全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛
? 光源跟踪系统性能参数（参数仅为当时测试环境下所得） 测试 1 测试2 测试3 测试4 测试5 光源位置1 偏2.5cm 偏0cm 偏1.5cm 偏2cm 偏 1.5cm 光源位置2 偏2.5cm 偏1.5cm 偏3cm 偏2cm 偏1cm 光源位置3 偏1cm 偏2cm 偏2.5cm 偏3.5cm 偏1.5cm 光源位置4 偏2.5cm 偏3cm 偏2.5cm 偏4cm 偏4.5cm 光源位置5 偏5cm 偏4.5cm 偏2cm 偏4cm 偏3.5cm 六、部分设计亮点及调试难点解决方案
6.1 硬件电路设计创意
I-V转换电路（跨阻放大器）作为前置放大电路，它采用高输入阻抗负反馈结构，具有设计简单和带宽较高的特点，而且跨阻放大器由于高的饱和极限而具有较大的动态范围。
6.2 用光的特性（直线性）设计检测方法，进行位置精确定位
光电传感器以光为媒介进行无接触检测，光是一种频率很高的电磁波。光干扰也算一种电磁干扰，光干扰是传感器误动作的主要因素之一。环境光、背景光和周围其他光电传感器发出的光是光干扰源。对于周围环境的光干扰，我们采用可用外壳、热缩管套筒、挡板夹缝来抑制。同时利用光的直线传播的重要物理性质，设计了独特的光源定位装置，如下图所示：
光源定位装置示意图 光源定位装置实物图
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6.3 软件部分控制精髓
? 采用两路信号差动比较，控制电机转动方向。
? 功能键：独特的按键控制电机转动方向、自动光源跟踪系统追踪键，
进一步增加光源跟踪系统跟踪光源的效率
七、总结
整个光源跟踪系统由光源定位装置、步进电机、微处理和微控制系统（超低功耗单片机MSP430F4270）以及机械部分构成。它用步进电机控制光源定位装置，可以实现其在一定范围内活动并跟踪在其指向范围内的点光源。光源跟踪系统能够指向并跟踪光源的原理是，光电传感器接收光强，通过I-V转换电路将信号放大供AD采集，将采集到的信号作为由单片机控制步进电机转动的反馈量。
整个光源跟踪系统可以分为两大部分：光电转换部分和单片机控制部分。光电转换部分包括前置放大、AD转换等，将系统接收的光信号转换成为可以与单片机通讯的数字信号。单片机接收数字信号控制步进电机转动，使整个系统的中心始终指向光源所在。基本完成了赛题所给的基本和部分发挥部分的要求。
八、结束语
经过紧张的六天的奋力拼搏，通力协作，团结互助，终于完成了本系统。当然，我们的设计还存在着一些缺陷，有待于在将来的设计中进一步提高，再此恳请各位老师批评指正。
通过这几天的设计竞赛，我们深深体会到：理论联系实际的重要性，没有经过实践的考察，理论是经不起考验的。比赛过程中，我们充分发挥了实践能力和协作精神。团队是关键，人心所向，则三个臭皮匠赛过诸葛亮。“团队的力量，永恒的财富”！
最后，十分感谢学校的培养，感谢TI公司给予的部分元器件的支持以及全国大学生电子设计竞赛组委会给予我们这次锻炼的机会。
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2全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛 345九、附录 附录一：系统+12V、+5V供电电源电路图 3T1D1+16.5VC30.1uF+16.5VBridge12INU1LM317TOUTADJR1C12200u/25V1R3R9C1110uC1210uC40.1uJP1+5VGND-5V123Header 3HR4C50.1uC22200u/25VR10C1310uC1410uC60.1uR52INU3LM33731T2IN2+9.5VD2ADJU2LM317TC70.1uFC194700u/16V1+9.5VBridge1C90.1uC202200u/16V2INU4LM337附录二：LED亮度可调电路 2345D1R1+5LED1R420南京师范大学中北学院 樊华 沈洁 姚文涵 第 18 页 共 21 页 ADJ1ADJOUT3OUT2R210013C1510uC80.1uJP2+12VGND-12V123Header 3HC1810u4R6900C1610uR7900C1710uC100.1uR8100OUT3 TitleSizeBDate:File:2010/8/24H:\\稳压电源\\Sheet2.SchDocNumberR2100R3680Q1R71kTIP41CR62kR82kR51k 全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛 附录三：光源跟踪系统前置放大电路（I-V转换电路） C1C1R12M+5C10.1ufAR1AR1VoutVout0.1ufR12M+50.1ufC10.1uf11TL082CN21TL082CN345C20.1uf-52C20.1uf-52 D23转换电路 附录四：TLV1544 AD4VCCC410.1uf3J6INGNDmc1403OUT2C30.1ufJ3VCCJ5D1LEDA0GNDA1GNDA2GNDA3GND123456788 HEADERJ412CON2DATA INDATA OUTCLKCSEOCVCCGND1234567CON7CJ1DATA OUTDATA INCLKEOCVCCC10.1ufA0A1A212345678DATAOUTCSDATA INREF+I/O CLKREF-EOCFSVCCINV CLKA0GNDA1CSTARTA2A3CON10161514131211109CSVCCC2CAPTitleVCCSizeBDate:File:Number24-Aug-20C:\\Docume234 5B附录五：步进电机驱动电路图 D1R10+5LEDU2+5J3910111213141516CLAMPOUT 7OUT 6OUT 5OUT 4OUT 3OUT 2OUT 1ULN2003A(16)2341kJ487654321A54321CON51COMMONIN 7IN 6IN 5IN 4IN 3IN 2IN 1R8R7R6R512345678CON8TitleSizeBNumber 5Date:File:24-Aug-2010C:\\Documents and Settings\\A南京师范大学中北学院 樊华 沈洁 姚文涵 第 19 页 共 21 页 全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛
附录六：整机系统相关电路图
123456J410987654321CON10J57654321CON7DGNDVCCEOCCSCLKDATA OUTDATA INA0A1+5D3+5LED1KC410.1uf-5+12U3DATA OUTDATA INCLKEOCA0A1A212345678DATAOUTCSDATA INREF+I/O CLKREF-EOCFSVCCINV CLKA0GNDA1CSTARTA2A3TLV1544161514131211109A3CSA3+5C80.1ufC10.1ufTL082CNAR13U2INGNDMC1403OUT2R11+5C30.1uf-5C20.1uf+5C70.1ufDGND+5R12MC1C2AR1C10.1ufR92M+50.1ufC3R102MC5AR1C60.1uf0.1uf-5C40.1uf+50.1uf0.1uf-5TL082ATL082B1212-5C20.1uf+5J2CON4C90.1ufA2AR1+5D1R11R2100R36801234TL082CN16151413121110192R420Q1R71kTIP41CR62kR82kOUT 1OUT 2OUT 3OUT 4OUT 5OUT 6OUT 7CLAMPd1LEDU1C10.1uf+5R1IN 1IN 2IN 3IN 4IN 5INCO 6MMONIN 7ULN2003A(16)J121CON2+52MC1R121k0.1ufR51kR1351012345678R14R16D2LEDR15C100.1uf1212+5J3CON8Title Number687654321SizeBRevisio1附录七：整机系统实物图 23Date:File:4524-Aug-2010Sheet of C:\\Documents and Settings\\Administrator\\桌面\\TIDrawn B杯大学生y电:子大赛（2? 光源部分
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? 光源跟踪系统部
十、参考
文献
【1】沈建华等.MSP430 系列16 位超低功耗单片机实践与系统设计.清华大学出版社。2004
【2】华成英模拟电子技术基础（第四版）高等教育出版社。2006. 【3】Texas Instruments Incorporated. Msp430xlxx Family User's Guide,http//www.msp430.com.2003
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