報告1基本信息學校名稱揚州職業大學參賽學生1鄭巍Emai1135916263@參賽學生2陳丹Emai2553616558@參賽學生3吳旭Emai1027923720@指導教師1龍滔滔Emai12963339@指導教師2李金奎Emai35995294@獲獎等級江蘇賽區一等獎指導教師簡介（500字內）龍滔滔，男，講師，揚州職業大學電工電子實驗實訓中心主任，主要從事電子和通信類課程的理論和實踐教學，組織和指導學生參加“2015全國大學生電子設計大賽”，指導的學生獲得全國一等獎。李金奎，揚州市職業大學電子工程學院教師，從事應用電子學科的理論和實際教學，指導學生畢業設計多次在“江蘇省大學生優秀畢業設計”評比中獲獎。設計方案工作原理預期實現目標定位制作一個LED閃光燈電源，以DC-DC穩電源轉換器為核心，能將電池的電能轉換為恒流輸出，驅動高亮度白光LED,具有連續輸出和脈動輸出兩種模式，并具有輸出電壓限壓保護和報警功能的裝置。作品采用UC3842將輸入的3.0-3.6V電壓升壓至恒定值，通過TL431得到一個2.5V的基準電壓，然后通過按鍵和AT89C52單片機來控制輸出的電流，再通過數碼管將輸出電流的值顯示出來。本電路還具備等效直流負載電阻過大時，電路中LED控制報警，并使輸出電壓值不高于10.5V的功能。2.技術方案分析比較（1）啟動電路模塊選擇：方案1：選用UC3842,UC3842可直接驅動MOSFET,具有管腳數量少，外圍電路簡單，安裝與調試簡便，性能優良，價格低廉等優點。方案2：PT4105是一款大功率LED驅動用18V降壓轉換器。它包含一個PWM控制器、一個高精度的能帶隙參考源、一個誤差放大器、相位補償電路、軟啟動電路、保護電路、IC使能電路、輸入電壓檢測電路、邏輯控制電路和功率MOS管。PT4105采用固定功能以避免在輸出過載對器件造成損害。由于任務要求升壓電路的制作，無其他附帶功能，因此UC3842更符合我們的任務要求，所以我們選擇了方案1。（2）設定電路模塊選擇：方案1：采用LM336,LM336典型輸出電壓為2.49V時，其輸出電壓的波動范圍為2.39-2.59V。方案2：采用TL431,TL431是一種具有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源，其典型輸出電壓為2.5V時，其輸出電壓的波動范圍為2.47-2.52V。本設計中參考電壓要求恒定于2.5V,TL431電壓穩定性高于LM336，所以我們選擇了方案2。（3）控制電路模塊選擇：方案1：采用可編程邏輯器件CPLD,CPLD可實現各種復雜的邏輯功能，體積小，穩定性高，價格也高，適合作為大規模控制系統的控制核心。方案2：采用Atmel公司的AT89C52,低功耗，高性能，但其本身功能較小，因此需要增加較多的外圍電路來實現。本設計中僅要求控制電源模塊參考電壓，AT89C52更適合我們電路設計的要求，所以我們選擇了方案2。（4）鍵盤模塊選擇:方案1：選用獨立按鍵，編程簡單，但浪費IO口（適用于按鍵在6個內的場合）。方案2：選用矩陣按鍵，編程復雜，節省IO口。（適用于按鍵大于6個的場合）。由于我們所需的按鍵在6個內，所以選擇了方案1。顯示模塊選擇：方案1：采用數碼管顯示。數碼管耗能低，電壓低，壽命長，同時采用二進制編碼顯示數字，程序編譯容易，資源占用少，操作簡單、經濟。方案2：采用LCD1602液晶顯示。1602一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式，驅動簡單，但不能顯示漢字。考慮到成本問題以及本系統沒必要輸出太多字母和漢字，所以選擇了方案1。（6）報警裝置模塊選擇：方案1：采用LED控制，LED易于控制，硬件和軟件的設計非常簡單，成本低。方案2：采用蜂鳴器報警裝置，蜂鳴器噪音太大。LED不但功能達到了題目的要求，而且無噪音，所以我們選擇了方案1。系統結構工作原理根據題目要求，本系統可劃分為啟動電路模塊、設定電路模塊、控制電路模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、報警裝置模塊，系統總體方框圖如圖1：圖3啟動電路圖4設定部分電路測量控制分析處理控制電流輸出值我是采用單片機加按鍵來控制的。電路剛啟動時的輸出電流是600mA，若想得到100mA的電流只需將R7,R26和R20,R12并聯即可。同理，可得到150mA，200mA，300mA，450mA，的電流。它的原理是利用電阻分流來得到要求的電流值，再通過三極管可做為開關的原理用單片機來控制。二、核心部件電路設計1.關鍵器件性能分析UC3842是一種性能優良的電流控制型脈寬調制芯片。該調制器單端輸出，能直接驅動雙極型的功率管或場效應管。其主要優點是其管腳效應少，外圍電路簡單，電壓調整率可達0.01%，工作頻率最高達500KHz，啟動電流小于1mA，正常工作電流為5mA，并可利用高頻變壓器實現與電網的隔離。該芯片集成了振蕩器、具有高溫補償的高增益誤差放大器、電流檢測比較器、圖騰柱輸出電流、輸入和基準欠電壓鎖定電路以及PWM鎖存器電路。TL431是由德州儀器生產，所謂TL431就是一個有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值。該器件的典型動態阻抗為0.2Ω，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，例如，數字電壓表，運放電路、可調壓電源，開關電源等等。電路結構工作機理因為整個電路的效率要求高，所以啟動電路我們采用開關電源電路。利用開關管UC3842不斷地給電感和電容充放電來輸出想要的穩定電壓。設定電路中有個特殊的要求，是要輸出端短路時輸出電壓為0，而輸出電流要為起初設定的值，所以我們設定電路采用線性恒流源電路。電路的工作原理是用TL431產生一個2.5V的基準電壓，然后用電阻分流輸出想要的電流值。3.電路實現調試測試我們先在萬用板上搭建一個簡單的電路通過調節元器件來調試和測試它的指標，待電路調試出來時再選取元器件的值，最后焊接電路。三、系統軟件設計分析程序設計若想得到100mA的電流需按下按鍵S103，第一位數碼管顯示1，然后按下S101按鍵，即可得到100mA的電流。再按下按鍵S103,第一位數碼管顯示2,然后再按下按鍵S101,即可得到150mA的電流。數碼管會顯示1-6，對應的電流值是，100mA、150mA、200mA、300mA、450mA、600mA。按下S102，第三個數碼管可顯示1-3，對應的是周期為10ms、30ms、100ms。按下S100,第四個數碼管可顯示0-6，對應的功能是恒流輸出，1-5個脈沖輸出，連續脈沖輸出。注意每次調整好對應的參數時，要按下S101確認按鍵。 程序流程圖如圖6：圖6程序流程圖四、競賽工作環境條件1.測試方案先測試升壓電路，看電路能否達到題目的要求，待升壓電路沒問題后就測試恒流源電路，最后軟硬件聯調。2.測試儀器示波器，萬用表，直流穩壓電源五、作品成效總結分析1.系統測試性能指標輸入電壓為3.0V-3.6V時,升壓電路輸出電壓可調，按(2)要求調整在10.5V左右，滿足基本要求（2），當輸出電壓調整高于10.5V時，空載（電阻最大）紅色LED常量，報警，滿足基本要求（4）。加負載測試數據分析，理論電流100mA，實測電流101mA，則此時實測電流相對誤差為1-100/101=0.991%，同理根據測得數據可知，實測電流為150mA、200mA時，相對誤差分別為0.67%、0%，均低于2%，滿足基本要求（3）。發揮部分測試數據分析，理論電流300mA,實測電流298mA，則此時相對誤差為0.67%，同理根據測試數據可知，理論電流為450mA、600mA時，相對誤差分別為0.44%、0.33%，均小于5%，滿足發揮部分要求（2）。別的需要在示波器上測試的題，經測試，基本上都達到了題目的要求。2.成效得失對比分析我們電路最遺憾的是效率沒有達到，但是我們別的題包括發揮部分都做出來了，總的來說我們對自己設計的電路很滿意。3.創新特色總結展望剛開始時我們做電路板，將打印在覆銅板上的線條鏡像后印在覆銅板上，導致做出來的電路板是與實際設計時的電路板相反的。后來在調試電路時發現怎么調節電路都達不到題目要求的參數，經過我們仔細排查，原因是電路板上的8050的三極管封裝與我們買的8050三極管封裝不同，后來我們換了別的三極管，測試時電路達到了要求。總體來說，我們對自己設計的電路還比較滿意，我們電路設計的亮點是將單片機與電源電