北交大电子系统课程设计报告（最终版） - 图文(5)

3.2.2 电路调试问题

在电路调试过程中出现诸多问题，以下是部分典型问题的整理。 a.没有深入了解电路原理

由于在进行电路设计过程中，只对各模块方案进行了认真细致的选择和确定，没有对电路及其中使用的芯片原理进行深入的学习，导致无法预先想到电路可能出现的问题，也就无法提早对电路可能存在的问题进行有效的避免，导致电路在实际测试过程中出现失真、工作不稳定、性能差等问题，且需要在问题出现后再寻找解决办法，而此时电路焊接已经完成，再对电路进行修改难度较大，且会影响电路焊接和性能。

因此在今后的电子系统设计过程中，还应该先对电路原理进行深入的学习，并对其可能出现的问题进行相应的改进设计，以减少实际测试过程中出现的问题。 b. 电路仿真与实际不相符

在本次电子系统设计过程中，我们对所有电路都进行了相应的仿真，且仿真结果正确后再进行电路的焊接，但实际焊接完成的电路与仿真差别较大。

由于实际情况复杂，干扰较多，且元件及电路稳定性都不可能像仿真环境下那样完美，因此即使仿真正确，还需要及时对电路进行实际的焊接和测试，以解决实际电路中出现的问题，进行调试和修改。 c.前后级匹配问题

在电子系统设计过程中，采用的是分模块设计调试最后进行系统整体调试的方法。这样在保证各模块可以正常运行的同时，还要考虑前后级匹配问题。使用信号发生器做信号源时，要根据实际的输入信号的相应参数进行调整，以使其在各模块连接调试时还能够正常工作。

开始在电路调试过程中，我们没有对前后级匹配问题给予足够的重视，只是记录前级电路输出在示波器中的相应参数，再用信号发生器调整到同样的参数作为后级输入。在前后级分模块测试正确的情况下，将两级电路联调却发现电路无法正常工作。经过请教同学，我们在进行前后级联调时，在前级与后级的连接处再引入示波器，充分考虑后级电路对前级造成的影响，通过示波器观察联调时前级电路的输出情况，再对电路进行修正，进行进一步测试。 d.电路工作稳定性

由于真实环境复杂，电路的稳定工作受到多方面影响。例如，在进行耦合测试的初始阶段，我们将发射端导轨接近并联耦合的电感电容，发现虽然电路能感应信号，但频率很不稳定，波动极大，无法满足后级电路的工作需求。在检查电路无误后，我们发现是由于之前焊接的出现问题的电容电感没有拔除，虽然未接入电路中，但电容电感产生的LC振荡对电路周围的电磁场产生了影响，导致电路无法正常工作。去掉无用的电容电感后，耦合问题得到解决。

e. 电路焊接或元器件问题

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电路焊接与元器件质量问题也是影响电路正常工作的重要因素之一。

焊接过程中可能存在虚焊、短路、少锡、多锡等诸多问题，而这些问题的存在都会影响电路的性能甚至导致其无法正常工作。因此，在焊接过程中应掌握焊接要点，进行标准规范的电路焊接，避免出现由于电路焊接问题导致的错误。

元器件质量问题也可能影响电路正常工作。本次实验过程中，我们的电感质量存在问题，电路始终没有办法正确耦合，在确定不是电路其他部分的问题后，我们使用了其他小组的电感电容，发现可以正常耦合，因此再次更换电容电感，使问题得以解决。

此外，导轨的选择也十分重要。选择连接良好、长度适宜的导轨可增强耦合的稳定性，而接触不良的导轨则会对耦合产生十分严重的影响，降低耦合性能甚至无法进行耦合。 f.接地问题

接地问题也是对电路在调试过程中需要十分注意的。很多时候由于接地不良导致示波器显示不稳甚至没有波形，此时再不断检查电路会浪费很多时间。因此在电路调试过程中，一定要保证电路的正确且稳定的连接，避免因为接触不良影响电路工作。 3.2.3 其他问题

设计任务中要求发射端与接收端均使用单电源供电。

在系统设计的初始阶段，我们没有考虑单电源供电的问题，因此单片机运用了单独的电源供电且各芯片工作电压不一致。为解决单电源供电的问题，首先，我们将单片机与电路的电源引脚相连，使用单电源给电路和单片机供电。由于单片机正常工作电压为5V，虽然要求中允许使用+12V电源，但为了避免降压芯片的使用，我们将各芯片工作电压进行了相应的调整，使各芯片均在+5V电压下工作，对于放大电路，通过改变电阻弥补由于电压减小造成的放大倍数减小。

在进行相应调整后，发射端实现了单电源供电，但接收端采用+5V供电时会导致频率的倍增，因此最终电路部分采用+3V供电，接收端单片机仍为+5V供电。

4 系统测试

4.1 测试方法（含接线图）

充分利用电子仪器，例如示波器、函数发生器及万用表等对电路进行测试。测试过程中也要掌握科学合理的方法，达到事半功倍的效果。

测试过程中采用了先分块调试，再系统联调的办法。电路出现问题时，从最前端到末级逐级测试，不断缩小故障范围，对于出现问题的模块，切断电路间的相互联系，对其进行单

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独测试，并与正常电路进行对比，用正常的电路代替问题电路，确定不是其模块自身问题后再考虑前后级电路及周围环境的影响。

4.2 测试数据（表格）

供电 电压（V） +5 +5 无 +5 +5 +5 输入参数 峰值 波形 (V) 无 方波 方波 正弦波 正弦波 方波 2.6 4.1 60m 2.7 3.2 5cm 90% 输出参数 波形 方波 方波 正弦波 正弦波 峰值(V) 2.6 4.1 60m 2.7 电路模块 单片机 功放电路 耦合通信 运放电路 整形电路 单片机 其他 功能详述 产生不同频率的方波 增加导轨电流，增加感应距离和稳定性 通过电磁耦合接收发射端的信息 放大感应电压，以使后级电路正常工作 将正弦波转化为方波 测量频率，显示数字 通信距离 识别率 3.2 方波 显示数字 4.3 数据分析和结论

由于电路中所有芯片均采用+5V电压供电，虽然简化了电路，但影响了功放电路与运放电路的放大倍数，进而影响了数据稳定传输的距离，使得通信距离过近，需采用减小负载电阻的方式增加电流，以增加通信距离。

由于发射与接收均使用单片机，发射端利用程序产生频率不同的方波，接收端通过程序检测频率并进行显示，虽然延时较为严重，但识别率高，系统稳定性较好。

5 系统使用说明

5.1 系统外观及接口说明（含实物照片）

图5-1 系统整体图

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5.2 系统操作使用说明

a.发射部分

除复位键外，其余三个按键分别发送频率为5.12KHz、5.24KHz、5.62KHz的方波，5.36KHz为常态频率。

有三个按键可供操作，分别为按键1、按键2、按键3，按下不同按键可在接收部分单片机上看到相应的数字显示。 b.接收部分

当使用者分别按下按键1、按键2、按键3时，接收部分单片机数码管分别显示1、2、3。接收到常态频率时显示6，同时点亮相对应的指示灯。按下按键4时显示学号。

6 总结

6.1 本人所做工作

在本次电子系统设计过程中，我主要负责硬件部分。 6.1.1 方案确定及电路设计

查阅相关资料，参考已有的电子系统进行本系统的设计。首先确定备选方案，再并对各方案进行比较选择；确定整体方案后进行系统设计，选择不同电路和芯片实现相应模块的功能；将仿真通过并确定使用的电路模块进行汇总、连接，利用软件进行仿真测试；最后对连接完成的各模块进行整体评估，确定最终的电路图。 6.1.2 电路焊接

根据设计完成 …… 此处隐藏：3204字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……