全国大学生电子设计竞赛培训-Read.ppt

全国大学生电子设计竞赛培训 培训内容 竞赛简介 传感器、放大器、ADC 单片机常用外围电路扩展 常用控制电路设计 历届试题分析 可编程逻辑器件 竞赛简介 1994年，第一届，两个题目 1995年，第二届，四个题目 1997年，第三届，四个题目 1999年，第四届，五个题目 2001年，第五届，六个题目 2003年，第六届，六个题目 2005年，第七届，七个题目 2007年，第八届，？？？ 需要掌握的知识 模拟电路 数字电路 单片机＋基本外围电路扩展 可编程逻辑器件 电路板焊接和测试 良好的写作能力 竞赛注意事项 单片机选型，赛前充分准备（理论知识＋实践＋常用电路模块和单片机最小系统） 队员分工合作（硬件、软件、写作） 比赛时选题很关键（需要考虑的因素） 尽可能完成基础部分 调试过程注意备份 最后成品可靠安装 系统 传感器 定义：能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。 传感器 基本要求： －精度、灵敏度和分辩率高 －线性、稳定性和重复性好，工作可靠 －静动态特性好，测量范围大 －抗干扰能力强 －体积小，质量轻，操作简便，价格便宜 传感器分类 按工作机理分类 结构性、复合型 按敏感材料分类 半导体传感器、陶瓷传感器、金属传感器等 按物理原理分 电阻式、电感式、电容式、压电式、热电式、霍尔式等 按对能量所起的作用分 能量变换型传感器（有源传感器）、能量控制型传感器 按被测量分 物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器等 常用传感器及应用 半导体热敏电阻 －NTC，温度范围－50～300℃ －PTC，温度范围－50～150℃ 常用传感器及应用 半导体热敏电阻 常用传感器及应用 热电偶 在两种不同金属所组成的闭合回路中，当两接触的温度不同时，回路中就要产生热电势。这种由两种不同金属构成热电变换元件称为热电偶。 常用传感器及应用 热电偶 — 用途：温度测量 — 常用放大芯片：AD594_595、MAX6675 常用传感器及应用 光电二极管和光电三极 常用传感器及应用 光电二极管和光电三极 常用传感器及应用 光敏电阻 额定功率 亮电阻、暗电阻 亮电流、暗电流 时间常数 常用传感器及应用 热释电红外传感器（PIR） 若使某些强介电质的表面温度发生变化，随着温度的上升或下降，在这些物质表面上就会产生电荷的变化，这种现象为热释电效应。 常用传感器及应用 热释电红外传感器（PIR） —用途：防盗、自动门、火灾报警、非接触 温度测量等 —专用放大芯片：BIS0001、CS9803 集成运放 集成运算放大器（简称运放）是一种高增益多级直接耦合放大器，其内部结构如下图： 集成运放的理想化条件 运放主要性能参数（直流） 输入失调电压：一个理想的运放，当两个输入端加相同的电压或直接接地时，其输出电压应为零，但实际上不为零。为使输出电压为零，在两个输入端间加有补偿直流电压VIO，该VIO称为输入失调电压。 输入失调电流：当运放的输出电压为零时，将两输入端偏置电流的差称为输入失调电流，即 IIO＝ IB＋－ IB－ 其中IB＋为同相输入端基极电流，IB－为反相输入端基极电流。 运放主要性能参数（直流） 共模抑制比：将运放的差模电压放大倍数AVD与共模电压放大倍数AVC之比称为共模抑制比，用KCMR表示，单位一般用dB 运放主要性能参数（交流） 增益带宽积：运放的带宽BW通常等于截至频率fc。增益越高，带宽越窄，增益带宽积为常数，即 AV×BW＝常数 将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。 转换速率（摆动率）：运放在大幅度阶跃信号作用下，输出信号所能达到的最大变化率称为转换速率或摆率，用SR表示，其单位为V/us。 集成运放的基本应用 反相放大器 集成运放的基本应用 同相放大器 集成运放的基本应用 差动放大器 集成运放的基本应用 弱信号检测放大器 集成运放的基本应用 窗比较器 A/D转换器 用途 原理和分类 — 计数式AD转换器 — 逐次逼近式AD转换器 — 双积分式AD转换器 A/D转换器 主要技术指标 — 分辩率（Resolution） — 量化误差（Quantizing Error） — 偏移误差（Offset Error） — 满刻度误差（Full Scale Error） — 线性度（Linearity） — 绝对精度（Absolute Accuracy） — 相对精度（Relative