頭可以滿足于4米/秒速度以下智能車行駛,并且CMOS攝像頭功耗低,工作電壓只需3.3V-7V,完全可以由智能車穩(wěn)壓后得到,穩(wěn)定經(jīng)濟,所以選擇CMOS攝像頭中的OV7725攝像頭。

1.2起跑線檢測傳感器選擇

起跑用的是發(fā)車燈塔控制方式,發(fā)車燈塔不僅發(fā)出起跑信號,而且發(fā)出終點信號。我們使用基于使用HS0038B傳感器的基礎(chǔ)電路作為接收燈塔光信號一個基礎(chǔ)電路,OUT口接MK60的C5。

1.3速度檢測傳感器選擇

一個完整的控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制的,所以需要測速裝置,用以精準反映智能車實時速度。我們采用了由歐姆龍公司研制的一款200線的小型編碼器。

1.4車模選型

本次設(shè)計采用由飛思卡爾半導(dǎo)體公司贊助的G768型車模,即為競賽中的C車模。

2智能車硬件電路設(shè)計

2.1硬件設(shè)計方案

本設(shè)計方案采用模塊化方式完成總設(shè)計,模塊化設(shè)計使思路清晰,在使用出現(xiàn)錯誤時容易修理。

2.2電路設(shè)計方案

本次設(shè)計將智能車系統(tǒng)電路分成兩個主要部分,以MK60N512ZVLQ10為核心的控制電路和以電源為核心的驅(qū)動電路。考慮到MK60最小系統(tǒng)電路板比較大,所以將整個系統(tǒng)電路分為兩塊規(guī)則PCB板(主控板和驅(qū)動板)。

2.3控制電路

以MK60為核心的單片機系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計主要包括以下幾個部分:電源電路、時鐘電路、JTAG接口、復(fù)位電路。

2.4驅(qū)動電路

因為本次比賽攝像頭組使用的電機是RS-380SH直流電機,小車驅(qū)動芯片決定選用集成的高電流半橋電機驅(qū)動應(yīng)用BTN7971B,它的輸出電流足以帶動電機轉(zhuǎn)動并且較穩(wěn)定。

2.5電源模塊

比賽使用飛思卡爾專用電池,2000mAh的鎳鎘電池1塊,標準電壓7.2V。

3智能車軟件算法設(shè)計

3.1軟件控制整體設(shè)計

本次設(shè)計所用的軟件調(diào)試工具支持C語言和匯編語言混合編程的IAREmbeddedWorkbench軟件,由于C語言操作簡單,可修改和移植性強,所以本次軟件設(shè)計大部分程序都使用C語言編寫,只有在某些地方加入了匯編語句。

3.2主程序結(jié)構(gòu)

在系統(tǒng)初始化方面,我們所用到的底層硬件資源進行初始化和上層模塊初始化。在方案選擇及參數(shù)設(shè)定上,我們在主板上設(shè)置了一組四位的撥碼開關(guān)和三個按鍵結(jié)合OLED顯示屏實現(xiàn)的方案和參數(shù)的可調(diào),以在比賽時對車作適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在圖像獲取上,對于Ov7725數(shù)字攝像頭,使用場中斷加高速DMA傳輸?shù)姆绞絹慝@取圖像。圖像處理則采用黑線提取和中心線提取。

3.3控制算法

控制算法是智能車的靈魂,為了使小車能以穩(wěn)定的速度通過跑道,精確的速度控制是關(guān)鍵,采用速度閉環(huán)控制方案。

4智能車開發(fā)與調(diào)試

4.1軟件開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)編譯下載是在IARIDE開發(fā)環(huán)境下完成的,EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司為ARM單片機開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境,這一開發(fā)環(huán)境使用方便、入門容易和代碼簡明緊湊。此外,由于在IAR軟件中進行編寫,調(diào)用,修正函數(shù)比較復(fù)雜繁瑣,所以使用了Sourceinsight3軟件進行輔助編寫小車程序。

4.2硬件開發(fā)環(huán)境

本次畢業(yè)設(shè)計所用的硬件開發(fā)平臺為著名硬件開發(fā)公司Altium公司的AltiumDesigner10,這已開發(fā)環(huán)境在板級設(shè)計特性、軟設(shè)計特性、數(shù)據(jù)管理特性、通用特性都較有優(yōu)勢。

4.3軟件調(diào)試

軟件調(diào)試主要包括:程序在線仿真調(diào)試,上位機調(diào)試。在線調(diào)試主要使用的是IAR中的調(diào)試器IARC-SPY。上位機調(diào)試主要是通過藍牙模塊將智能車運行過程中的狀態(tài)和SD卡采集的圖像及時地反饋到PC機上。

4.4現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場的調(diào)試包括攝像頭調(diào)焦以及固定、PID參數(shù)整定、速度控制算法的參數(shù)整定、智能車運行狀態(tài)等方面的調(diào)試。

5結(jié)語

簡單電路設(shè)計方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：低噪聲放大器；噪聲系數(shù)；增益；穩(wěn)定性

1 無線傳輸

近年來，系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣，為了適應(yīng)這一市場需求，需要優(yōu)化低噪聲放大器的設(shè)計方法，降低產(chǎn)品調(diào)試成本。傳統(tǒng)的低噪聲放大器輸入輸出匹配電路需要反復(fù)迭代、靈活性不高、后期電路調(diào)試復(fù)雜，產(chǎn)品一致性差。本文通過研究低噪聲放大器的設(shè)計理論，提出了一個簡單易行的低噪聲放大器設(shè)計方案，通過該方案可以最大限度地降低放大器的噪聲系數(shù)，提高放大器的穩(wěn)定性，并且可以方便地在放大器增益、噪聲數(shù)和定性之間進行折中設(shè)計，設(shè)計的電路后期調(diào)試簡單、產(chǎn)品一致性高，與其他射頻部件級聯(lián)時不需要隔離器。完全能滿足無線傳輸系統(tǒng)的技術(shù)要求和批量生產(chǎn)。利用該設(shè)計方法設(shè)計的放大器已經(jīng)成功進行批量生產(chǎn)。

2 低噪聲放大器的設(shè)計

本文設(shè)計的低噪聲放大器主要由輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、晶體管放大器、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、偏置電路構(gòu)成。

2.1 放大器的主要技術(shù)指標

（1）工作頻率：300～400 MHz；（2）增益：≥30 dB；（3）噪聲系數(shù)：≤1.2 dB；（4）端口駐波：≤1.5；（5）供電電壓：+5 VDC±0.5 V；（6）電流：≤ 80 mA。

2.2 放大器設(shè)計方案分析

由于設(shè)計指標要求的放大器增益要大于30 dB，所以設(shè)計中采用兩級放大晶體管進行設(shè)計，每級放大器單獨進行輸入輸出阻抗匹配，然后進行兩級放大器級聯(lián)。設(shè)計中選擇安華高的低噪聲放大器晶體管MGA-53543，該晶體管在300～400 MHz頻段內(nèi)高達19 dB的增益和1dB的噪聲系數(shù)足以滿足本文中要設(shè)計的低噪放的指標要求。

2.2.1 MGA-53543的S參數(shù)和噪聲系數(shù)分析

根據(jù)MGA-53543的數(shù)據(jù)手冊采用內(nèi)插法可以得到MGA-53543在350 MHz時的S參數(shù)：

S11=0.327∠-123，S21=9.471∠141.3，

S12=0.079 5∠13.3，S22=0.206∠-128.3

由上面的S參數(shù)可以得到Δ=S11S22-S12S21=0.729 1∠-21.6

采用外推法可以得到MGA-53543在350 MHz時：

NFmin（dB）=1.06，Γopt=0.108∠156.5，Rn=0.1

2.2.2 放大器穩(wěn)定性分析

根據(jù)器件S參數(shù)可以得到MGA-53543在350 MHz時的穩(wěn)定系數(shù)：

所以MGA-53543在350 MHz時是不穩(wěn)定的，需要對輸入、輸出穩(wěn)定圓進行判定。

（1）作輸入穩(wěn)定圓。

圓心：

半徑：

（2）作輸出穩(wěn)定圓。

圓心：

半徑：

（3）作器件在350MHz的噪聲系數(shù)圓。

圓心：

其中：

半徑：

當(dāng)噪聲系數(shù)NF分別?。?.07 dB，1.2 dB，1.3 dB，1.4 dB，1.5 dB時，參數(shù)結(jié)果如表1所示。

如圖1所示，通過在Γ平面作輸入穩(wěn)定圓、輸出穩(wěn)定圓、1.2 dB，1.3 dB，1.4 dB，1.5 dB等噪聲系數(shù)圓、19 dB等增益圓發(fā)現(xiàn)在絕大部分情況下MGA-53543可以穩(wěn)定工作，完全可以滿足設(shè)計要求。

為了獲得最低噪聲系數(shù)，令

則有：

為了使則要求

，

此時，輸入駐波比

輸出駐波比 ，資用功率增益：

3.2.3 放大器匹配電路和PCB版圖設(shè)計

（1）輸入、輸出阻抗變換電路的設(shè)計。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計就是把ΓS所對應(yīng)的歸一化阻抗變換到1，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計就是把ΓL所對應(yīng)的歸一化阻抗變換到1。

（2）具體設(shè)計的輸入、輸出阻抗變換電路如圖2所示。

3.3 測試結(jié)果

對本文設(shè)計的兩級級聯(lián)低噪聲放大器電裝以后，用噪聲儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀進行指標測試。