电子设计大赛.通信类题目解析
- 格式:ppt
- 大小:466.50 KB
- 文档页数:29
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。
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置(F题)2013年9月6日摘要红外光通信装置(F题)一、总体方案设计仔细分析题目要求,红外光通信装置的传输距离需要达到2米、发挥部分中的中继转发点、保证信号无明显失真,是本题最大的难点。
同时,当发射端输入语音信号为800Hz 单音信号时,8Ω电阻负载上的输出电压有效值不小于0.4V;发射端输入信号的幅度为0V时,接收装置输出端噪声电压不大于0.1V也是本题中需要解决的问题。
对此,我们考虑了以下几种方案:1.1系统整体方案的论证与选择方案一:纯51单片机方式,数字传输,即用两块单片机分别完成对红外对管发送和接收的控制。
通过软件实现时序控制,AD端采样后对信号进行编码、调制,经红外对管传输,再解码解调出原信号。
方案二:纯FPGA方式,数字传输,方法同51单片机,通过数字方式对采样信号进行编码和ASK调制解调,占用资源少同时高速高效。
方案三:模拟电路加FPGA方式。
即通过乘法器和压控振荡器实现对音频信号的调制,经过光电对管传输后,再经过乘法器和亚控振荡器解调,直接输出到音响端;FPGA 用于处理温度信息,使用另一路光电对管传输,实现编码和解码的功能。
方案一的最大特点是控制简单,编程逻辑清晰,但是由于51自身的时钟经过分频,对于时钟信号的控制准确度低,而且时序控制需要时刻调用内部时钟中断,非常占资源,大大影响了处理速率,故不选择此方案。
方案二的特点是时钟信号十分精确,处理速度快,但是数字传输传输,速率要求太高,普通光电管接收起来有难度,温度和信号编码的时序要求非常高。
方案三模拟部分工作量较大,需要乘法器、多级放大器、压控振荡器、滤波器等器件,但是可以保证较高的输出功率,同时用FPGA实现对单一温度信息的传输、编码输出难度不大,故采用此方案。
1.2信号调制解调方案的论证与选择方案一:数字调制解调,即将音频信号通过AD采样后,传输给FPGA,在FPGA 内部通过软件实现调制,调制后的信号经过放大电路通过红外传递,接收端接收后,进行数字解调,经过滤波、放大之后得到原信号。
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置(F题)2013年9月7日摘要设计红外通信收发系统,该系统由信号产生模块、红外光发送模块和红外光接收模块三部分构成,实现对信号的产生、发送、接收以及实现对信号的功率放大。
掌握系统的原理,用Altium designer软件绘制原理图并生成PCB 板,然后实际操作搭建电路板。
系统主要由信号产生电路,红外光发射系统,红外光接收系统三个模块构成,由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号,通过发送系统转化为光信号发送,通过接收系统接受光信号并将其转化为电信号,再通过喇叭将其重新转化为语音信号,实现红外光通信的全过程。
首先主要用LM386芯片构成音乐产生电路,发出电信号,由于发出的信号比较微弱,所以需要再经过一个分压式共射电路适当放大信号,并通过LED红外发送管转化为光信号发送。
?信号经接收管接收后,通过运放电路得到较高的输出功率,驱动喇叭发出音乐芯片的音乐。
利用放大器LM386、AD623、AD8608可以得到200的增益,驱动喇叭得到所需功率。
AbstractDesign of infrared communication transceiver system, the system module, the infrared light generated by the signal of sending module and infrared receiving module, realize the signal producing, sending, receiving, and realize the signal of power amplifier. The principle of control system, with Altium designer software map principle and generate the PCB, and then practical building circuit boards. System is mainly composed of signal generation circuit, infrared launch system, the infrared receiving system three modules, which composed the music chip issue electrical signal circuit, by sending system is converted into optical signals to send, receive light signals by receiving system and convert it into electrical signals, then convert it to speech signal over the loudspeaker, realize the whole process of infrared communication. First mainly with LM386 circuit chip music, send electrical signals, because the signals are faint, so need to pass a partial pressure type radio appropriate amplified signals, and through the LED infrared transmitting tube into the light signal transmission. Signal after receiving tube, high output power is obtained by op-amp circuit, drive the horn music chip music. Using amplifier LM386, AD623, AD8608 can get the gain of 200, and drive the horn to get the required power.目录1系统方案 (4)1.1 发射管的论证与选择 (4)1.2 输入端运放的论证与选择 (4)1.3 信号传输的论证与选择 (4)1.4 功率放大器的论证与选择 (6)1.5 温度信号的获取与传输 (6)1.6 显示模块 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1 语音信号的放大与接受 (6)2.2 温度信号的接受 (6)2.3 传输距离的测试 (6)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6) (6) (7) (7) (8) (8) (8)3.2程序的设计 (9) (9) (9) (10)4测试方案与测试结果 (10)4.1测试方案 (10)4.2 测试条件与仪器 (10)4.3 测试结果及分析 (10)5总结 (11)附录1:电路原理图 (12)附录2:源程序 (13)红外光通信装置(F题)1、系统方案论证:总体系统由信号产生电路、红外光发射系统、红外光接收系统三个模块构成,由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号,通过发送系统转化为光信号发送,通过接收系统接收光信号并将其转化为电信号,再通过喇叭将其重新转化为语音信号,实现红外光通信的全过程。
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信系统(F题)【本科组】2013年9月7日组员:廖伟雄张鑫淼叶志豪摘要该红外光通信系统以STC12C5A60S2单片机作为控制核心,进行信息的采集和处理,利用放大电路以及内置A/D转换芯片实现语音信号的输入,经过红外编码将信号编码调制到465K红外载波上,然后经红外发射电路发射出去,在接收指令时通过红外接收管接受红外信号,经选频放大电路和滤波电路完成解调,通过解码还原数据,同时利用D/A转换和音频放大线路完成语音信号的还原,液晶显示器1602完成显示任务.本设计利用两块STC12C5A60S2单片机分别控制的红外信号的发射与接收,硬件部分包括红外发射模块与红外接收模块,其中红外发射模块主要实现的功能是语音信号输入、红外信号编码和红外发射,语音输入模块与红外发射电路组成,红外接收模块主要实现的功能是红外信号接为收、液晶显示温度,由红外接收电路、液晶显示电路和语音播报电路组成.软件部分根据硬件设计,把系统划分成发射部分与接收部分,其中发射部分主要包括语音A/D转换程序和红外发射程序,接收部分主要包括红外接收子程序、液晶显示子程序和语音D/A程序.通过控制编程与各芯片之间的协调合作,本系统基本实现了单片机红外光通信联络的功能.关键词:红外通信,调制解调,温度传感,语音传输,A/D、D/A转换ABSTRACTThe voice contact system with infrared communication as the foundation, the design with STC12C5A60S2modulator as the core to control, information collection and processing, use V oice input matrix realize instructions, through infrared coding will signal coding modulation to infrared carrier, then by infrared emission circuit launch out, receiving orders through the integration in receiving head complete demodulation, through the decoding reduction data, and to use D/A and LCD1602 type LCD display chip to complete the corresponding speech broadcast and LCD display task. This design using two pieces of STC12C5A60S2 model respectively of the single chip microcomputer control of the infrared signal the emitting and receiving, hardware including infrared emission module and infrared receiving modules, which infrared emission module mainly realizes function is the V oice input, the infrared signal encoding commands and infrared emission, the V oice input module and infrared emission of circuit, infrared receiving module mainly function of the realization of the infrared signal is received, liquid crystal display and speech broadcast, by infrared to receive.Keywords: Infrared communication, modulator and demodulator; temperature;V oice transmission; A/D; D/A目录1系统方案......................................... 错误!未定义书签。
2013年全国大学生电子设计比赛红外光通讯装置( F 题)2013年9月7日纲要设计红外通讯收发系统,该系统由信号产生模块、红外光发送模块和红外光接收模块三部分组成,实现对信号的产生、发送、接收以及实现对信号的功率放大。
掌握系统的原理,用 Altium designer 软件绘制原理图并生成 PCB 板,而后实质操作搭建电路板。
系统主要由信号产生电路,红外光发射系统,红外光接收系统三个模块组成,由音乐芯片组成的信号产生电路发出电信号,经过发送系统转变为光信号发送,经过接收系统接受光信号并将其转变为电信号,再经过喇叭将其从头转变为语音信号,实现红外光通讯的全过程。
第一主要用 LM386 芯片组成音乐产生电路,发出电信号,因为发出的信号比较轻微,所以需要再经过一个分压式共射电路适合放大信号,并经过 LED 红外发送管转化为光信号发送。
?信号经接收管接收后,经过运放电路获得较高的输出功率,驱动喇叭发出音乐芯片的音乐。
利用放大器 LM386 、AD623 、 AD8608能够获得200的增益,驱动喇叭获得所需功率。
AbstractDesign of infrared communication transceiver system,the system module, the infrared light generated by the signal of sending module and infrared receiving module,realize the signal producing, sending,receiving,and realize the signal of power amplifier.The principle of control system, with Altium designer software map principle and generate the PCB, andthen practical building circuit boards. System is mainly composed ofsignal generation circuit,infrared launch system,the infrared receiving system three modules, which composed the music chip issueelectrical signal circuit, by sending system is converted into opticalsignals to send, receive light signals by receiving system and convertit into electrical signals, then convert it to speech signal over theloudspeaker,realize the whole process of infrared communication.First mainly with LM386 circuit chip music, send electrical signals, becausethe signals are faint, so need to pass a partial pressure type radioappropriate amplified signals,and through the LEDinfrared transmitting tube into the light signal transmission. Signal after receiving tube,high output power is obtained by op-amp circuit, drive the horn musicchip music. Using amplifier LM386, AD623, AD8608can get the gain of200, and drive the horn to get the required power.目录1 系统方案 (4)1.1 发射管的论证与选择 (4)1.2 输入端运放的论证与选择 (4)1.3 信号传输的论证与选择 (4) (6)...6...6 26 (6)66 3 (6)...6 67 .7 (8)88 3.2 (9)...9...9..10 4..10 (10)..10 ..10 5 (11)112 213红外光通讯装置( F 题)11①② 22输 3.4KHz 正弦波距离能够达到 2m,幅值可达几百毫伏。
全国大学生电子设计竞赛题目分析全国大学生电子设计竞赛题目类型简介由国家教委高教司倡导并组织的全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2003年已经成功地举办了6届。
从6届电子设计竞赛的试题来看,可以归纳成7类,即:(1)电源类:简易数控直流电源(第一届),直流稳压电源(第三届);(2)信号源类:实用信号源的设计和制作(第二届),波形发生器(第五届),电压控制LC振荡器(A题)(第六届);(3)高频无线电类:简易无线电遥控系统(第二届),调幅广播收音机(第三届),短波调频接收机(第四届),调频收音机(第五届);(4)放大器类:实用低频功率放大器(第二届),高效率音频功率放大器(第五届),宽带放大器(B题)(第六届);(5)仪器仪表类:简易电阻、电容和电感测试仪(第二届),简易数字频率计(第三届),频率特性测试仪(第四届),数字式工频有效值多用表(第四届),简易数字存储示波器(第五届),低频数字式相位测量仪(C题)(第六届),简易逻辑分析仪(D题)(第六届);(6)数据采集与处理类:多路数据采集系统(第一届),数字化语音存储与回放系统(第四届),数据采集与传输系统(第五届)。
(7)控制类:水温控制系统(第三届),自动往返电动小汽车(第五届);简易智能电动车(E题)(第六届);液体点滴速度监控装置(F题)(第六届)。
从以上试题可见,试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。
涉及到的电子信息类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等;实践性教学环节有:电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等;可选用的器件有:晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等;设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具,如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、单片机编程器等。
不难看出,电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平,又引导高校在教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。
全国大学生电子设计竞赛试题题目1 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据,通过串行传输线(实验中用1米线代替)进行采集和显示。
具体设计任务是:①现场模拟信号产生器。
②八路数据采集器。
③主控器。
二、设计要求1.基本要求①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器,利用可变电阻改变振荡频率,使频率在200Hz至2kHz范围变化,再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压(200Hz对应1V,2kHz对应5V)②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压,第2至7路分别输入来自直流源的5,4,3,2,1,0V直流电压(各路输入可由分压器产生,不要求精度),第八路备用。
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号,再经并/串变换电路,用串行码送入传输线路。
③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集(即1路、2路、…、8路、1路…)和选择采集(任选一路)二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2.发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系;②尽可能减少传输线数目;③其它功能的改进(例如:增加传输距离,改善显示功能等)题目2 简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机2.无线电接收机电路如图二、要求1.基本要求①工作频率:6至10MHz中任选取一种频率。
②调制方式:AM、FM或FSK任选一种。
③输出功率:不大于20MW(在标准75Ω假负载上)。
④遥控对象:8个,被控设备用LED分别代替,LED发光表示工作。
⑤接收机距离发射机不小于10m。
2.发挥部分① 8路设备中的一路设备为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级,并用数码管显示级数。
②在一定发射功率下,(不大于20MW),尽量增大接收距离。
③增加信道的抗干扰措施。
④尽量降低电源功耗。
注:不能采用现成的收、发信号整机。
题目3 数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统,电路的示意图如图所。