电路设计要点
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电路设计要点范文第1篇
关键词：电子设计自动化；课程特点；教学方法
作者简介：董素鸽（1983-），女，河南叶县人，郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院，助教；李华（1972-），男，河南郑州人，郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院，助教。（河南郑州451150）
中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）11-0046-02
电子设计自动化（EDA：Electronic Design automation）是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术，[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板（PCB）的设计和可编程器件的编程等各项工作中。
随着半导体技术及电子信息工业的不断发展，电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛，应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需，另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后，两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今，该课程已成为众多信息类学科的专业必修课，这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。
“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量，因此，优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历，总结经验，开拓创新，形成了一套特有的教学方法，旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。
一、“电子设计自动化”课程教学的特点
电子设计自动化是一个较为宽泛的概念，它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分，即采用硬件描述语言设计数字电路。因此，该课程的教学具非常突出的特点。
1.既要有广度，又要有深度
有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解，从而使学生从整个产业链的角度出发，把握电子设计自动化的真正含义，以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点，着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路，使学生具备电路设计的具体技能，并能够应用于实践和工作当中。
2.突出硬件电路设计的概念
在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中，多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言，与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此，在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别，并通过实例，如CPU的设计及制造过程，让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途，并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。
3.理论与实践并重
“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程，必须两者并重，才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想，[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固，同时在实践中锻炼学生的创新能力。
二、“电子设计自动化”课程教学方法总结
良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此，针对“电子设计自动化”课程的教学特点，笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。
1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界
电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中，并了解这个世界的大概，从而对这个领域产生兴趣，是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术，让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念，因此，可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入，通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频，让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法，并引出集成电路这个概念。
通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比，引出EDA的概念，并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中，通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用，提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解，更激发了学生的学习兴趣，使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。
2.以实例展开理论教学
“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分：[3]硬件描述语言（以VHDL语言为学习对象）、开发软件（以QUARTUS II为学习对象）和实验用开发板（以FPGA开发板为学习对象）。
硬件描述语言的学习属于理论学习部分，是重中之重。对于一门编程语言的学习来说，语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中，通常都是将语法作为主线，结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中，不仅不能学到精髓，还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。
如何能使学生既能掌握电路设计的方法，又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念，将编程思想的学习作为教学主线，在理论学习过程中，以具体电路实例为基础，引导学生从分析电路的功能入手，熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程，并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中，不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上，而语法的学习就显得不那么突兀，也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记，因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象，以避免学生遗忘，以此让学生明白，学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践，学生体会到语言学习的成就感，进一步提高了学习兴趣，此方法收到了良好的教学效果。
3.将硬件电路设计的概念贯穿始终
硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点，在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中，这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此，在教学过程中，从最初引入到最后设计电路，都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。
在讲述应用实例时，需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系，并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例，在VHDL语言中，if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路，不完整的if语句将产生时序电路，如果应用不当，会在电路中引入不必要的存储单元，增加电路模块，耗费资源。[4]而对于软件语言，并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性，可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。
如以下两个程序：
（1）entity muxab is
port（a，b：in bit；
y：out bit）；
end；
architecture behave of muxab is
begin
process（a，b）
begin
if a>b then y
elsif a
end if；
end process；
end；
（2）entity muxab is
port（a，b：in bit；
y：out bit）；
end；
architecture behave of muxab is
begin
process（a，b）
begin
if a>b then y
else y
end if；
end process；
end；
（1）（2）两个程序唯一的不同点在于：程序（1）中使用的是elsif语句，是一个不完整的if语句描述，而程序（2）使用的是else语句，是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。（1）综合的结果是一个时序电路，电路结构复杂，如图1所示。而（2）综合的结果是一个纯组合电路，电路结构非常简单，如图2所示。通过综合后的电路图比较，学生更深刻理解这两类语句的区别。
强化硬件电路设计的思想，可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格，培养一个优秀的硬件电路设计工程师。
4.通过实践拓展强化学生动手能力
“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程，学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力，因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识，并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。
笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法，让学生强化实践能力，收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四，此时他们的毕业设计已经开始进入选题，开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目，比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等，让学生体会电子设计自动化课程的实用性，激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队，让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统，比如遥控小车、温度测控系统等，鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程，有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐，也培养了他们的团队协作精神，为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。
三、结束语
掌握“电子设计自动化”课程的特点，有针对性地改善教学方法，充分调动学生的学习积极性，强化理论和实践教学相结合，一方面使学生把握课程的全局性，了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态；另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力，培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才，具有重要的社会意义。
参考文献：
[1]潘松,黄继业.EDA技术与VHDL(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]Roth,C.H.数字系统设计与VHDL[M].金明录,刘倩,译.北京:电子工业出版社,2008.
电路设计要点范文第2篇
【关键词】 电子实习 新模式 Altium Designer
1 引言
随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计在现代电子技术的发展和应用中扮演了非常重要的角色。大学生是未来科技文明发展的主力，因此在理工科大学生的电子实习课程中引入计算机辅助设计教学是时展的必然。电路设计与仿真方面的计算机辅助设计软件种类很多，其中Protel设计软件在我国拥有众多的用户，其升级版本为Altium Designer，功能更加强大，所以我校选择该软件作为电子实习课程的计算机辅助设计教学软件。该软件简单易学，具有常用的电路图设计功能、电路仿真功能和电路板设计功能，还集成了FPGA设计开发功能，并且兼容以前各个版本。
2 在电子实习中引入Altium Designer教学的具体实现方法
2.1 电子实习的流程
我校电子实习采用学生自主选题的方式，即由老师提供多个电路，如表1所示。学生根据自己的专业和兴趣进行选择，对于基础好的学生，允许其自立课题。学生对所选择的电路进行电路仿真、PCB设计与制作、电路焊接和调试，并最终制作成功一个产品。电路分为模拟部分和数字部分，学生主要学习模拟部分的仿真与设计。本文将以“红外线心律计”产品的模拟电路部分为例介绍Altium Designer软件的具体应用。
2.2 用Altium Designer软件进行电路原理图设计与仿真
使用Altium Designer软件可以方便地进行模拟电路的设计与仿真。采用计算机模拟仿真可以随时修改元器件的参数，随时观察仿真结果，缩短产品的开发周期。
（1）电路原理图的设计。红外线心律计的模拟电路部分由传感器电路、放大电路、滤波电路、整形电路组成。作用是由红外线传感器采集心跳信号，经过信号调理电路输出幅度足够大的方波信号，供后续的数字电路进行处理。
原理图的设计是电路仿真和设计电路板的基础，也是初学该软件的难点。主要有以下几个步骤，如表2。
在实践教学中，重点是针对学生经常会犯错误的操作进行讲解，有如下几个方面：
一是准确找到所需的元器件。教学中把常用元件所在的元件库和元件名称做在PPT的表格中，方便学生查找元器件。二是正确连接元器件之间的导线。要求学生必须把导线连接到元器件引脚的顶端，或者元器件之间的连接采用管脚对管脚的连接方式，防止电路开路。三是正确标注元器件的参数。在元器件的“Value”选项，正确标注该元器件的参数值，单位为国际标准单位。四是排除电气检查的错误。“ERC”检查会发现原理图中隐藏着的“BUG”，其中的“Error”必须排除，部分“Warning”可以忽略。
（2）原理图仿真。原理图绘制完成后，通过反复修改参数并仿真来达到设计的要求。传感器上得到的信号一般为10mV左右，放大器的设计要求的放大倍数在1000倍左右。滤波器的设计要求截至频率为10Hz左右。比较器的设计要求为能够输出占空比为50%左右的方波信号。仿真时，在电路的输入端加入10mV、1Hz的正弦波激励源，整个电路的工作电压为±12V。通过仿真观察各个输出点的波形，经过不断的调整，下图的参数能够满足设计的要求，如图1。
图2为各个主要点的瞬态仿真波形。第一个为激励信号的波形，第二个为放大后的波形，第三个是低通滤波后的波形，第四个是整型后的方波，该方波接到后续的数字电路。
2.3 用Altium Designer软件进行电路板设计
经过仿真验证的原理图经过设计成为能够焊接元器件的电路板文件，实现了虚拟电路到真实电路板的转变。一般有以下几个步骤，如表3。
电路板的设计工作比较复杂，因此在课程中选择了较为简单的模拟部分进行设计，而且电路板是在实验室通过手工制作，所以在教学中，有针对性地对以下几个知识点做重点介绍：
一是导入元器件时的错误。原因是原理图绘制有误，返回原理图修改对应的错误。二是元器件的排版和布线规则的设定。按照信号的流程从左往右排版，元器件排列均匀紧凑、美观。为了方便制板和焊接，电器间距值大于0.5mm，信号线粗0.5mm，电源线和接地线加粗到0.6mm―1mm，焊盘直径加大到1.6―2mm，电路板规划成大小合适的长方形，采用顶层布线、自动布线和手工布线相结合的方式。三是设计规则检查。“DRC”检查中的错误要认真排除，比如网络名称不同的导线不能交叉；没有导线连接的焊盘要仔细检查是否有误。
图3是设计完成的电路板图纸：
2.4 电路板的制作与调试
（1）电路板的制作。在实验室里采用手工制作电路板的方式，具有快速、便宜、方便的特点，满足简单电路设计调试的要求。一般经过如下几个步骤：
下图为焊接完毕的电路板，如图4。
（2）电路板的调试。电路板完成焊接后，进入调试环节。通入±12V的电压，在输入端接信号发生器产生的信号（或者接传感器），通过测试仿真时各个点的波形，验证了仿真结果与实际电路的测试结果相吻合。
3 结语
在电子实习中引入Altium Designer软件教学，不光使学生掌握了一种EDA软件的使用，更重要的是学习到了电路图的设计方法和电路板的设计方法，并与电子产品的设计紧密结合，为学生在以后的课程学习和工作上都有所帮助。
参考文献：
电路设计要点范文第3篇
在对电器的设计中,要等到客户对电器的线路的控制要求下达以后,再根据要求,结合当前的资金限制,以及现有的操作条件,选择合适的,同时具备经济性、合理性、安全性等多个方面的设备配置。在控制线路的设计操作中,首先应该对主电路进行优化设计。因为主电路是控制线路的设计基础,它是整个设计线路的总领,在运行过程中,起到绝对的领到地位,和支配地位。因此,主电路设计的优劣状况将会直接影响到电器的正常运行和控制线路的设计和控制器编程工作的复杂、难易程度。所以,我们首先要做的就是通过对主电路的设计和优化把设备的设计问题进行转化,在这个过程中,我们要注意一些基本的问题。当我们了解电气的控制线路的设计之后,就需要根据现行的控制任务进行认真的,具体的,谨慎的分析,具体问题具体分析,实事求是的解决问题,提出可行的操作方案。比如,在对发动机的电气的控制线路的设计时,首先要了解的就是,所需要的电动机的控制是点动控制、连续控制还是正反转控制等。只有全面的对电器的设备需求有所了解后,才能正确的处理问题,实现主电路的优化。在对电气的主电路的优化设计中,我们可以借用,或者说参考已经熟悉的电路设计。这样,既可以提高工作的效率,也能在一定程度上,帮助我们更完善的设计其它线路的优化。还有一个非常重要点,就是要注意及时利用工作原理来进行分析。当在操作过程中,遇到挫折或是瓶颈时,我们应该查看电气控制图。比如,我们在上文中提及到的电气原理图,以及电气接线图。这些图画的功能,可以帮助更好的了解问题,排查麻烦。也就是当你不知道怎么办时,首先应该想到的是查看工作原理图,然后再考虑把它转化为控制电路图。这样,有助于我们更好地对电气控制线路的优化设计。
2控制电路的优化
我们知道,一件电器的运行,需要各个零件的集体配合。正如我们所熟知的木桶效应一样,如果在设计中,存在一些短板,那么,电气线路的整体优化效果就会不如人意。因此,在对电气的主电路进行优化设计之后,我们也应该对其它部分进行整合与优化。比如,对控制电路的优化。当电气线路的主电路设计出来后,我们应该认真的,具体的对其探讨和分析,把对电器的控制转化为对接触器和继电器的控制,也就是提出更为适合的控制要求,然后进行控制电路设计和优化。对电气的控制电路的控制要求,是我们进行控制电路设计的基础和重要依据。只有认真分析主电路的设计,并且结合实际,完备的选择合适的控制方法和控制手段,才能得到具体的控制线路。当然,就像对主电路的优化设计一样,我们同样可以用已知的或熟悉的控制电路来对电器设备进行控制。因为在很多种情况下,我们会发现,虽然设备的运行不同,但实际上,其中的控制电路是完全一样的。因此,我们可以借鉴已知的电路来帮助我们更好更快的解决当前的问题。这样,可以简化我们的设计工作,节约操作用时,提高工作效率。
3控制方法的优化
俗话说,只有对症下药,才能彻底解除病症。在对电气的控制电路的优化中也同样如此。选择对一个正确的控制方法,对于我们的工作来说,简直就是事半功倍。因此,我们要谨慎的选择控制方法。当然,在这个过程中,是一定要符合要求进行选择的。比如,如果选择的控制方法和控制手段不合适则会使控制电路的设计工作复杂或难以进行。举个例子,在对一件电器的设计中,选择手动控制,还是自动控制,就需要结合当前的情况,来进行选择。如果是设计走廊的声控灯那么,灯亮以后的熄灭,就需要线路的自动控制来进行。如何选择手动控制,就会加大人们的操作,那么显然,这样的设计,就是不合理的。再比如,一件电器的手动控制和时间控制,同样也需要根据实际来正确选择。在煲饭的电压锅中,人们所需要的,就是食物烹饪结束之后,能够自行关闭电源,这样,既可以便捷的通知我们食物的烹饪状况,又可以节约电能。由此可知,电气的控制方法的选择,对于电气控制线路的优化的重要性。
4接触器控制系统的优化
在电气的控制线路的优化中,接触器控制系统的优化,也具有非常重要的作用。继电器接触器控制系统中,主要是通过触点之间的接触运作,进而控制电气设备而运行的。也就是通过常开触点以及常闭触点二者组合而成的。通过一些物理知识,我们可以了解到一些对接触器的控制系统的优化。比如,当几个条件中,只要具备一个其中任何一个条件,所控制的电器线圈就能通电,这时可以使几个常开触点采用并联的方法来实现。而当几个条件同时具备,使电器线圈通电,可以使这几个常开触点串联,进而能够正常运行。复合按钮的使用,也可以促进控制线路的优化。也就是说,当控制要求中,有一次动作要求连续进行几个动作指令才能完全进行时,就可以采用复合按钮。比如,在日常的家居电器中,很对按钮都可以采用复合按钮。最常见的就是电源的开启与关闭功能,时间预约与时间增减等等一系列情况。
5结语
电路设计要点范文第4篇
关键词：低压小管径 燃烧机 负压燃烧 电路设计
柳钢医院是下属于柳钢（集团）公司的一所大型国家二级甲等综合医院，担负着整个柳北片的近十万人的卫生保健工作，近年来在集团公司的大力扶持下，医疗业务飞速的发展，医院原有的一台1吨手动炉，医院的食堂、洗衣房、消毒等医疗用气无法供应，经常出现供汽不足的现象，严重影响医疗业务的正常开展，为此医院决定购买一台三吨的燃气锅炉解决现存的问题，招标湘潭锅炉产品WNS-3到货后在现场小管径低压民用煤气条件下厂家虽做了改进仍无法正常运行。主要原因是国产WNS系列燃油燃气锅炉为正压燃烧状态，以3吨炉为例，每小时燃气量大约在300至500立方米，压力要求5-15KPa左右，供气管径150mm。对于工业区或生产区域不论压力或管径都不存在问题，但现城市煤气压力考虑安全因素设计在1Kpa。分布到各商业和生活区终端用户的支管直径是50-80mm。而医院基本分布在商业和生活区，必须使用3吨以上锅炉才能达到要求。经咨询多家知名国内外品牌燃烧机供应商均无法提供可用的燃烧机，后供销双方经友好协商达成共同设计开发低压煤气工业锅炉的协议，要进一步改造才能达到要求。
1、燃烧风压系统的设计与改造
原炉膛压为正压燃烧，采用前鼓风方式，喷嘴火焰长约0.2m，焰色为亮蓝色，烟道温为120℃，测前风压1KPa。
2、电路改造设计及说明
2.1 启动电路
启动电路由基本自锁启动电路组成，整个电路的供电由空开引自炉体控制电路，当启动钮按下信号经启动开关J2点火阀常闭点送到启动继电器线圈J启得电，J启常开点自锁，燃烧机启动。本电路设计要点是引入了由J2点火阀继电器常闭点及风门调节阀零位信号微动开关组成的风门零位检测电路，因为在燃气炉点火瞬间如果风门与主调节阀处于非零位状态会导致大量的煤气涌入炉膛发生爆炸，所以点火瞬间必须保证主阀和风门的零位，从电路上看如果点火时，J2常闭点打开，如果阀位不在零位，则整个启动电路失锁保护，实践证明，现场曾发生多次电动阀故障该电路均灵敏的进行了保护，当点火过程完成，J2闭合，电动阀可以切入调节功能。
压力控制电路设计到蒸汽压力控制和风压的控制。蒸汽压力控制电路设计在风机主回路中，原机是利用炉体上的压力控制器控制，现改为在J启启动继电器常开点后串入，到压值为0.8MPa，重启炉值为0.7MPa，利用了智能数字式蒸汽表的AL2上上限触点，优点是每次到压停止后，回压0.7MPa再启动可以完成所有风机重要保护点的测试。风压是燃烧机正常燃烧的重要保障，如果负风压不够，导致燃烧不完全，如果无风压则会导致无氧熄火后煤气进入炉膛引起爆炸；或在燃烧机喷嘴处燃烧造成燃烧机烧毁的故障。但风压开关本身的故障和引压管道的堵塞造成虚风压信号是常见问题，因此必须设计一个简单且能实现风压检测开关是否正常的自诊电路，附加功能要包含在风压的正常保护电路中，该电路的附图如上，原理如下：风压检测开关正常的工作过程是启动信号经AL2到风压开关3号中点，经开关L低位送至CJ线线圈，CJ得电自锁风机启动，炉膛产生风压传导至风压开关，风压开关跳至H位，启动信号经风压开关的H位、CJ的闭合触点送到SJ1延时吹扫继电器，燃烧机进入吹扫程序。假设风压引压系统或风压开关故障时的情况，如果风压回路堵塞或风压开关故障，风压开关不能跳到H位则不能启动延时吹电路。同样因堵塞或风压开关故障造成的风压开关在H位不回跳形成的虚假信号，因CJ线圈不能得电自锁，风机电路不能启动，间接的完成了风压传导管路和风压开关的自诊断功能。
煤气调节阀与风门为联动阀，有两个基本功能需要重新设计，一是吹扫时风门最大，小于0.3MPa时与点火时风门关闭到最小，大于0.3MPa时由智能表PID控制风门和负荷，功能的实现是以各条件继电信号的互锁实现的。按流程分析：第一种状态，启炉后由蒸汽压力为零，智能表输出20mA电流，经J2未点火常闭点，至CJ闭合点再到J4常闭点汇到调节阀，调节阀全开，完成全风压吹扫；第二种状态，吹扫结束J4常闭点打开，下支路J3未检到火处于打开状态，调节阀无信号回路，回到零位；第三种状态，点火时刻J2常闭点断开，信号与调节阀断开，调节阀处于零位；第四种状态，点火结束，J4断开，蒸汽压力AL1小于0.3MPa断开，上下支路无电流，调节阀处于零位全炉小火工作；第五种状态，燃烧机正常工作到蒸汽压力大于0.3MPa，AL1闭合电流信号经J2点、CJ点、AL1点、J3点进入调节阀，调节阀受控调节风门及负荷；J3的设立是为了在蒸汽压力大于0.3MPa的状态下，锅炉重启吹扫状态下强迫阀位归零的继电信号。
燃气锅炉最核心的安全保障是一套双冗余的气动双推90度角阀，锅炉的心脏是燃烧机，但燃烧机的心脏是气动主阀，选用气动阀是基于燃气锅炉的多方面要求考虑的，气动阀优点是切断速度快、防爆性能好、结构简单、故障率低、断电时能可靠复位归零。为保证阀门泄漏而导致的爆炸事故，煤气主阀还担负了检漏阀的任务。
（2）加入两路喷嘴温度监测，一路为数字仪表，一路为温度开关，当燃烧机产生爆燃、缺氧燃烧等不正常的燃烧状态时以温度升高的表现形式在喷嘴处体现。当异常状况瞬间主气阀切断阻止事故发生。
（3）炉前位风量监测：本炉原设计为前鼓风机正压燃烧，改为后引风机负压燃烧方式后会出现一个新的问题，就是当炉膛、风门阻塞时，实际炉膛负压值很高，产生虚假信风压号，解决的办法是在燃烧机进风口加一风流量检测器，原风压开关作为冗余设计和风机反相识别使用。
电路设计要点范文第5篇
一、前言
随着近几年对速率的要求快速提高，新的总线协议不断的提出更高的速率。传统的总线协议已经不能够满足要求了。串行总线由于更好的抗干扰性，和更少的信号线，更高的速率获得了众多设计者的青睐。而串行总线又尤已差分信号的方式为最多。而在我们的项目中的PCI-Express串行信号线正采用了LVDS技术。
二、串行LVDS信号的PCB设计
2.1差分信号的概念和有点
差分信号（DifferentialSignal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都采用差分结构设计。何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”，而承载差分信号的那一对走线。差分信号与普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面:
抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪音干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。能有效抑制EMI.由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以互相抵消。耦合的越紧密，相互抵消的磁力线就越多。泄露到外界的电磁能量越少。
时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的焦点，而不像普通的单端信号依靠高低两个阀值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS就是指这种小振幅的差分信号技术。
2.2LVDS信号在PCB上的设计要点
LVDS信号被广泛的应用于计算机、通信以及消费电子领域，并被以PCI-Express为代表的第三代I/O标准中采用，而在我们的项目中PCI-Express信号正是采用LVDS信号。LVDS信号不仅是差分信号，而且还是高速数字信号。因此LVDS传输煤质不管使用的是PCB线还是电缆，都必须采取措施防止信号早煤质终端发生反射，同时应减少电磁干扰以保证信号的完整性。只要我们在布线时考虑到以上这些要素，设计高速差分线路板并不很困难。LVDS信号在PCB上的设计要点：
布成多层版。有LVDS的电路板一般都要布成多层板。由于LVDS信号属于高速信号，与其相邻的层应为地层，对LVDS信号进行敝屏防止干扰。对于密度不是很大的板子，在物理空间条件允许的情况下，最好将LVDS信号与其他信号别放在不同的层。LVDS信号阻抗计算与控制。LVDS信号的电压摆幅只有350mV，适于电流驱动的差分信号方式工作。为了确保信号在传输线当中传播时不受反射信号的影响，LVD信号要求传输线阻抗受控，通常差分抗阻为100+\-10Ω阻抗控制的好坏直接影响信号完整性及延迟。如何对其进行阻抗控制呢？
确定走线模式、参数及阻抗计算。LVDS分外层微带线差分模式和内层带状线差分模式。阻抗可以通过合理设计参数，利用相关软件计算得出。通过计算，阻抗值与绝缘层厚度成正比，与介电常数、导线的厚度及宽度成反比。
走平行等距线及紧耦合原则。确定走线线宽及间距后，在走线时严格按照计算出的线宽和间距，两线的间距要一直保持不变，也就是要保持平行（可以放图）。同时在计算线宽和间距是最好遵守紧耦合的原则，也就是差分对线间距小于或等于线宽。当两条差分信号线距离很近时，电流传输方向相反，其磁场相互抵消，电场相互耦合，电磁辐射也要小的多。而且要两条线走在同一层，避免分层走线。因为在PCB板的实际加工过程中，由于层叠之间的层压对精确度大大低于同层蚀刻精度，以及层压过程中的介质流失，不能保证差分线的间距等于层间介质厚度，会造成层间差分对的差分阻抗变化。
走短线、直线。为确保信号的质量，LVDS差分对走线应该尽可能地短而直，减少布线中的过孔数，避免差分对布线太长，出现太多的拐弯，拐弯尽量用45°或弧线，避免90°拐弯。
不同差分线对间处理。LVDS对走线方式的选择没有限制，微带线和带状线均可，但是必须注意要1有良好的参考平面。对不同差分线之间的间距要求间隔不能太小，至少应大于3-5倍差分线间距。必要时在不同差分线对之间加地孔隔离以防止相互间的串扰。LVDS信号尽量远离其他信号。
LVDS差分信号不可信号以跨平面分割。尽量两根差分信号互为回流路径，跨分割不会割断信号的回流，但是跨分割部分的传输线会因为缺少参考平面而导致阻抗的不连续。
接收端的匹配电阻的布局。对接收端的匹配电阻到接收管脚的距离要尽量靠近。同时匹配电阻的精度要控制。你对于点到点的拓扑，走线的阻抗通常控制在100,但匹配电阻可以根据实际的情况进行调整。电阻的精确度最好是1%-2%因为根据经验，10%的阻抗不匹配就会产生5%的反射。
三、结语
有以上分析可知，在高速串行信号的设计中，不仅考虑电路设计，其版图设计也很重要，而随着信号的频率越来越大，影响信号的延时、串扰、信号完整性等因素越来越复杂。同时控制这些因素的影响也越来越困难，工程师必须深入的分析布线设计，科学的分析方法，才能给复杂的高速设计正确的指导，减周期确保设计成功。
电路设计要点范文第6篇
DSP信号采集滤波
1引言
传感器及其相关电路被用来测量各种不同的物理特性，在工业现场或科研实验中，常常需要通过各类传感器采集如：温度、压力、位移、速度、加速度等物理量信号，并及时进行分析处理，以便进一步实施控制。TI公司的TMS320系列的C2000芯片是专为工业自动化和传感、测量、控制而设计的，能以数值计算的方式对信号进行采集、变换、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。本文针对一个工业现场智能隔振装置中信号类型多样、极性、幅值大小不同的情况，设计基于TMS320F2812DSP的信号采集系统，实现多路信号的高速采集和处理。
2信号调理电路设计
系统硬件设计以TMS320F2812为核心，利用运放升压电路和仪表放大器将传感器信号进行调理，以符合模数转换器件的工作范围。
2.1电流信号调理电路设计
仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（CMR）。它们通常不需要外部反馈网络。
4mA～20mA电流传感器的信号是单端的，这一开始就提出了需要一只简单的分流电阻器以便把电流转换成电压加到ADC的高阻抗模拟输入端。为减少由线路电阻引起的，与电流相关的失调误差，增强抗干扰能力，采用了差分输入方式检测电流信号，经仪表放大器隔离放大，加到ADC输入端。在本系统中，一只24.9Ω 的分流电阻器在AD627的输入端产生介于100 mV（对应4mA输入） 与500 mV（对应20mA 输入）之间的最大差分输入电压。在不存在增益电阻器的情况下，AD627 把 该500 mV 输入电压放大5倍达到2.5 V，即ADC 的满度输入电压。图1为系统对4mA～20mA电流型传感器的信号采集电路。
2.2电压信号调理电路
电流型传感器的信号是通过上述仪表放大器调理电路转化为电压信号的，电压型传感器信号可以直接通过运算放大器输入到DSP的A/D模块，由于F2812的ADC模块要求0～3V的模拟输入电压，为使电平匹配及保护DSP片内的A/D模块，必须在DSP的A/D模块前加一个电压转换电路，将双极性电压转换到以ADC半量程为中心的单极性电压。对于±1V双极型电压，通过一个运放组成的加法器，调整ADC输入电压范围在0.5V～2.5V。如图 2所示，在输入信号上叠加一直流分量，直流分量的大小可由电位器R5来控制，这样通过调节电位器必然可使输入到DSP A/D模块的信号在0.5V～2.5V内。
3 A/D转换模块
电流型传感器信号是通过上述仪表放大器调理电路转化为电压信号的，电压型传感器直接通过运放加法器（如OP07DP）进入ADC模块。经调理的模拟量送DSP控制器内置的12bit A/D转换模块，同时通过校准电路提高采样精度。采集数据的存储、分析和处理由DSP完成。
3.1 F2812内置 A/D转换器特性
本系统采用TMS320F2812 DSP芯片内置12bit A/D转换器，其前端2个独立的8选1多路切换器和双采样/保持器，构成16个模拟输入通道。通道在数量上能够满足系统传感器个数要求，且留有余地；传感器信号刷新频率较低，最大不超过10kHz，F2812内置ADC在25MHz的ADC时钟下采样频率可达12.5MSPS，显然能满足要求；12bit ADC在3V满输入范围下，具有0.7326mV（3V/4095）极限分辨率，考虑到在上述调理电路中，3V ADC前端采用5倍增益的仪表放大器，它将电路的系统分辨率从0.7326mV提高到0.1465mV，足以满足系统测量分辨率的要求。与此同时，该电路将满刻度范围降低至600mV（3V/5）。
3.2 A/D校准电路设计
理想情况下，模拟输入电压x和其对应的数字量y之间是如下线性关系：y=xk×mi（1），式中mi=1.0000为理想情况下归一化x-y直线的增益；k=3.0/4095为12bit ADC模块的极限分辨率。由于存在增益误差和零点偏移，实际系统输入ADC的电压为：y=xk×ma+b （2），式中ma为实际增益，b为零点偏移量。对于TMS320F2812 DSP芯片特性有：0.95
-80
由（2）和（3）式可知，在ma=1.05，b=80和ma=0.95，b=-80时误差最大。为提高测量精度，需要根据每次转换的ma和b，对计算的模拟量进行修正。本系统将两路A/D通道A6、A7作为校准通道，通过高阻抗的精密电阻对3.3V电压分压，得到两对参考电压及对应的转换数字量 （xH ， yH）、（xL ， yL）。容易推导出：ma=（yH-yL）（xH-xL）k
b=yL-xL×ma（4）。
可以得到经过校准后的模拟量：x=y×kma-b（5）。
考虑本系统中有双极性电压转换为单极性电压，可以在A6端选择中点（1.5V）作为参考电压，A7端输入0.5V作为另一个低参考电压。如此，系统牺牲两路A/D通道以换取采样精度的提高。校准测量电路如图3所示。
4 数字滤波处理
为消除信号在外界干扰情况下形成的尖峰信号及零漂等问题，提高测量精度和稳定性，需要对信号进行滤波处理。与模拟滤波相比，数字滤波可以避免模拟滤波无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。用DSP芯片实现数字滤波具有较高的稳定性和灵活性，且精度高、不受外界影响。利用TI公司针对C2000系列提供的用于数字滤波的库文件（filter.lib），同时借助MATLAB的专门用于滤波器设计和分析工具FDAtool（Filter Design & Analysis Tool），可以帮助软件设计者快速、高效的实现16位定点FIR滤波和IIR滤波。
以测量的振动加速度信号为例，需要对数字信号进行数字滤波处理，滤除大于1kHz的高频信号。系统采有限冲击响应（FIR）滤波算法，FIR滤波器优点是总是稳定的而且具有精确线性相位，允许实现多通道滤波器。其关键是根据实际需要，采用合适的滤波函数并得到滤波系数。
由于F2812是16位定点DSP，设计出低通滤波器后，要在DSP上实现还需要定标，即需要确定运算中小数点的位数，也即确定Q值。
5 结束语
本文设计并实现了一个基于DSP的数据采集系统。介绍了在具有多种信号输入模式的情况下，如何利用运放和仪表放大器实现信号调理；提出一种A/D校准电路和算法，结合数字滤波器的设计，提高了DSP内置A/D转换器测量精度，在简化了硬件设计的同时获得了比较好的性能。
参考文献：
[1]A DESIGNER'S GUIDE TO INSTRUMENTATION AMPLIFIERS. AD INC，2004.
[2]AD627 - Micropower， Single and Dual Supply Rail-to-Rail In-AMP. AD INC， 2005.
[3]TMS320C281X System Control and Interrupts Reference Guide（Rev.B）. TI，05 NOV 2004.
[4]TMS320C281X Inter-Integrated Circuit Reference Guide. TI，05 NOV 2004.
电路设计要点范文第7篇
1 引言
随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展和一些新型元器件的应用，扩频技术已经广泛地应用到通信的各个方面。图1所示是一种扩频通信系统的原理框图。
一般情况下，扩频通信系统中的发射机和接收机都必须预先知道一个预置的扩频码，这种扩频码实际上是一个足够长且尽量接近于噪声的伪随机数字序列。系统通过伪随机码的捕获与相关可以获得二分之一码元宽度的同步精度。这样，伪随机码的质量以及跟踪和同步的精度对通信质量有着直接的影响。因此，设计性能优异的高共模抑制比、低噪声前置放大器对于扩频通信系统有着重要意义。MAXIM公司的差分放大器MAX4145芯片以其出众的性能在通信系统设计中应用很广，其指标完全可以满足扩频通信系统中伪码产生电路的要求。MAX4145系列芯片速率高、失真小、带宽宽而且共模抑制比高，是高速数据传输系统中差分电路的理想器件，因而可广泛应用于差分信号至单端信号的转换电路、双绞线与同轴线的转换设备、高速差分信号接收电路、高速放大设备、数据采集设备以及医疗器械等方面。
2 MAX4145的工作原理和性能特点
2．1 MAX4145的工作原理
MAX4145采用差分模式工作。它具有信号摆幅小、偶次谐波分量少、对噪声的抗干扰能力强等特点，相对于单端输入方式，MAX4145可提供更优的谐波失真（THD）和无杂散动态范围（SFDR），因而具有较高的共模抑制比（CMRR）。
MAX4145内部采用三运放组合技术，可完成差分输入、增益放大和信号输出三种功能。其内部结构如图2所示。其中，运放A1和A2完成差分输入和增益放大功能，运放A3主要进行信号的输出和阻抗匹配。
MAX4145除了具有输入阻抗大的特点之外，其前级的共模增益失调及漂移产生的误差可相互抵消，并可抑制后级共模信号， 同时可将双端信号变为单端输出，以适应接地负载的需要。除了三个运放之外，MAX4145还包括输出短路自保护电路和输入保护电路，从而增加了芯片的抗毁性。通过外接电阻RG可对增益在＋1V／V～＋10V／V范围内进行设置。将RG接在管脚RG－和RG＋之间时（见图2），其增益的计算方法为：
G＝AV＝1＋（1．4kΩ／RG）
共模抑制比是衡量差动放大器对共模信号抑制能力的一个参数，该参数值越大，表明抑制能力越强。
2．2 MAX4145的性能指标
MAX4145的主要性能参数如下：
增益可调范围为＋1V／V～＋10V／V；
－3dB带宽为180MHz（VOUT≤0．1VRMS，AV＝1V／V）；
压摆率SR＝600V／μs（－2V≤VOUT≤＋2V）；
共模抑制比CMRR＝75dB（f＝10MHz）；
无杂散动态范围SFDR＝－92dBc（f＝10kHz）；
噪声为3．8nV／√Hz（G＝＋10V／V）；
建立时间ts＝20ns（－2V≤VOUT≤＋2V，to 0．1％）；
掉电模式电流为800μA。
3 MAX4145应用注意要点
可以通过将SHDN置高来使MAX4145工作在掉电模式，此时输出为高阻态。
差分模式通常要求IN－和IN＋对称驱动，也就是说，两个输入信号在连接到IN－、IN＋的驱动电路以后，其相位必须保持一致，并尽可能降低其共模增益误差。
在普通应用中，REF接地时，SENCE可同OUT相连。而在一些信号传输距离较长的应用中，可将SENCE和OUT同时连接到负载，这样可以补偿距离损耗，降低电压误差。为了降低输出增益误差，增大频率响应，设计时应尽量降低SENCE端的电容和阻抗，同时输出端REF和SENCE的匹配问题也很关键，因为REF和SENCE端的失配会导致共模增益损失。
在一般使用条件下，当端接阻抗为非容性负载时，MAX4145具有最佳的AC性能。而一般在负载电容不超过25pF时，输出电压不会发生振荡，但对频率响应则会产生一定的影响，因此，如果负载电容过大，输出就会产生振铃。为了驱动容性较大的负载，降低信号振铃，可以在放大器输出和负载之间加上隔离电阻，隔离电阻阻值可由信号频率和负载容性来确定，此时的带宽将由隔离电阻和负载电容组成的RC环路来决定。因此，增大负载容性会降低整个电路的信号带宽，而隔离电阻则会降低分配到负载的电压。
4 在伪随机码产生电路中的应用
4．1 伪随机码产生电路
伪随机码序列一般可以利用移位寄存器网络产生，该网络由R级串联双态器件移位脉冲产生器和模二加法器组成。图3所示是一个简单的四级移位寄存器网络示意图，该网络可以产生码长为15的伪随机码。
利用FPGA可实现移位寄存器网络以产生伪随机码信号，并实现逻辑控制和时钟分配等功能。对于FPGA输出的TTL信号，其处理方法有两种：一种是直接送至运放进行信号调理输出；另外一种是将TTL经过D／A转换及信号调理后再输出。经过分析与实际测试，笔者发现?由于FPGA输出的信号相位抖动较为严重，甚至会造成信号边沿不稳，而且存在着严重的寄生信号，因而输出的伪码质量较差；而如果经过D／A转换后再进行调理输出，这种影响会得到削弱，信号质量会得到提高，因此第二种方法更为可取，在实际应用中，笔者就选择该方法进行电路设计，并选择差分电流输出型D／A经过MAX4145放大后直接输出。
基于MAX4145的伪随机码产生电路原理框图如图4所示。 该伪随机码产生电路在工作时，系统可以通过并口将伪码数据分配给FPGA，也可由FP-GA自主产生伪码信号，同时由FPGA完成信号处理、时钟分配、码同步产生以及波形存储等功能。 MAX4145的作用主要是完成差分到单端输出的转换和放大。
4．2 MAX4145应用电路设计
根据系统对伪随机码的需求，MAX4145的应用电路设计如图5所示。图中，输入信号IN＋和IN－由上级D／A转换后，再经匹配电路送至MAX4145。在输出电路中，REF接地，SENCE和OUT相连，该电路的增益约等于4。
4．3 结果测量和分析
对于伪随机码，通常主要关注的是其超调量和边沿上升时间。笔者对该系统中MAX4145的输入差分信号和输出单端信号分别进行了测量，其测量结果列于表1。
电路设计要点范文第8篇
关键词：旋转；LED点阵；单片机
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0267-02
LED旋转屏利用人的视觉暂留效应，通过高速旋转的LED灯阵列，形成一个360?环形画面，创造立体效果，不管人站在那个角度都能看到显示的内容。因该制作使用无线供电，相对于直接供电，造价相对较高，推广有一定的难度，但现在无线供电的效率越来越高，相信在不久的将来它一定能够得到推广。
1 总体设计方案
1.1 设计要求
设计一个旋转LED汽车信息显示屏，具有车辆信息显示，日期时间显示，车辆到站提示，不同线路的显示颜色不同。
基本要求：1）显示车辆信息；2）车辆到站提示；3）能够长时间的运作（至少12小时以上）。
1.2设计原理
本设计的核心原理使用的是视觉暂留效应[1]，具体原理为：电动机带动一排由单片机控制的LED线阵高速旋转，在短时间内产生一个由运动而成的“LED点阵”，不停地刷新LED，上一时刻由LED发光所形成的影像在大脑暂存，下一时刻的影像又马上出现，便完成了图案、字符的显示。根据研究表明，当图像的刷新率达到当物体运动速度达到25转/秒以上时，大脑无法辨别物体的运动。这也是早期胶片式电影所采用的帧速率）时，人眼便不会感受到因图像变换而产生的“跳动感”。如图1所示为人眼暂留效应示意图。
一般的led显示是采用的是逐行换位下移点亮器件的扫描方式来显示所需要的信息，它需要点亮足够led才能正常显示。旋转led则通过旋转扫扫描的方式代替逐行扫描。如图 2所示为一般led显示示意图，图 3 为旋转扫描示意图。
1.3概念设计
旋转LED汽车信息显示屏主要由屏幕显示、外壳、供电系统、控制系统四大主要的功能组件构成，每个功能组件又细分为一些具体功能元件，概念框图如图4 所示。
1.4 实现方法
本系统以AT89C51单片机为核心控制模K，充分利用了旋转模块、led驱动障模块、电源模块、串口通信模块、复位模块、电机驱动模块。通过实践操作与程序调试，实现旋转信息显示站台设计；综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等使站台能够旋转，利用人的视觉暂缓原理，实现信息显示。设计整体模块框图如图5 所示。
2主要单元模块设计
2.1 LED旋转模块方案设计
本课题中的LED是在高速旋转的过程中显示的，这就必须保证旋转的稳定性和精确性，这样可以避免在高速旋转时系统出现故障导致崩溃以及存在的各种安全隐患。因此提出采用步进电机来控制显示屏旋转。因为步进电机能使步距角变更为其固有步距角的1/n，同时也完全消除电机在低频时的振荡，大大增强了驱动能力。由于它不受负载变化的影响，有这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，所以大大增强了步进电机在运行的过程中的旋转稳定性和精确性。另外步进电机的抗干扰能力比较强，控制起来简单，因此旋转LED显示屏显示效果的清晰程度得到了保证。
2.2 电机转速调节方案设计
电机转速调节方案设计要求电机可以通过调节改变转速，达到稳定显示的效果。因此采用基于单片机的PWM直流调速方案。此方案硬件上采用单片机，设计了一种直流电机高速系统。软件上通过用C51语言编程单片机产生PWM脉冲信号的输出，通过键盘调节速度档位给定值，实现按给定值跟踪，在LED显示器上显示，最后再由单片机输出PWM脉冲信号，从而实现控制和调整直流电机转速和转向的功能。
2.3 LED显示模块的设计
2.3.1 LED屏制作方案设计
由于本设计考虑到设计的大小以及重心的问题，所以采用贴片技术方案，贴片体积小，做出来的产品美观、大方，设计的主板也不会很大。
2.3.2 LED驱动电路设计
LED 供电的原始电源目前主要有三种：即低压电池、太阳能电池和交流市电电源。无论是采用哪一种原始电源，都必须经过电源变换来满足 LED 的工作条件。这种电源变换电路，一般来说就是指的 LED 驱动电路。
本设计要求能够显示图案和字符，因此选用32颗LED阵列进行显示。LED的驱动方案主要有I/O口直接驱动和锁存器驱动。两种驱动方式相比较，锁存器驱动虽然会导致增加几个原件，但是大大程度上释放了点单片机的I/O口，还大大减少了LED的损耗，起到保护与驱动的作用。故本设计使用三线SPI（Serial Peripheral Interface）接口的74HC573D串入并出锁存芯片级联，来完成对32颗LED的独立控制。
2.4供电模块设计
2.4.1底座供电电路设计
由于本设计使用的是12V的直流电机，供电系统采用的是220V市电作为电机的工作电源。但是220V的电压过大不能直接在12V的直流电机上使用，否则会损坏电机，所以需要将220V的市电转化为可以驱动电机的电源。因为系统还需要给单片机提供工作电压，单片机是整个设计的核心模块，所以必须要能正常工作，才能使设计达到要求，单片机的工作电压一般为5V，所以供电电路还要将供给电机的12V电压在降压到5V提供给单片机，使单片机正常工作。
2.4.2 旋转部分供电电路设计
本设计采用无线供电系统，通过将底座供电电路得到的5V电压输送给旋转体系统。无线供电制作起来简单方便，只需要计算好线圈的圈数，设置好输出电压即可。
无线供电系统类似于简易的变压器，所以根据理想变压器原副边匝数比公式 n1/n2 =V1/V2。其中V1是输入电压，V2是输出电压。n1与n2分别为主线全和次级线圈。
2.5 旋转支架设计
为了使设计能够平稳旋转显示，需要对底座进行设计，其中最需要考虑的就是重心问题。如图6所示，因为要是设计旋转，所以显示屏是十字型的，电机的调整还需要后期测试得到稳定的位置。
2.6 单片机核心控制模块
单片机是控制整个系统的核心，它连接着电机驱动电路、LED驱动电路，控制着整个旋转led站台信息显示。本设计以单片机为核心控制系统，实现通过电机旋转达到显示信息的目的。也就是说，当按下控制按钮，电机启动，带动LED旋转。当按下减速或者加速按钮，通过单片机PWM调制输送脉冲信号，达到电机的减速效果。电机的速度决定LED显示清晰与否。
据本课题的设计要求，所选芯片必须要具有的就是方便的编程下载能力，足够的I/O端口和中断引脚，足够高低运行速度。STC89系列单片机还具备除满足以上基本条件以外的超强抗干扰、高速、低功耗、指令代码与传统8051单片机完全兼容的增强型8051单片机等诸多优点。因此这里选择国产宏晶科技生产的STC89C51RC为控制单元的主控芯片，采用的是PQFP-44封装类型。
3 总结
本设计虽然实现了设计的基本要求，仍然存在一些不足的地方，比如重心偏移，电机旋转时产生抖动，应该在设计时对PCB布局进行科学的分析，调整重心；LED显示屏只能显示简单的文字，最好能做成三维立体的彩色屏。这些都有待改进。
参考文献：
[1] 李发海，王岩.电机与拖动基础[M].2版.北京：清华大学出版社，2001.