2008年江苏省TI杯模拟电路设计竞赛设计报告
参赛学校：
作品名称：
参赛学生：
指导教师：
2008年9月
1、任务来源简述
目前许多高速公路隧道里的照明灯仍采用白炽灯，而且无论外界光光照如何变化，隧道里的照明灯不改变发光强度；然而灯光过弱易造成交通事故，过强则能源浪费，这可能是由于当时设计隧道时经济能力和科技水平的限制，是设计者不能有一个合理的方案。现在我们可以采用高亮度、长寿命的LED照明，并且采集路面光照，使隧道内的光照强度达到一个动态平衡，这是一个非常安全、经济的举措。
2、设计任务描述
利用发光二极管的反向电流的光敏特性来检测外界光照强度并由此控制照明灯光亮度以达到光照强度基本稳定的效果。
3、设计方案介绍
发射端通过红外发射管采集外界光照强度至单片机，经处理后将光照数据再用红外发射管发射出去。
接收端接收光数据并送单片机处理。处理方法有:通过PWM控制发光二极管的光照强度；通过数码管显示光照强度级别；数据通过USART接口送至计算机集中管理。
4、设计过程
①检测红外发射管的光敏特性
利用430单片机的高速精确处理能力，检测红外发射管内部势垒电容的放电时间。检测方法：将红外发射管反偏接到430单片机的两个引脚，接发射管正极和负极的引脚分别输出低电平和高电平，使其内部势垒电容充电，等待充电完毕，将接在发射管负极引脚由输入改为输出，且拉低该引脚电平，并且开始计时，此时红外发射管负极引脚的电位就会有高变低，为低时单片机停止计时，单片机记录的时间的可作为其它设备的参考数据。
②光信号转换为电信
利用430单片机将红外发射管制作成无线光敏传感器。
③划分光照强度级别
数据采集:在暗室内，用一个40w的白炽灯作为点光源，距离红外发射管不同距离时，测得红外发射管内部势垒电容放电时间，根据时间不同划分光照强度等级，存储在430单片机内作为判别实时变化光照的参考数据。
④根据光照强度级别发送信号
再次利用红外发射管，将光信号发送出去。因为发射管要重复使用，且发射时所需电流和电压大于430单片机所能提供的最大电流和最大电压，这就需要430单片机使用一个开关控制红外发射管的功能,作为感光使用还是作为发射红外信号使用，同时这两种状态不能相互影响。
⑤接收信号
红外一体化接收管接收信号并送至430单片机处理。
⑥430单片机直接控制外部设备，或将信号送至计算机处理
430单片机控制数码管显示光照级别，产生PWM控制LED灯的光照变化，将信号通过USART接口传至计算机集中处理。
作品结构框架图
5、 电路测试
功能测试指标
测量仪器/方法 结果 红外发射载波38k ，占空比<0.3 示波器 良好 红外通信距离>5m 距离测量 良好 光照级别显示10级 数码管显示 良好 LED 亮度改变光照强弱变化 灯光照射 良好 声音指示
指示音频
良好
6、 总结
①为了方便调试和检验，将430单片机做在一块小PCB 板上，也便于充分利用430的功能。
如果430损坏，也可以很方便进行更换。
采集光照
红外发
射管
单片机
1
红外接收管
产生信号
红外发射管
发射信号
单片机 2
接收信号
控制信号
PWM 控制、USART 通信等
同一个红外发射管
②应用：隧道节能调光。
在汽车行驶的右边隧道墙壁上，装本作品的发射感光部分（即本作品的第一部分），高度0.5m到1m之间；实时采集光照并作出判断，发送信号到隧道顶层的接收端（即本作品的第二部分），接收端控制光照强度变化，使隧道内的灯光始终处于一种动态平衡的状态，（即：汽车车灯的光照强度+隧道顶层灯的光照强度=固定的光照强度）。
电子竞赛中作品设计的一般步骤
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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
全国大学生 第一届机械创新设计大赛获奖作品展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行 口钳北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平 行口钳 大连理工机械式自动 节水水龙头 第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两 用全自动担架车 东南大学自适应可翻转 探测车 东南大学自适应可翻 转探测车 东南大学自适应可翻转探 测车东南大学自适应可翻转探 测车 福大节流阀型高楼逃生 器 福大节流阀型高楼逃 生器 福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车 国防科大行星轮式登月 车国防科大行星轮式登 月车 国防科大行星轮式登月车 哈工并联与分布控制机器 人哈工并联与分布控制机 器人 哈工并联与分布控制 机器人 哈工并联与分布控制机器 人哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机 器人 哈工并联与分布控制 机器人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹 哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人 哈工大微定位仿生机器 人海军工程大学摆式特 种发动机
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电子商务三创大赛特等奖作品 新闻中心讯 (特约记者冷馥辰徐航)7月28日，“汾酒杯”第八届全国大学生电子商务“创新、创意、创业”挑战赛总决赛（简称“三创赛”）在山西太原理工大学圆满落下帷幕。武汉工商学院电子商务学院学生邹家哲、李俊毅、刘钊汝、王开梅和文法学院学生张滨淏组成的代表队，凭借参赛项目《宠物之家》从全国诸多项目中脱颖而出，一举夺得全国大学生电子商务“三创”大赛一等奖。 据《宠物之家》项目负责人邹家哲介绍，该项目针对我国现有宠物服务市场存在的管理不规范、服务不完善、信息不对称等诸多问题，对现有的各类宠物服务市场资源进行整合，建立起一个互通有无的信息平台，旨在给消费者提供最全面的服务信息，为宠物们提供一个最温暖的家。 为了迎接本次比赛，“宠物之家”团队进行了近一个月的策划和设计，从网站淘宝、APP、资金、技术及推广各项指标进行了充分准备，目前，宠物之家平台已经完成了部分项目的开发，后期会正式投入运营，将设计方案付诸实践。“虽然做了充分的准备，但在面对评委老师严谨且环环相扣的提问，我们还是被创业所需的严谨的逻辑方式所震撼，感觉到自己今后还需要加倍努力”，项目负责人邹家哲感慨地说。“能取得这样的好成绩，首先离不开优秀的创意和良好的团队合作，同时，在比赛中，稳定的发挥，能够清晰地阐明自己项目的特点和优势也至关重要”，团队指导老师朱晓伟欣慰地说。
据悉，“三创赛”是由教育部主管，教育部高等学校电子商务类专业教学指导委员会主办的全国性竞赛，竞赛分为校赛、省赛、全国总决赛三级赛事，旨在激发大学生兴趣和潜能，培养大学生创新意识、创新思维、创业能力以及团队协同实战精神，本届“三创赛”聚集了来自全国32个省份31970支参赛队伍参加。
年广东省大学生电子设计竞赛实施方案 一、总则 ．指导思想与目的 当前全球化竞争加剧、产业亟需升级转型，相关产品向智能化、高科技、综合功能方向发展，新发明、新创造、新技术产品层出不穷。为适应产业升级转型对创新型人才的需求，本届竞赛探索开放式命题、融合性创新（综合考虑功能实现、外观与结构设计等）的模式进行，旨在实现从构思设计到具体实现的贴近产业实际应用的创新思维与实践能力培养，继续推动电子信息类学科课程体系与内容改革，为高校人才培养与产业需求之间搭建桥梁，并作为广东省及全国其它学科竞赛的有益补充。 ．竞赛特点与特色 为适应“互联网”和“移动医疗”等产业蓬勃兴起对高等教育和社会发展带来的挑战和机遇，本届竞赛以“健康电子”为主题，采用开放的自选题形式，以电子信息类专业为主、涵盖设计和材料等专业的学科交叉，知识融合创新为主要特色。 ．组织运行模式 广东省“健康电子”专题竞赛的组织运行模式为：“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”，以充分调动各方面的参与积极性。 二、组织领导 ．组织委员会 本届广东省大学生电子设计竞赛（暨健康电子专题竞赛）由广东省教育厅主办，华南理工大学承办。竞赛组织委员会由广东省教育厅、部分参赛高校代表及有关电子类专家组成，负责竞赛的组织领导工作，并对竞赛中出现的质疑投诉进行协调和裁决。 1 / 9
组委会设立秘书处，主持本届竞赛的日常工作。 ．专家组 专家组由部分高校电子类专家与来自产业界的资深技术专家组成，参与竞赛评审工作，并对竞赛中出现的质疑投诉向组织委员会提出专业建议。 ．参赛单位 以普通高等学校为参赛单位，参赛学校应成立大学生电子设计竞赛工作领导小组，负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、赛前准备、赛后总结等。 ．参赛队和参赛学生 每队由名学生组成，高等学校中具有正式学籍的全日制在校本科生或高职高专学生均可报名参加。 三、竞赛网站、时间和方式 ．竞赛网站 竞赛相关通知及评审结果等均通过唯一网站发布。 . 竞赛时间 年月至月。 ．竞赛命题和竞赛方式 本届竞赛以健康电子系统应用设计为主题，包含但不限于模拟和数字电路，可以涉及模数混合电路、单片机、射频电路、可编程器件、嵌入式系统、软件系统开发应用。比赛采用自选题方式，以小组为单位（三人一组），利用课余时间自主设计，并制作具备一定创新和实际应用综合功能的软硬件电子系统（注：以软件开发为主的，需结合外部硬件平台实现特定系统功能），包括具体硬件设计、软件编程、系统调试和设计报告撰写等部分。竞赛采用开放形式，要求学生自主设 2 / 9
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。
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品 展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行 口钳北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 大 连理工机械式自动节水 水龙头 第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车 第二炮兵工 程学院军地两用全自动担 架车 东 南大学自适应可翻转探测 车 东 南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探测 车 东 南大学自适应可翻转探测 车 福 大节流阀型高楼逃生器 福大节流阀 型高楼逃生器 福大节流阀型高楼逃生器 国 防科大行星轮式登月车 国 防科大行星轮式登月车 国 防科大行星轮式登月车
国防科大行星轮式登月车 哈工并联与 分布控制机器人 哈 工并联与分布控制机器人 哈 工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器人 哈 工并联与分布控制机器人 哈 工并联与分布控制机器人 哈 工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器人 哈 工程仿生机器蟹 哈 工程仿生机器蟹 哈 工程仿生机器蟹 哈工程仿生机器蟹 哈 工大微定位仿生机器人 哈 工大微定位仿生机器人 海 军工程大学摆式特种发 动机 天津大学爬杆喷漆机器人 天 津大学爬杆喷漆机器人 中 国农大菌液自动抽取喷涂 机 中国农大菌 液自动抽取喷涂机
重庆大学半球体螺旋沟槽数 控研磨机 重 庆大学半球体螺旋沟槽数 控研磨机 重 庆大学半球体螺旋沟槽数 控研磨机 全国二等奖 北工大助力器 北工大助力 器 北工大助力 器 长 春理工轮足式机器人 长春理工轮足式机器人 长 春理工轮足式机器人 长 春理工轮足式机器人 大 连理工蚯蚓爬行器 大连理工蚯蚓爬行器 东 北大学圆柱凸轮数控铣 削加工装置 哈工程螺旋 传动管道机器人 海 军工程大学舰船探测者 海军工程大学舰船探测 华 东理工易拉罐有偿回收 / 华南理工健身洗衣机 华 南农大气动式龙眼去核机
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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“创新设计?出彩青春”北京区首届青少年创 新设计大赛方案 以设计抒情，为青春色放，为进一步推动两新组织青春党建团建工作，充分激发青年群体的青春活力和创新热情，参与创新设计，弘扬创新精神，提高创新能力，通过创新理念推动北京创新发展，共青团北京区委开展——“创新设计?出彩青春”北京区首届创新创意设计大赛活动。本次活动向广大青年群体征集以“创新设计?出彩青春”为主题，以“信念、梦想、奋斗、奉献”为核心的创新创意作品,特举办“创新设计?出彩青春”北京区首届创新创意设计大赛活动。具体方案如下: 一、组织单位 主办单位：共青团北京区委员会 承办单位：北京青少年活动中心 协办单位：北京文理学院美术与设计学院 北京文理学院文化与传媒学院 北京文理学院教育学院 北京大学城市与科技学院艺术设计学院 北京水利电力职业学院 北京科创职业技术学院 北京财经职业学院 二、大赛主题 创新设计?出彩青春 三、大赛时间 宣传发动及征集阶段：12月10日前 评选阶段：12月11日——12月15日 评选结果公示及颁奖：12月24日
四、参赛须知 1、本次大赛以个人或团队形式参赛（团队不包括企业），欢迎社会各界青年人士及各学校创意设计精英、设计团队、党团员及青年艺术爱好者踊跃参赛；如多人合作，需征得所有合作者同意并标明所有合作者姓名。 2、作品必须为作者原创，未参与其他类似的比赛或活动。如因侵权导致的法律责任，其法律责任由参赛者本人承担，参赛作品切勿抄袭转载，一旦发现雷同作品，将取消参赛资格。 3、设计内容需围绕以“创新设计?出彩青春”为主题，以“信念、梦想、奋斗、奉献”为核心，所用设计软件不限，形式为创意图形&图案&实体（绘画）作品（如素描、水彩、速写、摄影、雕塑、服装手绘等具有创新设计思维的作品），突出青春、创新、创意的气息。 4、同一参赛者/团队可上传多组不同参赛作品，评选结果以作品为单位。 5、获奖者在收到获奖通知时需提供“作者/团队负责人签字的二代身份证复印件”及详细的个人信息。 6、报名方式： ①参赛者/团队在征集时间截止前将“‘创新设计?出彩青春’北京区首届青少年创新设计大赛方案报名表”电子版表格发至主办方邮 ②设计作品在征集时间截止前将电子版文件发至主办方邮箱，附带作品设计说明一份，（压缩文件中，参赛作者另需提供300dpi分辨率位图源文件或矢量文件）并且文件名标注作者信息或团队信息及作品名称。③绘画/摄影类作品在征集时间截止前以院系为单位将作品交至北京青少年活动中心四层办公室，并将作品电子版（JPG格式）传至主办方邮箱。
1助立椅 参赛学校： 华南理工大学 参赛者： 毕经元、xx、万明远，指导教师： xx、xx仪 作品内容简介本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。 主要创新点我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。 推广应用价值我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。 这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。 2自动搀扶助步车 参赛学校： 青岛大学 参赛者：
王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师： 师忠秀、庞严英作品内容简介本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。基本技术指标： 1、"整车指标： 速度0~ 0."5m/s连续可调；电机： DC12V、46rpm、P=15W。电源：12V、14Ah；光电开关： 检测距离： 0."1m/ 0."3m、DC 6～36V。 主要创新点 （1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步； （2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性； （3）本车实现了在一定范围内的无级变速； （4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群； （5）独特的控制电路大大简化了控制系统；
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
2016年全国职业院校技能大赛高职组“电子商务技能” 正式赛题 本赛项包括网店开设装修、客户服务、运营推广三部分内容，网店开设装修、客户服务、运营推广均为公开赛题。其中网店开设装修、客户服务建立了10套赛题的题库，于开赛一个月前公布题库，正式赛题在比赛当日，经试题库随机排序后，在现场监督人员监督下由裁判长抽取。其中网店开设装修抽签结果为3号试题（见附件一），网店客户服务抽签结果为1号试题（见附件二），网店运营推广采用赛前公开的赛题（见附件三）。三部分正式试题及评分标准（见附件四）详情见附件。 附件一： 2016年全国职业院校技能大赛高职组“电子商务技能” 网店开设装修试题（第3套） 一、网店开设 按照系统流程先开设PC端网店，设置店铺信息，包括店主姓名、身份证号、身份证复印件(大小不可超过150K)、银行账号、店铺名称、店铺主营、店铺特色、营业执照、店铺分类。部分背景材料由赛项执委会提供，如下表所示：
二、店标设计(Logo) 设计要求：店标（Logo）大小适宜、比例精准、没有压缩变形，能体现店铺所销售的商品，设计独特，具有一定的创新性。 PC端要求：制作1张尺寸为230*70像素、大小不超过150K的图片做为店标；PC端不做店铺头像。 移动端要求：制作1张尺寸为100*100像素、大小不超过80K的图片作为店标；制作1张尺寸为642*200像素、大小不超过200K的图片做为店招。 三、网店Banner 设计要求：Banner主题与店铺所经营的商品具有相关性；设计具有吸引力和营销向导；设计规格可以提升店铺整体风格。图片素材由竞赛组委会提供，提供的图片中共有5种商品，店铺的设计是销售5种商品，其中的4种商品做banner图，剩下1种商品做主图和详情页。 PC端要求：制作4张尺寸为727*416像素、大小不超过150K的图片； 移动端要求：制作4张尺寸为608*304像素、大小不超过150K 的图片。 以下为网店Banner素材： 1.电饭煲
第三届全国大学生机械创新设计大赛决赛 参赛作品设计说明书格式要求说明 1．总体要求 全文控制在8～15页以内，并按以下顺序编排：作品名+“设计说明书”、设计者、指导教师、学校名＋院系名＋学校所在城市＋邮编、摘要、关键词、正文[可自行组织，但应包括下列内容：作品背景（国内外相关研究现状）、设计制作中解决的关键技术问题的描述、作品实物或实物模型的照片、创新特色、预计应用前景等]、参考文献。可不加封面。采用word 2003版本编排。 2．页面要求 A4页面。页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。标准字间距，单倍行间距。不要设置页眉，页码位于页面底部居中。 3．图表要求 插图按序编号，并加图名（位于图下方），采用嵌入型版式。图中文字用小五号宋体，符号用小五号Times New Roman（矢量、矩阵用黑斜体）；坐标图的横纵坐标应标注对应量的名称和符号/单位。 表格按序编号，并加表题（位于表上方）。采用三线表，必要时可加辅助线。4．字号、字体要求 油罐车注油自动控制系统设计说明书[r1] 设计者：×××，×××，×××，×××，×××[r2] 指导教师：×××，×××[r3] （XX大学机电学院，西安710056）[r4] （空一行） [url=]作品内容简介[/url][I5] 通过实验设计了一套自动加油系统……（400—600字以内）。联系人、联系电话、
EMAIL （空一行） 1 研制背景及意义 在新疆塔里木石油基地，目前从油井打出的原油储存到储油罐后，从储油罐向油罐车注油时，一个人需站在油罐车上注油口旁观察油罐是否加满，而另一个人关闭阀门。因在原油内含有大量的有毒气体（硫化氢）,从安全角度考虑站在油罐车上的人必须戴上防毒面具…… 2设计方案[r6] 2.1 电磁控制 用电磁控制比较容易实现，但是因为防火、防暴的原因，加油区不得用电，无法用电磁控制………… 2.2 气动控制 用气动控制，气源的空气压缩机也要用电，但可以将空气压缩机放置在远离加油区的位置。我们最终选择了这一方案。如图1所示，…… 气动方案设计时考虑的主要问题： …… 正文中表示物理量的符号，表示点、线、面的字母均用Times New Roman斜体； 表示法定计量单位、词头的符号、函数等，化学元素符号均用Times New Roman正体。 3 理论设计计算 …… 4 工作原理及性能分析 …… 完成制作后，作品实物外形照片见图9。 5 创新点及应用
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
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。
机械创新设计心得(精选多篇) 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要： 首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有
强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。
电子设计大赛看研究生的创新能力中国研究生电子设计竞赛(简称研电赛)发起于19XX年，是教育部倡导的“全国研究生创新实践系列活动”主题赛事之一，有着广泛的社会影响力，对提升研究生工程设计能力和推动研究生培养模式的改革发挥了重要作用［1］。研电赛的目的是推动高等院校及科研院所电子信息类研究生培养模式改革与创新，竞赛始终坚持“激励创新，鼓励创业，提高素质，强化实践”的宗旨［2］。竞赛采取题目自拟、时间宽松的竞赛方式，作品覆盖了信号处理、测量与控制、电力电子和通信等电子信息相关领域。研电赛受到了全国各高校的高度重视，电子行业企业也非常看重学生的电子设计竞赛经历，学生参赛踊跃。尽管研电赛呈现出了逐年上升的发展势头，但评审过程中仍暴露出了一系列亟待解决的共性问题:学生们的作品创新不足、缺少创意，对作品的应用定位欠考虑。笔者参加了20XX年东北赛区初赛和全国决赛的评审工作，发现在众多的作品中能够吸引人、富于创意的作品极其少见，多数参赛作品是指导教师的科研项目，作品完整性较好，但缺乏想象力和创造力。透过这些现象，可以发现在研究生培养模式方面仍存在一定问题，还有很多急需的工作要做，还有较长的路要走。 1变被动为主动走自由发展之路 传统培养过程中，研究生主要是辅助指导教师做科研项目、撰写学术范文，指导教师采取布置科研作业的方式开展教学工作。在这个过程中，所做的课题由指导教师来指定，所采用的研究方法也由指导教师来规划，研究生完全处于被动学习的状态，其想象力和创造力很
难得到激发。这一点从研电赛的部分作品中清晰可见:有许多参赛作品就是一个普通的开发项目，其完整性较好，不否认其工作量，但从创新创意的角度看，甚为平常，当问及作品的创新之处时，参赛队员们的回答很难令人满意，更难留下深刻印象。这里暴露出的一个问题就是，研究生在培养过程中缺少主动、自由的土壤，自然无法将其创新潜能发挥到极致。创新需要激情，需要思维发散，需要以兴趣为导向。应该给研究生留有大量的时间去思考、去钻研、去探究。在研究生的培养过程中，应该努力为学生潜能的充分开发创造宽松的环境与氛围，坚持以发展人的主体性和创造性为各项培养工作的核心，鼓励研究生自己提出具有潜在创造性但有一定风险性的课题，鼓励研究生去做有创意的科研课题。在这一过程中指导教师角色也应转变，改变在学生心目中的“老板”形象，变成研究生的科研顾问。当学生遇到难以攻克的问题时，指导教师只需给出大致的解决方向以供参考，而具体的尝试由研究生自己来规划和执行，这样既可以发挥学生的积极性又可以锻炼他们的解决问题能力，同时在创新的道路上锤炼了他们勇于克服困难的顽强意志。 2加强交流走共同进步之路 参赛作品中，有些作品的不足之处，在其它作品中能够找到解决方案，试想如果两个参赛队赛前能交流一下，那么他们都将获得较好的成绩。一个人的认识是有限的，与他人交流有时会得到意想不到的收获。从这一点可以看出交流对于研究生培养起着不可低估的作用。研电赛的一个重要目标是全面提升参赛学生的电子设计创新能力，提
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）