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、2012年大学生电子设计竞赛参赛编号：004D001设计题目：车辆会车自控系统参赛学生姓名：李文海刘宁刘昂所属专业：电子信息工程指导教师：刘怀强目录正文 (2)1 系统方案选择和论证 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 系统基本方案 (2)1.3 车体的设计 (2)1.4 控制器模块方案选择和论证 (3)1.5 电机的选择 (3)1.6 电机驱动模块 (4)1.7 电源模块 (4)1.8 会车功能模块 (5)1.10 显示模块 (5)1.11 循迹模块 (6)2 会车电路的原理与设计 (7)3 流程图 (7)4 致谢 (8)5 参考文献 (8)车辆会车自动控制系统的设计（D题）摘要本作品是以L298N作为电机驱动系统自制小车，以MSP430单片机为控制核心，通过光电开关传感器会车、黑白线传感器循迹、接近开关传感器、12864液晶显示屏显示，实现了小车自动前进与会车，沿规定路径前进与会车，发光二极管发光和扬声器发出长报警；并通过光电开关传感器会车，从行进流畅，行动迅速，达到了全部设计要求。
并通过12864液晶显示屏显示小车行进过程功能的演示。
关键字：MSP430；会车；液晶显示；小车；正文通过各种选题之后，我们发现制作智能小车非常有意思，它唤起我们对玩具的革新思想，智能小车制作的兴趣。
自己遇到过的汽车的功能是怎样的，想通过自己的手创作出属于自己的智能汽车。
也夹杂一种童年时对玩具智能化的假想。
基于梦想，兴趣，热情，在参考前几届全国电子设计大赛控制类的选题、基本要求，我们选定制作车辆会车自动控制系统的设计（D 题）。
1 系统方案选择和论证1.1 设计要求（注：设计要求与D 题车辆会车自控系统内容相同）1.2 系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。
其中信号检测部分包括：会车探测模块，黑白检测模块。
控制部分包括：电机驱动模块，显示模块，控制器模块，状态和标志模块几个基本模块，模块框图如图1所示。
----------------------------精品word 文档 值得下载 值得拥有---------------------------------------------- A 题 实用音频放大器（限11级同学选做）一、任务设计并制作低频功率放大器。
其原理示意图如下：、二、要求1．基本要求（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV pp ，采用双电源供电，不大于±20V ；等效负载电阻R L 为8Ω下，放大器应满足：（功率放大部分单独供电）① 最大不失真输出功率P OR ≥15W ；（失真度小于5%）② 带宽BW≥（40～20000）Hz ；（功放部分）③ 在P OR 下的效率≥50%；④在前置放大级输入端交流短接到地时，R L =8Ω上的交流声V PP ≤400mV 。
⑤前置放大器具有低音、中音、高音调节功能。
⑥具有音量调节功能。
（前置放大器只能用常规运放或三极管不得采用专用前置集成电路、功放部分只采用分立元件不得采用专用集成功放）2．发挥部分①制作数字音量控制电路（不可使用专用音响音量控制集成电路，可用通用数字电路及单片机控制电路实现），用两只轻触开关分别实现音量的加减，控制等级不小于8级。
②制作四路音源选择电路，用轻触开关（单只或四只）实现音源转换。
③功能显示：音源选择显示，音量等级显示。
④自制放大器所需的电源（电源变压器可购成品）。
⑤其它。
B 题 触摸控制式线性直流稳压电源(10级选做)一、任务设计一个直流稳压电源，用触摸的方式调节输出电压值。
二、要求：采用220V 市电供电1、基本要求（1）输出电压1.25V~6V ；（2）用手触摸实现电压增减调节，电压步进0.2V ；（3）纹波<10mV ，输出电流不小于1A ；（4）显示输出电压；（5）具有过载保护功能，负载恢复后可自动恢复；2、发挥部分（1）扩展输出电压为0~15V ；（2）电压步进0.05V ；（3）扩展最大输出电流至3A ；（4）显示输出电流，过载电流可分6档设定；（5）其它；C题脉冲信号参数测试仪(09、08级选做)一、任务设计制作一个脉冲信号测试仪，可以测量脉冲信号的幅值、频率、周期、占空比、上升和下降时间等参数。
A、多功能数字钟一、任务设计制作一个24小时制多功能数字钟。
示意图如下（仅供参考）：二、要求1．基本要求（1）具有时间设置（小时和分钟）、闹钟时间设置、闹钟开、闹钟关功能。
（2）数字显示小时、分钟，有AM、PM指示器，闹钟就绪灯，蜂鸣器。
（3）220V供电。
2．发挥部分（1）键盘切换现场环境温度显示。
（0～60℃±1℃）（2）键盘切换电网频率、电压显示。
（3）电压欠压、过压报警（～220V±10％）功能。
（4）非接触止闹功能。
三、评分标准B、实用电子称一、任务设计并制作一个实用电子称。
二、要求1.基本要求：（1）能用简易键盘设置单价，加重后能同时显示重量、金额和单价；（2）重量显示：单位为kg；最大称重为9.999kg，误差不大于±0.005kg；（3）单价金额及总价金额显示：单价金额和总价金额的单位为元，最大金额数值为9999.99元，总价金额误差不大于0.01元；（4）具有去皮功能和总额累加计算功能。
2.发挥部分：能显示购物清单，自拟10种商品名称或代号，清单内容包括：商品名称，数量，单价，金额，本次购物总金额。
（1）清单内容的商品名称等可使用代号显示；（2）清单内容增加购货日期和收银员编号；（3）清单内容在（2）的基础上增加售货单位名称（自拟），且全部内容采用中文显示。
三、评分标准1、不采用中文打印时，相关内容可采用代号、拼音或英文显示。
2、能完成发挥部分的第（3）项时，应略去发挥部分的第（1）项。
C 、简易半导体三极管参数测试仪一、任务设计并制作一个小功率半导体三极管参数测试仪二、要求1、基本要求（1） 在V V A I CE B 10,10≈≈μ 条件下，能测出三极管的直流电流放大系数β，并用数字显示。
测量范围50~300；测量误差的绝对值小于11005+N ，其中N 是直流放大倍数β的显示数值。
（2） 当B I 由10μA 变化到20μA ，CE V 保持不变，能测出三极管的交流放大系数β，并用数字显示。
双路低频信号发生及分析仪的设计制作摘要本设计主要实现包括信号发生，信号叠加与频谱分析三个功能。
设计中我们采用STM32作为信号发生与频谱分析的主控芯片，信号发生部分应用DDS原理,并通过查表的方式控制DA芯片产生模拟信号，再通过编程来改变定时器的溢出值以实现频率调节，最后我们通过不同的查表次序实现相位的预置。
在基于离散傅里叶变换的基本原理上，我们采用FFT算法实现频域分析，利用TFT-LCD彩屏液晶来实现频谱图的动态显示。
经过调试实验，本设计完成了各项指标，发挥部分功能全部能够实现。
关键词：DDS原理, STM32, FFT算法, 频域分析AbstractThis design mainly has three functions, the signal occurs, signal superposition and spectral analysis t. We adopt STM32 as master control chip for signal occurrence and spectrum analysis.Signaling part adopts DDS principle. Through the look-up table way to control DA chip to produce analog signal. Programming to change the timer overflow value to realize frequency regulation. Different table lookup order control different phase. Spectral analysis part is based on the discrete Fourier transform principle (FFT),Using FFT algorithm frequency domain analysis. the part of spectrum display make use of TFT-LCD, which realizes dynamic display.Testing results show that the design finished all kinds of design index. The function of harder parts is also completely realized.Key words: DDS, STM32,FFT algorithm, Frequency domain analysis,Spectrum diagram目录1.系统方案 (4)1.1 剖析赛题 (4)1.2 系统整体框图 (4)1.3各模块实现方案 (4)2. 理论分析与计算 (7)2.1信号发生理论与计算 (7)2.2 信号频域分析原理 (8)2.3 信号采样频率设定依据 (8)3 电路与程序设计 (10)3.1 信号发生器部分电路设计 (10)3.2信号叠加电路与电压跟随器 (11)3.3分析仪部分电路设计与算法实现 (12)3.4程序设计............................................ . (14)4.测试方案与测试结果 (15)4.1测试所用仪器 (15)4.2测试环境与时间 (15)4.3测试结果分析 (15)5设计总结 (18)参考文献 (18)附录 (19)1.系统方案1.1剖析赛题本题要求设计一个双路低频信号发生器，以及一个能对信号进行频域分析的仪器。
2012年校电子设计竞赛决赛题注意事项：请各小组根据自己组的水平选择合适的题目参赛。
题目确定后请以学员队为单位，于3月28日前统一填报选题信息表（姓名、院队、组长、分工、联系电话、所选题目）通过军网发邮件至dzjssys@gfkd.mtn。
逾期未上报题目者视为自动弃权！决赛时间为3月24日至5月4日，5月5日上午八点上交作品，作品验收地点为305北楼6楼。
设计报告请于5月4日提交至军网邮箱dzjssys@gfkd.mtn。
逾期提交的报告一律作废。
讲座通知内容：PCB制板专题讲座时间：4月5日（19:30-21:30）地点：301-205要求：提前学习Protel99 se软件，并反复观看制板录像。
注：该表格以学院队为单位填好后提交，组数不够的可自行添加。
A题简易数字频率计一、任务设计并制作一台数字显示的简易频率计。
二、要求1．基本要求（1）频率测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHzb．测量误差≤0.1%（2）周期测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHzb．测量误差≤0.1%（3）脉冲宽度、幅度测量a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μsb．测量误差≤1%（4）相位差测量 (2008级必做)a．测量正弦信号的量程：0～360°；测量准确度：2°；分辨率：1°。
b．信号频率范围：10Hz～100kHz；信号幅度范围：0.5V～5V。
（5）显示器十进制数字显示，测量闸门时间1～10秒连续可调（步长1秒），对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示，也可附加其他指示。
（6）具有自校功能，时标信号频率为1MHz。
2．发挥部分（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。
（2）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz）的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1% 。
电子设计竞赛组委会2012年校电子设计竞赛预赛题1.基本要求以单片机、ARM、FPGA、DSP（任选一种或选择几种配合使用）为核心，结合相应的外部设备制作一个多功能电子综合系统。
2.指定题目（1）实时温度显示，显示分辨率和精度均不低于0.5摄氏度。
（2）测量并显示0-5V的直流电压，显示分辨率不低于0.1V。
（3）可循环记忆10组时间的秒表。
（4）实时时钟及显示（掉电后时间能准备运行1年以上，但无需显示）。
（5）计算器（至少完成两个8位数的+、-、×、÷运算）。
（6）可按键控制直流电机或直流减速电机的速度和方向，并可通过测速装置测量并显示当前电机速度。
可设定电机的匀速运转速度并能保持该速度匀速运转。
（7）测量并显示电压峰峰值为±0.5~±5V，1Hz-10KHz正弦波信号的周期和频率，显示精度不低于±5%。
（8）所有功能可通过按键进行控制，也可增加遥控控制功能。
（9）其他。
3.自选题目在符合基本要求的前提下，自行设计并制作一小型电子作品。
建议：（1）可参考往届全国大学生电子设计竞赛的题目，近五届的题目相对较难，初学者可参考第1-4届的全国大学生电子设计竞赛题目。
例如：控制类的可以制作小车、液体点滴控制器等，电源类的可以制作线性稳压电源等，高频类可做收、发射机，模电类可做功率放大器等。
（2）选手可将自己的创新想法（必须与电子制作相关）等制作成实物作品参赛。
4.说明（1）参赛选手必须在指定时间内完成作品和设计报告, 并准时参加验收和答辩。
（2）选做指定题目时可根据实际水平完成部分功能即可，若全部功能完成的还可自由发挥，增加更多的功能。
功能、性能、难度均是打分的重要指标。
（3）除核心外的所有电路模块必须用通用板自行焊接，不允许使用成品电路板模块。
参赛作品必须自制模块，即核心只允许使用核心板（不能包含键盘、显示、时钟芯片、AD/DA 芯片、各类传感器等）。
机电学院2011-2012上学期《控制工程基础》试卷B
1 求图所示系统的传递递数G(s)=U o (s)/U i (s)。
（10分）
2 已知单位反馈系统的开环传递函数为)7)(5()1(2.0)(2+-+=
s s s s K s G K ，确定使系统稳定时参数K 的取值范围。
（10分）
3 系统如下图所示，当系统输入信号为时，2364)(t t t x i ++=求系统的稳态误差。
（10分）
4 系统的开环传递函数G(s)=100(s+10)(s+1)(s+0.1)
，画出Bode 图的幅频图和相频图（幅频图用渐近线表示即可，但必须注明各转折频率、各直线的斜率；相频图不要求十分精确）（20分）。
)
s
5 已知某单位负反馈系统, 其开环传递函数为G k = 2(s+1)s 2，当输入为单位阶跃信号时，求t r , M p 。
（10分）
6 已知系统的开环传递函数为)1s 02.0)(1s 1.0(s )
1s 5.0(10)s (G 2K +++=， 判断闭
环系统稳定性，若稳定，求相位裕量。
（10分）
7 系统的方框图如下图所示，
1)求系统的单位阶跃响应；
2)当输入正弦信号t t x 10sin 10)(=时，系统的稳态响应；
3)求系统的阻尼比和无阻尼固有频率。
（20分）
8 已知最小相位系统的对数幅频渐近线如图所示，求系统的开环传递函数。
(10分)
L (）
s。
依据给出的元件清单，得到了如下几道预测题，仅供参考A题：可控白光LED照明灯一、任务设计并制作一个高效可控白光LED照明灯及其检测装置，采用5V单电源供电，用TI的TPS61062芯片驱动4~5只白光LED进行照明。
二、要求1．LED照明部分要求（1）能对输出到LED上的功率进行测量和显示，测量误差小于1%。
（2）能对输出到LED上的电流进行预置和控制，预置和控制值可以从0到20mA按照最小0.1mA的步距递增。
（3）在输出到LED上的电流为10mA时该电源转换驱动装置的效率大于75%。
2．照明检测部分要求（1）用光敏器件制作一个照度检测仪，其分辨率不低于二进制10位。
（2）照度仪可以将检测到的照度显示，对其单位（勒克斯）和线性度不作要求。
3．综合要求（1）将照度仪放在离LED灯15cm处，使其能同时接受自然光和LED灯的照射，仪器能对照射到光敏器件上的照度进行控制和显示。
（2）能对照射到光敏器件上的照度进行预置和控制，预置成某一特定值后，环境状况的改变对照射到光敏器件上的照度不发生明显影响。
4．发挥部分（1）对照度仪的显示进行标定，与实际照度的误差小于5%。
（2）整机的工作效率≥75%。
（3）其他。
B题：高效音频放大器一、任务设计并制作一个高效率音频放大器。
其功率放大器部分要求采用D类放大，但不允许使用D 类功率放大集成电路。
负载电阻为40Ω。
二、要求1．基本要求（1）放大器的输入电阻≥1k 。
输入电压有效值V i≤20mV。
（2）在负载为40Ω的电阻上通过的最大输出电流有效值不小于200mA，输出信号波形无明显失真。
（3）3dB通频带100Hz~10kHz。
3dB通频带扩展到20Hz~20kHz。
（这是发挥部分）（5）低频噪声电压（20kHz以下）≤100mV，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。
低频噪声电压（20kHz以下）≤10mV。
（这是发挥部分）(6) 在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率/功率放大器功耗）≥80%。
2012年15省赛区大学生电子设计TI 杯竞赛试题参赛注意事项（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7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. 发挥部分正弦波信号源微弱信号 检测电路噪声源V S V NV C V o 纯电阻 分压网络显示 电路加法器V i A BCDE（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%。
Z-1 坦克打靶
一、任务
设计并制作一个可以寻迹的简易坦克车，并在其上安装由电动机驱动的可以自由旋转的炮塔，在炮塔上安装激光笔以代替火炮。
本题的任务是控制坦克沿靶场中预先设置的轨迹，快速寻迹行进，并同时以光电方式瞄准光靶，实现激光打靶。
本题仅考核在水平面上跟踪轨迹的精确性、在水平面上打靶的精确性以及完成任务的速度。
靶场如图所示（测试现场不得自带靶场，光靶刻度板可以自带）：
二、要求
1．基本要求
（1）要求坦克从起点出发，沿引导轨迹快速到达终点。
坦克上应自行标示一醒目的检测基准。
在寻迹跟踪的全过程中，其检测基准偏离引导轨迹边缘距离应≤2cm，一旦不满足该要求，坦克应自动给出声光报警；同时全程行驶时间不能大于60 s，时间越短越好。
行驶时间达到60 s时，必须立即自动停车并停止炮击的动作并给予声光报警。
（2）在引导轨迹适当位置设置有4条“炮击点”黑色短线，坦克检测到“炮击点”黑色短线时需立即发出声光指示信息，并停车，在检测到“炮击点”标志1s内瞄准炮击。
炮击全过程必须以激光指示弹着点并伴随声光指示，持续时间≥2s，以便确切检测激光炮击点刻度位置，记录该过程中最大偏差值。
检
正
立
面
4
.5
间距
2．发挥部分
完成本部份，炮塔增加不少于250g的转动惯量配重，低于220g发挥部分不测试。
（1）全程行驶时间不能大于40 s，其余要求同“基本要求”第（1）条。
（2）坦克在行进过程中可以动态瞄准目标，当检测到“炮击点”黑色短线时立即炮击。
炮击过程必须伴随声光指示，时间持续2s。
炮击过程中不能停车，也不允许有明显降低坦克行进速度的情况发生，全程行驶时间不能大于40 s。
（3）坦克每瞄准炮击一次，炮塔应自动复位，当检测到“炮击点”标志时需在2s内瞄准炮击且不允许停车，全程行驶时间不能大于60 s。
其余要求同发挥部分第（2）条。
复位位置为火炮指向车头正前方位置，自动复位到位应当有声光指示信息。
（4）其它。
三、说明
1．在白纸上绘制或粘贴引导轨迹。
2．引导轨迹宽度2cm，可以涂墨或粘黑色胶带，引导轨迹形状在竞赛时临时指定。
轨迹曲率半径不小于30 cm。
“炮击点”黑色短线长35cm。
3．坦克行进及打靶不允许采用人工遥控，坦克外围尺寸：长度≤35cm，宽度≤25cm；坦克采用电池供电。
竞赛测试过程中允许自带多套备用电池。
4．炮塔电机体积不大于5×5×5cm3。
5．配重体轴向厚度不大于2 cm，并便于取下称量检查。
6．光靶采用电压12V、功率≤15W的小汽车灯泡，灯泡中心距地面25cm。
竞赛时可以自备。
7．光靶刻度板长约50cm，每间隔1cm刻一条竖线，光靶中心线两侧各25条。
每5条做一标记，如1、5、10、15、20、25。
炮击点规定在灯泡以下便于观察位置。
8．发挥部分中的“其它”项指与本题目密切相关的内容。
Z-2 自动追光自动避障电动小车
一、任务
设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在电动小车上。
小车以一定速度追着光源行进，太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。
小车行进过程中会遇到路障，小车必须能避开路障绕道找到光源并继续追光前进。
二、要求
1．基本要求
（1）光源用不大于100W的白炽灯，场地不小于1.5m×1.5m，障碍物不小于15cm×15cm×15cm。
可以对光源进行聚光。
（2）光源在离小车大于1.5m的固定位置摆放，放置高度不高于25cm。
小车发现光源后沿光源方向前进。
（3）小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。
遇到障碍物，小车应绕道前进。
（4）在小车绕道过程中，太阳能板应始终对准光源。
（5）到达离光源一定位置后，小车应停止前进。
（6）小车前进直线距离应大于1.2米，时间不大于2分钟。
（7）能显示太阳能为蓄电池供电状态。
2．发挥部分
（1）场地尺寸2m×2m，光源离小车2米以上。
（2）障碍物5个以上。
（3）能逆着光源前进，并绕过障碍物。
但太阳能板始终对准光源。
（4）完成时间不大于1分钟。
（5）在无白炽灯光源情况下，小车可以沿自然光源方向前进。
（6）其它。
三、说明
1、小车行进路线上不得有任何轨迹，也不得有其它任何引导小车前进的物件，比如金属、声源、无线发射源等，更不得利用遥控手段。
2、可以用浅颜色将场地分割成正方形格子，障碍物放置在格子里边。
但小车不得用浅颜色分割线来寻迹。
3、不得用市场上能买到的成品机器人模块完成本项目。
