2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(8道赛题全)

2014年全国大学生电子设计竞赛(D题)编号：题目：电能消耗计量装置 (D题)学校：学院：信息科学与电气工程学院参赛学生：联系方式：2014年月日电能消耗计量装置的设计报告摘要：本设计以ATMEGA16A为控制核心，通过交流整形电路连接AD637KQ真有效值转换芯片量锰铜电阻，实现负载电流有效值检测；市电电压有效值的监测是通过连接市电电压的负载分压之后，由AD637KQ真有效值转换器实现测量；通过功率因数测量电路，市电电压经过二极管电桥正弦波变为方波，经单片机捕获测量出负载的功率因数和市电频率；单片机连接键盘和12864B v2.0液晶显示屏，通过中断服务模式实现控制负载用电时间、电能消耗、二氧化碳排放量的显示，以及显示市电电压有效值和市电频率、负载的工作电流有效值和有功功率、负载的功率因数；该装置还具备最大门限值设置、过流保护功能，进行了大量试验和测试，验证了设计的有效性，完成了基本部分和发挥部分功能要求。

关键词：电能消耗计量装置，ATMEGA16A，AD637，低能耗，精度1.系统方案1.1系统要求设计一款用于市电的电能消耗计量装置，该装置能耗低，由非分体式独立供电结构供电，具备过流保护功能和声光报警功能，并可设置被测负载最大门限值。

能够监测所在电网的市电电压有效值和市电频率，以及连接负载的工作电流有效值和有功功率值，并显示出负载的功率因数、用电时间和负载用电量对应的二氧化碳排放量及电能消耗值，1.2 方案论证1.2.1 控制器模块采用ATMEGA16A控制器。

ATmega 16A是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。

由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，功能强大，性价比高，使用方便。

1.2.2电压有效值测量模块和电流有效值测量模块方案一：带有AD637KQ真有效值转换器，AD637BQ可以计算各种杂波形的真有效值，最大3dp宽带可达8MHZ，可选择测量直流信号和交流信号，带载能力强。

2014年TI杯大学生电子设计竞赛题（多省联赛）A题：四旋翼飞行器1.任务设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。

2.要求四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作：（1）飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞，飞离地面高度应超过30cm，飞行距离（水平）应超过60cm，然后飞行器应能平稳降落。

（30分）（2）飞行器能够根据指定（键盘设定）的飞行高度及降落地点（方向及距离）连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。

（20分）（3）飞行器能够根据起飞前预置的指令垂直起飞，起飞后能够在50cm以上高度平稳悬停5s以上，然后再平稳缓慢降落到起飞地点；起飞与降落地点水平距离不超过30cm。

（30分）（4）其他自主发挥设计的飞行动作。

（20分）（5）设计报告（20分）项目主要内容分数系统方案方案比较，方案描述 5设计与论证飞行器姿态测量方法飞行控制器控制方法与参数计算8测试测试方法与测试结果 5设计报告结构及规范性摘要，正文结构完整性、内容规范性 2小计203.说明（1）飞行器的姿态检测及飞行控制必须使用TI 公司的TIV A M4、C2000或MSP430等系列控制器。

（2）飞行器在完成每一项飞行动作期间不得以任何方式进行人为干预，如遥控等。

（3）飞行器的尺寸可自行选定。

（4）飞行方向以正北方向为0°、东北方向为45°、正东方向为90°等，以此类推；距离的单位为厘米（cm）。

（5）指定的降落地点是指降落地点距起飞地的水平距离及方向。

（6）平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。

（7）能够完成要求（2）时，要求（1）可以免测。

（8）为确保安全，飞行器应在安全网中或在系留方式下工作（即以绳索将飞行器拴在地面固定物上）。

2014年TI 杯大学生电子设计竞赛题B 题：金属物体探测定位器4. 任务设计并制作一个可自主移动的金属物体探测定位器（以下简称探测器），可探测置于玻璃板下的金属物体并给出定位指示。

陕西理工学院2014年电子设计竞赛题目微弱信号检测装置（A题）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 MΩ。

（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）当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 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）扩展被测信号V S的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。

（3）进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%。

（4）其它（例如，进一步降低V S 的幅度等）。

三、说明1.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）。

2.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。

3.检测并显示正弦波信号的幅度值是指输入正弦波信号V S 的幅度（即峰值）。

4.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、评分标准简易直流电子负载（B题）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。

2014年湖南省大学生电子设计竞赛（TI杯）评审结果序号所在学校学生姓名指导教师获奖等级1、A题：电容参数测量仪1 南华大学叶璞、邹艳梅、龚攀君赵立宏、陈文光一等奖2 长沙理工大学郑广财、苏杭、刘三元马钧、樊绍胜一等奖3 湖南工程学院唐梓傑、刘智永、邓兴武郭照南、曾志刚一等奖4 湖南理工学院陈凯、王敏、陈柳成伍建辉、欧阳竟成一等奖5 湖南工程学院李兴旺、张娇娇、陈俊超胡瑛、肖鹏一等奖6 南华大学蔡拓、邹佩、窦志慧王超、朱卫华一等奖7 湖南大学黄汉韬、刘芳冰、钟源叶佳卓、王敏一等奖8 湖南大学胡宇翔、林钰登、白杨方璐、张海燕一等奖9 中南大学殷实、徐青山、涂胜利宋学瑞一等奖10 湖南理工学院张飞、陈绪敏、孟林潘理、陈松一等奖11 衡阳师范学院彭昶、何雪鹏、李丹罗昌由、王金江二等奖12 国防科技大学余孙全、梅锴、阴鹏关永峰、刘菊荣二等奖13 湖南科技大学刘红波、龚文杰、周程鸿曾照福、韦文祥等奖14 湖南师范大学皮月庆李智尹芳玉汪鲁才、杨进宝二等奖15 湖南理工学院李昱明、邱兵兵、尹世强李宏民、陈松二等奖16 湖南工程学院廖将豪、彭子龙、游静李延平、曾志刚二等奖17 湖南科技大学张昱帆、邓晓宇、叶峰华谢素霞、吴伶锡二等奖18 南华大学王齐栋、田光权、陈晨曾铁军、赵立宏二等奖19 湖南科技学院莫稳福、袁迪、蒋继强李小武二等奖20 湖南科技大学吴建亭、黄启强、周检韦文祥、吴亮红二等奖21 衡阳师范学院谭传文、何梦豪、张银艳王文静、黄顺二等奖22 国防科技大学赵航、李璇、袁野刘菊荣、关永峰二等奖23 湘南学院张志童、李俊彪、程迅段凌飞、姚敏三等奖24 湖南科技学院李喻思杰、李祖平、蔡勇谭永宏、王志堂三等奖25 邵阳学院向彩华、邹陆华、高小伟李菲、余建坤三等奖26 湖南师范大学李武刚成宁湘银泽兰浩、杨进宝三等奖27 湖南师范大学周锦昊马坤曾利斌杨进宝、兰浩三等28 长沙理工大学张宽、何坤、张前程马钧、张一斌三等奖29 湖南商学院何志强、刘咏、彭锦阳倪文志、王莉三等奖30 湖南大学寇丽、骆云龙、王坤王绍源、王炼红三等奖31 湖南工程学院唐超龙、胡拚、李拔群曾志刚、郭照南三等奖32 长沙理工大学姜涛、李凌辉、廖加竞马钧、樊绍胜三等奖33 中南林业科技大学孙恺泽、刘雄超、宴海涛朱俊杰三等奖34 湖南科技大学黄嘉杰、戴超、邓旺宇曾福照、吴亮红优胜奖35 湖南科技大学郭石雷、卢泽、李声誉吴亮红、曾照福优胜奖36 湖南科技大学刘学兵、李虹、肖继伟詹杰、李志坚优胜奖37 国防科技大学赵飞鸿、李成鑫、赖格关永峰、陆珉优胜奖38 长沙理工大学王彬、黄健、白剑锋马钧、樊绍胜优胜奖39 湘潭大学田海波、廖少翔、卢世铭刘奇能、肖业伟优胜奖40 湖南工学院邓可忍、罗雪鹏、罗波王小虎、王韧优胜奖41湖南师范大学吴永仁巢欢范春平杨进宝、兰浩优胜奖42湘潭大学董召愿、胡淘尘、伍天意肖业伟、刘奇能优胜奖43邵阳学院何欣华、莫宁、周文王少杰、许建明优胜奖44湖南人文科技学院刘国文、李谟炜、周文成钟明生、侯周国优胜奖45湖南科技学院朱忠造、龚继、黄鹏飞陈光辉优胜奖46衡阳师范学院黄小飞、李芊芊、刘雄杰朱亚培、杨利容优胜奖47湘潭大学刘为强、龙海柱、张伟胡洪波、吴亚联优胜奖48邵阳学院范涛、阳泳、彭猛江世明、梁高卫优胜奖49湖南工程学院余东升、许旺、何凯燕郭照南、李延平优胜奖50湖南师范大学范艺馨邹文超卿勇杰邹孝、胡强优胜奖51中南林业科技大学王淑良、王佩、黄阶周国雄优胜奖52湘南学院熊春峰、尹珠辉、周加请黄建全、段凌飞优胜奖53邵阳学院王世玉、王富强、王香英黄乘顺优胜奖54怀化学院倪望龙、邓志明、蒲艳红肖景、杨恒玲优胜奖55湖南工学院冯晓康、李辉、陈善平王韧、王勇刚优胜奖56湖南工学院欧阳俊、张威、黄亚雄李祖林、伍麟珺优胜奖57湖南大学李俊、赵远程、曹海涛周腊吾、朱青优胜奖58长沙学院唐陶波、王辉、宋来峰张文希、谢明华优胜奖59长沙学院李仕琪、孙捷敏、刘盼谢明华、张文希优胜奖2、B题：程控直流开关稳压电源1南华大学崔深根、李炎锋、黄世通朱卫华、陈文光一等奖2中南大学李科浇、段超祥、范恒超罗桂娥一等奖3南华大学邹亮亮、胡家斌、陈华秋曾铁军、赵立宏一等奖4湖南第一师范学院罗斌肖维柱段四仟李新国、肖杰一等奖5南华大学李世锋、张江海、韩霆李月华、陈文光一等奖6湖南文理学院芙蓉学院刘佳、易鹏、易暄伍宗富、梅彬运一等奖7湖南工业大学马溪遥、王婓、吴浪戴圣伟、聂辉一等奖8湖南理工学院刘彪、廖斌、尚磊吴建辉、陈松二等奖9南华大学施琪、陈熙、陈方方朱卫华、王超二等奖10湖南城市学院姚洲、刘磊、刘博文谭跃、李稳国二等奖11湖南理工学院彭佳豪、陈晶铭、张俊程望斌、陈松二等奖12湖南理工学院赵海波、谢泽明、曹红英陈松、吴健辉二等奖13湖南理工学院刘洋、董喜普、曾荣鑫粟向军、陈松二等奖14湖南商学院文卓夫、李振斌、刘纪凤倪文志、王莉二等奖15国防科技大学邹宇航、陈更辉、朱弘博廖灵志、周资伟二等奖16吉首大学陈文琪、赵辰、李炜毅陈善荣、张榜英三等奖17湖南工程学院李勇、刘精菁、赵龙武赵振兴、黄望军三等奖18湖南工业大学刘明旗、谢云、彭伟强戴圣伟、谭会生三等奖19湖南工业大学张培添、周俊、何武林易吉良、张江洪三等奖20湖南城市学院田勇、李东、杨凡李稳国、蒋冬初三等奖21湖南城市学院张建涛、李志平、刘羽鹏杨冰、李稳国三等奖22湖南工业大学夏炜杰、蔡胜强、陈赛文刘国亮、唐吉三等奖23南华大学钟小平、朱勇、张朝宏李月华、朱卫华三等奖24湖南大学黄炜、主大宁、邓传洁温和、楚锋三等奖25衡阳师范学院南岳学院刘俊、黄亭、袁少君谢宇希、刘洪波优胜奖26衡阳师范学院刘一志、陶连明、贺彬黄顺、谭岳衡优胜奖27衡阳师范学院南岳学院李湘滔、欧阳旭、唐峰唐建锋、王文静优胜奖28湖南大学程颐、朱相军、范乃元全惠敏、马子骥优胜奖29湖南工业大学周楚刚、刘阳、刘典伟于惠钧、肖满生优胜奖30衡阳师范学院南岳学院欧伟、李响茂、黄爽黄顺、罗昌由优胜奖31怀化学院何玲妮、蒋聂、曾庆龙朱俊标、舒君优胜奖3、C题：自动增益控制放大器1中南大学张凡、黄武元、李芝浩罗桂娥一等奖2长沙理工大学赵川、陈勇、尹雅君马钧、李鸿一等奖3长沙理工大学陈建成、周锋、刘荣芳马钧、蔡灏一等奖4长沙理工大学陈小龙、戴其城、崔文飞马钧、张一斌一等奖5中南大学李建权、任士鑫、朱军楠彭卫韶一等奖6湖南科技大学王仁超、王海成、王文栋曾照福、韦文祥一等奖7湖南理工学院南湖学院唐江、江武、田培、胡文静、刘翔一等奖8长沙理工大学谢葵、骆要、黄昱马钧、张一斌一等奖9中南大学刘峰、刘宇卓、欧阳豪曹宏宇一等奖10中南大学潘冬、赫玉莹、边疆宋学瑞一等奖11湖南工业大学张永福、颜焕、张彤彤谭会生、宓茜二等奖12长沙学院古铖、张爱明、史明政杨军、刘亮二等奖13湖南文理学院汪大理、周双兴、刘远鹏王先春、胡惟文二等奖14湖南科技大学刘朝伟、张浩、周奇峰曾照福、韦文祥二等奖15怀化学院赵平、子锦福、任一多张涛、钱莹晶二等奖16湖南师范大学刘秋香卢灵敏许石龙兰浩、汪鲁才二等奖17中南大学卢军、刘金宝、蔡炳榕姜霞二等奖18湖南工学院戴志威、陈义、杨潇雷军、王小虎二等奖19邵阳学院谢良辉、周兴、舒文威许建明、王少杰二等奖20衡阳师范学院谭平平、陈玉旭、朱孝亮王金江、谢宇希二等奖21湖南工业大学张永福、颜焕、张彤彤谭会生、宓茜三等奖22长沙学院古铖、张爱明、史明政杨军、刘亮三等奖23湖南文理学院汪大理、周双兴、刘远鹏王先春、胡惟文三等奖24湖南科技大学刘朝伟、张浩、周奇峰曾照福、韦文祥三等奖25怀化学院赵平、子锦福、任一多张涛、钱莹晶三等奖26湖南师范大学刘秋香卢灵敏许石龙兰浩、汪鲁才三等奖27中南大学卢军、刘金宝、蔡炳榕曹宏宇三等奖28湖南工学院戴志威、陈义、杨潇雷军、王小虎三等奖29邵阳学院谢良辉、周兴、舒文威许建明、王少杰三等奖30衡阳师范学院谭平平、陈玉旭、朱孝亮王金江、谢宇希三等奖31湖南农业大学王一凡、张栋、单伟强康江、罗亚辉三等奖32国防科技大学戴少奇、智帅峰、杨兴隆刘菊荣、韩韬优胜奖4、公开赛A题：四旋翼自主飞行器（A）1湖南理工学院罗民、陆元桃、唐滔陈松、李宏民一等奖2国防科技大学王思宇、刘轶、江城廖灵志、王建文二等奖3湖南工程学院胡拼、李拔群、唐梓傑曾志刚、陈亚琼三等奖4湖南大学黄玉俊、林国斌、张麟威周冰航、银翔三等奖5湘潭大学王波、邝乐、常德肖业伟、刘奇能优胜奖6中南大学李炜坤、薛喜辉、卞栋磊曹宏宇优胜奖7湖南农业大学李荣伟、于强、赵辛茹康江、刘利方优胜奖5、公开赛B题：四旋翼自主飞行器（B）1湖南理工学院杨陈民、聂敏航、李勇奇张敏、伍健辉一等奖2长沙理工大学张洪龙、汪中原、吴静雯郑斌、马钧二等奖3湖南大学杨洪、胡玉光、陈谢沅澧毛旭光、吴桂清三等奖4湖南农业大学黄杰、单伟强、王鑫康江、李旭三等奖5湖南人文科技学院刘国文、李谟炜、周文成侯周国、王善伟三等奖6湖南文理学院奉强、聂庆春、黄轶伍宗富、王文虎优胜奖。

2014年TI 杯福建省大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）9月3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）9月6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。

LED 驱动并联供电系统设计（E 题）【本科组】一、任务如图1所示，设计并制作由两个8瓦LED 驱动电源模块构成的并联供电系统。

LED 驱动电源是恒流输出特性的隔离式AC-DC 变换器，使用8只大功率白光LED （每只1W ，参考型号HL001WY ，正向电压3.1~3.6V ，正向电流320~350mA ）串联作为电源的负载。

图1：LED 驱动电源模块构成的并联供电系统结构图二、要求1.基本要求设计8瓦LED 驱动电源模块，并制作单个电源模块。

电源的额定输入电压Vrms U S 0.48=，允许输入电压波动范围Vrms 0.55~0.38，完成以下功能指标。

（1）在额定输入电压下，输出电流调节范围：mA I o 350~50=。

调整输出电流时输出电变压器220Vac 48Vac U SI S隔离式AC-DC 变换器 (LED 驱动电源)1I O1 U O8只LED 串联(每只1W)隔离式AC-DC 变换器 (LED 驱动电源)2I O2 U O8只LED 串联(每只1W)压按LED 的正向导通特性有相应变化。

2014年TI杯竞赛陕西赛区设计报告封面说明1.本页作为竞赛设计报告的封面和设计报告一同装订；2. “参赛队编号”由参赛学校编写，其中“学校编号”应按照巡视员提供的组委会统一编排的编号填写，“组（队）编号”由参赛学校根据本校参赛队数按顺序编排，“选题编号”由参赛队员根据所选试题编号填写，例如：“0105B”或“3367F”。

3. 本页允许各参赛学校复印。

无线电能传输装置摘要电能谐振耦合无线传输是一种新的电能传输概念和方法，它能在中距离范围传递能量。

本文基于空间隔离的两线圈，设计制作了一个谐振耦合电能无线传输装置。

系统以MSP430F149单片机控制振荡频率，通过驱动电路与单管逆变电路产生高频功率源，经发射与接收线圈进行无线能量传输，到后级再经整流滤波电路，用来点亮LED。

设计分四个模块:单片机控制模块、驱动与高频逆变模块、发送与接收模块、整流滤波模块。

从输入15V经辅助电源给单片机与驱动电路提供电压，产生的功率源经收发线圈，可以实现DC-AC-DC的无线电能传输。

测试结果表明，空间隔离的两空心线圈达到谐振耦合时，线圈之间的传递能量最大，从而很好的实现了无线电能传输的功能。

关键词：能量无线传输；谐振耦合；单管逆变- 1 -1 引言随着电子技术的快速发展与个人电子设备的普及，无线电能传输装置也应运而生。

无线电能传输解决了传统电能传输的大电能存储和传输材料的问题，若技术成熟，可以广泛的应用到医疗电子产品、个人电子产品、工业电子产品等方面。

而本次题目要求设计一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，因此我们采用单管高频逆变搭建高频功率源。

此次要求要接收端电压至少为8V，电流0.5A，这使得系统中的设计及参数要求更加的精准、严格。

2整体设计本系统设计输入为15V直流，输出为8V以上直流电压，0.5A电流的无线电能传输装置。

整个系统主要采用MSP430F149为主控芯片，12864液晶显示，IR2110驱动，IRF540 MOS管，通过单片机控制频率振荡、稳压和驱动电路、高频单管逆变电路、发射线圈等几部分组成发射部分，再由接收线圈、整流电路、滤波电路等几部分组成接收部分。

A--基于大功率白光LED 的可见光通信（本科组）一、任务设计并制作一个可见光通信装置。

二、要求1、基本要求（1）可见光通信装置利用单只10W(或≧9W)白光LED 和光电器件作为收发器件，用来传输语音和模拟波形信号，传输距离大于30cm ；自制24 V 、1A 直流电源2个（发端、收端分别采用此单电源供电），系统基本框图如图1。

发送端的供电部分需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电压U 1、电流I 1如图2所示。

（接收端负载最好为8Ω喇叭）可见光通信发端装置语音或者模拟波形信号24V 1A 直流电源可见光信道10W 白光LED可见光通信收端装置光电器件24V 1A 直流电源语音或者波形发送端接收端图1 系统基本框图24V1A电源可见光通信发端装置电压测试点电流测试点U 1I 1图2 电压、电流测试点（2）在不进行信号传输的情况下10W 白光LED 的功率必须达到10W ，要求电流为I 2=1±0.05 A ，电压U 2=10 V （误差可以稍大）。

需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电流I 2、电压U 2如图3所示。

10W 白光 L E D电压测试点电流测试点LED 驱动电路I 2U 2图3 10 W 白光LED 测试点（3）传输的语音信号或低频信号源信号频率范围为300~8000 Hz ，语音信号要求来自麦克风或MP3，模拟波形信号来自信号发生器。

要求发端装置的输入端以及收端装置的输出端加测试端子，以方便检测波形。

（4）在发送端发送300~8000Hz 音频信号时，接收的声音应无明显失真。

当发射端输入信号为300Hz 、1000Hz 、8000Hz 单音信号时，在8Ω电阻负载（或喇叭）上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V 。

不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V ，采用低频毫伏表（低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz 、高端不小于1MHz ）测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V 。

2014年TI杯大学生电子设计竞赛设计报告D题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器【本科组】2014年8月D题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器摘要：根据题目的要求，本系统由拾音放大模块、功率放大模块、啸叫检测和抑制模块及电源模块组成，拾音电路采用同相放大器电路，使用基于TI的功率放大器芯片TPA3112D1来制作功率放大电路；并基于MSP430F149实现程控设置功率放大器的输出功率、实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率、抑制啸叫的功能，最终实现带啸叫检测与抑制的音频功率放大器电路的搭建，该电路不仅能实时显示啸叫频率和功率，还能有效抑制啸叫并保持很高的音频播放质量。

一、题目简介1．任务基于TI的功率放大器芯片TPA3112D1，设计并制作一个带啸叫检测与抑制功能的音频放大器，完成对台式麦克风音频信号的放大，通过功率放大电路送喇叭输出。

电路示意图如图1所示。

2．要求（1）设计并制作图1中所示的“拾音电路”和“功率放大电路”，构成一个基本的音频功率放大器。

要求：（25分）a）在输入音频信号有效值为20mV时，功率放大器的最大不失真功率（仅考虑限幅失真）为5W，误差小于10％；b）在输入音频信号有效值为20mV时，程控设置功率放大器的输出功率，功率范围为50mW～5W；c）功率放大器的频率响应范围为200Hz ~ 10kHz。

（2）系统采用12V直流单电源供电，所需其他电源应自行制作。

（10分）（3）在功率放大器输出功率为5W时，电路整体效率≥80%。

（10分）（4）将台式麦克风与喇叭相隔1m背靠背放置，见图2（a），使用电脑播放音乐作为音频信号源。

音频功率放大器能通过麦克风采集信号，经功率放大电路送喇叭输出，输出的音频信号清晰。

（5分）（5）设计并制作图1所示的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，完善音频功率放大器。

要求：（15分）a）在不进行啸叫抑制时（图1的选择开关K1连接A端，K2连接C端），将麦克风与喇叭相隔1m面对面放置，见图2（b），从小到大调整功率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止；b）啸叫检测电路能实时监测所产生啸叫，并计算啸叫的频率。

2014年全国大学生电子设计竞赛地方赛区TI杯
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竞赛简介| 竞赛使用仪器及器件、设备 | 竞赛通用参考题
2014年TI杯地方赛区大学生电子设计竞赛由德州仪器公司冠名赞助，旨在吸引各地高校的电子信息技术及其相关专业的大学生广泛参与到学生创新活动中来，提升电子设计制作能力，培养大学生创新意识、动手能力和工程实践能力，并最新最先进的单片机和模拟技术带到高校的教学和科研中去。

2014年，德州仪器公司和16个地方赛区合作，他们分别是：北京、上海、江苏、浙江、天津、陕西、湖北、四川、重庆、山东、湖南、广西、辽宁、黑龙江、福建、安徽。

为了协助各赛区参赛队利用业界先进的半导体技术快速开展设计，TI大学计划部在每个赛区安排了一系列的相关培训，培训内容涵盖TI的超低功耗MSP430单片机、高性能运算放大器、数据转换器以及开关电源转换器。

各赛区的集中培训一方面为参与竞赛的老师和学生提供技术指导，以帮助他们在设计竞赛中快速、简单、高效的实现模拟系统和MSP430设计；另一方面也为今后的模拟电子相关科目的教学和科研提供帮助。

目前竞赛正处于紧张的赛前培训、学生训练和准备阶段，所有赛区竞赛会在9月份全部结束。

4251.2014年TI杯电子设计竞赛推荐芯片列表.xlsx。

2014年TI杯福建省大学生电子设计竞赛试题平衡杆小车（B题）【本科组】2014年9月6日摘要本系统选用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片，以MPU-6050作为传感设备为核心的系统。

用MPU-6050来采集数据，通过A/D模块将采集的模拟化的量转化为数字量，由单片机控制减速电机来调整单摆在摆动过程中的得到角度，保证摆杆竖直倒立。

信号采集是MPU-6050六轴加速度传感器，该传感器采集了信号，并进行调整，卡尔曼滤波等调整，提供三个轴的灵敏度的选择。

但应该考虑到该系统的运行，只需要提供两轴的灵敏度参数。

该信号采集后由单片机进行监控，并通过减速电机来进行摆杆的调控。

最终实现该系统的功能。

关键字：MPU-6050，电机驱动，电源模块1系统方案本系统主要由最小系统模块、MPU-6050数据采集模块、驱动控制系统组成，下面分别论证这几个模块的选择。

1.1 最小系统模块的论证与选择方案一：选择STC89C52作为主控芯片，STC89C52周期比较慢，使系统反应比较慢。

方案二：选择MSP430G2553作为主控芯片，这款单片机的虽然周期是比STC89C52快，但是为了实现能用液晶12864显示，电路中的电压和电流，使用端口不够。

方案三：选择stc12C5a60s2作为主控芯片，有两路PWM输出，作为增强型51速度也比较快，还有自带AD,完全符合本系统开发。

综合以上三种方案，选择方案三。

1.2 数据采集模块的选择与论证方案一：单摆在摆动过程中需要传感器来收集角度信号变化，选择角度传感器增量式光电编码器，该传感器可以在一圈内收到360个脉冲，通过特地的算法，往一个方向转动时，正向转动时每度增加一个脉冲，计数增加，反向转动时每转动一度就减少一个一个脉冲，计数减少。

计数与光电编码器的初始位置有关，设置为在摆杆倒立时候的位置。

方案二：传感器芯片MPU-6050是一种低功耗，低压运行，高灵敏度的六轴加速度传感器，单摆在摆动的时候只需要芯片检测X,Y轴方向上得到加速度。