2019年全国大学生电子设计竞赛赛题J题_模拟电磁曲射炮

2019年电赛题目专科摘要：1.2019 年电赛题目介绍2.2019 年电赛专科题目分析3.2019 年电赛对专科学生的意义正文：2019 年电赛题目介绍2019 年电子设计大赛（以下简称电赛）已经圆满落幕。

本次比赛吸引了全国各地众多电子爱好者和专业学生参与，竞争激烈。

电赛为广大学子提供了一个展示自己电子设计才能的平台，推动了我国电子信息产业的发展。

2019 年电赛专科题目分析2019 年电赛专科题目主要包括以下几个方面：1.电子产品设计：要求参赛者设计并制作一款具有创新性和实用性的电子产品，如智能家居设备、智能穿戴设备等。

2.电子系统设计：要求参赛者设计并实现一个具有一定复杂度的电子系统，如机器人、自动控制等。

3.电子技术应用：要求参赛者运用电子技术解决实际工程问题，如电气工程、通信工程等。

4.电子创新设计：要求参赛者充分发挥创新思维，设计出一款具有突破性的电子设计作品。

2019 年电赛对专科学生的意义参加2019 年电赛对专科学生具有重要的意义：1.提升电子设计能力：通过参加电赛，专科学生可以锻炼自己的电子设计能力，提高实际操作技能。

2.拓宽知识面：在准备电赛过程中，学生需要学习和了解各种电子技术和知识，有助于拓宽知识面。

3.培养团队协作精神：电赛需要参赛者组队进行，因此可以锻炼学生的团队协作精神和沟通能力。

4.增加实践经验：参加电赛可以让学生在实际操作中积累经验，为将来的工作和发展奠定基础。

5.提升就业竞争力：在求职过程中，参加电赛并取得优异成绩的学生更容易获得企业和用人单位的青睐，从而提高自己的就业竞争力。

总之，2019 年电赛为专科学生提供了一个展示自己才能、提升技能和积累经验的宝贵机会。

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。

2009年全国大学生电子设计竞赛电动消防车（A题）【本科组】2012年8月3日摘要本次设计的电动消防车，采用AT89S52作为小车的检测和控制核心。

根据题目设定的行进轨迹及具体要求，采用激光管与光敏二极管进行导向行走，采用火焰传感器模块实现火源的探测及小车的导向；采用L298驱动减速电机给机器人提供驱动力，实现稳定运作。

此外，由蜂鸣器给出指示信号。

最后，车行驶中的各种功能控制由软件实现。

本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了消防车自动循迹、自动判断、自动报警、自动灭火，功能运行并发出指示信息等功能。

关键词：AT89S52 激光管火焰传感器L298AbstractThe design of the electric fire engines, AT89S52 as the detection and control of the core of the car. Road track set by the subject and the specific requirements of the laser tube and the photodiode-oriented walking,The flame sensor module for the detection of the fire source and the car-oriented; L298 drive geared motors driving force to the robot to achieve stable operation. In addition, the indication given by the buzzer. Finally, the various functions in the car driving is controlled by the software. The design is based on a complete hardware and software system, a good fire engines and automatic tracking, automatic judgment, automatic alarm, automatic fire-fighting functions to run and to issue instructions, and other functions.Keywords: AT89S52 laser tube, the flame sensor L298目录1系统方案 (1)1.1 XXXX的论证与选择 (1)1.2 XXXX的论证与选择 (2)1.3 控制系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 XXXX的分析 (2)2.1.1 XXX (2)2.1.2 XXX (2)2.1.3 XXX (2)2.2 XXXX的计算 (2)2.2.1 XXX (2)2.2.2 XXX (2)2.2.3 XXX (2)2.3 XXXX的计算 (2)2.3.1 XXX (2)2.3.2 XXX (2)2.3.3 XXX (3)3电路与程序设计 (3)3.1电路的设计 (3)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 XXXX子系统框图与电路原理图 (3)3.1.3 XXXX子系统框图与电路原理图 (3)3.1.4电源 (3)3.2程序的设计 (3)3.2.1程序功能描述与设计思路 (3)3.2.2程序流程图 (3)4测试方案与测试结果 (4)4.1测试方案 (4)4.2 测试条件与仪器 (4)4.3 测试结果及分析 (4)4.3.1测试结果(数据) (4)4.3.2测试分析与结论 (5)附录1：电路原理图 (6)附录2：源程序 (7)电动消防车（A题）【本科组】1系统方案本系统主要由轨迹探测模块、避障模块、火源探测模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

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。

模拟电磁曲射炮（H题）【本科组】一、任务自行设计并制作一模拟电磁曲射炮（以下简称电磁炮），炮管水平方位及垂直仰角方向可调节，用电磁力将弹丸射出，击中目标环形靶（见图3），发射周期不得超过30秒。

电磁炮由直流稳压电源供电，电磁炮系统内允许使用容性储能元件。

引二、要求电磁炮与环形靶的位置示意如图1及图2所示。

电磁炮放置在定标点处，炮管初始水平方向与中轴线夹角为0°、垂直方向仰角为0°。

环形靶水平放置在地面，靶心位置在与定标点距离200cm≤d≤300cm，与中心轴线夹角a≤±30°的范围内。

1.基本要求（1）电磁炮能够将弹丸射出炮口。

（2）环形靶放置在靶心距离定标点200~300cm间，且在中心轴线上的位置处，键盘输入距离d值，电磁炮将弹丸发射至该位置，距离偏差的绝对值不大于50cm。

（3）用键盘给电磁炮输入环形靶中心与定标点的距离d及与中心轴线的偏离角度a，一键启动后，电磁炮自动瞄准射击，按击中环形靶环数计分；若脱靶则不计分。

2.发挥部分（1）在指定范围内任意位置放置环形靶（有引导标识，参见说明2），一键启动后，电磁炮自动搜寻目标并炮击环形靶，按击中环形靶环数计分，完成时间≤30s。

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。

基于互联网的信号传输系统（E题）【本科组】一、任务设计并制作一个基于互联网的信号传输系统。

如图1所示。

B终端模拟互联网图1 基于互联网的信号传输系统示意图二、要求1. 基本要求（1）配置一个由3个通用百兆/千兆以太网交换机级联的局域网，模拟一个互联网。

交换机采用通用成品，端口数4~24个，接口为RJ45标准接口，采用1米网线连接，级联个数及端口可任意变换。

交换机采用通用默认配置，并可以被测试现场提供的通用交换机替换。

（2）制作三个网络终端A、B和C。

A和B两个终端用于信号的采集，C 终端用于信号的再生输出。

网络终端IP地址自定。

A和B两个终端可以独立实时采集两路不相关的周期性任意波信号，其采样率不低于10MS/s，采样位数不低于8位。

被采集信号为交流信号，峰峰值范围为1V~5V。

信号源1和2采用两台成品任意波信号发生器，无需制作。

在C终端可以通过手动设置选择，再生A或B终端采集的信号。

C终端信号输出端输出电阻和负载均为50欧姆。

负载电阻需裸露便于观察测量。

（3）C终端再生信号与采集端被采信号相比，波形无明显失真。

其幅度相对误差的绝对值不大于5%，周期相对误差的绝对值不大于10%。

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。

uo1u o2多信号发生器u o31k Ω1k Ω19kHz-21kHz负载1k ΩU o4负载（含 LM324AD 四运放， 负载SN74LS00D 四与非门）1k Ω负载 +5VUo1————方波Uo2————占空比连续可调窄脉冲 o3U ————正弦波Uo4————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;4. 与正弦波正交的余弦波信号，相位误差不大于各路信号输出必须引至测评板的标注位置并均需接号的标签，便于测试。

模拟电磁曲射炮（H题）摘要：根据模拟电磁曲射炮的设计要求，在对整体方案的考虑与研究，并经过多次优化后最终确定选用STM32F103ZE76作为MCU。

对于电磁炮部分，我们采用了线圈炮作为主体，用两节耐压值为50V的电容作为单次发射供能装置。

电容的充放电则由与单片机相连的继电器控制。

通过键盘或利用摄像头的方式来获取环标靶的方位，由此获得由两个直流舵机组成二维的云平台的运转角度。

而舵机是由单片机通过其中的PWM技术进行控制。

对于整体的电路我们则用24V 直流稳压电压源进行供电。

对于单片机通过降压后再进行供电，而对电磁炮系统供电我们先利用升压模块进行电源的升压再对电容进行供电。

最后在多次测试后，系统基本达到了设计要求。

关键词:线圈炮；STM32F103ZE76;直流舵机；PWM一．系统方案1.实现方法本体要求设计并制作一个电磁曲射炮，炮管能够在水平方位及垂直仰角方向可调，同时可以将射出的弹丸击中目标环行靶。

于是我们想利用舵机控制电磁炮的发射角度，用键盘来确定电磁炮该如何运作及其之后采用摄像头再利用PID算法来得知方位进行发射。

对于电磁炮，考虑到其需要较大的非恒定电流才可以提供足够的力，我们便决定利用较大的电容进行供电。

于是采用了升压模块。

同时利用了单片机进行了定时的控制。

上述各模块的方案如下：（1）.控制模块采用ST公司的STM32F103ZF76作为主控制芯片。

作为32位处理器，其最高频率为72MHz，1.25DMIPS/MHz，可以实现快速运算的能力。

其具备低功耗体积小，技术成熟并且成本低。

同时它还有着自由度大，软件编成灵活等优点。

（2）.电机模块水平方向的舵机我们采用了Futaba的BLS177SV型号，因为考虑到底层应该要承受较大的力所以要提供较大的力矩，而该型号电机正好可以满足大转矩。

在水平方向的捕捉速度一般较快，且要有较快的反应速度，其次水平方向会有较大的角度转变，因此要有尽可能小的死区，所以我们选用了这款高价位的电机，其可以满足整体要求。

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。

电动小车动态无线充电系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个无线充电电动小车及无线充电系统，电动小车可采用成品车改制，全车重量不小于250 g，外形尺寸不大于30cm×26cm，圆形无线充电装置发射线圈外径不大于20cm。

无线充电装置的接收线圈安装在小车底盘上，仅采用超级电容（法拉电容）作为小车储能、充电元件。

如图1所示，在平板上布置直径为70cm的黑色圆形行驶引导线（线宽≤2cm），均匀分布在圆形引导线上的A、B、C、D点（直径为4cm的黑色圆点）上分别安装无线充电装置的发射线圈。

无线充电系统由1台5V的直流稳压电源供电，输出电流不大于1A。

图1 电动小车行驶区域示意图二、要求1. 基本要求（1）小车能通过声或光显示是否处在充电状态。

（2）小车放置在A点，接通电源充电，60秒时断开电源，小车检测到发射线圈停止工作自行起动，沿引导线行驶至B点并自动停车。

（3）小车放置在A点，接通电源充电，60秒时断开电源，小车检测到发射线圈停止工作自行起动，沿引导线行驶直至停车（行驶期间，4个发射线圈均不工作），测量小车行驶距离L1，L1越大越好。

2. 发挥部分（1）小车放置在A点，接通电源充电并开始计时；60秒时，小车自行起动（小车超过60秒起动按超时时间扣分），沿引导线单向不停顿行驶直至停车（沿途由4个发射线圈轮流动态充电）；180秒时，如小车仍在行驶，则断开电源，直至停车。

2019年全国大学生电子设计大赛A题：金属物体探测定位器 (1)B题：开关电源模块并联供电系统（DC-DC） (3)C题：光伏并网发电模拟装置（DC-AC） (5)D题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器 (7)E题：数字频率计 (7)F题：双向DC-DC变换器 (12)G题：锁定放大器的设计 (12)H题：自选题 (17)信息工程学院2019.4A题：金属物体探测定位器1.任务LDC1000电感/有定位指针，Φ2（mm板下，示意图见图（1）区”探测，（2）将1元硬币）心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。

完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。

（30分）（3）将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。

重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应控制在5mm以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间应不超过3分钟。

（30分）（4）其他自主发挥功能。

（10分）（5）3.说明（1）金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其他传感与摄像装置。

探测开始后，不得手动或遥控探测器。

（2）玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约3mm。

（3）探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。

B题：开关电源模块并联供电系统（DC-DC）一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的并联供电系统（见图1）。

图1 两个DC/DC 模块并联供电系统主电路示意图二、要求1.基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压UO=8.0±0.4V。