历届电子设计大赛竞赛赛题解析
历届电子设计大赛题目(一至六)1994-2003
第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分意见项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20 发挥部分完成第一项 5完成第二项15完成第三项20题目二多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
2019-全国大学生电子设计竞赛题目与分析-课件
（1）以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计 为主要内容，可以涉及模-数混合电路、单片机、 可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开 发）的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作 与调试”两部分。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，同时对教学内容和课程体系改革起一定的 引导作用。
（1）稳压电源 在输入电压220V、 50Hz、电压变化范围＋15%～－20% 条件下：
a．输出电压可调范围为+9V～+12V b．最大输出电流为1.5A c．电压调整率≤0.2%（输入电压 220V变化范围＋15%～－20%下，空 载到满载）
第二十四页，共76页。
d．负载调整率≤1%（最低输入电 压下，满载）
第三十页，共76页。
键盘 数码显示
键盘/ 显示器
接口
8279
电压 预置
DCA 0832
基准 电压
输出
8031 基本 系统
基准 电压
基准 电压
基准 电压
基准 电压
图6.3.1 采用单片机的简易数控直流电源设计方案
第三十一页，共76页。
（2）采用中小规模集成电路的简易数控直流 电源设计方案
采用中小规模集成电路的简易数控直流 电源设计方案如图6.3.2所示。系统由数字 控制部分、D/A变换部分及可调稳压部分 三部分组成。除了上述的三大部分之外，还 包括一些附加的功能电路，如电压显示、控 制、防止误操作、波形发生器电路等。
第十页，共76页。
（2）题目着重考核学生综合运用基础知识 进行理论设计的能力，考核学生的创新精神 和独立工作能力，考核学生的实验技能(制 作、调试)。
（3）题目在难易程度方面，既要考虑使 一般参赛学生能在规定的时间内完成基 本要求，又能使优秀学生有发挥与创新 的余地。
全国大学生电子设计竞赛
3、推荐参考书与网站
技术资料
4、芯片选择
查找前人的设计 尽量选用常用、便于购买的芯片 关键芯片（如单片机）要备用
4、芯片选择
常用处理器
单片机：PIC系列、AVR系列、STC系列…… ARM：STM32F103、ARM7 CPLD：EPM1270、EPM7128 FPGA：EP2C5T144C8、EP2C8T144C8、EP2C8Q2 08C8
全国大学生电子竞赛
主要内容
1 全国电子竞赛简介 2 历届考题分类 3 推荐参考书与网站 4 芯片的选择 5 竞赛前的准备工作 6 竞赛题目解析 7 竞赛注意事项 8 竞赛时间安排
1、 全国电子竞赛简介
➢ 组织机构：教育部高等教育司和信息部人事司 ➢ 举办时间：9月份，赛期为4天3夜。 ➢ 一般时间为9月4日8：00~9月7日20：00。 ➢ 竞赛流程 ➢ 竞赛分为国家奖和省奖 ➢ 一般为6个题，题目以电子技术应用设计为主要内容，
3、推荐参考书与网站
2 全国大学生电子设计竞赛作品选编
3、推荐参考书与网站
3 准备内容 电路、模电、数电 C语言、单片机接口技术 高频电子、PLC 微弱信号检测 电力电子技术 数字信号处理 传感器与检测技术 Mutisim软件仿真、Proteus软件仿真 常用模块电路、常用仪器仪表等
3、推荐参考书与网站
建议采用16位的单片机(AD、PWM、捕获)，
5、竞赛前的准备工作
4 仪器仪表类及数电类
程控增益、各种运放电路、模拟滤波器、锁相环电 路、乘法器电路、滞回比较器、液晶波形描绘、AD、D A、信号发生器、verilog（VHDL）语言等。
FFT、数字滤波、PID，各种仪器原理。 此类题建议使用32位处理器，芯片选择很关键。
历届全国大学生电子设计竞赛题目及分析
简易逻辑分析仪：单片机或者可 编程逻辑器件，存储器，数字显示等。
放大器类题目分析 涉及到的基础知识包含有：
实用低频功率放大器：电源整流和 稳压，方波信号发生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，低频功率放 大器等。
自动往返电动小汽车光电检测电 路，电机控制电路，单片机或者可编
程逻辑器件，数字显示等。 简易智能电动车：光电、金属、
超声波检测电路，电机控制电路，单 片机或者可编程逻辑器件，数字显示 等。 液体点滴速度监控装置：光电检测电 路，步进电机控制电路，单片机或者 可编程逻辑器件，数字显示等。
附录：历届全国大学生电子设计竞赛题目
测量放大器：电源整流和稳压，信 号变换放大器，测量放大器等
高效率音频功率放大器：电源整流 和稳压，音频功率放大器等。
宽带放大器：电源整流和稳压，AGC， 宽带放大器等。 仪器仪表类题目分析
数据采集与处理类题目分析 涉及到的基础知识包含有：
多路数据采集系统： A/D 变换， 单片机或者可编程逻辑器件，存储器， 数字显示等。
电源类题目分析 涉及到的基础知识与制作能力包含：
交流电源降压和整流，直流电压稳 压和调节，单片机，数字显示与控制 等。
交流电源降压和整流，直流电压稳 压和调节，恒流电流源，DC-DC 变换器， 单片机，数字显示与控制等。
信号源类题目分析 涉及到的基础知识与制作能力包含：
实用信号源的设计和制作： RC 振荡 器，脉冲振荡器，数字可调电位器， 单片机，数字显示与控制等
简易数字频率计：信号变换与检 测，单片机或者可编程逻辑器件，数 字显示等。
频率特性测试仪：信号变换与检 测，单片机或者可编程逻辑器件，数 字显示等。
江西省电子设计大赛题目及电路解析
年江西省电子设计大赛题目及电路解析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2 0 1 2年江西省大学生电子设计制作现场赛赛题某县，有一个免费参观的“陶渊明故里纪念馆”，其入口与出口分道进出，且采用如同地铁的入口、出口的措施，确保单向通行。
在入口与出口处还设有红外检测、声响、累加计数器装置，当游人进（出）馆时，须穿过红外检测器。
凡有人进入检测区，立即发出清晰、响亮的声响“叮…当…，，，然后计数器自动加1 。
这样，可自动统计每天的参观人数，同时当工作人员下班、闭馆前，先检查出、入口累加计数器的计录。
若出口计录小于入口计录数，说明馆内还有游人。
工作人员便发出通知。
直至出、入口计数器计录相等，工作人员便闭馆下班。
请参赛者在赛场提供的器材中，选取所需器材，利用传感器技术及模拟电路、数字电路知识，设计、制作一个能模拟完成上述入口（或出口）处的红外检测、声响、计数功能的电子作品，限于竞赛条件，累加计数器只用2位，即计数范围为“1-99"。
要求：1)红外检测部件间距：可客人的中指缓慢穿过而不会碰及红外管，为此要求发射管与接收管工作面间距至少有2 5mm，即俯视看万能板，发射管与接收管的工作面，二者间至少相隔1 0个焊孔的距离。
2)手动清零：进入工作状态前，先手动清霉（复位），显“00"，再处于等待工作的状态（不是自动复位）。
3)声响要求：“叮…当…”，．必须是清晰、响亮的双音（犹如门铃声），单音无效。
4)工作顺序：必须先进入检测、再发出“叮…当…”声响，最后累加计数并显示计录结果。
彼此动作连贯，但能分清先后，当发．出“叮…”声时门闸打开，发出“当…”声时游人进门，计数显示。
：_5)扬声器固定在万能板上：为防止作品在评审时出故障，扬声器必须固定在万台皂板的元件面，可用IN4007多余的引线剪下后，一头从板的元件面穿过再焊在万能板上，另一头（较长）留在元件面，往下压扣住扬声器，这样，一般有2根足矣。
全国大学生电子设计竞赛历届题目(整理)详解
（2）调幅收音机输入回路线圈和磁性天线；
（3）变容二极管，型号：SVC341；
（4）本振线圈；
（5）用于电调谐的锁相频率合成器集成电路，型号：LC7218（可选件）；
30
实际完成情况
50
总结报告
20
发挥部分
完成第一项
5
完成第二项
15
完成第三项
20
一、设计任务
设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：
主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是：
（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计要求
1．基本要求
（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）在1Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。
三、评分意见
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
《2002年江西省电子设计大赛题目及电路解析》
2002年电子设计制作赛作品分析为了促进电子信息类及相关学科的专业建设和课程建设，加强大学生动手能力的培养和工程实践能力的训练，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，江西省教育厅、共青团江西省委联合主办每年一届的学生电子设计制作赛。
竞赛分现场赛、自选赛，每年五月下旬举行。
现场赛是考查学生基本技能的竞赛，凡在校的各年级学生都有机会参加。
赛题内容主要是运用模拟电路、数字电路及传感器知识设计，制作一个能演示规定功能的电子作品。
自选赛是考查学生创造能力与团队协作精神的竞赛，类似全国大学生电子设计竞赛，一般都是在现场赛中选拔优秀学生参加。
赛题内容以电子电路（含模拟和数字电路）设计应用为基础，可涉及模一数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP.EDA软件的应用。
现将近十三年现场赛赛题、作品分析和评审细则选编于后，供参赛者实训练习。
15.1 智力竞赛抢答器（2002年赛题）一、题意运用模拟电路、数字电路知识设计，制作一个8路智力竞赛抢答器，要求有优先锁存、数显、声响及复位电路。
二、电路结构抢答器核心电路本制作是一个简易实用的8路数字显示抢答器，图15-1为该抢答器的核心部分，包括抢答、编码、优先、锁存、数显及复位等电路。
所用的元器件除集成电路CD4511，还有14只IN4148二极管，一只9014(NPN)三极管，1 5只1/8W的碳膜电阻器，9只小型按钮开关，SB，~SB8为抢答键，SB9为复位键，LED数码管为0.5英寸的共阴极管，红色（如BSR510IC）或绿色(如BSG510IC)均可。
辨别引脚可参考图15-1所示，电阻器R9～R15为限流电阻。
若要大尺寸数码显示，则可用显示屏，此时需用导线将显示屏的引脚线连接到印制板上，又由于数码显示屏的工作电压较高，故应提高电路的工作电压。
原理图中的SA为工作电源开关，可由此将6～8V的直流电压单独引入至该电路进行测试，SA不用也无妨。
《2010年江西省电子设计大赛题目及电路解析》
15.9按时序追逐运行的跑马灯（20 1 0年赛题）一、赛题内容参赛学生必须也只能在赛场提供的元器件中选取必要的材料，设计制作一个能按题意要求演示功能的作品。
1．题意该制怍能自行识别工作环境，即白天“跑马灯”自行停止运行，待到傍晚天暗下来，数码管自动显“0"时，说明“跑马灯”电路得电即可以工作运行。
此后手动按下工作按键，电路延时10秒钟，在延时的同时，数码管倒计时显示“0-+9~8—7_6—5—4。
3—2一1-+0"0当其从“1一O”瞬间，“跑马灯”立即工作并分两路运行，工作过程是：①第一路是绿灯、红灯（绿灯在前，红灯在后）在黑暗背景中流动。
当绿灯独自从头到尾流动时，这一路的任何变色管不亮，形成黑暗背景。
而绿灯在尾部消失瞬间，红灯立即出现在头部并开始从头部到尾部独自地沿原绿灯路线在黑暗背景中流动。
当红灯在尾部消失的瞬间，绿灯便立即又出现在头部并再次从头部到尾部独自地在黑暗中流动’…一·彼此循环往复。
②第二路是绿灯、红灯（绿灯在前、红灯在后）在橙色背景中流动。
当绿灯独自从头到尾流动时，这一路变色管则显橙色，形成橙色背景。
绿灯在尾部流失瞬间，红灯立即出现在头部并开始从头部到尾部地独自沿原绿灯路线在橙色背景下流动，当红灯在尾部消失的瞬间，绿灯立即出现在头部并再次从头部到尾部独自地在橙色背景中流动……彼此循环往复。
直到第二天凌晨天亮后，数码管熄灭……再到傍晚时．作品又重复上述过程。
2．要求①电源稳压管输出电压用绿发光二极管指示。
，②脉冲信号发生器输出用红发光二极管指示。
③二路“跑马灯”各用5只变色发光二极管制作。
④数码管得电后显示“O”，倒计时只能从“O”开始，经“0-9-8-7-6-5-4-3-2-1-0"再停在“0"状态，此间延时1 0秒。
⑤“跑马灯”严格地按照“手动按下工作键后”，当倒计时至“1-b0”瞬间开始运动，，在运动过程中，数码管始终保持“O"态。
《2006年江西省电子设计大赛题目及电路解析》
光控（自动、手动）数显式电风扇调速器（2006年赛题）一、题意现提供一批器材，请在其中选择适当的元器件，设计制作一个至少有三级变速的简单的电扇调速器。
其要求是当分别数显0、1.2三个数字时，电扇相应处在失电、强电（市电电压）、弱电（小于市电电压）三挡级的供电状态（设市电电压为220V50Hz）o 由于不可能给每一位参赛者提供一台电扇，只好给各位提供220伏交流40瓦的白炽灯泡及塑壳灯头一套（供电导线从提供给作品用的电源线上剪下一段即可）o用灯泡的熄、亮、暗代替电扇的失电、强电、弱电的三种状态使之成为调光（调速）器。
要求该调光（调速）器有如下功能：白天，手动（自动控制失效）揎制灯泡的供电，即每当用手按一次调光（调速）器的按键时，显示的数码变动’一字，对应的灯泡（或电扇）供电变化一挡。
晚上，自动（手动失效）控制灯泡的供电，即当调光（调速）器得电后，自行数显“0-1-2”循环往复显字的同时，对应有灯泡“失电（灯泡失亮）一强电（灯光正常亮度）一弱电（灯光暗淡）"循环律每的讨程．可形成“自然风”的模式。
图15-1.5 方案一的方框图二、赛题分析按照题意，首先自己要做一个直流稳压电源（可用78××系列稳压芯片配合经典电源电路制作）。
题目要求有白天和晚上的不同控制状态，所以要用一个光敏元件参与控制；还要求显示“0-1-2”的数字，所以数码显示及其驱动编码电路必不可少；并且还要求有显示数字及灯泡明暗程度自动对应变换，所以脉冲分配（这里用CD4017）和提供脉冲的555振荡电路也是不可少的。
交流部分，可选择双向可控制硅来控制。
手动控制部分，可用一个按键开关来控制。
三、作品设计方案1．方案一见图15-15 02．方案二方案二是在方案一的基础上去掉了继电器控制开关，用电压比较器LM3-8的输出去控制三极管工作状态，然后由三极管的射极输出来控制555电路的4脚供电，起到开关的作用，其他部分和方案一一样。
09年全国大学生电子设计大赛(C题)
图8 通频带选择网络
2009年全国大学生电子设计 大赛
（6）电源模块 ）
电源电路原理图如图9所示，三端稳压芯片7805、7905、LM317和LM337起稳压作 ± 用，2200uf电解电容、100uf和0.33uf电容起滤除纹波作用，输出分别为 ± 5V 、18V 提供给 各单元电路。
图9电源电路原理图
图7 增益衰减网络
2009年全国大学生电子设计 大赛
（5）通频带选择网络 ）
通过对继电器L1和L2触点的控制实现了系统通频带0~5MHz和0~10MHz两个范围 预置，如图8所示。系统默认选择10MHz通频带。通过键盘选择通频带，当单片机的 P0.5和P0.6口分别向三极管T1和T2的基极送高电平时，继电器的触点动作，使输入信 号V2经5MHz的低通滤波器输出，即实现了预置0~5MHz的通频带
Rk ∗ R j Rk + R j
≈ Rk
实际电路取Rk=100Ω,则＞50Ω。此前置放大电路还具有 缓冲、隔离的功能，其电压增益接近于1，运算放大器选 用OPA642，此放大器的增益带宽积为400MHz。
2009年全国大学生电子设计 大赛
补充： 补充：电压跟随器
电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟 随器的电压放大倍数恒小于且接近1。 电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻 抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为，电压放大器的输出阻抗 一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就 会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中 进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输 入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提 保证。 电压跟随作用：由于它的高输入电阻、低输出电阻，所以电压跟随器起缓冲、 隔离、提高带载能力的作用，完成阻抗匹配的功能。
大学生电子设计竞赛电源类赛题分析
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ） ，ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ —
线 电类 、放大器 类 、仪器 仪表类 、数据采 集 与处理 类 和控 制类 ¨ ｊ 。从 第一 届开始 几 乎每届 都 会有 电
源类 的 题 目，出 现 过 的 题 目有 ：简 易 数 控 直 流 电 源 、直流 稳定 电源 、数控 直流 电流 源 、三 相正 弦波 变频 电源 、开 关 稳 压 电 源 、光 伏 并 网 发 电模 拟 装
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ Ｉ ｔ ｅ ｍｓ ｉ ｎ Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃｏ ｎｔ ｅ ｓ ｔ
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１ ． ３ 数 控直 流 电流 源 （ 第七届 ，２ ０ ０ ５年 Ｆ题 ）
《2007年江西省电子设计大赛题目及电路解析》
易拉罐饮料计数自动化的模拟装置（2007年赛萼）一、题意在赛场提供的器材中，选取必要的元件，设计、制作能模拟饮料易拉罐自动计数且数显计数量的装置。
生产单位常采用加下红外自动计数装置，将装有饮料的易拉罐放在马达带动的传动带上，在传动带运动的过程中让每个易拉罐依次同一方向地穿过红外发射、接收系统，形成计数脉冲，然后计数脉冲经电路加工、计数，再数显易拉罐计数结果，就知道其生产量。
限于赛场条件，不可能每位参赛者面前提供马达传动的易拉罐，只能模拟。
故要求将红外发射、接收系统安置在作品的万能板上，二者保持1cm以上的距离即可，用VIP（或身份证）卡片先插入随即抽出红外发射、接收系统中，卡片的一进一出表示有易拉罐一个一个地穿过红外线，于是在电路上同样可形成计数脉冲。
要求是，作品完工后，能按如下流程演示功能：作品接入电源，电源指示灯（绿灯）亮。
手动清零，显示“OO"o。
模拟易拉罐传动形成计数脉冲，计数脉冲指示灯（黄灯）闪亮。
随着模拟易拉罐穿过红外收、发系统的次数渐增，计数器计数渐增，显示器依次显示01,02,03，……10 ,11,12 ,13，……20 。
一旦计数达20，计数脉冲形成电路便停止工作。
此后没有计数脉冲输出，计数脉冲指示灯不再闪亮，显示器也停止在“20”，无论红外系统内有否物件穿插，始终显示“20"不变，表示此时计满一箱。
一要继续计数，必须先清零，显示“OO"，方可开始新一轮计数，直至显示“20"，衰明又计满一箱。
作品必须能如此往复工作。
二、实训电路实训电路如图15-18所示，电路中lrDT为红外发射、接收装置，彼此相隔至少lcm的距离，可容卡片（如VTP卡片）插入、拔出0 4N25为光耦合器件。
三、电路工作原理①计数脉冲的形成，易拉罐的计数以其先进后出红外装置形成一个计数单位，模拟时，以卡片先进后出红外装置作为一计数单位。
卡片进入，巩输出高电平，卡片出使巩输出低电平——这一过程形成正脉冲作为计数脉冲。
全国大学生电子设计竞赛09年
• 河南赛区组委会 成立于1999年第四届， 当时参加10多所高校，50多个参赛队， 到2009年第九届时，共有343个参赛队， 43所高校。 • 省内评出62个一等奖，57名二等奖,70 名三等奖，占总参赛队的55%，一等奖 中又有23名报送全国获奖，全国一等奖 7人，二等奖16人。
• 河南省成绩较为突出的是解放军信息工 程大学和中原工学院和铁路职业技术学 院。中原工学院具有得天独厚的条件， 信大确实实力非凡，铁路职业技术学院 异军突起。
• 10．上报全国评审的比例 • 赛区和全国对参赛规模进行统计时，一律以实 际参赛队数量为准。实际参赛队是指已经正式 报名并按时向赛区组委会上交参赛作品（含制 作实物和设计报告）的参赛队。在赛区评审、 评奖的基础上，赛区组委会应按时向全国组委 会推荐本赛区的优秀代表队参加全国评审，推 荐的队数分别不得超过当年本赛区本科生组和 高职高专学生组实际参赛队数量的10%，逾期 未上报的不予受理。
• 7．竞赛时间和竞赛周期 • 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。
• 8．竞赛题目 • 竞赛题目是保证竞赛工作顺利开展的关键，应由全国专家组制定 命题原则，赛前发至各赛区。全国竞赛命题应在广泛开展赛区征 题的基础上由全国竞赛命题专家统一进行命题。全国竞赛命题专 家组以责任专家为主体，并与部分全国专家组专家和高职高专学 校专家组合而成。 • 全国竞赛采用两套题目，即本科生组题目和高职高专学生组题目， 参赛的本科生只能选本科生组题目；高职高专学生原则上选择高 职高专学生组题目，但也可选择本科生组题目，并按本科生组题 目的标准进行评审。只要参赛队中有本科生，该队只能选择本科 生组题目，并按本科生组题目的标准进行评审。凡不符合上述选 题规定的作品均视为无效，赛区不予以评审。
电子设计竞赛题目解析
目录摘要 (2)一、设计任务与要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2 技术指标 (3)1.2.1定位要求 (3)1.2.2 运动控制 (3)1.2.3 自动寻迹 (3)1.3 题目评析 (4)二、方案比较与选择 (4)2.1 控制方式方案比较与选择 (5)2.2 结构方案比较与选择 (6)2.2.1电机拖动系统 (6)2.2.2传感器件反馈系统 (7)2.2.3单片机总控制系统 (7)2.2.4人机对话系统 (7)2.2.5总结 (8)三、系统硬件设计 (8)3.1 系统总体设计 (8)3.2 单元电路设计及工作原理分析 (9)3.2.1电机拖动系统 (9)3.2.2 传感器件反馈系统 (9)3.2.3 单片机总控制系统 (10)3.2.4 人机对话系统 (10)四、系统软件设计 (11)4.1 软件概述 (11)4.2 程序总体结构 (11)4.3 程序总体流程 (12)4.4 各模块程序设计及相关算法 (13)4.4.1．键盘输入模块（Keyboard） (13)4.4.2菜单控制模块（Menu） (14)4.4.3显示控制模块（Display.h） (14)4.4.4逻辑运动控制模块（核心部分）（Motion） (16)4.4.5电机控制模块（核心部分）（ElectroMotor） (18)4.4.6通过传感器控制物体寻迹运动 (20)五、系统调试 (21)5.1 测试方案 (21)5.2 测试仪器 (22)5.3 测试结果 (22)5.4 发挥部分 (24)5.5 扩展方向 (24)结束语 (24)摘要本文描述了悬挂运动控制系统的设计原理和实现方法。
该系统由51单片机控制，通过液晶屏和键盘与操作人交互，通过步进电机对悬挂载荷进行开环运动控制，使用安装于悬挂载荷的反射式红外光电传感器阵列提供的反馈对面板上给定曲线进行闭环跟踪。
系统最大特点在于其软件设计使用层次化、模块化设计方法，复杂数学模型和控制算法因此得以简化和快速开发。
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一、历届竞赛赛题解析第一届1994年全国大学生电子设计竞赛题目一、简易数控直流电源二、多路数据采集系统第二届1995年全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作三、简易无线电遥控系统四、简易电阻、电容和电感测试仪第三届1997年全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源B题简易数字频率计C题水温控制系统D题调幅播送收音机*第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器B题数字式工频有效值多用表C题频率特性测试仪D题短波调频接收机E题数字化语音存储与回放系统第五届2001年全国大学生电子设计竞赛题目A题波形发生器B题简易数字存储示波器C题自动往返电动小汽车D题高效率音频功率放大器E题数据采集与传输系统F题调频收音机第六届2003年全国大学生电子设计竞赛题目A题电压控制LC振荡器B题宽带放大器C题低频数字式相位测量仪D题简易逻辑分析仪E题简易智能电动车F题液体点滴速度监控装置第七届2005年全国大学生电子设计竞赛题目A题正弦信号发生器B题集成运放参数测试仪C题简易频谱分析仪D题单工无线呼叫系统E题悬挂运动控制系统F题数控直流电流源G题三相正弦波变频电源纵观历届赛题设计方向大致可以分为四类一功能电路兼控制类系统设计(11项)第一届1994年全国大学生电子设计竞赛题目一、简易数控直流电源第二届1995年全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作第三届1997年全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器第五届2001年全国大学生电子设计竞赛题目D题高效率音频功率放大器第六届2003年全国大学生电子设计竞赛题目A题电压控制LC振荡器B题宽带放大器第七届2005年全国大学生电子设计竞赛题目A题正弦信号发生器F题数控直流电流源G题三相正弦波变频电源 .docin.合指标的要求。
二方案论证与比拟 .二测量仪器类系统设计10项第二届1995年全国大学生电子设计竞赛题目四、简易电阻、电容和电感测试仪第三届1997年全国大学生电子设计竞赛题目B题简易数字频率计第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目B题数字式工频有效值多用表C题频率特性测试仪第五届2001年全国大学生电子设计竞赛题目A题波形发生器B题简易数字存储示波器第六届2003年全国大学生电子设计竞赛题目C题低频数字式相位测量仪D题简易逻辑分析仪第七届2005年全国大学生电子设计竞赛题目B题集成运放参数测试仪C题简易频谱分析仪三通信传输类系统设计7项第一届1994年全国大学生电子设计竞赛题目二、多路数据采集系统第二届1995年全国大学生电子设计竞赛题目三、简易无线电遥控系统第三届1997年全国大学生电子设计竞赛题目D题调幅播送收音机*第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目D题短波调频接收机第五届2001年全国大学生电子设计竞赛题目E题数据采集与传输系统F题调频收音机第六届2003年全国大学生电子设计竞赛题目第七届2005年全国大学生电子设计竞赛题目D题单工无线呼叫系统四自动控制兼电路类系统设计6项第一届1994年全国大学生电子设计竞赛题目第二届1995年全国大学生电子设计竞赛题目第三届1997年全国大学生电子设计竞赛题目C题水温控制系统第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目E题数字化语音存储与回放系统第五届2001年全国大学生电子设计竞赛题目C题自动往返电动小汽车第六届2003年全国大学生电子设计竞赛题目E题简易智能电动车F题液体点滴速度监控装置第七届2005年全国大学生电子设计竞赛题目E题悬挂运动控制系二、电子系统设计一般方法这里我们以2005年全国大学生电子设计竞赛A题目来给大家展开讲解以下。
正弦信号发生器A 题一、任务 .docin.A题正弦信号发生器F题数控直流电流源G" 设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求1、根本要求1正弦波输出频率围1kHz 10MHz2具有频率设置功能频率步进100Hz3输出信号频率稳定度优于10-44输出电压幅度在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V5失真度用示波器观察时无明显失真。
2、发挥局部在完成根本要求任务的根底上增加如下功能1增加输出电压幅度在频率围负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V2产生模拟幅度调制(AM)信号在1MHz~10MHz围调制度ma可在10% 100%之间程控调节步进量10%正弦调制信号频率为1kHz 调制信号自行产生3产生模拟频率调制(FM)信号在100kHz~10MHz频率围产生10kHz最大频偏且最大频偏可分为5kHz/10kHz 二级程控调节正弦调制信号频率为1kHz调制信号自行产生4产生二进制PSK、ASK 信号在100kHz 固定频率载波进展二进制键控二进制基带序列码速率固定为10kbps 二进制基带序列信号自行产生5其他。
三、评分标准工程总分值根本要求设计与总结报告方案比拟理论分析与计算电路图及有关设计文件测试方法与仪器测试数据及测试结果分析50实际制作完成情况50发挥局部完成第1项12完成第2项10完成第3项13完成第4项10其他5一赛题分析1. 即明确所要设计系统的功能、性能、技术指标及要求、考前须知等我们推荐尽量把任务书的根本局部和发挥局部一起来考虑。
功能产生频率、幅度产生的AM、FM信号、产生PSK、ASK信号精度要求: 波形无明显失真、频率稳定度〉10-4主要技术指标频率1K—10MHz 步进值100Hz Vp-p>=1V等等。
考前须知如实现*功能时规定不用的方法或芯片等等。
发挥局部其他局部即题目的创新点需注意。
2. 明确所要测量或实现参数的物理意义对不明者应迅速查找有关资料。
3. 明确所实现参数的值或精度围的理论计算方法、实际测量的方法包括测量值的有效数字位数、次数确实定及测量仪器类型以便使指标与测量结果进展比拟来说明所完成任务的优劣度。
比方怎样用实际测量数据来说明输出频率的稳定度符合指标的要求。
二方案论证与比拟 .docin. < 即采用什么样的系统框架来实现我们的设计要求及方案的优缺点比拟。
模仿历届竞赛作品选编我们选取设计方案的原则有下面几点1. 总的原则是使用实验室条件允许的、自己熟悉、易于实现、硬件调试少、测试效果好、稳定性高的方法和手段来实现设计。
2. 确定所设计题目的系统实现技术。
用模拟技术实现还是用数字技术实现如果都可以得话我们推荐用数字技术来实现在个人的实现能力允许的情况下。
3.对于只能用模拟技术实现的题目在硬件芯片选择上我们的原则是:①尽量选取易于调试的器件2 尽量选取自己曾经使用过的器件因为有些器件在使用时有些特点需要一段时间摸索才能熟悉。
3 在赛题允许的情况下一般优先选择专用集成电路芯片其次尽量使用运算放大器最后在选择使用晶体管等分立元件这样一方面会减小调试的工作量另一方面提高测试结果的准确度。
系统框架一般大致以下几种1. 以51系列、PIC系列、凌阳系列、AVR系列、ARM 单片机为核心控制模块辅以传感器、液晶显示、步进电机、数码管显示、外部存储器、键盘等实现的偏控制的系统框架。
如悬挂运动控制系统2. 以Lattice 、Altera、*ilin*等厂家的FPGA可编程器件所建立的片上可变成系统SOPC 为核心辅以必要的显示、键盘、数模转换、直接数字频率合成专用芯片DDS等组成的偏波形处理的系统构架。
此构架对FPGA的门数要求相对高一些。
3. 以单片机控制、FPGA可编程器件处理为核心模块偏功能实现的系统构架。
此构架对FPGA的门数要求相对低一些。
4. 以硬件实现为主单片机控制兼有的偏功能实现的系统构架。
如集成运放参数测定仪。
5. 以单片机、调制芯片、采样电路、频率合成DDS电路、FPGA系统、发射承受模块中的几个局部组成的偏通信传输的系统构架。
如单工无线呼叫系统。
三单元设计即设计系统各个功能模块的具体设计方案。
一般有三种类型分为基于硬件的数字子系统的设计、模拟子系统的设计、单片机子系统的设计。
1. 基于硬件的数字子系统的设计设计在开发软件平台上Ma*plus 进展。
设计完毕编译通过就利用开发平台上的Ma*plus 进展仿真然后烧录下载到芯片中。
目前PLD开发软件设计数字子系统的方法有原理图输人法和语言输入法。
这里需要特别提到的是VHDL或Verilog等高级硬件描述语言的使用。
所以建议参加电子设计竞赛的学生应认真学习熟练掌握VHDL或Verilog以便在设计过程中能很好地运用。
一般我们用VHDL或Verilog设计控制器和*些较特殊的模块而一般的模块仍然采用原理图输人方式尽量利用前人的成果并最终用原理图输入法完成顶层设计。
这种安排比拟直观便于调试和检查是一种较好的方法。
关键是使用者是否能较熟练地掌挥这些器件及其开发软件的使用因为这些开发软件的使用通常需要一段熟悉的过程如在相当生疏的情况下使用它们则此法有可能成为完成设计工作的瓶颈。
2. 模拟子系统的设计我们一般做的工作有设计功能电路、仿真电路、绘制PCB板图。
我们用的软件是Protel99se。
有余力的同学可以学习Multism 2001进展电路的仿真。
答复protel99se方面的问题。
.docin. 3、单片机子系统的设计我们主要用的是凌阳单片机进展其软件的设计可以参照凌阳单片机参考书实现控制液晶、点阵数码管、数码管、步进电机、键盘、外部存储器等等。
具体参看图书馆电子图书数据库。
四组装调试1. 设计系统的物理外观尽量美观、位置合理。
2. 仔细组装电路防止手直接接触芯片管脚结实固定PCB 板防止震动引起系统工作不正常。
3. 调试要仔细仔细检查电路后在通电源防止因电源反接烧毁电路。
4. 系统调试通过后如有充裕是需通电是系统工作至少半个小时以上。
5. 确保计算机处于正常工作状态无病毒做好设计软件程序的备份工作以防误删或感染病毒。
6. 防止意外事情造成设计硬件的损坏。
比方饮用水流入设计好的电路板中。
五撰写设计论文具体参照全国大学生电子设计竞赛获奖作品选集02 8649b 附录参考书目.振荡电路实用设计手册TN710.2-62/7743.新型集成器件实用电路TN4 4750a.一次集成电路适用手册TN4-62/4750.锁相环电路设计与应用TN911.8/3426.实用电子电路设计与调试TN702/7444.通用电子电路应用400例TN710/2144.实用电源电路设计TN710/3233.电源集成电路手册TN86-62/4426.实用电子电路精选TN710/474410.运算放大器应用技巧100例TN722.7/455011.无线发射与承受电路系统TN839/448212.VHDL数字电路设计与应用实践教程TN79/105213.控制专用集成电路及应用TN4/072514 集成电路应用500例TN4/6001.振荡电路实用设计手册TN710.2-62/7743.新型集成器件实用电路TN4 4750a.一次集成电路适用手册TN4-62/4750.锁相环电路设计与应用TN911.8/3426.实用电子电路设计与调试TN702/7444.通用电子电路应用400例TN710/2144.实用电源电路设计TN710/3233.电源集成电路手册TN86-62/4426.实用电子电路精选TN710/474410.运算放大器应用技巧100例TN722.7/455011.无线发射与承受电路系统TN839/448212.VHDL数字电路设计与应用实践教程TN79/105213.控制专用集成电路及应用TN4/072514 集成电路应用500例TN4/6001。