点光源跟踪系统（b题）设计报告

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1、全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题点光源跟踪系统（B题）林进贵田恒志胡国庆辽宁工程技术大学电气与控制工程学院2014年7月26日Page2of25点光源跟踪系统（B题）设计报告摘要本设计STC12C5A60S2处理器为核心，设计并制作一个检测并跟踪白光LED点光源位置的光源跟踪系统。通过利用感光元件(光敏电阻），将光强转换为电压信号并进行放大，送AD转换，然后通过STC12C5A60S2单片机进行计算和分析，并利用分析结果控制舵机带动光笔运转，准确跟踪光源的运动。系统由STC12C5A60S2单片机系统（含按键和液晶显

2、示）、光电检测和放大、AD转换、舵机控制电路等组成。为了克服环境光的影响和测量过程中的干扰，系统中采用了4个廉价光敏电阻（分为2组）进行测光。其方法是，首先对每组光电传感器进行多次测量和转换，在进行平均值滤波后，对滤波后的两组结果求差值，确定光源偏离方向，产生舵机控制信号，从而控制激光笔的移动，达到跟踪光源进行准确定位的目的。本课题所采用的电路简单，算法合理。经过实际制作和测试，完全达到了题目基本部分和发挥部分的所有要求，效果很好。关键词：STC12C5A60S2白光LED点光源跟踪感光元件舵机Page2of25目录一、系统方案设计论证41.1感光

3、器件选用方案41.2光源检测方案5二、系统实现72.1硬件设计72.1.1系统框图以及总体电路图7总体电路图72.1.2单元电路设计82.2软件设计132.2.1软件流程13三、系统整体测试及分析143.1测试步骤143.2测试结果15四、作品部分设计亮点16五、结论及设计感想16参考文献17Page2of2524辽宁工程技术大学电控学院2014年TI杯大学生电子设计竞赛带啸叫检测与抑制的音频功率放大器的设计（D题）林进贵田恒志胡国庆辽宁工程技术大学电气与控制工程学院2014年8月15日摘要Page24of2524辽宁工程技术大学电控学院本电路设计

4、采用拾音电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用LM358对电压进行放大，后者采用性能优良的AY-TPA3112D1评估板对电压和电流放大，给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。在拾音电路和功放之间加上一个带通滤波器将一定频率的噪音滤掉。除此之外，加上相应的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，有效抑制啸叫使得播放的声音清晰。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用仿真软件模拟电路，并对其进行分析，显示波形图，计算数据等操作。关键词：拾音电路；LM358

5、；AY-TPA3112D1评估板；输出功率；带通滤波器；啸叫抑制电路Page24of2524辽宁工程技术大学电控学院一、引言Page24of2524辽宁工程技术大学电控学院1.1设计任务基于TI的功率放大器芯片TPA3112D1，设计并制作一个带啸叫检测与抑制功能的音频放大器，完成对台式麦克风音频信号的放大，通过功率放大电路送喇叭输出。电路示意图如图1.1所示。啸叫检测啸叫抑制拾音电路接信号源功率放大电路ABK1音频功率放大器K2DCRL8WVo图1.1电路示意图1.2设计要求（1）设计并制作图1中所示的“拾音电路”和“功率放大电路”，构成一个基本

6、的音频功率放大器。要求：a）在输入音频信号有效值为20mV时，功率放大器的最大不失真功率（仅考虑限幅失真）为5W，误差小于10％；b）在输入音频信号有效值为20mV时，程控设置功率放大器的输出功率，功率范围为50mW～5W；c）功率放大器的频率响应范围为200Hz~10kHz。（2）系统采用12V直流单电源供电，所需其他电源应自行制作。（3）在功率放大器输出功率为5W时，电路整体效率≥80%。（4）将台式麦克风与喇叭相隔1m背靠背放置，见图2，使用电脑播放音乐作为音频信号源。音频功率放大器能通过麦克风采集信号，经功率放大电路送喇叭输出，输出的音频信

7、号清晰。（5）设计并制作图1所示的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，完善音频功率放大器。要求：a）在不进行啸叫抑制时（图1的选择开关K1连接A端，K2连接C端），将麦克与喇叭相隔1m面对面放置，见图2（b），从小到大调整功率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止；b）啸叫检测电路能实时监测所产生啸叫，并计算啸叫的频率。实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率；Page24of2524辽宁工程技术大学电控学院c）启动啸叫抑制电路（图1的选择开关K1连接B端，K2连接D端），音频功率放大器应能有效抑制啸叫，并正常播放音频信号。（6）进一步改进啸叫抑制电路。在

8、保障无啸叫的前提下，尽量提高音频功率放大器的输出功率；如果输出功率达到5W功率，啸叫抑制电路仍能正常工作，进一步缩短面对面