2016TI杯大学生电子设计竞赛题目

低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。

图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。

自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。

（2）三位半数字显示，最大读数1999。

（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。

（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。

（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。

（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。

（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。

2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。

（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。

（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。

（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。

2、单片机建议采用MPS430单片机。

四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。

二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。

（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。

赛题在赛场提供的器材中选择元件，设计并制作一台“9路抢答器”，该作品应符合如下工作过程与制作要求。

一、工作过程：1.每次抢答前，主持人首先按下复位键，将抢答器上“抢答号”数显复位，显示为“0’。

2.抢答号显示复0后，主持人唸抢答题，唸毕即叫“抢答”！参赛者立即“争先恐后”地按下自己对应位号的抢答键。

抢答键按下的同时，即刻听到“双音频”警示声响(注意不是单音)，并数显最先按下键的“抢答号”。

3.按键号显示后,主持人叫号“X号”，他话音落下的同时启动(按下)答题限时的“倒计时”键，可见倒计时显示装置立即从0开始，按“0-9-8-7-6-5-4-3-2-1-0”顺序逐字递减至0,最后稳定地数显“0”，完成一次抢答过程。

每次抢答过程，抢答器都能按上述步骤进行。

二、制作要求：1.抢答键。

9只按键从左至右（或从右至左）依序1，2，3，4，5，6，7，8，9安置在万能板的同一排，整齐不乱，用不干胶贴注明1号键，5号键，9号键。

2.倒计时键。

每次答题限时10秒，当主持人按下倒计时键后，可见相应的数显装置能自行从0启动，经9-8-7-6-5-4-3-2-1-0，限时结束，数显保持为“0”。

只要“倒计时”键没按下，数显必须锁定为“0”，稳定不动。

而当倒计时键按下，则必须按上述顺序完成10秒钟倒计时，凡不符合上述要求者均视该项制作不成功。

用不干胶贴注明“倒计时键”。

3.复位功能。

抢答号数显与倒计时数显都能复位数显“0”，稳定不乱。

前者手动复位键控制复位，后者当计时完毕便自动复位。

为了操作人员(或评审人员)准确鉴别，用不千胶贴注明“复位键”。

4.“双音频”警声。

每只抢答键单独(或任意多键同时)按下时，必须伴有“双音频”声响，且能在5米远处听到清晰的响声。

单音或其他响声或距离达不到要求，均视该项制作不成功。

5.优先与保持。

9只抢答按键都要具备“优先与保持”功能。

确保首位（率先)抢答者的“优先权”,不致被后来者干扰。

6.赛场提供的器材，没有晶体三极管，若发现作品应用三极管，则视为严重违规。

附件1
2016年“TI杯”重庆市大学生电子设计竞赛
获奖名单
一、本科院校
一等奖（18队）
二等奖（28队）
三等奖（51队）
成功参赛奖（173队）
二、高职高专院校一等奖（4队）
二等奖（8队）
三等奖（11队）
成功参赛奖（28队）
附件2
2016年“TI杯”重庆市大学生电子设计竞赛优秀指导教师、优秀组织工作者、优秀组织单位
一、优秀指导教师（30名）
重庆大学：金翠红、王鹏飞、刘俊、杜基赫、李敏、宋焱翼、颜芳
重庆三峡学院：邱刚、杨梅、聂文亮
重庆邮电大学：杨虹、石鑫、应俊
重庆科技学院：翟渊、杨君玲、周谋、周传德
重庆文理学院：廖长荣、谭修彦
重庆理工大学：万文略、杨奕、周鹏、张里
重庆电子工程职业学院：张慧敏、郭燕
重庆工商职业学院：张小恒、孙康明
重庆机电职业技术学院：杨川、张华、刘祥平
二、优秀组织工作者（11名）
重庆大学（组委会办公室）：赖琴
重庆大学：周建林
重庆师范大学：罗海军
重庆邮电大学：陈国平
重庆邮电大学移通学院：廖家权
重庆理工大学：万文略
重庆航天职业技术学院：陈和洲
重庆工商职业学院：孙康明
重庆电力高等专科学校：任照富
重庆电讯职业学院：郑和
重庆机电职业技术学院：杨川
三、优秀组织单位（9所）
重庆大学、重庆三峡学院、重庆交通大学、长江师范学院、重庆科技学院、西南大学、重庆理工大学、重庆科创职业学院、重庆机电职业技术学院
重庆市教育委员会办公室主动公开2016年8月25日印。

公开赛题Ａ：四旋翼自主投靶飞行器一、任务:设计并制作一架四旋翼自主投靶飞行器（下简称飞行器）。

飞行器机身必须自定义一个质点作为定位记号。

飞行区域俯视图如图1所示。

Ａ为飞行器起飞点(外圆半径为25cm)；1和2是画出的10环靶标，10环靶为直径为5厘米的黑色区域，其余各环直径分别以5厘米递增。

3是围绕靶标的靶边线，边长均为1.2米;并在高度1米处设有高度线光标；Ａ点到靶心距离为３米。

图1飞行区域俯视图二、要求：1．基本要求:(1)飞行器摆放在图1所示的Ａ点，一键式启动飞行器起飞，垂直起飞高度在1~1.2米范围时，以明显方式示警（灯或蜂鸣器）；(2)然后快速飞往靶标，在靶标上方保持该高度（1~1.2米）停留5秒并示警；(3)准确降落到十环靶标上。

2．发挥部分:(1)飞行器自吸铁片，摆放在图1所示的Ａ点，一键式启动飞行器起飞，垂直起飞高度在1~1.2米范围时，飞入靶标上方，并保持该高度停留5秒和示警；(2)飞行器在保持高度区域内（1米~1.2米）向十环靶标投放铁片，薄铁片为边长4cm的正方形，厚度≤0.１cm（双面有中心十字标志）。

(3)投放完成后，快速飞回并降落在起飞点Ａ。

(4)其它扩展功能（示警灯或蜂鸣器、铁片自吸功能不能作其它扩展功能）。

三、说明：(1)飞行器桨叶旋转速度高，有危险！请务必注意自己及他人的人身安全。

(2)唯一的飞控板必须采用TI公司的ＭＣＵ，且飞控板必须自制，必须印有自己学校的敷铜ＬＯＧＯ。

(3)飞行器可自制或外购，必须带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定为：45cm≤边长≤50cm。

飞行器机身必须标注参赛队号。

(4)允许测试2次，每次测试全程不得更换电池。

两次测试之间允许更换电池，更换电池时间小于2分钟。

(5)飞行器不得遥控，不得用遥控器定位，飞行过程中不得人为干预。

(6)飞行器飞行期间，触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后5s内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分。

2016年南昌大学电子设计竞赛校赛题
――自动门铃
要求设计一个自动门铃。

门铃在门口有人时进入自动计时，8秒后还没有离开时，则自动激活门铃，开红色指示灯指示，表示有人在门外，但是没有主动敲门，提醒主人观察；激活电器自动启动，模拟室内有人活动，防范非法人员不良企图。

门口有人，主动敲门表示有客来访，启动绿色指示灯指示，门铃响，提醒主人开门。

要求工作流程如下：
1、使用红外线对管设计一个门口是否有人的监测电路。

门口没人时，黄色指示灯闪动，数码管没有指示（消隐状态，无任何笔画显示）。

即使有声响，也不会触发任何动作。

2、门口有人时，触发自动门铃启动，进入计时状态，数码管显示当前秒数字。

如果8秒以上都没有点按门铃，则自动激活门铃，开红色指示灯指示，激活电器自动启动，模拟室内有人活动，使用继电器控制的蓝色发光二极管发光表示电路上电工作。

约2秒后自动复位。

3、设计一个声控电路，监测敲门声。

主动敲门表示有客来访，启动绿色指示灯指示，门铃响，提醒主人开门。

响铃约2秒后自动复位。

4、如果红外检测电路或声控电路无法完成，可使用开关代替相应信号(自锁开关代替红外检测，不带锁开关代替声控，请用胶贴标注)，红外检测电路或声控电路部分不得分，但其他功能将依测试情况评分。

评分细则：。

第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目 光伏并网发电模拟装置（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。

用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。

R LU S图1 并网发电模拟装置框图二、要求 1．基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时，使d S 12U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。

（2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ，相对偏差绝对值不大于1%。

（3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。

（4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。

（5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。

（6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。

2．发挥部分（1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。

（2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。

（3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。

（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。

（5）其他。

三、说明1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。

2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。

A 高精度数控恒流电源E C DF HG B一、任务设计并制作基于DC-DC变换技术的高精度数控恒流电源，电路框图如图所示。

A二、要求在输入电压Ui为20V/DC(16-24V)及电阻负载条件下，使恒流源满足：1、基本要求：①输出电流Io可调范围：200mA～2000mA；最大输出电压Uomax：10V；②Ui从16V变到24V时，电流调整率SI ≤5%（Io＝1000mA，负载为8Ω的条件下测试）；③改变负载电阻，负载调整率SR≤5%（Ui=20V，Io＝1000mA，负载在2Ω～8Ω条件下测试）；A④输出纹波电流≤30mA（Ui=20V，Uo=10V，Io=2000mA）；⑤整机效率η≥75%（Ui=20V，Uo=10V，Io=2000mA）；⑥具有过压锁死功能，动作电压Uoth=11±0.5 V（Ui=20V，Io=1000mA）；A2、发挥部分①能数字设定并控制输出电流，步进≤10mA，要求输出电流与给定值的相对误差≤±2%；②输出纹波电流≤15mA（Ui=20V，Uo=10V，Io=2000mA）；③整机效率η≥85%（Ui=20V，Uo=10V，Io=2000mA）；④排除过压故障后，电源能自动恢复为正常状态；⑤具有输出电流的测量和数字显示功能；⑥其它（如：扩大输入电压波动范围为16-36V；具有上电A前输出开路检测并报警显示功能等；体积重量）。

三、说明①图1中DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。

②DC-DC变换器、控制、显示电路只能由Ui供电，不得另加辅助电源。

③本题中的输出纹波电流是指输出电流中的所有非直流成分，要求用毫伏表测量输出纹波电压，再换算成输出纹波电流值。

A④本题中电流调整率SI指Ui在指定范围内变化时，输出电流Io的相对变化率，即;负载调整率SR指输出电压Uo在指定范围内变化（改变负载）时，输出电流Io的相对变化率，即。

⑤整机效率 =Po/ PI，其中Po＝UoIo，PI＝UiIi。