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）-电路方案

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；