海南省大学生电子设计竞赛设计报告
题 目：
学
校：
参赛队员：
董晋玮
数字频率计 琼州学院
程宇
葛帅强
指导老师：
2012 年 11 月
录
目
摘要
关键词
设计要求
第一章：数字频率计测频的基本原理
第二章：基本单元电路设计
2.1放大整形电路设计与仿真
2.2时基电路
2.3闸门电路
2.4逻辑控制电路设计
2.5锁存及译码电路设计
2.6整体电路图及仿真
2.7整机元件清单
第三章：系统组装、调试及结果
第四章：课程设计总结
致谢
参考文献
数字频率计
（琼州学院 电子信息工程学院，海南三亚 572022）
摘要：数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，其功能是测量正弦
信号，方波信号，尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量，因此已经成为电路设计的常
用原器件之一，有它不可取代的地位。在电子技术中，频率与许多电参量的测量方案、测量结果都
有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中数字计数器测
量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重
要手段之一。其原理为通过测量一定闸门时间内信号的脉冲个数。本文阐述了设计了一个简单的数 字频率计的过程。
关键词：数字频率计
设计要求
设计任务及要求：
设计一简易数字式频率计，其设计要求及技术指标是：
1．基本要求：
（1）被测信号为矩形脉冲信号，0~4V ； （2）显示的频率范围为 0000~9999Hz ； （3）测量精度为1Hz ；
（4）用 LED 数码管显示频率数值。 2．扩展部分：
（1）输入信号为正弦信号、三角波，幅值为 10mV ； （2）显示的频率范围为 0~10MHz ； （3）自动量程切换；
（4）如何提高测量的精度。
频率是指单位时间内信号振动的次数。从测量的角度看，即在标准时间内，测得的被测信号的 脉冲数。其测量的频率的方框图如下图所示。被测信号送入通道，经放大整形后，使每个周期形成 一个脉冲，这些脉冲加到主门的Ａ输入端，门控双稳输出的门控信号，加到主门的Ｂ输入端。在主 门开启时间内，脉冲信号通过主门，进入计数器，则计数器记得的数，就是要测的频率值。如果主
门的开启时间为Ｔ秒，计数器累积的数字为Ｎ，则被测的频率为 f x N
T
。
A B 门控信号
频率
清零 主 门
分频器
门控信号 数字显示
十进制计数器
元器件清单：
NE555×1片
74LS123×2片
74LS90×4片
74LS273×2片
74LS48×4片
BS202×4个（共阴LED数码管）
74LS00×2片
三极管9014×1只
二极管1N4007×1只
电阻：10kΩ×3，47kΩ×2，39kΩ×2，1kΩ×1，3.3kΩ×1，680Ω×28电位器：50kΩ×1，100kΩ×1
瓷介电容：0.01μF×1
电解电容：47μF×1，4.7μF×2，100μF×1，10μF×1
按钮开关×1
第一章 数字频率计测评的基本原理
频率计是直接用十进制来显示被测信号频率的一种测量装置。它可以测量正弦波、方波、三角 波的频率。利用施密特触发器将输入信号整形为方波，并利用计数器测量 1s 内脉冲的个数，利用 锁存器锁存，稳定显示在数码管上。频率是指单位时间(1s)内信号振动的次数。从测量的角度看， 即单位时间测得的被测信号的脉冲数。被测信号送入通道，经放大整形后，使每个周期形成一个脉 冲，这些脉冲加到主门的 A 输入端，门控双稳输出的门控信号加到主门的 B 输入端。在主门开启 时间内，脉冲信号通过主门，进入计数器，则计数器记得的数，就是要测的频率值。
如果主门的开启时间为 T s ，计数器累积的数字为 N ，则被测的频率为
f x
N T s
N
Ts
频率测量原理
设计框图如下：
7
4 7 4
7
4
F
D 锁存
4
4 4
E 清零
方波
正弦波 V O
S 1
A
C
V X T
B
频率计总体框图
第二章：基本单元电路设计
2.1 放大整形电路设计与仿真
放大整形电路
晶体振荡器
单稳1 计数n
计数2
计数1
被
测
信
号 闸门 衰减 放
大、整形
单稳2
分频
n 位显示 十位显示 显示译码n 显示译码1
锁存n
锁存2
锁存1
显示译码2
个位显示
方波，测试信号通过通过三极管放大电路进行放大，使微弱信号到达可测量的幅度。经过放大整形后的方波送到闸门以便计数。
放大整形电路
整形放大电路的设计仿真
用于非矩形波信号频率的测量。通过频率放大电路后，非矩形波可转化为矩形波，且其频率保持不变，即达到了测量任意波形信号频率的测量的扩展目的。
仿真原理图：
整形放大电路的仿真
2.2时基电路
时基电路
本部分电路由555芯片组成，作用是提供用于测量单位时间(1s)，即闸门信号的开启时间。同时产生的方波信号下降沿激发锁存器的锁存信号，再由该信号激发计数器的计数信号。
时基电路
时基电路的仿真
采用555多谢振荡电路，输出方波周期为：T=0.7×（R P+1+22）C;
6
仿真原理图：
555 多谐震荡电路的仿真
仿真结果：
555 多谐震荡电路的仿真波形
2.3闸门电路
本部分电路由与门组成，该电路有两个输入端和一个输出端，输入端的一端，接门控信号，另一端接整形后的被测方波信号。闸门是否开通，受门控信号的控制，当门控信号为高电平“1”时，闸门开启；而门控信号为低电平“0”时，闸门关闭。显然，只有在闸门开启的时间内，被测信号才能通过闸门进入计数器，计数器计数时间就是闸门开启时间。可见，门控信号的宽度一定时，闸门的输出值正比于被测信号的频率，通过计数显示系统把闸门的输出结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
采用2/5分频十进制加法计数器74LS90，四片级联可扩展测量范围到1——9999Hz，R91、R92端置零，
、R02单稳态触发器输出的控制段相接，起到给计数器清零、为下一周期的计数做准备R01
的作用。
逻辑控制及闸门电路
2.4逻辑控制电路设计
逻辑控制电路
本部分电路由单稳芯片和门电路组成。作用是提供计数器的计数信号和锁存器的锁存信号。各部分信号逻辑关系如图所示。其中：A为被测信号； B 为时基信号，秒脉冲；C 为锁存器送数信号；D为计数器清零信号；E为计数器计数脉冲信号。
各部分波形逻辑关系
逻辑控制电路的仿真
采用74LS123集成芯片，其功能表如下：
逻辑控制电路的仿真
采用1Q~ 与2A 相连，比1Q与2A相连精度更高，因为1Q将产生20ms 宽的脉冲信号，控制清零的信号产生一定的延迟，在测量频率相对较高的信号时建会产生一定的误差。
仿真原理图：
逻辑控制电路的仿真
锁存信号与时基信号逻辑关系图
计数信号与时基信号逻辑关系图
2.5锁存及译码电路设计
本部分电路由锁存器和译码器组成。其中计数器按十进制计数。如果在系统中不接锁存器，则显示器上的显示数字就会随计数器的状态不停地变化，只有在计数器停止计数时，显示器上的显示数字才能稳定，所以，在计数器后边必须接入锁存器。锁存器的工作是受单稳态触发器控制的到。门控波形的下降沿，使单稳态触发器1进入暂态，单稳态1暂态的上升沿作为锁存器的锁存(使能)脉冲。锁存器在锁存脉冲作用下，将门控信号周期内的计数结果存储起来，并隔离计数器对译码显示的作用。在锁存器将门控信号周期内的计数结果存储起来情况下，把所存储的状态送入译码器进行译码，在显示器上得到稳定的计数显示。
计数锁存及显示译码电路
2.6整体电路图及仿真整体电路图
整体电路图整体电路仿真图：
0 U25U24U19U7
57585923456465676061626372737468697071
39
79808175767778
U15
74LS48D U16
74LS48D U17U18
74LS48D
4485
45
48
4740414243
49
36
37
50
32
33
34
35
U9
74LS273DW_VHDL
U2
74LS273DW_VHDL 2427
8212
11
28
31
30
29
2526
10
136
7
19
U11
74LS90N
U12
74LS90N
U13
74LS90N U14
74LS90N
51
52
R1
47kΩ
R2
39kΩC1
V1
535V
U1
555_TIMER_RATED
R3
100kΩ50%
Key=A
RST OUT
54
DIS
THR
TRI
CON
C2GND
0.01uF
C6
86
4.7uF
R687
10kΩ
15
14
1
2
1
16
VCC
1RTCT
1CT
1A
1B
1CLR
GND
1Q
~1Q
U20A
C7
13
4.7uF
4
SN74123D
R8
10k89Ω16
VCC
1RTCT
1CT
1A
1B
1CLR
GND
83
A1
910
10kΩ
0 V 1 V
U21A
13 7400N
4 88
SN74123D
V3
7400N
5 V
84
U23C
66
10uF
C3
47uF
V2
8 22
10kΩ
17kΩ5 V
47kΩ
50% U4A
Q2 21
7400N
D2
1N5719
2N2219
R9
39kΩ
10Ω7400N
19
18
U5B
7400N
23
7400N
15
C4
R12
1kΩ
100uF
2.7整机元件清单元件清单38
VCC
55
56
8
9015
14
1
2
3
8
46R13
U8A
1Q
~1Q
U22B
R7
R40
R10
16
Key=A
20
U6C
14
17
R11
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
D
8
D
2
3
2
2
2
1
2
1
7
1
6
1
5
1
4
~
C
L
R
C
L
K
2
4
1
3
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
8
Q
123491
1
1
1
2
I
N
A
I
N
B
R
1
R
2
R
9
1
R
9
2
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
1
2
981
1
1
4
12367
I
N
A
I
N
B
R
1
R
2
R
9
1
R
9
2
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
1
2
981
1
1
4
12367
I
N
A
I
N
B
R
1
R
2
R
9
1
R
9
2
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
981
1
12367
I
N
A
I
N
B
R
1
R
2
R
9
1
R
9
2
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
1
2
981
1
1
4
12367
A B C D~
L
T
~
R
B
I
~
B
I
/
R
B
O
O
A
O
B
O
C
O
D
O
E
O
F
O
G
1
3
1
2
1
1
1
91
5
1
4
7126354
A B C D~
L
T
~
R
B
I
~
B
I
/
R
B
O
O
A
O
B
O
C
O
D
O
E
O
F
O
G
1
3
1
2
1
1
1
91
5
1
4
7126354
A B C D~
L
T
~
R
B
I
~
B
I
/
R
B
O
O
A
O
B
O
C
O
D
O
E
O
F
O
G
74LS48D
1
3
1
2
1
1
1
91
5
1
4
7126354
A B C D~
L
T
~
R
B
I
~
B
I
/
R
B
O
O
A
O
B
O
C
O
D
O
E
O
F
O
G
1
3
1
2
1
1
1
91
5
1
4
7126354
CK
A B C D E F G
CK
A B C D E F G
CK
A B C D E F G
CK
A B C D E F G
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
D
8
D
2
3
2
2
2
1
2
1
7
1
6
1
5
1
4
~
C
L
R
C
L
K
2
4
1
3
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
8
Q
123491
1
1
1
2
1
4
1
2
名称参数个数备注
5551
74LS1232集成单稳
74LS002
74LS904计数器
74LS2732锁存器
74LS484译码器
共阴极数码管4
滑动变阻器
1
100K
滑动变阻器
1
47K
电阻
2
47K
电阻
2
39K
电阻
3
10K
电阻
1
3.9K
电阻
1
10
电阻
1
1K
电容10uF1
电容0.01uF1
电容 4.7uF2
电容47uF1
电容100uF1
三极管3DG1001
二极管1N40021
开关1
导线若干
集成块配套管座若干
万能电路板1
第三章：系统组装、调试及结果
接下来是根据电路图在万能电路板上将各个元器件用导线连接好。在系统的组装前，我们对整体电路在电路板上排好了版。连接完成后，我们将5V的电源接入电路，对简易数字频率计进行调试。调试完成后，一个简易数字频率计的设计就完成啦！
数字方案比较
本设计由三部分:被测信号、测量电路、显示电路、档位转换，可以基本完成正弦波、三角波、矩形波的测量，还可通过4位LED数码或者液晶显示。
方案一： 方案二： 方案三： 1.设计与论证 2.1 设计内容
本设计完成了整套机械部分的设计与组装，不仅强化了自己的动手能力，还使自 己的专业知识得以应用，进一步顽固所学知识。 2.2 分析与论证
研究方法：
1. 根据自己掌握的基础知识对题目进行分析；
2. 对当代实际情况进行调查研究，对结果进行分析；
3. 通过图书馆，网络，文献等相关资料了解表决器在国内外的发展情况；
4. 设计分析，跟指导老师进行讨论；
5. 结合自己所学的知识进行设计，通过实验室提供的实验器件进行硬件电路的设
计与焊接；
6.验证分析，写出自己的设计方案。 实验方案：
可行性分析：
本设计所使用的技术都已成熟，多路舵机控制技术在机器人方向已有广泛使用， 有一定的资料可以借鉴，可以加快开发速度。OPENCV 是来自谷歌开源项目，有完善的 API 接口函数和众多优秀的算法库，能用于开发人员快速进行数字图像开发，因此本设 计有着一定的技术支持，可实现。
档位转换
显示电路
全国大学生数字化机械产品设计大赛作品说明书 聚会用快速布场机器人 作者:王腾丁振宇时贝超(排名不分先后指导老师:朱衍飞 学校:合肥工业大学 2 目录 作品背景 (4 作品特点 (4 作品结构 (5 作品工作原理 (5 1.攀爬系统工作原理 (6 ①爬壁机构工作原理 (6 ②跨墙壁攀爬工作原理 (9 2.悬挂横幅系统工作原理 (9 3.控制系统工作原理 (9 4.供电系统工作原理 (12 5.传感器系统工作原理 (13
6.电机系统工作原理 (15 7.功能系统工作原理 (15 作品主要创新点 (16 作品市场潜在价值 (17 参考文献 (18 附录 (19 一,作品背景 现代社会,人与人之间交流越来越频繁,交流的形式也多种多样,其中,聚会作为极为重要的一种形式,已越来越被人们青睐。 聚会,就要有聚会的场合。聚会的场合不同于教学,办公场合那样有固定的场合,它是随着聚会的内容,聚会的人员,聚会的时间,聚会的地点而决定的。而日常生活中所能提供的场所又相对固定,那么可以解决人们与日俱增的聚会次数,多种多样的聚会形式和固定单调的聚会场所之间的矛盾么? 答案是肯定的。随着科技的飞速发展,机器人技术正在悄悄改变着我们的生活。爬墙机器人作为机器人家族中重要的分支,已被越来越多的人所重视。我们将先进的机器人技术用于解决实际生活中的问题,基于爬墙机器人工作原理,设计出聚会用快速布场机器人,可以很好的解决这样的问题。 二,作品特点 1.内置储存卡和音响,用户可将聚会时所需的音乐拷贝至储存卡中,再由机器人沿室内墙壁爬至天花板,用机器人强大的吸力将自己牢牢固定在天花板上,这时机器人就成为了一个高品质的音响,可为用户聚会时提供全环绕,堪比舞厅的音乐环境。
电子技术课程设计报告
目录 1. 电子琴 (2) （1.1 ）设计要求 (2) （1.2 ）设计的作用. 目的 (2) （1.3 ）设计的具体实现 (3) （1.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (7) （1.5）附录 (8) （1.6 ）参考文献 (9) （1.7 ）附图 (9) 2. 温度控制电路 (10) 2.1 ）设计要求 (10) （2.2 ）设计的作用. 目的 (10) （2.3 ）设计的具体实现 (10) （2.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等12 （2.5）附录 (12) （2.6 ）参考文献 (13) 3. ...................................................... 信号发生器13 （3.1 ）设计要求 (13) （3.2 ）设计的作用. 目的 (13) （3.3 ）设计的具体实现 (14) （3.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (17) （3.5）附录 (17) （3.6 ）参考文献 (17) 4. ...................................................... 音频放大器18 （4.1 ）设计要求 (18) （4.2 ）设计的作用. 目的 (18) （4.3 ）设计的具体实现 (18) 4.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (21) （4.5） .......................................... 附录21
（4.6 ）参考文献 (21) 简易电子琴设计报告 一.设计要求本设计是基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务，设计一个简易电子琴。 （1）．按下不同琴键即改变RC 值，能发出C 调的八个基本音阶，采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。 （2）．选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数并记录对应不同音阶时的电路参数值、元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（3）．连接安装调试电路。 （4）．写出设计总结报告。 二. 设计的作用、目的 1. 学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。培养创新能力和创新思维，锻炼学生 自学软件的能力，通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能 力。 2. 培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科 学态度和勇于探索的创新精神。 3. 通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准 与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
2018年江苏省大学生电子设计竞赛设计报告（一等奖） 竞赛选题：E题变流器负载试验中的能量回馈装置（本科） 1.任务 设计并制作一个变流器及负载试验时的能量回馈装置，其结构如图1所示。 变流器进行负载试验时，需在其输出端接负载。通常情况下，输出电能消耗在该负载上。为了节能，应进行能量回馈。负载试验时，变流器1（逆变器）将直流电变为交流电，其输出通过连接单元与变流器2（整流器）相连，变流器2将交流电转换成直流电，并回馈至变流器1的输入端，与直流电源一起共同给变流器1供电，从而实现了节能。 + _U1 图1 变流器负载试验中的能量回馈装置 2．要求 （1）变流器1输出端c、d仅连接电阻性负载，变流器1能输出50Hz、25V 0.25V、2A的单相正弦交流电。 （20分） （2）在要求（1）的条件下，变流器1输出交流电的频率范围可设定为20Hz~ 100Hz，步进1Hz。 （15分） （3）变流器1与能量回馈装置按图1所示连接，系统能实现能量回馈，变流器1输出电流I1 = 1A。 （20分） （4）变流器1与能量回馈装置按图1所示连接，变流器1输出电流I1 = 2A，要求直流电源输出功率P d越小越好。 （35分） （5）其他。 （10分） （6）设计报告 （20分）
3．说明 （1）图1所示的变流器1及能量回馈装置仅由直流电源供电，直流电源可采用实验室的直流稳压电源。 （2）图1中的“连接单元”可根据变流器2的实际情况自行确定。 （3）电路制作时应考虑测试方便，合理设置测试点。 （4）能量回馈装置中不得另加耗能器件。 （5）图1中，a、b与c、d端应能够测试，a、c端应能够测量电流；c、d 端应能够断开，另接其他阻性负载。
2011年全国大学生电子设计竞赛 设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题）
2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题） 摘要 本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。 关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源 Abstract The design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%. Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power
大学生电子设计竞赛设 计报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
2017年全国大学生电子设计竞赛XXX控制系统（A/B/C题） 2017年8月12日
摘要（小四、宋体，300字以内） 关键词：脉宽；脉冲；数显；电容（小四、宋体）
XXX控制系统（A/B/C题） 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由单片机控制模块、XXX模块、XXX模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1、主控制器件的论证与选择 单片机比较 方案一：采用传统的51系列单片机。 XXXXXX. 方案二：采用以增强型80C51内核的STC系列单片机 XXXXXX 通过比较，我们选择方案二。 方案一：采用在面包板上搭建简易单片机系统 在面包板上搭建单片机系统可以方便的对硬件做随时修改，也易于搭建，但是系统连线较多，不仅相互干扰，使电路杂乱无章，而且系统可靠性低，不适合本系统使用。 方案二：自制单片机印刷电路板 自制印刷电路实现较为困难，实现周期长，此外也会花费较多的时间，影响整体设计进程。不宜采用该方案。 方案三：采用单片机最小系统。 单片机最小系统包含了显示、矩阵键盘、A/D、D/A等模块，能明显减少外围电路的设计，降低系统设计的难度，非常适合本系统的设计。 综合以上三种方案，选择方案三。 2、XXXX的论证与选择 方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 方案三：XXX。XXXX 综合以上三种方案，选择方案三。
3、控制系统的论证与选择 方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 综合考虑采用XXXXX。 二、系统理论分析与计算 1、XXXX的分析 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 2、XXXX的计算 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 3、XXXX的计算 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 三、电路与程序设计 1、电路的设计 （1）系统总体框图 系统总体框图如图X所示，XXXXXX 图X 系统总体框图
2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日
摘要 本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。 关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance
第一届四川省大学生光电设计竞赛 赛题细则及评分标准 赛题题目：光电“寻的”智能小车 竞赛说明：设计一辆光电“寻的”智能小车，要求能够从指定位置出发，快速搜寻场地周边随机点亮的信号灯。信标灯（LED 灯）亮灯顺序随机，且每个灯熄灭后不再亮起。 图1 场地示意图 竞赛总则：比赛分为场地比赛和答辩两个环节。场地为半个标准羽毛球场，如图1所示。各参赛队设计的智能小车放于场地中的指定发车位置，场地周边所标记的内侧白线上或者白线范围内随机放置12个信标灯（LED灯）。智能小车从指定位置出发后，场地周边的信标灯将随机点亮，在规定的比赛时间内，以智能小车成功熄灭信标灯的个数计算场地比赛得分，根据场地比赛成绩排序评出各等奖项候选参赛队，参赛队伍总数的前15%，还应参加答辩比赛并获得答辩成绩，再从中选出一等奖。 一、竞赛细则： 1)智能小车：由参赛队自备，横向宽度不大于0.3 m，长度（包括传感器和磁
铁部分）不大于0.4m，高度不高于0.5 m，无其它特殊设计要求。 2)比赛场地：室内半个标准羽毛球场，地面颜色为绿色，边界线为白色。比赛 时处于体育馆常用照明状态。 3)比赛时间和次数：每支参赛队伍比赛的总时间不超过20分钟。计时从场地 裁判示意参赛队伍入场时开始。其中：现场调试时间不超过8分钟，比赛时间：从智能小车启动至比赛结束，每次5分钟。每支参赛队计时比赛2次，由队长签字选取其中1次成绩为竞赛成绩。超出比赛时间内未完成比赛的，由裁判终止当次比赛。 4)出发区：出发区位于场地中央位置，面积为1.00×1.00m2。边界用黑色胶带标 示，智能小车必须在该区域出发，违反规定者由裁判终止当次比赛。 5)信标灯设计：信标采用半球全向灯座，内部安装有红色高亮度发光二极管 （LED）阵列，可以通过比赛系统控制信标闪烁或者熄灭。智能小车可以通过光电传感器、摄像头等识别信标的红光进行定位。信标灯系统由比赛组织方制作。外形尺寸如图2所示： 图2 信标灯示意图 半球全向灯座直径为10cm，外部放置线圈，线圈直径45cm，智能小车可以在小车任意位置放置一块磁铁，磁铁形状为圆形，尺寸为：厚度小于等于5mm，直径小于等于20mm。磁铁安装高度距离地面的高度在10mm~15mm。开始比赛后，比赛系统自动会点亮第一个信标灯。信标灯处于常亮状态，不会闪
2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告 一、实验目的 1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。 二、实验内容 设计要求： 使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能： 1. 使用低频信号源产生100.1sin 2()i U f t V =∏，f 0 =500Hz 的正弦波信号，加至 加法器输入端。 2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。 3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。 4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2o u 用示波器观察无明显失真。 5.将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 方案论证与数值计算： 由于电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给，而
LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建
三角波发生部分： 方案一： 三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。 方案二： 利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K; 加法器部分
历年年全国大学生电子设计竞赛题目 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
2015年全国大学生电子设计竞赛题目 【本科组】 双向DC-DC变换器（A题） 风力摆控制系统(B题） 多旋翼自主飞行器（C题） 增益可控射频放大器（D题） 80MHz-100MHz频谱分析仪（E题） 数字频率计（F题） 短距视频信号无线通信网络（G题） 第一届（1994年） 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛 A.简易数控直流电源 B.多路数据采集系统 第二届（1995年） 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛 A.实用低频功率放大器 B.实用信号源的设计和制作 C.简易无线电遥控系统 D.简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年） 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛A.直流稳定电源
B.简易数字频率计 C.水温控制系统 D.调幅广播收音机 第四届（1999年） 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛 A.测量放大器 B.数字式工频有效值多用表 C.频率特性测试仪 D.短波调频接收机 E.数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年） 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛 A.波形发生器 B.简易数字存储示波器 C.自动往返电动小汽车 D.高效率音频功率放大器 E.数据采集与传输系统 F.调频收音机 第六届（2003年） 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛 A.电压控制LC振荡器 B.宽带放大器
C.低频数字式相位测量仪 D.简易逻辑分析仪 E.简易智能电动车 F.液体点滴速度监控装置 第七届（2005年） 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛 A.正弦信号发生器 B.集成运放测试仪 C.简易频谱分析仪 D.单工无线呼叫系统 E.悬挂运动控制系统 F.数控恒流源 G.三相正弦波变频电源 第八届（2007年） 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛 A.音频信号分析仪 B.无线识别 C.数字示波器 D.程控滤波器 E.开关稳压电源 F.电动车跷跷板 G.积分式直流数字电压表
数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号： 指导老师：田丽娜 四人竞赛抢答器实验报告 一．前言 现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。 三．设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求： 抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
设计项目：模拟路灯控制系统 学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院参赛人员：高庆 吴琨 王立强
目录 第一章前言 1 第二章方案论证与论证 2 一系统结构综述 4 二系统结构示意图 5 第三章硬件设计 5 一89C52单片机简述 6 二电源模块设计7 三恒流源电路设计7 四案件及显示模块7 五时钟电路设计8 六光电对射传感器模块设计 8 七比较电路模块设计9 八DA转换模块设计10 九交通状况检测模块设计10 十路灯故障检测及报警模块设计 10 第四章系统软件设计 一系统软件设计综述11 二各模块软件部分分述 12 14 15 第七章参考文献16
模拟路灯控制系统(I题) 【高职高专组】 摘要： 本文介绍了基于STC89C52单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。 采用的技术主要有： （1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测; （2）光电传感器的有效应用; （3）LM311比较器的有效应用； （4）新型时钟芯片DS12C877的有效应用。 关键词： 80C52单片机，光电传感器，路灯控制，亮度调节 Abstract: This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part. The technique to be used mainly has: 1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection; 2. Effective application of the photoelectric sensor; 3. LM393 comparator effective application; 4. New clock chip DS12C877 effective application. Key words: 80 C52, photoelectric sensor, street lamp control, brightness to adjust
第四届全国光电设计大赛理论方案报告 编号： 参赛题目：基于光电导航的智能移动测量小车参赛队伍名称： 所在学校： 队员： 指导老师： 提交方案时间：2014-7-12
摘要 本设计是基于STM32F103VET6处理器的具有循迹和计数测量的智能小车。循迹部分，选择了面阵CCD作为赛道图像的的采集，并对图像信息进行二值化处理，便于单片机进行图像处理；根据图像的处理情况，使用PID算法驱动电机和舵机矫正小车当前行驶状况，按照赛道的要求行驶；道路旁树数目的测量用到了激光反射传感器，通过激光打在数目上而反射回来的原理进行数目的测量；对隧道长度的测量用到了光电旋转编码器，把这个编码器加载到驱动轴上，由驱动轴的转动来带动编码器的转动从而测出小测的速度，在再用红外对射传感器来检测隧道的到来和离开，用单片机记录之间的时间，实现隧道长度的测量。 关键词：STM32F103VET6、面阵CCD、光电旋转编码器、红外对射传感器、二值化、PID算法
目录摘要2 第一章系统硬件结构5 1.1系统分析5 1.2系统框图6 第二章硬件电路结构与方案设计6 2.1 电源管理模块6 2.2 图像采集模块7
2.3 电机驱动模块7 2.4 速度检测模块8 2.5 舵机驱动模块8 2.6激光传感器模块9 第三章系统控制策略11 3.1 路径循迹11 3.1.1 采集思路11 3.1.2 路径识别处理12 3.1.3 舵机制动13 3.1.4 电机驱动14 3.2 树木计数14 3.3 测量隧道15 3.4 停车15 参考文献16
第一章系统硬件结构 1.1系统分析 整个系统要实现的功能是循迹和测量。 要实现循迹功能就必须可以让小车检测到不同的路况，再根据不同的路况特征进行调整，实现循迹行驶，循迹用到了面阵CCD，通过CCD的对整个赛道图像进行采集，STM32单片机对图像进行处理，通过PID算法对小车的电机和舵机进行控制。 测量部分，要实现对隧道长度的测量，必须要知道两个量，一个是进出隧道的时间，即时间量，在一个是，通过的速度，知道这两个量，就能确定出隧道的长度，这里我们用到例了红外对射传感器，来感应隧道的到来和离去，以此来记录小车通过隧道的时间，在用编码器来测小车通过的速度，这样就能计算出隧道的长度。 在对道路旁树木的个数进行测量时，考虑到小车快速的从树木旁通过时，要有快速的判断和计数，所以对传感器的要求就很高，我们这里选择了激光传感器，通过激光的反射和接受来确定树木，这样做的好处是： 一、激光有很好的方向性。 二，激光的感应速度很快，敏感度高。 其次是通过单片机的定时计数器来对树木的个数进行计数，最后显示在液晶屏上。 最后就是通车问题，根据比赛要求小车要在指定的位置停下来，就要有一个感应装置对指定位置设置的目标进行探测，并执行停止指令，在这里我们用到了红外反射传感器，对指定目标的进行障碍检测。
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛 微弱信号检测装置（A题） 【本科组】
微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗 关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证 根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。 图1系统设计总流程图 图2微弱信号检测电路子流程图
1 加法器设计的选择 方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。 方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证 方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。 方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证 方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。 方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证 方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。
第二届全国大学生光电设计竞赛竞赛细则 竞赛题目一：基于太阳能的光电导航搬运车 1.竞赛规则： 要求参赛队车辆从卸载区出发，经障碍区到装载区装载后将负载运输至卸载区，以在规定时间内赛车从装载区运送至卸载区的负载总重量计算竞赛得分。参赛队中运送重量最多的队获得竞赛分满分60分，其余队得分按其运送总重量比例递减。即，本队得分=60×本队运送重量/优胜队运送重量。 负载：磅秤用砝码，组委会统一提供足够数量的磅秤用砝码，种类配置为：0.5kg，1kg，2kg各若干。 比赛时间：每次比赛限时6分钟。比赛开始前及结束后赛车的任何部位均应在比赛区域之外。 要求采用光电技术设计赛车的避障导航系统，具体方法由各参赛队自定，并自带前进导航和避障系统到现场参加比赛。 0.2m+10%，可采用任意面积 赛车能源：必须全部来自太阳能，光伏电池面积不大于2 的聚光系统；不能采用蓄电池储能、稳压，比赛前须将电容和电感类放电完毕。 比赛采用淘汰制，具体分组由抽签决定。 赛场布置：重物装载区、卸载区、设置的障碍区及具体尺寸如图1所示。障碍物为标准的红白相间的交通路锥。竞赛场地为标准篮球场的水泥地。图中卸载区和装载区中间两米范围为操作范围。
图1 赛场示意图 注意事项： 1. 障碍物在比赛开始前由裁判在指定范围放置，比赛开始后任何参赛队员不得进入比赛场 地，队员只能在重物卸载区与重物装载区活动，进行重物的装载和卸载； 2. 跑出本赛道取消比赛资格。 3. 不能采用遥控方式。 4. 与小车脱离的导航装置可用外接电源。 5. 路线必须走8字，来回都必须穿越障碍物一次，回程不可重复来时路线（即不能走S 形） 可以走两个菱形代替8字。 6. 车辆抛锚，允许重新开始1次。抛锚前为运送到卸载区砝码不记为总重量？？不清楚 2. 评审指标和细则： 1) 理论评审指标： (1) 太阳能汽车如何高效利用太阳能； (2) 太阳能汽车如何实现准确光电导航； (3) 太阳能汽车如何实现载重能力和速度的最优设计。 2) 实物评审细则 (1) 展示分(满分10分) 主要考察：展板设计，导航装置的合理性和性价比，赛车各部分配置的合理性，电池板调整的方便灵巧性等。 (2) 竞赛成绩(满分60分) 按各参赛队的运送总量排序，运送最多的队得满分60分。其他队伍得分 60×= 第一名队伍运送总重量 本队运送总重量 所得分值 (3) 答辩评分(满分30分) 主要考察： l 整体评价(条理清楚、叙述完整、重点突出、时间把握合理) 5 l 对原理的叙述是否正确 3 l 创新性、光电知识的运用、设计特色、性价比、自制程度和工艺等 12 l 回答问题 10 3. 违规判罚 （1）没有按照规则要求正常行驶至终点者不计成绩。
20XX年山东省大学生电 子设计竞赛 A题瞬态响应测试仪 【本科组】 一、任务 要求采用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1： 图 1 二、要求 1. 基本部分
(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组±12V直流电源及FPGA 实 验平台供电电源。 (2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。 (3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶跃信号的上升时间小于 0.5uS,输出直流信号电压的值在1±0.1V内。 (4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰 值时间tp，测量误差小于5%。 (5)显示并测量二阶系统的超调量σp，测量误差小于5%。 (6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±2%)，测量误差小于5%。 2. 发挥部分 (1)要求直流信号源输出0.5V～1.5V步进可调，步进大小为0.1V。 (2) 要求显示二阶系统瞬态响应曲线。 （3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。 (4) 利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS 范围 内可任意设置。（可不考虑脉冲源的带负载能力大小） (5) 利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为2±0.1V 的三
角波信号。 (6)其他。 三、评分标准 说明： 1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。 2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开 发板。 3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。
图 2 4、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1）峰值时间tp：从施加阶跃信号开始， 二阶系统输出到达最大值所需要的时间。（2）超调量σp：二阶系统输出响 应的最大峰值与稳态值之间的差。（3）调节时间ts：输出响应值与稳态值 之间的差小于规定稳态值值百分数的时间。 5、在制作二阶系统时，要留有方便更换电阻R的插孔或端子。 6、允许外加必要的辅助测量电路。 B题电阻电容电感测试仪的设计与制作 【本科组】 一、任务
题目：数控电流源设计 摘要 本设计由两部分构成：自制的稳压、稳流、输出过压保护电路和单片机控制与显示系统。稳压电源部分设置有±12V和+5V电压，为整机供电。采用大功率MOS管作为电流源调整管、用锰铜丝自制取样电阻，具有良好的调控线性和稳定性。采用价格低廉的电脑CPU专用散热器作为稳压电源模块和电流调整管的散热装置，散热效率高、性能可靠。控制核心采用内置12位A/D、D/A转换器的高性能单片机C8051F021，电路简洁、控制精度高、电流控制与测量分辨率达0.5mA。用带背光点阵式LCD显示器同时显示设定电流和实测电流数据，直观、方便。给出了多种测试条件下的实测数据，测试数据表明系统性能指标全面超越了题目的基本要求，除系统自测显示电流误差略大以外，其余发挥部分指标也已满足。另外，还增加了预置电流超限保护功能。 详细说明了系统的结构和工作原理，给出了系统的硬件电路图、元器件参数列表和软件流程图，并附有系统操作说明书。 Abstratct This design is consist of two major parts: The self-made constant voltage power supply and the control system which is consist of singlechip and LCD display. The voltage-stabilized source which is the all machine power supply has ±12V and +5V voltage. We Use the high-power MOSFET as the current regulation device, and use the manganese copper wire self-restraint as a sample resistance, and the system has good regulative linearity and stability. The design Uses the price inexpensive computer CPU sink to take the voltage-stabilized source module and the electric current regulation device heat dissipating. The control system is made up of high performance singlechip C8051F021 which includes 12 A/D & D/A converter inside. The electric circuit is succinct and the control precision is high, the controlling resolution of current is up to 0.5mA rate. The setting current and the actual current data are showedby the lattice type LCD display at the same time. Many kinds of test data are presented under the many kinds of tests condition. The test data indicates that the system performance has achieved the demand of design in an all-round way satisfied. In addition, we have set a protecting function of the ultra limit setup of the electric current. This paper is also present The system structure, the work principle, the system hardware circuit diagram, the device parameter, the software flow chart, and the system operating manual in detail. 一、系统整体结构及方案论证 1．1 系统结构 根据题目要求，要能够实现电流步进控制、显示设定电流和实测电流大小，并且输出最大电压小于等于10伏，系统的结构框图如图1－1。 恒流源输出 图1-1系统结构框图 整个系统由稳压电源、恒流控制、单片机、键盘、显示器及输出过压保护<电压限制）等几部分组成。 各部分作用如下 1）稳压电源：向整个系统提高电源，包括供运放使用的±12V、供单片机使用的+5V，其中恒流源<主要功率部分）电压也由+12V提供。 2）恒流控制部分：是一受控电流源，由单片机提供控制指令电压，将12V电源转换成恒定电流。
第三届全国大学生光电设计竞赛正式赛题 2 竞赛题目：激光反射法音频声源定位与语音内容解析 竞赛要求：利用光电检测原理设计并制作一套音频声源定位与监听系统（以下简称“定位与监听系统”），放置于室外，利用激光束反射来检测确定室内声源的位置及声源播放内容。 根据声源定位准确度、播放分贝数和复原播放内容准确度确定各参赛队成绩。 竞赛条件： （1）在一楼教室内放置一个音量可调的扬声器，以任意顺序播放英文字母和阿拉伯数字，一次 播放的字母和数字个数在 20 个以内，一次播放时间在半分钟内。 （2）提供系列不同分贝数、随机播放 20 个以内字母和数字的声源样本供各参赛队选择。 （3）指定该教室的 2 个玻璃窗用于激光束的反射和探测。 （4）扬声器声源在与玻璃窗平面平行的一定范围内，以 0.1米为一个距离单位随机放置。 （5）如附图所示，放置于室内的声源与玻璃窗所在墙面的垂直距离固定（范围：2-4 米）；放置于室外的“定位与监听系统”距离玻璃窗所在墙面的垂直距离固定（范围：10-15 米）。 （6）在该教室外，提供 220V 交流电源和高度可调节的三脚架供参赛队安装和使用“定位与监听系统”。三脚架为普通照相机三脚架，最高高度约 1.6-1.7m。 竞赛规则： （1）参赛队利用“定位与监听系统”显示声源偏离两窗中间面的垂直距离 A 及偏离方向（即在中心面的左侧或右侧），同时监听、记录声源播放内容并可实现复原播放。 （2）每个参赛队可以选择 3 种分贝的声源。对于不同声源可分别进行三次定位测量，取其中最好成绩为该分贝的比赛成绩。 （3）针对每个声源的测量准备时间不超过 8 分钟。准备完毕后，每次定位测量时间不超过 3分钟。 （4）声源定位准确度以 0.1 米为一个距离单位，显示精度高时四舍五入。 （5）判胜优先级为：声源定位准确度>声源分贝数>复原播放准确度。声源定位准确度（包括显示的垂直距离 A 及偏离方向）高的胜出；在声源定位准确度相同时，比较使用声源的分贝数，分贝数小的胜出；在声源定位准确度、分贝数均相同时，比较复原播放准确度，复原播放准确度高的胜出。三者均相同时名次相同。名次相同的同校参赛队通过抽签只保留 1 个队的名次，其他队不计名次。