2016---TI杯大学生电子设计竞赛题目
2016年TI杯大学生电子设计竞赛
2016年全国大学生电子设计竞赛脉冲信号参数测量仪（E题）【本科组】参赛学校：山东工商学院参赛队员：陈阳李新太张慧丽参赛编号：028E212016年7月28日1 / 13摘要由于现在时代的快速发展，越来越多的科技品用在日常生活中，满足了我们的需求，方便了我们的生产。
所以本文论述了脉冲信号参数测量仪的设计思路和过程.本设计是基于单片机STM mini 32的信号发生器及各种芯片和各个程序来设计和实现。
信号发生器基于芯片LM 311，TLV3501及外围电路设计的通过控制定时器中的捕获和分频电路可以改变频率。
对于占空比，是通过两个定时器，一个测频率周期，另一个测输入捕获。
对于幅度测量，只需求出峰值电路即可。
对于上升时间的测量，通过高速比较器来获得，最后我们用芯片AD9850又制作了一个矩形脉冲信号发生器。
本实验在误差允许的范围内具有可行性。
关键字：STM mini 32、LM311、TLV3501 ，AD9850。
AbstractThis article discusses the measuring instrument of pulse signal parameters designed idea and process. This design is based on single chip microcomputer STM mini 32 signal generator and frequency and amplitude measurement instrument design and implementation. Signal generator bases on chips and peripheral circuit design by controlling the timer in the capture and frequency division circuit can change the frequency. For duty ratio, it is through the two timers, a frequency measurement period, input capture another test. Circuit for amplitude measurement, which only needs a peak. For measuring rise time, getting through the high-speed comparator.Keywords: STM mini 32、LM311、TLV3501 ，AD9850。
TI杯 山东电子设计大赛试题汇总
低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。
图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。
自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。
（2）三位半数字显示，最大读数1999。
（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。
（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。
（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。
（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。
（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。
2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。
（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。
（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。
（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。
2、单片机建议采用MPS430单片机。
四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。
二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。
（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。
2016TI杯省级电子设计竞赛A题lm5117省一等
2016TI杯省级电子设计竞赛A 题lm5117省一等2016年TI杯大学生电子设计竞赛A题：降压型直流开关稳压电源【本科组】2016年7月27日星期三摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。
本系统是以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而成的一个降压型直流开关稳压电源。
该系统能实现16V到5V直流电压的转换，输出电流范围是0~，且电源有识别负载的功能。
本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，体积小，重量轻，输出纹波小等优点。
关键词：LM5117；CSD18532KCS；稳压电源；负载识别。
一、方案论证本系统主要由DC-DC变换电路模块、控制模块、过电流保护模块、负载识别模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1电源变换电路方案论证通过分析题目任务与要求，将输入16V的直流电转换为稳定的5V直流电源，即实现直流-直流电压的变换。
方案一：间接直流变流电路：直流经过逆变电路之后成为交流再经变压器后整流滤波得到所要求的直流电源。
该方案可以实现输入与输出的隔离，适用于输入电压与输出电压之比远小于或大于1 的情况，但由于采用多次变换，电路中的损耗大，效率低，而且结构较为复杂。
方案二：直接直流变流电路，Buck变换器：也称降压式变换器。
电路图如图1-1所示。
开关的通断受外部PWM信号控制，输出电压与输入电压的关系为E,通过改变占空比可以相应实现输出电压的变化，该电路采用直接直流变流的方式实现降压，电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。
综合比较，我们选择方案二。
1.2稳压控制方法的方案选择方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止。
TI杯大学生电子设计竞赛G题
2016年TI杯大学生电子设计竞赛G题：简易电子秤摘要根据本题目要求，自行设计应变片与铁质悬臂梁结构，使用仪表放大器电路实现对应变片的电阻变化信号进行差分信号放大，本作品使用STM32单片机作为中心控制单元，通过内部AD进行采集质量信息，配以3.2寸触摸电阻屏控制，以及WT588D作为扩展的语音播报，实现相关功能。
本电子称不但计量准确、快速方便，除了实现自动称重、计价功能、精度高外，还可实现去皮、自动计算，数字显示，语音播报，显示实时温度等。
关键字：电子秤；STM32；应变片；仪表放大器；电阻触摸屏；WT588D。
G题：简易电子秤一、系统方案本系统主要由单片机控制模块、屏幕显示模块、仪表放大模块、放大器模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1、控制器选用单片机比较方案一：采用51系列单片机传统的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STM32F103系列单片机STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
STM32集成外设有较为强大的功能，可扩展性强。
通过比较，我们选择方案二，采用STM32F103系列单片机为主控处理器。
2、显示方案选择方案一：采用LCD1602作为显示屏LCD1602是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
使用与学习方便，但是可扩展能力弱。
方案二：采用3.2寸彩色电阻式触摸屏彩色显示，320*480分辨率，有较高的扩展性，可以用它实现键盘，显示等多种功能，功能强大，可自制UI进行使用。
综合以上两种方案，选择方案二，采用3.2寸彩色电阻式触摸屏作为显示方案。
3、仪表放大器的论证与选择方案一：使用3片op07制作仪表放大器电路Op07是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题
宽带放大器（A 题）、任务设计制作一个5V 单电源供电的宽带低噪声放大器，输出为50Ω阻性负载。
、要求1．基本要求（1）限定采用高速运算放大器OPA820ID 作为第一级放大电路，THS3091D 作为末级放大电路，利用DC-DC 变换器TPS61087DRC 为末级放大电路供电；（2）放大器电压增益≧40dB（100 倍），并尽量减小带内波动；（3）在最大增益下，放大器下限截止频率不高于20Hz，上限截止频率不低于5MHz ；（4）在输出负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。
2．发挥部分（1）在达到40dB 电压增益的基础上，提高放大器上限截止频率，使之不低于10MHz ；（2）尽可能降低放大器的输出噪声；（3）放大器输入为正弦波时，可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值，输出电压（峰峰值）测量范围为0.5～10V，测量相对误差小于5%；（4）其他。
三、评分标准完成第（3）项18完成第（4）项10小计50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项20完成第（3）项10完成第（4）项10小计50总分130点光源跟踪系统（B 题）一、任务设计并制作一个能够检测并指示点光源位置的光源跟踪系统，系统示意图如图1 所示。
光源B 使用单只1W 白光LED ，固定在一支架上。
LED 的电流能够在150～350mA 的范围内调节。
初始状态下光源中心线与支架间的夹角θ约为60o，光源距地面高约100cm，支架可以用手动方式沿着以A 为圆心、半径r 约173cm 的圆周在不大于±45o的范围内移动，也可以沿直线LM 移动。
在光源后3 cm 距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于60cm 暗色纸板。
光源跟踪系统A 放置在地面，通过使用光敏器件检测光照强度判断光源的位置，并以激光笔指示光源的位置。
图1、要求1．基本要求光源跟踪系统示意图（1）光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源；（2）将激光笔光点调偏离点光源中心30cm 时，激光笔能够尽快指向点光源；（3）在激光笔基本对准光源时，以A 为圆心，将光源支架沿着圆周缓慢（10~15 秒内）平稳移动20o（约60cm），激光笔能够连续跟踪指向LED 点光源；2．发挥部分（1）在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着直线LM 平稳缓慢（15 秒内）移动60cm，激光笔能够连续跟踪指向光源。
TI杯电子设计大赛C题金属循迹小车
2016年T I杯大学生电子设计大赛自动循迹小车（C题）【本科组】摘要：该系统以STM32F103VET6和89C52单片机为控制核心，采用了比赛指定的LDC1000电感传感器来探测铁丝和硬币，通过单片机产生的PWM和LM298模块控制电机，通过光耦传感器测量小车轮胎转动圈速，并应用LCD1602显示模块，以LM2596S为核心的电源电路为系统供电，从而实现了电动小车循迹、检测到硬币后蜂鸣器发出声响和实时显示小车行驶的距离和运行时间等功能。
整个系统的电路结构简单明了，可靠性能高，多次实验测试结果满足基本要求和大部分发挥部分的要求。
关键词：STM32F103VET6 89C52 LDC1000 智能小车一、方案论证1.方案选择1.1电机驱动方案的选择方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车进行调整，此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。
方案二：采用专用L298N作为电机驱动。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动，它相应频率高，一块L298N可以分别控制两个直流电机。
用该模块驱动电机，操作方便，稳定性好，性能优良。
因此决定采用方案二。
1.2电机的选择方案一：采用步进电机，步进电机具有快速启动和停止能力，其转换灵敏度比较高，正转、反转控制灵活。
但是步进电机的价格比较昂贵，且该实验对小车速度等没有特殊要求，因而，不选取该方案。
方案二：采用普通的直流电机。
直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便。
调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。
可以满足实验要求。
因此选择方案二1.4探测线圈的选择方案一：使用TI公司生产的LDC1000模块自带的PCB线圈，其优点是布线精致，感应灵敏，但其探测范围小，对小车探测载体的机械结构要求较高。
方案二；使用自制线圈，其优点是检测范围大，但其精度不够高，且绕制难度较高。
TI杯大学生电子设计竞赛
TI 杯大学生电子设计竞赛无线运动传感器节点设计（A 题）1.任务基于TI 模拟前端芯片ADS1292 和温度传感器LMT70 设计制作无线运动传感器节点，节点采用电池供电，要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。
2.要求（1）基于ADS1292 模拟前端芯片设计心电检测电路，完成使用者的心电信号实时测量，要求：（30 分）①实时采集和记录使用者的心电信号，实现动态心电图的测试与显示；②分析计算使用者的心率，心率测量相对误差不大于5%。
（2）基于LMT70 温度传感器测量使用者体表温度，要求：（20 分）①实时采集和记录使用者的体表温度，温度采样率不低于10 次/分钟；②体表温度测量误差绝对值不大于2℃。
（3）基于加速度计等传感器检测使用者运动信息，实现运动步数和运动距离的统计分析，要求：（20 分）①运动距离记录相对误差不大于10%；②运动步数记录相对误差不大于5%。
（4）无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温度和运动信息，并在服务器（手机）端实时显示动态心电图、体表温度和运动信息，要求传输时延不大于1 秒。
（25 分）（5）其他。
（5 分）（6）设计报告。
（20 分）3.说明（1）作品进行心电信号测试时，可以通过直接输入心电信号模拟器进行校准，在确认作品达到题目要求的测量精度后，再对具体的使用者进行心电信号测试。
目前市面上有多种心电信号模拟器产品，各赛区可以自行选择心电信号模拟器作为标准信号，对作品进行测试。
（2）作品设计中进行体表温度测量的温度传感器LMT70，需要使用引线连接并裸露在外，便于测试。
在进行测试校验和实测时，可以通过使用标准体温计来测量使用者掌心温度，与本作品测量使用者掌心温度来进行比对。
（3）本作品测量的使用者运动信息，可以通过使用者在标定5 米长的直线上来回运动进行测试，统计运动步数和运动距离。
（4）本作品的无线运动传感器节点需要实现无线上网、上传节点传感数据到服务器中，然后在服务器中实现数据管理和数据显示。
安徽2016年大学生电子设计竞赛试题
安徽2016年⼤学⽣电⼦设计竞赛试题安徽2016年⼤学⽣电⼦设计竞赛试题A直流稳压电源⼀、任务设计并制作直流稳压电源，输⼊电压范围为DC6V～18V，输出电压为DC12V。
⼆、具体指标与分值（理论设计满分100分）任务要求分值基本部分输⼊电压变化范围6V～18V，输出电压保持为12V，最⼤输出电流I O max：2A10输⼊电压U IN从6V～18V变化时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）10电流I O从0～2A变化时，负载调整率SI≤5%（U IN=12V）10输出噪声纹波电压峰-峰值U OPP≤0.5V（U IN=6V～18V,U O=12V,I O=2A）10 DC-DC变换器的效率≥75%（U O=12V,I O=2A）10发挥部分U IN在3V输⼊时，输出电压保持为12V10 U IN从6V～18V变化时，电压调整率SU≤0.5%（I O=2A）10电流I O从0～2A变化时，负载调整率SI≤1%（U IN=12V）10 DC-DC变换器的效率≥85%（UO=12V,IO=2A）10具有过流保护功能，动作电流I=2.5±0.2A10三、说明1.设计要给出元器件具体型号、参数等细节，给出完整电路图；2.电路结构、器件类型不限，但DC-DC变换器不允许使⽤成品模块；3.电路中采⽤的集成芯⽚供电均由输⼊电压提供，不得采⽤其它辅助电源；4.设计要考虑系统制作成本，电路越简单越好。
B消防应急照明灯设计⼀、任务设计⼀台⽤于楼道消防等应急照明灯电路。
要求具有⾃动电池管理功能（由交流220V供电，有电时⾃动充满电备⽤）；停电时⾃动启动照明灯（照明灯由5个1W的LED灯珠构成），要保证持续照明时间⼤于1⼩时；电池耗完前10分钟左右有声⾳警告。
⼆、具体指标与分值（理论设计满分100分）任务要求分值基本部分完成蓄电池选型及充放电控制电路设计30完成5*1⽡LED灯珠驱动电路部分设计20实现电池电量不⾜时的声⾳警告功能20发挥部分具有蓄电池剩余电量检测、显⽰功能20其它（具有电池⾃动定期维护管理功能等）10三、说明1.设计要给出元器件具体型号、参数等细节，给出完整电路图；2.电路结构、器件类型不限；3.带单⽚机的系统要给出程序流程图；4.设计要考虑系统的制作成本，电路越简单越好。
2016TI杯大学生电子设计竞赛题目
2016年TI杯大学生电子设计竞赛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时，额定输出直流电压为，输出电流最大值为。
测试电路可参考图1。
LR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：；（10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：；（10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：；（10分）（4）从满载变到轻载时，负载调整率：；（10分）（5）变化到17.6V和13.6V，电压调整率：（10分）（6）效率；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流；（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，；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载的重量。
（15分）（10）设计报告（20分）3．说明（1） 该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
（2） 稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由端口供电，不得增加其他辅助电源。
（3） 要求电源输出电压精确稳定，或，作品不参与测试。
2016年TI 杯大学生电子设计竞赛题B 题：物品分拣搬送装置1．任务在一个以木条（截面不大于3cm×4cm，木质本色）围成的100cm×150cm 的A 区域内，散落着边长均为4cm 的正方体。
设计一自动物体搬运系统，能够快速将这些正方体移至指定区域。
A 区域的颜色为白色，B 区域为黑色，C 区域为红色。
2．要求（1）在A区域内任意放置了12只黑色正方体，以最快的速度将这些正方体移送到B 区域，完成时间不得超过180秒；（24分）（2）将A区域的12只黑色正方体以最快的速度移送到红色C区域；完成时间不得超过180秒；（26分）（3）A区域12只正方体中有桔黄色与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色正方体移送到红色C区域；（20分）（4）将A区域中的正方体改为乒乓球，仍然有桔黄与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色乒乓球移送到红色C区域；（25分）（5）其他。
2016---TI杯大学生电子设计竞赛题目
2016年TI杯大学生电子设计竞赛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时，额定输出直流电压为，输出电流最大值为。
测试电路可参考图1。
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：；（10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：；（10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：；（10分）（4）从满载变到轻载时，负载调整率：；（10分）（5）变化到17.6V和13.6V，电压调整率：（10分）（6）效率；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流；（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，；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载的重量。
（15分）（10分）3．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
（2）稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由端口供电，不得增加其他辅助电源。
（3）要求电源输出电压精确稳定，或，作品不参与测试。
2016年TI杯大学生电子设计竞赛题B题：物品分拣搬送装置1．任务在一个以木条（截面不大于3cm×4cm，木质本色）围成的100cm×150cm的A区域内，散落着边长均为4cm的正方体。
设计一自动物体搬运系统，能够快速将这些正方体移至指定区域。
A区域的颜色为白色，B区域为黑色，C区域为红色。
2．要求（1）在A区域内任意放置了12只黑色正方体，以最快的速度将这些正方体移送到B 区域，完成时间不得超过180秒；（24分）（2）将A区域的12只黑色正方体以最快的速度移送到红色C区域；完成时间不得超过180秒；（26分）（3）A区域12只正方体中有桔黄色与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色正方体移送到红色C区域；（20分）（4）将A区域中的正方体改为乒乓球，仍然有桔黄与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色乒乓球移送到红色C区域；（25分）（5）其他。
2016年天津市TI杯大学生电子设计竞赛
2016年天津市TI杯大学生电子设计竞赛D题：单相正弦波变频电源1．任务设计并制作一个单相正弦波变频电源，其原理框图如图1所示。
变压器输入电压U1=220V，变频电源输出交流电压UO 为36V，额定负载电流IO为2A，负载为电阻性负载。
图1 单相正弦波变频电源原理框图2．要求（1）输出频率范围为20Hz~100Hz，UO=36±0.1V的单相正弦波交流电。
（15分）（2）输出频率fO=50±0.5Hz，电流IO=2±0.1A时，使输出电压UO=36±0.1V。
（10分）（3）负载电流IO在0.2～2A范围变化时，负载调整率SI≤0.5%。
（15分）（4）负载电流IO=2A，U1在198V～242V范围变化时，电压调整率SU≤0.5%。
（15分）（5）具有过流保护，动作电流IO(th)=2.5±0.1A，保护时自动切断输入交流电源。
（10分）（6）IO=2A，UO=36V时，输出正弦波电压的THD≤2%。
（15分）（7）IO=2A，UO=36V时，变频电源的效率达到90%。
（15分）（8）其他。
（5分）（9）设计报告（20分）3．说明（1）变频电源系统（包括辅助电源）供电仅由变压器输出U2提供。
（2）题中交流参数均为有效值。
SI=UOI2-UOI1⨯100%UOI1（3）本题定义：负载调整率，其中UOI1为IO=0.2A 时的输出电压；UOI2为IO=2.0A 时的输出电压。
SU=UOU2-UOU1⨯100%UOU1（4）本题定义：电压调整率，UOU1为U1=198V时的输出电压；UOU2为U1=242V时的输出电压。
（5）辅助电源可购买电源模块（亦可自制），作为作品的组成部分，测试时，不再另行提供稳压电源。
（6）效率测量时，可采用功率分析仪或电参数测量仪测量，损耗应包括辅助电源损耗，效率η=POP2，P O为变频电源输出功率，P2为变压器输出功率。
2016年TI杯江苏省大学生电子设计竞赛题C-自动循迹小车
2016年TI杯大学生电子设计竞赛C题：自动循迹小车1．任务设计制作一个自动循迹小车。
小车采用一片TI公司LDC1314或LDC1000电感数字转换器作为循迹传感器，在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进。
跑道的标识为一根直径0.6~0.9mm的细铁丝，按照图1的示意尺寸，用透明胶带将其贴在跑道上。
图中所有圆弧的半径均为为20cm±2cm。
图1 跑道示意图2．要求（1）在图1小车所在的直线区任意指定一起点（终点），小车依据跑道上设置的铁丝标识，自动绕跑道跑完一圈。
时间不得超过10分钟。
小车运行时必须保持轨迹铁丝位于小车垂直投影之下。
如有越出，每次扣2分。
（40分）（2）实时显示小车行驶的距离和运行时间。
（10分）（3）在任意直线段铁丝上放置4个直径约19mm的镀镍钢芯硬币（第五套人民币的1角硬币），硬币边缘紧贴铁丝，如图1所示。
小车路过硬币时能够发现并发出声音提示。
（20分）（4）尽量减少小车绕跑道跑完一圈运行时间。
（25分）（5）其他。
（ 5分）（6）设计报告（20分）3．说明（1）自动循迹小车允许用玩具车改装。
小车用自带电池供电运行，不能使用外接电源。
小车的尺寸为其在地面的投影不超过A4纸大小。
小车自动运行后，不得有任何人工干预小车运动的行为，如遥控等。
（2）电感传感器除了使用TI公司配发的LDC1314芯片外，也可使用LDC1000芯片或模块，数量也仅限一只。
不得使用任何其他类型的传感器用于循迹。
（3）跑道除指定的铁丝外，不得另外增加任何标记。
跑道附近不应有其他额外金属物体。
2016年四川省TI杯大学生电子设计竞赛题A-降压型直流开关稳压电源V3
A-1
（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，������O = 1k Ω (V)；（10 分） （9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载������L 的重量≤ 0.2kg。（15 分） （10）设计报告（20 分） 项目 方案论证 主要内容 满分 3 6 6 3 2 20 比较与选择 方案描述 降低纹波的方法 理论分析与计算 DC-DC变换方法 稳压控制方法 主回路与器件选择 电路与程序设计 其它控制电路与控制程序(若有) 测试方案及测试条件 测试方案与 测试结果及其完整性 测试结果 测试结果分析 设计报告结构 摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和 及规范性 规范性 总分
A-2
× 100% ≤ 0.5% (������L =
������O16V ) ������Omax （10 分）
（6）效率η≥85%（������IN = 16V，������O = ������Omax ）；（15 分） （7）具有过流保护功能，动作电流������Oth = 3.2 ± 0.1A；（10 分）
R
3．说明
（1） 该开关稳压电源不得采用成品模块制作。 （2） 稳压电源若含其它控制、 测量电路都只能由������IN 端口供电， 不得增加其他辅助电源。 （3） 要求电源输出电压精确稳定， ∆������O > 240������������ 或������OPP > 240������������ ， 作品不参与测试。
������O 轻载 ������O 满载
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最新年天津市TI杯大学生电子设计竞赛题目汇总
2016年TI杯大学生电子设计竞赛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。
LR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)；（10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(V)；（10分）压，U O=R1kΩ（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）分）（103．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
（2）稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由U IN端口供电，不得增加其他辅助电源。
（3）要求电源输出电压精确稳定，|∆U O|>240mV或U OPP>240mV，作品不参与测试。
2016年电子设计竞赛题目
A 一种简易显示装置一、任务设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示。
图1 线阵LED图文显示装置示意图二、要求1. 基本要求（1）制作一个由16只LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。
（2）开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。
（3）以离按键最远的一个LED编号为16，离按键最近的一个LED编号为1，能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示（由大到小）和奇数序号同心圆逆序（由小到大）显示。
每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。
（4）通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60秒。
2. 发挥部分（1）通过按键切换，调整到汉字显示模式，要能显示尽可能多的汉字（2）其它，可显示一些动态的图案三、说明（1）显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。
为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LED在不同位置点亮与旋转速度匹配；注意每圈旋转时图像显示的起始位置一致；同时注意旋转速度适当，满足人眼视觉暂留的要求。
（2）不得使用LED显示成品和专用芯片来实现系统。
（3）线阵LED、电机及电机驱动只能共用一路供电电源，即线阵LED不单独供电。
四、评分标准B 方波合成与分解一、设计任务设计制作一个方波合成、分解电路，具体来说：首先把频率为f1基波、频率为f2的一次谐波、频率为f3的三次谐波合成为一个方波（参考电路示意如图1所示），接着把合成得到的方波通过三个带通滤波器进行分解，最后分解得到基波f1’、一次谐波f2’、三次谐波f3’。
图1. 信号合成参考电路二、设计要求1．基本要求(1) 频率分别为f1、f2、f3的正弦波由信号发生器产生，信号发生器不需要自制，具体频率值自选，KHz级别即可；(2) 方波合成采用加法器实现，要预留加法器输出引脚，便于示波器观察信号；(3) 方波分解采用模拟带通滤波器实现，要预留滤波器输出引脚，便于示波器观察信号；(4) 使用液晶屏显示合成的方波f_out、分解后的谐波f1’、f2’、f3’；2．发挥部分(1) 采用数字带通滤波器实现方波分解(2) 采用彩色触摸屏显示和操作c.简易声音频谱分析仪一、设计任务设计并制作音频频谱分析及显示电路。
2016TI杯省级电子设计竞赛A题lm5117省一等
2016年TI杯大学生电子设计竞赛A题：降压型直流开关稳压电源【本科组】2016年7月27日星期三摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用,人们对其需求量日益增长,并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。
本系统是以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而成的一个降压型直流开关稳压电源。
该系统能实现16V到5V直流电压的转换，输出电流范围是0~3A，且电源有识别负载的功能。
本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，体积小，重量轻，输出纹波小等优点。
关键词：LM5117；CSD18532KCS；稳压电源；负载识别。
一、方案论证本系统主要由DC-DC变换电路模块、控制模块、过电流保护模块、负载识别模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1电源变换电路方案论证通过分析题目任务与要求，将输入16V的直流电转换为稳定的5V直流电源，即实现直流-直流电压的变换。
方案一：间接直流变流电路：直流经过逆变电路之后成为交流再经变压器后整流滤波得到所要求的直流电源。
该方案可以实现输入与输出的隔离，适用于输入电压与输出电压之比远小于或大于1 的情况，但由于采用多次变换，电路中的损耗大，效率低，而且结构较为复杂。
方案二：直接直流变流电路，Buck变换器：也称降压式变换器。
电路图如图1-1∗E,所示。
开关的通断受外部PWM信号控制，输出电压与输入电压的关系为Uo=TonT通过改变占空比可以相应实现输出电压的变化，该电路采用直接直流变流的方式实现降压，电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。
综合比较，我们选择方案二。
1.2稳压控制方法的方案选择方案一：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。
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2016年TI杯大学生电子设计竞赛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时，额定输出直流电压为，输出电流最大值为。
测试电路可参考图1。
LR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：；（10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：；（10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：；（10分）（4）从满载变到轻载时，负载调整率：；（10分）（5）变化到17.6V和13.6V，电压调整率：（10分）（6）效率；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流；（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，；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载的重量。
（15分）（10）设计报告（20分）3．说明（1） 该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
（2） 稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由端口供电，不得增加其他辅助电源。
（3） 要求电源输出电压精确稳定，或，作品不参与测试。
2016年TI 杯大学生电子设计竞赛题B 题：物品分拣搬送装置1．任务在一个以木条（截面不大于3cm×4cm，木质本色）围成的100cm×150cm 的A 区域内，散落着边长均为4cm 的正方体。
设计一自动物体搬运系统，能够快速将这些正方体移至指定区域。
A 区域的颜色为白色，B 区域为黑色，C 区域为红色。
2．要求（1） 在A 区域内任意放置了12只黑色正方体，以最快的速度将这些正方体移送到B区域，完成时间不得超过180秒；（24分）（2）将A区域的12只黑色正方体以最快的速度移送到红色C区域；完成时间不得超过180秒；（26分）（3）A区域12只正方体中有桔黄色与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色正方体移送到红色C区域；（20分）（4）将A区域中的正方体改为乒乓球，仍然有桔黄与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色乒乓球移送到红色C区域；（25分）（5）其他。
（5分）（6）设计报告（20分）3.说明（1）A、B、C各区域地面及围栏的高度都是3cm，A与B之间无间隔，C与A之间的边界木条有一个长度为20cm的缺口；（2）搬运物品过程中不得人为干预（如遥控等）；（3）开始搬运物品前，不得设置搬运物体的数量；运动机构需从右上方指定位置D 处开始启动；（4）正方体可采用木质PVC、泡沫或其他轻质非金属材料，不得含磁性物质，重量不超过40克；（5）不限制移送物品执行机构的形式及搬运方式；执行机构可以进入A、B、C各区域；（6）在要求（3）及（4）中，误搬黑色物体或乒乓球到C区扣分；（7）B、C区域的颜色如下：红色（R=255、G=0、B=0），黑色（R=0、G=0、B=0）；（8）乒乓球采用彩色乒乓球中桔黄色和黑色（或比赛用标准桔黄及用黑色喷涂的乒乓球）；正方体的颜色尽量接近乒乓球的颜色，。
（9）测试时，场地和被搬运物自备。
2016年TI杯大学生电子设计竞赛D题：单相正弦波变频电源1．任务设计并制作一个单相正弦波变频电源，其原理框图如图1所示。
变压器输入电压U=220V，变频电源输出交流电压U O为36V，额定负载电流I O为2A，负载为电阻性负载。
1图1 单相正弦波变频电源原理框图2．要求（1）输出频率范围为20Hz~100Hz，U O=36±0.1V的单相正弦波交流电。
（15分）（2）输出频率f O=50±0.5Hz，电流I O=2±0.1A时，使输出电压U O=36±0.1V。
（10分）（3）负载电流I O在0.2～2A范围变化时，负载调整率S I≤0.5%。
（15分）（4）负载电流I O=2A，U1在198V～242V范围变化时，电压调整率S U≤0.5%。
（15分）（5）具有过流保护，动作电流I O(th)=2.5±0.1A，保护时自动切断输入交流电源。
（1 0分）（6）I O=2A，U O=36V时，输出正弦波电压的THD≤2%。
（15分）（7）I O=2A，U O=36V时，变频电源的效率达到90%。
（15分）（8）其他。
（5分）（9）设计报告（20分）3．说明（1）变频电源系统（包括辅助电源）供电仅由变压器输出U2提供。
（2）题中交流参数均为有效值。
（3）本题定义：负载调整率OI2OI1IOI1100%U USU-=⨯，其中U OI1为I O=0.2A 时的输出电压；U OI2为I O=2.0A 时的输出电压。
（4）本题定义：电压调整率OU2OU1UOU1100%U USU-=⨯，U OU1为U1=198V时的输出电压；U OU2为U1=242V时的输出电压。
（5）辅助电源可购买电源模块（亦可自制），作为作品的组成部分，测试时，不再另行提供稳压电源。
（6）效率测量时，可采用功率分析仪或电参数测量仪测量，损耗应包括辅助电源损耗，效率O2PPη=，P O为变频电源输出功率，P2为变压器输出功率。
（7）制作时需考虑测试方便，合理设置测试点。
2016年TI杯大学生电子设计竞赛E题：脉冲信号参数测量仪1.任务设计并制作一个数字显示的周期性矩形脉冲信号参数测量仪，其输入阻抗为50Ω。
同时设计并制作一个标准矩形脉冲信号发生器，作为测试仪的附加功能。
2.要求（1）测量脉冲信号频率，频率范围为10Hz～2MHz，测量误差的绝对值不大于0.1%。
（15分）（2）测量脉冲信号占空比D，测量范围为10％～90％，测量误差的绝对值不大于2%。
（15分）（3）测量脉冲信号幅度，幅度范围为0.1～10V，测量误差的绝对值不大于2%。
（15分）（4）测量脉冲信号上升时间，测量范围为50.0～999ns，测量误差的绝对值不大于5%。
（15分）（5）提供一个标准矩形脉冲信号发生器，要求：（30分）a)频率为1MHz，误差的绝对值不大于0.1%；b)脉宽为100ns，误差的绝对值不大于1%；c)幅度为5±0.1V（负载电阻为50 ）；d)上升时间不大于30ns，过冲不大于5%。
（6）其他。
（10分）（7）设计报告。
（20分）3.说明（1）脉冲信号参数的定义如图1所示。
其中，上升时间是指输出电压从上升到所需要的时间；过冲是指脉冲峰值电压超过脉冲电压幅度的程度，其定义为。
图1 脉冲信号参数的定义（2） 被测脉冲信号可采用基于DDS 的任意波形信号发生器产生的信号。
2016年TI 杯大学生电子设计竞赛 F 题：位同步时钟提取电路1. 任务设计并制作一个从二进制基带信号中提取位同步时钟的电路，并能测定和显示提取出的位同步时钟频率，设计制作的电路组成框图如图1所示。
2．要求（1）设计制作“基带信号产生电路”，用来模拟二进制数字通信系统接收端中被抽样判决的非逻辑电平基带信号。
要求： （15分）① m 序列发生器的反馈特征多项式（本原多项式）为1)(2348++++=x x x x x f ，其序列输出信号及外输入ck 信号均为TTL 电平。
②设计制作3dB 截止频率为300kHz 的无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波器，对m 序列输出信号进行滤波，并衰减为峰-峰值0.1V 的基带模拟信号（A 信号）。
（2）当m 序列发生器外输入ck 信号频率为200kHz 时，设计制作可从A 信号中提取出位同步时钟（B 信号）的电路，并数字显示同步时钟的频率。
（30分）（3）改进位同步时钟提取电路，当m 序列发生器外输入ck 信号频率在200kHz~240kHz 之间变化时，能从A 信号中自适应提取位同步时钟，并数字显示同步时钟的频率。
（30图1 设计制作的电路组成框图（TTL 电平）二阶有源低通滤波与衰减器基带信号产生电路外输入 ck 信号位同步时钟提取电路位同步时钟频率数显A位同步时钟输出Bm 序列 发生器分）（4）降低位同步时钟（B 信号）的脉冲相位抖动量∆，要求max ∆≤1个位同步时钟周期的10%。
（15分）（5）其他。
（10分）（6）设计报告。
（20分）3．说明（1）位同步是数字同步传输的基础同步技术，是指接收端提取的位同步时钟与发送端位时钟在频率上严格相等、相位差固定的信号同步状态。
接收端位时钟需从收到的基带数据序列中提取，并将作为接收端的抽样判决脉冲及进一步实现其他同步使用。
数字通信系统中的“位”指的是最基本的码元，发送端位时钟（题目中m 序列发生器外输入时钟ck ）是数据序列的码元时钟。
（2）要求“基带信号产生电路”必须制成单独的电路板，只能用两条输出信号线（A 信号线、地线）与位同步时钟提取电路部分连接。
（3）无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波器类型（如切比雪夫型或巴特沃斯型）不限。
2016年TI 杯大学生电子设计竞赛G 题：简易电子秤2. 任务设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。
如右图所示，铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm ，支架及秤盘的形状与材质不限。
悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
应变片2．要求（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）；（10分）（2）电子秤称重范围5.00g~500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g 及以上，称重误差小于1g；（50分）（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加；（15分）（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g；（15分）（5）其他。
（10分）（6分）3．说明（1）称重传感装置需自制，不得采用商用电子称的称重装置。
（2）铁质悬臂梁可用磁铁检验，悬臂梁上所用电阻应变片的种类、型号、数量自定。
（3）测试时以砝码为重量标准。