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系统调试需要按照一定步骤进行,本次设计的系统调试包括硬件调试和软件调试。硬件调试在设计好每个模块电路后进行焊接,之后对每个模块电路进行调试。软件调试是对每个子程序进行调试。
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2个回答
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· 硬件安装调试
本次设计的硬件系统电路包括主模块、LC震荡电路、MOS管驱动电路、电流电压检测电路、按键控制、液晶显示电路、整流滤波电路和稳压电路。主模块使用STC12C2052AD单片机最小系统。 对电路的焊接之前,先使用AD软件画出完整的电路原理图,检查所画的电路原理图没有问题后进行对实物的焊接,在这里使用了两块万用板来进行实物的制作。焊接完成后,对照着电路原理图对每个模块进行检查,测试电路有没有漏焊或者虚焊。 对电路板不上电检查完后,即可将实物上电,上电后观察电路是否存在异样,挑选几个点测量其电压值,观察电压值有无异常,确保每个模块都能正常工作。 所有模块都能正常工作之后,首先对单片机最小系统进行测试,将PWM生成程序下载到单片机中,使用示波器一端接单片机P3.5口一端接地,观察示波器是否有PWM波生成,有波形输出即主模块工作正常。然后将示波器接到LC震荡电路的两端,单片机生成的PWM使MOS管产生关断,会使LC电路中产生交变电流,当示波器接到LC震荡电路中后观察到示波器显示了一个近正弦波,即说明产生了交变电流,LC震荡电路工作正常。在LC震荡电路中产生了交变电流由于电磁感应现象就会在电感线圈周围产生一个变化的磁场,之后便要检测接收端的电感线圈是否接收到了发射端发射出来的能量。将示波器接到接收端接收线圈的两端,如果可以观察到波形,就可确定接收端在靠近发射端时接收到了磁场并由于电磁感应现象产生了电流,这个波形不是特别规整,所以需要之后的整流滤波和稳压电路的处理。最后将示波器接到稳压电路输出的端口,可以观察到此时示波器接收到了一个稳定的电压信号。 电路经过了波形的检测,出现的问题得到了解决,每个电路模块基本工作正常。 · 软件程序调试 本次设计软件编译环境是Keil uVision5,在编译环境中建立新的工程,在工程中编写程序,程序编写完成后保存在了工程文件夹下的.c文件中。用USB连接设计好的单片机最小系统,通过STC官方下载软件直接可以将程序下载进单片机。 软件部分包括了PWM生成程序、A/D转换程序和液晶显示程序。通过硬件测试观察到的PWM波形生成可确定PWM生成程序正确。因为A/D转换出来的结果要通过液晶显示屏来体现,所以实物基本完成后插上液晶显示屏可以观察到液晶显示屏上显示了正确的数据便可确定A/D转换程序与液晶显示程序正确。 |
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· 测试结果分析
本次设计的要求是实现使用单片机达到能够给手机进行无线充电的功能,并能够通过电位器对输出电流进行调节同时在LCD上显示出输入电压、输出电流和电位器档位数据。 将示波器CH1通道接到单片机PWM波形输出口P3.5,观察示波器波形显示如图1所示。 图1 单片机输出PWM波形 由图1可观察到,示波器显示出了单片机P3.5口输出的PWM波形,通过读示波器旋钮读数和示波器显示波形的周期可以简单算出这个波形的频率为25KHz左右。调节电位器可以观察到PWM的宽度发送了变化。 再将示波器CH1通道接到发射端产生LC谐振的电路两端,观察示波器波形显示如图2所示。 图2 发射端LC震荡波形 由图2可观察到,示波器显示出了LC震荡波形,说明电感线圈与其并联的电容处于谐振状态。因为谐振的产生与MOS管的关断有关,MOS管断开后电感放电,电容充电,MOS管接通后电感充电,电容放电。由于充放电的大小不对等,所以示波器上显示出了大小波的现象,属于正常现象。最理想的情况是谐振波形均匀对等。 再通过将示波器CH1通道接到接收端电感线圈两端,可以观察到示波器显示出了接收端接收到的波形如图3所示。 图3 接收线圈输出波形 由图3可观察到,示波器显示出了接收端接收线圈输出的波形,即接收端接收到了发射端发射出来的能量,并形成了电流。通过示波器可以观察到这个波形比较杂乱,所以需要通过后面的整流滤波和稳压电路来对其进行处理。处理之后即可得到一个稳定的电压,电压经过万用表测量为5V左右,用这个处理过的电压即可以给通过接收端的USB插口来给手机进行充电。充电效果如图4所示。 图4 充电效果图 由图4可观察到,可以看到当接收端线圈靠近发射端线圈时手机上显示了正在充电,LCD上显示出电压电流等信息。 |
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