2012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
（1）提高正弦波信号的识别能力，当输入正弦波信号V S 的频率在100Hz~10kHz 范围内、幅度峰峰值在20mV ~200mV范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过5%。
（2）在发挥部分（1）的条件下，要求检测误差不超过2%。
（3）当输入正弦波信号V S 的频率在100Hz~10kHz范围内时，进一步降低V S 的幅度，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过2%。
（4）其它。
三、说明
1.本题只能采用模拟技术，不得使用数字信号处理技术来完成。
2.微弱信号检测电路要求采用模拟方法来实现。常用的微弱信号检测方法有：滤波，锁相放大，取样积分等（仅供参考）。
3.为便于各个模块的测试，所有测试端点（A~E）应做成跳线连接方式。
4.赛区测评时，应固定使用某一装置（PC机或MP3）来产生噪声源，所有作品均应采用该噪声源进行测试。
四、评分标准
2012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。
频率补偿电路（B题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。电路结构如图1所示。
图1 电路结构
二、要求
1. 基本要求
(1) 按图1虚线框中所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器。在开关K接V s的条件下达到如下要求：
①V s为200Hz、峰峰值为10V时，“模拟模块”输出V b没有明显失真。
②以200Hz为基准，V b的?3dB高频截止频率为2.5 kHz±0.5 kHz。
(2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：
①频率为200Hz时的电压增益A(200Hz)=|V o/V s|=1±0.05。
②以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)=|V o/V s|的?3dB高频截止频率扩展到大于50kHz。
③以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~35kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±20%以内。
(3)在达到基本要求(2)的第①、②项指标后，将开关K切换到接地端，V o输出噪声的均方根电压V n≤30 mV。
2. 发挥部分
(1) 在达到基本要求(2)的第①项指标后，以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)的?3dB 高频截止频率扩展到100kHz ± 5kHz。
(2) 以电压增益A(200Hz)为基准，0~70kHz范围内的电压增益A(f)波动在±10%以内。
(3) 在达到基本要求(2)的第①项和发挥部分(1)的指标后，将开关K切换到接地端，输出V o的噪声均方根电压V n ≤10 mV。
(4) 其他。
三、说明
1.“模拟模块”中的运算放大器A要求使用TI公司产品OPA2134。
2.频率补偿必须采用模拟方案实现，不得用DAC或DDS方式输出信号。
3.图1虚线内模块的性能必须满足基本要求（1）中②的要求，否则不予评测。
4.根据对高频响应特性的要求，频率补偿电路中插入适当的低通滤波电路可以有效
降低输出V o的高频噪声。此外，还应注意输入电路的屏蔽。
5.在图1所示开关K切换到接地端的条件下，在T端接入图2(a)所示的电路可简
化系统频率特性的测试、调整过程。设定函数信号发生器输出V t为频率500Hz、
峰峰值5V的三角波电压，则输出V b的波形应近似为方波脉冲。如果频率补偿
电路的参数已调整适当，则输出V o的方波脉冲会接近理想形状。若高频截止频
率为f H=50kHz，则输出的方波脉冲上升时间应为t r ≈7μs；若f H=100kHz，则t r ≈
3.5μs；t r的定义如图2(b)所示。应用f H·t r ≈0.35的原理，可将系统的频率响应特
性调整到所要求的指标。注意：C i到运放A反相输入端的引线应尽量短，以避
免引入额外干扰。
(a) (b)
图2 辅助调试电路及波形定义
4. 要求在V b端和V o端预设测试点（TP1、TP2），以便于测试时连接示波器探头。
四、评分标准
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。
简易直流电子负载（C题）
【本科组】
一、任务
设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所
示。
图1 直流电子负载原理示意图
二、要求
1.基本要求
（1）恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100m A～1000m A，设置分辨力为10m A，
设置精度为±1%。还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。
（2）在恒流（CC）工作模式下，当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1％。
（3）具有过压保护功能（如将电子负载置于开路状态），过压阈值电压为18V±0.2V。
2.发挥部分
（1）能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±0.02%，分辨力为1m V。
（2）能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±0.2%，分辨力为1m A。
（3）具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
（4）其他。
三、说明：
1.图1中被测电压设备即直流稳压电源。
2.在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值，该模式适合用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合。
3.直流稳压电源负载调整率是指电源输出电流从零至额定值变化时引起的输出电压变化率。为方便测量，本题要求被测直流稳压电源的电压小于10V，额定输出电流值设定为1A。
4.负载调整率的测量过程要求自动完成，即在输入有关参数后，能直接给出电源的负载调整率。
5.为了方便负载调整率的测量，可以在被测直流稳压电源的输出端串接一个电阻
R W ，更换不同阻值的R
W
，可以改变被测电源的负载调整率。测试示意图如图2所示。
图2 负载调整率测试示意图
四、评分标准
2012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。
网络阻抗测试仪（D题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一个网络阻抗测试仪，用于测量一端口无源网络的阻抗特性。
二、要求
1、基本要求
（1）设计并制作一正弦波信号源，要求：
①信号频率范围1kHz～200kHz，能够显示频率，频率相对误差<0.1%。
②信号频率可设置、可步进。
③输出信号幅度2V±0.1V（Vpp）。
（2）设计一端口网络阻抗特性测试仪，能够测量一端口网络阻抗的模|Z |，测量误差的绝对值小于理论计算值的5%。
（3）测量一端口网络阻抗的阻抗角φ，测量误差的绝对值小于理论计算值的5%。
（4）实现阻抗模和阻抗角的自动测量。
2、提高要求
（1）对模|Z |和阻抗角φ的测量误差的绝对值小于理论计算值的2%。
（2）能够判断被测网络结构（串联、并联）。
（3）明确指示模块中元件的类型与参数。
（4）能测量并显示被测网络的谐振频率点。
（5）其它创新性设计。
三、说明
1.被测无源网络由电阻、电容、电感构成；每个网络中有两个元件，两者串联或并联。
2.当输入激励频率在1kHz—100KHz范围内时，网络的阻抗模在100?—10k ?范围内，阻抗角φ在±90o范围内。
3.所设计制作的网络阻抗测试仪需留出连接被测网络模块的接口，且必须方便更换模块。
4.测试评审时对现场提供的标准模块进行测试。
四、评分标准
2012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。
激光枪自动射击装置（E题）
【本科组】
一、任务
设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构见图1。
二、要求
1．基本要求
（1）用激光笔改装激光枪，激光枪可
受电路控制发射激光束，激光束照射于胸
环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光枪
与胸环靶间距离为3m。
图1 简易自动报靶装置示意图（2）激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。
（3）制作弹着点检测电路，通过摄像头识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，并显示弹着点的环数与方位信息。其中环数包括：10、9、8、7、6、5、脱靶；方位信息是指弹着点与10环区域的相对位置，包括：中心、正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下。详见图2-b。
2．发挥部分
（1）在图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形，并闪烁显示弹着点。
（2）自动控制激光枪，在15秒内将激光束光斑从胸环靶上的指定位置迅速瞄准击中靶心（即10环区域）。
（3）可根据任意设定的环数，控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。
（4）其他
2-a 胸环靶尺寸2-b胸环靶环数及方位信息示意
图2 胸环靶示意图
三、说明
1．激光枪可以由市场上的激光笔改造，由电路控制击发；每次击发使光斑维持3～5s时间，但此期间不得移动光斑。
2．可采用步进电机、舵机或直流电机等机构对激光枪进行两维控制，以实现瞄准。激光枪及相关机构可由支架支撑。
3．胸环靶是在不反光的白纸画有一组相距5cm的同心圆(线宽不超过1mm)，最内圆环直径10cm，圆环内为10环区域，从最内环至最外环间分别为9、8、7、6、5环区域，最外环外为脱靶。胸环靶上不允许设置摄像头以外的传感器。
4．当激光枪的弹着点落在胸环靶的环线上时，报靶时采取就高不就低的原则。例如，弹着点在8环与9环之间的环线上时，则认为是9环。
5．在不影响靶纸上圆环线的前提下，允许在靶纸上做标记。
6．在完成发挥部分要求时，在正式击发前允许进行1-2次试射；但试射次数越少越好。
7．不限制摄像头及弹着点检测电路的安装位置，但应方便搬运与快速安装。
8．测试时自带胸环靶纸，测试评审现场可提供粘贴胸环靶的支架。
四、评分标准
2012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。
网络阻抗测试仪（F题）
【高职高专组】
一、任务
设计并制作一个网络阻抗测试仪，用于测量一端口无源网络的阻抗特性。
二、要求
1、基本要求
（5）设计并制作一正弦波信号源，要求：
①信号频率范围1kHz～200kHz，能够显示频率，频率相对误差<0.1%。
②信号频率可设置、可步进。
③输出信号幅度2V（Vpp）。
（6）设计一端口网络阻抗特性测试仪，能够测量一端口网络阻抗的模|Z |，测量误差的绝对值小于理论计算值的10%。
（7）测量一端口网络阻抗的阻抗角φ，测量误差的绝对值小于理论计算值的10%。
2、提高要求
（6）实现阻抗模和阻抗角的自动测量。
（7）对模|Z |和阻抗角φ的测量误差的绝对值小于理论计算值的5%。
（8）能够判断被测网络结构（串联、并联）。
（9）其它创新性设计。
三、说明
1.被测无源网络由电阻、电容、电感构成；每个网络中有两个元件，两者串联或并联。
2.当输入激励频率在1kHz—100KHz范围内时，网络的阻抗模在100?—10k ?范围内，阻抗角
φ在±90o范围内。
3.所设计制作的网络阻抗测试仪需留出连接被测网络模块的接口，且必须方便更换模块。
4.测试评审时对现场提供的标准模块进行测试。
四、评分标准
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。
简易直流电子负载（G题）
【高职高专组】
二、任务
设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所
示。
图1 简易直流电子负载原理示意图
三、要求
3.基本要求
（1）恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100m A～1000m A，设置分辨力为100m A，
设置精度为±2%。还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。
（2）能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±0.1%。
（3）能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±0.5%。
4.发挥部分
（1）编程使制作的简易直流电子负载具有负载调整率自动测试功能，要求负载调整率的测试范围为1.0%～19.9%，测量精度为±1%。采用简易直流电子负载测试自制稳
，压电源的负载调整率，其测试示意图如图2所示。为了便于测试，图中加入了电阻R
W
更换不同阻值的R
，可以改变被测电源的负载调整率；
W
图2 稳压电源及负载调整率测试示意图
（2）具有过压保护功能（如将电子负载置于开路状态），过压阈值电压为18V±0.2V。
（3）其他。
三、说明
1、在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值，该模式适合用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合。
2、直流稳压电源负载调整率是指电源输出电流从零至额定值变化时引起的输出电压变化率。本题负载调整率的测量过程要求自动完成，即在输入有关参数后，能直接给出电源的负载调整率。
四、评分标准
2012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。
线阵LED图文显示装置（H题）
【高职高专组】
一、任务
设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示：一个由16只LED构成的线状点阵及其控制电路，安装在可旋转的平台上；在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换；电机带动平台以合适速度旋转，且电机的转速在一定范围内可调。
图1 线阵LED图文显示装置示意图
二、要求
1. 基本要求
（1）开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。
（2）通过按键启动，实现16个同心圆图形分别顺序（由大到小）和逆序（由小到大）显示，每个同心圆图形显示时间为0.2秒左右；运行15秒左右自动停止。
（3）通过按键启动，显示双渐开线；运行15秒左右自动停止。
（4） LED显示亮度能依据环境亮度变化自动调节。
2. 发挥部分
（1）通过按键启动，显示字符“TI杯”，要求字符显示稳定，无明显漂移；运行20秒左右自动停止。
（2）通过按键启动，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒；运行70秒左右自动停止。
（3）改变转速，完成（2）的要求。
（4）其它。
三、说明
（1）显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LED在不同位置点亮与旋转速度匹配；注意每圈旋转时图像显示的起始位置一致；同时注意旋转速度适当，满足人眼视觉暂留的要求。
（2）不得使用LED显示成品和专用芯片来实现系统。
（3）线阵LED及控制电路由电池供电，电机及电机驱动由外接电源供电。四、评分标准
全国大学生电子设计竞赛培训系列教程 《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——基本技能训练与单元电路设计》 内容简介 本书是全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之一——《基本技能训练与单元电路设计》分册。全书共7章，主要介绍了“全国大学生电子设计竞赛”的基本情况、设计竞赛命题原则及要求、历届考题的类型、考题所涉及的知识面和知识点、竞赛培训流程，以及赛前、竞赛期间的注意事项等内容；并较详细地讲解了电子竞赛制作的基础训练、单片机最小系统和可编程逻辑器件系统设计制作；最后介绍了单元电路的工作原理、设计与制作。 本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程性强，可作为高等学校电子信息科学与工程类专业、电气工程及自动控制类专业的大学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材，也可作为各类电子制作、详程设计、毕业设计的教学参考书，以及电子工程技术工程师的参考书。 前言 全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办的面向大学生、大专生的群众性科技活动，目的在于推动普通高等学校的信息电子类学科面向21世纪的课程体系和课程内容改革，引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，加强学生工程实践能力的训练和培养，鼓励广大学生踊跃参加课外活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校形成良好的学习风气，同时也为优秀人才脱颖而出创造条件。 全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了七届。深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、队和学生逐年递增。全国大学生电子设计竞赛组委会为了组织好这项竞赛事，编写了电子设计竞赛获奖作品选编，深受参赛队员的喜爱。有许多参赛队员和辅导教师反映，若能编写一部从基本技能训练、单元电路设计直至综合设计系列教程，那将是锦上添花。2006年北京理工大学罗伟雄教授在湖南指导工作时也曾提出这个设想。当时就得到了国防科技大学的领导和教员响应。立即组建了“全国大学生电子设计竞赛培训系列教程编写委员会”。并组织了几十名教员和曾经获得全国大学生电子设计竞赛大奖的在校研究生和博士生对历届的考题(约43题)重新设计制作一次。为这个系列教程编写奠定了理论和实践的基础。 本系列教程分为五个分册，共23章。第一分册为《基本技能训练与单元电路设计》；第二分册为《模拟电子线路设计》；第三分册为《高频电子线路设计》；第四分册为《电子仪器仪表设计》；第五分册为《数字电路与自控系统设计》。 第一分册《基本技能训练与单元电路设计》，又称基础分册，共有7章(第1～7章)。主要介绍了全国大学生电子设计竞赛基本情况，命题原则及要求，竞赛题所涉及的知识面与知识点；全国大学生电子设计竞赛流程；电子设计竞赛制作基本训练；单片机最小系统设计制作；可编程逻辑器件系统设计制作；电子系统设计的基本方法及步骤；常用中小规模集成电路的应用设计课题。 第二分册《模拟电子线路设计》，共有3章(第8～10章)。主要介绍了交直流、稳压电源设计、放大器设计及信号源设计。
2019年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）8月7日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（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3人，开赛后不得中途更换队员。 （5）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。 （6）8月10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。 巡线机器人（B题） 【本科组】 一、任务 设计一基于四旋翼飞行器的巡线机器人，能够巡检电力线路及杆塔状态 （见图1），发现异常时拍摄存储，任务结束传送到地面显示装置上显示。巡线机器人中心位置需安装垂直向下的激光笔，巡线期间激光笔始终工作，以标识航迹。 二、要求 1.基本要求 （1）巡线机器人从距A杆塔1米范围内的起飞点起飞，以1米定高绕杆巡检，巡检流程为：起飞→杆塔A→电力线缆→绕杆塔B→电力线缆→ 杆塔A，然后稳定降落；巡检期间，巡线机器人激光笔轨迹应落在地 面虚线框内。 （2）从起飞到降落，巡线完成时间不得大于150秒，巡线时间越短越好。 （3）发现线缆上异物(黄色凸起物)，巡线机器人须在与异物距离不超过30cm的范围内用声或光提示。
图1 杆塔与线缆示意图图2 杆塔B二维码示意 2.发挥部分 （1）拍摄所发现线缆异物上的条形码图片存储到SD卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此条形码内容。 （2）发现并拍摄杆塔B上的二维码图片存储到SD卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此二维码内容。 （3）拍摄每张条形码、二维码图片存储的照片数不得 超过3张。 （4）停机状况下，在巡线机器人某一旋翼轴下方悬挂 一质量为100g的配重，然后巡线机器人在图3 所示环形圆板上自主起飞，并在1米高度平稳悬 停10秒以上，且摆动范围不得大于±25cm。 （5）在测试现场随机选择一个简单飞行动作任务，30 分钟内现场编程调试完成飞行动作。图3 环形圆板（6）其他。 三、说明 1. 电力线缆与杆塔说明 （1）线缆的直径不大于5mm，颜色为黑色。 （2）杆塔高度约150cm，直径不大于30mm。 （3）线缆上异物上粘贴有圆环状的黄底黑色8位数条形码，条形码宽度约30±2mm，见图4。 图4 条形码示例图5 二维码示例
自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件
年全国大学生电子设计竞赛(安徽赛区)暨 安徽省大学生电子设计竞赛赛项规程 一、赛项名称 赛项名称：年全国大学生电子设计竞赛（安徽赛区）暨安徽省大学生电子设计竞赛 英语翻译：' 赛项组别：本科组、高职组 二、竞赛组织机构 （一）主办和承办单位 主办单位：安徽省教育厅 承办单位：合肥学院 承办单位在组委会指导下负责竞赛组织和测试评审工作。承办单位成立由主管副校长为组长，教务部门和相关院系负责人为副组长的竞赛工作领导小组，全面负责竞赛工作。 各参赛高校在组委会和承办单位指导下参与竞赛工作，其竞赛组织工作由各校教务部门负责。各参赛高校应成立电子设计竞赛工作领导小组，并指定一名负责人，具体负责本校学生的参赛事宜。负责人联系方式应提前向组委会秘书处报备，以便工作联系。 （二）组织委员会 主任：储常连安徽省教育厅副厅长 执行主任： 张剑云解放军国防科技大学电子对抗学院教授
副主任： 梁祥君安徽省教育厅高教处处长 委员： 李辉中国科学技术大学高级工程师 崔琛解放军国防科技大学电子对抗学院教授鲁昌华合肥工业大学软件学院院长 孙玉发安徽大学电子信息工程学院教授 刘晓东安徽工业大学电气信息学院院长 黄友锐安徽理工大学教务处处长 凌有铸安徽工程大学电气工程学院教授 崔执凤安徽师范大学物理与电子信息学院教授李淮江淮北师范大学后勤服务与管理处处长花海安安徽建筑大学高级工程师 高先和合肥学院智能感知技术研究所所长 胡继胜安徽职业技术学院教授 蔡骏安徽电子信息职业技术学院高级工程师钱峰芜湖职业技术学院信息工程学院院长（三）专家委员会 主任： 鲁昌华合肥工业大学软件学院院长 委员： 李辉中国科学技术大学高级工程师 崔琛解放军国防科技大学电子对抗学院教授鲁昌华合肥工业大学软件学院院长
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。
中国研究生电子设计竞赛简介 中国研究生电子设计竞赛（以下简称“竞赛”）是由中国电子学会、国务院学位办全国工程硕士专业学位教育指导委员会联合主办，国内多所高校联合承办的的研究生学科竞赛之一，是面向全国高等院校及科研院所在读研究生的一项团体性电子设计创意实践活动，目的在于推动高等院校及科研院所信息与电子类研究生培养模式改革与创新，培养研究生实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风，促进研究生工程实践素质的培养，为优秀人才脱颖而出创造条件。 自1996年首届竞赛由清华大学举办以来，始终坚持“激励创新、鼓励创业、提高素质、强化实践”的宗旨，经过十五年的发展，竞赛几乎覆盖了全国所有电子信息类研究生培养高校及科研院所，是目前国内唯一一个专门面向研究生层次的学科竞赛，在促进青年创新人才成长、遴选优秀人才等方面发挥了积极作用，在广大高校乃至社会上产生了广泛而良好的影响。 中国研究生电子设计竞赛历史沿革 “华为杯”首届全国研究生电子设计竞赛 主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、深圳华为技术有限公司 协办单位：中国华大集成电路设计中心 竞赛时间：1996年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：电子科技大学（成都）、复旦大学、杭州电子工业学院、清华大学等（共10个单位13支参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：侯朝焕（中国科学院院士、声学所副所长）
主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、中国华大集成电路设计中心 协办单位：深圳华为技术有限公司、清华同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司 竞赛时间：1998年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学、电子科技大学（成都）、复旦大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、清华大学、 四川联合大学、天津大学、武汉大学、西安电子科技大学、西北工业大 学、中科院声学所、中科院微电子中心、中科院电子所（共17个单位、 26支参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：倪光南（中国工程院院士、联想集团原总工程师） “华为杯”第三届全国研究生电子设计竞赛 主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、深圳华为技术有限公司 协办单位：清华同方股份有限公司、北京清华同方软件股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、Menter Graphics公司、清华大学研究生团委、 清华大学研究生会 竞赛时间：2000年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：北京大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、复旦大学、电子科技大学（成都）、 南京大学、南京邮电大学、西北工业大学、武汉大学、华中理工大学、 国防科技大学、华南理工大学、西安电子科技大学、重庆大学、西安 交通大学、中科院微电子中心、中科院计算所（共21个单位、35支 参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：侯朝焕（中国科学院院士、声学所研究员）
2011年全国大学生电子设计竞赛 设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题）
2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题） 摘要 本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。 关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源 Abstract The design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%. Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power
5.5 常见错误及其原因分析 初学VHDL，往往会碰到不少问题和错误。例如：综合时出现警告和错误、编译无法通过等问题，使得设计无法实现；或者程序，综合等均通过，但不能得到正确的仿真结果，即所设计的硬件与原意要求不符等等。通过资料的收集和归纳，总结出以下一些注意事项，常见问题及错误，并提出改正方案，以供参考。 5.5.1 避免语法错误 VHDL规定了一些固定的描述格式，用于描述各种不同的功能，在Xilinx或Max+plus Ⅱ环境下，关键字会以蓝色显示，端口宽度会以紫色显示，以示区别，黑色字则是可由用户自定义的名称、数值等。下面几个简单的例子作说明： 1.端口的定义 端口的定义为：port ( 端口名，端口名：端口类型（空格）端口宽度)； entity sztop is Port ( clk : in std_logic ; ring , sz : out std_logic ; ――定义多个相同类型的端口，用逗号格开 hour : in std_logic_vector(3 downto 0) ; ――4位数据 sec : out std_logic_vector(6 downto 0) ――7位数据 ); end sztop; 2. 信号和变量的定义 信号定义：SIGNAL 信号名：数据类型； signal a : std_logic; signal b : std_logic_vector(2 downto 0); 变量定义：VARIABLE 变量名: 数据类型; variable c0 , c1 : integer ; 59
variable d : integer range 0 to 256; variable cnt : std_logic_vector(3 downto 0); 3. CASE语句 case seg is when "0000" => q <="0000001"; when "0001" => q <="1001111"; when "1001" => q <="0000100"; when others => q <="1111111"; end case; 初学者要紧记这些语法结构，特别注意标点符号的用法，从而避免编程时可能出现的大量小错误。 5.5.2 信号与变量 信号与变量都可以用于描述器件内部结构，两者的区别如表5.5.1所示。 表5.5.1 信号与变量的区别 或在进程内部定义信号，综合时就会出现Unexpected symbol read的错误。对信号赋值的符号是“<=”，对变量的赋值符号是“:=”，如例5.5.1所示。编程时应正确使用。 【例5.5.1】 60
题目：数控电流源设计 摘要 本设计由两部分构成：自制的稳压、稳流、输出过压保护电路和单片机控制与显示系统。稳压电源部分设置有±12V和+5V电压，为整机供电。采用大功率MOS管作为电流源调整管、用锰铜丝自制取样电阻，具有良好的调控线性和稳定性。采用价格低廉的电脑CPU专用散热器作为稳压电源模块和电流调整管的散热装置，散热效率高、性能可靠。控制核心采用内置12位A/D、D/A转换器的高性能单片机C8051F021，电路简洁、控制精度高、电流控制与测量分辨率达0.5mA。用带背光点阵式LCD显示器同时显示设定电流和实测电流数据，直观、方便。给出了多种测试条件下的实测数据，测试数据表明系统性能指标全面超越了题目的基本要求，除系统自测显示电流误差略大以外，其余发挥部分指标也已满足。另外，还增加了预置电流超限保护功能。 详细说明了系统的结构和工作原理，给出了系统的硬件电路图、元器件参数列表和软件流程图，并附有系统操作说明书。 Abstratct This design is consist of two major parts: The self-made constant voltage power supply and the control system which is consist of singlechip and LCD display. The voltage-stabilized source which is the all machine power supply has ±12V and +5V voltage. We Use the high-power MOSFET as the current regulation device, and use the manganese copper wire self-restraint as a sample resistance, and the system has good regulative linearity and stability. The design Uses the price inexpensive computer CPU sink to take the voltage-stabilized source module and the electric current regulation device heat dissipating. The control system is made up of high performance singlechip C8051F021 which includes 12 A/D & D/A converter inside. The electric circuit is succinct and the control precision is high, the controlling resolution of current is up to 0.5mA rate. The setting current and the actual current data are showedby the lattice type LCD display at the same time. Many kinds of test data are presented under the many kinds of tests condition. The test data indicates that the system performance has achieved the demand of design in an all-round way satisfied. In addition, we have set a protecting function of the ultra limit setup of the electric current. This paper is also present The system structure, the work principle, the system hardware circuit diagram, the device parameter, the software flow chart, and the system operating manual in detail. 一、系统整体结构及方案论证 1．1 系统结构 根据题目要求，要能够实现电流步进控制、显示设定电流和实测电流大小，并且输出最大电压小于等于10伏，系统的结构框图如图1－1。 恒流源输出 图1-1系统结构框图 整个系统由稳压电源、恒流控制、单片机、键盘、显示器及输出过压保护<电压限制）等几部分组成。 各部分作用如下 1）稳压电源：向整个系统提高电源，包括供运放使用的±12V、供单片机使用的+5V，其中恒流源<主要功率部分）电压也由+12V提供。 2）恒流控制部分：是一受控电流源，由单片机提供控制指令电压，将12V电源转换成恒定电流。
第七届中国研究生电子设计竞赛简介 【竞赛背景】 集成电路设计为核心的ED(电子设计)业被推到了产业“龙头”的位置，电子设计业开创以知识产权（IP）为核心的创新时期，标志着电子信息产业的竞争，走过了技术、资本竞争阶段，进入智力竞争的高级阶段。 在整个电子信息产业链中，ED(电子设计)产业处于产业链的上游，也是实现创新的重要手段。复合型ED(电子设计)创新人才的培养，是实现产品更新换代和引领时尚的根本保证，因此培养创新型ED 人才已是刻不容缓。 “中国研究生电子设计竞赛”在中国电子学会的支持下，从1996年8月开赛，已成功举办了六届。参赛规模从第一届13支队伍39人参赛到第六届的87支队伍350人参赛，“中国研究生电子设计竞赛”得到了各高校以及科研院所的积极响应与大力支持，且在社会上产生一定的影响力。 从第七届起，“中国研究生电子设计竞赛”将扩大为“国务院学位办全国工程硕士专业学位教育指导委员会”和“中国电子学会”共同主办。除继续邀请高校和科研院所参赛以外，还将邀请中国港澳台地区及环亚太各国和地区的代表队参赛，中国研究生电子设计竞赛正逐步成为全球华人乃至世界电子设计人才的一次盛会。 “中国研究生电子设计竞赛”是我国目前研究生范围唯一的高层次竞赛，为研究生科技创新提供了一个技术交流平台。
按照“扩大参与范围，提升比赛水平，提高知名度”的要求，从第七届起，赛事分两级进行：初赛设在6个分赛区(北京、杭州、广州、成都、西安和哈尔滨)，以“选拔”和“推荐”参加决赛的参赛队和队员为主；决赛由北京清华大学承办，以面向全国人民展示电子信息领域最高的研究生科技创新成果为目的，所有被分赛区推荐参加决赛的参赛队和队员，以及全国团体(参赛队)和个人(参赛队员)的冠亚军都将被业界知名专家和主管领导接见和颁奖。 研究生电子设计竞赛组委会决定：本届竞赛按“笔试”和“送展作品答辩”的方式进行，由竞赛组委会聘请的专家成立的全国竞赛“命题与评审委员会”承担大赛的命题与评审。 【竞赛组织委员会】 主任刘汝林中国电子学会秘书长 副主任陈吉宁清华大学副校长教授 Altera公司 XXXXXXXXX 副总裁 汪劲松电子科技大学校长教授 孙玲玲杭州电子科技大学副校长教授 韦岗华南理工大学信息学院院长教授 胡应平北方工业大学副校长教授 杨春玲哈尔滨工业大学教授 樊晓桠西北工业大学教授 秘书长 周祖成清华大学电子工程系教授 竞赛命题与评审委员会主任 倪光南中国工程院院士 竞赛监督委员会主任 刘春田中国人民大学法学院教授 第七届中国研究生电子设计竞赛组委会秘书处暂设在清华大学东主楼9区324 邮政编码：100084 电话： 传真：
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
宽带直流放大器（C题） 【本科组】 摘要 本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC 控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件搭建的甲乙类互补对称电路。整个系统通频带可达20MHz，最小增益0dB，最大增益70dB。增益步进ldB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。 关键词 AGC；AD603；OPA642；功率放大；稳压电源
一、方案论证与比较 1.增益控制部分 方案一 原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。 方案二 采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。 方案三 使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。 综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，满足题目要求的精度，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。 2.功率输出部分 此部分采用分立元件对管TIP41与TIP42搭建的甲乙类互补对称电路。 3.自动增益控制（AGC） 利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC 滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工
简易智能电动车 学校：辽宁工程技术大学小组成员： 日期：2011年8月4日
摘要 本设计以STC89C52单片机为控制核心。经光敏电阻和红外对射完成循迹，寻光以及躲避障碍物，测距的检测，经比较器LM393进入单片机。单片机通过内部程序完成对小车的控制。 关键字：控制；检测；红外对射；智能小车； The abstract This design to STC89C52 microcontroller as control core. The photoconductive resistance and infrared DuiShe complete follow mark, light and evades obstacles for the detection of comparison, the LM393 into the microcontroller. The internal process of single chip through complete control of the car. Key word: control; Detection; Infrared DuiShe; Intelligent car;
目录 1 方案论证与比较 (1) 2 各模块的选择方案 (1) 2.1电源模块选择方案 (1) 2.2系统控制模块方案 (2) 2.3红外对射模块方案 (2) 2.4恒流源模块 (2) 2.5比较器转换模块 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2恒流源电路设计 (4) 3.3电机驱动模块 (5) 3.4循迹检测设计 (5) 3.5测距检测设计 (6) 3.6避障检测设计 (7) 4 系统软件设计 (7) 5 系统调试 (9) 6 结论 (10) 7 参考文献 (11)
参考文献： 1.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 2.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 3.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 4.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 5.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 6.全国大学生电子设计竞赛组委会. 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目. www. https://www.doczj.com/doc/a110429009.html,.2003.12 7.全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（1994～1995） [M].北京：北京理工大学出版社，1997年第1版. 8.全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（2001）[M]. 北京：北京理工大学出版社，2003年第1版. 9.全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（1999）[M]. 北京：北京理工大学出版社，2000年第1版. 10.高吉祥，黄智伟，陈和.高频电子线路[M]. 北京：电子工业出版社，2003年第1版 11.黄智伟.无线数字收发电路设计[M]. 北京：电子工业出版社，2003年第1版 12.黄智伟.电子电路计算机仿真设计[M]. 北京：电子工业出版社，2004年第1版 13.黄智伟.射频集成电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2004年第1版 14.黄智伟.无线发射与接收电路设计[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2004年第1 版 15.黄智伟.单片无线数据通信IC原理与应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2004 年第1版 16.黄智伟.创新素质教育多媒体软件的制作[J]. 电化教育研究，2003年.4：104～105 17.黄智伟.全国大学生电子设计竞赛EDA技术教学方法研究[J]. 南华教育2003年第2期： 64－65
“美亚光电”杯安徽省第一届大学生电子设计竞赛题 任意波形发生器（A题） 一、任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下： 二、要求 1、基本要求 （1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。 （2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。 （3）具有波形存储功能。 （4）输出波形的频率范围为100 Hz ～ 20 kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；频率可调，频率步进间隔≤100 Hz。 （5）输出波形幅度范围0 ～ 5 V（峰—峰值），可按步进0.1 V（峰—峰值）调整。 （6）具有显示输出波形的类型、频率（周期）的功能。 2、发挥部分 （1）输出波形频率范围扩展至100 Hz～200 kHz。 （2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。 （3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载电阻变化范围：100 Ω～∞）。 （4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。 （5）特色与创新。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有 关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项15 完成第（3）项10 完成第（4）项10 特色与创新 5
远程温湿度测量系统（B题） 一、任务 制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。 其结构框图如下： 二、要求 l、基本要求 （1）通过可编程控制器、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并在LED上显示。 （2）温度误差＜1℃，湿度误差＜1％，温度测量范围0℃～120℃，湿度测量范围1％～99％。 （3）可用电池供电。 2、发挥部分 （1）设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。 （2）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。 （3）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞5米。 （4）特色与创新。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有 关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项15 完成第（3）项10 特色与创新10
电子设计竞赛小组分工简介 电子设计竞赛无论是全国赛还是校赛，均要求每个参赛组完成电路的设计、制作与调试（硬件），软件的编程（软件）和设计报告的编写（报告）。因此，建议每个参赛组都要包含负责软件、硬件和报告的三名同学。一般来说，三个同学的分工如下： 1. 硬件 负责硬件的同学主要任务是完成电路的设计、电路板的制作、电路板的焊接与调试工作。要求硬件设计的同学要掌握模电、数电基础知识，单片机外围电路设计，接口电路设计，资料的查找与PDF英文资料的阅读等方面的知识。总之，掌握的专业知识面越宽越好。当然，在掌握了电路设计的同时还要掌握基本的编程方法（可以不深入掌握），这样有利于优化硬件设计、更好的调试硬件、提高硬件设计速度和可行性。 2. 软件 负责软件的同学主要任务是完成系统的软件设计。要求软件设计者要尽可能深入的掌握一种或多种可编程器件的编程语言和开发环境，掌握可编程器件内部资源的开发与应用，掌握常用外设芯片（AD、DA、通信IC、传感器IC……）或模块（LCD1602/LCD12864液晶模块、无线收发模块……）的操作时序（可通过阅读PDF资料获取操作时序和操作方法），常用数据纠错及滤波方法等。由此可见，负责软件的同学也必须掌握硬件的操作方法。 3. 报告 负责报告编辑的同学主要任务是完成设计报告。设计报告一般都包含软件和硬件两大块。因此，对于负责报告的同学来说也必须多接触和掌握软、硬件的基本知识。这样才能在报告中将自己组的设计方案阐述清楚，使得论据充分，数据准确，同时也能突出本组设计的优点等。 以上是组内成员的分工及具体要求，当然这只是分工的一般模式（以往的分工普遍是这种模式）。各个组也可根据自己组员的特点进行相应的调整或设计其他的分工模式。大家注意，以上分工并非绝对化，设计中最忌讳组内成员不交流、不合作或无法交流。往往，造成无法交流的根本原因就在于分工过于死板。比如，负责硬件的同学只管制作电路板，而编程的同学只管编写程序，这样就会导致接
2012年“TI”杯浙江省大学生电子设计竞赛简易直流电子负载（C题） 【本科组】 2012年8月8日
直流电子负载与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、效率高等优点，在电源，通讯，汽车，蓄电池等领域得到了较好的地应用，并已成为当前研究的热点。直流电子负载由数字控制、检测与驱动电路和显示模块等。数字控制MOS 管或晶体管的导通量，实现对电源参数的稳定控制。 直流电子负载系统方案分析入手，详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现，并给出较为合理的解决方案。为了便于控制的实现和功能的扩展，采用了freescale单片机作为核心控制器，设计了控制电路、检测电路，键盘电路、显示电路，通过比较法和模糊控制技术及软硬件的配合，实现了整个电路的设计。关键字：直流电子负载单片机AD采样DA采样
1系统方案 ............................... 错误!未指定书签。 1.1单片机模块的论证与选择............ 错误!未指定书签。 1.2AD模块的论证与选择................ 错误!未指定书签。 1.3控制系统的论证与选择.............. 错误!未指定书签。2电路与程序设计 ......................... 错误!未指定书签。 2.1系统总体框图...................... 错误!未指定书签。 2.1.1系统总体框图................. 错误!未指定书签。 2.2电路原理图........................ 错误!未指定书签。 2.2.1单片机及外围电路电路原理图... 错误!未指定书签。 2.2.2硬件闭环控制电路原理图....... 错误!未指定书签。 2.2.3电压电流采样电路的原理图..... 错误!未指定书签。 3.2程序的设计........................ 错误!未指定书签。 3.2.1程序功能描述与设计思路....... 错误!未指定书签。 3.2.2程序流程图................... 错误!未指定书签。4测试方案与测试结果...................... 错误!未指定书签。 4.1测试方案.......................... 错误!未指定书签。 4.2测试条件与仪器.................... 错误!未指定书签。 4.3测试结果及分析.................... 错误!未指定书签。 4.3.1测试结果(数据) ............... 错误!未指定书签。 4.3.2测试分析与结论............... 错误!未指定书签。