2020年电子产品设计及制作赛项竞赛样题
2020年全国大学生电子竞赛练习题精编版
1 正弦波功率输出装置一、任务设计并制作一个正弦波功率输出装置。
二、要求1、基本要求①输入为单相市电；②输出频率范围为20Hz～100Hz的交流电，输出电压有效值为36V，负载为阻性负载；③输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真；④当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.1～2A时，输出电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%；⑤具有过流保护(输出电流有效值大于3A时动作)，保护时自动切断输入交流电源。
2、发挥部分①当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%；②设计制作具有测量、显示该装置输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；③其它。
2 程控交流电压源1、基本要求（1）单、三相电压均可独立可调，每相输出电压30-150V程控连续可调，步进1V；（2）输出频率200-800Hz程控连续可调，步进1Hz；（3）每相输出功率不小于10W；（4）输出电压精度：±0.5V，输出频率精度：±1Hz；（5）波形失真度：<1%；（6）显示电压、频率精确到小数点后一位；（7）通讯方式自选。
2、发挥部分（1）三相交流程控电压源输出电压范围：5V-180V；（2）三相交流程控电压源每相输出功率：不小于20W；（3）三相交流程控电压源输出电压精度：±0.1V；（4）其它。
3 智能搬运小车一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。
图中，左边为停车区、货物存储区A 和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30 cm 处共放置3 片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。
二、要求1、基本要求（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A 存放，或在光源B 的引导下将白色铁片搬运到存储区B 存放（装载方式不限制）。
年全国大学生电子设计竞赛试题
2020 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2020 年8 月31 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，也能够选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《记录表》内容，填写好的《记录表》交赛场巡视员临时保留。
（3）参赛者必需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，开赛后不得半途改换队员。
（5）参赛队必需在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，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需迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）2020 年9 月3 日20:00 竞赛终止，上交设计报告、制作实物及《记录表》，由专人封存。
开关电源模块并联供电系统（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W 的8V DC/DC 模块组成的并联供电系统（见图1）。
图1 两个DC/DC 模块并联供电系统主电路示用意二、要求1.大体要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压U O=±。
（2）额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60% 。
（3）调整负载电阻，维持输出电压U O=±，使两个模块输出电流之和I O =且按I1:I2=1:1 模式自动分派电流，每一个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
（4）调整负载电阻，维持输出电压U O=±，使两个模块输出电流之和I O =且按I1:I2= 1:2 模式自动分派电流，每一个模块输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
2. 发挥部份（1）调整负载电阻，维持输出电压U O=±，使负载电流I O 在~之间转变时，两个模块的输出电流可在（~）范围内按指定的比例自动分派，每一个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于2%。
2020电子设计大赛赛题初级组b题-简易测距雷达
2020年第八届湖北工业大学电子设计竞赛初级组B题
（难度系数：1.00）
简易测距雷达
设计一个简易测距雷达，包含：显示模块、测距模块、按键模块等。
一、要求：
1、制作出完整的电路板，电路板布局、布线合理，焊点匀称、可靠。
（30 分）
2、电路板能下载程序，即板上单片机能正常烧写程序。
（10 分）
3、电路板能上电工作，可以证明单片机最小系统能运行起来，如让某个I/O 输
出1 个方波。
（10 分）
通过按键在以下模式之间切换
4、模式一：显示被测物体距离，测距范围要求在20-150cm之间，被测物体为
15cm*15cm*15cm的立方体，颜色、材质任意，测距相对误差不大于5%。
（14 分）
5、模式二：在30s内动态扫描出0-90度的范围内物品的距离，并且编号显示出
来，测距相对误差不大于5%。
（14分）
6、模式三：在30s内动态扫描出0-90度的范围内物品的水平角度，并且编号显
示出来，角度测量相对误差不大于10%，被测物体与雷达的距离为150cm。
（12分）
7、其它可以得分的优点。
（10 分）
二、评分：
各参赛队需在规定时间内提交实物作品参加测试，并提交设计报告，实物作
品测试100分，设计报告20分，作品原始成绩满分120分，每个队的最终得分
等于原始得分乘以题目的难度系数。
2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题(精)
2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题（精编）参赛注意事项（1）2020年8月5日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。
（2）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。
（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（4）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。
（5）2020年8月7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。
频率补偿电路（B题）【本科组】一、任务设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。
电路结构如图1所示。
图1 电路结构二、要求1. 基本要求(1) 按图1所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器。
在开关K接V s的条件下达到如下要求：①V s为200Hz、峰峰值为10V时，“模拟模块”输出V b没有明显失真。
②以200Hz为基准，V b的−3dB高频截止频率为4.5 kHz ± 0.5 kHz。
(2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：①频率为200Hz时的电压增益A(200Hz)=|V o/V s|=1± 0.05。
②以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)=|V o/V s|的−3dB高频截止频率扩展到大于50kHz。
③以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~35kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±20%以内。
(3)在达到基本要求(2)的第①、②项指标后，将开关K切换到接地端，输出V o的噪声均方根电压V n≤30 mV。
2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题(三)
范文2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题1/ 6(三)2020 年 15 省赛区大学生电子设计 TI 杯竞赛试题（三）参赛注意事项（1）2020 年 8 月 5 日 8:00 竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在 A、B、 C、D、E 题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在 F、G、H 题中任选一题，也可以选择其他题目。
（2）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。
（3）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。
（4）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。
（5）2020 年 8 月 7 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。
声音定位系统（D 题）【本科组】一、任务设计一套声音定位系统。
在一块不大于 1m2 的平板上贴一张500mm×350mm 的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。
系统结构示意图如图 1 所示。
图 1 声音定位系统结构示意图二、要求 1. 基本要求 (1) 设计制作一个声响模块，含信号产生电路、放大电路和微型扬声器等，每按键一次发声一次，声音信号的基波频率为 500Hz 左右，声音持续时间约为 1s。
要求声响模块采用 3V 以下电池供电，功耗不大于 200mW。
(2) 设计制作四路声音接收模块，由麦克风、放大电路等组成，并分别与信息处理模块相连接，以便将频率为 500Hz 左右的信号传送至信息处理模块。
(3) 设计制作一个信息处理模块，要求该模块能根据从声音接收模块传来的信号判断声响模块所在位置的 x、y 坐标，并以数字形式显示 x、y 坐标值，位置坐标值误差的绝对值不大于 30mm。
2020年TI杯大学生电子设计竞赛试题库(精品)
2020年TI 杯大学生电子设计竞赛试题库（精品）A 题：降压型直流开关稳压电源1．任务以TI 公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件，设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。
额定输入直流电压为U IN =16V 时，额定输出直流电压为U O =5V ，输出电流最大值为I Omax =3A 。
测试电路可参考图1。
U O R L降压直流稳压电源I OU IN－＋＋－R负载识别端口图1 电源测试连接图2．要求（1）额定输入电压下，输出电压偏差：|∆U O |=|5V −U O |≤100mV ； （10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：I O ≥3A ； （10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：U OPP ≤50mV(U IN =16V,I O =I Omax )；（1分）（4）I O从满载I Omax变到轻载0.2I Omax时，负载调整率：S i=|UO轻载UO满载−1|×100%≤5% (U IN=16V)；（10分）（5）U IN变化到17.6V和13.6V，电压调整率：S V=max (|U O17.6V−U O16V|,|U O16V−U O13.6V|)U O16V×100%≤0.5% (R L =U O16VI Omax)（10分）（6）效率η≥85%（U IN=16V，I O=I Omax）；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流I Oth=3.2±0.1A；（10分）（8）电源具有负载识别功能。
增加1个2端子端口，端口可外接电阻R(1kΩ-10kΩ)作为负载识别端口，参考图1。
电源根据通过测量端口识别电阻R的阻值，确定输出电压，U O=R1kΩ(V)；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载R L的重量≤0.2kg。
（15分）（10）设计报告（20分）项目主要内容满分方案论证比较与选择方案描述3理论分析与计算降低纹波的方法DC-DC变换方法稳压控制方法6电路与程序设计主回路与器件选择其它控制电路与控制程序(若有)6测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和规范性2总分203．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
2020年电子设计大赛精品版
2011年长春工业大学大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011年6月3日9:00竞赛正式开始。
（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5人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，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）2011年6月30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。
非匀速（随机）运动木棒长度计量装置（A ）一、任务设计并制作一个运动的棒体长度计量装置。
实现单个木棒长度、累计长度和木棒个数的计量、显示和语音播报。
其结构原理如下图所示。
二、要求1．基本要求（1）具有非匀速运动木棒单个长度、个数、累计长度的显示功能；（2）具有运动木棒单个长度、个数、累计长度的语音播报；（3）长度测量误差≤0.5cm 。
（4）具有运动木棒方向显示功能，A 端到B 端。
并能够换算成公制、英制等功能，如公木棒直线运动滑槽单片机键盘显示语音播报传感器A 端B 端制应有毫米、厘米、米转换等。
2．发挥部分（1）具有存储数据自动回放打印功能；（2）长度测量误差≤0.2cm；（3）具有木棒反方向运动从B端到A端的计量功能，实现相应长度、个数扣除；（4）具有随机长度（不规则断面）扣除功能。
（5）创新性。
三、评分标准项目满分基本要求设计报告。
要求有封面、方案论证、系统结构图、功能模块的电路设计、软件流程图；必要调试说明、作品实现的技术指标、元器件清单及价格表；电路原理图要用Protel软件绘制。
字数控制在10页之内。
50完成第（1）项20 完成第（2）项10 完成第（3）项10 完成第（4）项实际制作完成情况（包括工艺结构及经济性）10发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项10 完成第（3）项10 完成第（4）项10 完成第（5）项10总分150 四、说明1．棒体采用直径约3厘米的拖布杆制成，长度5～20cm。
2020年TI杯大学生电子设计竞赛试题库(精品)
2020年TI 杯大学生电子设计竞赛试题库（精品）A 题：降压型直流开关稳压电源1．任务以TI 公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件，设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。
额定输入直流电压为U IN =16V 时，额定输出直流电压为U O =5V ，输出电流最大值为I Omax =3A 。
测试电路可参考图1。
U O R L降压直流稳压电源I OU IN－＋＋－R负载识别端口图1 电源测试连接图2．要求（1）额定输入电压下，输出电压偏差：|∆U O |=|5V −U O |≤100mV ； （10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：I O ≥3A ； （10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：U OPP ≤50mV(U IN =16V,I O =I Omax )；（1分）（4）I O从满载I Omax变到轻载0.2I Omax时，负载调整率：S i=|UO轻载UO满载−1|×100%≤5% (U IN=16V)；（10分）（5）U IN变化到17.6V和13.6V，电压调整率：S V=max (|U O17.6V−U O16V|,|U O16V−U O13.6V|)U O16V×100%≤0.5% (R L =U O16VI Omax)（10分）（6）效率η≥85%（U IN=16V，I O=I Omax）；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流I Oth=3.2±0.1A；（10分）（8）电源具有负载识别功能。
增加1个2端子端口，端口可外接电阻R(1kΩ-10kΩ)作为负载识别端口，参考图1。
电源根据通过测量端口识别电阻R的阻值，确定输出电压，U O=R1kΩ(V)；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载R L的重量≤0.2kg。
（15分）（10）设计报告（20分）项目主要内容满分方案论证比较与选择方案描述3理论分析与计算降低纹波的方法DC-DC变换方法稳压控制方法6电路与程序设计主回路与器件选择其它控制电路与控制程序(若有)6测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和规范性2总分203．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
全国电子设计竞赛2020题目陕西省
全国电子设计竞赛2020题目陕西省一、填空题1、三相对称电压就就是三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相交流电压。
2、三相电源的相序有正序与反序之分。
3、三相电源相线与中性线之间的电压称为相电压。
4、三相电源相线与相线之间的电压称为线电压。
5、有中线的三相供电方式称为三相四线制。
6、无中线的三相供电方式称为三相三线制。
7、在三相四线制的照明电路中,相电压就是220 V,线电压就是380 V 。
(220、380)8、在三相四线制电源中, ,相位比相电压超前30o 。
9、三相四线制电源中,线电流与相电流相等。
10、三相对称负载三角形电路中,线电压与相电压相等。
11、三相对称负载三角形电路中,的相电流滞后30o 。
12、当三相负载越接近对称时,中性线电流就越接近为0 。
13、在三相对称负载三角形连接的电路中,线电压为220V,每相电阻均为110Ω,则相电流I P =___ __2A___,线电流I L 。
14、对称三相电路Y 形连接,若相电压为()οω60sin 220-=t u A V,则线电压=AB u ()ο-ω30t 380sin V 。
15、在对称三相电路中,已知电源线电压有效值为380V ,若负载作星形联接,负载相电压为__220V__;若负载作三角形联接,负载相电压为__380V__。
16、对称三相电路的有功功率ϕcos 3l l I U P =,其中φ角为相电压与相电流的夹角。
17、负载的连接方法有星形连接与三角形连接两种。
18、中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的相电压对称。
19.三相对称电动势的特点就是最大值相同、频率相同、相位上互差120°。
20.当三相对称负载的额定电压等于三相电源的线电压时,则应将负载接成三角形电工电子技术试题21、在生活中的照明用电电源的频率为50HZ,则这种电源的周期就是T=0、02s22、一个交流电压的频率为2MHz,则这个电压的周期就是T=7105-⨯s23、正弦交流电中,周期与频率之间满足的关系:周期于频率的乘积为124、有一正弦交流电的最大值为311v,则它的有效值约:u=220v25、一正弦交流电的角频率为100πrad,则期频率与周期就是:f=50Hz,T=0、02S26、有两个同频正弦交流电,她们的相位差为180度,则这两个正弦交流电之间的相位关系就是:相反27、在20 Ω电阻上加上有效值为50 V 的交流电压,则流过电阻的电流I =28、一个额定值为220 V,500 W 的电炉丝,接到的电源V 2sin 2220⎪⎪⎪⎪⎪+=πωt u 上,z 则流过电炉丝的电流的解析式?已知电源电压为29.电感中的电压与电流在相位上相差30.若f = 0、5 kHz 与C = 100 uF,则X C =二、多选择题1、在三相四线制供电线路中,三相负责越接近对称负载,中线上的电流________。
2020电子设计竞赛训练题目-数字钟
(1) 显示日期时，需要显示年月日和星期； (2) 万年历功能中，星期几可通过年月日计算出来，具体公式自行查找； (3) 24 时制中，23:59:59 下一时刻为 00:00:00；12 时制中，11:59:59(AM)下一 时刻为 12:00:00(PM)，12:59:59(PM)下一时刻为 01:00:00(PM)，11:59:59(PM)下 一时刻为 00:00:00(AM)；
训练验收题目
数字钟
一、任务
以 MSP4片机拓展板为实验平台，利用单片 机内部功能和拓展的外设，设计程序实现数字钟系统，并撰写实验报告。
二、要求
1．基本要求 (1) 利用定时器中断实现 1s 的定时功能，并驱动 LED 灯使其闪烁； (2) 完成基本的时钟功能，通过 OLED 屏显示当前时间，正确走时和进位； (3) 完成万年历功能，通过 OLED 屏显示是当前日期； (4) 可通过矩阵按键设置当前时间和日期； (5) 系统掉电，重新上电后的时间和日期与掉电前一样。
四、评分标准
设计 报告
基本 要求
发挥 要求
项目
系统方案 理论分析与计算 电路与程序设计
设计与论证、方案描述 定时器参数设计、矩阵按键分析、重 要函数描述 矩阵按键设计、程序设计
测试结果
设计报告结构及 规范性
测试方法、测试数据、测试结果分析 摘要、设计报告结构及正文、图表规 范性
小计
完成第(1)项
完成第(2)项
完成第(3)项
完成第(4)项
完成第(5)项
小计
完成第(1)项
完成第(2)项
完成第(3)项
完成第(4)项
小计
总分
分数 3 6 4 5 2 20 5 15 10 15 5 50 10 20 10 10 50 120
电子产品设计及制作项目竞赛样题
2012年山东省职业院校技能大赛高职组“电子产品设计及制作”项目竞赛样题题目：数控步进直流稳压电源的设计与制作一、局部电路设计按所附原理图分析电路工作原理，完成“电路设计区”的电路设计，标出元件编号和参数值，制作一台数控步进直流稳压电源。
二、原理图的绘制与PCB板的设计1.利用Protel99SE软件绘制全电路图，并按要求设计双面PCB电路板。
2.在自己建立的原理图元件库文件中添加需要的元件原理图封装。
3.在自己建立的元件封装库文件中，绘制器件封装。
三、电路焊接及产品组装要求电子产品的焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润，连线正确、美观。
引脚加工尺寸及成形符合工艺要求。
引线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。
四、产品装配要求元器件在顶面上安装，元器件摆放平整，高度合理、底面各管脚留有的长度不超过2.5mm，焊盘上的焊锡量要饱满，表面光亮，浸锡要充分，没有虚焊。
接插件、紧固件安装可靠牢固，电路板无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。
五、程序设计与调试1. 编制程序完成以下功能要求（1）通过“+”、“—”键步进调整输出电压，可调范围为0~+12V，步进幅度为0.5V。
（2）输出电压和电流值通过4为LED显示，显示精度分别为0.1V和0.01A。
通过“F1”键是吸纳电压/电流显示切换，开机默认显示电压，按“F1”转换为显示电流，再按“F1”转换为显示电压。
4位LED末位显示单位，电流显示“A”，电压显示“V”。
（3）过流保护与报警功能。
2．技术指标（1）交流输入电压范围：%V10220（2）输出电压范围：0~+12V（3）输出电流范围：0~1A（4）输出纹波电压：<10mV（输出电压为10V，输出电流为5000mA时测得）（5）过流保护动作电流：1.1A3. 完成电路组装与程序调试，使其达到规定的功能要求以及技术指标。
六、技术文件要求1．设计文件包括：原理说明（包括电路图、电路框图、电路参数）、程序流程图、印刷电路板图等。
电子产品设计与制作竞赛命题大纲“电子产品设计及制作”项目竞赛试题
A/D转换
D/A转换
中断与查询
定时器应用
系统程序调试
11(*)
电路原理图的绘制
建立规范的原理图器件封装
使用软件：
Protel99SE
根据已有的电路绘制原理图
根据功能要求设计原理图
建立网络表
将原理图粘贴到Word文档
12(*)
PCB板的设计（限单双面）
建立特殊封装
使用软件：
Protel99SE
器件布局
2009
“电子产品设计及制作”项目竞赛试题
命题大纲
序号
知识或技能单元
内容要点
备注
1(*)
基本元件的识别与检测
电阻、电容、电感
二极管、三极管、场效应管等
2
分立元件开关电路的分析与调试
二极管开关电路
三极管开关电路
3
整流与滤波电路
半波整流电路
全波整流电路
桥式整流电路
滤波电路的器件选择
4
三极管放大电路的分析与调试
根据网络表手动布线
合理利用自动布线功能
地线的铺设
电源去耦的考虑
大电流线的设计
13(*)
元件装配与焊接
分立元件的安装与焊接
贴片元件（0805封装）的手工焊接
直插封装集成电路的安装与拆卸
14(*)
测试仪器的操作与使用
万用表的使用
直流稳压电源的使用
示波器的使用
信号发生器的使用
15(*)
整机装配
面板安装
电路板的安装
正弦波—方波变换
8
数字逻辑电路的分析与调试
与、或、非基本门电路
编、译码电路
触发器电路
2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题(一)
范文2020年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题1/ 6(一)2020 年 15 省赛区大学生电子设计 TI 杯竞赛试题（一）参赛注意事项（1）2020 年 8 月 5 日 8:00 竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在 A、 B、C、D、E 题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在 F、 G、H 题中任选一题，也可以选择其他题目。
（2）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。
（3）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。
（4）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。
（5）2020 年 8 月 7 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。
简易直流电子负载（C 题）【本科组】一、任务设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。
其原理示意图如图 1 所示。
直流电子负载键盘控与制显器示恒流电路 + 功率器件电压电流检测 ? 被测电源设备图 1 直流电子负载原理示意图二、要求 1. 基本要求（1）恒流（CC）工作模式的电流设置范围为 100mA～ 1000mA ，设置分辨率为 10mA，设置精度为±1%。
还要求 CC 工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。
（2）在恒流（CC）工作模式下，当电子负载两端电压变化 10V 时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的 1％。
（3）具有过压保护功能，过压阈值电压为18V±0.2V。
2. 发挥部分（1）能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±（0.02%+0.02%FS ），分辨力为 1mV。
（2）能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±（0.1%+0.1%FS），分辨力为 1mA。
2020年全国大学生电子竞赛练习题精编版
1 正弦波功率输出装置一、任务设计并制作一个正弦波功率输出装置。
二、要求1、基本要求①输入为单相市电；②输出频率范围为20Hz～100Hz的交流电，输出电压有效值为36V，负载为阻性负载；③输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真；④当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.1～2A时，输出电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%；⑤具有过流保护(输出电流有效值大于3A时动作)，保护时自动切断输入交流电源。
2、发挥部分①当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%；②设计制作具有测量、显示该装置输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；③其它。
2 程控交流电压源1、基本要求（1）单、三相电压均可独立可调，每相输出电压30-150V程控连续可调，步进1V；（2）输出频率200-800Hz程控连续可调，步进1Hz；（3）每相输出功率不小于10W；（4）输出电压精度：±0.5V，输出频率精度：±1Hz；（5）波形失真度：<1%；（6）显示电压、频率精确到小数点后一位；（7）通讯方式自选。
2、发挥部分（1）三相交流程控电压源输出电压范围：5V-180V；（2）三相交流程控电压源每相输出功率：不小于20W；（3）三相交流程控电压源输出电压精度：±0.1V；（4）其它。
3 智能搬运小车一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。
图中，左边为停车区、货物存储区A 和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30 cm 处共放置3 片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。
二、要求1、基本要求（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A 存放，或在光源B 的引导下将白色铁片搬运到存储区B 存放（装载方式不限制）。
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理图、材料清单及焊接套件完成电路板焊接装配任务，装配工艺按照典型电子产品装接 工艺要求执行。各参赛队选手在裁判长宣布比赛后 30 分钟内完成下发元器件的核查，若 元器件缺损可以申请更换，超时申请元器件将按照每申请一个扣 1 分计入总成绩。圆度 测量仪信号调理电路焊接在 DCP-226-A（多功能万用板）上，选手自行设计 R10、R13 电阻值和 C5、C6 电容值的参数，使 J1 点输出频率为 4KHz~5KHz 的正弦波（以示波器 测试结果为准），R10、R13、C5、C6 参数的可选择范围仅限于组委会下发的材料袋中的 直插电阻和直插电容（严禁选手使用自带元件）。 圆度测量仪的装调：圆度测量仪的装调工作要求在如图 4 所示意的同规格机箱中完成。 安装套件包括机箱、前面板、后面板、安装底板、DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）、DCP-218-A（H 桥 PWM 输出直流减速电机驱动 板）、DCP-208-A（串口 A/D 转换电路板）、DCP-226-A（焊接在多功能万用板上的信号调 理电路）以及必需的电气附件。
盘后可以对位移传感器进行标定。通过键盘上的“A”、“B”键来切换设置大盘校准和小
盘校准电压，通过在设置对象前增加“◆”号来表示当前的设置对象（按下“A”键，“◆”
号上移；按下“B”键，“◆”号下移）。将装置上的被测圆安装上大盘，当前电压显示
大盘对应的信号调理电路输出电压，按 D 键将当前电压值标定至大盘校准电压；然后将
圆法和最小二乘圆法四种方法，其中最小二乘圆法也叫平均圆法，当被测圆上各测点或误差 曲线上的点至某圆圆心的距离平方和为最小时，该圆即为最小二乘圆，各测量点到该圆心的 最大距离和最小距离之差即为该被测圆的圆度误差。在本赛项中假设直流减速电机的轴心即 为同心圆的圆心位置。
圆度测量仪被测圆的半径测量采用电感式位移传感器，电感式位移传感器的结构示意图 如图 2 所示：
二、 功能与技术要求
1.系统原理说明 本赛项圆度测量仪的测试装置如下图 1 所示： 被测圆
位移传感器
图 1 圆度测量仪测试装置
在本测试装置中，被测圆安装在直流减速电机上，由直流减速电机带动产生旋转运动， 电感式位移传感器测量用于测量被测圆的实际半径。测试装置上的接线端子 1、2 接原边（激 励线圈），3、4 和 5、6 分别接副边 1、副边 2（两个次级线圈）；接线端子 M+、M-为直流电
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三、提交方式
提交的文件刻录在组委会下发的光盘上递交。各队完成的全部文件存放在“2020DS××” （2 位数字，竞赛队工位号，在参赛队报到后通过抽签获得）文件夹中。提交的电子文件采 用统一命名规则（类型名＋工位号），不得以其他名称命名电子文件。因保密要求，提交的任 何文件中不得出现学校名称及设计者姓名；电子文件名称不符合命名规则，体现学校信息的， 总成绩以零分计算。示例：工位号为“02”的参赛队，建立的文件夹名称为“2020DS 02”，印制 板图文件的文件名为“印制板图 02”，扩展名为默认。
图 8 装置面板及按键定义图
通过圆度测量仪前面板的按键（图 8 中的按键对应于 DCP-400-A 模块中的相应按键）设 置相关参数，可以实现圆度测量仪的参数设定和圆度测量功能。 系统上电后，核心板上蜂鸣器鸣叫一声，时长 3 秒，然后显示欢迎界面，如图 9 所示。
界面底部“请按 D 键进入菜单”每隔 1 秒闪烁一次。按下面板上的“D”号键，进入系 统菜单。
参赛队需确认成功提交竞赛要求的文件，监考人员在监考记录单中情况记录栏做记录，
并与参赛队一起签字确认。
提交的文件清单如下：
序号 1
文件夹名称 PCB 设计文件
保存的文件 生成的 BOM 表（PDF 格式）、PCB 图（Altium 格式）
四、评分标准
序号 评分项目
安全操作规范 1
(10%)
电子设计工艺 2
圆度测量仪的后面板需安装 220V 交流电源插座（用于整机供电），以及与圆度测试器的 连接插座。后面板的布置如图 6 所示：
图 6 后面板示意图
（3）软件编程和调试 通过面板上键盘实现圆度测量仪系统的设置、校验和执行功能，各界面之间关系如图 7 所示，面板上键盘功能定义如图 8 所示。
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图 7 界面关系图
分值
3 2 3 2 10 10 12 6 12 8 10 6 16
超过规定时间补领元器件（每个）
1
更换或使用原厂 DCP-400-A（STM32F103 核心
5
扣分项
板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板） 10
（限 1 次）
更换或使用原厂信号调理电路板（限 1 次）
图 13 手动测量示意图
图 14 自动测量示意图
图 15 数据回看功能界面示意图
本赛题包含印刷线路板设计、圆度测量仪的装调和圆度测量仪软件编写，参赛队在设计 及制作时根据参赛队自身情况，合理安排分工，完成各项任务。
在参赛队自己焊接的 DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）不能正常工作时，可以采用参赛队自带的成品训练板代替，但根据竞赛规程将扣 10 分。参赛队自己焊接的信号调理电路（焊接在 DCP-226-A 多功能万用板上）不能正常工作时， 可以采用组委会提供的成品板代替，但根据竞赛规程将扣 10 分。
参赛队员需自行完成圆度测量仪机箱内的布局设计和装调工作。 圆 度 测 量 仪 的 前 面 板 需 安 装 DCP-400-A （ STM32F103 核 心 板 ） 或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）和电源开关。前面板的布置如图 5 所示：
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圆度测量仪
图 5 前面板示意图
要求参赛队完成以下功能： （1）印刷线路板绘制 根据赛项下发电子文档的 PCB 文件夹中给定的圆度测量仪主板原理图，完成紫色框中
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参数设计区中 R15、R17 电阻值和 C6、C7 电容值的参数设计，使原理图完整。在赛 项给定的 PCB 外形尺寸（如图 3 所示）进行印制电路板的设计； 线路板约束规则要求：采用双层板，最小间距 6mil，最小线宽 8mil，过孔最小孔径 15mil， 过孔最小直径 30mil，敷铜最小间距 12mil； 绘制完成后要求生成以下文件： 完成整个工程后，输出 BOM 表，保存为 PDF 格式。 完成整个工程后，输出 PCB 文件。 各参赛队在设计 PCB 时，不得改变给定的 PCB 文件板面尺寸大小、已给定的安装固 定孔的位置。
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图 9 欢迎界面
图 10 系统菜单示意图
系统菜单如图 10 所示，包含：1、参数设定；2、圆度测量，通过面板矩阵键盘上相应的
数字键选择进入对应的子功能界面。
参数设定子功能界面如图 11 所示，包含大盘校准、小盘校准。圆度测量仪配有两个标准
直径的圆盘，直径分别为 95mm（小盘）和 105mm（大盘），在被测圆位置安装上标准圆
装置上的被测圆更换为小盘，当前电压显示小盘对应的信号调理电路输出电压，按 D 键
将当前电压值标定至小盘校准电压；校准完成后按“#”号键返回上一级菜单。 圆度测量子功能界面如图 12 所示，包含手动测量、自动测量及数据回看。通过面板矩阵
键盘上相应的数字键选择进入对应的子功能界面, 按“#”号键返回上一级菜单。。
(20%)
电子装接工艺 3
(30%)
任务与功能验证 4
(40%)
评分细则
安全用电 环境清洁 操作规范 团队合作与职业岗位要求 绘制印刷线路板符合赛卷强制性功能要求 绘制印刷线路板符合设计工艺要求 印刷线路板焊接工艺 电子产品作品安装工艺 电子产品作品接线工艺 电子产品作品的硬件调试与测量 传感器应用 电机驱动与运动控制 控制程序编程
的电压值，并根据电压值实时显示被测盘片的半径。测量工作完成后，按“*”号键返回
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上一级菜单。 自动测量功能界面如图 14 所示，将装置上的被测圆安装为不规则盘片，手动输入测量角
度范围，角度起始点以进入圆度自动测量界面时被测圆接触点的位置为零位。按“D”键启 动直流减速电机，直流电机转动到输入的测量角度后自动停止转动。在直流电机转动过 程中，每转动 3 度，实时显示一次传感器测量的电压值和实时转动角度值，并根据电压 值实时显示被测盘片的半径。将被测盘片的半径测量数据记录在单片机的内存中，用于 数据回看（仅存储本次测量数据）。测量工作完成后，按“*”号键返回上一级菜单。 数据回看功能界面如图 15 所示，将存储的被测盘片的半径测量数据以图形方式显示转动 角度和半径的关系，半径的零位以被测圆的名义半径 50mm 为零位，当实际测量半径大 于 50mm 时，测量值显示在坐标上方；当实际测量半径小于 50mm 时，测量值显示为坐 标下方。图形显示完成后蜂鸣器以 1Hz 的频率鸣叫三声，系统自动返回主界面。
图 4 机箱参考图形
DCP-208-A（A/D 转换板）、DCP-218-A（H 桥 PWM 输出直流减速电机驱动板）采用参 赛队自带的成品线路板。
DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）、DCP-226-A （焊接在多功能万用板上的信号调理电路）由参赛队采用散件焊接调试。
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机的输入端；VCC、GND、A、B 是电机测速模块接线端。 圆度是衡量实际圆对理想圆变动量的一项指标，其公差带是以公差值 t 为半径差的两同
心圆之间的区域。圆度公差属于形状公差，圆度误差值不大于相应的公差值，则认为合格。 在实际测量中，两同心圆圆心位置的确定有最小包容区域法、最小外接圆法、最大内切
图 3 圆度测量仪主板 PCB 尺寸布局示意图
（2）硬件焊接组装和调试 电 路 板 装 调 ： 根 据 提 供 的 DCP-400-A （ STM32F103 核 心 板 ） 或 DCP-300-A