综合电子设计题目
题目一：多功能计数器设计
一、任务
设计并制作一台测量正弦信号的频率、周期和相位差的多功能计数器。
二、要求
1、频率测量
a ．测量范围：1Hz ～10MHz ；信号幅度范围：～5Vrms 。
b ．测量误差≤10-6。 2、周期测量
a ．测量范围：1μs ～1s ；信号幅度范围：～5Vrms ；
b ．测量误差≤10-6。 3、相位差测量
a ．量程：0～360°；测量准确度：1°；分辨率：°。
b ．信号频率范围：10Hz ～100kHz ；信号幅度范围：～5Vrms 。
题目二：高功率因数电源设计
一、任务
设计并制作一台具有功率因数校正环节(PFC)的整流电源，要求输出直流电压U O 为36V ，最大负载电流为2A ，负载为电阻性负载，其电路原理框图如图1所示。
图1 高功率因数整流电源示意图
二、要求
1、当电压U 2为(15～19)V ，负载电流I O 为～2)A 时，要求输出电压U O 稳定在
36V ，其误差的绝对值小于5% 。
I 2
U I =220V A C
U 2=18V AC
隔 离 变压器
整流
电路 PFC 控制电路
I o
U O
R L
2、变压器副边电流I2的波形应为正弦波，失真度小于5% 。
3、电路功率因数大于（在变压器副边测量）。
4、输出电路具有过流保护功能(输出电流I O达2.5A时自动保护)。
5、当U2电压为18V，负载电流为～2)A时，能对输出电压U O在(30～36)V范
围内设定，其测量误差的绝对值小于2% 。
6、设计制作功率因数测量电路，其测量误差的绝对值小于2% 。
题目三：温度监控报警系统
一、设计任务：
制作一个温度监控报警系统
二、设计要求：
1、温度测量范围：0～90摄氏度，误差≤摄氏度；
2、可通过键盘设定温度值并在数码管上显示设定值，数码管显示精确度≤0.1摄氏度；
3、数码管实时显示测量温度值并可以用语音播报测量温度值，其中数码管显示精确度≤0.1摄氏度；
4、当温度超出测量范围时，能实现报警；
5、能实现通过射频模块无线发送（发射距离﹥100米）；
6、可以有其它功能改进和实现特色创新
题目四：智能家居无线报警系统设计
一、任务
设计一套智能家居无线报警系统，它由微处理器(如AT89S51)、无线通信模块、环境监测传感器(门磁开关、红外线传感器、火灾烟感传感器、煤气泄露传感器、玻璃破碎报警器等)和一些外围器件构成，负责家居环境的监测和报警信息的传递。
二、设计要求
1、具有报警功能（声、光）。
2、能够将环境的异常信息发短信给手机。
3、其他功能。
题目五：电视机防近视预警系统
一、任务
设计一个利用红外热释传感器探测距离的电视机防近视预警系统。
二、要求
1、实现人在看电视时，可以实时看到自己离电视机屏幕的距离，以便调整观看位置。
2、人离电视机的报警距离可以设置。
3、当发现人离电视机屏幕小于设定值时，发出报警声，报警声使用语音。
4、断电后自动保存设置数据。
5、其他。
题目六：数字频率计设计
一、任务
设计一数字显示的简易频率计，实现对未知信号的频率和周期进行测量。
二、要求
1、频率计测量范围为～15MHz（信号源能够产生的最高频率）；
2、要求测量精度为≤(105 )；
3、系统具有频率、频率比、时间间隔、周期等测量功能；
4、具有自校功能，时标信号频率为1MHZ；
5、自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源；
6、其他。
题目七：遥控智能小车设计
一、任务
设计一遥控智能小车。
二、要求
1、自制遥控器控制选择小车的运动方式（模式）；
2、遥控器可以方便灵活的控制小车的前进、转弯、加速等；
3、小车应具有自动寻迹功能；
4、壁障功能；
5、用LCD显示相关信息；
6、其他功能。
题目八：音频信号分析仪的设计
一、任务
设计制作一台可分析音频信号频率成分并可测量正弦信号失真度的仪器。
二、要求
1、设计制作一台可分析音频信号频率成分并可测量正弦信号失真度的仪器；
2、仪器能够检测的输入信号的范围（峰峰值）为100mV 5V，并可进一步扩展输入信号的动态范围；
3、能实现对输入信号进行频率和功率的检测，其中对信号频率的分辨力为100Hz，并可扩展至20Hz；
3、具有判断信号的周期性及测量正弦信号的失真度功能；
4、其他。
题目九：单片机温度检测记录系统
一、任务
设计制作一台可检测和记录温度的系统。
二、要求
1、LCD显示实时时钟：年、月、日、时、分、秒；
2、每30秒采样温度，LCD更新显示温度值；
3、按键触发存储当前温度和时钟信息（年、月、日、时、分）；
4、按键触发串口传输存储的温度和时钟信息；
5、温度测量精度：±1度。
题目十：简易数字显示交流毫伏表的设计
一、任务
设计制作一台可数字显示的交流毫伏表。
二、要求
1、电压测量
2、测量电压的频率范围100Hz～500KHz。
3、测量电压范围100mV～100V（可分多档量程）。
4、要求被测电压数字显示。
5、电压测量误差±5%±2个字。
6、输入阻抗≥1MΩ，输入电容≤50pF（本项可不做测试，在电路设计中给予保证）
7、具有超量程自动闪烁功能。
8、输出功能：
a.输出正弦波电压，电压值1Vrms ，波形无明显失真。
b.输出电压值误差≤±10%。
c.输出电压频率范围10Hz～200KHz。
d.输出电压频率可预置。
e.输出电压频率误差≤±5%。
9、设计并制作该仪表所需要的直流稳压电源。
题目十一：低频低噪声高增益放大器的设计
一、任务
设计并制作一个低频低噪声高增益放大器。
二、要求
1、放大器部分
a．电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍），并有数字显示。
b．通频带3kHz~5kHz。
c．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。
d．最大不失真输出幅度不小于8V。
e．输入电阻不小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。
2、自制供电电源。单相交流220伏电压供电，电源波动±10%时可正常工作。自制适合于本放大器测试用的信号源。
题目十二：电压控制振荡器的设计
一、任务
设计并制作一个电压控制振荡器（VCO）。
二、要求 1、VCO 部分：
a.输出频率范围20MHz--60MHz 。
b.输出频率稳定度小于10-3。
c.幅度 V pp =1V ±。
d.可变频率步进，步距为1MHz ±20kHz 。
2、频率步进数字显示。
3、电压数字显示精度（峰-峰值）不低于10%。
4、自制供电电源，单相220伏波动±10%可正常工作。
题目十三：无线传输系统
一、任务
设计制作一套混合信号无线传输装置。该装置由发射机与接收机组成，其方框图参见图1。接收机可以收到发射机送来的信号，并具有显示功能。
图1 无线信号传输系统方框图
装置中调制方式自由选定。可使用专用数据收发芯片，但不得使用现成的收发模块。
二、要求
1、点对点（发射机与接收机）无线传输方式。
2、载波频率范围在40—50MHz 之间。
3、传输距离达5米。
无线收发 调制解调编解码部分 信号输入部分 无线收发
输出部分
调制解调编解码部分
发射机部分 接收机部分
4、发射功率小于20mW 。
5、传输模拟信号：单一正弦电压信号1—4kHz 送达接收端，并能监听到相应声调。
6、传输数字信号：采集30—60℃水温数据，误差±2℃，送达接收端，并显示水温数据。
题目十四：有线数据传输系统
一、任务
设计制作一套有线数据传输装置。该装置由发送端与接收端组成，其方框图参见图1。接收端可以收到发送端传来的数据，并具有显示功能。
图1 有线数据传输系统方框图
装置中可使用专用数据芯片，但不得使用现成的成品模块。
二、要求
1、点对点有线串行数据传输方式。
2、自制所需电源）。
3、传输距离达10米以上。
4、采集并传送30—60℃水温测量数据，误差±1℃，接收端能显示当前水温。
5、在测量范围内发送端可设置温度预警值，当温度超过时，接收端能显示预警值并产生报警信号。
6、独立2路温度采集功能，并能区分与显示2路的温度数据。
7、其他功能。
发送部分
数据采集输入部分
显示部分
接收部分
发送端部分
接收端部分
信号线
题目十五：实用型脉搏心率、体温计设计
一、任务
设计并制作一台具有实时检测脉搏心率和体温的实用型脉搏心率、体温计。
图 实用型脉搏心率计示意图
二、要求
1、能够测量人体1分钟的脉搏心率数，并以数字显示；
2、测量脉搏心率范围：50-180次/分，数据刷新时间〈3秒；
3、具有体温检测功能，测量体温范围为350C －450C ，并以数字显示，示数分辨率0.10C 。
4、设置脉搏心率上下限，具有超限报警功能。
5、具有语音报数功能。
6、其他。
题目十六：数字式电参数测试仪
一、任务
设计并制作一台用单5V 直流电源供电，能测量电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数的数字式测试仪。单5V 直流电源自备。
二、要求
1、电阻测量范围：10Ω～1M Ω，相对误差<1%；
2、电流测量范围：100μA～10mA （电流源开路电压为10V ），相对误差<1%；
3、电压测量范围：100mV ～10V ，相对误差<1%；
4、频率测量范围：100Hz ～10kHz ，相对误差<%，输入信号为50mV 的正弦交流信号；
5、显示刷新周期≤2s ；
放大整形
脉搏检出
CPU 处理
数字显示
6、使用单5V 直流电源供电。允许使用小于5V 的单直流电源供电，要求线路板上留出5V 直流电源电压测试接口；
7、整机工作电流≤10mA 。要求线路板上留出负载电流测试接口； 8、其它。
题目十七：车载正弦波逆变电源
一、任务
设计并制作如下图所示的车载正弦波逆变电源，图中车载电池部分采用实验室可调直流稳压电源来模拟。
二、基本要求
制作车载正弦波逆变电源，输入电压DC12V±3V ，输出220V/50Hz 正弦波。实现：
1、满载输出功率50W ，效率 不小于85%，输出电压波形失真度低于5%；
2、当输入电压为9V ～15V 时，输出电压有效值稳定度高于1%；
3、当负载从空载到满载变化时，输出电压有效值稳定度高于5%；
4、具备输入过压（大于15V ）和欠压（小于9V ）保护、输出过流（I 0大于）和负载短路保护等功能，当故障解除后，能自动恢复正常工作；
5、能手动调节正弦波的输出电压在220V 与110V 间、输出频率在50Hz 与60Hz 间任意更换，以适应不同的交流用电器。
（5）其他。（10分） 三、说明
（1）不能使用UPS 或其它成品电源改制，不能使用电源模块；
（2）除车载电池部分输入外，不能使用其它辅助电源；本题中逆变电源效
正弦波 逆变电路
车载电池 （DC12V ±3V ）
负 载
U IN I IN I o U o + -
-
+
率 =P
O / P
IN
，其中P
IN
＝U
IN
*I
IN
，P
O
＝U
O
*I
O
*PF（P
IN
可通过电流、电压的测量值计算，
P
O
用可以测量有功功率的电能表进行测试）；
（3）本题中只有在作发挥部分第（3）项测试时为感性负载（可接半满功率电动机），其它项测试时均为纯阻性负载；
（4）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）；
（5）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果，而完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出；
在调试过程中，要注意安全。
题目十八：乒乓球游戏机
一、任务
要求用FPGA平台构造一个乒乓球游戏机。系统结构如图所示，FPGA通过两条I/O信号输出两组脉宽调制波，经过低通滤波器提取脉宽调制的均值电压，输入到双通道示波器中。示波器工作在X/Y模式。示波器屏幕上的光点代表乒乓球。乒乓球在X/Y电压的控制下在屏幕上移动。
二、基本要求
1、构造两组无源低通滤波器，使得FPGA可以用脉宽调制方式控制球的位置；
2、用给定的运放(LM324)制作一放大器，使光点运动范围在示波器的X轴，Y
轴方向上可调；
3、乒乓球可按抛物线自动在屏幕上左右弹射，球的落点为屏幕两侧边的中间；
4、使用两个按钮分别作为左侧击球钮和右侧击球钮。当乒乓球靠近屏幕左边时按下左侧击球钮，可将球击回右侧。右侧击球钮亦然；
5、建立成败机制，即球抵达边沿而未按下击球钮，记为击球失败，用LED灯光表示；
6、建立记分机制，在七段数码管上显示双方得分；
7、特殊功能，在不调整放大器的情况下，连按两下击球钮能击出高抛球，轨迹抛物线曲率变大；
8、在人眼能分辨的前提下，球的运动速率可以调节。
题目十九：噪声测量仪
一、任务：
设计制作一个测量噪声的装置，使该装置能测试出周围环境噪声的分贝值。
二、要求：
1、能测量固定声源的分贝值，测量范围达到40～100dB；
2、分辨率：；
3、频率范围：300～8000Hz；
4、具有显示噪声分贝值的功能；
5、有超限报警功能，并且报警值可以设定；
6、具有分段测试功能，低分贝测试段和高分贝测试段。
题目二十：波形发生器
一、任务
设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波。
二、设计要求
1、信号发生器能产生正弦波、方波；
2、输出信号频率在1Hz～1MHz范围内可调，输出信号频率步进间隔最小为1Hz；输出信号频率值可通过键盘进行设置；
3、在1k 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V opp在0～5V范围内可调；
4、输出信号波形无明显失真；频率稳定度：10-4
5、可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；
6、能产生双路信号，双路信号间相位可调。
7、在50 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V opp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为，输出信号的电压值可通过键盘进行设置。
题目二十一：双轨移动平台
赛题背景及竞赛目的：
在加工制造业，工业机器人被广泛应用于生产流水线作业，实现各种零部件加工、装配过程。本题以一个简单的机器人作业过程综合考察参赛选手对制造工艺流程管理及自动配给、装配技术的理解，并着重考察运动控制方面的能力。
一、任务
设计一小车，使小车能将车上的乒乓球精准的放到导轨的孔洞里。
轨道的结构：中间有六个孔洞（右侧第一个洞口为出发校准口，比赛开始前参赛队员需将小车上的放置孔与之对齐），洞之间的中心距为20cm，洞的直径最大为6cm；小车模型横跨在导轨上，并且小车上部是一个放小球的漏斗，如下图。（导轨自己制作）
二、要求
每个洞口接相对应的指示灯，保证在led灯亮的时候乒乓球掉入洞内，其它视为无效。（按照功能板上LED输出的标志，把六个指示灯接好，每个洞口放置一个LED等，如上图所示）
比赛过程：洞孔上方红色指示灯依次亮起熄灭，同一时间只有一盏灯亮，并且从右第一个至左，且灯保持开的状态是2S，2S之后灯熄灭，等待5S之后下一盏灯亮起，且保持2S。小车初始位置在移动平台最右端。
1、小车在洞孔上方，开始信号后，孔洞上的灯点亮；小车在2秒内将乒乓球放入孔洞；
2、小车运行到下一位置并将球放入第二个洞里；不能连续向同一孔洞放入2个球；
3、小车能从右侧第2个孔洞运行到最左侧，并能将其余4个球全部放到相应孔洞；
比赛过程：洞孔上方红色指示灯依次亮起熄灭，同一时间只有一盏灯亮，并且从左第一个至右，且灯保持开的状态是1S，1S之后灯熄灭，等待2S之后下一盏灯亮起，且保持1S。小车初始位置放置在移动平台最右端。
4、小车从右侧启动3秒后，最左侧的指示灯亮；小车能在4秒内从最右侧运行到最左侧，并将球准确放到最左侧的孔洞里；
5、小车运行到左侧第二个洞上方并将球放入；不能连续向同一孔洞放入2个球；
6、然后小车能依次从左侧运行到右侧，将其余4个球放到相应孔洞；