第一篇：電路設(shè)計(jì)自薦書(shū)

我是四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院、即將畢業(yè)于2009年6月的學(xué)生。所學(xué)的專(zhuān)業(yè)是；應(yīng)用電子技術(shù)。我仰慕貴單位重知識(shí)，重視 人才 之名，希望能成為貴單位的一員，為單位的事業(yè)發(fā)展盡我全力。

本人在校學(xué)習(xí)刻苦，成績(jī)優(yōu)秀，通過(guò)在校學(xué)習(xí)，掌握了良好的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，和理論基礎(chǔ)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了各項(xiàng)知識(shí)技能。

我有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，在校外，我經(jīng)常參加學(xué)校的三下鄉(xiāng)活動(dòng)，上門(mén)免費(fèi)維修家電，在校內(nèi)，組織電子協(xié)會(huì)成員進(jìn)行電子設(shè)計(jì)比賽，活動(dòng)也是搞得有聲有色。

我的性格開(kāi)朗、熱情誠(chéng)實(shí)、能夠吃苦耐勞、有責(zé)任感、有團(tuán)結(jié)精神，人際關(guān)系好。

我的酷好是；電路設(shè)計(jì)，我能獨(dú)立完成從：電路原理圖設(shè)計(jì) pCB布線(xiàn)電路設(shè)計(jì) 制作電路版的全過(guò)程 安裝電路版 調(diào)試電路等全過(guò)程。我在校期間，我還設(shè)計(jì)了一些電子成品如：150W三分頻功放、無(wú)線(xiàn)話(huà)筒、人體紅外感應(yīng)燈等。效果很好。

我初涉世事，某些方面還不成熟，但我正視自己的不足，我將在今后實(shí)踐中虛心學(xué)習(xí)，不斷專(zhuān)研，積累工作經(jīng)驗(yàn)，提高工作能力，完善充實(shí)自己，我期望能有一片揚(yáng)我所長(zhǎng)的天地，我將奉獻(xiàn)我的智慧和汗水。

第二篇：電路設(shè)計(jì)心得體會(huì)

學(xué)習(xí)使用Protel 99電路設(shè)計(jì)軟件心得體會(huì)

通過(guò)這兩天的計(jì)算機(jī)電路輔助設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，對(duì)Protel 99有了一個(gè)比較全面地了解并掌握了一些基本的繪制和編輯電路原理圖方法、技巧，并能處理一些常見(jiàn)問(wèn)題。在對(duì)protel軟件的學(xué)習(xí)中，我有不少心得體會(huì)，下面我就談一下我的學(xué)習(xí)體會(huì)。

1.對(duì)學(xué)習(xí)使用Protel 99電路設(shè)計(jì)軟件有了比較初步認(rèn)識(shí)，文無(wú)論是檔組織結(jié)構(gòu)、文件管理、還是工作界面管理，這幫助了我更好更快的熟練的掌握 Protel 99電路設(shè)計(jì)的使用方法和操作過(guò)程。

2.設(shè)計(jì)電路原理圖

電路原理圖的設(shè)計(jì)是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此電路原理圖要設(shè)計(jì)好，以免影響后面 的設(shè)計(jì)工作。電路原理圖的設(shè)計(jì)一般有如下步驟：

(1)設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境；(2)放置元件；(3)原理圖布線(xiàn)；(4)編輯和調(diào)整；(5)檢查原理圖；(6)生成網(wǎng)絡(luò)表。

1)設(shè)計(jì)圖紙大小

首先要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計(jì)好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合 適的圖紙大小是設(shè)計(jì)好原理圖的第一步，確定整個(gè)電路圖的總體布局。

2）設(shè)置protel 99 se/Schematic設(shè)計(jì)環(huán)境

包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類(lèi)型，光標(biāo)類(lèi)型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)值，并在電路圖中 明地址和類(lèi)別，對(duì)原理圖有比較詳盡的注解。

3）

放置好元器件并連線(xiàn)

用戶(hù)根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫(kù)里取出放置到圖紙上，并對(duì)放置零件的序號(hào)、零件封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等工作根據(jù)實(shí)際電路的需要，然后用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上，再根據(jù)元件之間的走線(xiàn)把元件調(diào)整好。

利用protel 99 se/Schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線(xiàn)、符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖調(diào)整一些元件的位置，把某些元件進(jìn)行水平或垂直排列，并用鼠標(biāo)拖動(dòng)元件來(lái)調(diào)整好元件間的距離，也可在編輯元件時(shí)用鼠標(biāo)左鍵雙擊元件，這時(shí)會(huì)彈出關(guān)于元件屬性的對(duì)話(huà)框，可以修改其中的選項(xiàng)，從而對(duì)元件進(jìn)行必要的編輯，還可以使用Edit/Move子菜單中的各命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。放置輸入輸出端口。執(zhí)行菜單命令Place/Port或從Wiring Tools工具條中選取放置輸入輸出端口命令，在合適位置放置好，并與相應(yīng)電氣點(diǎn)連接好。

4）

調(diào)整線(xiàn)路

將初步繪制好的電路圖作進(jìn)一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀(guān)

3.隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)越來(lái)越難以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要，Protel 99 SE以其強(qiáng)大的功能、快捷實(shí)用的操作界面及良好的開(kāi)放性，為設(shè)計(jì)者提供了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)手段，使設(shè)計(jì)者能快捷、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出滿(mǎn)意的電路原理圖和印刷電路板，不愧是從事電路設(shè)計(jì)的一個(gè)良好的工具。

第三篇：水塔自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)（范文模版）

水塔自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)

一，緒論

現(xiàn)今社會(huì)，自動(dòng)化裝置無(wú)所不在，在控制技術(shù)需求的推動(dòng)下，控制理論本身也取得了顯著的進(jìn)步。水塔水位的監(jiān)測(cè)和控制，再也不需要人工進(jìn)行操作。實(shí)踐證明，自動(dòng)化操作，具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值。水塔水位自動(dòng)控制器，具有適應(yīng)各種液體液位的檢測(cè)和控制的功能，設(shè)計(jì)中分析了利弊，考慮了各種液體的阻值大小，是可以投入實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品。本文實(shí)現(xiàn)了在惡劣的條件下能自動(dòng)調(diào)節(jié)水位高低、手動(dòng)解除報(bào)警裝置、檢測(cè)探頭好壞的水塔水位控制器.同時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)電位器中的阻值,該控制器能夠適應(yīng)多種液體液位的檢測(cè)。

二，系統(tǒng)方案

水塔水位控制系統(tǒng)是我國(guó)住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點(diǎn)，而自動(dòng)控制原理，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保持水壓恒定以滿(mǎn)足用水要求，從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)量。而且成本低，安裝方便，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證明，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想裝置，水塔水位控制系統(tǒng)采用交流電壓檢測(cè)水位，水位低于下限B點(diǎn)水位時(shí)，水泵抽水，水位達(dá)到最高水位線(xiàn)D時(shí)，水泵停止抽水，水位降低到最低水位線(xiàn)B以下時(shí)，恢復(fù)運(yùn)行抽水，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

該系統(tǒng)采用分立元件電路實(shí)現(xiàn)了水塔水位的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)出一種低成本、高實(shí)用價(jià)值的水塔水位控制器。采用分立的電路實(shí)現(xiàn)超高、低水位處理，自動(dòng)控制電機(jī)電路。它能自動(dòng)完成上水停水的全部工作循環(huán)，保證液面高度始終處于較理想的范圍內(nèi)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，靈敏度高，節(jié)約能源顯著，是用于各種高層液體儲(chǔ)存的理想設(shè)備。

三，系統(tǒng)設(shè)計(jì)

① 設(shè)計(jì)分析

水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)主要完成的功能是對(duì)水塔水位的自動(dòng)控制及檢測(cè).本文擬通過(guò)4 個(gè)探頭對(duì)水塔水位進(jìn)行采樣,分析采集的水位信號(hào),控制電機(jī)水泵的開(kāi)啟、停止,實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié).4 個(gè)探頭分別用B、C、D、E 表示,放置在水塔中,如圖1 所示.4 個(gè)探頭采集的水位信號(hào)通過(guò)T TL 電路判斷輸出,可以判斷水塔內(nèi)水位的高度.水位允許在已設(shè)置的上、下水位范圍內(nèi)變化.即水位高度正常情況應(yīng)控制在C、D 之間,如圖1(a);當(dāng)水位低于C 點(diǎn)、高于B 點(diǎn)時(shí),電機(jī)啟動(dòng),帶動(dòng)水泵工作,進(jìn)水閥門(mén)打開(kāi),水塔內(nèi)處于進(jìn)水狀態(tài),如圖1(b);當(dāng)水位高于D 點(diǎn)時(shí)、低于E 點(diǎn)時(shí),電機(jī)關(guān)閉,水泵停止工作,關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén),水塔內(nèi)處于停進(jìn)狀態(tài),如圖1(c);當(dāng)水位低于C 點(diǎn)并到達(dá)B 點(diǎn)時(shí),就發(fā)出C 探頭故障報(bào)警,采取手動(dòng)啟動(dòng)電機(jī),如圖1(d);當(dāng)水位超過(guò)D 點(diǎn)并到達(dá)E 點(diǎn)時(shí),發(fā)出D 探頭故障報(bào)警,采取手動(dòng)關(guān)閉電機(jī),水位從溢流口流出,如圖1(e)

② 系統(tǒng)框圖

為了精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的控制,必須建立閉環(huán)控制系統(tǒng).根據(jù)水塔中的進(jìn)、出水的水位可以自動(dòng)控制水泵運(yùn)行與停止,使水位處于動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài).控制系統(tǒng)主要分為水位的模擬檢測(cè)和邏輯判斷部分.如圖2 所示,模擬檢測(cè)部分測(cè)量的是B、C、D、E 4 個(gè)探頭相對(duì)于A(yíng) 點(diǎn)(即地)電位的高低.這就相當(dāng)于一個(gè)可變電阻,4 個(gè)探頭與地之間的不同距離對(duì)應(yīng)了可變電阻不同的阻值.當(dāng)水位高低發(fā)生變化時(shí),對(duì)應(yīng)的電阻值不同,通過(guò)邏輯判斷,就得到不同的輸出邏輯判斷的輸出電路一部分用來(lái)控制電機(jī)的關(guān)閉與開(kāi)啟,另一部分用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)故障,并發(fā)出報(bào)警聲。四，電路設(shè)計(jì)

① 工作原理

水塔供水系統(tǒng)的工作原理圖如圖3所示,包括水位檢測(cè)電路,誤動(dòng)作判斷電路,水位控制電路,電機(jī)開(kāi)啟或關(guān)閉電路和報(bào)警電路.水位正常情況下應(yīng)保持在C、D 范圍之間, 此時(shí), B、C、D、E 4 個(gè)探頭的邏輯電平為0011 ,水塔水位處于保持狀態(tài);當(dāng)水位低于C點(diǎn),處于B、C 之間時(shí),B、C、D、E 4 個(gè)探頭的邏輯電平為0111 ,水塔水位處于進(jìn)水狀態(tài);當(dāng)水位高于D 點(diǎn), 處于D、E之間時(shí), B、C、D、E 4 個(gè)探頭的邏輯電平為0001 , 水塔水位處于停進(jìn)狀態(tài);當(dāng)水位低于B 點(diǎn)或水位高于E 點(diǎn), B、C、D、E 4個(gè)探頭的邏輯電平為1111 或0000 時(shí),表明控制水位變化的電路出現(xiàn)了故障, 水塔水位的報(bào)警電路開(kāi)始工作, 產(chǎn)生下限報(bào)警或上限報(bào)警, 即低報(bào)和高報(bào).此時(shí),需要工作人員手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警設(shè)備并開(kāi)啟或閉合控制電機(jī)。

圖3 水塔供水系統(tǒng)的工作原理圖 ② 參數(shù)計(jì)算

水位指示燈部分:令流過(guò)三極管T1 , T2 , T3 , T4 集電極的電流IC 為10mA , 因?yàn)镮C =(V CC-1.5)/ RC= 10mA , 得RC = 350Ω;取β= 100 ,則IB = 10mA/ 100 = 0.1mA , 所以, RB = V CC/ IB = 10kΩ.但是在實(shí)際調(diào)試中,電阻值過(guò)小, 選擇RB = 15kΩ 才合適。

③ 水塔水位控制器

水塔水位控制器的測(cè)試圖4 為水塔水位控制器的外觀(guān)正視圖,由電源指示燈、報(bào)警確認(rèn)燈、水位指示燈以及報(bào)警確認(rèn)開(kāi)關(guān)組成.接通電源時(shí),電源指示燈亮,當(dāng)水塔中水深處于不同位置時(shí),水位指示燈B、C、D、E 狀態(tài)不同.(1)當(dāng)水位處于B 點(diǎn)之下,指示燈B、C、D、E 全亮,報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警,即下限報(bào)警.(2)當(dāng)水位處于B、C 之間, 指示燈B 滅, C、D、E 亮，水泵開(kāi)始進(jìn)水.(3)當(dāng)水位處于C、D 之間, 指示燈B、C 滅, C、D 亮,保持狀態(tài),即保持進(jìn)水.(4)當(dāng)水位處于D、E 之間, 指示燈B、C、D 滅, E 亮,停進(jìn)狀態(tài),即水泵不工作.(5)當(dāng)水位處于E 點(diǎn)之上,指示燈B、C、D、E 全滅,水泵不工作,報(bào)警電路開(kāi)始溢出報(bào)警,即上限報(bào)警.(6)報(bào)警電路可以手動(dòng)關(guān)閉,只要按下報(bào)警確認(rèn)開(kāi)關(guān),就可以解除報(bào)警的蜂鳴聲.此時(shí),報(bào)警確認(rèn)燈亮起.處理完故障時(shí),必須關(guān)閉報(bào)警確認(rèn)燈,報(bào)警確認(rèn)電路復(fù)位,恢復(fù)其監(jiān)測(cè)故障的功能.經(jīng)過(guò)檢測(cè),水塔水位控制器完全符合預(yù)定要求,完成所設(shè)定的工作任務(wù).圖4 水塔水位控制器外觀(guān)圖

五，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文采用純硬件電路設(shè)計(jì)水塔水位控制系統(tǒng),避免了復(fù)雜設(shè)計(jì)中的不穩(wěn)定因素,降低了生產(chǎn)成本,提高了實(shí)用價(jià)值.同時(shí),對(duì)于不同類(lèi)型的液體,此系統(tǒng)具有良好的兼容性.當(dāng)水塔中液體改變時(shí),只需要將電位器中的阻值和該液體的阻值調(diào)節(jié)到一個(gè)數(shù)量級(jí)上就可以很方便地實(shí)現(xiàn)此液體的水位控制操作.實(shí)驗(yàn)證明,此水塔水位控制器不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)水塔水位的精確控制,而且,更具有工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)用性.但是,如果探頭B、C,或者探頭D、E 同時(shí)發(fā)生故障,水塔水位控制器中的檢測(cè)部分就不能識(shí)別出來(lái),這是使用時(shí)應(yīng)該注意的.所以,在使用過(guò)程中需要定期檢測(cè)探頭是否發(fā)生故障.六，結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用簡(jiǎn)單、可靠的設(shè)計(jì)思路來(lái)實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比合理的水塔水位控制器.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,該系統(tǒng)在運(yùn)行期間穩(wěn)定性高,完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)水位高低、手動(dòng)解除報(bào)警裝置、檢測(cè)探頭好壞等功能,是可以投入生產(chǎn)的水塔水位控制器。

通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)傳感器的應(yīng)用有了更加深刻的理解，也對(duì)它的應(yīng)用范圍之廣感到驚奇，我相信在我以后的生活中，對(duì)身邊的事物也會(huì)明白的更深更多，這次設(shè)計(jì)，真的讓我受益匪淺。

七．參考文獻(xiàn)

[1 ] 胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京:科學(xué)出版社,2001.[2 ] 劉豹.現(xiàn)代控制理論[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[3 ] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:航天航空大學(xué)出版社1988 [4 ] 朱曉青.過(guò)程檢測(cè)控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2002 [5 ] 姚伯威，孫銳主編.控制工程基礎(chǔ).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002年

[6 ] 李朝青編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).簡(jiǎn)明修訂版.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1998年 [7 ] 戴文進(jìn)，章衛(wèi)國(guó)主編.自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)英語(yǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001年 [8 ] 談?wù)穹?，自?dòng)控制專(zhuān)業(yè)英語(yǔ).哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1999年

第四篇：交通燈管理電路設(shè)計(jì)

交通燈管理電路設(shè)計(jì).txt懂得放手的人找到輕松，懂得遺忘的人找到自由，懂得關(guān)懷的人找到幸福！女人的聰明在于能欣賞男人的聰明。生活是燈，工作是油，若要燈亮，就要加油！相愛(ài)時(shí)，飛到天邊都覺(jué)得踏實(shí)，因?yàn)橛心愕臓繏欤环质趾?，坐在家里都覺(jué)得失重，因?yàn)闆](méi)有了方向。本文由車(chē)牌定位貢獻(xiàn)

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東 北 石 油 大 學(xué)

課

課 題 院 程 目 系

程

設(shè)

計(jì)

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 交通燈管理電路設(shè)計(jì) 電子科學(xué)學(xué)院 電信 07－5 班 馬深慧 070901140505 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2011 年 3 月 18 日

東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

課程 題目 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 交通燈管理電路設(shè)計(jì) 電信 07-5 姓名 馬深慧 學(xué)號(hào) 070901140505 專(zhuān)業(yè)班級(jí)

一、設(shè)計(jì)目的： 訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用己學(xué)課程的基本知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)工作，掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、分析及調(diào)試檢測(cè)。

二、設(shè)計(jì)要求： 1.應(yīng)用 MCS-51 單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈管理電路； 2.該系統(tǒng)要求顯示 50s 倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)計(jì)到需交換紅綠燈前 10s，路口均顯示黃燈； 3.硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)選定合適的單片機(jī)，根據(jù)控制對(duì)象設(shè)計(jì)接口電路。設(shè)計(jì)的 單元電路必須有工作原理，器件的作用，分析和計(jì)算過(guò)程； 4.軟件設(shè)計(jì)根據(jù)電路工作過(guò)程，畫(huà)出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫(xiě)相應(yīng)的程序，進(jìn)行 調(diào)試并打印程序清單； 5.原理圖設(shè)計(jì)根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用 Protel 等有關(guān)工具軟件繪制電路原理圖、PCB 板圖、提供元器件清單。

三、參考資料： [1] 單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)，李群芳、黃建編著，電子工業(yè)出版社； [2] 單片機(jī)原理及應(yīng)用，張毅剛編著，高等教育出版社； [3] 51 系列單片機(jī)及 C51 程序設(shè)計(jì)，王建校，楊建國(guó)等編著，科學(xué)出版社； [4] 單片機(jī)原理及接口技術(shù)，李朝青編著，北京航空航天大學(xué)出版社；

完成期限 指導(dǎo)教師 專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人 2011.3.14—2011.3.18 2011 年 3 月 13 日

目錄

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.系統(tǒng)設(shè)計(jì) ?? 1 1.1 設(shè)計(jì)思路 ?? 1 1.1.1 設(shè)計(jì)目的?? 1 1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容?? 1 1.1.3 方案比較、設(shè)計(jì)與論證?? 1 1.1.3.1 電源提供方案 ?? 1 1.1.3.2 復(fù)位方案 ?? 2 1.1.3.3 輸入方案 ?? 2 1.1.3.4 顯示界面方案 ?? 2 1.1.3.5 交通管理的方案論證 ?? 4 1.1.4 芯片簡(jiǎn)介?? 4 2.硬件電路設(shè)計(jì) 2.硬件電路設(shè)計(jì) ?? 10 2.1 設(shè)計(jì)原理分析 ?? 11 2.1.1 交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算?? 11 2.1.2 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算?? 13 2.1.3LED 數(shù)碼管顯示模塊?? 14 2.1.4 復(fù)位電路?? 15 2.1.5 晶振電路?? 16 3.軟件設(shè)計(jì) 3.軟件設(shè)計(jì) ?? 17 3.1 數(shù)碼管顯示子程序： ?? 17 3.1LED 紅綠燈顯示模塊程序: ?? 18 4.總結(jié) 4.總結(jié) ?? 21 5.參考文獻(xiàn) 5.參考文獻(xiàn) ?? 22 6.附錄 6.附錄 ?? 22 6.1 附錄 1：程序清單 ?? 22 6.2 附錄 2：電路設(shè)計(jì)總圖 ?? 29 1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路 1.1.1 設(shè)計(jì)目的 訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用己學(xué)課程的基本知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用技 術(shù)開(kāi)發(fā)工作，掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、分析及調(diào) 試檢測(cè)。1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 1.應(yīng)用 MCS-51 單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈管理電路； 2.該系統(tǒng)要求顯示 50s 倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)計(jì)到需交換紅綠燈前 10s，路口均顯示黃燈； 3.硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)選定合適的單片機(jī)，根據(jù)控制對(duì)象 設(shè)計(jì)接口電路。設(shè)計(jì)的單元電路必須有工作原理，器件的作用，分析 和計(jì)算過(guò)程； 4.軟件設(shè)計(jì)根據(jù)電路工作過(guò)程，畫(huà)出軟件流程圖，根據(jù)流程圖 編寫(xiě)相應(yīng)的程序，進(jìn)行調(diào)試并打印程序清單； 5.原理圖設(shè)計(jì)根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用 Protel 等有關(guān)工具軟 件繪制電路原理圖、PCB 板圖、提供元器件清單。1.1.3 方案比較、設(shè)計(jì)與論證 1.1.3.1 電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源，采用單片機(jī)控制模塊提供電 源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本； 缺點(diǎn)是輸出功率不高。1 1.1.3.2 復(fù)位方案 復(fù)位方式有兩種：按鍵復(fù)位與軟件復(fù)位。由考慮到程序的簡(jiǎn)潔，避免冗長(zhǎng)，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位，在芯片的復(fù)位端口外接復(fù)位電路，通過(guò)按鍵對(duì)單片機(jī)輸入一個(gè)高電平脈沖，達(dá)到復(fù)位的目的。1.1.3.3 輸入方案 方案一： 采用 89S52 擴(kuò)展 I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是： 使用靈活可編程，并且有 RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多 I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。

方案二： 直接在 I/O 口線(xiàn)上接上按鍵開(kāi)關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用 2 個(gè)按鍵，分別是 K1、K2。由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的 I/O 口 就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及 RAM 已經(jīng)夠用，故選擇方案二 1.1.3.4 顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能。基于上述原因，我們考 慮了三種方案： 方案一： 2 完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法勝任題目要求。方案二： 完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量 的軟件工作； 但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形。方案三： 采用數(shù)碼管與點(diǎn)陣 LED（點(diǎn)陣式和 8 段式 LED）相結(jié)合的方法因 為設(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀(guān)看 并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與 LED 燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這 種方案既滿(mǎn)足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺，決定采用方案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯 示功能。整個(gè)設(shè)計(jì)以 AT89S52 單片機(jī)為核心，由數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示, LED 復(fù)位電路組成。硬件模塊入圖所示: AT89S52 單 片機(jī)

數(shù)碼管顯示 LED 數(shù)碼管 晶振電路 顯示

復(fù)位電路 3 1.1.3.5 交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、綠 三色的指示燈，指揮車(chē)輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮 允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃 亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車(chē)時(shí)間。指示燈燃亮的方案如下 表所示: 40S 10S 40S 10S ??

東 西 紅 燈 黃 燈 綠 燈 黃 燈 ?? 道 亮 亮 亮 亮

南 北 綠 燈 黃 燈 紅 燈 黃 燈 ?? 道 亮 亮 亮 亮 上表說(shuō)明：（1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車(chē)輛禁止通行，東西道行人可通 過(guò)；南北道為綠燈，此道車(chē)輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間 為 40 秒。（2）黃燈 10 秒，警示車(chē)輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。（3）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車(chē)輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南 北道車(chē)輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為 40 秒。（4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣 行人和車(chē)輛就能安全暢通的通行。1.1.4 芯片簡(jiǎn)介 1．AT89S52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 4 其引 DIP 封裝的腳圖如下：

主要性能: 與 MCS-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存 儲(chǔ)器、1000 次擦寫(xiě)周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級(jí)加 密程序存儲(chǔ)器、32 個(gè)可編程 I/O 口線(xiàn)、三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器 八個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電 模式、掉電后中斷可喚醒、看門(mén)狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉 電標(biāo)識(shí)符。功能特性描述: 5 At89s52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性 存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片 上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在 單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決 方案。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片 內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允 許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式 下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直 到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可 編程 Flash AT89S52 P0 口：P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出 口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P0 端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳 用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8 位 地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下: P0 具有內(nèi)部上拉電阻。6 在 flash 編程時(shí)，口也用來(lái)接收指令字節(jié)； P0 在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，對(duì) 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入 使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)此外，P1.0 和 P1.2 分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如 下表所示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能 P1.0 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向 控制）P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，對(duì) 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入 7 使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng) 用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些 控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，對(duì) 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入 使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所 示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。端口引腳 第二功能 P3.0 RXD(串行輸入口)P3.1 TXD(串行輸出口)P3.2 INTO(外中斷 0)P3.3 INT1(外中斷 1)P3.4 TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0)8 P3.5 T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1)P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)此外，P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控 制信號(hào)。RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器 周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地 址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì) 外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元 的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī) 執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。PSEN——程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀 選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪(fǎng) 問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。9 EA/VPP——外部訪(fǎng)問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H-FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注 意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 的指令。FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。

2.硬件電路設(shè)計(jì)

復(fù)位

晶振源 AT89S52 各路口紅綠燈 LED 倒計(jì)時(shí)顯示 10 2.1 設(shè)計(jì)原理分析 2.1.1 交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算 對(duì)于一個(gè)交通路口來(lái)說(shuō)，能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的車(chē)流量，就 算是達(dá)到了最佳的性能，我們稱(chēng)在單位時(shí)間內(nèi)多能達(dá)到的最大車(chē)流 為車(chē)流量，用公式：車(chē)流量= 車(chē)流 / 時(shí)間 來(lái)表示。先設(shè)定一些標(biāo)號(hào)如圖 2－1 所示。

說(shuō)明： 此圖為直方圖，上邊為北路口燈，右邊為東路口燈，下邊為南路 口燈，左邊為西路口燈。圖 2－2 所示為一種紅綠燈規(guī)則的狀態(tài)圖，分別設(shè)定為 S1、S2、S3、S4，交通燈以這四的狀態(tài)為一個(gè)周期，循環(huán)執(zhí)行（見(jiàn)圖 2－3）。11 圖 2－1 請(qǐng)注意圖 2－1b 和圖 2－1d，它們?cè)谝粋€(gè)時(shí)間段中四個(gè)方向都可以通 車(chē)，這種狀態(tài)能在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大的車(chē)流量，效率特別高。依據(jù)上述的車(chē)輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個(gè)路口燈的邏輯表，由于 相向的燈的狀態(tài)圖是一樣的，所以只需寫(xiě)出相鄰路口的燈的邏輯表； 根據(jù)圖 2－3 可以看出，相鄰路口的燈它們的狀態(tài)在相位上相差 180°。因此最終只需寫(xiě)出一組 S1、S2、S3、S4 的邏輯狀態(tài)表。如表 2－1 所示。12 表 2－1 表中的“×”代表是紅燈亮（也代表邏輯上的 0），“√”是代表綠 燈亮（也代表邏輯上的 1），依上表，就可以向相應(yīng)的端口送邏輯值。

2.1.2 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算 東西和南北方向的放行時(shí)間的長(zhǎng)短是依據(jù)路口的各個(gè)方向平時(shí)的車(chē) 13 流量來(lái)設(shè)定，并且 S1、S2、S3、S4 各個(gè)狀態(tài)保持的時(shí)間之有嚴(yán)格的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，其公式如下示。T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3 我們可以依據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)改變車(chē)輛的放行時(shí)間。按照一般的規(guī)則，一個(gè)十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時(shí)間大于次干道 的放行時(shí)間，我們?cè)O(shè)定值時(shí)也應(yīng)以此為參考 2.1.3LED 數(shù)碼管顯示模塊(1)靜態(tài)顯示方式：靜態(tài)顯示方式是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，發(fā) 光二極管的位選始終被選中。在這種顯示方式下，每一個(gè) LED 數(shù)碼管 顯示器都需要一個(gè) 8 位的輸出口進(jìn)行控制。由于單片機(jī)本身提供的 I/O 口有限，實(shí)際使用中，通常通過(guò)擴(kuò)展 I/O 口的形式解決輸出口數(shù) 量不足的問(wèn)題。靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電流一定的情況 下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)，CPU 才去執(zhí)行顯示更新子程序，這樣既節(jié)約了 CPU 的時(shí)間，又提高了 CPU 的工作效率。其不足之處是占用硬件資源較多，每個(gè) LED 數(shù)碼管需要 獨(dú)占 8 條輸出線(xiàn)。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的 I/O 口線(xiàn)也將增加。(2)動(dòng)態(tài)顯示方式：動(dòng)態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點(diǎn)亮每位顯示 器（稱(chēng)為掃描），即每個(gè)數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個(gè)數(shù)碼管公用 14 一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對(duì)位選選中的數(shù)碼管有效。對(duì)于每一位顯示器 來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也 與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。通過(guò)調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以 既保證亮度，又保證顯示。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則顯示器的 公共端只需一個(gè) 8 位 I/O 口進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描（稱(chēng)為掃描口），控制每位 顯示器所顯示的字形也需一個(gè) 8 位口（稱(chēng)為段碼輸出）。15 2.1.4 復(fù)位電路 復(fù)位方式有多種，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位。接線(xiàn)圖如圖程序復(fù)位 電路框圖

在設(shè)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)，89S52 必須在 RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)由高到低 的電平變化，以清內(nèi)部定時(shí)器.2.1.5 晶振電路 晶振電路原理圖如 3-2： 3-2 晶振模塊原理圖 選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡(jiǎn)單也最是實(shí)用。電容選取 30pF，晶振為 30MHz。16 3.軟件設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)碼管顯示子程序： void normalPageShow(){ register unsigned char i, j, n;register long lTmp;unsigned char const SEG_CODE[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};unsigned char const COMM[2] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08};for(i = 0;i < 2;i ++){ lTmp = gnValue;n = lTmp((lTmp / 10)* 10);P2 = COMM[i];P0 = SEG_CODE[n];P2 = COMM[i + 2];P0 = SEG_CODE[n];lTmp /= 10;} } main(void){ EA = 0;// global interrupt disable 26 giSysStatus = 0;initMCU();EA = 1;while(1){ if(gbFlag_1sPeriod){ gbFlag_1sPeriod = 0;gnValue-= 1;gbFlag_refreshLED = 1;if(gnValue == 10){ dsY1 = 0;dsY2 = 0;} if(gnValue == 0){ if(dsR1 == 0){ dsR1 = 1;dsR2 = 0;dsG1 = 0;dsG2 = 1;dsY1 = 0;dsY2 = 0;} else{ 27 //刷新 LED dsR1 = 0;dsR2 = 1;dsG1 = 1;dsG2 = 0;dsY1 = 0;dsY2 = 0;} } } if(gbFlag_refreshLED){ gbFlag_refreshLED = 0;normalPageShow();} } } 28 6.2 附錄 2：電路設(shè)計(jì)總圖 29 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表

課程名稱(chēng) 題目名稱(chēng) 學(xué)生姓名 序號(hào) 馬深慧 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 工作量、工作態(tài) 1 度和出勤率 學(xué)號(hào)

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 交通燈管理電路設(shè)計(jì) 070901140505 指 指導(dǎo)教 師姓名 標(biāo) 職稱(chēng) 滿(mǎn)分 評(píng)分

按期圓滿(mǎn)的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作 量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率 高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確，分析問(wèn) 20 2 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量

題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫(xiě)規(guī)范，圖表完備正確。45 3 4 總分 評(píng)語(yǔ)：

創(chuàng)新 答辯

工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有 一定應(yīng)用價(jià)值。能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問(wèn)題。5 30 指導(dǎo)教師：

****年**月**日 30 1

第五篇：boost電路設(shè)計(jì)介紹

BOOST電路設(shè)計(jì)介紹

0 引言

在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)涉及到升壓電路的設(shè)計(jì)，對(duì)于較大的功率輸出，如70W以上的DC／DC升壓電路，由于專(zhuān)用升壓芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)管的限制，難于做到大功率升壓變換，而且芯片的價(jià)格昂貴，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到很大限制?？紤]到Boost升壓結(jié)構(gòu)外接開(kāi)關(guān)管選擇余地很大，選擇合適的控制芯片，便可設(shè)計(jì)出大功率輸出的DC／DC升壓電路。

UC3S42是一種電流型脈寬調(diào)制電源芯片，價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于電子信息設(shè)備的電源電路設(shè)計(jì)，常用作隔離回掃式開(kāi)關(guān)電源的控制電路，根據(jù)UC3842的功能特點(diǎn)，結(jié)合Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完全可設(shè)計(jì)成電流型控制的升壓DC／DC電路，且外接元器件少，控制靈活，成本低，輸出功率容易做到100W以上，具有其他專(zhuān)用芯片難以實(shí)現(xiàn)的功能。UC3842芯片的特點(diǎn)

UC3842工作電壓為16~30V，工作電流約15mA。芯片內(nèi)有一個(gè)頻率可設(shè)置的振蕩器；一個(gè)能夠源出和吸入大電流的圖騰式輸出結(jié)構(gòu)，特別適用于MoSFET的驅(qū)動(dòng)；一個(gè)固定溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓和高增益誤差放大器、電流傳感器；具有鎖存功能的邏輯電路和能提供逐個(gè)脈沖限流控制的PWM比較器，最大占空比可達(dá)100％。另外，具有內(nèi)部保護(hù)功能，如滯后式欠壓鎖定、可控制的輸出死區(qū)時(shí)間等。

由UC3842設(shè)計(jì)的DC／DC升壓電路屬于電流型控制，電路中直接用誤差信號(hào)控制電感峰值電流，然后間接地控制PWM脈沖寬度。這種電流型控制電路的主要特點(diǎn)是：

1)輸入電壓的變化引起電感電流斜坡的變化，電感電流自動(dòng)調(diào)整而不需要誤差放大器輸出變化，改善了瞬態(tài)電壓調(diào)整率；

2)電流型控制檢測(cè)電感電流和開(kāi)關(guān)電流，并在逐個(gè)脈沖的基礎(chǔ)上同誤差放大器的輸出比較，控制PWM脈寬，由于電感電流隨誤差信號(hào)的變化而變化，從而更容易設(shè)置控制環(huán)路，改善了線(xiàn)性調(diào)整率；

3)簡(jiǎn)化了限流電路，在保證電源工作可靠性的同時(shí)，電流限制使電感和開(kāi)關(guān)管更有效地工作；

4)電流型控制電路中需要對(duì)電感電流的斜坡進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)?，平均電感電流大小是決定輸出大小的因素，在占空比不同的情況下，峰值電感電流的變化不能與平均電感電流變化相對(duì)應(yīng)，特別是占空比，50％的不穩(wěn)定性，存在難以校正的峰值電流與平均電流的誤差，即使占空比<50％，也可能發(fā)生高頻次諧波振蕩，因而需要斜坡補(bǔ)償，使峰值電感電流與平均電感電流變化相一致，但是，同步不失真的斜坡補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有一定的難度。2 Boost電路結(jié)構(gòu)及特性分析

2.1 由UC3842作為控制的Boost電路結(jié)構(gòu)

由UC3842控制的Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及電路分別如圖1和圖2所示。

圖2中輸入電壓Vi=16~20V，既供給芯片，又供給升壓變換。開(kāi)關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開(kāi)閉，使電感L儲(chǔ)存能量并釋放能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感以V1／L的速度充電，把能量?jī)?chǔ)存在L中。當(dāng)開(kāi)關(guān)截止時(shí)，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過(guò)二極管D把儲(chǔ)存的電能以(Vo-Vi)／L的速度釋放到輸出電容器C2中。輸出電壓由傳遞的能量多少來(lái)控制，而傳遞能量的多少通過(guò)電感電流的峰值來(lái)控制。

整個(gè)穩(wěn)壓過(guò)程由二個(gè)閉環(huán)來(lái)控制，即

閉環(huán)1 輸出電壓通過(guò)取樣后反饋給誤差放大器，用于同放大器內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)電壓比較后產(chǎn)生誤差電壓，誤差放大器控制由于負(fù)載變化造成的輸出電壓的變化。

閉環(huán)2 Rs為開(kāi)關(guān)管源極到公共端間的電流檢測(cè)電阻，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間流經(jīng)電感L的電流在Rs上產(chǎn)生的電壓送至PwM比較器同相輸入端，與誤差電壓進(jìn)行比較后控制調(diào)制脈沖的脈寬，從而保持穩(wěn)定的輸出電壓。誤差信號(hào)實(shí)際控制著峰值電感電流。2.2 Boost升壓結(jié)構(gòu)特性分析

Boost升壓電路，可以工作在電流斷續(xù)工作模式(DCM)和電流連續(xù)工作模式(CCM)。CCM工作模式適合大功率輸出電路，考慮到負(fù)載達(dá)到lO％以上時(shí)，電感電流需保持連續(xù)狀態(tài)，因此，按CCM工作模式來(lái)進(jìn)行特性分析。

Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升壓電路基本波形如圖3所示。

ton時(shí)，開(kāi)關(guān)管S為導(dǎo)通狀態(tài)，二極管D處于截止?fàn)顟B(tài)，流經(jīng)電感L和開(kāi)關(guān)管的電流逐漸增大，電感L兩端的電壓為Vi，考慮到開(kāi)關(guān)管S漏極對(duì)公共端的導(dǎo)通壓降Vs，即為Vi-Vs。ton時(shí)通過(guò)L的電流增加部分△ILon滿(mǎn)足式(1)。

式中：Vs為開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)的壓降和電流取樣電阻Rs上的壓降之和，約0.6~0.9V。

toff時(shí)，開(kāi)關(guān)管S截止，二極管D處于導(dǎo)通狀態(tài)，儲(chǔ)存在電感L中的能量提供給輸出，流經(jīng)電感L和二極管D的電流處于減少狀態(tài)，設(shè)二極管D的正向電壓為Vf，toff時(shí)，電感L兩端的電壓為Vo+Vf-Vi，電流的減少部分△ILoff滿(mǎn)足式(2)。

式中：Vf為整流二極管正向壓降，快恢復(fù)二極管約0.8V，肖特基二極管約0.5V。

在電路穩(wěn)定狀態(tài)下，即從電流連續(xù)后到最大輸出時(shí)，△ILon=△ILoFf，由式(1)和(2)可得

如果忽略電感損耗，電感輸入功率等于輸出功率，即

由式(4)和式(5)得電感器平均電流

同時(shí)由式(1)得電感器電流紋波

式中：f為開(kāi)關(guān)頻率。

為保證電流連續(xù)，電感電流應(yīng)滿(mǎn)足

考慮到式(6)、式(7)和式(8)，可得到滿(mǎn)足電流連續(xù)情況下的電感值為

另外，由Boost升壓電路結(jié)構(gòu)可知，開(kāi)關(guān)管電流峰值Is(max)=二極管電流峰值Id(max)=電感器電流峰值ILP，樣機(jī)電路設(shè)計(jì)

樣機(jī)的電路圖如圖2所示，是基于UC3842控制的升壓式DC／DC變換器。電路的技術(shù)指標(biāo)為：輸入Vi=18V，輸出Vo=40V、Io=2A，頻率f≈49 kHz，輸出紋波噪聲1％。

根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合Boost電路結(jié)構(gòu)的定性分析，對(duì)圖2的樣機(jī)電路設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)的選擇進(jìn)行具體的說(shuō)明。3.1 儲(chǔ)能電感L

根據(jù)輸入電壓和輸出電壓確定最大占空比。由式(4)得

當(dāng)輸出最大負(fù)載時(shí)至少應(yīng)滿(mǎn)足電路工作在CCM模式下，即必須滿(mǎn)足式(9)，同時(shí)考慮在10％額定負(fù)載以上電流連續(xù)的情況，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以假設(shè)電路在額定輸出時(shí)，電感紋波電流為平均電流的20％~30％，因增加△IL可以減小電感L，但為不增加輸出紋波電壓而須增大輸出電容C2，取30％為平衡點(diǎn)，即

L可選用電感量為140~200μH且通過(guò)5A以上電流不會(huì)飽和的電感器。電感的設(shè)計(jì)包括磁芯材料、尺寸、型號(hào)選擇及繞組匝數(shù)計(jì)算、線(xiàn)徑選用等。電路工作時(shí)重要的是避免電感飽和、溫升過(guò)高。磁芯和線(xiàn)徑的選擇對(duì)電感性能和溫升影響很大，材質(zhì)好的磁芯如環(huán)形鐵粉磁芯，承受峰值電流能力較強(qiáng)，EMI低。而選用線(xiàn)徑大的導(dǎo)線(xiàn)繞制電感，能有效降低電感的溫升。3.2 輸出電壓取樣電阻R1、R2

因UC3842的腳2為誤差放大器反向輸入端，芯片內(nèi)正向輸入端為基準(zhǔn)2.5v，可知輸出電壓Vo=2.5(1+R1／R2)，根據(jù)輸出電壓可確定取樣電阻R1、R2的取值。

由于儲(chǔ)能電感的作用，在開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)會(huì)形成大的尖峰電流，在檢測(cè)電阻Rs上產(chǎn)生一個(gè)尖峰脈沖，為防止造成UC3842的誤動(dòng)作，在Rs取樣點(diǎn)到UC3842的腳3間加入R、C濾波電路，R、C時(shí)間常數(shù)約等于電流尖峰的持續(xù)時(shí)間。3.3 開(kāi)關(guān)管S

開(kāi)關(guān)管的電流峰值由式(10)得

Iv(max)=ILP=5.11A

開(kāi)關(guān)管的耐壓由式(11)得

Vds(off)=Vo+Vf=40+0.8=40.8V

按20％的余量，可選用6A／50V以上的開(kāi)關(guān)管。為使溫升較低，應(yīng)選用Rds較小的MOS開(kāi)關(guān)管，要考慮的是通態(tài)電阻Rds會(huì)隨PN結(jié)溫度T1的升高而增大。圖4為實(shí)測(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電壓波形和電流瞬態(tài)波形圖。

3.4 輸出二極管D和輸出電容器C2

升壓電路中輸出二極管D必須承受和輸出電壓值相等的反向電壓，并傳導(dǎo)負(fù)載所需的最大電流。二極管的峰值電流Id(max)=ILP=5.11A，本電路可選用6A／50V以上的快恢復(fù)二極管，若采用正向壓降低的肖特基二極管，整個(gè)電路的效率將得到提高。

輸出電容C2的選定取決于對(duì)輸出紋波電壓的要求，紋波電壓與電容的等效串聯(lián)電阻ESR有關(guān)，電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。

電容的ESR<△Vo/△IL=40x1％/1.33=O.3Ω。

另外，為滿(mǎn)足輸出紋波電壓相對(duì)值的要求，濾波電容量應(yīng)滿(mǎn)足

根據(jù)計(jì)算出的ESR值和容量值選擇電容器，由于低溫時(shí)ESR值增大，故應(yīng)按低溫下的ESR來(lái)選擇電容，因此，選用560μF／50V以上頻率特性好的電解電容可滿(mǎn)足要求。

3.5 外補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

UC3842誤差放大器的輸出端腳l與反相輸入端腳2之間外接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rf、Cf。Rf、Cf的取值取決于UC3842環(huán)路電壓增益、額定輸出電流和輸出電容，通過(guò)改變Rf、Cf的值可改變放大器閉環(huán)增益和頻響。為使環(huán)路得到最佳補(bǔ)償，可測(cè)試環(huán)路的穩(wěn)定度，測(cè)量Io脈動(dòng)時(shí)輸出電壓Vo的瞬態(tài)響應(yīng)來(lái)加以判斷。

圖5為Cf選用0.0lμF和470pF時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制波形的區(qū)別，上沖下降幅度和復(fù)位時(shí)間都有差別。

3.6 斜坡補(bǔ)償

在實(shí)用電路中，增加斜坡補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，一般有二種方法，一是從斜坡端腳4接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx至誤差放大器反相輸入端腳2，使誤差放大器輸出為斜坡?tīng)?，再與Rs上感應(yīng)的電壓比較。二是從斜坡端腳4接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx到電流感應(yīng)端腳3，將在Rs的感應(yīng)電壓上增加斜坡的斜率，再與平滑的誤差電壓進(jìn)行比較，作用是防止諧波振蕩現(xiàn)象，避免UC3842工作不穩(wěn)定，同時(shí)改善電流型控制開(kāi)關(guān)電壓的噪聲特性。本文采用方法二。3.7 保護(hù)電路

當(dāng)UC3842的腳3電壓升高超過(guò)1V或腳1電壓降到1V以下，都可使PWM比較器輸出高電平，造成PWM鎖存器復(fù)位。根據(jù)UC3842關(guān)閉特性，可以很容易在電路中設(shè)置過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。本電路中Rs上感應(yīng)出的峰值電流形成逐個(gè)脈沖限流電路，當(dāng)腳3達(dá)到1V時(shí)就會(huì)出現(xiàn)限流現(xiàn)象，所以，整個(gè)電路中的電感磁性元件和功率開(kāi)關(guān)管不必設(shè)計(jì)較大的余量，就能保證穩(wěn)壓電路工作可靠，降低成本。4 結(jié)語(yǔ)

按以上原理和計(jì)算設(shè)計(jì)丁輸入18V，輸出40V的80W升壓DC／DC電路，整個(gè)電路調(diào)試容易，工作穩(wěn)定，可靠性高，效率達(dá)80％以上，特別是成本低，已應(yīng)用于實(shí)際設(shè)備中。另外，可根據(jù)具體的電路指標(biāo)要求，對(duì)電路靈活控制、變動(dòng)，設(shè)計(jì)出其他的應(yīng)用電路。