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#TI校园故事# + 持续的梦想

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楼主
本帖最后由 校园故事 于 2012-11-13 14:11 编辑

  学校:湖南理工学院 院系:南湖学院

  参加的比赛: 2012湖南省“TI”杯电子设计大赛

  大学已经过啦一大半啦,精彩的日子跟我在实验室的生活是分不开的。在实验室的日子里不仅学会了自己的专业知识,还在老师的带领下学会了怎么做人,怎么样才能做一个对自己未来有帮助的人。那就是在提高自身素养的同时学好专业知识。大一刚进入实验室的时候,觉得一切都是的那么的神奇,学长做的东西是那么的不可思议。想想自己的路是有多么的遥远,经常的与老师、学长的聊天后,他们说只要**不懈就能有所成就。从此我就决定我要在这一行一直的努力下去,不管遇到任何的困难我都绝对不会放弃。(其实我有过放弃的念头)

  经过大一的积累,对单片机已经有了了解,当初我学的是AT89C52的单片机,了解之后我就想我要学会应用,老师告诉我说做东西不能着急要一步一步的来,等你积累达到一定量后实际应用就很简单啦。有些同学对我说你这么努力的学这些东西有什么用啊,你将来又不一定会从事这个,当时我自己也反问过自己也不知道,就是感觉挺有趣的。到现在现在我果可以断的告诉他到大学来就是来学习知识的,不管学的最后有没有用,有一技之长肯定能有用的,现在大学有时间就要多学一点,不能白白的浪费这大好的青春。做到对得起自己,对得起父母、老师。每天的空余时间我就会待在实验室,不断的向老师、学长请教问题。就这样我一直**到了大二的暑假。

  真正的挑战开始了,在这个暑假里我要参加2012年"TI杯"湖南首届省大学生电子设计竞赛,这次比赛我是做为一个队长参加的,在这个暑假里我学习了MPS430单片机,我还仿真和制作简单的电路。我要完成整个系统的工作,懂得用一些模块、传感器,例如:电机驱动模块、无线模块、温度传感器等等。我们在这期间利用TI的平台和芯片做了有十多个竞赛训练题目。

  经过一直以来的准备终于等到了8月25号我们来到了湖南科技大学,比赛前的一些准备工作,那就是把我们所有要用到的仪器设备都调好放在比赛场地,接着我们拿着已经公布的仪器清单,三个人一起在宿舍讨论出题者的意图,同时把清单上所有陌生的芯片资料都下载了,然后结合我们赛前的训练题目,锁定了题目中肯定存在我们训练过的测温题目,至于指标,就不得而知,所有可能的情况分析过后,我们就开始和往常一样聊天,扯淡到晚上11点多才睡,那种感觉用一句话来形容就是“没压力”。

  第二天举办方按时让我们进入考场,让我意外的是,保安只看我们身上带的通行证就行了,并没像比赛报告里说的那样严格核查,所以我当时就不禁心中暗想,要是指导老师老师也装模做样,扮成学生样带着比赛通行证,果断可以进去比赛啊,那一等奖唾手可得,想到这我就忍不住内心发笑。我已经和我的队员经过三个月的磨合了,我相信我一定能成功。

  进入考场后,还没来得及缓冲,老师就开始发题了,令我们意外的是每组原则上只发一块洞洞板,如果还需要就要去主办方库里领,考虑到别的队也是这样,且听发题老师说,到时评分时还要看器材的领取清单,即性价比,所以我们自然是不干在这点落后别队,所以毅然的选择一个人去焊接,另外一个人协助。然后就是选题,但是赛前我们训练过测温,但题目要求不可能一模一样,估计真的要达到拿奖的水平,我们没有很大的把握。因此我们预期最好的结果是二等奖,一等奖感觉是机会不大。

  接下来就是分析题目了,仔细分析之后发现题目中有的指标居然还低于我们训练的时出的指标,但是也出现了我们没有训练过的指标,而且这些指标并不容易,觉得拿个三等奖没问题。

  大家不断的讨论,不断的尝试各种方案。我们不浪费每一分钟,到晚上大家轮流的休息一个小时,终于在队员一起的配合下完成了题目。回忆起比赛的时刻,总有总说不出的感觉,老师说得好,人只要被逼到极限就会有很大的力量。不管结果如何,来过了就不后悔,学到知识才是真的。最终我们荣幸的获得了一等奖。

  比赛结束了,需要走的路更加长了,需要我自己一步一个脚印慢慢的前行。接下来就是准备2013年的国赛啦!期待我们的胜利!!!

  经过两年多的学习有一点心得分享给大家:

  1、 不要盲目动手,要做到心里有数。
  2、 不要盲目设计,要有调试经验,或多多测试。
  3、 要相信书本,相信老师,老师的经验肯定比自己丰富,书本上的错误也不可能太多。
  4、 不要盲从,别人学什么、不学什么,那都是别人的是,自己要有目标。
  5、 要重视基础,基础是学习能力的前提,因为我们所需要的就是学习能力。
  6、 不要逃不该逃的课^_^

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沙发
校园故事|  楼主 | 2012-11-13 15:15 | 只看该作者
本帖最后由 校园故事 于 2012-11-13 15:16 编辑

  附件:竞赛时我们作品的报告

  附页:

   一、设计思路描述

  1.1 设计思路

  1.1.1 温度采集

  利用热敏电阻PT100阻值与温度的函数特性,将其串入桥式电路,使用高精度仪用放大芯片,将电压信号放大后,再送入单片机进行ADC采样,从而实现了温度的测量。

  1.1.2 温度控制

  为了精确控制加热功率,在此采用DC-DC开关电源,通过PWM波外加无源低通滤波器,模拟DAC控制LM2576输出端口的反馈电压,从而实现了输出电压可调,且达到了较好的稳压效果,同时提高了电源的的效率。

  1.1.3 算法实现

  本系统采用PID算法与“模糊”输出法相结合的控制理念,在“模糊”输出量的基础上,利用PID算法实现温度的自动恒定,尽可能减少PID调节时的波动周期,大大减少了温度稳定时所需要的时间。

  1.2 系统原理框图

  系统原理框图如图1所示,该系统作为一个温度测量和控制体系,具有设定并保持温度恒定的功能,且能测量并显示当前温度,还可以绘制温度变化动态曲线,使用了DC-DC开关电源使系统实现了高效率、低功耗,符合现代设计理念。

  
图1 原理框图

  二、硬件电路图

  2.1 加热电路

  利用PWM模拟DAC,调节R10两端电压为1.23V向OP37提供基准,再调节R1使其满足 ,经过求差电路,反馈到LM2576的4号引脚,通过其内部调节,最终实现0-3.5V模拟DA输入,使输出电压0-30V可调。

  
图2 DC-DC加热电路

  2.2 桥式电阻测量

  由 可算出t在30-80℃对应阻值111.67Ω- 130.90Ω,为了便于ADC采样,根据公式  可调R4使其放大倍数为25倍,对应0-3.45V电压输出。

  
图3 桥式电阻测量

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板凳
校园故事|  楼主 | 2012-11-13 15:26 | 只看该作者
本帖最后由 校园故事 于 2012-11-13 15:31 编辑

  三、 算法数学描述

  PID 算法由比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法三部分组成:

  PID算法的离散化公式:

  式中各符号含义:P 比例系数 I 积分系数 D 微分系数 占空比输出增量 SetTemp 设置的温度 NextTemp 实际温度 SumError 积分累加量 LastError 上一次差值 Error 本次差值 U 占空比模糊输出量

  四、 软件流程图

  注:T为实测温度,T0为设定温度,t为40℃至60℃的加热时间。

  五、 测试方法描述

  温度测量模块:测量恒温状态下PT100的阻值,与理论值比较看是否在误差范围内,然后利用桥法测量其电阻,调节放大倍数后,送入单片机ADC采样,计算其对应温度并显示。

  加热电路测量:通过PWM模拟DAC,使DC-DC产生0-30V的可调电压,供给负载电阻加热,观察加热电路是否受控。

  系统测量:通过按键输入设定的温度,待加热稳定后比较液晶显示的温度与测温表的温度是否一致,同时观察电压源的输出电流是否按预计变化,记录负载达到恒温前,所需时间,及恒温时稳定的时间;同时通过手表对比设定加热时间。

  六、 测试数据

  表1 温度电压对照表

  表2 数据测试表

  七、 数据分析与结论

  本设计测试的工作量较大,根据上面表格的测试数据可以看出,所测量结果误差基本上都在预期范围之内,主要原因是由于我们使用PID算法和专用差分放大芯片,使电路的稳定性、可靠性提高了;该系统控制的PID控制参数只是在降温和加热这两种情况下有所不同,不能满足在任何温度下条件有着最佳的动态曲线;在PID控制算法中加入“模糊”控制量,对于在不同温度下的调节能有着更好的动态温度曲线,减小调节时间,增加温度的稳定度,但是由于我们的工程经验不足,系统还有很多改进空间。

  (正文完)

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地板
sl7999| | 2012-11-16 18:44 | 只看该作者
嘿嘿 不错

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zhangzhihua_82| | 2012-11-16 19:36 | 只看该作者
1# 校园故事
额,很好哦。

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6
dianzi_ruanjian| | 2012-11-16 20:35 | 只看该作者
电子设计大赛真的是一个非常好的比赛,我也是一样,得了一个一等奖。:lol

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7
dianzi_ruanjian| | 2012-11-16 20:35 | 只看该作者
电子设计大赛真的是一个非常好的比赛,我也是一样,得了一个一等奖。:lol

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8
hyelectron| | 2012-11-17 10:28 | 只看该作者
学长的亲身体验啊!孩子们!别迷茫了啊,要多向学长们学习啊!:time:

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9
hyelectron| | 2012-11-17 10:39 | 只看该作者
学长的亲身体验啊!孩子们!别迷茫了啊,要多向学长们学习啊!:time:

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10
sensorer| | 2012-11-17 10:44 | 只看该作者
孩子们!别迷茫了啊

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11
hantao0033| | 2012-11-17 15:40 | 只看该作者
呵呵   不赖~~

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12
hawksabre| | 2012-11-17 18:50 | 只看该作者
不断学习   不断挑战自己   呵呵   这就是电子这个行业的魅力   呵呵

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13
longwei111_| | 2012-11-17 21:00 | 只看该作者
写的不错啊!:)

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14
snail594| | 2012-11-17 21:09 | 只看该作者
嗯嗯 学习

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15
xinhao545| | 2012-11-20 10:26 | 只看该作者

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xinhao545| | 2012-11-20 10:27 | 只看该作者
不错,不错

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xinhao545| | 2012-11-20 10:27 | 只看该作者
不错,不错

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7760448| | 2012-11-20 10:28 | 只看该作者
这样的大学生活很充实,不错!

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7760448| | 2012-11-20 10:28 | 只看该作者
这样的大学生活很充实,不错!

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20
liu_xing0811| | 2012-11-20 10:41 | 只看该作者
顶顶顶!!!!

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