大学生电子设计竞赛2017题目集合

附件2比赛题目及评分标准【题目一】Xilinx哈夫曼编码1.设计要求要求对一段数据序列进行哈夫曼编码，使得平均码长最短，输出各元素编码和编码后的数据序列。

（1）组成序列的元素是[0-9]这10个数字，每个数字其对应的4位二进制数表示。

比如5对应0101，9对应1001。

（2）输入数据序列的长度为256。

（3）先输出每个元素的编码，然后输出数据序列对应的哈夫曼编码序列。

2.电路接口RTL级代码顶层模块名统一为HuffmanCoding，可参考电路接口与时序如下：(可以根据自身设计需求，对电路接口进行修改) module HuffmanCoding(input wire clk,input wire rst_n,input wire [3:0] data_in,input wire start,output wire output_data,output wire output_start,output wire output_done);1clk rst_nstartoutput_done（1）复位之后，当start信号高有效后开始连续输入256个数据序列，data_in数据宽度为4，输入需要256个时钟周期。

（2）经过运算后，output_start信号高有效后，开始输出结果output_data。

output_data信号数据宽度是1，因此输出是二进制序列。

最后output_done 高有效说明整个编码过程结束。

（3）output_data数据包含2个部分。

先输出[0-9]这10个数字的哈夫曼编码(具体的输出格式可以自行设定)，然后输出数据序列哈夫曼编码后的序列。

评分标准：1. TestBench建议先用C/C++或者Matlab等高级语言实现上述哈夫曼编码设计需求，并以此为基准，作为电路仿真的TestBench。

2. 电路功能电路功能的完成情况，包括是否满足设计要求、源代码、仿真程序和文档说明等。

2017年全国大学生电子设计竞赛2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛2017年全国大学生电子设计竞赛滚球控制系统（B题）2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛2017年8月12日摘要这是一个以小球为载体，用K60单片机控制小球在平板上实现静止或者按照预定轨迹移动的系统。

本系统包括电源模块、传感器模块、驱动模块、电机模块等。

在此滚球系统中，利用摄像头检测小球的位置、MPU6050传感器反馈平板的倾斜程度给单片机，应用PWM调速方法作为动力源、PID为主要控制方法，控制舵机的切换及转速，从而控制平板不断调整位置以使小球按期望要求动作。

关键词： K60单片机、摄像头、MPU6050、舵机2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛Abstract：This is a ball carrier, K60 chip is used to control the ball in the stationary or moving plate according to a predetermined trajectory of the system. This system includes power module, sensor module, driver module, motor module. This ball system, the use of cameras to detect the location of the ball, MPU6050 flat degree of tilt sensor feedback to the microcontroller the application of PWM as the main control method, control method, switching and speed control of the rudder, continue to control panel to adjust the position to make the ball move according to the desired requirements.Keywords: K60 microcontroller, camera, MPU6050, servo目录摘要 (3)目录 (4)1方案比较与论证 (5)1.1方案设计 (5)1.2方案论证 (6)1.2.1单片机模块的选择 (6)2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛1.2.2电机模块的选择 (6)1.3总体总结 (7)2 硬件设计 (7)2.1 理论分析与计算 (7)2.2 总体硬件框图 (9)2.3单元电路设计 (10)3 软件设计 (10)3.1总体软件框图 (10)3.2 小球的检测及处理 (11)3.3 控制方法：PID算法 (11)3.3.1 PID的基本含义 (11)3.4程序目录 (12)4 系统调试与测试 (12)4.1 硬件测试 (12)4.2软件调试 (13)4.3 软硬件联合调试 (13)4.3.1测试结果 (13)4.3.2测试分析与结论 (14)5 设计总结 (14)参考文献 (15)附录 (15)1方案比较与论证1.1方案设计根据题目的要求和组内讨论，我们的滚球控制装置采用飞思卡尔智能车系统中的K60单片机，利用摄像头检测小球的位置，通过自己设计的驱动板进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制舵机工作。

17电赛控制题目
以下是一个17电赛控制题目的例子：
设计一个控制系统，使一个无人车在一个迷宫中尽快找到出口。

迷宫是一个n x m的矩阵，其中连通的路径用0表示，墙壁用
1表示。

无人车可以向上、下、左、右四个方向移动，但不能
穿过墙壁。

控制系统需要实时控制无人车的移动方向，直到找到出口为止。

要求：
1. 无人车在每个时间步只能移动一格。

2. 控制系统应该尽量减少无人车的移动步数，以降低能耗。

3. 控制系统必须考虑到随时发生的墙壁破损，即在任意时间步任意位置的墙壁可能会变成连通的路径，反之亦然。

请设计一个算法或程序，解决上述问题，并回答下面的问题：
1. 你的算法或程序的时间复杂度是多少？
2. 如何处理墙壁破损的情况？
3. 有没有可能无法找到出口？若有可能，请解释原因。

注意：
1. 回答问题时，请给出详细的解释和理由。

2. 以上问题只是一个例子，实际的17电赛控制题目可能涉及
更复杂的要求和限制。

请根据实际题目进行解答。

全国大学生电子设计竞赛题2017年全国大学生电子设计竞赛远程幅频特性测试仪（H题）2017年08月12日摘要本幅频特性测试装置采用STM32F407为主控芯片，通过集成DDS芯片AD9959作为信号源，实现了幅度和频率的动态可调；通过级联两块AD8367作为放大器，实现了增益0-40dB连续可调,具有较好的噪声抑制效果；通过AD8310对数检波模块，实现了不同频率信号幅度的测量，并且能够定性的绘制出幅频特性曲线.关键词：幅频特性测试装置；DDS；VGA；低噪；对数检波AbstractThe amplitude frequency characteristic test device uses STM32F407 as the main control chip, through the integrated DDS chip AD9959 as the signal source, to achieve the amplitude and frequency of the dynamic adjustable; through the cascade of two AD8367 as an amplifier, to achieve a gain of 0-40dB continuously adjustable , With good noise suppression effect; through the AD8310 logarithmic detection module, to achieve a different frequency signal amplitude measurement, and can qualitatively draw the amplitude and frequency characteristics of the curve. Keyword: amplitude frequency characteristic test device；DDS;VGA;low noise；logarithmic detection目录一．方案论证.................................................................................................................. １．１方案比较与选择.......................................................................................... １．２方案描述......................................................................................................二．理论分析与计算........................................................................................２．１DDS模块..................................................................................................... ２．２放大器模块.................................................................................................. ２．３幅值测量模块..............................................................................................2. 4 π型衰减网络三．电路与程序设计........................................................................................３．１电路设计...................................................................................................... ３．2程序设计........................................................................................................四．测试方案与测试结果 ............................................................................... 五．结论............................................................................................................................远程幅频特性测试装置（H题）一.系统方案1.方案比较与选择1）信号源模块：方案一：采用直接数字频率合成（DDS）方案。

2017年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）8月9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12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。

微电网模拟系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统，其系统框图如图1所示，负载为三相对称Y连接电阻负载。

交流母线图1 微电网模拟系统结构示意图二、要求1. 基本要求（1）闭合S，仅用逆变器1向负载提供三相对称交流电。

负载线电流有效值I o为2A时，线电压有效值U o为24V±0.2V，频率f o为50Hz±0.2Hz。

A - 1 / 3（2）在基本要求（1）的工作条件下，交流母线电压总谐波畸变率（THD）不大于3%。

（3）在基本要求（1）的工作条件下，逆变器1的效率ƞ不低于87%。

（4）逆变器1给负载供电，负载线电流有效值I o在0~2A间变化时，负载调整率S I1≤0.3%。

2. 发挥部分（1）逆变器1和逆变器2能共同向负载输出功率，使负载线电流有效值I o 达到3A，频率f o为50Hz±0.2Hz。

（2）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率保持为1:1分配，两个逆变器输出线电流的差值绝对值不大于0.1A。

负载调整率S I2≤0.3%。

2017年全国大学生电子设计竞赛————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2017年全国大学生电子设计竞赛管道内钢珠运动测量装置（M题）【高职高专】摘要：系统以STC15W4K61S4单片机为主控器，设计一款管道内钢珠运动测量装置。

该装置可以获取管道内钢珠滚动的方向，以及倒入管道内钢珠的个数和管道的倾斜角度。

并通过LCD12864液晶显示屏实时显示钢珠滚动方向、个数以及管道的倾斜角度。

系统包括单片机主控模块、角度信号采集模块、磁力传感器模块、显示模块、电源模块、采用稳压输出电源为系统提供工作电源。

系统制作成本较低、工作性能稳定，能很好达到设计要求。

关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864目录1设计任务与要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2技术指标 (1)1.3题目评析 (1)2方案比较与选择 (2)2.1单片机选择 (2)2.2角度测量选择 (2)2.3 钢珠运动检测选择 (2)2.4显示选择 (2)2.5电源选择 (2)3电路系统与程序结构设计 (3)3.1系统硬件总体设计 (3)3.2单片机最小系统模块设计 (3)3.3角度传感器模块设计 (3)3.4 磁性传感器模块设计 (3)3.5显示模块设计 (4)3.6电源模块设计 (4)3.7程序结构与设计 (4)4系统测试 (5)5总结 (6)参考文献及附录 (6)1设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个管道内钢珠运动测量装置，钢珠运动部分的结构如图1.1所示。

1.2技术指标1．基本要求规定传感器宽度w≤20mm，传感器1和2之间的距离l任意选择。

（1）按照图1.1所示放置管道，由A端放入2～10粒钢珠，每粒钢珠放入的时间间隔≤2s，要求装置能够显示放入钢珠的个数。

（2）分别将管道放置为A端高于B端或B端高于A端，从高端放入1粒钢珠，要求能够显示钢珠的运动方向。

2017年全国电赛Ｌ题和Ｐ题简析武汉大学赵茂泰2017.10. 30L题：自动泊车系统1．题意2．电动小车的驱动方式3．自动泊车的方案及分析4．计费及自动碰撞检测5．计时及计费1．题意◆自动泊车系统：不用人工干预，自动停车入位的系统。

◆自动泊车系统目前有两种形式：1，高档轿车所具有的自动泊车功能。

目前国内宝马、奔驰、大众等车型都配备有这种功能。

泊车时，驾驶员只要按下自动泊车的按钮,车头两侧的雷达就会自动扫描周边,一旦发现合适的空位，就自动进入停车位。

2，基于智能车库的自动泊车系统。

泊车时，驾驶员只需要把车停在车库指定地点并进行简单操作，就可以离开。

汽车将在智能化车库的配合下，自动在车库中找到合适的停车位。

本题定义的自动泊车系统是一种需要智能化车库配合的，简易自动泊车系统。

二、要求（简化）（1）停车场中的控制装置能通过键盘设定一个空车位，同时点亮对应空车位的LED灯。

（2）控制装置设定为某一个空车位；电动小车能自动驶入指定停车位；驶入停车位后停车5s，停车期间发出声光信息；然后再从停车位驶出停车场。

要求泊车时间（指一进一出时间及停车时间）越短越好；泊车过程中碰撞隔板的次数越少越好。

（3）电动小车具有检测并实时显示在泊车过程中碰撞隔板次数的功能，要求电动小车周边任何位置碰撞隔板都能检测到。

（4）停车场控制装置具有自动计时计费功能，实时显示计费时间和停车费。

计费按每30秒5元计算（未满30秒按5元收费）。

学生作品采用了以下几种驱动方式：●后轮单驱方式●四轮四驱方式●采用麦冷的四轮四驱方式●其他方式（略）后轮单驱方式（视频）后轮单驱方式驱动方式与多数实际汽车的驱动方式是相同的。

单驱方式的汽车转弯半径大，自动泊车时间长，泊车过程的控制比较复杂。

只有10-20% 的参赛队采用该方式。

四轮四驱方式四轮四驱方式能分别控制每一个车轮的转动，姿态控制灵活，大幅度缩小了小车转弯的半径。

约有80%的参赛队都采用了这种驱动方式。

2017年大连大学电子设计竞赛高级组试题参赛注意事项：（1）比赛与2017年4月15日10:00开始。

【16级学生】只能在初级组的三道题目中任选一道题目进行设计制作，【15、14级学生】只能在选拔组中任选一题进行制作。

（2）每队严格限制在2~3人，开赛后不能更换队员。

（3）比赛期间可以任意使用网络以及书籍查找资料，但不得以任何形式与组别之外其他人交流比赛内容，包括教师在内的非参赛队员必须回避，对违纪参赛组别取消评审资格。

（4）比赛于 2017年4月24日8:00结束，同时上交设计报告与制作实物并所有队员一起参与评审，如有队伍不是全员参加评测直接取消评测资格。

（5）测评时间2017年4月26日12：00开始。

A题智能排障小车设计一、任务在如下2米*2米正方形框内，有五个长宽高为：5CM*5CM*5CM的立方体方块（黑色），设计一智能车检测立方体障碍物，并将其推出方形场地框外，同时保证车体正投影面积不超出框外，框边为2.5厘米宽的黑线。

智能车任意时刻正投影面积不能超过21CM*29.7CM（一张A4纸）。

智能车可以在边框之外任意地点发车。

比赛开始之后2分钟之内发车失败则判比赛失败，发成成功之后除非车辆冲出边框，否则参赛队员不能对智能车运行进行干预，否则直接判比赛失败。

二、基本要求（1）计时开始后，5分钟内推出一个障碍物；（2）计时开始后，5分钟内推出多个障碍物，按照推出木刻数量计分值；（3）计时开始后，5分钟内全部推出障碍物；200cm三、扩展功能（1）推出障碍物的同时给出推出的数量指示。

（2）推出障碍物的同时给出时间指示。

（3）能分别显示出推出单个障碍物所有时间和所有障碍的总时间。

B 题 超声测距无线监测装置一、任务设计一个超声测距装置，可要求测量范围在0.1-4米之间，测量时与被测物体无直接接触，能够将测量结果发送至远程另一台控制器，并清晰显示播报测量结果。

被测物体面积大于100CM 2的平面即可。