全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告
2012年全国大学生电子设计竞赛模拟电子设计专题邀请赛
序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生1-1一等奖（TI杯）C重庆邮电大学（TI杯）X-Y信号产生与图形显示孙辛泉陈华周瑜1-2一等奖A重庆大学高效LED驱动电路顾师达邹莘剑王骏逸1-3一等奖A成都信息工程学院高效LED驱动电路丁健贾奥徐浩1-4一等奖A东南大学高效LED驱动电路张添翼刘文贾子昱1-5一等奖B南京邮电大学简易电子秤高小星李浩佟亚波1-6一等奖B解放军理工大学简易电子秤王飞朱江波余强强1-7一等奖B成都理工大学简易电子秤周刚廖斌黄河1-8一等奖B西安交通大学简易电子秤乔思祎薛琼鲁润道1-9一等奖B东南大学简易电子秤王国鹏李多杨彬祺1-10一等奖C华中科技大学X-Y信号产生与图形显示屠志晨李蔚琳张力戈1-11一等奖C西安电子科技大学X-Y信号产生与图形显示李小双张禄鹏乔海东2-1二等奖A南开大学高效LED驱动电路丁涛张欢夏玉昊2-2二等奖A重庆邮电大学高效LED驱动电路黄国臣龙小伍肖颖2-3二等奖A杭州电子科技大学高效LED驱动电路邴硕存何泽骅吕洋2-4二等奖A南京大学高效LED驱动电路赖竞炜黄开成郭宇晗2-5二等奖A江南大学高效LED驱动电路张水春王哲嵇达勇2-6二等奖B哈尔滨工程大学简易电子秤吴谋炎张腾陈恺翔2-7二等奖B南京航空航天大学简易电子秤蒋鹏飞杨刚陆欣2-8二等奖B武汉理工大学简易电子秤孙文丰史晓莹王璐2-9二等奖B武汉理工大学简易电子秤杨明倪浩兰军健2-10二等奖B电子科技大学简易电子秤韩冬宋志达康冬亮2-11二等奖B复旦大学简易电子秤姚舜扬施明茅魁元2-12二等奖B南京航空航天大学简易电子秤金宇全颖顾宇昌2-13二等奖B上海交通大学简易电子秤张颖异杨博王鑫序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生2-14二等奖C山东大学X-Y信号产生与图形显示曾新贵颜发才杨关锁2-15二等奖C同济大学X-Y信号产生与图形显示任毅杨力博李思君2-16二等奖C东南大学X-Y信号产生与图形显示倪蕤童华清奚锦程2-17二等奖C南京邮电大学X-Y信号产生与图形显示史学良汤吉波陆一3-1三等奖A同济大学高效LED驱动电路陈剑黄旭南严骏华3-2三等奖A华南理工大学高效LED驱动电路林志鸿陈晓仕张泽平3-3三等奖A武汉大学高效LED驱动电路王佳华邹仁亭肖伟3-4三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李勇李路遥雍培元3-5三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路朱翔宇谭思远喻涛3-6三等奖A东北大学高效LED驱动电路方智常韫恒邓迅3-7三等奖A南京大学高效LED驱动电路王鸿祥吴冰赵鑫3-8三等奖A武汉大学高效LED驱动电路黄小帅白清滨郑天宇3-9三等奖A华中科技大学高效LED驱动电路邱贞平姚金肖张能3-10三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路王主彬王翊坤范轶阳3-11三等奖A上海大学高效LED驱动电路陶佳鸣薛子威苏忠煌3-12三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李飞腾王希平薛子涵3-13三等奖B河海大学简易电子秤张翼翔汪兴岳黄为民3-14三等奖B西安交通大学简易电子秤赵耀徐兴良张敬强3-15三等奖B西安电子科技大学简易电子秤郑义王晗昱孙景鑫3-16三等奖B浙江大学简易电子秤李如晖陈樱芝赵越3-17三等奖B解放军理工大学简易电子秤徐艳杨涛林志3-18三等奖B苏州大学简易电子秤杨州姚烨余磊3-19三等奖B杭州电子科技大学简易电子秤李欢柯若维奕科杰3-20三等奖B上海第二工业大学简易电子秤陈治龙邓欢赵雪鹏序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生3-21三等奖B北京邮电大学简易电子秤倪炜恒李博张饶3-22三等奖B河海大学简易电子秤沈后威程林宋明超3-23三等奖B苏州大学简易电子秤王一丹邵尉马崇琦3-24三等奖B上海交通大学简易电子秤赵鹏刘松陈嘉庚3-25三等奖B华中科技大学简易电子秤张梦阳申阁邵成3-26三等奖B哈尔滨工业大学简易电子秤丁建旺魏树银李竹奇3-27三等奖B上海海事大学简易电子秤许虎梁凯岳虎3-28三等奖B北京交通大学简易电子秤王欣然毛静娜郭子渝3-29三等奖B华东理工大学简易电子秤倪光耀王逸宁罗颖3-30三等奖B大连理工大学简易电子秤江磊王野韩承达3-31三等奖C复旦大学X-Y信号产生与图形显示刘彦洲王欣郭威3-32三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示倪浩潘柯文杨佳3-33三等奖C大连理工大学X-Y信号产生与图形显示阮新宇罗汀鲁昂3-34三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示张扬帆王德雨卢文登3-35三等奖C四川师范大学X-Y信号产生与图形显示任宸莹刘兆瑞王灿灿3-36三等奖C电子科技大学X-Y信号产生与图形显示杨慧然刘未洋周末3-37三等奖C东华大学X-Y信号产生与图形显示胡江浩石纪军陆乔3-38三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示宋金坤李金勇黄文斌3-39三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示苏露李成志蒋一戈注：上述排名不代表得分排序。
2012年全国大学生电子设计竞赛模拟电子设计专题邀请赛
2012年全国大学生电子设计竞赛模拟电子设计专题邀请赛序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生1-1一等奖（TI杯）C重庆邮电大学（TI杯）X-Y信号产生与图形显示孙辛泉陈华周瑜1-2一等奖A重庆大学高效LED驱动电路顾师达邹莘剑王骏逸1-3一等奖A成都信息工程学院高效LED驱动电路丁健贾奥徐浩1-4一等奖A东南大学高效LED驱动电路张添翼刘文贾子昱1-5一等奖B南京邮电大学简易电子秤高小星李浩佟亚波1-6一等奖B解放军理工大学简易电子秤王飞朱江波余强强1-7一等奖B成都理工大学简易电子秤周刚廖斌黄河1-8一等奖B西安交通大学简易电子秤乔思祎薛琼鲁润道1-9一等奖B东南大学简易电子秤王国鹏李多杨彬祺1-10一等奖C华中科技大学X-Y信号产生与图形显示屠志晨李蔚琳张力戈1-11一等奖C西安电子科技大学X-Y信号产生与图形显示李小双张禄鹏乔海东2-1二等奖A南开大学高效LED驱动电路丁涛张欢夏玉昊2-2二等奖A重庆邮电大学高效LED驱动电路黄国臣龙小伍肖颖2-3二等奖A杭州电子科技大学高效LED驱动电路邴硕存何泽骅吕洋2-4二等奖A南京大学高效LED驱动电路赖竞炜黄开成郭宇晗2-5二等奖A江南大学高效LED驱动电路张水春王哲嵇达勇2-6二等奖B哈尔滨工程大学简易电子秤吴谋炎张腾陈恺翔2-7二等奖B南京航空航天大学简易电子秤蒋鹏飞杨刚陆欣2-8二等奖B武汉理工大学简易电子秤孙文丰史晓莹王璐2-9二等奖B武汉理工大学简易电子秤杨明倪浩兰军健2-10二等奖B电子科技大学简易电子秤韩冬宋志达康冬亮2-11二等奖B复旦大学简易电子秤姚舜扬施明茅魁元2-12二等奖B南京航空航天大学简易电子秤金宇全颖顾宇昌2-13二等奖B上海交通大学简易电子秤张颖异杨博王鑫序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生2-14二等奖C山东大学X-Y信号产生与图形显示曾新贵颜发才杨关锁2-15二等奖C同济大学X-Y信号产生与图形显示任毅杨力博李思君2-16二等奖C东南大学X-Y信号产生与图形显示倪蕤童华清奚锦程2-17二等奖C南京邮电大学X-Y信号产生与图形显示史学良汤吉波陆一3-1三等奖A同济大学高效LED驱动电路陈剑黄旭南严骏华3-2三等奖A华南理工大学高效LED驱动电路林志鸿陈晓仕张泽平3-3三等奖A武汉大学高效LED驱动电路王佳华邹仁亭肖伟3-4三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李勇李路遥雍培元3-5三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路朱翔宇谭思远喻涛3-6三等奖A东北大学高效LED驱动电路方智常韫恒邓迅3-7三等奖A南京大学高效LED驱动电路王鸿祥吴冰赵鑫3-8三等奖A武汉大学高效LED驱动电路黄小帅白清滨郑天宇3-9三等奖A华中科技大学高效LED驱动电路邱贞平姚金肖张能3-10三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路王主彬王翊坤范轶阳3-11三等奖A上海大学高效LED驱动电路陶佳鸣薛子威苏忠煌3-12三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李飞腾王希平薛子涵3-13三等奖B河海大学简易电子秤张翼翔汪兴岳黄为民3-14三等奖B西安交通大学简易电子秤赵耀徐兴良张敬强3-15三等奖B西安电子科技大学简易电子秤郑义王晗昱孙景鑫3-16三等奖B浙江大学简易电子秤李如晖陈樱芝赵越3-17三等奖B解放军理工大学简易电子秤徐艳杨涛林志3-18三等奖B苏州大学简易电子秤杨州姚烨余磊3-19三等奖B杭州电子科技大学简易电子秤李欢柯若维奕科杰3-20三等奖B上海第二工业大学简易电子秤陈治龙邓欢赵雪鹏序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生3-21三等奖B北京邮电大学简易电子秤倪炜恒李博张饶3-22三等奖B河海大学简易电子秤沈后威程林宋明超3-23三等奖B苏州大学简易电子秤王一丹邵尉马崇琦3-24三等奖B上海交通大学简易电子秤赵鹏刘松陈嘉庚3-25三等奖B华中科技大学简易电子秤张梦阳申阁邵成3-26三等奖B哈尔滨工业大学简易电子秤丁建旺魏树银李竹奇3-27三等奖B上海海事大学简易电子秤许虎梁凯岳虎3-28三等奖B北京交通大学简易电子秤王欣然毛静娜郭子渝3-29三等奖B华东理工大学简易电子秤倪光耀王逸宁罗颖3-30三等奖B大连理工大学简易电子秤江磊王野韩承达3-31三等奖C复旦大学X-Y信号产生与图形显示刘彦洲王欣郭威3-32三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示倪浩潘柯文杨佳3-33三等奖C大连理工大学X-Y信号产生与图形显示阮新宇罗汀鲁昂3-34三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示张扬帆王德雨卢文登3-35三等奖C四川师范大学X-Y信号产生与图形显示任宸莹刘兆瑞王灿灿3-36三等奖C电子科技大学X-Y信号产生与图形显示杨慧然刘未洋周末3-37三等奖C东华大学X-Y信号产生与图形显示胡江浩石纪军陆乔3-38三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示宋金坤李金勇黄文斌3-39三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示苏露李成志蒋一戈注：上述排名不代表得分排序。
2012年全国大学生电子设计竞赛报告
2012全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统设计专题邀请赛高效LED驱动电路（A题）摘要本文研究设计了一个高效LED驱动电路，驱动5只串联高亮LED，并且整体只有一个输入电压3.3V。
该装置采用TI公司的TPS61040作为DC-DC核心，并用MSP430FR5739控制，保证了整块系统的效率和低功耗。
关键词：LED驱动TPS61040 DC-DC MSP430FR5739 低功耗目录1系统方案 (3)1.1单片机供电选择 (3)1.2单片机显示模块的论证与选择 (3)2系统理论分析与计算 (4)2.1TPS61040电路分析 (4)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2恒流源电路原理图 (5)3.1.3恒压源电路原理图 (5)3.2程序的设计 (6)3.2.1程序功能描述与设计思路 (6)3.2.2程序流程图 (7)4测试方案与测试结果 (8)4.1测试方案 (8)4.2 测试条件与仪器 (8)4.3 测试结果及分析 (8)4.3.1测试结果(数据) (8)4.3.2测试分析与结论 (8)微弱信号检测装置（A题）1系统方案本题目要求整体电路必须采用 3.3V单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。
限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。
并且单片机限定使用SEED-EXP430F5529A、MSP-EXP430FR5739、MSP-EXP430G2LaunchPad三块开发板其中之一，开关S1断开后，电路由电容C供电。
控制LED驱动电路，在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。
考虑低功耗因素，故采用MSP430FR5739单片机控制，为了必要的显示功能，系统配备了128x64黑白液晶。
整体框图如图1所示。
图1 LED发光装置供电方式示意图1.1单片机供电选择方案一：直接采用外部3.3V输入供电方案二：采用一级DC-DC稳定到3.3V再给单片机供电如果直接采用外部3.3V输入供电，由于设计要求在断开S1后在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间，并且要求单片机检测流过LED 串的电流，所以单片机需要一个稳定的参考，结合低功耗应该，应选择使用单片机内部2.0V参考源，则单片机供电电压必须高于2.2V，而TPS61040的工作电压最低可达1.8V，并且其工作效率较高，这对断开S1后尽可能延长对LED串的供电时间有很大帮助。
全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛设计报告
全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告参赛题目：信号放大（A题）参赛对号：xxx参赛选手：xxx参赛地点：西南石油大学参赛时间：2012-8-28~2012-8-292012-8-29竞赛题目：小信号2mv-500mv，50Hz-100Hz带有干扰信号的滤波放大电路，实现输出电压1V-4V。
用带通滤波电路实现信号的滤波，用89C51单片机对CD4051的控制实现选择放大。
1.1.1信号放大滤波方案设计方案1：对信号放大，实现1V-4V的输出；再对信号滤波。
然后通过ADC0809转换。
方案2：对信号滤波，用OP07对信号放大，再用AD620放大，然后通过ADC0809转换。
方案3：对信号带通滤波，用AD620放大，再用OP07对信号放大，增加放大电路的带宽，，然后通过ADC0809转换。
上述几种方案中，只用方案3能实现本次题目的要求。
2.1.1电路与程序设计2.1系统机构框图2.2硬件电路设计2.2．1滤波电路3267481U?OP07R240kR110kR510kR310kR410kC10.2uFC20.1uF+12V-12VR1(1)滤波电路是用OP07构成的有源带通滤波电路，10K ，0.2uF 构成低通滤波，滤去大于100Hz 的信号；40K0.1uF 构成高通滤波，滤去小于50Hz 的信号。
图2 带通滤波电路50Hz-100Hz2 .2．2放大电路3267481U1OP07R110kR330kR210k+12V-12V32647851U2AD620R41k+15V-15VU2(+IN)U2(OUT)图3 放大电路用两级放大电路，前级放大电路用的是仪用放大器AD620，AD620输入失调电压小，能实现对小信号的放大。
后级放大用通用放大器OP07，增加放大电路的带宽。
CD4051的导通电阻270。
2mv-5mv 700倍14 1.4V-3.5V5mv-10mv 320倍355 1.6V-3.2V10mv-20mv 160倍0.997K 1.6V-3.2V20mv-40mv 80倍 2.33K 1.6V-3.2V40mv-80mv 40倍 5.218K 1.6V-3.2V80mv-150mv 24倍9.6K 1.92V-3.6V150mv-250mv 12倍24.4K 1.8V-3.0V250mv-500mv 6倍100K 1V-4V2.2.3系统软件设计第一步：在程序开始执行时，对信号放大6倍，输出是否1V-4V的要求；满足要求就跳出第二步：输出不满足要求则放大12倍，24倍，40倍，80倍，160倍，320倍，700倍，至到满足要求第三步：单片机将采集的信号输出参考文献[1]Texas Instruments, Incorporated [SCHS155,C]．CD54HC164, CD74HC164, CD54HCT164, CD74HCT164 (Rev. C)Data Sheet．Texas Instruments，2012．[2]Texas Instruments, Incorporated [SBAS156,B]．Low-Power Rail-To-Rail Output 12-Bit Serial Input D/A Converter (Rev. B)Data Sheet．Texas Instruments，2012．[3]Texas Instruments,Incorporated [SLVS413,E]．Low Power DC/DC Boost Converter in SOT-23 Package (Rev. E)Data Sheet．Texas Instruments，2012．[4]Texas Instruments,Incorporated [SLAS735,F]．MSP430G2x53, MSP430G2x13 Mixed Signal Microcontroller (Rev. F)Data Sheet．Texas Instruments，2012.。
全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告
全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛简易电子称（B题）组号33成员王国鹏李多杨彬祺2012年8月29日摘要本设计主要采用精密低功耗仪表放大器INA333及16位高精度AD—ADS1114完成了简易电子称的设计制作。
系统主要分为传感器模块，放大器模块，模数转换模块，处理器模块。
从应变片电阻出来的微弱信号通过接入放大器的第一级（精密低功耗仪表放大器INA333），该放大器对微弱信号放大了1000倍，放大后的信号经过第二级INA333之后消除自身（即空盘）的误差。
最后使用精密运放OPA2333对信号放大进入16位模数转换器—ADS1114。
AD采集的数据读入到MSP430F5529处理器中利用最小二乘法进行拟合和补偿，并采用数字滤波处理，实现了10g到200g 砝码的测量结果的数显。
关键字 INA333 OPA2333 ADS1114线性拟合目录1系统方案 (3)1.1 放大器的论证与选择 (3)1.2 模数转换器的论证与选择 (3)1.3 其他 (3)2理论分析与计算 (3)2.1噪声电压的分析 (3)2.1.1 电阻热噪声的计算 (3)2.1.2 放大器输入噪声的计算 (3)2.2各级放大倍数的计算 (4)2.2.1 第一级放大倍数 (4)2.2.2 第二级放大倍数 (4)2.2.3 第三级放大倍数 (4)3电路设计 (4)3.1系统总体框图..................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2放大器子系统框图与电路原理图 (4)3.3模数转换与处理器子系统框图与电路原理图 (5)3.4电源子系统 (5)4系统测试........................................................................................................ 错误!未定义书签。
大学生电子设计竞赛设计报告
大学生电子设计竞赛设计报告目录：第一部分设计要求`1.1设计任务 (1)1.2设计基本要求 (1)研制报告2.1 设计摘要 (1)2.2 设计要求与原理分析 (2)2.2.1电控系统分析 (2)2.2.2机械系统分析 (2)2.2.3 传感器设置与分析 (2)2.3 方案论证与系统原理框图 (3)2.3.1传感器的选型与工作方式选取 (3)（1）、红外探测器的选型与工作方式 (3)I、红外探测器的选型 (3)II、主动式红外探测器的工作方式选取 (4)（2）、超声探测器的选型与工作方式 (5)I、超声探测器的选型 (5)II、用超声波探测器测距的工作方式的选取 (5)（3）、金属探测器的选型 (6)（4）、光电探测器的选型 (6)2.3.2总控电路的选型 (6).（1）、单片机的选型 (7)（2）、键盘与显示电路的选型 (7)I、键盘电路选型 (7)II、车轮检速及路程显示电路选型 (7)（3）、电源电路的选型 (7)（4）、直流电机与步进电机驱动电路的选型 (8)（5）、声光报示电路的选型 (8)2.3.3 系统原理框图 (8)2.4、硬件电路设计与参数计算 (9)2.4.1红外与光电探测器的驱动电路设计与参数计算 (9)2.4.2金属探测装置的设计与参数计算 (10)2.4.3 超声测距装置的设计与参数计算 (11)2.4.4 主轴电机与步进电机驱动电路设计与参数计算 (12)2.4.5显示、键盘、声光告示与单片机电路设计及参数计算 (13)2.4.6遥控接收模块的电路设计与参数计算 (14)2.5、单片机软件设计 (15)2.5.1行走控制程序流程 (15)2.5.2超声测距程序流程 (15)2.5.3光源搜索及跟踪程序流程 (15)2.6应用实例分析前景展望 (15)2.6.1.步进电机与直流电动机 (16)2.6.2.左右转向灯 (16)2.6.3.车速显示 (16)2.6.4.时间显示 (16)2.6.5.超声波与红外避障系统 (16)2.6.6.金属探测报警器 (17)2.6.7.单片机遥控发射接收系统 (17)2.7、测试数据与实验结论 (20)2.7.1 测试数据 (20)(1)、电动小汽车运行动作测试 (20)(2)、电动小汽车红外避障对应动作测试 (20)(3)、电动小汽车路程及运行时间测量精度测试 (20)（4）、金属探测器、超声波探测器工作状态 (21)(4)、其他功能测试 (21)2.7.2实验结论及存在问题分析 (21)附录一参考文献 (22)附录二部分专用程序清单 (23)第一部分设计要求遥控启停电动车一、任务：设计并制作一个遥控启停电动车。
2012年全国大学生电子设计竞赛报告
2012年TI 杯模拟电子系统专题邀请赛报告简易电子秤（B 题）组号：xx成员：xxx xxx xxx一，系统总体方案：本系统以MSP430单片机为控制核心，由电阻应变片称重传感器将物体的重量转换秤微弱的电压信号，再由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大，然后送A/D 转换电路中。
再由A/D 转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路，最后由液晶显示数据。
本系统总体方案如下：电桥测量：电阻应变式传感器输出信号差动放大电路和二级放大电路放大信号液晶显示单片机内部12位AD 转换图一、系统结构设计框图二，电路设计与原理图：1．测量电路：电阻应变式传感器利用导体的电阻随着机械变形而发生变化的原理将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。
电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R 后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。
因此，要采用转换电路把应变片的△R/R 变化转换成电压或电流变化。
其转换电路常用测量电桥。
下图为直流供电的平衡电阻电桥，in E 接直流电源E ：图二，传感器结构原理图键盘设置[][][])()()()()()(22R R R R R R R R ER R R R uo ∆−+∆+∆−+∆+∆−−∆+=E RR •∆=忽略电源的内阻，传感器差动工作时，即R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R ，R4=R+△R,按式（1），则电桥输出为式1，电桥输出公式2，差动放大电路传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，为保证放大倍数足够，我们采用双放大模式，即前后分别对信号进行放大，才能满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。
前级我们采用专用仪表放大器，INA118对微弱信号进行放大。
后级采用OPA2134进行二次放大。
此类芯片内部采用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口简单。
2012年TI杯全国赛A题实验报告
全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛高效LED驱动电路（A题）摘要：根据题目要求以及电路特性，选用TI公司的 TPS61040芯片作为DC-DC开关电源Boost电路的核心芯片，以此制作LED的驱动电路；在电路控制方面，采用MSP430G2553的低功耗特性，以及另一款DAC芯片DAC7215,联合作为开关电源的控制器；同时，采取OPA2350联合单片机AD采样，以此实时调节DAC控制端输出，从而实现题目所要求的步长以及相关LED指示灯的功能。
各个模块在单路3.3V直流稳压电源的统一供电中，协调工作，最终实现高效LED驱动电路的搭建。
一、题目简介设计制作一个高效LED驱动电路，驱动一个由5只白光LED（现场统一提供）串联组成的发光装置，要求点亮的LED无明显闪烁。
整体电路必须采用3.3V单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。
限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。
整个电路供电电源采用下图1方式。
图1 LED发光装置供电方式示意图二、要求（1）开关S1初始为接通状态，可对电容C充电至3.3V。
用单片机控制LED 发光管亮度。
流过LED的平均电流可通过按键控制。
上电初始值为1mA，变化范围为1mA～22mA可循环，步进为3mA，控制精度为±0.2mA，并尽量提高控制精度。
（2）开关S1断开后，电路由电容C供电。
控制LED驱动电路，在保证LED 串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。
电路中不得采用容量大于4.7μF的其他电容。
（3）用单片机检测流过LED串的电流。
在（1）、（2）中当流过LED串的电流在1mA-0.5mA之间时，单片机开发板上的LED指示灯熄灭；当流过LED串的电流大于1mA或小于0.5mA时，点亮LED指示。
（4）其他。
二、系统方案论证根据题目基本要求，将系统分为输出恒流的BOOST变换模块、电流检测模块、单片机控制模块。
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全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛
简易电子称（B题）
组号33
成员王国鹏李多杨彬祺
2012年8月29日
摘要
本设计主要采用精密低功耗仪表放大器INA333及16位高精度AD—ADS1114完成了简易电子称的设计制作。
系统主要分为传感器模块，放大器模块，模数转换模块，处理器模块。
从应变片电阻出来的微弱信号通过接入放大器的第一级（精密低功耗仪表放大器INA333），该放大器对微弱信号放大了1000倍，放大后的信号经过第二级INA333之后消除自身（即空盘）的误差。
最后使用精密运放OPA2333对信号放大进入16位模数转换器—ADS1114。
AD采集的数据读入到MSP430F5529处理器中利用最小二乘法进行拟合和补偿，并采用数字滤波处理，实现了10g到200g 砝码的测量结果的数显。
关键字 INA333 OPA2333 ADS1114线性拟合
目录
1系统方案 (3)
1.1 放大器的论证与选择 (3)
1.2 模数转换器的论证与选择 (3)
1.3 其他 (3)
2理论分析与计算 (3)
2.1噪声电压的分析 (3)
2.1.1 电阻热噪声的计算 (3)
2.1.2 放大器输入噪声的计算 (3)
2.2各级放大倍数的计算 (4)
2.2.1 第一级放大倍数 (4)
2.2.2 第二级放大倍数 (4)
2.2.3 第三级放大倍数 (4)
3电路设计 (4)
3.1系统总体框图..................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2放大器子系统框图与电路原理图 (4)
3.3模数转换与处理器子系统框图与电路原理图 (5)
3.4电源子系统 (5)
4系统测试........................................................................................................ 错误!未定义书签。
4.1测试方案............................................................................................. 错误!未定义书签。
4.2测试条件与仪器 (5)
4.3测试结果 (6)
简易电子称（B题）
1系统方案
本系统主要由传感器模块、放大器模块、模数转换模块、处理器模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 放大器的论证与选择
方案一：采用OPA2333级联对信号进行放大，但由于该运放不是差分输入，共模抑制比较低，所以不采用此方案。
方案二：采用精密低功耗仪表放大器INA333对信号放大，弥补了方案一共模抑制比较低的不足，综合以上二种方案，选择方案二。
1.2 模数转换的论证与选择
方案一：采用MSP430F5529片内12位ADC，由于电阻应变片灵敏度较低，12位ADC的分辨率和精度难以满足指标要求，所以不采用此方案。
方案二：采用16位Σ-Δ架构的ADS1114进行模数转换，分辨率大为提高，满足指标要求。
综合以上二种方案，选择方案二。
1.3 其他
处理器采用组委会规定的MSP430F5529平台，传感器模块采用比赛现场提供的简易托盘秤。
2理论分析与计算
2.1 噪声电压的分析
2.1.1 电阻热噪声的计算
对于仪表放大器来说，由于是反向放大，所以电阻热噪声表现在Rg上面。
并且由于系统级联，所以第一级电阻热噪声对系统影响最大，而电阻热噪声公式为
因此电阻Rg=100欧姆时，产生的噪声电压均方根值为0.039uVpp。
2.1.2 放大器输入噪声的计算
INA333的输入噪声在0.1Hz到10Hz的时候为1uVpp，因此在我们设置增益为10000倍的情况下，输出的噪声为10mVpp。
又由于第一级增益为1000，因此第一级的输出噪声为1mVpp，相对于第二级的输入噪声来说比较大，因此第二级以后的输入噪声可以忽略不计。
2.2 各级放大倍数的计算
2.2.1第一级放大
INA333的最大放大倍数为1000。
因为我们是对直流放大，因此对带宽的要求不是很高。
为了保证系统良好的信噪比，我们将第一级增益设置为1000。
2.2.2第二级放大
第二级INA333的作用是为了消除电桥固定不平衡带来的失调电压。
这个电压经实测大约有300mV左右，因此第二级INA333的使用为差分放大，减去300mV的直流量以抵消这个失调。
因此我们将增益配置为5倍。
2.2.3第三级放大
第三级放大采用精密运放OPA2333对INA333的输出信号进行放大，来驱动后级的16位ADC。
而ADC的参考电压为2.048V，因此ADC的输入范围在2V以内。
经实测，加入200g砝码的时候，前级放大产生的电压大约有700mV左右，因此我们将第三级放大器增益配置为2，来满足ADC量程范围。
3电路设计
3.1系统总体框图
系统总体框图如图1所示
图1 系统总体框图
3.2 放大器子系统电路原理图
图2 放大器子系统电路
3.3
图3 模数转换与处理器子系统框图
3.4 电源子系统
电源由变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分组成。
为整个系统提供+5V 和+3.3V 电压，分别提供给放大器和处理器，确保系统的正常稳定工作。
这部分电路比较简单，都采用三端稳压管实现，故不作详述。
4系统测试
4.1 校准方法
采用最小二乘法拟合，由于电桥的非线性，在压力偏离零位较大时，增加抛物线拟合，对电桥的非线性起到了较好的补偿。
10g-200g 时拟合曲线如下，其中横坐标表示电桥输出经过放大后的电压，纵坐标表示砝码质量，单位分别为0.1mV 、0.01g
图4 最小二乘法拟合曲线
4.2 测试条件
测试条件：系统原理图、仿真电路以及硬件电路三者完全一致，硬件电路无虚焊，16位ADCADS1114
16位超低功耗单片机MSP430F5529 IIC 总线
液晶显示屏
键盘输入
电源无短路，处理器程序正常运行。
测试仪器（厂家、型号）
数字万用表：优利德、UT803，安捷伦、U1272A；
稳压电源：ZHONGCE、DF1731SC2A。
4.3 测试结果
注：以上测量结果均满足稳定时间小于5S的要求。