2017全国大学生电子设计竞赛设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛自适应滤波器(E题)报告
信号输入
同相参考 正交参考
FIR
+
-
滤波器输出
信号输出
FIR
更新滤波器值
误差信号
LMS
图 3 LMS 算法流程图 6
四.测试方案与测试结果
使用仪器 DG4162 信号源/频率计……1 台 DS1102E 示波器……1 台 测试项目 详细测试方案请见附录。测试结果如表 1 和表 2。
表 1 基本要求测试结果
滤波器
频率差≥100Hz 时，输出能够恢复
时，输出能够恢复 输入信号，幅度频
输入信号，幅度频 率误差均小于
率误差均小于
10%，滤波器对有
10%，滤波器对有 用信号衰减小于
用信号衰减小于 1%
1%
是否 达标 是
是
是
测试方案简述 与测量仪器 DG4162 函数发生器 DS1102E 示波器 示波器频率计 DG4162 函数发生器 DS1102E 示波器 示波器频率计
DG4162 函数发生器 DS1102E 示波器 示波器测输出信号幅 度、频率 测试方案按照题目说明 3
表 2 发挥部分测试结果
测量项目 2.1 自适应滤 波器
2.2 自适应滤 波器
题目指标
完成情况
输入输出均正弦， 输入输出均正弦，频
频率差≥100Hz 率差≥100Hz 时，输
时，输出能够恢复 出能够恢复输入信
4）自适应滤波器模块
方案一：采用模拟方案。 由参考信号生成两路正交信号分别和输入信号相乘, 再通过积分器得到一对 正交信号的权值，然后分别与两路正交信号相乘得到干扰信号。最后用模拟减法 器减去干扰信号即可实现滤波。 方案二：采用数字方案。 将干扰信号源和加法器的输出信号通过 AD 采样后输入到 ARM 处理器中。 在 ARM 中设计多个陷波器分别滤除干扰信号的固定谐波。基波频率通过 LMS 自适应算法跟踪锁定，再通过 DDS 还原干扰信号，再通过与有用信号源的运算 操作滤除干扰信号。 提一下 ZYNQ 的 PL PS 或在框图上 否则后面直接就用 到了。 综上，方案二实现相对容易，修改参数较为方便，因此选取方案二。
电子设计大赛设计与总结报告
电子设计大赛设计与总结报告我参加了一场电子设计大赛，本报告将对我设计的项目及整个比赛过程进行详细的描述和总结。
1.项目概述我的设计项目是一个智能家居系统。
该系统利用传感器和控制器来检测和控制家庭各种设备，使得居民可以通过手机、电脑等终端控制灯光、温度、门锁等设备，实现家居自动化管理。
2.设计过程a)设计需求分析在项目开始之前，我首先和团队成员进行了需求分析，明确了设计目标和用户需求。
我们进行了一系列讨论，包括用户对智能家居的期望、功能需求和技术实现等。
通过这些分析，我们确定了整体设计方案。
b)硬件设计在硬件设计方面，我们选择了一款适合我们需求的控制器和传感器，并设计了相应的电路板，以便将传感器与控制器连接起来。
我们还设计了用于用户交互的界面，使得用户可以通过终端设备远程控制家居设备。
c)软件开发在软件开发方面，我们使用了嵌入式开发平台进行应用程序编写。
我们根据硬件设计的要求编写了相应的控制程序，并实现了用户交互界面的设计。
我们还对整个系统进行了测试和优化，以确保系统的稳定和可靠性。
3.比赛过程a)准备阶段在比赛开始之前，我和团队成员充分准备。
我们进行了反复的测试和调试，确保我们的设计符合比赛要求，并且能够在比赛中正常工作。
b)比赛演示比赛开始后，我们向评委展示了我们的设计成果，并演示了系统的功能和性能。
我们向评委详细介绍了我们的设计思路、技术实现和创新点，并回答了评委的问题。
c)结果评定在比赛结束后，评委对每个项目进行评定。
我们的项目获得了较高的评分，并获得了优秀设计奖。
评委对我们的设计和实现给予了肯定，并提出了一些建设性的意见和建议。
4.总结与反思通过这次比赛，我学到了很多知识和经验。
首先，我学会了团队合作和沟通能力，通过与团队成员的合作，我们能够更好地完成任务。
其次，我学会了如何进行需求分析和项目规划，这对于项目的顺利进行非常重要。
此外，我也发现了自己在设计思路和创新能力方面的不足，并得到了评委的建议。
2017年全国电子竞赛设计报告(A题)
入的电流值控制。实现给电池充电的步进可调。 充电电流显示为 1.017A，代表充电电流恒定。
主要原理图如下所示：
（2）步进可调测量，并测试电流的控制
-1SI 1 Rm01R F 4 u Rm4.11+1SI 1C 3 Fu7.4C 2 Fu7.4C 1 Fu7.4C K KK0 84 502 1001R1R2R F n 3 331C D N 3 F D G K4.06R p K51.2 N A 0 7 G 2 R 621C A D N G A 43210 1111198 CB F N DNGPDNGPDNGPQERF PMOC 1 45KSD D N GN SWW 1 ACNYSSENIVSS 04355SPTU 7654321 D N G F A n 2 1 211C D N N E G A k 6 1 D 5R N G H A u 1 0 1L F n 0 0 101C D N G A 9 Fu7.4C
D
结论
满足基本要求，实现对电池恒流充电，充 电电流步进可调，电流控制精度不低于 5%，电 流转换效率高达 95%，并能实现过充保护功能。 在发挥部分，放电模式的变换器效率达到 95.4%,总重量保持在 500g 内。
6
需要保证各单体的相互电气隔离，因此必须选 用有隔离的 DC-DC 变换器，选用方案二。
2.理论分析与计算
2.1 定位方法
充电时，直流稳压电源给 Buck 模块提供 电源，在 2.5V 的参考电压下输入，通过 TPS 54560 降压，产生恒定电流对五节 18650 型串 联电池组充电，用 STM8S105C4 单片机对输 出电流进行采样、放大，并显示 OLED 液晶屏 上。手动切换开关，变换器处于放电状态，Buck 模块中的肖特基截止，在输出端接一个 30Ω的 负载，输出电压与芯片的 FB 端相连在用单片 机对负载两端输出电流进行采样、放大、显示。 将输出端反馈给 DC-DC 变换模块的 FB 端，使
2017年全国大学生电子设计竞赛试题 设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛试题设计报告四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C题）【本科组】廖聪，吴雨航，张锦华摘要：根据四旋翼飞行器飞行原理，首先根据设计方案采购了飞行器机体模型，选择合适的直流无刷电机作为系统动力装置，选取了功能强大且容易开发的微处理器、传感器和相关电子元器件，并做了大量的系统软硬件调试工作，最终完成了整体设计。
根据系统动力学模型设计控制算法，设计控制系统控制规律，主要包括两个控制回路姿态控制回路、位置控制回路。
在仿真软件平台上，进行控制算法验证及实验研究，优化飞行控制算法参数。
最后，设计实时性高的控制系统软件程序，进行相关实验调试工作，最终设计出能够实现一键飞行探测跟踪的四旋翼自主飞行器。
关键词：ATMEGA2560 瑞萨R5F523T5ADFM MPU6000陀螺仪超声传感器一、系统方案根据设计任务的要求，本系统包括飞行控制模块、驱动模块、飞行导航模块、测距模块等。
1、飞行控制模块的选择飞行控制模块是四旋翼自主飞行器的核心。
按照题目要求，飞行控制模块由ATMEGA2560处理器的开发板专门实现飞行控制算法。
为了实现自主飞行探测跟踪，必须要形成控制的闭环回路，必须要有检测和反馈系统状态的传感器，包括四旋翼的姿态、经纬度、航向、高度、空速、角速率等信号。
目前看来，国内外普遍应用MEMS器件来获取姿态、高度、空速、经纬度等信息。
此外这中间还需要有A/D采样电路、信号调理电路对采集的电信号进行必要的转换和简单的滤波。
针对四旋翼飞行器，控制方法有PID控制、反步法、滑模控制等飞行控制算法，我们采用经典的PID控制算法。
2、驱动模块的选择方案一：采用普通直流电机。
普通直流电机有价格低廉、使用简单等优点，但其扭矩较小，可控性差，此系统要求控制精度高、速度快、且质量要小，所以直流电机一般不能满足要求。
方案二：采用无刷直流电机，其具有响应速度快、较大的启动转矩，从零转速至额定转速具备可提供定转矩的性能。
2017年全国大学生电子设计竞赛滚球控制设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛滚球控制设计报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2017年TI杯江苏省大学生电子设计竞赛题目：滚球控制系统题目编号： B参赛队编号：XZ037参赛队学校：参赛队学生：2017年8月12日摘要：本设计是以STM32单片机为核心、采用视觉检测技术的的滚球控制系统，实现对小球在平板滚动的精确控制功能。
本设计基本模块包括MCU、摄像头、显示屏、机械平台、按键输入，其中MCU即STM32 F429开发板，摄像头采用OV2640，显示屏选择7寸TFT触摸屏。
通过摄像头获得图像数据，分析小球位置来控制平板倾斜，达到控制小球的目的。
关键词：单片机STM32、视觉检测、图像识别、OV2640Abstract: This design is based on STM32 single-chip microcomputer and the ball rolling control system with visual detection technology to realize the precise control function of the pellet rolling. The basic modules of this design include MCU, camera, display, mechanical platform, keystroke input, among which MCU is the STM32 F429 development board, the camera adopts OV2640, and the display screen selects the 7-inch TFT touch screen. The image data is obtained by the camera, and the position of the ball is analyzed to control the tilt of the plate to achieve the goal of controlling the pellet.Keywords: OV2640、Vision Detection Technology、Image Identification目录一前言 (4)二系统方案设计 (5)1 平板控制方案 (5)2 位置采集方案 (5)3 小球材料方案 (5)三理论分析与计算 (6)1 小球位置的分析与计算 (6)2 控制算法分析 (6)四电路与程序设计 (7)1 系统程序流程设计 (7)2 摄像头电路 (7)3 视觉定位流程设计 (7)4 舵机的控制思路 (8)五系统测试 (8)1 测试仪器 (8)2 测试方案及结果 (8)6 总结 (9)一前言题目要求我们在3cm直径的圆内稳定2cm左右的小球，精度很高。
2017全国大学生电子设计竞赛设计报告
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AbstractThe 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简易水情检测系统（P题）【专科组】一、系统方案本系统主要由单片机STC89C52模块、LCD显示模块、PCF8591电压转换模块、电源模块、水位检测模块、PH值检测模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
2017年全国大学生电子设计竞赛试题 设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛试题设计报告四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C题）【本科组】廖聪，吴雨航，张锦华摘要：根据四旋翼飞行器飞行原理，首先根据设计方案采购了飞行器机体模型，选择合适的直流无刷电机作为系统动力装置，选取了功能强大且容易开发的微处理器、传感器和相关电子元器件，并做了大量的系统软硬件调试工作，最终完成了整体设计。
根据系统动力学模型设计控制算法，设计控制系统控制规律，主要包括两个控制回路姿态控制回路、位置控制回路。
在仿真软件平台上，进行控制算法验证及实验研究，优化飞行控制算法参数。
最后，设计实时性高的控制系统软件程序，进行相关实验调试工作，最终设计出能够实现一键飞行探测跟踪的四旋翼自主飞行器。
关键词：ATMEGA2560 瑞萨R5F523T5ADFM MPU6000陀螺仪超声传感器一、系统方案根据设计任务的要求，本系统包括飞行控制模块、驱动模块、飞行导航模块、测距模块等。
1、飞行控制模块的选择飞行控制模块是四旋翼自主飞行器的核心。
按照题目要求，飞行控制模块由ATMEGA2560处理器的开发板专门实现飞行控制算法。
为了实现自主飞行探测跟踪，必须要形成控制的闭环回路，必须要有检测和反馈系统状态的传感器，包括四旋翼的姿态、经纬度、航向、高度、空速、角速率等信号。
目前看来，国内外普遍应用MEMS器件来获取姿态、高度、空速、经纬度等信息。
此外这中间还需要有A/D采样电路、信号调理电路对采集的电信号进行必要的转换和简单的滤波。
针对四旋翼飞行器，控制方法有PID控制、反步法、滑模控制等飞行控制算法，我们采用经典的PID控制算法。
2、驱动模块的选择方案一：采用普通直流电机。
普通直流电机有价格低廉、使用简单等优点，但其扭矩较小，可控性差，此系统要求控制精度高、速度快、且质量要小，所以直流电机一般不能满足要求。
方案二：采用无刷直流电机，其具有响应速度快、较大的启动转矩，从零转速至额定转速具备可提供定转矩的性能。
滚球控制系统设计报告材料
2017年全国大学生电子设计竞赛设计报告滚球控制系统（B题）【本科组】摘要：本系统采用STM32F103ZET6最小系统板为控制中心，利用OV7670摄像头、显示器、按键、S010舵机、小球、万向节、平板支架构成滚球控制系统。
单片机利用摄像头采集到的数据，确定小球的位置坐标，通过PID 闭环控制舵机PWM输出打角拉动支撑杆，控制平板倾斜度达到小球滚到指定区域停留等状态。
控制系统采用PID算法组成闭环控制系统具有很好的稳定性，此外通过TFT显示屏显示小球位置，各个功能的实现可以通过按键输入。
一、系统方案本系统主要由单片机控制模块、摄像头模块、LCD显示屏模块、电源模块、舵机及平板机械支架构成组成。
STM32作为滚球系统的控制核心，利用摄像头采集过来的数据通过黑白二值化，以此判别平板和黑色球并显示在LCD上。
摄像头对滚球准确定位，确定其坐标位置，同时记录平板规定的9个区域坐标，单片机通过返回的坐标位置结合PID算法，给定舵机PWM输出形成闭环控制系统，从而控制小球去到指定区域保持平衡。
同时，可通过矩阵按键选择功能模式，与设计任务一一对应的，系统的总体方案框图见图1。
图1 系统总体方案框图1、主控制器件的论证与选择方案一：采用STC89C52单片机作为控制模块的核心。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
但其能使用的I/O 口很少，ROM空间不足，不适合采用STC89C52为主控芯片。
方案二：采用STM32103FZET6单片机为主控器。
STM32运行速度快，片上资源丰富，具有很多外围接口，可拓展性强，灵活性高。
完全可以实现本系统的各个设计任务，具有良好的响应速度。
通过比较，我们选择方案二。
2、滚球控制系统方案选择方案一：采用MPU6050三轴陀螺仪。
利用三轴陀螺仪可以算出平板的当前位置姿态，具有测量精确、结构简单等优点，但考虑到小球需要到平板指定的9个区域，MPU6050传感器很难确定其准确位置，可靠性差。
2017年全国大学生电子设计竞赛
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。
全国大学生电子设计竞赛设计报告模板
2017年全国大学生电子设计竞赛**赛区
设计报告封面
作品编号：（由组委会填写）… …………… ……………剪切线……………… …………… …
作品编号：（由组委会填写）
说明
1.为保证本次竞赛评选的公平、公正，将对竞赛设计报告采用二次编码；
2.本页作为竞赛设计报告的封面和设计报告一同装订；
3.“作品编号”由组委会统一编制，参赛学校请勿填写；
4.“参赛队编号”由参赛学校编写，其中“学校编号”应按照巡视员提供的组委会印制编号填写，“组（队）编号”由参赛学校根据本校参赛队数按顺序编排，“选题编号”由参赛队员根据所选试题编号填写，例如：“0105B”或“3367F”。
5. 本页允许各参赛学校复印。
2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情监测系统（P题）
2017年8月12日。
2017年全国大学生电子设计竞赛试题--设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛试题设计报告四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C题）【本科组】摘要：根据四旋翼飞行器飞行原理，首先根据设计方案采购了飞行器机体模型，选择合适的直流无刷电机作为系统动力装置，选取了功能强大且容易开发的微处理器、传感器和相关电子元器件，并做了大量的系统软硬件调试工作，最终完成了整体设计。
根据系统动力学模型设计控制算法，设计控制系统控制规律，主要包括两个控制回路姿态控制回路、位置控制回路。
在仿真软件平台上，进行控制算法验证及实验研究，优化飞行控制算法参数。
最后，设计实时性高的控制系统软件程序，进行相关实验调试工作，最终设计出能够实现一键飞行探测跟踪的四旋翼自主飞行器。
关键词：ATMEGA2560 瑞萨R5F523T5ADFM MPU6000陀螺仪超声传感器一、系统方案根据设计任务的要求，本系统包括飞行控制模块、驱动模块、飞行导航模块、测距模块等。
1、飞行控制模块的选择飞行控制模块是四旋翼自主飞行器的核心。
按照题目要求，飞行控制模块由ATMEGA2560处理器的开发板专门实现飞行控制算法。
为了实现自主飞行探测跟踪，必须要形成控制的闭环回路，必须要有检测和反馈系统状态的传感器，包括四旋翼的姿态、经纬度、航向、高度、空速、角速率等信号。
目前看来，国内外普遍应用MEMS器件来获取姿态、高度、空速、经纬度等信息。
此外这中间还需要有A/D采样电路、信号调理电路对采集的电信号进行必要的转换和简单的滤波。
针对四旋翼飞行器，控制方法有PID控制、反步法、滑模控制等飞行控制算法，我们采用经典的PID控制算法。
2、驱动模块的选择方案一：采用普通直流电机。
普通直流电机有价格低廉、使用简单等优点，但其扭矩较小，可控性差，此系统要求控制精度高、速度快、且质量要小，所以直流电机一般不能满足要求。
方案二：采用无刷直流电机，其具有响应速度快、较大的启动转矩，从零转速至额定转速具备可提供定转矩的性能。
因系统精度较高，足够精确控制飞机的速度。
2017电子设计大赛
2017电子设计大赛全国大学生电子设计大赛既丰富了学生的专业知识开拓了视野、又提高了学生独立思考和动手动脑能力。
下面就由店铺为大家整理的，欢迎阅读。
电子设计大赛目的全国竞赛是全国性的大学生科技竞赛活动，目的在于按照紧密结合教学实际，着重基础、注重前沿的原则，促进电子信息类专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出服务社会发展创造条件。
电子设计大赛组织领导1. 全国竞赛组委会负责全国范围内竞赛的组织领导、协调与宣传工作。
全国竞赛专家组负责竞赛命题、评审工作。
2. 原则上每个参赛的省(自治区)、直辖市为一个赛区，各赛区竞赛组委会由省(自治区)教育厅、直辖市教委(局)、高校代表及电子信息类专家及相关人士组成，负责本赛区的组织领导、协调与宣传工作。
各赛区专家组由本赛区的电子信息类专家及相关人士组成，负责赛区竞赛的评审工作，同时负责组织、遴选本赛区内的征题并向全国专家组推荐所征题目。
3. 暂时没有条件单独组成赛区的省、自治区的高等学校，可根据实际情况就近参与其他赛区的竞赛活动，或直接与全国竞赛组委会联系，由全国竞赛组委会统筹安排。
电子设计大赛题目及要求1. 竞赛题目分为本科生组题目和高职高专学生组题目。
2. 竞赛题目包括“理论设计”和“实际制作”两部分，以电子电路(含模拟和数字电路)设计应用为基础，可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件、互联网+等的应用。
参赛队的个人计算机、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场(实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下载脱机工作)。
3. 竞赛题目应具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势，对教学内容和课程体系改革和学生今后工作起到一定的引导作用。
2017电赛设计报告(更改)
第一页是空白页2017年全国大学生电子设计竞赛四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C题）【本科组】2017年8月12日摘要本系统由数据信息采集、数据信号处理、飞行姿态稳定和航向控制部分组成。
系统选用瑞萨RX23T MCU单片机作为主控芯片，以STM32F103VET6为核心的飞控完成飞机自稳，通过超声波传感器来检测飞行高度，再通过瑞萨芯片分析并向飞控传递信号来保持或改变飞行状态。
利用无线信号发射接收装置来建立小车与飞行器之间的联系，完成配对后会有二极管和扬声器发出配对成功信号，再通过接收方位信号的改变来调整飞行姿态以完成跟随小车的目标。
关键词：瑞萨R5F523T5ADFM单片机STM32F103VET6最小系统板超声波测距PID算法无线收发模块目录四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C题）【本科组】1系统方案本系统主要由总控制模块、飞行控制模块、超声波测距模块、无线信号发射接收模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
控制系统的选择按照本次赛题要求，控制系统芯片选用瑞萨RX23T MCU板（芯片型号为R5F523T5ADFM)作为主控芯片来采集信号以及控制飞行器飞行姿态与方向。
飞行姿态控制的论证与选择方案一：瑞萨芯片将从MPU-6050中读取出来的飞行原始数据进行PID算法运算，得到当前飞行器的四元数，单片机再将数据融合，并对电调发出相应指令，从而达到控制飞行器的飞行姿态的目的。
但四元数法需要进行大量的运算，且运算复杂。
而且比赛时间紧迫，调试程序复杂且困难。
方案二：采用市面上现有的QQ、KK等商用飞控板进行飞行姿态稳定的控制，再由瑞萨芯片给与干预来达到想要的飞行方案。
但由于这些飞控不开源且干预所需要的波形复杂不可模仿，对设计和调试都是巨大的挑战，且稳定性较差。
方案三：采用市面上现有的飞控中的传感器集成部分与比较熟悉的STM32单片机最小系统相结合，利用飞控传感器模块的多面性和STM32强大的抗干扰性与兼容性自制飞控模块，再利用瑞萨芯片对STM32进行干预来实现比较稳定简便的飞行控制。
全国大学生电子设计竞赛设计报告
全国大学生电子设计竞赛设计报告Modified by JACK on the afternoon of December 26, 20202017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AbstractThe 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简易水情检测系统（P题）【专科组】一、系统方案本系统主要由单片机STC89C52模块、LCD显示模块、PCF8591电压转换模块、电源模块、水位检测模块、PH值检测模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
2017年全国大学生电子设计竞赛设计报告
摘要：本设计以STM32F103单片机为控制核心，采用全桥式DC-AC拓扑结构，设计了输出电压和频率稳定，同时输出功率在一定范围内可调的三相逆变器，制作了由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统。
本系统由STM32单片机输出SPWM波控制IR2110驱动芯片驱动开关管实现正弦逆变。
采用数字PID算法实现电压反馈精准控制输出电压，通过零点检测校正输出电流相位控制相位同步，采用主从设置法实现均流控制，有效地控制了两组逆变器。
本系统具有过流保护功能，反馈系统自动调整输出功率，由OLED显示当前工作状态。
系统达到了设计要求中的大部分指标，工作稳定，经济简洁，可靠性较高。
关键词：STM32F103 SPWM 正弦逆变一、系统方案1.DC-AC模块拓扑结构的选择系统要求逆变器提供三相对称交流电。
考虑以下两种方案能够实现逆变。
方案一：三相三桥式电路结构。
三相三桥式电路成本低，能够通过软件进行补偿，电路结构简单，容易实现。
但程序控制相对复杂。
方案二：三相四桥式电路结构。
三相四桥式电路工作效率高，不会产生泻流，同时具有抗不平衡功能。
但电路结构复杂，驱动电路也相对复杂。
结合本题要求，逆变器需提供三相对称交流电且考虑到时间问题，所以采用方案一。
2.控制系统的选择方案一：采用MSP430单片机。
MSP430系列是一种16位超低功耗、具有简单指令集的混合信号处理器。
能够在25MHz晶振的驱动下，实现40ns的指令周期，具有16位的数据宽，具有独特的超低功耗，中断源较多，并且可以任意嵌套。
方案二：采用STM32F103处理器。
STM32系列运行速度快，时钟频率可达72MHz，11个定时器以及丰富的I/O口，并且内置3个12位的A/D转换器，2个12位D/A转换器，其高级定时器可产生带死区互补的PWM波，性价比较高。
鉴于STM32F103处理器运行速度更快，成本更低，资源也满足设计要求，因此本设计选用方案二。
3.电流检测方案的选择方案一：霍尔传感器。
电子大赛设计报告
电子大赛设计报告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。
转眼间，全国大学生电子设计竞赛已经过去一段时间了，我们学校取得了不错的成绩，一个特等奖，一个二等奖和两个三等奖，我们组还得到了去武汉大学进行复赛的时机，可以和其它大学代表队争夺全国一二等奖。
从武汉回来到现在，我已经开始正常上课，但我还是非常思念和老师同学们在同一战线上的那段日子。
现在我对这段日子进行一次简单的总结。
在大二的第一学期我就报名参与了电子设计大赛的培训，当时我并没有考虑能不能拿到什么奖，因为我知道以我微薄的知识储备去参与大赛是远远不够的，我当时只是想借这个时机，通过培训，特别是暑假可以留校培训来扩展自己的知识。
通过一系列的培训、考试、选拔，我有幸成为参与这次大赛的一员。
之后我们进了雄鹰工作室，但我们大二的几个还感觉很迷惑，不知从何做起。
我们连单片机都还没开始学，我们与大三的几个师兄师姐还有一段距离，于是在老师的指导下，我们开始学习单片机，看各种大赛的资料，每遇到什么问题就诚恳地请教师兄师姐或者老师，想尽早赶上师兄师姐的步伐。
五一放完假后我们开始停课，把全部精神都投入到培训当中。
暑假我们也没有回家，继续在学校培训，整个学校空空的，外面绝大多数的商店、饭馆都关上了门，吃饭都成了问题，学校就剩下我们十几个人，但我们有目标，为了大赛，为了完成每个时间段定下来的任务，不管遇到多大的困难，我们都不怕。
岁月无声，我们很快就迎来了09年的全国大学生电子设计竞赛8月25号元件清单出来后，我们就开始了紧张的准备。
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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AbstractThe 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简易水情检测系统（P题）【专科组】一、系统方案本系统主要由单片机STC89C52模块、LCD显示模块、PCF8591电压转换模块、电源模块、水位检测模块、PH值检测模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1、单片机的论证与选择方案一：传统的51单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大体积的程序和实现快速精准的反应控制。
并且受时钟限制，计时精度不高，外围电路也增加了系统的不可靠性。
方案二：采用STC89C52单片机。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧8位CPU 和在系统可编程Flash。
综合以上两种方案，由于方案二功能多容易使用，且成本较低，选择方案二。
2、LCD显示模块的论证与选择方案一：采用LCD1602。
它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
方案二：采用LCD12864，它是一种具有多种接口方式，并含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率高、字符多。
模块利用灵活、接口方式和简单、操作指令方便，可构成全中文人机交换界面。
电路或程序简洁、价格便宜。
通过比较，方案二电路结构明显比方案一占有更大优势，所以我们选择方案二。
3、超声波模块的论证与选择方案一：US-100超声波测距模块，可实现2cm~4.5m、探测精度为0.3cm+1%的非接触测距，拥有2.4~5.5V的宽电压输入范围，静态功耗低于2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有GPIO，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定。
方案二：HC-SR04超声波测距模块，探测距离为2cm~4.5m、探测精度为0.3cm。
拥有5V的宽电压输入范围，静态功耗低于3mA。
综合以上分析，US-100超声波测距模块具有自带温度传感器进行矫正，抗干扰能力强、可靠性好，所以选择方案一。
4、PH值检测模块的论证与选择L9A4PH值检测模块，该PH传感器模块适合于复合PH电极，接口为BNC标准接口，精确度高使用方便。
固采用L9A4PH值检测模块。
5、AD转换模块的论证与选择方案一：PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。
输入输出接口多。
具备可靠性高、用法简单、体积小等优点。
方案二：DAC908模块，它的dac具有高采样率，速度可达165msps。
但价格昂贵。
经过对比发现pcf8591更符合要求，所以采用方案一。
6、电源模块的论证与选择方案一：L7805稳压模块:L7805采用三引线带散热片塑料，TO-220的封装形式封装。
其主要特点有：输出电压：5V、，但是如果模块设置不好误差较大。
方案二：L317可调稳压电源;YW-UTC317是三端可调正输出稳压器，1.5A输出，压差范围是3V至40V。
他们非常容易使用，仅用两个外部电阻就可以设置输出电压，输入和输出调整率都要比固定稳压器的好，所以选择L317。
二、系统分析与计算1、水情处理信号的分析（1）超声波测距方法超声（超音波学）的定义：声音是与人类生活紧密相联的一种自然现象。
当声的频率高到超过人耳听觉的频率极限时，人们就觉察不出声的存在，因而称这种高频率的声为“超”声。
超声波通常指1秒内振动20000次以上的高频声波。
超声波的特点是它能在各种媒质中传播；波长短，因而分辨率很好；声束尖锐，声能集中；在不同物质界面上会有反射、折射、散射等现象；可获得较高声强。
利用声在媒质中的声速、衰减、共振、反射等现象可测量物质的成分、比重、厚度等。
超声波测距就是利用超声波脉冲反射回波法实现的。
超声波在空气中的传播速度为340米/秒，因此，如果能测出超声波在空气中传播时间，就能算出其传播的距离。
超声波测距就是通过测定超声波传播的时间间隔来测出声波传送的距离，这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距方法发送器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播途中遇到对象物就立即返回来，接收器接收到反射波就立即停止计时，这时计时器就计下了超声波从发射到对象物间的来回传播时间t，从而发送器到对象物的距离可用下式计算出来：S=Vt/2具体的超声波传感器检查方法为：1)采用IO 触发测距，给至少10us 的高电平信号；2)模块自动发送8个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；3)有信号返回，通过IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间．测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
（2）电压检测方法本系统的电压检测选用Pcf8591AD/DA 转换模块，PCF8591 为单一电源供电（2.56V ）典型值为5V ，CMOS 工艺PCF8591有4路8位A/D 输入，属逐次比较型，内含采样保持电路；1路8位D/A 输出，内含有DAC 的数据寄存器A/D 、D/A 的最大转换速率约为11kHz 。
具体工作原理为转换模块电压输入端采集稳压电源输出端电压信号，与单片机连接的输出接口连接，将数字信号传给单片机。
用51单片机串口显示 AD 采集值得程序 说明如下： 编译环境：keil4；测试单片机 STC89C52串口波特率：9600 AD 模块与单片机连接:SCL- P2.0 SDA-P2.1 VCC-VCC GND-GND 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1所示，简易水情系统框图图3-1系统总体框图（2）超声波测距子系统框图与电路原理图1、超声波子系统框图图3-2 超声波子系统框图2、超声波测距子系统电路见附录图3-3（3）PH 检测系统框图与电路原理图1、PH 检测子系统框图图3-4 PH 检测子系统框图2、PH 检测子系统电路 见附录图3-5 （4）电源电源由4节干电池、稳压部分组成。
为整个系统提供5V ，确保电路的正常稳定工作。
这部分电路比较简单，都采用三端稳压管实现，故不作详述。
2、程序的设计（1）程序功能描述与设计思路 1、程序功能描述根据题目要求软件部分主要实现四行显示“水情检测系统”和水情测量结果。
1）传感器和AD 转换实现功能：数据采集、电压值输出信号。
2）显示部分：第一行显示“水情检测系统”；第二行显示水位测量高度值及单位“mm”； 第三行显示PH 测量值，保留1位小数；第四行显示电池输出电压值及单位“V”，电压值不相差0.01V 。
2、程序设计思路 （2）程序流程图1、主程序流程图图3-6主程序流程图开始看门狗，定时器，中断初始电压信号处理超声波信号处理及温度补偿 PH 信号处理及温度补偿显示PH 电 极PH 传感器接口电路温度传感器接口电路MSF P6.0 43C F149 P6.12、超声波子程序流程图图3-7超生波子程序流程图3、PH 检测子程序流程图 图3-8 PH 检测子程序流程图四、测试方案与测试结果 1、测试方案 硬件测试2、测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。
测试仪器：高精度的数字毫伏表，数字万用表，指针式万用表，刻度尺，PH计。
3、测试结果及分析（1）测试结果(数据)表4-3PH值测试结果表4-4电压测试结果（2）测试分析与结论根据上述测试数据，本系统完成了题目的基本要求，由此可以得出以下结论：1、在一分钟之内完成水位测量偏差不大于5mm。
2、在2分钟内完成PH值检测测量偏差值不大于0.5。
3、供电电池电压输出测量差不大于0.01v 。
综上所述，本设计达到设计要求。
五、参考文献[1]蔡振江.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2011[2]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:清华大学出版社,2012[3]陈莹.基于单片机的超声测距系统[J].华中科技大学,2004[4]杨华庭.具有自动温度补偿的PH测量装置[J].仪器仪表学报,1997[5]杨振江.A/D、D/A转换器技术[M].西安电子科技大学出版社,1998[6]朱清慧.Proteus教程—电子线路设计、制版与仿真[M].清华大学出版社,2008附录1：电路原理图图3 超声波测距子系统电路图5 PH检测子系统电路附录2：源程序9。