1
信号波形合成实验电路
摘要：本文基于TI 公司的MSP430F2616P ，设计了一款信号波形合成和正弦信号幅值测量装置。该装置主要由RC 振荡电路、分频电路、有源椭圆低通滤波器、信号幅度调整电路、移相电路、加法电路和采样电路等组成。由于椭圆低通滤波器特有的锐截止特性，高次谐波滤除干净，输出正弦波频谱纯净。装置上电复位时对各分频器进行同步清零，保证了各输出频率方波具有固定的相位关系，保证了合成波形的质量。经过性价比比较，所有的都采用TI 公司的芯片设计。经过测试，各项指标都已达标。另外装置还加入了程控衰减模块，波形显示模块，按键控制模块，人机界面友好，系统工作稳定。
关键词：MSP430；分频；移相器；加法电路；波形合成
一．系统方案论证 1.1 理论分析
对于一个周期为T ，幅值为h 的方波信号和三角波信号分别可以由式1-1和式1-2表示。
)7sin 715sin 513sin 31(sin 4)(???++++=t t t t h t f ωωωωπ (1-1)
)7s i n 7
1
5s i n 513s i n 31(s i n 8)(2222???+-+-=t t t t h t f ωωωωπ (1-2) 由以上公式可以看出，基波的幅值分量最大，随着谐波次数的的增大，分量越来越小。因此，可以由基波、三次谐波和五次谐波合成相应近似的波形。
要正确实现上述信号波形的合成，需要产生正弦基波和各次谐波，并能保证其相互间的幅度和相位关系。
根据题目要求波形的合成电路由：方波振荡电路、分频与滤波电路、幅度调节电路、移相电路、加法器电路组成。如图1所示。
方波振荡电路分频滤波电路幅度调节电路
移相电路加法电路
图1 信号波形合成实验电路
其原理是：首先由方波振荡电路产生方波信号，然后经分频和滤波电路得到10KHz ，30KHz ，50KHz 的正弦波信号，经过幅度调节与移相电路产生满足合成要求的基本和各次谐波，经加法电路合成所需的方波或三角波信号。 1.2 设计方案论证
1.2.1 前级波形生成方案
方案一：方波振荡模块选用晶体振荡器，产生6M 的方波信号，由FPGA 实现分频产生10KHz ，30KHz ，50KHz 的方波信号。
该方案输出信号频率准确，稳定度高。但所用芯片成本高，封装负载不利于手工制作，另外工作频率高在手工搭建的情况下易对其他电路产生干扰。
方案二：选用晶体振荡器，分频单元采用数字电路搭建。但晶振输出频率高，后续的分频器需要较高的分频比。
2
方案三：方波振荡器采用RC 多谐振荡器，分频单元采用计数器数字电路搭建。RC 多谐振荡器可以输出较低频率方波，后续分频易于实现，产生的干扰小。
该方案所用芯片价廉，便于手工制作。输出频率稳定度劣于晶振，但考虑到题目没有频率稳定度 要求，综合比较，采用方案三。 1.2.2 滤波单元方案论证
方案一：采用集成的开关电容滤波器芯片。该方案使用简单，滤波效果较好，但芯片
价格昂贵，存在相位抖动。
方案二：采用有源椭圆低通滤波电路。该方案由于椭圆低通滤波器具有锐截止特性，
可以获得理想的滤波效果。制作成本低，可以通过参数设计获得所需的频率特性。设计制作有源椭圆滤波器的的难度较大，但同时也给自己留有发挥的空间，也体现了模拟竞赛的主旨。综合比较，选用此方案。
1.3 总方案
经过设计总方案最终确定如下。
分频器
滤波滤波滤波
f=300K
10K
20K 30K
信号调理
信号调理
信号调理
移相网络
信号调理信号调理信号调理
移相网络
幅值调整
幅值调整方波
三角波
RC 振荡电路
程控衰减
MCU 电压采样
图2 系统总方案
二．理论分析与计算 2.1 方波振荡电路分析
分频出来的信号是频率为10K ，30K ，50K 的方波，取其公倍数300K ，因此RC 振荡电路设计其振荡频率为300K ，占空比为50%。 2.2 分频器分析
将300K 分成10K 的信号需30分频，30K 为10分频，50K 为6分频。用74LS90搭建10分频和3分频电路，用74HC161搭建2分频电路，这样用10分频电路和3分频电路就可以获得10K 的信号，两个10分频电路获得30K 的信号，3分频电路和2分频电路可以获得50K 的信号。
以三分频计数为例说明一下分频计数的原理，74LS90的真值表见附录2。
由于计数器74LS90在输入端R0(1)，R0(2)中至少有一个为低电平的时候，计数器就清零，将QC 和QB 分别反馈接入到R0(2)，R0(1)，这样在计数器计数从0到2后，进入到3的瞬时状态的时候，计数器就会清零，重新开始计数，这样计数器QC 脚输出的就是三分频的波。虽然其占空比不同，但是经过后级的10分频与2分频后，其占空比就会自动变为50%。
由于分频器开始工作的时候，其输出端的初始数值是不确定的，这样就会使分频出来的三路信号的相位差不确定，题目要求分频出来的三路信号具有确定的相位关系。这里在系统上电前，利用单片机的I/O 口发出脉冲清零分频器的输出端口。 2.3 滤波电路分析
方案采用5阶有源椭圆低通滤波器。对于10KHz 的方波信号，30KHz 及50KHz 谐波分量，考虑到在椭圆滤波器截止频率处的相移存在突变，选择椭圆截止频率为20K ，这样既可以满足滤除谐波的要求，又缩小了相移和相移波动。同理，第二路和
3
第三路分别采用40KHz 和60KHz 的截止频率。 2.4 移相电路分析
这里采用见附件3的全通网络设计。相移网络的传输特性分析如下。
j
c R j c j 2
12
111R )H(ωωω-+
= (2-1)
其中取R2=R3，可以得到211
arctan 2)(C R ωω?=，1)(H =ωj 。可以看出该相
移网络是全通的。通过调整R1可以获得0-180°范围内的相移。 2.5 合成方波信号及三角波信号与谐波幅度的关系
题目中要求基波10K 的峰峰值为6V ，三次谐波30K 的峰峰值为2V ，可以根据公式(1-1)，可算出五次谐波的峰峰值为1.2V ，在此情形下可以合成幅值为4.71V 的方波信号。对于三角波，当10KHz 信号峰峰值为6V 的时候，30K 应设置成0.67V ，50K 应设置成0.24V ，再将基波减去三次谐波加上五次谐波就可以得到幅值为7.5V 的三角波。理论上的合成信号的波形如图4、图5所示。
图3 1,3,5
次谐波合成方波信号的波形
图4 1,3,5次谐波合成三角波信号的波形
3 电路与程序设计 3.1 方波振荡电路
方波振荡电路的原理图见附件1。
图中利用二极管DE1和DE2的单相导电性，使电容器CE1的充放电回路分开，调节电位器就可以调节多谐振荡器的占空比。其中，+5V 的电源通过RE1和DE1向电容充电，充电时间为0.7*(RE1+RW1)*CE1，放电时间为0.7*(RE3+RW2)*CE2。因而振荡频率为
1
*)321(43.1CE RE RE RE f ++=
(3-1)
电路输出波形的占空比为
4
%100*2
11
1(%)RE RW RW RE q ++=
(3-2)
3.2 分频电路
这里采用二－五－十进制异步计数器74LS90，以及同步二进制计数器74HC161。在系统开始工作时由MCU 发出一个清零脉冲将计数器清零，这样就达到了分频计数的同步，可以实现稳定的相位关系。 INB
1
R0(1)2R0(2)3NC 4VCC 5R9(1)6R9(2)
7QC
8
QB 9GND 10QD 11QA 12NC 13INA 14UF174LS90
INB
1R0(1)2R0(2)3NC 4VCC 5R9(1)6
R9(2)7QC
8
QB 9GND 10QD 11QA 12NC 13INA 14UF2
74LS90
CLR 1CLO 2
A 3
B 4
C 5
D 6EN17
GND 8
LO
9
EN210QD 11QC 12QB 13QA 14OUT 15VCC 16UF474HC161
+5V
+5V
+5V 300K 30K
300K
100K
INB
1R0(1)2R0(2)3NC 4VCC 5R9(1)6R9(2)
7QC
8
QB 9GND 10QD 11QA 12NC 13INA 14UF3
74LS90
+5V
100K
10K +5V
+5V
100K 50K P1.1
P1.1
P1.1
P1.0
图5 分频电路
3.3 滤波电路
对于10KHz 的椭圆滤波器，将其截止频率设置在20KHz 其陷波点大约在30KHz 处，对于30KHz 的谐波分量的衰减大约为30dB ，50K 的谐波衰减为50dB ，很好的滤除了10K 的谐波，具有很好的滤波效果。下面是10K 方波的滤波器，30K 和50K 的滤波器见附录。
321
8
4
UL1A
NE5532
5
67
UL1B
NE5532
RL1
10K
CL5104
CL32.7nF -5V
+5V RL475.31K
RL510K
RL210K
RL310K
RL910K
RL82.7M RL710K CL2200pF
CL11.8nF
CL4
110pF
CL724pF
CL827pF
RL610K
CL6104
Vin1CL912nF Vout1
图6 10K 滤波器
3.4 信号调理电路
该部分主要对正弦波信号进行幅度的调节，加法电路是将合成的信号进行叠加。这里均采用TI 的芯片NE5532，漂移小，具有高的共模抑制比。电路见附件1 3.5 加法电路
加法电路见附录1。
其中由虚短与虚断的关系，可以很容易得到以下关系。
IN3)*RE3
RE5
IN2*RE2RE5IN1*RE1RE5-(
OUT ++= (3-3) 其中所有阻值均取10K ，那么公式可以简化成IN3)IN2-(IN1OUT ++=。这样就实现了谐波相加的功能
3.6 峰值检测电路
该部分实现对正弦信号峰值的采样，运放用TLC372。其输出端为一个MOS 管的
5
结构。当输入的信号大于输出信号的幅度的时候，MOS 管就会打开，此时就会通过外围电路向电容充电，当输入的信号幅度小于输出信号的时候MOS 管就会关断，此时电容就会很缓慢的放电，在波峰再一次来临的时候，MOS 管又会打开，继续向电容充电，在此充放电的缓慢过程中，会在输出端产生一个直流电压，可以认为此电压就是输入信号的峰值。此电路中输入信号的峰值等于输出直流信号的大小。
由理论分析得到的峰值检测电路如下。输入与输出的误差控制在1%以内。 RB1
100K
CB3
105
VINB
VOUTB
+15V
-15V CB1104
CB2104+15V
-15V
CB4104
CB5104VCC
UB2A
LM358UB1A
TLC372RB21M
图7 峰值检测电路
3.7 软件流程
本系统的软件主要分为两个部分，发计数器的清零脉冲和电压的循环检测。下面是软件流程图。
开始系统初始化检测数据模式1
Y
模式2
N
显示参数
绘制三角波
Y N
绘制方波
程控衰减
N
退出
结束
图8 软件流程图
三．系统测试
4.1 作品性能测试方法
系统测量的指标主要有以下几个方面：1.方波振荡信号测试；2.分频滤波电路信号测试；3.方波合成信号测试；4.三角波合成信号测试 4.2 性能测试
(1) 方波振荡信号测试
从示波器中读出，输出的方波振荡信号频率为299.98K 。
(2)分频滤波信号测试
6
方波振荡信号经过30分频之后的信号频率为9.988K ，10分频之后的信号频率为29.988K ，6分频之后的信号频率为49.98K 。
表一 测量结果值
谐波 理论值Vp-p(V) 测量值Vp-p(V) 显示值
Vp(V) 显示误差
10K 6 5.96 3.00 0.67% 30K 2 2.04 1.00 1.96% 50K 1.2 1.17 0.59 0.85%
(3)方波合成信号测试
峰峰值为6V 的10K 基波信号和峰峰值为2V 的30K 三次谐波信号合成信号波形，以及将峰峰值为1.2Vp-p 的50K 的信号加进去之后合成的方波波形如下。
图9 基波，三次谐波 图10 基波，三次谐波，五次 合成方波信号 谐波合成方波信号
(3)三角波合成信号测试
三角波合成波形如下图。
图11 基波，三次谐波，五次谐波合成三角波信号波形
4.3 测试结果分析
经过测试，所有的指标都达题目要求。滤波产生的正弦信号频谱纯净，经过FFT 变换可以明显的看出含有其他谐波的分量很少。由于分频器采取了同步清零，各信号间相差稳定。合成方波及三角波与理论上值吻合，失真度极小。同时加入的波形显示模块可以随时清除的观测到合成波的情况。程控衰减模块则可以很容易的在按键上进行合成方波的幅度控制，人机界面交好。幅度测试精度满足要求。同时加入的波形显示模块可以观测到合成波的情况。 4.4 波形失真分析
1.滤波器滤波效果不好，输出正弦波频谱不干净会造成合成信号失真。
2.没有调整好各次谐波之间的相位和幅度关系，在叠加前因为不满足式(1-1)或(1-2)，叠加后出来的合成波的数学表达式与标准式有偏差而失真。
7
附1 总体电路图
3
2
18
4
U Y 1A N E 553256
7U Y 1B N E 5532R Y 110K
R Y 3
10K R Y 210K R Y 4
10K R W 1
50K
R W 250K
C Y 12.2u F
C Y 22.2u F
C Y 4
104
C Y 3104
+15V
-15V
I N 1
I N 2O U T 1
O U T 2
移相电路
3218
4
U N 1A N E 5532567U N 1B
N E 5532R N 110K R N 210K R N 3
3.3K R N 420K C N 1104C N 2
104R N 55K R N 65K R N 8960
-15V +15V 信号调理电路
3218
4
U N 2A
N E 5532C N 3
104C N 4
104
-15V +15V R N 7960V I N 1V I N 2
V I N 3V O U T 1V O U T 2V O U T 3C P 1
100u F /50V
C P 3104V i n
1G N D
2
V o u t 3U P 17815
C P 2
100u F /50V C P 4104G N D
1
V i n 2V o u t 3U P 2
+15V -15V A G N D R B 1100K C B 3105V I N B V O U T B +15V
-15V C B 1104C B 2104+15V
-15V C B 4104C B 5104
V C C U B 2A L M 358
U B 1A T L C 372R B 21M
峰值检测
加法器模块
振荡器模块
P 1.5/T A 0
171T A 118P 1.7/T A 219P 2.0/A C L
K 201T A I N C L K 21P 2.2/C A O U T /T A 022P 2.3/C A 0/T A 123P 2.4/C A 1/T A 2
2425R o s c 25P 2.6/A D C 12C L K /D M A E 0
26P 2.7/T A 027P 3.0/S T E 0
28P 3.1/S I M O 0/S D A
29P 3.2/S O M I 0
30P 3.3/U C L K 0/S C L 31P 3.4/U T X D 0
32
P 3.5/U R X D 0
33P 3.6/U T X D 134P 3.7/U R X D 135P 4.0/T B 036P 4.1/T B 137P 4.2/T B 238P 4.3/T B 339P 4.4/T B 440P 4.5/T B 541P 4.6/T B 642P 4.7/T B C L K 43P 5.0/S T E 144P 5.1/S I M O 145P 5.2/S O M I 146P 5.3/U C L K 147P 5.4/M C L K 48D V c c 1P 6.3/A 32P 6.4/A 43P 6.5/A 54P 6.6/A 6/D A C 05P 6.7/A 7/D A C 1/S V S I N 6V R E F +7X I N 8X O U T /T C L K 9V e R E F +10V R E F -/V e R E F -11P 1.0/T A C L K 12P 1.1/T A 013P 1.2/T A 114P 1.3/T A 215P 1.4/S M C L K 16P 5.5/S M C L K
49
P 5.6/A C L K 50P 5.7/T B o u t H /S V S O
U T 51X T 2O U T 52X T 2I N 53T D O /T D I
54T D I
55T M S 56T C K 57R S T /N M I 58P 6.0/A 059P 6.1/A 1
60P 6.2/A 261A V s s 62D V s s 63A V c c
64M S P 430F 169I P M Y 1
32K H Z
Y 28M H Z C 156P F C 256P F
C 4
0.1u F
C 3
0.1u F R 1
1K
T C K T M S R S T X O U T +3.3V
P 2.0P 2.1P 2.2P 2.3P 2.4P 2.5P 2.6P 2.7P 3.0P 3.1P 3.2P 3.3P 3.4P 3.5
P 3.6P 3.7P 4.0P 4.1P 4.2P 4.3P 4.4P 4.5P 4.6P 4.7P 5.0P 5.1P 5.2P 5.3P 5.4P 6.2P 6.1P 6.0
P 6.3P 6.4P 6.5P 6.6P 6.7P 1.5
P 1.6P 1.7P 1.4
P 1.2P 1.3P 1.0
P 1.1P 5.5
P 5.6P 5.7T D O
T D I V R E F +V e R E F +V R E F -D G N D
C D 1
L E D
+3.3V +3.3V T 1
1
23
4D 1A G N D A G N D +24V -24V
-24V +24V C P 5100u F /50V
C P 7104V i n 1G N D
2
V o u t
3U P 37805C P 6100u F /50V
C P 8104
G N D
1
V i n 2
V o u t
3U P 4
+15V -15V A G N D A G N D -5V +5V G N D 1O U T
2
I N 3U P 4A S M 1117-3.3
C P 947u F /16V C P 10104A G N D
A G N D
+5V +3.3V R P 1
1M
A G N D R P 2200R P 3200R P 4
200R P 5
200
D 2D 3D 4D 5
+15V -15V +5V
-5V 辅助电源
C P U 及显示电路
P 4.6P 5.1P 5.3
G N D G N D V C C /3.3V C C /3.3P 4.0P 4.2P 4.4
P 4.7P 5.0P 5.2P 5.4G N D V C C /3.3V C C /3.3V C C /3.3P 4.1P 4.3P 4.5
D 71C S 3R D 5R S T 7G N D 9V C C 11V C C 13V C C 15D 117D 319D 5
21D 62R S 4W R 6N C 8G N D 10G N D 12V C C 14V C C 16D 018D 220D 4
22
J 8320240-B
1
1
223
34
4
55
6677
8
8555
U E
N E 555R E 3
R E 1R E 4
+C E 1
C E 2
D
E 1
D E 2
R E 2
+5V
300K
I N B
1R 0(1)2R 0(2)3N C 4V C C 5R 9(1)6R 9(2)7Q C
8Q B 9G N D 10Q D 11Q A 12N C 13I N A 14U F 174L S 90
I N B
1R 0(1)2R 0(2)3N C 4V C C 5R 9(1)6R 9(2)
7Q C
8
Q B 9G N D 10Q D 11Q A 12N C 13I N A 14U F 274L S 90
C L R 1C L O 2A 3B 4C 5
D 6
E N 17G N D
8
L O
9
E N 210Q D 11Q C 12Q B 13Q A 14O U T 15V C C 16U
F 4
74H C 161
+5V +5V
+5V 300K
30K
300K
100K
I N B
1R 0(1)2R 0(2)3N C 4V C C 5R 9(1)6R 9(2)7Q C
8
Q B 9G N D 10Q D 11Q A 12N C 13I N A 14U F 374L S 90
+5V
100K
10K +5V
+5V
100K 50K
分频电路
3
21
8
4
U L 1A
N E 5532567
U L 1B N E 5532
R L 110K C L 5104C L 32.7n F
-5V +5V R L 475.31K R L 510K R L 210K R L 3
10K R L 910K R L 82.7M R L 710K C L 2200p F C L 11.8n F C L 4110p F C L 7
24p F
C L 8
27p F R L 610K
C L 6104
V i n 1
C L 9
12n F V o u t 13
2
1
8
4
U L 2A
N E 5532567
U L 2B N E 5532
R L 1010K
C L 14104C L 12
1.3n F
-5V +5V R L 1375.31K
R L 1410K
R L 1110K R L 12
10K
R L 1810K R L 172.7M R L 1610K
C L 11100p F
C L 10
910p F C L 1356p F
C L 16
1.2p F C L 17
12p F R L 1510K
C L 15104
V i n 2
C L 18
6.2n F
V o u t 232
18
4
U L 3A
N E 5532567U L 3B N E 5532
R L 1910K
C L 23104C L 21
910p F
-5V +5V R L 2275.31K R L 2310K
R L 2010K R L 21
10K
R L 2710K R L 262.7M
R L 2510K
C L 2068p F C L 19620p F
C L 2236p F C L 25
7.5p F
C L 26
9.1p F R L 2410K
C L 24104
V i n 3
C L 27
4.3n F V o u t 3滤波电路
P 1.1
P 1.1
P 1.1
P 1.03218
4
U E 1A N E 5532C E 5104-5V
+5V C E 6104R E 510K
R E 110K R E 2
10K R E 310K
I N 1I N 2I N 3
O U T 567U E 1B N E 5532R E 910K R E 610K R E 710K R E 810K
I N 1I N 2I N 3O U T 方波加法器三角波加法器
R E 102.5K R E 1110K
8
附录2 74LS90的真值表
COUN T OUTPUT QA QD QC QB
0 L L L L 1 L L L H 2 L L H L 3 L L H H 4 L H L L 5 H L L L 6 H L L H 7 H L H L 8 H L H H 9
H
H L
L
附录三
Amp
R2 10K
C1
R3 10K
R1
C2 2.2u
Ui
Uo
-+U+
电子竞赛中作品设计的一般步骤
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
6.2 电子竞赛作品设计制作步骤 与一般的电子产品设计制作不同的是，电子设计竞赛作品设计制作一方面需要遵守电子产品设计制作的一般规律，另一方面要在限定时间、限定人数、限制设计制作条件、限制交流等情况下完成作品的设计制作，电子竞赛作品设计制作有自己的规律。电子竞赛作品设计制作大约需经过题目选择、系统方案论证、子系统、部件设计与制作、系统综合、调试与测量等步骤，最后完成作品和设计总结报告。 6.2.1 题目选择 全国大学生电子设计竞赛作品设计制作时间是4天3晚，3人一组。竞赛题目一般为5～6题，题目在竞赛开始时（第1天的8.00）开启。以2003年第6届为例共有6题：电压控制LC振荡器（A题）、宽带放大器（B题）、低频数字式相位测量仪（C题）、简易逻辑分析仪（D题）、简易智能电动车（E题）、液体点滴速度监控装置（F题）。 正确地选择竞赛题目是保证竞赛成功的关键。参赛队员应仔细阅读所有的竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作。 选择题目按照如下原则进行： （1）明确设计任务，即“做什么？”。选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求。如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不 可选择的。因为时间是非常紧张的，没有更多的时间让你去重新学习，另外根 据竞赛纪律，也不可以去请教老师。 （2）明确系统功能和指标，即“做到什么程度？”。注意题目中的设计要求一般分基本要求和发挥部分两部分，各占50分。应注意的是基本部分的各 项分值题目中是没有给出的，但在发挥部分往往会给出的各小项的分值。选择 时要仔细分析各项要求，综合两方面的要求，以取得较好的成绩。 （3）要确定是否具有完成该设计的元器件、最小系统、开发工具、测量仪器仪表等条件。 在没有对竞赛题目进行充分地分析之前，一定不能够进行设计。题目一旦选定，原则上是应保证不要中途更改。因为竞赛时间只有4天3晚，时间上不允许返工重来。 6.2.2 系统方案论证 题目选定后，需要考虑的问题是如何实现题目的各项要求，完成作品的制作，即需要
第46届世界技能大赛山西省第二轮选拔赛电子技术项目 技 术 文 件 2020年3月
目录 1.1 项目描述 (1) 1.2 比赛能力要求 (1) 1.3 比赛设备 (1) 3.1 参赛形式 (2) 3.2 成绩计算 (2) 3.3 考核内容：（总时间：8 小时） (2) 3.4 选拔赛考核模块及时间分配（见表1） (3) 3.5 评分细则 (4) 3.6 命题方式 (4) 4.1 评分流程 (4) 4.2 评判方法 (5) 5.1 裁判员工作内容 (6) 5.2 选手的工作内容 (6) 6.2.1 任何储存液体、气体的压力容器。 (7) 6.2.2 任何有腐蚀、放射性的化学物品。 (7) 6.2.3 任何易燃、易爆物品。 (7) 6.2.4 任何有毒、有害物品。 (7) 6.2.5 任何没有生产厂商或达不到国家安全标准的工具及设备。 (7) 6.2.6 任何可能危及安全的物品。 (7) 6.2.7 任何自带的文本、电子存储、计算等产品。 (8) 9.1 赛场提供设备、工具清单 (8) 9.2 参赛选手自带工具设备清单（参考） (10)
1. 电子技术项目技术描述 1.1 项目描述 电子技术项目主要包括电子设备的生产制作、编程调试、测试及故障检修几个部分。项目旨在测评参赛选手在设计、组装和调试电子设备中使用的一系列技术技能，要求选手在规定的时间内独立完成硬件设计、电路焊接、调试，嵌入式系统编程两项比赛任务。 1.2 比赛能力要求 1.2.1 参赛选手必须了解与电子产品设计、组装、维修及调试有关的国家职业标准、公认的行业和企业标准。 1.2.2 参赛选手需要掌握电子技术调试等相关的理论知识。 1.2.3 参赛选手需要了解相关环境保护的要求、安全和健康条例。 1.2.4 主要考核技能本项目全面考察参赛选手的综合能力，其技 能要求包括： （1）硬件设计。 （2）嵌入式系统编程（本次比赛将采用与国赛和世赛接轨的 ARM 单片机，单片机型号为STM32F103RET6。 （3）电子电路焊接、调试。 （4）安全规范。 1.2.5 对参赛选手考核的主要要求 （1）按技术文件及测试文件规定进行规范操作。 （2）参赛作品达到技术文件及测试文件规定的相关指标要求。 （3）参赛作品达到技术文件及测试文件规定的相关功能要求。 1.3 比赛设备 该项目比赛场地使用的主要设备是通用电子实训
2013年全国大学生电子设计竞赛 简易旋转倒立摆及控制装置（C题） 【本科组】 摘要： 通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D 采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。 关键字： 倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法
目录 一、设计任务与要求 (3) 1 设计任务 (3) 2 设计要求 (3) 二系统方案 (4) 1 系统结构 (4) 2 方案比较与选择 (4) （1）角度传感器方案比较与选择 (4) （2）驱动器方案比较与选择 (5) 三理论分析与计算 (5) 1 电机的选型 (5) 2 摆杆状态检测 (5) 3 驱动与控制算法 (5) 四电路与程序设计 (6) 1 电路设计 (6) （1）最小系统模块电路 (6) （2）5110显示模块电路设计 (7) （3）电机驱动模块电路设计 (8) （4）角位移传感器模块电路设计 (8) （5）电源稳压模块设计 (8) 2 程序结构与设计 (9) 五系统测试与误差分析 (10) 5.1 测试方案 (10) 5.2 测试使用仪器 (10) 5.3 测试结果与误差分析 (10) 6 结论 (11) 参考文献 (11) 附录1 程序清单（部分） (12) 附录2 主板电路图 (15) 附录3 主要元器件清单 (16)
1994～2009全国大学生电子设计竞赛历届题目一览 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一简易数控直流电源 题目二多路数据采集系统 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一实用低频功率放大器 题目二实用信号源的设计和制作 题目三简易无线电遥控系统 题目四简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题直流稳定电源 B题简易数字频率计 C题水温控制系统 D题调幅广播收音机* 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题测量放大器 B题数字式工频有效值多用表 C题频率特性测试仪 D题短波调频接收机 E题数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题波形发生器 B题简易数字存储示波器 C题自动往返电动小汽车 D题高效率音频功率放大器 E题数据采集与传输系统 F题调频收音机 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目 电压控制LC振荡器（A题） 宽带放大器（B题） 低频数字式相位测量仪（C题） 简易逻辑分析仪（D题） 简易智能电动车（E题） 液体点滴速度监控装置（F题） 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目 正弦信号发生器（A题） 集成运放参数测试仪（B题） 简易频谱分析仪（C题）
单工无线呼叫系统（D题） 悬挂运动控制系统（E题） 数控直流电流源（F题） 三相正弦波变频电源（G题） 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目音频信号分析仪（A题）【本科组】 无线识别装置（B题）【本科组】 数字示波器（C题）【本科组】 程控滤波器（D题）【本科组】 开关稳压电源（E题）【本科组】 电动车跷跷板（F题）【本科组】 积分式直流数字电压表（G题）【高职高专组】 信号发生器（H题）【高职高专组】 可控放大器（I题）【高职高专组】 电动车跷跷板（J题）【高职高专组】 第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】 声音导引系统(B题)【本科组】 宽带直流放大器（C题）【本科组】 无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】 电能收集充电器（E题）【本科组】 数字幅频均衡功率放大器（F题）【本科组】 低频功率放大器（G题）【高职高专组】 LED点阵书写显示屏（H题）【高职高专组】
第46届世界技能大赛电子技术项目江苏省选拔赛技术文件
目录 1. 项目简介 (3) 1.1项目描述 (3) 1.2竞赛目的 (3) 1.3相关文件 (3) 2.选手应具备的能力 (4) 3.竞赛项目 (8) 3.1竞赛模块 (8) 3.2基本工作 (9) 3.3模块配分与时间安排 (9) 3.4命题方式 (10) 3.5命题方案 (10) 3.6 考核次数及地点安排 (10) 4.评分规则 (11) 4.1评价分 (11) 4.2测量分 (11) 4.3统分方法 (11) 4.4裁判构成和分组 (12) 5.项目特别规定 (12) 6. 竞赛相关设施设备 (13) 6.1赛场提供设备工具、清单 (13) 6.2 赛场辅助设施 (14) 6.3 参赛选手可自带工具及物品清单 (15) 6.4参赛选手禁止使用的物品和材料 (15) 7 赛场布局 (15) 8.健康和安全 (16) 9.开放赛场 (16) 9.1公众要求 (16) 9.2对于赞助商和宣传的要求 (17) 10绿色环保 (17) 10.1环境保护 (17) 10.2循环利用 (17)
1.项目简介 本技术文件是在第44届世界技能大赛的基础上进行总结归纳，并根据收集的世赛官网资料与第45届世界技能大赛的部分信息编写得出。本项目技术说明是对本竞赛项目内容的框架性描述，正式比赛内容及要求以竞赛当日公布的赛题为准。 1.1项目描述 项目名称：电子技术 以第 46 届世界技能大赛技术要求为基础，本次比赛主要包括电路板设计、编程调试、线路板组装调试三个部分。项目旨在测评参赛选手在设计、组装、编程和调试电子设备中使用的一系列技术技能，要求选手在规定的时间内独立完成A电路板原型设计、B嵌入式系统编程、C电路板组装调试三个竞赛模块。 1.2竞赛目的 全面贯彻落实党的十九大提出的“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气”要求，通过组织世界技能大赛江苏省选拔赛，促进技能竞赛和技能人才培养工作科学有序发展。 以国家相关职业标准(高级工)为竞赛标准，学习借鉴世界技能大赛命题方法和考核内容，适当增加相关新知识、新技术、新设备、新技能等内容。竞赛以实际操作的形式进行考核，选拨出我省最优秀的选手代表参加全国选拔赛；同时，通过全省选拔赛，使参赛选手、裁判等相关人员进一步熟悉世赛技术要求，加深对相关项目技术技能发展趋势的了解与认识。 1.3相关文件 阅读本技术工作文件时需配合的其他文件： 《第45届世界技能大赛电子技术项目江苏省选拔赛实施方案》
2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品 设计报告部分错误未修正，软 件部分未添加 竞赛选题：数字频率计（F 题）
摘要 本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。 经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。 关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法
目录
1. 系统方案 1.1. 方案比较与选择 宽带通道放大器 方案一：OPA690 固定增益直接放大。由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。 方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。 尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。 方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。 正弦波整形电路 方案一：采用分立器件搭建整形电路。由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。 方案二：采用集成比较器运放。常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。 主控电路 方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。 方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。 在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。
省中等职业学校2007年电工电子技术 技能竞赛方案 为深入贯彻落实全国职教会议精神，促进中职学校加强专业建设、深化教育教学改革，不断提高教育质量，展示学生与教师的风采，根据教育部教职成司函[2007]4号文件要求，我省决定举办2007年中等职业学校师生电工电子技能竞赛，并根据竞赛结果，选拔优秀队员参加2007年6 月下旬在市举办的“ 2007年全国中等职业教育技能大赛”，现将有关事宜通知如下： 一、竞赛名称：省中等职业学校电工电子技术技能竞赛 二、主办、承办单位 1. 主办单位：省教育厅职成教处省职业技术教育研究中心 2. 承办单位：市机电工程学校省中职机电教研中心组 三、组委会 主任：唐其华 副主任：余弢承芹 委员：游伙松肖少兵雪春龙善寰周志文 四、竞赛时间和地点 1. 竞赛时间：2007年5月12日---13日 2. 竞赛地点：市机电工程学校 3．报到时间：2007年5月11日下午 4．报到地点：长海大酒店[暂定] （具体报到地点与时间如有变动，将另行通知，见中职机电教研网,网址：jd.wcxw.） 五、竞赛分组 电工电子技术技能竞赛分学生组和教师组。 六、项目设置 （一）学生组竞赛项目： 1、电子产品装配与调试——收音机组装与调试（个人参赛项目）。 选手在规定时间，根据已给电子产品的原理图、安装图、元器件表、主要元件介绍及电
路功能介绍等文件，使用设备和工具，完成以下工作任务： ①元件选择。识别、筛选、检测给定电子产品所需要的电子元、器件及功能部件。（所给元器件数量为实际用件数量的130%）； ②电路板焊接。在赛场提供的电路板上焊接电子元、器件及功能部件，组成电子产品的电路； ③电子产品装配。根据电子产品的原理图、安装图组装电子产品； ④电子产品调试。根据题目要求、电路功能及技术指标要求，进行各工作点及各部分电路测试和调整；根据调试方法、调试步骤和调试结果，撰写调试报告。 2、机电一体化设备组装与调试——PLC控制机械手动作（2名选手）。 ①按设备组装图组装机电一体化设备； ②按机电一体化设备的使用说明书和动作要求，画出电气原理图并连接电气线路； ③根据机电一体化设备的工作要求编写PLC控制程序 ④调试机电一体化设备和控制程序，达试题拟订的工作要求和技术要求。 机电一体化设备的组装与调试由2名选手组成的工作组，在规定时间共同完成。 （二）教师组竞赛项目 1、电子产品的装配与调试——收音机组装与调试（个人参赛项目）。 选手在规定时间，根据已给电子产品的原理图、安装图、元器件表、主要元件介绍及电路功能介绍等文件，使用设备和工具，完成以下工作任务： ①元件选择。识别、筛选、检测给定电子产品所需要的电子元、器件及功能部件。（所给元器件数量为实际用件数量的130%）； ②电路板焊接。在赛场提供的电路板上焊接电子元、器件及功能部件，组成电子产品的电路； ③电子产品装配。根据电子产品的原理图、安装图组装电子产品； ④电子产品调试。根据题目要求、电路功能及技术指标要求，进行各工作点及各部分电路测试和调整，自行编写程序并调试，写出以上各部分的调试方法、调试步骤和调试结果，撰写调试报告。 2、机电一体化设备的组装与调试——PLC控制机械手动作（个人参赛项目）。 ①按设备工作说明书组装机电一体化设备； ②按机电一体化设备的电气控制要求连接电路； ③根据机电一体化设备的工作要求编写PLC控制程序 七、报名及要求：
光伏并网发电模拟装置（A 题） 【本科组】 一、任务 设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1．基本要求 （1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时， 使d S 1 2 U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。 （2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ， 相对偏差绝对值不大于1%。 （3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。 （4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。 （5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。 （6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。 2．发挥部分 （1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。 （2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。 （3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，
均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。 （4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 （5）其他。 三、说明 1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC 变换器效率o d P P η= ，其中o o1o1P U I =?，d d d P U I =?。 5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路 达到稳态的时间不大于1s 。 6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。 8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品
设计报告 部分错误未修正，软 件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
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摘要
本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度 的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法， 全部电路使用 PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度， 且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率 范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。闸门时 间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了 系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指 标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制 等精度测量法
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目录
摘 要....................................................................................................................1 目录........................................................................................................................ 2 1. 系统方案...................................................................................................3
1.1. 方案比较与选择................................................................................3 1.1.1. 宽带通道放大器.........................................................................3 1.1.2. 正弦波整形电路.........................................................................3 1.1.3. 主控电路.....................................................................................3 1.1.4. 参数测量方案.............................................................................4
1.2. 方案描述............................................................................................4 2. 电路设计...................................................................................................4
2.1. 宽带通道放大器分析........................................................................4 2.2. 正弦波整形电路................................................................................5 3. 软件设计...................................................................................................6 4. 测试方案与测试结果...............................................................................6 4.1. 测试仪器............................................................................................6 4.2. 测试方案及数据................................................................................7
4.2.1. 频率测试.....................................................................................7 4.2.2. 时间间隔测量.............................................................................7 4.2.3. 占空比测量.................................................................................8 4.3. 测试结论............................................................................................9 参考文献................................................................................................................ 9
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合肥市电工电子技术技 能大赛规程 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
合肥市2013年中等职业学校师生技能大赛电工电子技术竞赛规程 一、大赛名称 2013年合肥市中等职业学校师生技能大赛电工电子技术技能竞赛。 二、大赛目的 通过大赛，检验参赛选手的电子技术的动手能力以及质量、效益、成本和安全意识，检验中职学校实践教学能力，切实提高实训教学水平，展示我市中等职业学校办学成果，营造尊重知识、尊重技能的社会环境和舆论氛围，促进职业教育健康发展。 三、大赛地点 安徽合肥电子学校（合肥市新站区磨店乡学林路与大众路交叉口西南角） 四、比赛方式与参赛资格 1. 比赛方式 电子产品装配与调试比赛项目：由每位参赛学生按要求独立完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每队限报2名学生。比赛时间为四个小时。 机电一体化设备组装与调试比赛项目：由2名参赛学生组成一个工作组，按要求共同完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每队限报1个工作组。比赛时间为四个小时。 单片机控制装置安装与调试比赛项目：由每位参赛学生按要求独立完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每队限报2名学生。比赛时间为四个小时。
制冷与空调设备组装与调试比赛项目：由每位参赛学生在规定时间内独立完成竞赛规定任务，每代表队限报2名学生，男女不限。比赛时间为四个小时。 电气安装与维修比赛项目：由2名参赛学生组成一个工作组，按要求共同完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每队限报1个工作组。比赛时间为四个小时。 维修电工比赛项目：由3名队员组成，男女不限。竞赛项目内容必须由每名队员各自独立完成。比赛时间为四个小时。 教师组机电一体化设备组装与调试比赛项目：由2名参赛教师组成一个工作组，按要求共同完成书面解答与实际操作一体的工作任务。每队限报1个工作组。比赛时间为四个小时。 2. 参赛资格 参赛选手必须是中等职业学校2013年在籍学生。参加电气安装与维修比赛和机电一体化设备组装与调试比赛的选手需有电工上岗证或维修电工（或安装电工）技术等级证书。没有取得上述证书的，须由劳动或安全监管部门（或核发该种证书的部门）出具相关证明，证明选手已经参加并通过了电工上岗证或技术等级证书的考试。 参加制冷与空调设备组装与调试的选手需有制冷设备维修工(或制冷工)技术等级证书。没有取得上述证书的，须由劳动或安全监管部门(或核发该种证书的部门)出具相关证明，证明学生已经参加并通过了制冷维修工证书(或制冷工)技术等级证书的考试。 各参赛学校负责本校参赛学生的资格审查工作，并保存相关证明材料的复印件，以备查阅。 五、比赛项目与内容
B模块PCB设计 姓名：
温度报警电路的PCB设计 目录 这个试题任务包括以下文档与文件： 1.简介 2.项目和任务描述 3.PCB设计要求及功能简介 4.PCB设计电路原理图 简介 本硬件设计项目考察参赛者的以下技能： 1、使用eagle（版本号9.6.0以上）工具设计印制电路板。 2、输出生产资料文件 项目和任务描述 设计一个温度报警电路，满足以下控制要求： 1、正常工作状态：正常工作时，数码管循环显示1，2，4，8。继电器K1，K2均不工作， LED1-LED4均熄灭。 2、自动模式：电路可以用一个拔动开关来选择自动模式或是手动模块。当开关SW1处于 自动模式时，用一个热敏电阻来检测温度，当温度升高到某一值时，点亮发光二极管LED1，继电器K1工作。并接通报警电路工作，蜂鸣器发出模拟急救车的报警声音，同时，数码管暂停循环显示，停留在当前的字符。在报警状态条件下，此时，再将外部传感器输入信号模拟接通（用短路帽实现，短路帽接通，LED4=1，短路帽断开LED4=0）后，继电器K2工作，LED3点亮。当温度降低到某一值时，电路恢复到正常工作状态。 3、手动模式：当开关SW1处于手动模式时，用一个按键来模拟热敏电阻，按下按键S1
代表温度升高到某一值LED2点亮，再次按下表示温度又降低到了某一值LED2灭，如此循环。手动功能与上述自动模式的功能一致。 印制电路板设计（时间限制3小时） ?参照裁判提供的参考原理图在3个小时内按要求设计PCB文件。 ?运用eagle软件设计电路原理图和印制线路板图。 ?完成设计后，请使用赛场指定局域网文件进行传递上交选手的电子文档，设计成果由工 作人员打印并由选手确认签字。
基于单片机的宿舍自动通风装置 1、创意来源 睡眠状态下，一个人一晚上会呼出200升二氧化碳。门窗紧闭，房间里的氧气浓度会逐渐降低。最终容易造成大脑缺氧，严重影响我们的身体健康！经常开窗保持空气流通，有利于排出室内的脏空气，保证足够的氧气供应。 房间里本来就存活着很多的细菌和微生物。由于门窗紧闭，空气无法流通，就为一些病菌提供了大量滋生、繁殖的良好条件，更严重地威胁着我们的身体健康！经常开窗通风换气，可以有效地减少室内病菌滋生，利于我们的身体健康。 有些宿舍由于不注意开窗通风，室内空气质量极差，有极大的异味，学生在这种环境中长期生活，对身心健康有较大危害。 所以宿舍要经常开窗通风换气，保持室内空气流通；每天早、中、晚坚持定时通风换气，做到每次开窗10分钟到30分钟。但是，有些宿舍经常忘记开窗通风，导致屋内空气得不到更新。有些宿舍因为处在一楼，有些宿舍楼内经常发生盗窃案件，比如星天苑G座，而白天宿舍成员长时间不在宿舍内，因担心被窃，不敢开窗通风。 为解决这种现象，我设计了这种宿舍自动通风装置。预期该装置可以实现定时自动开窗关窗功能。 2、系统总体设计方案 系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用数字电路实现,也可以采用单片机来完成。若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示，报警
16 Date of Issue WORLDSKILLS QUALITY ASSURANCE STANDARD Document No. TD16 Approved Technical Description – Industrial Electronics Revision 1 WorldSkills (International Vocational Training Organisation), by a resolution of the Technical Committee and in accordance with the Constitution, the Standing Orders and the Competition Rules, has adopted the following minimum requirements for trade No. 16 for the WorldSkills Competition: The effective date will be that date on which this document is issued, subject to approval by the Chairman of the Technical Committee. 1Name and description of trade 1.1The name of the trade is: Industrial Electronics 1.2The Industrial Electronics Technician works in industrial or commercial environments and works with or studies electronics. This includes: - development - construction - design - measuring - testing - repair 1.3This technical description must be known to every candidate. 1.4In the event of any query or conflict within the technical descriptions, the English copy will take precedence 1.5Words implying masculine gender only shall include the feminine gender 2Scope of work at WorldSkills Competitions 2.1The practical work will test the competitors ability to: - assemble, adjust, commission, measure and test electronic equipment - carry out and document measurements on analogue and digital circuits - locate, document and repair faults in a given circuit - design or refine a design of a circuit, and construct using prototype construction techniques 2.2To solve theoretical tasks using mathematical and graphical methods to a Technician Level 2.3To redraw a circuit drawing schematic with Computer Aided Design. Competitors must bring their own laptop and software of their choice.
全国大学生电子设计大 赛作品报告 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
2015年全国大学生电子设计竞赛 多旋翼自主飞行器（c题） 2015 年8月15 日 摘要 旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板（芯片型号R5F100 LEA）,STM32单片机模块(加SD卡)，CMOS摄像头，A2212/13T新西达电机。STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板，启动飞行器和CMOS摄像模块，RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态，实现悬停,前进,后退等功能，CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。当飞行到目的地时各模块自动停止工作。 飞行器能一键式启动，并开始航拍，从A点起飞，飞向B区，在B区降落，但不是中心，当飞行结束后，拔掉SD卡，能顺利的通过P0机回放，在飞行过程中，始终在电子示高线H1和H2的区间内。 目录 目录
1. 方案论证与比较 四旋翼算法方案 方案一：采用欧拉角法欧拉角法静止状态，或者总加速度只是稍微大于g 时，由加计算出的值比较准确。 使用欧拉角表示姿态，令Φ,θ和Φ代表ZYX 欧拉角，分别称为偏航角、俯仰角和横滚角 。 载体坐标系下的 加 速 度(axB,ayB,azB)和参考坐标系下的加速度(axN, ayN, azN)之间的关系可表示为(1)。其中 c 和 s 分别代表 cos 和 sin 。axB,ayB,azB 就是mpu 读出来的三个值。 这个矩阵就是三个旋转矩阵相乘得到的，因为矩阵的乘法可以表示旋转。 axB c c c s s axN ayB c s s s c c c s s s s c ayN azB s s c s c s c c s s c c azN θψθψθφψφθψφψφθψφθφψφθψφψφθψφθ-??? ?????????=-++????????????+-+?????? (1) 飞行器处于静止状态，此时参考系下的加速度等于重力加速度，即 00xN yN zN a a g a ????????=???????????? （2） 把（2）代入（1）可以解 : arctg θ= （3） yB zB a arctg a φ??= ? ?? （4） 即为初始俯仰角和横滚角，通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出，偏航角可以通过电子罗盘求出。 方案二：四元数法（通过处理单位采样时间内的角增量(mpu 的陀螺仪得到的就是角增量)，为了避免噪声的微分放大，应该直接用角增量-------抄的书） 本项目采用的是方案一。 STM32控制方案 方案一： 直接激活飞控模块（RL78/G13MCU ），可以很好的与飞控进行协调，实现飞控模块的启动与停止。 方案二：使用STM32直接控制飞行器飞行。在植入的程序里包含对四旋翼的控制算法和自启动和自停止，还有视频模块的处理，但太过复杂。
电工电子技术技能大赛竞赛内容 2011 年安徽省职业院校技能大赛中职组 电工电子技术技能大赛竞赛规程 一、比赛名称 2011 年安徽省职业院校技能大赛中职组电工电子技术技能比赛 二、比赛目的 通过此项目竞赛，以达到检验我省中职机电类专业学生技能水平，提高学生学习兴趣，促进中等职业学校加强技能教学，适应当前企业对技能人才的需求目的，展示我省中等职业教育成果。 三、比赛地点 安徽合肥电子学校（电子产品装配与调试、维修电工、制冷与空调设备组装与调试） 安徽经济技术学校（机电一体化设备组装与调试、单片机控制装置安装与调试） 四、比赛项目
1.机电一体化设备组装与调试 2.单片机控制装置安装与调试 3、电子产品装配与调试 4、维修电工 5、制冷与空调设备组装与调试 五、比赛方式与参赛资格
1、比赛方式电子产品装配与调试项目、单片机控制装置安装与调试项目每代表队参赛学生各限报2人；维修电工项目每代表队限报 3 人；机电一体化设备组装与调 试为团体赛项目，每代表队限报2 组，每组参赛学生2 人；制冷与空调设备组装与调试为个人赛项目，每代表队参赛学生限报 2 人。 2、参赛资格 参赛选手必须是中等职业学校2010-2011 年度在校学生，参加机电一体化设备组装与调试的选手需有电工上岗证或维修电工（或安装电工）技术等级证书。没有取得电工上岗证或维修电工或安装电工技术等级证书的拟参赛学生，要参加劳动或安全监管部门组织的有关证书考试，并由劳动或安全监管部门（或核发该种证书的部门）出具相关证明，证明学生已经参加并通过了电工证书或技术等级证书的考试。 六、奖项设置 1. 参赛选手奖每个竞赛项目设奖项为：一等奖、二等奖、三等奖和优秀奖。前三个奖项数量占本竞赛项目参赛选手人数的比例分别为10%、20%、30%，优秀奖若干。 2. 指导教师奖 大赛为一等奖获奖选手的指导老师设置优秀指导教师奖。 七、大赛竞赛规程 见附录 八、申诉与仲裁 1．申诉 （1）参赛队对不符合竞赛规定的设备和材料备件，有失公正的检测、评 判、奖励，以及对工作和裁判人员的违规行为等，可提出申诉。 （2）参赛队申诉均须由领队以书面的形式在竞赛结束后60 分钟以内向仲 裁委员会提出。超过申诉时间，不予受理。仲裁委员会负责受理选手申诉，并将处理意见
参加全国大学生电子设计大赛的苦与乐 我是工学院机电系测控031的陈现敏，今年9月7日—10日参加了全国电子设计大赛，获得北京市三等奖，实现了我院学生在全国电子设计大赛获奖零的突破。对非电子专业的学生参加这样的电子比赛，并且我还是大二的，能取得这样的成绩，实属不易。我很高兴能跟大家分享一 下其中的苦与乐。 参加比赛的确需要很大的付出，因为前期的准备非常重要。我大一时就开始关注这个比赛，大二就开始接触电子，与电院的同学张建合作制作一些小电器，如声音放大器，PC遥控器，利用假期的时间训练编程能力，并与本班的同学贾永刚合作，参加学校的计算机应用大赛，取得一些参赛的经验，尤其是怎么跟同学合作，一起解决问题。今年暑假进入训练阶段，共有两个多月，这期间非常辛苦，当其它同学在家玩得非常轻松快乐时，我们还上10天的理论课，要求快速了解数子电子，单片机，VHDL，Mutisim，Protel，并进行为期15天的实战训练。特别是比赛时的四天三夜，平均一天睡不到两个小时，吃住都在实验室，比赛完后整整休息了两天，精
力才恢复。 一分耕耘，一分收获。从这次比赛中的确学到了很多东西，综合能力，科学素养，得到了很大 的提高。 第一、初步具备了实践开发能力。更深刻体会理论如何地联系实际，怎么用理论指导实践。无论工院还是电院，都有这种普遍的现象。学完了电子技术，单片机，连简单的放大器，单片机温度控制器都不会做，这是实践的脱节。比如说学C语言，都有开这门课，但学完后，没有几个同学能编出实用的、规范的，1000行以上的程序。微软招收技术员的时候，有这样一个条件，要有2万行的C语言编程经验，因为只有足够的编程实践才有强的实践开发能力。为参加这次比赛，我把模拟电子这本教材又看了几遍，更加深刻理解书中的内容。制作了频率计，F/V和V/F转换后，熟悉了一个电子系统的制作流程。比如说V/F的制作，老师布置了这个任务，并限定3天3夜内上交作品。V/F转换以前一点也不知道，我马上到中国期刊网下载相关资料，有30多页，通过数据，弄懂原理，到中关村买器件，之后进行仿真，综合各电路的优点，组装成自己的一个电路，最后调试，焊接制板。现在我学会了单片机，对一个任务，一般能通过努力把它解决。比如说前几周制作一个能跟踪轨迹的智慧小车，上网找数据，汇集，通过单片机实现了这功能。并以此去找周惠兴教授，周教授看了我的作品，很乐意地接受我作为他的助手， 至今已完成几个老师布置的任务。 第二、极大提高自学能力与解决问题的能力电院院长杨仁刚说:“参加电子设计大赛，对同学们来说是一次彻底的素质培养，能极大的锻炼同学们解决实际问题的能力。”培训选拔期间，老师逼着干，若做不出来，那只有被淘汰，开始报名时有100多人最后只选出18人，可见竞争多激烈。对每一个老师布置的问题，都非常认真地去完成。而老师布置的问题以前往往没有接触过的，或是教材里较难的老师不讲的内容。只能自学，自己搜集资料解决问题。培训及比赛期间，我打印下来查阅的数据足足有4厘米厚。这能力的提高使我受益匪浅。单片机是我下学期的课程，但我只用两周的时间，在创新实验室，通过单片机开发板很快学会了使用单片机。一次连续工作16个小时，一直到凌晨4点终于把利用BS18D20温度传感器制作的温度报警器做 了出来，周围同学都很惊讶。 第三、提高了团队意识比赛三个人为一组，我们团结协作，分工明确，互相促进而发展，比赛时我基础较好，设计基本电路，另一同学焊接调试技术过硬，还有一个知识面广，知道如何选用好的器件，如何写好报告书，总揽全局，没有同学的配合，根本不可能圆满地完成任务。其中取得的经验，使我更加出色的担任电子协会竞赛部部长，在电子协会里创造了相互学习的