(本科)(E题)简易频率特性测试仪 2013瑞撒杯全国大学生电子设计竞赛试题

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历届全国大学生电子设计竞赛题目汇编—PLD(共9页)

第(Di)三届〔1997年(Nian)〕全国大学生电子设计(Ji)竞赛标题问题简易(Yi)数字频率计一、任(Ren)务：设计并制作一台数字显示的简易频率计。

二、要求1．底子要求〔1〕频率测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%〔2〕周期测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%〔3〕脉冲宽度测量a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μsb．测量误差≤1%〔4〕显示器，十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒持续可调，对上述三种测量功能别离用不同颜色的发光二极管指示。

〔5〕具有自校功能，时标信号频率为1MHz。

〔6〕自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。

2．阐扬局部〔1〕扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz〔信号幅度0.5V～5V〕，测量误差降低为0.01%〔最大闸门时间≤10s〕。

〔2〕测量并显示周期脉冲信号〔幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz〕的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1% 。

〔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办法。

第(Di)五届〔2001年(Nian)〕全国大学生电子设计竞(Jing)赛标题问题A题波(Bo)形发生器一、任(Ren)务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能发生正弦波、方波、三角波和由用户编纂的特定形状波形。

示意图如下：二、要求1．底子要求〔1〕具有发生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。

〔2〕用键盘输入编纂生成上述三种波形〔同周期〕的线性组合波形，以及由基涉及其谐波〔5次以下〕线性组合的波形。

〔3〕具有波形存储功能。

〔4〕输出波形的频率范围为100Hz～20kHz〔非正弦波频率按10次谐波计算〕；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。

2013年全国大学生电子设计竞赛A题报告

目录
1 系统方案论证 ...................................................... 1 1.1 控制方法的方案选择 .......................................... 1 1.2 AC-DC 主回路拓扑的方案选择 .................................. 1 1.3 控制方法方案的论证与选择 .................................... 2
开始计时，当电流输入端口中断响应时计时器停止，测得计时时长经过相应的运算处理得到功率因数值，并显示在液晶显示屏上。 3.2.2 程序流程图
1、主程序流程图
6
外部中断信号输入单片机检测中断信号外部中断０响应计时开始
外部中断１响应计时结束
如果计时达到１０次，输出结果
7
4 测试方案与测试结果
方案二：采用恒频脉宽调制控制器 TL494，这个芯片可推挽或单端输出，工作频率为 1--300KHz，输出电压可达 40V,内有 5V 的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达 200mA，驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。
方案一：串联开关电路形式。开关管 V1 受占空比为 D 的 PWM 波的控制，交替导通或截止，再经 L 和 C 滤波器在负载 R 上得到稳定直流输出电压 Uo。该电路属于降压型电路，达不到题目要求的 30--36V 的输出电压。（见图 1）
图1
1
图2
图3 方案二：并联开关电路形式。并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，能达到题目要求，且输出电压 Uo 呈现连续平滑的特性。（见图 2）方案三：串并联开关电路形式。实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压，电路控制复杂。（见图 3）综上所述，选择方案二。 1.3 控制方法方案的论证与选择方案一：采用单片机产生 PWM 波,控制开关的导通与截止。根据 A/D 后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。负载电流在康铜丝上的取样经 A/D 后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护。该方案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，输出电压稳定性不好，若想实现自动恢复，实现起来比较复杂。方案二：采用恒频脉宽调制控制器 TL494，这个芯片可推挽或单端输出，工作频率为 1--300KHz，输出电压可达 40V,内有 5V 的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达 200mA，驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。鉴于上面分析，选用方案二。

历届(94-05)全国电子设计大赛题目

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题目一实用低频功率放大器题目二实用信号源的设计和制作题目三简易无线电遥控系统题目四简易电阻、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题调幅广播收音机第四届（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电压控制LC振荡器（A题）宽带放大器（B题）低频数字式相位测量仪（C题）简易逻辑分析仪（D题）简易智能电动车（E题）液体点滴速度监控装置（F题）第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛试题正弦信号发生器（A题）集成运放参数测试仪（B题）简易频谱分析仪（C题）单工无线呼叫系统（D题）悬挂运动控制系统（E题）数控直流电流源（F题）三相正弦波变频电源（G题）简易数控直流电源（94年）直流稳定电源（97年）数控直流电流源（05年）实用低频功率放大器（95年）测量放大器（99年）题高效率音频功率放大器（01年）宽带放大器（03年）集成运放参数测试仪（05年）实用信号源的设计和制作（99年）波形发生器（01年）正弦信号发生器（05年）简易无线电遥控系统（95年）调幅广播收音机（97年）短波调频接收机（99年）调频收音机（01年）电压控制LC振荡器（03年）单工无线呼叫系统（05年）频率特性测试仪（99年）低频数字式相位测量仪（03年）简易频谱分析仪（05年）自动往返电动小汽车（01年）简易智能电动车（03年）悬挂运动控制系统（05年）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。

2013年全国大学生电子设计大赛(L题)杨

2013年全国大学生电子设计大赛(L题)杨摘要本设计为直流稳压电源及漏电保护装置，系统主要由MSP430-149单片机、升压电路、直流稳压电路、LCD显示电路及漏电保护装置四部分组成。

电路系统设计中以硬件电路为主体，实现了整机系统设计，达到设计任务书要求。

在电路中以电感升压后提供给稳压电路，使输出电压稳定为5V、电流恒定为1A；通过取样电阻对输出电压、电流采样后送入单片机进行A/D转换与计算，将输出功率在1062液晶进行实时显示输出功率；通过取样电阻的来比较电压，使关断元件继电器动作，从而达到漏电保护的目的。

本直流稳压电源及漏电保护装置具有电路结构简单、稳定度好、指标精度高等优点。

关键词：升压；稳压；MSP430单片机；继电器目录1系统方案 (1)1.1直流稳压电源方案论证与选择 (1)1.2升压电路方案论证与选择 (2)1.3电流取样及放大电路方案论证与选择 (4)1.4显示模块方案论证与选择 (5)1.5漏电保护装置实现方案论证与选择 (5)1.6 单片机系统方案论证与选择 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1直流稳压电源电路分析及设计 (6)2.2 漏电保护装置电路分析及设计 (8)2.3电路与程序设计 (9)3程序的设计 (13)3.1程序功能描述与设计思路 (13)3.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (14)4.3 测试方法及结论 (15)总结 (16)附录：总电路原理图 (18)1系统方案设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图所示。

图中RL为负载电阻、R为漏电电流调整电阻、A为漏电流显示电流表、S为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮图1 直流稳压电源及漏电保护装置根据设计任务的要求，按图1所示系统结构，直流稳压电源及漏电保护装置主要由直流稳压电源、漏电保护装置、单片机系统控制及显示电路等几部分组成，为突出设计思路，这里分模块、分单元进行方案设计论述。

2013全国大学生电子设计竞赛L题

此处贴密封纸，然后掀起并折向报告背面，最后用胶水在后面粘牢。

2013年全国大学生电子设计竞赛直流稳压电源及漏电保护装置（L题）中山市技师学院参赛队员：林家俊叶伟智郭建华2013年9月7日摘要摘要：这个直流稳压电源以一个通用的MOS三极管为核心，一个资源丰富、低功耗的16位瑞萨MCU（微控制器）是系统的主控制芯片。

电压调节电路由一个基准电压芯片TL1431和一个可调电阻构成。

当装置工作时，MCU通过自带的AD转换器对本装置的电压、电流和功率进行监控、测试和采样。

如果漏电它还启动漏电保护装置，保护操作者和仪器本身。

瑞萨MCU的输入输出功能都很强大、应用灵活，编程界面友好。

经测试，这个装置能达到题目指定的所有的基本的和扩展的要求。

关键词：稳压电源、MOS管、瑞萨16位MCU、漏电保护Abstract:This constant voltage power supply uses a general MOS transistor as the core, and a 16-bit Renesas MCU(Micro Control Unit), which is rich in resources and low in power consumption, works as the main control chip in the system. The voltage regulating circuit is composed by a voltage reference chip, TL1431, and a variable resistor. When the device works, the MCU monitors, tests and samples the voltage, current and power of the device, using its internal AD convertor. In the case of leakage it would set the leakage protection device, which can protect the operator and the device itself. The 16-bit Renesas MCU has powerful functions in both input and output. Its application is very flexible and the programming interface is friendly. After testing, this device can achieve all the basic requirements and the expansion requirements which assigned by the topic.Keyword: voltage power 、Mos、 16-Bit Renesas MCU、 leakage Protection目录绪论 (1)1系统方案 (1)1.1DC/DC的论证与选择 (2)1.2 漏电流保护装置的论证与选择 (4)1.3 电流采样电路芯片的论证与选择 (5)1.4 MOS管辅助电源电路的论证与选择 (7)1.5 控制系统的论证与选择 (9)2系统理论分析与计算 (10)2.1 直流稳压电源的分析 (10) (10)2.2 稳压电源的计算 (11) (11)2.3 直流漏电流传感器的计算 (12) (12)3电路与程序设计 (12)3.1电路的设计 (12)3.1.1系统总体框图 (12)3.1.2 控制器子系统框图与电路原理图 (13)3.1.3 直流稳压电源子系统框图与电路原理图 (13)3.1.4 漏电流保护装置子系统框图与电路原理图 (14)3.2程序的设计 (15)3.2.1程序功能描述与设计思路 (15)3.2.2程序流程图 (16)4测试方案与测试结果 (17)4.1测试方案 (17)4.2 测试条件与仪器 (18)4.2.1测试环境 (18)4.2.2测试仪器 (18)4.3 测试结果及分析 (18)4.3.1测试结果(数据) (18)4.3.2测试分析与结论 (19)附录1：电路原理图 (20)附录2：源程序 (23)直流稳压电源及漏电保护装置（L题）【高职组】绪论问题的提出随着功率电子技术的发展，电源在各个领域得到了广泛的应用。

全国大学生电子竞赛题目答案7

全国大学生电子竞赛题目答案一、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题调幅广播收音机*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（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题调幅广播收音机*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。

2013年E题简易频率特性测试仪获奖报告(国一).

简易频率特性测试仪（E题）摘要本系统是基于零中频正交解调原理的简易频率特性测试仪，用于检测被测网络的幅频特性和相频特性。

该系统主要包括DDS集成模块，RLC串联谐振电路，乘法器电路，低通滤波器，同相放大器和测量显示模块，其中RLC串联谐振电路作为被测网络。

本系统以DDS集成模块为核心，将其产生的正交扫频信号通过被测网络后，经乘法器得到高频信号；这两个信号经过低通滤波、同相放大后得到符合要求的I、Q直流分量；最后通过单片机进行ADC采样、数据处理和液晶显示，得到被测网络的幅频特性和相频特性。

本系统在算法上的创新之处是，在测量之初，采用短接被测网络即内测校准的方法减小了系统误差。

经最终测试，本系统能很好地完成被测网络的频率特性测试。

1 系统方案1.1 方案比较与选择1.1.1扫频信号源方案一：采用锁相环间接频率合成方案。

锁相环频率合成在一定程度上解决了既要求频率稳定精确、又要求频率在较大范围可调的矛盾。

但输出频率易受可变频率范围的影响，输出频率相对较窄，不能满足题目1MHz-40MHz的高频要求。

方案二：采用直接数字频率合成（DDS）方案。

DDS技术具有输出频率相对较宽，频率转换时间短，频率分辨率高，全数字化结构便于集成，以及相关波形参数（频率、相位、幅度）均可实现程控的优点。

采用集成芯片AD9854或FPGA可实现题目对扫频信号源的要求。

因此选用方案二。

1.1.2控制平台方案一：采用FPGA或CPLD进行控制。

利用FPGA可以方便地实现DDS信号源，但在液晶屏上显示幅频特性曲线和相频特性曲线较为困难，且FPGA成本较高。

方案二：采用C8051F020单片机进行控制。

C8051F020与8051兼容，速度可达25MIPS；它内部有两路ADC，速度分别为100ksps（12位）和500ksps（8位）；它具有4352字节内部数据RAM，64K字节的FLASH存储器，支持在线编程。

若选用C8051F020作为扫频仪的控制单元，用其实现产生扫频信号、进行数据采集、处理以及波形显示的功能，能够满足题目要求，且其性价比高。

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题综合测评注意事项（1）综合测评于2013年9月16日8：00正式开始，9月16日15：00结束。

（2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。

（3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。

（4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存，交赛区保管。

波形发生器使用题目指定的综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。

给出设计方案、详细电路图和现场自测数据波形（一律手写、3个同学签字、注明综合测试板编号），与综合测试板一同上交。

设计制作要求如下：1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆。

2、四种波形的频率关系为1：1：1：3（3次谐波）：脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8kHz—10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波Ⅱ输出频率范围为24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为9V；脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。

频率误差不大于10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

脉冲波占空比可调整。

3、电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给。

不得使用额外电源。

4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测试端子。

5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于检查。

注意：不能外加555和324芯片，不能使用除综合测试板上的芯片以外的其他任何器件或芯片。

说明：1、综合测评应在模数实验室进行，实验室应能提供常规仪器仪表、常用工具和电阻、电容、电位器等。

2、综合测评电路板检查后发给参赛队，原则上不允许参赛队更换电路板。

3、若综合测评电路板上已焊好的324和555芯片被损坏，允许提供新的324和555芯片，自行焊接，但要记录并酌情扣分；4、提供324和555芯片使用说明书。

2013年全国大学生电子设计竞赛 C题

2013年全国大学生电子设计竞赛简易旋转倒立摆及控制装置（C 题）【本科组】2013年9月4日简易旋转倒立摆及控制装置摘要：本作品采用了TI公司MSP430 单片机作为控制器，实现了简易旋转倒立控制系统。

本作品选择两相四线步进电机作为旋转倒立摆的驱动装置，通过精密导电塑料角位移传感器获取摆杆的角度，实现对摆杆E运动状态的检测，以此角位移传感器的测量值作为反馈量，通过PID算法控制步进电机的运动方向和单位时间内运动的步数，实现对摆杆E角度的控制以及倒立摆的起摆和倒立平衡。

本作品可以实现对E摆杆运动状态的检测、倒立摆、起摆以及倒立摆的倒立平衡控制，具有起摆速度快、倒立摆平衡状态稳定、抗干扰能力强等特点。

关键字：旋转倒立摆步进电机 PID算法Abstract:This paper describes a control based on TI's MSP430 microcontroller simple rotary inverted control system. The system uses the West An Jiusheng 57HS56 08 type two-phase four-wire stepper motor as the power source of the system. In WDS35D4 precision conductive plastic angular displacement sensor as the only sensor to realize the system E pendulum motion detection, and so the sensor feedback value as the amount of feedback through software algorithm to determine E pendulum motion by changing the stepper motor the steering and speed to control the state of motion of the pendulum E. Test results had showed that: the system can realize the E pendulum motion detection and control. And the system also has a simple structure, enabling strong, control and stability advantages.Keywords:Rotating balance handstand tepper motor angular displacement一：系统方案1.1 系统结构：本系统主要由以下几部分构成，包括：MSP430单片机、液晶显示模块、矩阵键盘模块、角位移传感器、步进电机驱动模块以及步进电机。

全国大学生电子设计竞赛试题

全国大学生电子设计竞赛试题题目1 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对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至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至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一路输入自制1V至5V直流电压，第2至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），第八路备用。

将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，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。

显示部分能同时显示地址和相应的数据。

2．发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）题目2 简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机2．无线电接收机电路如图二、要求1．基本要求①工作频率：6至10MHz中任选取一种频率。

②调制方式：AM、FM或FSK任选一种。

③输出功率：不大于20MW（在标准75Ω假负载上）。

④遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。

⑤接收机距离发射机不小于10m。

2．发挥部分① 8路设备中的一路设备为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级，并用数码管显示级数。

②在一定发射功率下，（不大于20MW），尽量增大接收距离。

③增加信道的抗干扰措施。

④尽量降低电源功耗。

注：不能采用现成的收、发信号整机。

题目3 数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。

20132013年全国大学生电子设计大赛

D、射频宽带放大器
一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。二、要求 1．基本要求（1）电压增益Av ≥20dB，输入电压有效值Ui ≤20mV。Av在0～ 20dB范围内可调。（2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。（3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。（4）放大器的输入阻抗 = 50，输出阻抗 = 50 。
三.说明 1.必须使用普通的单面覆铜板。 a.不得更换其它高电阻率的材料。 b.不得对铜箔表面进行改变电阻率的特殊镀层处理。 c.覆铜板表面的刻度自行绘制。 d.测试时以该刻度为准。 e.考虑到绘制刻度的油墨可能是绝缘的，此处不要求表笔接触刻度线条时也能具有正确感应能力。 2.覆铜板到电路的连接应满足以下条件 a.只有铜箔四角可连接到电路，除此之外不应有其它连接点（表笔触点除外）。 b.不得使用摄像头、磁感应等额外传感装置。 3.表笔可选用一般的散装万用表表笔。 4.电源供电必须为单12V供电，系统功耗以电流表显示为准。
F、简易红外光通信
要求设计并制作一个红外光通信装置。用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，接收的声音应无明显失真。增加一路数字信道，实时传输发射端环境温度，并能在接收端显示。语音信号和数字信号能同时传输。设计并制作一个红外光通信中继转发节点，以改变通信方向90°，延长通信距离2 m，尽量减小中继转发节点供电电流。
表笔
15x10cm覆铜板 B (12x8cm) A (6x4cm)
X刻度
LCD
电流表
电路
12V电源
Y刻度
二.要求基本要求： 1.指示功能: 表笔接触铜箔表面时电路接触应能给出明确指示。 10分 2.坐标定位功能: 覆铜板表面自行绘制纵横坐标以及 6x4cm（高精度区A）和12x8cm（一般精度区B）两个虚线框。显示表笔接触覆铜板的触点坐标值。坐标值以预先绘制在铜箔表面的刻度为准。(共40分) 能显示左右位置; 10分能显示四象限; 10分能进行必要的坐标变换,显示坐标值;(可用列表法进行坐标变换) 10分坐标精度达10mm; (误差大于10％扣5分,大于20％不给分) 10分扩展部分： 1.进一步提高坐标精度: 精量每提高2mm给5分,范围为区域A。(误差大于20 ％不给计分) 10分

2013年全国大学生电子设计竞赛(C题)

2013年全国大学生电子设计竞赛简易旋转倒立摆及控制装置（C题）2013年9月7日摘要旋转倒立摆是一个非线性、强耦合、多变量和自然不稳定系统。

通过它能有效地反映控制过程中诸如镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等多种关键问题，是检验各种控制理论的理想模型。

对倒立摆的研究不仅具有深远的理论意义，而且在航天科技和机器人学领域中也有现实指导性意义。

本作品是基于STC89C52单片机作为核心控制器，以L298N作为驱动电路芯片，利用直流电机PWM调速原理，控制旋转臂的转速，从而控制摆杆的频率和振幅，当二者共振时就实现了摆杆在某一固定角度往复运动，能够实现倒立摆的基本功能。

利用加速度传感器获取摆杆的状态，实现摆杆在固定角度摆动，最终实现在竖直方向倒立，即小范围内摆动而不倒下。

关键词：旋转倒立摆，STC89C52，PWM调速，共振目录1系统方案------------------------------------------------ 1 1.1 设计要求 ------------------------------------------1 1.1.1 任务----------------------------------------1 1.1.2 要求----------------------------------------2 1.1.3 说明----------------------------------------2 1.2 总体设计方案---------------------------------------3 1.2.1 设计思路-------------------------------------3 1.2.2 方案论证与比较-------------------------------5 2单元硬件电路设计-----------------------------------------6 2.1 单片机控制系统设计---------------------------------7 2.1.1 STC89C52最小系统-----------------------------6 2.1.2 AD采集模块电路设计---------------------------6 2.1.3 显示模块电路设计-----------------------------7 2.2 加速度传感器的应用---------------------------------7 2.2.1 MMA7361L原理及应用---------------------------7 2.3 电机驱动模块---------------------------------------7 2.3.1 L298N驱动电路设计----------------------------8 3程序结构与设计-------------------------------------------8 3.1 程序流程图-----------------------------------------9 3.1.1 主程序流程图及算法分析-----------------------9 3.1.2 显示程序设计--------------------------------10 4系统测试------------------------------------------------11 4.1 实验摆角测试-------------------------------------114.2 实验结果分析-----------------------------------11 5参考文献----------------------------------------------12 附录1 总程序附录2 电路原理图简易旋转倒立摆及控制装置（C题）【XX组】1系统方案本系统主要由电机驱动模块、显示模块、加速度传感器模块，下面详细介绍各模块的选择与特点。

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪E题优秀论文

1 ；0 =2 f 0 （其中 f 0 0 C
已知，为中心频率 20 Hz ）电路中的 LC 容易选择从而达到中心频率 20 Hz 的时候起振，但是对于 Q 值的理论计算应为 Q=
0 L 1 1 L 由于 R 取值为 0；Q 值应为；理论上没有办法 = =
低通滤波器的论证与选择
1 ;查表知，归一化后的 R=1；C=L=1.4142；由于理论的信号输出的是 R C S 3RCS+1
2 2 2
方案一：采用巴特沃斯二阶无源低通滤波器，该低通滤波器的传递函数为
直流量，而无源滤波器是在频率较高的时候选用才具有一定的优势的。故不考虑此方案。方案二：由于理论的信号输出的是直流量，因此选用简单的 RC 低通滤波器，即可达到滤波的作用，低通滤波器电路如下图 1-4 所示：
图1-3晶体管混频电路图晶体管混频电路具有增益高，噪声低，设计简单的优点，但是混频失真大，本振严重泄漏，因此采用该电路不是很好。方案二：如果采用集成的乘法器芯片，那么对于宽带精密模拟乘法器 MPY634 具有宽频带、高精度、四象限模拟乘法器，带宽 10MHz，在四象限范围内精度可达±0.5%，能够完成混频、倍频、调制、解调等各种电路的设计，但是由于题目的信号源频率范围为 1MHz 40MHz，而两路频率范围为 1MHz 40MHz 的倍频之后得到 2MHz 80MHz 的高频信号和直流分量。很明显，当混频后的频率大于 10MHz 时，MPY634 已经无法胜任了。因此使用乘法器 MPY634 去设计该混频电路是不可取的。方案三：采用 ADI 公司的 AD835 乘法器，AD835 是个完备的 4 象限电压输出模拟放大器，有用输出为 250Mhz 的 3db 带宽（小信号上升时间为 1ns）。满量程（−1 V 至+1 V）上升至下降时间为 2.5 ns，0.1%建立时间通常为 20 ns,很明显，乘法器 MPY634 无法完成的工作， AD835 完全可以解决， AD835 具有的优势还不止这些，对于混频电路的设计也十分简单，只要尽量保证外围电路少，不对它干扰即可。方案的对比：方案一混频失真大，本振严重泄漏，故不采取此方案；方案二无法满足混频后2MHz 80MHz 的输出，故不采取此方案；方案三比较可靠，各项指标都可以达到，综合考虑采用方案三。

全国大学生电子设计竞赛试题(1-8届)

全国大学生电子设计竞赛试题(1-8届)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。

全国一等奖全国大学生电子设计竞赛E题简易数字信传输性能分析仪李博修订稿

全国一等奖全国大学生电子设计竞赛E题简易数字信传输性能分析仪李博公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]简易数字信号传输性能分析仪（E题）国防科技大学作者：李博，李安冬，赵本东赛前辅导教师：×××文稿整理辅导教师：×××摘要：本系统提出基于双FPGA的简易数字信号传输性能分析仪。

利用前级FPGA产生程控数字信号和高频伪随机噪声，经过继电器切换带宽及增益可变的滤波器模拟的传输信道，和由π型衰减网络、AD603程控放大实现的AGC网络，最终送入后级FPGA提取同步时钟信号，并在TFT液晶屏上显示眼图。

整个系统经过严格测试，各项指标合格。

关键字：数字信号分析仪滤波器 FPGA TFT液晶屏眼图Abstract: The?system put forward a kind of simple digital signal transmission performance analyzer based ontwo-FPGAcombination. The pre-programmed digital?signal andhigh-frequencynoise are generated by the first FPGA. Going through the analog?transmission channel simulated bythe filter of Variable-gain?bandwidth, and the AGC network with π-type network and AD603 programmable Amplifier, the signal is send to another FPGA for synchronous clock extraction. Signaleye diagramare displayed onthe TFT-LCD?screen. The entiresystem had been through rigorous testing, and all the indicators are q u a l i f i e d.Keys: digital signal analyzer, filter, FPGA, TFT-LCD, Eye diagram.1系统方案本系统主要由数字信号和伪随机信号发生模块、低通滤波器模块、数字信号分析模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

2013全国大学生电子设计大赛A题单相AC-DC变换电路

（1）在输入交流电压 Us=24V、输出直流电流 Io=2A 条件下，使输出直流电压 Uo=36V±0.1V。（2）当 Us=24V，Io 在 0.2A～2.0A 范围内变化时，负载调整率 SI ≤ 0.5%。（3）当 Io=2A，Us 在 20V～30V 范围内变化时，电压调整率 SU ≤ 0.5%。（4）设计并制作功率因数测量电路，实现 AC-DC 变换电路输入侧功率因数的测量，测量误差绝对值不大于 0.03。（5）具有输出过流保护功能，动作电流为 2.5A±0.2A。
2013 年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）9月4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，也可以选择【本科组】题目。（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3人，开赛后不得中途更换队员。（5）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。（6）9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。
三、说明
1. 图 1 中的变压器由自耦变压器和隔离变压器构成。 P 2.题中交流参数均为有效值，AC-DC 电路效率 o 100% ，其中 Po U o I o ， Ps Ps U s Is 。 3. 本题定义：（1）负载调整率 SI
U o2 U o1 100% ，其中 Uo1 为 Io=0.2A 时的直流 U o1

2013年全国大学生电子设计竞赛E题：简易频率特性测试仪

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪（E题）【本科组】2013年9月7日简易频率特性测试仪摘要：本系统以STM32控制器为核心，采用DDS芯片AD9854产生稳定的正交信号源，通过正交调制的方式完成对被测网络的幅频和相频特性测量，能够实现对被测网络的点频和线性扫频测量，并采用彩色液晶进行数字化的图形显示。

测试结果表明，本设计能够实现在1M～40MHz频率范围内，对被测网络频率特性的测试，正确显示其中心频率和3dB带宽，并且能够任意设置扫频步进和扫频范围，实现频率的粗扫描和精细扫描，其幅度绝对优于0.5dB，相位精度优于5度。

关键字：正交调制、频率特性、DDS目录1方案论证 (1)1.1扫频信号源 (1)1.2特性曲线显示 (1)2理论分析与计算 (1)2.1系统原理 (1)2.2DDS参数设计 (2)2.3低通滤波器设计 (2)2.4ADC设计 (2)2.5被测网络设计 (2)2.6特性曲线显示 (3)3电路与程序设计 (3)3.1DDS电路设计 (3)3.2乘法器电路设计 (3)3.3滤波器设计 (4)3.4程序设计 (4)4测试方案与测试结果 (5)4.1测试仪器 (5)4.2测试方案 (5)4.2.1正交信号源的测试 (5)4.2.2发挥部分的测试 (5)4.3测试结果 (5)5总结 (6)参考文献 (6)一、方案论证1.1 扫频信号源题目要求采用零中频正交解调方案完成频率特性测试，需要在1M ～40MHz 频率范围内产生频率可调的正弦信号。

要求在整个频率范围内具有很好的平坦度、稳定度和正交性的扫频信号源的这些指标是整个扫频仪的关键。

方案一：采用可编程器件产生扫频信号利用可编程器件实现直接数字频率合成(DDS)，采用这种纯数字化的方法，产生信号的频率准确，频率分辨率高产生正交信号源，但需要外接DAC 和滤波电路，难以在题目要求的频带内做到完全正交。

方案二：采用专用的DDS 集成芯片专用的集成DDS 芯片具有外围器件很少，输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控的特点，根据题目要求选用AD 公司生产的一款DDS 芯片AD9854，它的最高时钟为300MHz ，具有相对带宽宽，转换时间极短、频率分辨率高、功耗低等优点。

2013年竞赛-简易频率特性测试仪(王志军)

A cos( 18k ) t
90 ͦ相移
A sin(18k ) t
低通
A cos(18k ) t
ADC
A cos t
被测网络
倍频
正交解调器
低通
ADC ADC
低通
作品情况

正交扫频信号；系统指标；人机交互
经验警示
20 lg A
0
f

90
0
90
f0
f
谢谢！
2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪
北京大学王志军
命题思路
信号源、测量及仪器仪表类专业面宽（电子信息、自动化、通信等）；基本知识点+拓展；模-数混合、CPU、FPGA等综合；设计、分析和实现能力；可操作性，实用性
பைடு நூலகம்
网络的频率特性
1999年题目
频率特性测试仪
题目难点
A cos t
放大低通驱动
低通
ADC
I
被测网络
A sin t
放大低通驱动低通
ADC
Q
1M~40MHz 两路信号幅度平衡、相位正交；每路信号幅度平坦；补偿、校准、曲线显示
其他方案
A cos t
B cos[(18k ) t ]
被测网络
低通
低通
ADC
幅频：100Hz~100kHz；相频：500Hz~10kHz；阻容双T被测网络；示波器显示曲线
2013年题目
简易频率特性测试仪
A cos t
低通
ADC
I
测量
正交扫频信号源被测网络显示