2013大学生电子设计大赛红外光通信装置(F题)

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目第一篇：2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目用线路板上提供的555芯片和四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波1，正弦波2的波形产生电路。

给出方案设计，详细电路图和现场实测波形。

要求：1：四通道同时输出，每通道输出脉冲波形，锯齿波，正弦波1，正弦波2的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆；2.四种波形的频率关系为1:1:1:3（3次谐波）；脉冲、锯齿、正弦波1输出频率为8KHz~10KHz,输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波2输出频率范围24KHz~30KHz，输出电压峰峰值为9V。

输出波形无明显失真。

频率误差不大于10%，通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

脉冲波占空比可调。

3.电源只能选用+10V单电源。

4.每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚。

5.预留测试端子。

第二篇：全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。

全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合，以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。

竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合，竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。

全国大学生电子设计竞赛每逢单数年的9月份举办，赛期四天（具体日期届时通知）。

在双数的非竞赛年份，根据实际需要由全国竞赛组委会和有关赛区组织开展全国的专题性竞赛，同时积极鼓励各赛区和学校根据自身条件适时组织开展赛区和学校一级的大学生电子设计竞赛。

2013年全国大学生电子设计竞赛赛题分析基本仪器和主要元器件清单（红色与11年不同的）1.基本仪器清单60MHz双通道数字示波器100MHz双通道数字示波器低频信号发生器（1Hz~1MHz）标准高频信号发生器（1MHz~100MHz，可输出1mV小信号）函数发生器（10 MHz，DDS）低频毫伏表高频毫伏表100 MHz频率计数字式单相电参数测量仪秒表量角器温度计五位半数字万用表单片机开发系统及PLD开发系统2.主要元器件清单单片机最小系统板R5F100LEA（瑞萨MCU）,已下发到赛区组委会A/D、D/A转换器AD9854ASQ运算放大器、电压比较器、乘法器可编程逻辑器件及其下载板显示器件小型继电器小型电机带防撞圈的四旋翼飞行器（外形尺寸：长度≤50cm，宽度≤50cm；续航时间大于10分钟）滑线变阻器（50Ω/2A）变容二极管（30pF~100pF）光电传感器角度传感器超声传感器红外收发管今年仪表器材分析比较去年增加一个数字式单相电参数测量仪,非常值得注意，一个单相交流电测试仪器，写的是参数，这就包括交流电所有参数：电压，电流，频率，带负载PF等等。

第一考虑今年电源题目是逆变，“单相电”是基于220V市电的称呼，所以逆变的频率（0~100Hz）不会太高，同学们大可放心，高主频的单片机依然可以胜任。

自然如果你会DSP，FPGA太好不过了。

结合今年元器件清单里历年电源题目均有的“漆包线高频变压器”，今年很可能只出逆变后级的设计，前级的升压应该不会考察即使考察电压也不会要求的太高，高到非推挽电路其他不能胜任的地步，电压高于36VAC属于非安全电压，万一哪个做电赛的孩子触电遇不幸，报纸曝光一下，以后就可以不用做电赛了，停办了。

所以同学们大可用Boost，cuk，Speic解决升压问题。

温度计可能在高职高专组里使用，加上器件继电器可能考察DIP调节，这个不多说。

五位半数字台表这个卖萌用的，2011年的四位半，2013年的五位半。

电子设计大赛F题红外通信公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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, thenconvert 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 thelight 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)发射管的论证与选择.............................................................. .. (4)输入端运放的论证与选择.................................................................. . (4)信号传输的论证与选择.................................................................. .. (4)功率放大器的论证与选择 (6)温度信号的获取与传输 (6)显示模块 (6)2系统理论分析与计算 (6)语音信号的放大与接受 (6)温度信号的接受 (6)传输距离的测试 (6)3电路与程序设计 (6)电路的设计 (6)发射电路设计 (6)接受电路设计 (7)小灯指示电路设计 (7)喇叭驱动电路设计 (8)中继节点电路设计 (8)稳压电源电路设计 (8)程序的设计 (9)程序功能描述与设计思路 (9)程序流程图 (9)程序代码 (10)4测试方案与测试结果 (10)测试方案 (10)测试条件与仪器 (10)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大赛(L题)杨摘要本设计为直流稳压电源及漏电保护装置，系统主要由MSP430-149单片机、升压电路、直流稳压电路、LCD显示电路及漏电保护装置四部分组成。

电路系统设计中以硬件电路为主体，实现了整机系统设计，达到设计任务书要求。

在电路中以电感升压后提供给稳压电路，使输出电压稳定为5V、电流恒定为1A；通过取样电阻对输出电压、电流采样后送入单片机进行A/D转换与计算，将输出功率在1062液晶进行实时显示输出功率；通过取样电阻的来比较电压，使关断元件继电器动作，从而达到漏电保护的目的。

本直流稳压电源及漏电保护装置具有电路结构简单、稳定度好、指标精度高等优点。

关键词：升压；稳压；MSP430单片机；继电器目录1系统方案 (1)1.1直流稳压电源方案论证与选择 (1)1.2升压电路方案论证与选择 (2)1.3电流取样及放大电路方案论证与选择 (4)1.4显示模块方案论证与选择 (5)1.5漏电保护装置实现方案论证与选择 (5)1.6 单片机系统方案论证与选择 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1直流稳压电源电路分析及设计 (6)2.2 漏电保护装置电路分析及设计 (8)2.3电路与程序设计 (9)3程序的设计 (13)3.1程序功能描述与设计思路 (13)3.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (14)4.3 测试方法及结论 (15)总结 (16)附录：总电路原理图 (18)1系统方案设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图所示。

图中RL为负载电阻、R为漏电电流调整电阻、A为漏电流显示电流表、S为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮图1 直流稳压电源及漏电保护装置根据设计任务的要求，按图1所示系统结构，直流稳压电源及漏电保护装置主要由直流稳压电源、漏电保护装置、单片机系统控制及显示电路等几部分组成，为突出设计思路，这里分模块、分单元进行方案设计论述。

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。

题目名称：红外通信装置（F题）摘要：红外通信的实质就是将音频信号经音频插孔输入电路，音频信号经三极管放大后推动红外发射管，接收端经音频放大集成电路LM386放大后经C1耦合至IC进行放大，由于IC具有功率放大能力，可供耳机收听。

红外通信装置利用红外发光管和红外接收管作为收发装置，达到语音的输入、传输及接收，我们以MP3为信号源，利用红外发射管、红外传输、红外接收管及以LM386为核心的音频放大电路来实现目标。

本系统是基于红外光通信原理，代替传统的电流·电压的传输，实现了基于红外光对语音的传输及放大功能，LM386的使用减小了系统的失真度结果显示，我们确实实现了语音信号的发射、传输、接收，但是输出信号出现了一定程度的失真，噪音，通过对电阻的调试、修改，使放大增益达到合适范围，最终以较理想的输出信号达到了设计要求。

关键字：红外通信；语音；放大目录一、方案的选择与论证 (3)1.整体方案选择 (3)2.信号的采集 (3)3.音频放大芯片的选择 (3)4.总方案确定 (4)二、理论分析与计算 (4)1.通信原理分析 (4)2.转发器效率提高的方法 (5)三、电路设计 (6)1.发射端单元设计 (7)2.接收端单元设计 (8)3.总设计图 (8)四．测试方案与测试结果 (9)1.测试方案 (9)2.测试数据 (9)3.测试结果分析 (9)五．结论 (9)参考文献 (10)附录 (10)附1：器件清单及详细参数 (10)附2：仪器设备清单 (11)附3：电源电路 (11)附4:LM386引脚图及相关说明 (13)一．方案的选择与论证1.整体方案选择方案一：语音作为模拟信号，以At89c52单片机为核心基础的数字转化语音处理，传递，因受到语音识别时间长，失真度大，此种方法对我们来说实现起来比较困难。

方案二:以所学模电与数电知识为基础，实现起来比较容易，连接线路方便简洁，使电路简单明了，而且处理以语音输入的信号比较方便，失真度比较小。

2013年全国大学生电子设计竞赛综合评测题综合测评注意事项（1）综合测评于2013年9月16日8:00正式开始，9月16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）综合测评题以对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》，有全国专家组委派的专家封存、交赛区保管。

波形发生器使用题目指定的综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。

给出方案设计、详细电路图和现场自测数据波形（一律手写、3个同学签字、注明综合测试版编号），与综合测试版一同上交。

设计制作要求如下：1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆。

2、四种波形的频率关系为1:1:1:3（3次谐波）；脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8KHz——10KHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波Ⅱ输出频率范围为24KHz——30KHz，输出电压幅度峰峰值为9V。

脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。

频率误差不大于10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

脉冲波占空比可调整。

3、电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给，不得使用额外电源。

4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测试端子。

5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标清楚、至于明显位置，便于检查。

注意：不能外加555和324芯片，不能使用除综合测试板上的芯片以外的其它任何器件或芯片。

说明：1、综合测评应在模数实验室进行，实验室能提供常规一起仪表、常用工具和电阻、电容、电位器等。

2、综合测评电路板检查后发给参赛队，原则上不允许参赛队更换电路板。

………………….…….…..….。

附录1
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区国家奖获奖名单
本届大赛题目：
A题：单相AC-DC变换电路（本科组）
B题：四旋翼自主飞行器（本科组）
C题：简易旋转倒立摆及控制装置（本科组）
D题：射频宽带放大器（本科组）
E题：简易频率特性测试仪（本科组）
F题：红外光通信装置（本科组）
G题：手写绘图板（本科组）
J题：电磁控制运动装置（专科组）
K题：简易照明线路探测仪（专科组）
L题：直流稳压电源及漏电保护装置（专科组）
附录2
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（本科组）
附录3
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（高职高专组）。

2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置(F题)【本科组】时间：2013年9月7日摘要：为了满足红外光通信装置的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定。

设计以瑞莎R5F100LEA和AT89S52作为控制核心，并采用红外光信道，利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，以高速AD/DA作为系统的采集、还原信号的装置，以18B20温度传感器作为温度感应模块，加以外围电路组成的红外光通信在特定的程序下实现语音传递的功能。

基于瑞莎R5F100LEA、18B20、红外发送头、红外接收头、高速ADDA等的控制电路能够实现对红外光通信装置的整体控制；电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次的调试便能实现红外光通信的功能。

本设计具有系统体积小、稳定度好、精度高、线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。

关键字：红外光通信装置；瑞莎R5F100LEA；AT89S52；高速AD/DA；18B20目录1 设计要求 (3)1.1 任务 (3)1.2 要求 (3)1.2.1 基本要求 (3)1.2.2 发挥部分 (3)2 系统方案设计与论证 (4)2.1控制器的选择 (4)2.2通信模式选择 (5)2.3 红外收发器的选择 (5)2.4 数模转换器的选择 (6)2.5 电源模块 (6)2.6 最终方案 (6)3 系统理论分析与计算 (6)4 系统硬件设计 (6)3.1 总体设计 (7)3.2 电机驱动电路的设计 (7)3.3 电源模块电路的设计 (7)3.4 控制电路 (7)3.5 光电传感器电路 (7)5 软件程序的设计 (7)4.1 总体流程图 (7)6 系统调试 (7)5.1 测试数据 (7)5.2 测试结果分析 (7)7 结论 (7)8 参考文献 (7)附件一 (7)附件二 (7)1 设计要求1.1 任务设计并制作一个红外光通信装置。

1.2 要求1.2.1 基本要求(1)红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，如图1所示。