摘要：為使TFT液晶汽車儀表在整車長時間停放后仍能正常啟動，該文提出了一種低靜態(tài)功耗的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，靜態(tài)功耗約為1.53mA，滿足整車對儀表提出來的小于3mA的靜態(tài)功耗要求。此硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案性能可靠穩(wěn)定、成本較低，已在多款TFT液晶汽車儀表中廣泛應(yīng)用，具有較高的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：TFT液晶汽車儀表；硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)；低靜態(tài)功耗

1引言

汽車儀表是反映車輛各系統(tǒng)工作狀況的裝置，是人與汽車的交互界面，為駕駛員提供所需的運(yùn)行參數(shù)、故障、里程等信息，是每一輛汽車必不可少的部件。一般由前框、后殼、顯示屏、指針、印制電路板、蜂鳴器等部件組成[1-2]。隨著科技的發(fā)展，TFT（ThinFilmTransistor）液晶汽車儀表已普遍使用，在整車電氣系統(tǒng)日趨復(fù)雜的情況下，汽車儀表所接收和處理的信息日趨增多，為了滿足儀表乃至車輛長時間停放后仍能正常工作的要求，靜態(tài)電流是一個關(guān)鍵性指標(biāo)。本文基于MB91F594設(shè)計(jì)了一款低靜態(tài)功耗的TFT液晶汽車儀表，此硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案性能可靠穩(wěn)定，滿足乘用車量產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。2TFT液晶汽車儀表的系統(tǒng)描述汽車儀表正常工作電壓在8V~16V，當(dāng)電壓小于低壓值，進(jìn)入低壓保護(hù)狀態(tài)，此時揚(yáng)聲器靜音，指針背光燈、表盤背光燈、LCD顯示屏背光燈均熄滅，步進(jìn)電機(jī)指針凍結(jié)，報警指示燈變暗直至熄滅。當(dāng)電壓大于高壓值，進(jìn)入高壓保護(hù)狀態(tài)，此時揚(yáng)聲器靜音，指針背光燈、表盤背光燈、LCD顯示屏背光燈均熄滅，步進(jìn)電機(jī)指針凍結(jié)，報警指示燈熄滅。當(dāng)電壓低于6V或者大于18V，汽車儀表處于無法工作狀態(tài)。汽車儀表的靜態(tài)功耗需要控制在3mA以內(nèi)。整車上電（KL30上電）時，各指針歸零，儀表進(jìn)行自檢；自檢未完成時發(fā)動機(jī)點(diǎn)火（KL15上電），儀表需完成自檢，再進(jìn)入正常工作模式；自檢未完成時，引擎運(yùn)行，則自檢終止，儀表進(jìn)入正常工作狀態(tài)；指示燈在點(diǎn)亮數(shù)秒后，根據(jù)輸入信號狀態(tài)，進(jìn)入正常工作狀態(tài)；LCD顯示屏在經(jīng)過數(shù)秒開機(jī)動畫后，進(jìn)入正常顯示狀態(tài)；步進(jìn)電機(jī)的指針從零位平緩?fù)街赶蜃畲笾甘疚恢茫笃骄復(fù)椒祷亓阄唬M(jìn)入正常指示狀態(tài)；指針和表盤的背光亮度從最低平緩上升至最高，而后平緩返回最低亮度，進(jìn)入正常工作狀態(tài)；LCD顯示屏背光保持固定亮度亮數(shù)秒后，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

3TFT液晶汽車儀表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述。TFT液晶汽車儀表硬件電路主要包括核心電路MCU控制器、電源轉(zhuǎn)換電路、KL30和KL15的電壓信號檢測電路、硬件指示燈控制電路、燃油采樣電路、CAN信號通信電路、指針和表牌背光顯示電路、Flash存儲器通訊電路、電機(jī)驅(qū)動顯示電路、蜂鳴器報警電路、LED指示燈顯示電路、LCD顯示屏背光顯示電路以及顯示控制電路，本方案詳細(xì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示[3-4]。

3.2主要元器件選型。本方案均選用車規(guī)級電子元器件，選用富士通MB91F594作為MCU控制器，32位處理器，內(nèi)部集成圖像處理器GDC，支持雙屏顯示，對TFT液晶顯示屏具有強(qiáng)大的圖像處理功能，CPU主頻為80MHz，GDC頻率為81MHz，內(nèi)置Flash為1MB，內(nèi)置RAM為64KB，多路A/D轉(zhuǎn)換接口、I/O通信接口、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動端口、聲音驅(qū)動端口以及CAN、LIN通訊端口，供電電壓為5V和3.3V，內(nèi)置多個穩(wěn)壓器和優(yōu)化的待機(jī)模式可使該芯片工作在低功耗模式下。選用Spansion公司的S29GL256SFlash，256Mbit，15ns的頁面訪問速度以及90ns的快速隨機(jī)訪問速度，3.3V電壓供電，最大刷寫功耗為100mA，最大靜態(tài)電流功耗為100uA。選用AUO3.5寸TFT液晶顯示屏，分辨率為320*240，對比度為1000:1，視角范圍為左右70度、上下70度，兩路LCD背光電流，每路80mA，3.3V電壓供電，最大靜態(tài)電流功耗為10mA。選用NXPTJA1042高速CAN信號收發(fā)器，該芯片具有低電磁干擾以及較高的電磁抗擾能力，具有欠壓保護(hù)功能，5V電壓供電，最大15uA的靜態(tài)電流功耗，同時外圍結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本方案需要給各模塊電路提供5V和3.3V電源電壓，故選用ROHM公司的DC-DC電源芯片BD99011EFV和LDO電源芯片BD33IC0MEFJ-M。BD99011EFV是一款低靜態(tài)功耗、高轉(zhuǎn)化率的Buck電源芯片，用于輸出5V電壓，最大負(fù)載為2A，最大靜態(tài)功耗為35uA，具有過流、過壓、欠壓等保護(hù)功能。BD33IC0MEFJ-M是一款無靜態(tài)功耗的LDO芯片，用于輸出3.3V電壓，最大負(fù)載電流為1A。電源芯片的選擇滿足本方案的電源供給。

浮標(biāo)式氧氣吸入器為醫(yī)院供氧醫(yī)療中心配套設(shè)備，供醫(yī)療單位急救給氧和缺氧病人做氧氣吸入用，是醫(yī)院急癥、病房必備常規(guī)設(shè)備。而設(shè)備的良好工作狀態(tài)是保證病人得到可靠治療的必要保證，因此對于設(shè)備的定期檢定成為保障病人健康的首要工作。由于醫(yī)療機(jī)構(gòu)通常保有大量的浮標(biāo)式氧氣吸入器，而常用的檢定設(shè)備依靠傳統(tǒng)的機(jī)械式方法逐臺檢定，所以通常會存在效率不高的現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)一套可以實(shí)現(xiàn)對多臺浮標(biāo)式氧氣吸入器同時檢定，同時能提高檢定精度的多路控制系統(tǒng)顯得尤為重要，而此次研究設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是二路同時檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為例，采用嵌入式系統(tǒng)，以及多路24位高精度AD作為模擬量采集，通過數(shù)據(jù)總線采集數(shù)字信號，理論上可以實(shí)現(xiàn)無限路系統(tǒng)同時在線采集，整體系統(tǒng)由視覺圖像采集系統(tǒng)、控制采集系統(tǒng)、系統(tǒng)處理系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)等組成，而此次主要設(shè)計(jì)控制采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇讼到y(tǒng)為整體設(shè)備的核心關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)多路系統(tǒng)同時檢定設(shè)計(jì)方案的核心。以下將此采集控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做具體的研究。

一、系統(tǒng)電源

此控制系統(tǒng)集成多種高精度采集模塊，最高精度實(shí)現(xiàn)24位AD數(shù)模轉(zhuǎn)換，所以此部分的電源設(shè)計(jì)需要多路獨(dú)立設(shè)計(jì)，以保證整體電源不受干擾，主電源采用MP1582作為電源核心總電源，通過DC－DC降壓設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)將總輸入電源24V轉(zhuǎn)化為12V輸出電源，通過磁珠隔離將電源實(shí)現(xiàn)模擬－數(shù)字電源隔離，進(jìn)而將模擬電源再次通過LDO實(shí)現(xiàn)降壓設(shè)計(jì)，此部分電源主要實(shí)現(xiàn)對模擬電路信號以及傳感器信號的電源供給，通過磁珠的隔離可以有效的隔離數(shù)字模擬電源之間的高頻隔離，最終可以實(shí)現(xiàn)模擬電源的穩(wěn)定，而主電路通過MP1470實(shí)現(xiàn)DC－DC再次降壓設(shè)計(jì)，可以利用DC－DC的開關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)很好的穩(wěn)壓實(shí)現(xiàn)，最終如模擬電源，通過低壓差穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)主電路3.3V電源的轉(zhuǎn)換，此部分電源的多路隔離設(shè)計(jì)可以保證模擬參考信號的穩(wěn)定，進(jìn)而可以避免數(shù)字電路的高頻特性干擾，可以實(shí)現(xiàn)模擬采集的精度要求。在模擬參考部分原先采用78L05作為獨(dú)立5V參考源，由于其文波較大，致使參考電壓不穩(wěn)定，最后采用ADI的ADR02ARZ作為5V參考電壓穩(wěn)壓芯片，ADR02芯片具有低溫漂（3mmp/℃），高精度特性（線性精度±0.1%），由于經(jīng)過設(shè)計(jì)驗(yàn)證，參考電壓文波會極大的影響模擬數(shù)據(jù)的采集精度，按照AD采樣的精度實(shí)現(xiàn)，24位AD的采樣精度在5.9×10-8，如果采用78L05作為參考芯片，其他最高精度為±4%，因此采樣精度會在5.9×10-8×5×（±4%），而如果采用12位DA輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換（控制輸出），其精度為0.000244，如果采用78L05，其精度就會低于采樣精度的0.4級要求，所以此處我們采用精度為0.1%的ADR02ARZ作為參考電源芯片。

二、模擬信號采集、控制輸出

標(biāo)準(zhǔn)器的模擬信號主要包括多個傳感器的信號模擬電壓采集，其中包括高壓壓力采集、低壓壓力采集、低壓流量采集以及流量閥體信號控制輸出。檢定標(biāo)準(zhǔn)器的精度要求主要為高壓壓力0.4級，流量精度1.0級，此次模擬采集電路部分采用ADC7192作為24位AD模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)電路，此芯片可以實(shí)現(xiàn)四路模擬信號24位高精度轉(zhuǎn)換，我們選用的傳感器均為0~5V電壓模擬信號輸出，所以選用一片此模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可以實(shí)現(xiàn)同時轉(zhuǎn)換，從生產(chǎn)成本上可以很好的控制，同時又能實(shí)現(xiàn)模擬信號的高精度轉(zhuǎn)換。由于此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)流量閥體的自動控制輸出，而控制信號也為0~5V模擬信號控制，所以我們采用TI的DAC122S085數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，此芯片為12位DA輸出信號，原先我們采用8位精度的DAC082S085作為DA輸出芯片作為方案，但是經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)DAC082S085的精度為0.0039，作為流量傳感器的最大量程為10L/min，則線性誤差會將近0.039，這樣加上電源參考誤差，所采集信號的誤差將會大于國標(biāo)規(guī)范要求，因此選用12位DA輸出滿足此方案設(shè)計(jì)要求，其精度將達(dá)到0.000244，通過主芯片MCU的數(shù)字輸入，進(jìn)而通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)閥體的控制，最終實(shí)現(xiàn)0~10L/MIN的氣體流量控制輸出，檢定者可以通過系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)流體自動指定流量的控制輸出。壓力、流量模擬量的輸出采集同時配合著壓力和流量的控制輸出，由于壓力和流量都是通過模擬量的采集以及模擬量的輸出，這就可以為傳感器的精密校準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，通過模擬量的二次標(biāo)定，不需要以數(shù)字量作為參考依據(jù)進(jìn)行二次標(biāo)定，進(jìn)而可以通過算法進(jìn)行二次校準(zhǔn)，這樣的設(shè)計(jì)可以最大可能的抵消掉傳感器的本身線性誤差，由于參照國標(biāo)浮標(biāo)式氧氣吸入器檢定規(guī)程JJG913－2015的標(biāo)準(zhǔn)要求，壓力誤差要保證0.4級，流量誤差1.0級，此參數(shù)對檢定標(biāo)準(zhǔn)器的精度要求較高，為符合此規(guī)格要求，傳感器必須控制在內(nèi)控0.2級壓力以及0.5級流量精度范圍內(nèi)，而此類規(guī)格傳感器對于生產(chǎn)工藝要求較高，很難匹配，而如果傳感器為模擬輸出，同時可以進(jìn)行二次標(biāo)定，對傳感器本身的線性誤差就不做要求，因此相對來說就容易符合設(shè)計(jì)要求。

三、自動調(diào)壓器控制設(shè)計(jì)

自動調(diào)壓設(shè)計(jì)部分主要采用LV8731V作為驅(qū)動，通過步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對調(diào)壓器電路的自動調(diào)壓，此部分電路主要通過主芯片PWM波形實(shí)現(xiàn)驅(qū)動控制，通過簡易聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)電機(jī)與調(diào)壓器的連軸驅(qū)動，最終通過電機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)對調(diào)壓器的轉(zhuǎn)動調(diào)壓，調(diào)壓的反饋通過傳感器的檢定抄讀實(shí)現(xiàn)，檢定操作通過編程目標(biāo)電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)最終結(jié)果，此部分設(shè)計(jì)簡易穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)檢定過程中指定升壓、降壓的實(shí)現(xiàn)，最大誤差不超過一個步距角，完全符合升降壓誤差。通過電機(jī)的輸出控制信號，進(jìn)而通過傳感器的輸出反饋形成一個類似PID閉環(huán)控制，通過步進(jìn)電機(jī)的布距控制輸出進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，此部分設(shè)計(jì)結(jié)合PID控制理論，通過得到最終壓力數(shù)值，將輸出經(jīng)過比例、積分、微分等多種運(yùn)算方式，進(jìn)而疊加到輸出中，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地控制。

摘要：以上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院汽車服務(wù)工程專業(yè)教學(xué)為例，針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，以實(shí)例論述了項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式在“電子技術(shù)”課程中的應(yīng)用和探索。通過項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)授課理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)；電子技術(shù)；創(chuàng)新能力

1電子技術(shù)課程特點(diǎn)

電子技術(shù)課程是上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電、汽車服務(wù)工程、電氣自動化和電子信息等專業(yè)的專業(yè)必修課，主要有4個特點(diǎn)：首先是電子技術(shù)課程知識體系較為完整。它涉及了如模擬電子、數(shù)字電子和電力電子等，涵蓋了豐富的知識體系。其次是具有很強(qiáng)的理論性，主要涉及了常見的電壓和功率放大電路、整流濾波電路、集成運(yùn)算放大器電路、晶閘管電路、組合邏輯電路和時序邏輯電路等，并由此延伸出在各方面的應(yīng)用，要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確分析和設(shè)計(jì)相關(guān)電路。這就要求學(xué)生要掌握常見電子元器件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管、晶閘管、邏輯門、觸發(fā)器等）的原理和使用特點(diǎn)。第三個特點(diǎn)是先進(jìn)性，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，授課內(nèi)容要跟隨時代的發(fā)展不斷更新，不能多少年一成不變。第四個特點(diǎn)是實(shí)用性，從基本元器件到簡單電子電路的實(shí)際教學(xué)中，只有將相關(guān)理論知識與汽車專業(yè)中的實(shí)際問題有機(jī)結(jié)合起來，才能讓學(xué)生既學(xué)到了電子技術(shù)課程的相關(guān)理論知識，又能培養(yǎng)學(xué)生解決與汽車專業(yè)相關(guān)的電子技術(shù)問題的能力。

2電子技術(shù)課程存在問題

現(xiàn)有的教學(xué)方法以教師授課為主，對學(xué)生直接傳授知識，滿堂灌，不重視學(xué)生如何“學(xué)”。一方面這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式不利于具有創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)，學(xué)生在完成本課程學(xué)習(xí)之后，不能將理論與實(shí)際相結(jié)合，創(chuàng)新能力相對薄弱。另一方面電子技術(shù)內(nèi)容多且比較復(fù)雜。學(xué)生即使理解了電子技術(shù)課程中基本元器件、基本電路的構(gòu)成和工作原理，但很難將這些元器件和基本電路融合在一起來分析和設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的電子電路。

3項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

摘要：以創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)—智能藥盒的研制為例，論述了生活中的小發(fā)明智能藥盒的研究背景、技術(shù)方案、優(yōu)點(diǎn)、具體實(shí)施方式，包括智能藥盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)說明及結(jié)論。

關(guān)鍵詞：智能藥盒；研究背景；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；技術(shù)說明

隨著科技的進(jìn)步，醫(yī)療水平的提高，許多疾病已經(jīng)可以通過簡單的藥物治療得到緩解或治愈。而現(xiàn)代社會日趨老齡化，越來越多的老年人患上了糖尿病、心腦血管疾病、阿爾茲海默病等慢性疾病，需要長期不間斷地服藥。由于老人自理能力越來越差，而子女又忙于工作，因而需要一種智能藥盒來提醒老人按時服藥，同時，針對聾啞人、盲人等殘疾人士也應(yīng)有相應(yīng)的智能藥盒提醒其按時服藥。目前市場上具有提醒功能的藥盒大多只能通過聲、光提示病人服藥，其功能單一，不能滿足各類人群的使用需要。鑒于以上原因，本智能藥盒的目的在于提供一種不僅可以通過語音、強(qiáng)光進(jìn)行報警提示，同時還可以彈出藥盒以供病人取藥，而有效避免病人漏服、錯服藥品的智能藥盒。

1智能藥盒技術(shù)方案

本實(shí)用新型智能藥盒，包括殼體、設(shè)于殼體表面的數(shù)碼顯像管、控制按鍵、揚(yáng)聲器，以及殼體內(nèi)的控制模塊、警示模塊；控制模塊包括微處理器、功能驅(qū)動輸出電路、時鐘電路、時間顯示電路、語音錄放電路、電源單元。時鐘電路、時間顯示電路、語音錄放電路及電源單元分別與微處理器電路連接；警示模塊通過功率驅(qū)動輸出電路與微處理器電路連接。本實(shí)用新型智能藥盒可通過語音、強(qiáng)光進(jìn)行報警提示，并可彈出藥盒以供病人取藥，進(jìn)而可以有效避免病人漏服、錯服藥品。

2智能藥盒優(yōu)點(diǎn)

第一，可以設(shè)置服藥時間及自行錄入語音提示，時間到即可通過語音、強(qiáng)光及時提醒病人服藥，避免了漏服。第二，可根據(jù)設(shè)置自動彈出不同藥盒，即可根據(jù)不同的服藥周期，彈出不同的藥品，從而避免了錯服。第三，若沒有及時取走藥品，即發(fā)出聲、光報警，進(jìn)一步提醒病人或看護(hù)者服藥時間到，引起注意。第四，塑料吸盤作為藥盒的底座，能夠牢固吸附在任何平面上，不易碰倒。第五，內(nèi)置紐扣電池，在關(guān)閉電源后，仍能保證系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)丟失。第六，電源接口位于藥盒底層背面，方便為裝置提供電能。

摘要：基于對手部手指關(guān)節(jié)的屈伸、腕關(guān)節(jié)的彎曲運(yùn)動功能的分析，設(shè)計(jì)了手部多關(guān)節(jié)功能康復(fù)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了腦卒中引起的上肢肌無力患者手部多關(guān)節(jié)在一定角度范圍內(nèi)做屈曲和拉伸康復(fù)訓(xùn)練的同時還可以對其前臂屈肌群和伸肌群做輔助按壓式按摩康復(fù)。該系統(tǒng)具有功耗低，噪音小，體積小的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：康復(fù)訓(xùn)練；單片機(jī)；電磁閥；屈伸

1概述

腦卒中是一種突發(fā)的腦血液循環(huán)障礙性疾病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國腦卒中患者高發(fā)，每年新生增長率呈上升趨勢，且腦卒中后約有85%的患者伴有上肢功能損傷。主要臨床表現(xiàn)為10％手部首先受累，肢體無力，晨起關(guān)節(jié)無僵硬。所以如不在早期及時康復(fù)治療將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。而手部運(yùn)動功能的復(fù)健、恢復(fù)是偏癱康復(fù)難題之一[1-3]。對于手部無力的患者，首先應(yīng)該進(jìn)行被動康復(fù)訓(xùn)練和肢體功能性按摩。通過研制相應(yīng)的手部康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備不但可以幫助腦卒中引起的對側(cè)或雙側(cè)上肢肌無力患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練還可以減輕醫(yī)護(hù)人員或家庭成員的工作負(fù)擔(dān)。基于對手部關(guān)節(jié)的屈伸、腕關(guān)節(jié)的彎曲運(yùn)動功能的分析，設(shè)計(jì)了一種集手部多關(guān)節(jié)被動訓(xùn)練和前臂肌肉按壓式康復(fù)設(shè)備控制系統(tǒng)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

手部多關(guān)節(jié)功能康復(fù)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)由手部多關(guān)節(jié)屈伸訓(xùn)練模塊和前臂肌肉按壓式按摩模塊組成。

2.1手部多關(guān)節(jié)屈伸訓(xùn)練模塊設(shè)計(jì)。通過AT89C51單片機(jī)電路程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制和調(diào)節(jié)，電機(jī)轉(zhuǎn)動角度可根據(jù)實(shí)際康復(fù)訓(xùn)練需要進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)定；采用數(shù)碼管顯示電機(jī)角度、速度，并顯示訓(xùn)練時間。整個裝置由晶體振蕩電路、復(fù)位電路、顯示電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路按鍵模塊等組成。電機(jī)驅(qū)動選擇具有高壓、大電流雙H橋式驅(qū)動器的L298、鎖存器選用74LS373。整體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示圖1手部多關(guān)節(jié)屈伸訓(xùn)練模塊設(shè)計(jì)框圖手部多關(guān)節(jié)屈伸訓(xùn)練模塊整體電路設(shè)計(jì)如圖2所示，選用芯片L298作用直流電機(jī)驅(qū)動帶動手指多關(guān)節(jié)的伸展和屈曲，按鍵電路對直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、加速減速、開始、停止進(jìn)行控制。通過系統(tǒng)編程，L298芯片驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動，可根據(jù)自身實(shí)際訓(xùn)練情況進(jìn)行轉(zhuǎn)動角度（10°、20°、30°、40°、50°）、轉(zhuǎn)動速度（1-5擋，1擋最慢、5擋最快）的設(shè)定，并實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練開始時數(shù)碼管顯示康復(fù)訓(xùn)練時間。

摘要：電力電子技術(shù)以及PID是常用的電氣技術(shù)，其能高效完成控制以及調(diào)試任務(wù)。多功能清潔凈化器分為硬件層面和軟件層面，要求實(shí)現(xiàn)控制多元化及在不同環(huán)境下達(dá)到既定穩(wěn)定性。文中將探討在硬件層面使用電力電子技術(shù)及信息電子技術(shù)完成電能轉(zhuǎn)化及控制，在軟件層面使用PID算法調(diào)節(jié)各用電模塊在不同工作環(huán)境下的工作穩(wěn)定性及反應(yīng)迅速性。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；PID；信息電子技術(shù)；自動化；STM32；驅(qū)動；開關(guān)電路

0引言

多功能清潔凈化器是防災(zāi)科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目開發(fā)的使用工頻220V工作的系統(tǒng)，它是集物品清掃、室內(nèi)消毒、空氣凈化、房間除螨、異物除臭等功能于一體的小型電器。多功能清潔凈化器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件電氣系統(tǒng)搭建和軟件算法控制。系統(tǒng)要求控制多元化且能在不同環(huán)境下達(dá)到既定穩(wěn)定性，針對這一問題，本文將探討在硬件層面使用電力電子技術(shù)及信息電子技術(shù)完成電能轉(zhuǎn)化及控制；在軟件層面主要使用PID算法調(diào)節(jié)各用電模塊在不同工作環(huán)境下的工作穩(wěn)定性及反應(yīng)迅速性[1-3]。

1被控元器件及控制目的

我們將采用工頻220V的電能作為系統(tǒng)供電電源，經(jīng)過斷路器作用于系統(tǒng)確保供電安全。系統(tǒng)所用的工作模塊可分為220V的交流電模塊和12～3.3V的直流弱電模塊。由于各模塊正常工作電壓差別較大，需采用電力電子器件連接各模塊使得交流電模塊與直流弱電模塊能夠正常運(yùn)行，同時做到電能變換和控制，使得命令信號和反饋信號能夠正常傳遞。

1.1強(qiáng)電工作模塊

摘要：隨著電氣自動化技術(shù)的飛快發(fā)展和普遍應(yīng)用，人們的生活越來越自動化、便捷化、智能化。研究了一種基于單片機(jī)STC89C52控制的感光升降窗簾電氣控制系統(tǒng)。對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了總體方案，并詳細(xì)介紹了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低廉、利于推廣等特點(diǎn)，能夠滿足智能家居需求，具有良好的市場應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：STC89C52；感光；智能家居

0引言

高科技、智能化隨處可見，讓生活越來越便捷、舒適。而伴隨著21世紀(jì)人類在智能控制算法和電子技術(shù)方面的突破，最初的基于模擬元件的電子家用電器逐漸被智能化家居所取代[1]。現(xiàn)如今許多新裝修的房子會選擇智能窗簾，而現(xiàn)在樓房又是近花園式設(shè)計(jì)，其中低樓層周圍會有來往人流車流，傳統(tǒng)窗簾收卷方式主要為左右移動式和上卷式，當(dāng)打開窗戶時，窗戶的一側(cè)，比如左右移動式的左側(cè)或右側(cè)、上卷式的下側(cè)均處于暴露位置，來往人流、車流會觀察到室內(nèi)情況，影響到室內(nèi)的隱秘性。另外，現(xiàn)有窗簾無法根據(jù)室外光線的強(qiáng)弱自動收卷調(diào)節(jié)，需要人工經(jīng)常性操作，比如當(dāng)太陽剛剛升起時，人工打開窗簾至一定的位置，但當(dāng)太陽升起時，此時窗簾需要人工再次打開窗簾實(shí)現(xiàn)采光的完全，造成人工頻繁操作，因此采光和隱秘?zé)o法兼得，為使用者帶來很大苦惱。本設(shè)計(jì)就是為了解決以上問題，具體涉及是一種智能的感光升降窗簾，其主要功能是感知窗外的光照強(qiáng)度然后進(jìn)行判斷窗簾的打開和關(guān)閉。此過程不需要人為操作，由智能窗簾內(nèi)部控制器進(jìn)行控制。智能感光升降窗簾其結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)光線強(qiáng)弱實(shí)現(xiàn)遮光裝置從上到下的收卷，采光效果更好，并且隱秘性更好，適用于家庭、辦公室、賓館等場所使用。

1智能窗簾總體方案研究與設(shè)計(jì)

1.1感光升降窗簾的關(guān)鍵技術(shù)分析。在本次設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用了傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)等結(jié)合來達(dá)到讓智能窗簾自動化和智能化。根據(jù)室外光強(qiáng)度的狀況自動改變窗簾的開合，為室內(nèi)帶來充足的光照。而且在未來的發(fā)展趨勢中，還能根據(jù)室內(nèi)空氣濕度、溫度以及室外的環(huán)境狀況如下雨、起霧、陰天等，進(jìn)行分析判斷來控制窗簾的各種功能。

1.2設(shè)計(jì)的總體方案。主控為51系列單片機(jī)，通過硬件、軟件的設(shè)計(jì)來完成窗簾的控制要求。硬件主要是驅(qū)動部分也就是執(zhí)行元件，選擇的驅(qū)動電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)因此還需要步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器來驅(qū)動，通過步進(jìn)電機(jī)的選擇來控制窗簾的打開和關(guān)閉。還有輸入部分主要有按鍵控制、遠(yuǎn)程控制、光敏模塊、限位。使用軟件Keil5、運(yùn)用C語言進(jìn)行軟件的編程來實(shí)現(xiàn)控制要求。通過實(shí)物調(diào)試完成所設(shè)計(jì)的功能。智能窗簾控制裝置連接如圖1所示，圖中控制器的作用主要是數(shù)據(jù)的接收、處理、發(fā)送；感光裝置是本設(shè)計(jì)的核心其作用是采集光照強(qiáng)度然后送給控制器進(jìn)行處理；按鍵裝置和遙控裝置為整個系統(tǒng)的手動控制，采用了固定在窗簾下方位置的按鍵控制，和能夠遠(yuǎn)程控制的遙控控制兩種方法相結(jié)合可以防止遙控裝置丟失時或沒電時窗簾無法進(jìn)行手動控制。驅(qū)動電機(jī)是整個系統(tǒng)的執(zhí)行裝置通過控制器進(jìn)行控制主要是電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來帶動遮光裝置的升降。限位裝置的作用是保護(hù)窗簾防止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)超程。

摘要:針對當(dāng)前蓄電池充電器充電速度慢、效率低等問題，設(shè)計(jì)了基于STC12C5A60S2單片機(jī)控制的蓄電池快速充電器。詳細(xì)分析了快速充電器硬件電路各個模塊的工作原理，并對Buck主電路、驅(qū)動電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電流電壓采集電路、輔助電源等主要電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時還設(shè)計(jì)了基于PI控制的電壓、電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，并制作出了實(shí)物。通過對充電器恒流、恒壓充電模式進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明所制作的蓄電池充電器對蓄電池進(jìn)行恒流、恒壓充電方案的可行性與有效性。

關(guān)鍵詞:蓄電池;單片機(jī);充電器;恒流充電;恒壓充電

0引言

蓄電池是一種化學(xué)電源，是通過能量轉(zhuǎn)換而獲得電能的設(shè)備，具有容量大、性價比高、原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)［1］。當(dāng)蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，供電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。近幾年，在國家政策的支持下，蓄電池作為一種新能源廣泛應(yīng)用在電力電子系統(tǒng)中，特別是在工業(yè)上的全自動小車、電動汽車等方面發(fā)展最快。蓄電池技術(shù)的進(jìn)步帶動了信息、通信、電動汽車等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［2］。隨著蓄電池使用量的不斷增加，傳統(tǒng)的充電模式造成蓄電池的循環(huán)使用壽命變短和儲存容量下降，使蓄電池過早的廢棄，產(chǎn)生了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，高效、快速并且安全可靠的蓄電池充電方法就顯得很重要。本文以應(yīng)用于微電網(wǎng)中儲能蓄電池為研究對象，設(shè)計(jì)以STC12C5A60S2單片機(jī)為主控電路的蓄電池快速充電器，給出了詳細(xì)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過程，并提供了控制器的測試結(jié)果，測試結(jié)果表明所制作的蓄電池充電器對蓄電池進(jìn)行恒流、恒壓充電方案的可行性與有效性。

1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案包括硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要對Buck的拓?fù)潆娐贰Ⅱ?qū)動電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電壓電流采集電路、輔助電源電路、顯示與按鍵電路的設(shè)計(jì)，并對各電路的工作原理進(jìn)行分析;程序設(shè)計(jì)主要是對系統(tǒng)控制方法和恒壓恒流程序的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。蓄電池快速充電器由單片機(jī)主控系統(tǒng)、電流電壓采集電路、輔助電源電路、按鍵電路、Buck電路、驅(qū)動電路、顯示電路構(gòu)成。單片機(jī)主控系統(tǒng)是由單片機(jī)和外圍的復(fù)位電路、晶振電路、ISP1下載電路組成，通過調(diào)節(jié)脈沖占空比的大小，達(dá)到輸出恒流或者恒壓的目的。Buck電路的主要組成器件是MOS開關(guān)管。輔助電源為驅(qū)動電路和單片機(jī)提供可靠直流電壓，其電路是把接入的高電壓轉(zhuǎn)換為所需的電壓。驅(qū)動電路的作用是把單片機(jī)發(fā)出的PWM波進(jìn)行放大和隔離。電流電壓采集電路是對輸出端電壓電流的實(shí)時采集，反饋給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)