2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证
件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教
师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6
）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
非接触式不同材质的厚度计量装置（A ）
一、任务
设计并制作一个非接触式不同材质厚度的计量装置。实现单个非接触式不同材质的厚度、累计厚度和非同类材质的个数及类别的计量、显示和语音播报。料块的测量状态包括静态和动态，其结构原理如下图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）能够实现对任一规整平板材料的厚度的非接触式检测，具有数据显示、毫米/厘米转换功能。
（2）能够实现对0～50mm 间的材料厚度的检测，其数据显示值与实际测量值精度≤2.5mm 。 （3）能够实现对两种不同材料的厚度检测，并具有能区分金属和非金属材料的分类功能。 （4）能够实现对其材料厚度的平面进行平均厚度的检测，即具有平均厚度计算统计功能。 （5）能够实现对材料厚度的检测数据存储/数据回放功能。
2．发挥部分
（1）能够实现对0～50mm （5厘米）间的材料厚度的检测，其数据显示值与实际测量值
精度≤0.5mm。
（2）能够实现对两种以上不同材料厚度的检测，并具有能对其不同材料种类的分类功能。
（3）能够实现对透明体材料中的有机材料和硅酸盐玻璃厚度的检测，并具有能区分两种材料的功能。
（4）能够实现其动态检测，具有声音播报及打印功能。
（5）创新性及其它。
三、评分标准
四、说明
1．板块材质采用金属及非金属材料,厚度为0～5厘米间。长度5～20cm。
2．滑槽采用水平放置，表面明光滑的板材制作，长度约为100cm。
3．单个料块通过滑槽的时间小于3秒钟。
4．厚度度计量不允许使用接触式光栅尺。
5.料块运动方式不允许使用任何电拖动和电牵引装置，可采用弹性绳或弹簧等手动方法驱动料块。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证
件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教
师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 补偿式光伏发电逆变器（B ）
一、任务
设计并制作一个带有稳压补偿功能的小功率光伏发电单相逆变装置。其结构原理如图1所示。其中：负载变化范围Ω-=10030L R ，逆变交流电频率范围z H f 5545-=，交流电输出电压有效值V U 500≥。
RL
图1 结构原理图
二、要求
1．基本要求
（1）当电阻s R 一定，负载电阻L R 在Ω-10030范围内调节以及随着光电池输出g U 的变化，通过控制AC-DC 整流器输出z U ，使s U 维持为45V ，且相对偏差绝对值不大于1%。
（2）当负载电阻L R 一定，电阻s R 在Ω-5010范围内变化，通过控制AC-DC 整流器输出z U ，使s U 维持为40V ，且相对偏差的绝对值不大于1%。
（3）当Ω=50L R 时，对应逆变器输出电压频率变化范围内的某一指定点，其实际逆变
频率相对偏差的绝对值不大于2%。
（4）当Ω=50L R 时，DC-AC 逆变器的效率%60≥η。 （5）当Ω=50L R 时，输出电压0U 的失真度%5≤THD 。 2．发挥部分
（1）当Ω=50L R 时，DC-AC 逆变器的效率%80≥η。 （2）当Ω=50L R 时，输出电压0U 的失真度%1≤THD ；
（3）当Ω=50L R 时，逆变电压频率z H f 50=时，相对偏差的绝对值小等于1%。 （4）具有光伏发电欠压保护功能，动作电压V U th d )5.05()(±=； （5）其它功能。
三、评分标准
四、说明
1．光电池板可采用光伏电池串并联形式组成，最大输出电压不小于10V ，功率不小于10W 。 2．DC-AC 逆变器效率为逆变器的输出功率与输入功率比的百分值。 3．相对偏差=[(目标值-实测值)/目标值]*100%。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
家用热水器的无线控制(C)
一、任务
设计并制作一个智能家居中的淋浴热水器温度的无线控制与实现。其结构原理如图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）具有对传感器的数据采集、处理功能； （2）具有无线通信功能；
（3）具有短信接收、识别、控制、发送功能； （4）具有通过短信控制热水器加热功能。 2．发挥部分
（1）具有手动控制，使普通热水器增加人工预设功能，并有LCD 显示； （2）具有控制热水器的信息掉电保护功能，语音播报当前温度功能；
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证
件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（3）具有用户短信身份安全识别功能；
（4）创新性。
三、评分标准
四、说明
1.家用淋浴热水器可以用现有的加热容器装置替代其功能，装置形式和容量自定。
2.热水器的设置一般包括待加热温度和加热时间。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份
的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，
包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
无线光通信装置(D)
一、任务
设计并制作一个无线光通信装置，其结构原理如下图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）具有在大气中以光波为传输介质进行数据通信的功能； （2）具有数据输入、数据输出显示功能； （3）具有开始、停止数据传输等功能； （4）传输距离不小于0.5m ； （5）误码率不大于10％。 2．发挥部分
（1）传输距离大于2m ； （2）误码率不大于5％； （3）具有双向数据通信功能； （4）创新性。
三、评分标准
四、说明
1．发光元件可采用半导体发光二极管、半导体激光器、红外发射、紫外发射等光电子元件，不得采用光纤通信；
2．接收元件采用与发光元件对应的传感器；
3．为了增加传输距离，可采用光学聚焦等方法；
4．传输的数据可以是字符、数字或符号；
5. 误码率以一组20个数据计算。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
数字式音频功率放大器(E)
一、任务
以模拟车载12V电瓶电源提供电能量，设计并制作一个数字式音频功率放大器，实现音频信号的数字放大功能，并达到相应的技术指标。其结构原理如下图所示：
图中，功率放大器为设计作品。其它，音源用正弦波信号发生器替代，电源用线性可调直流稳压电源代换，负载用8?大功率电阻模拟扬声器。
二、要求
1．基本要求
（1）能够实现音频信号的数字放大功能；输入阻抗不低于20K?，信号发生器输出不高于0.775V时，可以达到最大输出功率。
（2）-3dB频率响应125-6300Hz，波形无明显失真；
（3）在最大输出功率时，效率达到70%。
（4）电源电压在10-14V变化时，放大功能不受影响
2．发挥部分
（1）进一步提高效率，最大功率时达到85%；
（2）进一步展宽频率响应，达到20-20K Hz的音域范围；
（3）具有自恢复过温保护功能，阈值温度用30度模拟。
（4）具有自恢复输出短路保护功能，阈值电流2A。
（5）其它创新性。
三、评分标准
四、说明
1．数字式功率放大器，指末级功率元件工作在数字（开关）状态，具有效率高、功率密度大等优点，应用广泛。
2．频率响应及效率指标，在稳压电源提供12V、波形无明显失真的满功率条件下测试。
3．如需辅助电源需自行制作，并计入效率测试。
4．信号处理与变换电路，不得使用数字功放专用的集成元件，合理安排电路板布局方便波形检测用。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
智能竞速小车（F）
一、赛道基本参数
图1 跑道示意图
1．赛道路面用专用白色基板制作，所占面积在8m×10m左右，跑道示意图如图1所示。
2．赛道宽度不小于45cm。
3．跑道表面为白色，两边有黑线作为引导线。
4．赛道中心下铺设有直径0.1-0.8mm漆包线，其中通有20KHz，100mA的交变电流。频率范围20K±1K，电流范围(100±20mA)。
5．跑道最小曲率半径不小于50cm。
6. 铺设赛道地板颜色不作要求，它和赛道之间可以但不一定有颜色差别。
7. 跑道有交叉，交叉角为90°。
8. 赛道有一个长为1m 的出发区，图2所示，计时起始点两边分别有一个长度10cm 黑色计时起始线，赛车前端通过起始线作为比赛计时开始或者结束时刻。在黑色计时起始线中间安装有永久磁铁，每一边各三只。磁铁参数：直径7.5 - 15mm，高度1-3mm，表面磁场强度
3000-5000 高斯。
图2 起跑区示意图
二、要求
1.基本要求
（1）使用传感器的规定：允许使用光学传感器、图像传感器以及电磁传感器获取道路信息进行路径检测。
（2）摄像头组车模尺寸不能超过250mm 宽和400mm长。
光电组车模尺寸不能超过350mm宽和400mm长。
电磁组车模尺寸宽度不超过250mm，长度没有限制。
（3）小车必须经过所有跑道，在跑道交叉处不允许抄近路。
（4）小车在行驶过程中不允许偏出跑道，若小车偏出跑道后能自行调整回跑道可以继续比赛。
2.发挥部分
（1）小车到达终点线后，能停在超过终点线2m以内。
（2）小车有计时显示功能，要求将计时显示部分安装在车身上，并且与裁判计时误差小于2s。
（3）创新性。
三、评分标准
四、说明
1．小车在行驶过程中不得与外部有电缆（电源、通讯等）或机械连接。
2．每个小车有三次比赛机会，取成绩最好一次作为最后成绩。
3．图1仅为示意图，比赛赛道实际布局将在比赛当日揭示，可能与示意图不同。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
高分辨率A/D转换器的设计(G)
一、任务
设计一个具有高分辨率A/D转换器，实现对模拟电压的测量和显示。系统组成框图如下。
二、要求
1、基本要求
（1）采用普通元器件（不允许使用任何专用A/D芯片）设计一个具有12位分辨率的A/D转换电路，转换速度不低于10次/S，线性误差小于2%。
（2）设计并制作一个具有测量和显示功能的仪器或装置，将该A/D转换电路的结果显示出来，有转换结束信号，显示器可采用LED或LCD。
（3）要求有一个A/D转换结束后的输出信号。
（4）自行设计一个可以从0—1V连续调节的模拟电压信号作为该系统的被测信号源，以便对A/D转换电路的分辨率进行测试。例如输入1V电压时显示器显示值不低于4095。
2、发挥部分
（1）分辨率为16位，线性误差小于1%。
（2）转换速度不低于20次/S。
（3）将A/D转换电路与测量显示部分实现电气隔离。
（4）其他。
三、评分标准
四、说明
设计高分辨率的A/D转换电路时，不允许使用任何A/D芯片（包括CPU自带的A/D功能），只可以使用普通元器件；例如：运算放大器、数字逻辑电路、时基电路或比较器等。
2012年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2012年5月9日8:00竞赛正式开始。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2012年6月29日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
超市收银系统(H)
一、任务
设计并制作一个超市收银系统。能够识别商品条码信息，并分析条码信息内容，显示商品的品名、数量、价格、总价等信息。能够识别IC卡，实现付款功能（包括IC卡协议分析）。
二、要求
1．基本要求
（1）不能用现成产品改制。
（2）最少实现5种以上商品信息的读取与识别，读信息成功要有声和光提示。
（3）液晶显示。
2．发挥部分
（1）能够识别射频卡，最大距离不小于5厘米。
（2）通过串行口或USB口与PC机通讯，在上微机实现商品交易的操作、结算、显示等。
（3）具有商品增、删、改功能。
（4）其他。
三、评分标准
2012年全国大学生电子设计竞赛 激光枪自动射击装置（E题） 【本科组】 指导老师：王文浪 参赛队员：成闻博黎训广王军军 2012年8月5日
摘要 本设计是一个基于单片机控制的激光枪自动射击系统，主要包括:激光枪及瞄准模块、胸环靶模块和弹着点检测模块。该电子系统以SmartARM2200为控制核心，通过键盘对两个步进电机的控制，实现了激光枪弹着点在靶纸水平方向和竖直方向上的调整；通过对激光枪的控制，实现了激光束的击发和关闭；并能控制OV7670摄像头识别出弹着点在靶纸上的位置，同时在LCD屏上显示出弹着点的环数和方位信息。最后，多次测试表明，该电子系统达到了所有基础和发挥部分的设计要求。 关键词：SmartARM2200 激光枪步进电机 OV7670摄像头胸环靶 Abstract The design is a microcontroller-based control of laser guns, automatic firing system. including: the laser gun and the aiming module, chest round target module and the point of impact detection module.The controler core of the electronic system is SmartARM2200, two stepper motor can be controlled by the keyboard, which is to achieve the adjustment of the point of impact of the laser gun in the horizontal and vertical direction of the target paper; by the laser gun, the laser beam can be firing and closed; and the use of OV7670 camera is to identify the location of the point of impact in the target paper, and at the same time on the LCD screen which is showing the number of rings and azimuth information of the point of impact. Finally, several tests done show that the electronic system can meet all the design requirements. Keywords: SmartARM2200 Stepping motor OV7670 Camera Module Chest Round Target
练习八 电流的磁场（一） 1．一无限长直导线abcde 弯成图8-1所示的形状， 中部bcd 是半径为R 、对圆心O 张角为1200 的圆弧，当通以电流I 时，O 处磁感应强度的在大小 B= R I 06336μππ+-，方向为垂直纸面向 里 2．如图8-2所示，均匀磁场的磁感应强度为B =0.2T ，方向沿x 轴正方向，则通过abod 面的磁通量为_________，通过befo 面的磁通量为__________，通过aefd 面的磁通量为_______。
3．（2）两个载有相等电流I的圆圈，半径均为R，一个水平放置，另一个竖直放置，如图8-3所示，则圆心处磁感应强度的大小为： 4．（4）如图8-4所示，在无限长载流导线附近作一球形闭合曲面S，当面S向长直导线靠近的过程中，穿过S的磁通量Φ及面上任一点P的磁感应强度大小B的变化为： （1）Φ增大，B增大；（2）Φ不变，B不变；（3）Φ增大，B不变；（4）Φ不变，B增大。
5.（1）磁场的高斯定理说明了下 面的哪些叙述是正确的？ a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数； b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数； c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内； d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 （1）ad ； （2）ac ； （3）cd ； （4）ab 。 6．真空中的两根无限长直载流通导线L 1和L 2相互平行放置，I 1=20A ，I 2=10A ，如图所示，A 、B 两点与两导线共面，a=0.05m 。求：（1）A 、B 两点处的磁感应强度B 1和B 2；（2）磁感应强度为零的位置。 解：以×为正，（1） 7 04201010 4102.122--?=? ?=+=πμπμπμT a I a I B A T a I a I B B 52 0101033.1232-?=-?=πμπμ （2）经过分析，磁感应强度为零的点应该在L 2的下方，假设到L 2的距离为x m a x x I a x I 1.022)2(202 01 0==+ +?-=πμπμ
全国大学生电子设计竞赛 2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛 设计报告 参赛题目：高效LED驱动电路（A题） 参赛对号：xxx 参赛选手：xxx 参赛地点：xxx 参赛时间：2012-8-28~2012-8-29 2012-8-29
摘要： 本文主要介绍基于MSP430G2553的高效LED驱动电路的系统设计。该设计的LED驱动主回路是以TI公司的DC/DC升压芯片TPS61040为核心的恒流源电路，通过MSP430G2553对恒流源电路的给定控制，实现对LED电流的准确设定。为了实现延长断电后的恒流延续时间，我们采用单独的TPS61040做自供电升压稳压电源，为单片机提供稳定的、更长时间的工作电压。为了方便设定值的读取，综合考虑系统的设计成本，采用两位数码管显示设定电流值。最终，通过设置超级功耗单片机的低功耗模式进入断电期，真正实现了高效的LED驱动。 关键字：高效LED驱动msp430低功耗 2
1.系统方案论证 1.1供电方案论证 方案一：该方案是指只用一片TPS61040为整个系统提供电源，包括五颗白光LED、MSP430单片机、显示模块等。由于TPS61040的输入电压低至1.8V，所以当断电后电容电压可以跌到1.8V单片机仍然能够获得足够的工作电压。该方案的优点在于只用一片芯片，可以在较低的输入电压工作。缺点是输入电压不是最低的，输出电压的范围太宽。 方案二：该方案指的是用两片TPS61040作为电源，其中一片单独为五颗LED做恒流使用，另外一片将输入电压升高后，提供给LED的恒流输入和单片机。为了使升压电路的工作电压更低，采用自供电方式，即使用升压的输出电压为升压芯片供电。这样可以再电容电压低至更低值时保证系统的正常工作，进一步延长断电延续时间。还能为单片机提供一个相对稳定、合适的工作电压。缺点是由于升压电路的加入，系统的效率会有所降低、成本会提高。 本设计采用后者方案，原因在于在对第一种方案测试之后发现：五颗LED 的供电电压远高于单片机的工作电压，导致必须加入降压稳压拓扑，不可行。 1.2主控器方案论证 方案一：采用MSP430G2553作为控制器，其资源包括10位AD，14个I/O，5种低功耗模式等，满足本设计的需要。优点在于该单片机工作电压可低至1.8V,编程控制方便，能够满足要求。缺点是型号低端，功耗不如其他两种型号低，尤其是MSP430FR5739. 方案二：采用MSP430F5529作为控制器，其资源包括10位AD，I/O，6种低功耗模式等，满足本设计的需要。优点在于该单片机工作电压可低至1.8V,低功耗模式功耗非常低。缺点是编程控制不熟悉。 方案三：采用MSP430FR5739作为控制器，其资源包括10位AD，I/O，9种低功耗模式等，满足本设计的需要。优点在于低功耗模式功耗极低。缺点是该单片机工作电压达2V，编程控制不熟悉。 综合上述来看，本设计选择了熟悉的MSP430G2553作为控制器，在断电后开启低功耗模式，基本能够得到比较理想的性能。 3
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练习一 静电场（一） 1.如图1-1所示，细绳悬挂一质量为m 的点电荷-q ， 无外电场时，-q 静止于A 点，加一水平外电场时， -q 静止于B 点，则外电场的方向为水平向左，外 电场在B 点的场强大小为q mg tan 2.如图1-2所示，在相距为a 的两点电荷-q 和+4q 产生的电场中，场强大小为零的坐标x= 2a 。 3.如图1-3所示，A 、B 为真空中两块平行无限大 带电平面，已知两平面间的电场强度大小为0E ， 两平面外侧电场强度大小都是0E /3，则A 、B 两平 面上的电荷面密度分别为 和 。
4.（3）一点电荷q 在电场中某点受到的电场力，f 很大，则该点场强E 的大小： （1）一定很大； （2）一定很小； （3）其大小决定于比值q f /。 5.（2）有一带正电金属球。在附近某点的场强为 E ，若在该点处放一带正电的点电荷q 测得所受电 场力为f ，则： （1）E=f/q （2）E>f/q （3） E 7.长L =15cm 直线AB 上，均匀分布电荷线密度 λ=5.0?10-9c/m 的正电荷，求导线的延长线上与导 线B 端相距d=5.0cm 的P 点的场强。 )/(67544120.005.020 20C N x dx E x dx dE ===?πελλπε 练习二 静电场（二） 1.场强为E 的均匀电场与半径为R 的半球面的轴线 平行，则通过半球面的电通量Φe =E R 02επ 2.边长为L 的正方形盒的表面分别平行于坐标面 XY 、YZ 、ZX ，设均匀电场j i E 65+=，则通过各 面电场强度通量的绝对值 ,6,5,022L L X Z Z Y Y X =Φ=Φ=Φ 2012年河北师范大学 关于毕业设计文档集说明 1、文档集的格式说明 文档集用A4纸打印，上下边距2.2cm左边距2.4cm，右边距2cm。 毕业设计文档集包括封面、目录和正文顺序的三部分。 封面部分：题目部分采用宋体二号字，其他信息部分采用宋体三号字。 目录部分：目录内容用宋体三号字，目录中不包含三级及以下标题（目录可以使用word中“插入”—“引用”—“索引和目录”功能实现）。 正文部分：正文内容用宋体小四号字，1.5倍行距。正文一级标题用黑体四号字、首行无缩进、两端对齐、1.5倍行距。二级标题用黑体小四号字、首行无缩进、两端对齐、1.5倍行距。三级标题用宋体加粗小四号字、首行缩进2字符、两端对齐、单倍行距。一级标题用1，二级标题用1.1，三级标题用1.1.1，四级与五级标题使用word 中符号集的⑴⑵⑶……和①②③……符号。一级标题每部分另起一页。目录和正文的页眉页脚保持模板样式。 图注在图下方，宋体五号字、居中，如“3-1 用例图”，表注在表格上方，宋体五号字、居中，如“表1-3 主要产品市场份额饼图”。 2、文档集的装订要求 用塑料夹在左侧装订，其中附录内容如较多或纸张与正文不一致，可另行装订。 3、文档集电子文档要求 文档集的电子文档命名为“学号-姓名-毕业设计文档.doc”，例如“2008010208-XX-毕业设计文档.doc”。最终修改的电子文档通过Email或其他手段发给各自的指导老师。 注意：文件名中不允许有空格。 4、参考模板 毕业设计文档集参考模板如下。其中列出的14项软件文档已经比较全面，其中前9项是主要针对开发人员的文档，中间2项是主要针对用户的文档，后面3项是主要针对软件项目管理人员的文档。一般同学们的设计文档集可能以前面9项为主。具体包含哪些项目，参考该模板，根据实际项目情况，在老师指导下确定，原则是尽量全面和规范。 2012年江西省电子设计大赛题目及电路解析 2 0 1 2年江西省大学生电子设计制作现场赛赛题 某县，有一个免费参观的“陶渊明故里纪念馆”，其入口与出口分道进出，且采用如同地铁的入口、出口的措施，确保单向通行。在入口与出口处还设有红外检测、声响、累加计数器装置，当游人进（出）馆时，须穿过红外检测器。凡有人进入检测区，立即发出清晰、响亮的声响“叮…当…，，，然后计数器自动加 1 。这样，可自动统计每天的参观人数，同时当工作人员下班、闭馆前，先检查出、入口累加计数器的计录。若出口计录小于入口计录数，说明馆内还有游人。工作人员便发出通知。直至出、入口计数器计录相等，工作人员便闭馆下班。 请参赛者在赛场提供的器材中，选取所需器材，利用传感器技术及模拟电路、数字电路知识，设计、制作一个能模拟完成上述入口（或出口）处的红外检测、声响、计数功能的电子作品，限于竞赛条件，累加计数器只用2位，即计数范围为“1-99"。 要求： 1)红外检测部件间距：可客人的中指缓慢穿 过而不会碰及红外管，为此要求发射管与接收管工作面间距至少有2 5mm，即俯视看万能板，发射管与接收管的工作面，二者间至少相隔1 0个焊孔的距离。 2)手动清零：进入工作状态前，先手动清霉（复位），显“00"，再处于等待工作的状态（不是自动复位）。 3)声响要求：“叮…当…”，．必须是清晰、响亮的双音（犹如门铃声），单音无效。 4)工作顺序：必须先进入检测、再发出“叮…当…”声响，最后累加计数并显示计录结果。彼此动作连贯，但能分清先后，当发．出“叮…”声时门闸打开，发出“当…”声时游人进门，计数显示。：_ 5)扬声器固定在万能板上：为防止作品在评审时出故障，扬声器必须固定在万台皂板的元件面，可用IN4007多余的引线剪下后，一头从板的元件面穿过再焊在万能板上，另一头（较长）留在元件面，往下压扣住扬声器，这样，一般有2根足矣。 6)电源输出用绿色发光管指示，红外管输出用黄色发光管指示。 长春工业大学物理答案 光静电场c 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08] 练习一 静电场（一） 1.如图1-1所示，细绳悬挂一质量为m 的点电荷-q ，无外电场时，-q 静止于A 点，加一水平外电场时，-q 静止于B 点，则外电场的方向为水平向左，外电 场在B 点的场强大小为q mg tan 2.如图1-2所示，在相距为a 的两点电 荷-q 和+4q 产生的电场中，场强大小为 零的坐标x= 2a 。 3.如图1-3所示，A 、B 为真空中两块平 行无限大带电平面，已知两平面间的电 场强度大小为0E ，两平面外侧电场强度 大小都是0E /3，则A 、B 两平面上的电 荷面密度分别为 和 。 4.（3）一点电荷q 在电场中某点受到 的电场力，f 很大，则该点场强E 的大 小： （1）一定很大；（2）一定很小； f/。（3）其大小决定于比值q 5.（2）有一带正电金属球。在附近某点的场强为E，若在该点处放一带正电的点电荷q测得所受电场力为f，则：（1）E=f/q （2）E>f/q （3）E 1.场强为E 的均匀电场与半径为R 的半 球面的轴线平行，则通过半球面的电通 量e = E R 02επ 2.边长为L 的正方形盒的表面分别平行 于坐标面XY 、YZ 、ZX ，设均匀电场 j i E 65+=，则通过各面电场强度通量 的绝对值 3.如用高斯定理计算：（1）无限长均 匀带电直线外一点P 的场强（图2-3 （a ））；（2）两均匀带电同心球面之 间任一点P 的场强（图2-3（b ）），就 必须选择高斯面。请在图中画出相应的 高斯面。 4.（4）如图2-4所示，闭合曲面S 内 有一电荷q ，P 为S 面上任一点，S 面外 另有一点电荷q ，设通过S 面的电通量 为，P 点的场强为E p ，则当q 从A 点移 到B 点时： 长春工业大学物理创新竞赛规则 第一条总则 长春工业大学物理创新竞赛（以下简称竞赛）是长春工业大学基础科学学院主办的面向长春工业大学理工科本科生的科技实践活动，目的在于激励学生学习物理的积极性，提高学生利用物理学知识和运用计算机技术解决实际问题的综合能力，鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，开拓知识面，培养创造精神及合作意识，推动我校物理教学体系、教学内容和方法的改革。 第二条竞赛内容 竞赛题目一般来源于某个实际问题，不要求参赛者预先掌握深入的专门知识，只需要学过相关的物理课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。参赛者应根据题目要求，完成一篇包括实验的假设、完成，对实验结果的分析和检验、等方面的论文或报告（即答卷）。竞赛评奖以假设的合理性、实验的创新性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。 第三条竞赛形式、规则和纪律 1．全校统一竞赛题目，采取网络发布赛题，学生自由组队。 2．竞赛每年举办一次，一般在每年秋季举行。 3．学生以队为单位参赛，每队3人（可属于不同院系），专业不限。每队可设一名指导教师（或教练组），从事赛前辅导和参赛的组织工作，但在竞赛期间必须回避参赛队员，不得进行指导或参与讨论，否则按违反纪律处理。 4．竞赛期间参赛队员可以使用各种图书资料、计算机和软件，在国际互联网上浏览，也可以与队外任何人（包括在网上）讨论。 5．竞赛开始后，赛题将公布在指定的网址供参赛队下载，参赛队在规定时间内完成答卷，并准时交卷。 6.每队准备5分钟PPT备答辩时使用。要求答辩人必须是该队成员，答辩时要求语言流畅，论述清晰。 第四条组织形式 1．竞赛由长春工业大学物理竞赛活动组委会（以下简称组委会）负责，统筹安排每年的宣传、组织报名、拟定赛题、组织答卷的评审和评奖、印制获奖证书、举办颁奖仪式等。 2．组织委员会下设竞赛委员会和指导教师组，负责每年赛前准备和指导工作。 第五条评奖办法 1．组委会聘请专家组成评阅委员会，评选出一等、二等奖、三等奖，其余凡完成合格答卷者均可获得优秀奖。 2．对违反竞赛规则的参赛队，一经核实，取消参赛资格，宣布成绩无效。 2019年江苏省大学生电子设计竞赛（TI 杯）试题 参赛注意事项 （1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在A 、B 、C 、D 、E 题目中任选一 题；高职高专组参赛队原则上在F 、G 、H 题中任选一题，也可以选择其他题目。 （2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的 有效证件（如学生证）随时备查。 （3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 （4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作， 不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （5）2012年8月8日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 微弱信号检测装置（A 题） 【本科组】 一、任务 设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。为便于测评比较，统一规定显示峰值。整个系统的示意图如图1所示。正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。噪声源采用给定的标准噪声（wav 文件）来产生，通过PC 机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。图中A 、B 、C 、D 和E 分别为五个测试端点。 图1 微弱信号检测装置示意图 二、要求 1. 基本要求 （1）噪声源输出V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，带宽大于1MHz ；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。 （2）微弱信号检测电路的输入阻抗R i ≥1 M Ω。 （3）当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz 、幅度峰峰值在200mV ~2V 范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 2. 发挥部分 正弦波信号源 微弱信号 检测电路 噪声源 V S V N V C V o 纯电阻 分压网络 显示 电路 加法器 V i A B C D E 2017年全国大学生电子设计竞赛 管道内钢珠运动测量装置（M题） 【高职高专】 摘要： 系统以STC15W4K61S4单片机为主控器，设计一款管道内钢珠运动测量装置。该装置可以获取管道内钢珠滚动的方向，以及倒入管道内钢珠的个数和管道的倾斜角度。并通过LCD12864液晶显示屏实时显示钢珠滚动方向、个数以及管道的倾斜角度。系统包括单片机主控模块、角度信号采集模块、磁力传感器模块、显 示模块、电源模块、采用稳压输出电源为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定，能很好达到设计要求。 关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864 目录 1设计任务与要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3题目评析 (1) 2方案比较与选择 (2) 2.1单片机选择 (2) 2.2角度测量选择 (2) 2.3 钢珠运动检测选择 (2) 2.4显示选择 (2) 2.5电源选择 (2) 3电路系统与程序结构设计 (3) 3.1系统硬件总体设计 (3) 3.2单片机最小系统模块设计 (3) 3.3角度传感器模块设计 (3) 3.4 磁性传感器模块设计 (4) 3.5显示模块设计 (4) 3.6电源模块设计 (4) 3.7程序结构与设计 (5) 4系统测试 (5) 5总结 (6) 参考文献及附录 (6) 1设计任务与要求 1.1设计任务 设计并制作一个管道内钢珠运动测量装置，钢珠运动部分的结构如图1.1所示。 1.2技术指标 1．基本要求 规定传感器宽度 w≤20mm，传感器1和2之间的距离l 任意选择。 （1）按照图1.1所示放置管道，由A 端放入2～10粒钢珠，每粒钢珠放入的时 间间隔≤2s，要求装置能够显示放入钢珠的个数。 （2）分别将管道放置为A 端高于B 端或B 端高于A 端，从高端放入1粒钢 珠，要求能够显示钢珠的运动方向。 （3）按照图1.1所示放置管道，倾斜角ɑ为10o～80o之间的某一角度，由A 端放入1粒钢珠，要求装置能够显示倾斜角ɑ的角度值，测量误差的绝对≤3o。 2．发挥部分 设定传感器1和2之间的距离l 为20mm ，传感器1和2在管道外表面上安放的位置不限。 （1）将1粒钢珠放入管道内，堵住两端的管口，摆动管道，摆动周期≤1s ， 摆动方式如图1.2所示，要求能够显示管道摆动的周期个数。 （2）按照图1.1所示放置管道，由A 端一次连续倒入2～10粒钢珠，要求装置 能够显示倒入钢珠的个数。 （4）其他。 3.设计报告。 1.3题目评析 根据设计要求，对题目评析如下： 本题的重点： ① 传感器灵敏度的选择。 ② 用于钢珠运动检测的传感器选择 图1.1：管道内钢珠运动测量装置的结构图 图1.2：管道摆动方式 2012年巢湖学院电子设计竞赛试题 A 题 红外报警器 元件选用参考：红外对管、运放、555定时器、扬声器或蜂鸣器、LED 、电阻、电容、二极管、三极管等。 要求：当有物体经过红外对管的时候报警器可以发出声光报警，由于物体可能经过红外对管的时间可能很短，而报警又需要持续一段时间所以当红外对管检测到有物体通过时启动延时电路以控制声光报警时间。 图1 报警器框架示例图 B 题 频率计 元件选用参考：STC89C52单片机、四位数码管、LED 、扬声器或无源蜂鸣器、三极管、电阻、电容、晶振、开关等等。 要求 1、 基于51单片机计数器设计一个测量范围在1~9999HZ 的频率计通过四位数码管显示。 2、 通过按键设置频率上限和下限值，当频率超过上限值或下限值时发出声光报警具体要求 如下 当所测频率超过上限值时，扬声器发出一个频率在2000HZ 左右的报警声音并且点亮红色LED 。 当所测频率低于下限值时，扬声器发出一个频率在400HZ 左右的报警声音并且点亮黄色LED 。 当所测频率在设定频率之间时，扬声器停止工作并且点亮绿色LED 。 3、 当正常测量频率时数码管显示测量频率，当设置上下限值时，数码管显示设置参数。可 以通过LED 指示显示何种状态。 C 题 秒表 元件选用参考：STC89C52单片机、四位数码管、数码管驱动器件、电阻、电容、晶振、开关等等。 要求 红外检测电路 信号处理 音频信号发生 延时电路 LED 显示 扬声器 1、基于51单片机定时器设计一个计时范围在0~99.99秒的秒表。 2、具体要求是，两个按键key0 key1 当按下key0时秒表工作，再按一下秒表停止，数码 管显示计时时间。再按一下继续计时。以此循环。当按下key1时秒表复位。 3、可以扩展带有储存功能的计数器，可以记录几组数据。还可扩展其他功能。 D题信号发生器 元件选用参考：STC89C52单片机、四位数码管、一位数码管、或者液晶显示屏、LED 、DA 芯片、运放、MAX232、数码管驱动器件、电阻、电容、晶振、开关等等。 要求 1、利用单片机和DA芯片设计一个简易信号发生器。可以发生正弦波波、方波、三角波、 2、正弦波要求频率在1~100HZ可调，振幅在1~5V可调，步进1V。 3、方波要求频率在1~1000HZ，振幅在1~5V可调，步进1V，占空比在10%到90%步进5%。 4、三角波要求频率在1~100HZ可调，振幅在1~5V可调，步进1V。 5、四位数码管显示信号频率，一位显示信号幅值，LED指示何种信号。 E题电压表 基于AVR单片机，或51单片机加ADC芯片，制作一个电压表。 基本要求：可以测量直流电压，通过量程切换开关手动切换分三档，量程分别是0~500mV、0~5V、0~50V。总量程为0~50V电压。 扩展要求：量程切换通过模拟开关自动切换（需要软件判断控制切换无需手动）。可以测量交流电有效值（通过离散积分求均方根），由于交流电有负电压，而AD采集的是正电压所以外部电平需要加以处理简单的说要把负电压改为正电压用于测量（不是简单的整流，因为二极管有压降且是非线性的不确定，可选用方法硬件加入一个直流分量，然后在软件中把直流分量去除）。 显示：可以选用数码管、1602、12864或者更高档的彩屏（可写一个电压波动显示）。 F题速度加速度测量仪 在不同位置放设红外对管（可以是一对或者多对）用单片机内置定时器测量经过两对管的距离所用的时间或者所测物体上挡板通过一对光电管所用的时间，计算出速度和加速度（需要两对）。然后显示相应所测数据。 练习三刚体的定轴转动（一） 1.一个转动的轮子由于轴承摩擦力矩的作用，其转动角速度渐渐变慢，第一秒末的角速度是起始角速度ω0的0.8倍。若摩擦力矩不变，第二秒末角速度为（用ω0表示）；该轮子在静止之前共转了转。 2.一个可视为质点的小球和两根长均为l的细棒刚性连接成如图3-2所示的形状，假定小球和细棒的质量均为m，那么，该装置绕过O点的OZ轴转动的转动惯量为。 3.（1）两个匀质圆盘A、B的密度分别为ρA和ρB，且ρA>ρB。质量和厚度相同。两圆盘的旋转轴均通过盘心并垂直于盘面，则它们的转动惯量的关系是： （1）I AI B；（4）不能判断。 分析：m相等，ρA>ρB，V A小，厚度相等，R A小，J＝1/2mR2,所以J A小 4.（3）一力矩M作用于飞轮上，飞轮的角加速度为β1，如撤去这一力矩，飞轮的角加速度为-β2，则该飞轮的转动惯量为： 5.（3）如图，A 与B 是两个质量相同的小球，A 球用一根不能伸长的绳子拴着，B 球用橡皮筋拴着，把它们拉到水平位置，放手后两小球到达竖直位置时绳长相等，则此时两球的线速度 （1）B A V V =； （2）B A V V <； （3）B A V V >； （4）无法判断。 6.（4）一质量为60kg 的人站在一质量为60kg 、半径为l m 的匀质圆盘的边缘，圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地转动。系统原来是静止的，后来人沿圆盘边缘走动，当人相对圆盘的走动 速度为2m/s 时，圆盘角速度大小为 ： （1） 1rad/s ； （2） 2rad/s ； （3）2/3rad/s ； （4）4/3rad/s 。 解：角动量守恒 一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统 的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1） 长江师范学院经济与工商管理学院 关于2012届毕业论文（设计）的实施意见 根据经济与工商管理学院2008级专业培养方案要求和长师院发[2010]43号文件、长师院教[2007]108号、涪师院教[2006]129号文件，我院的国际经济与贸易、市场营销、旅游管理、市场营销（商务策划）、旅游管理（应用技术）、财务管理四个专业2012届本科毕业生将于2011-2012学年第一学期开始毕业论文（设计）工作。经院务会研究决定，本次毕业论文（设计）工作于2011年9月15日开始，至2012年3月27日结束。为有效地开展此项工作，现规划如下： 一、组织领导 经济与工商管理学院成立2012届毕业论文（设计）工作领导小组、毕业论文指导小组和答辩委员会。 1.毕业论文（设计）领导小组： 组长：范云峰 副组长：朱渝成、杜茂华 组员：杨小容、龚静、李娟 职责：负责经济与工商管理学院2012届毕业论文（设计）工作的组织实施与全程管理。 领导小组下设办公室，由杨小容任办公室主任，负责常务工作，李娟负责整个论文工作的材料收集、整理和存档。 2.毕业论文（设计）指导小组： 组长：范云峰 副组长：杜茂华 组员：杨小容、朱挢、唐爱群、蒋开屏、陈雪阳、蔺颖、李娟 职责：负责毕业论文（设计）的选题审批，指导论文选题、开题、撰写、答辩以及论文归档等业务工作。 3. 毕业论文（设计）答辩委员会 经济与工商管理学院分别成立国际经济与贸易专业答辩委员会、市场营销专业答辩委员会、旅游管理专业答辩委员会、财务管理专业答辩委员会。（成员待定）职责：负责组织毕业论文的评阅、答辩及成绩评定等工作。 二、工作安排 年江西省电子设计大赛题目及电路解析 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 0 1 2年江西省大学生电子设计制作现场赛赛题 某县，有一个免费参观的“陶渊明故里纪念馆”，其入口与出口分道进出，且采用如同地铁的入口、出口的措施，确保单向通行。在入口与出口处还设有红外检测、声响、累加计数器装置，当游人进（出）馆时，须穿过红外检测器。凡有人进入检测区，立即发出清晰、响亮的声响“叮…当…，，，然后计数器自动加1 。这样，可自动统计每天的参观人数，同时当工作人员下班、闭馆前，先检查出、入口累加计数器的计录。若出口计录小于入口计录数，说明馆内还有游人。工作人员便发出通知。直至出、入口计数器计录相等，工作人员便闭馆下班。 请参赛者在赛场提供的器材中，选取所需器材，利用传感器技术及模拟电路、数字电路知识，设计、制作一个能模拟完成上述入口（或出口）处的红外检测、声响、计数功能的电子作品，限于竞赛条件，累加计数器只用2位，即计数范围为“1-99"。 要求： 1)红外检测部件间距：可客人的中指缓慢穿过而不会碰及红外管，为此要求发射管与接收管工作面间距至少有2 5mm，即俯视看万能板，发射管与接收管的工作面，二者间至少相隔1 0个焊孔的距离。 2)手动清零：进入工作状态前，先手动清霉（复位），显“00"，再处于等待工作的状态（不是自动复位）。 3)声响要求：“叮…当…”，．必须是清晰、响亮的双音（犹如门铃声），单音无效。 4)工作顺序：必须先进入检测、再发出“叮…当…”声响，最后累加计数并显示计录结果。彼此动作连贯，但能分清先后，当发．出“叮…”声时门闸打开，发出“当…”声时游人进门，计数显示。：_ 5)扬声器固定在万能板上：为防止作品在评审时出故障，扬声器必须固定在万台皂 板的元件面，可用IN4007多余的引线剪下后，一头从板的元件面穿过再焊在万能板上，另一头（较长）留在元件面，往下压扣住扬声器，这样，一般有2根足矣。 6)电源输出用绿色发光管指示，红外管输出用黄色发光管指示。 核心芯片管脚图： CD4518 CD4520 引脚图CD4511管脚图 练习十六光的干涉（一） 1．如图16-1所示，在杨氏双缝实验中，入射光波长为600nm，屏幕上的P点为第3级明纹位置。则双缝到达P点的波程差为1800nm。在P点叠加的两光振动的相位差为 6π 。 解：为明纹 2．如图16-2所示，在杨氏双缝实验中，把两缝中的一条狭缝s2遮住，并在两缝的垂直平分线上放一块平面反射镜。则屏幕上的干涉将如何变化？镜下方无条纹，镜上方明暗条纹分布状况与上一次恰好相反。 3．（2）在杨氏双缝实验中，欲使干涉条纹间距变宽，应怎样调整：（1）增加双缝的间距；（2）增加入射光的波长； （3）减小双缝至光屏之间的距离； （4）干涉级数K愈大，则条纹愈宽。 4．（1）在杨氏双缝实验中，原来缝s到达两缝s1和s2的距离是相等的，如图18-3所示，现将s向下移动一微小距离，则屏幕上干涉条纹将如何变化：（1）干涉条纹向上平移； （2）干涉条纹向下平移；（3）干涉条纹不移动。 5．（1）在双缝装置中，用一折射率为n的薄云母片覆盖其中一条缝，这时屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置，如果入射光的波长为，则这云母片的厚度为： （1）（2）（3）（4） 6．在杨氏双缝实验中，双缝间距为0.5毫米，双缝至屏的距离为1.0米，在屏上可见到两组干涉条纹，一组由波长为480nm的光产生，另一组由波长为600nm的光产生，问在屏上两组干涉条纹在第3级干涉明条纹的距离是多少？ 7．杨氏双缝实验中，若两缝间距为0.2mm，屏与缝间距为100cm。（1）从第一明纹到同侧第四明纹之间的距离为7.5mm，求单色光的波长；（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹之间的距离。 练习十七光的干涉（二） 1．空气中有一透明薄膜，其折射率为n，用波长为的平行单色光垂直照射该薄膜，欲使反射光得到加强，薄膜的最小厚度应为，为使透射光得到加强，薄膜的最小厚度应为。 2.空气中有一厚度为0.32m的肥皂膜（n=1.33），白光垂直入射，从上看肥皂膜呈现的颜色为黄(绿) 3. 用波长为的单色光垂直照射折射率为n2劈尖，劈尖与两侧介质的折 2019 年全国大学生电子设计竞赛综合测评题 综合测评注意事项 （1）综合测评于2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 日15 ：00 结束。 （2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。 （3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。 （4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存， 交赛区保管。 多信号发生器 使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。 设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板 编号及 3 个参赛同学签字需在密封线内，限 2 页，与综合测评板一同上交。 u o1 u o2 多信号发生器u o3 1kΩ 19kHz-21kHz （含LM324AD 四运放，U o41kΩ 负载 1kΩ 负载 负载 +5V SN74LS00D四与非门） 1kΩ 负载 U o1————方波 U o2————占空比连续可调窄脉冲 U o3————正弦波 U o4————余弦波 一．约束条件 1. 一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）; 2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）; 3. 赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）; 4. 赛区提供直流电源。 二．设计任务及指标要求 利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号: 1. 频率为19kHz~2IkHz 连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于 3.2V; 2. 与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V; 3. 与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于 3.2V;河北师范大学2012届毕业设计文档集模板
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