最新2019_全国大学生电子设计竞赛题目与分析_课件
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5．组织委员会
（1）全国竞赛组织委员会由教育部、信息产 业部、部分参赛省市教育主管部门负责人或有 关学校专家组成，组委会成员由教育部高等教 育司以文函形式任命，每届全国竞赛组织委员 会和赛区组委会任期四年。 全国竞赛组委会设立秘书处，设秘书长一人， 常务副秘书长一人，副秘书长若干人，主持全 国大学生电子设计竞赛的日常工作。
数控电源。其原理示意图如下：
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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。 ；
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电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不 仅仅是实验竞赛，而是由一个参赛队共同设计、制 作完成一个特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞 赛。它既强调理论设计，更强调系统实现。它考核 了学生综合运用基础知识的能力，更注重考察学生 的创新意识。题目涉及的内容是一个课程群，而非 单一的一门课程。因此，竞赛的形式与内容基本上 符合面向21世纪人才培养的目标和需求，是对传统 教学方法的一个挑战，同时，竞赛成绩也能从一个 侧面反映了这个课程群的教学水平和教学改革的成 败。
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a．输出电压为+100V，输出电流为10mA b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围
+9V～+12V） c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，
空载到满载） d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入
电压+9V下，满载）
信息工程学院 28
2．发挥部分 （1）扩充功能 a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态 b．过热保护 c．防止开、关机时产生的“过冲” （2）提高稳压电源的技术指标 a．提高电压调整率和负载调整率 b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值 （3）改善DC-DC变换器 a．提高效率（在100V、100mA下） b．提高输出电压 （4）用数字显示输出电压和输出电流
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6.1.1 电源类题目分析
电源类题目有“简易数控直流电源 （第一届），1994年）”和“直流稳 压电源（第三届，2019年）”。
“简易数控直流电源”要求设计制作 一个输出电压数控可调直流稳压电源。 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。
e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV （最低输入电压下，满载）
f．效率≥40%（输出电压9V、输 入电压220V下，满载）
g．具有过流及短路保护功能
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（2）稳流电源 在输入电压固定为＋12百度文库的条件下： a．输出电流：4～20mA可调 b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载
电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时 的相对变化率） （3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条 件下：
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3．组织运行模式 全国大学生电子设计竞赛的组织运
行模式为：“政府主办、专家主导、学 生主体、社会参与”十六字方针，以充 分调动各方面的参与积极性。
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4．领导
全国大学生电子设计竞赛由教育部 高等教育司和信息产业部人事司共同主 办，负责领导全国范围内的竞赛工作。 各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统 一领导。为保证竞赛顺利开展，组建全 国及各赛区竞赛组织委员会和专家组。
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6.3 电子设计竞赛的题目分析
（1）电源类 简易数控直流电源(第一届),直流
稳压电源(第三届);
(2) 信号源类 实用信号源的设计和制作(第二
届),波形发生器(第五届),电压控制LC 振荡器(A题)(第六届);
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(3) 高频无线电类 简易无线电遥控系统(第二届),调幅广播
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（2）各赛区竞赛组委会由省（自治区）、 直辖市教委（厅、局）、高校代表及电 子类专家、企事业代表组成，负责本赛 区的竞赛组织领导工作。
（3）原则上以省（自治区）、直辖市独 立组成一个赛区。若参赛学校少于3所或 参赛队少于20个队时，可与邻近省市联 合组成一个赛区。
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6．专家组
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。
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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。
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“直流稳压电源”要求设计制作一个 交流变换为直流的稳定电源。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，恒流 电流源，DC—DC变换器，单片机，数 字显示与控制等。
各题目具体要求如下。
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1、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
（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）
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d．负载调整率≤1%（最低输入电 压下，满载）
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输出部分采用D/A 0832及运算放 大器OP07输出电压波形与D/A变换输 出波形相同，不仅可以输出直流电平， 而且只要预先生成波形的量化数据，就 可以产生多种波形输出。显示部分采用3 位半的数字电压表(DVM)直接对输出电 压进行采样并显示输出实际电压值，一 旦系统工作异常，出现预置值与输出值 偏差过大，用户可以根据该信息予以处 理。
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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）。
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2、直流稳定电源
一、任务 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。 二、要求 1．基本要求
1、竞赛内容
（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。
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系统中数字控制部分用+/-按键控制 产生可增加或减少BCD码，BCD码输入 到D/A变换，变换成相应的电压，此电压 通过放大到合适的电平后加到可调稳压部 分，控制输出电压以手动0.1V的电压步 进或步减，或自动连续步进（减），或直 接变化到某一设定的电压值。
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频率源 CD4060
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（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。
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2、竞赛题目
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2．竞赛特点与特色 全国大学生电子设计竞赛的特点是
与高等学校相关专业的课程体系和课程 内容改革密切结合，以推动其课程教学、 教学改革和实验室建设工作。竞赛的特 色是与理论 联系实际学风建设紧密结合， 竞赛内容既有理论设计，又有实际制作， 以全面检验和加强参赛学生的理论基础 和实践创新能力。
收音机(第三届),短波调频接收机(第四届), 调频收音机(第五届); (4) 放大器类
实用低频功率放大器(第二届),高效率音 频功率放大器(第五届),宽带放大器(B 题)(第六届);
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(5) 仪器仪表类 简易电阻、电容和电感测试仪（第二
届），简易数字频率计（第三届），频率 特性测试仪（第四届），数字式工频有效 值多用表（第四届），简易数字存储示波 器（第五届），低频数字式相位测量仪（C 题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题） （第六届）；
《电子综合设计与实训》课程
第6章 全国大学生电子 设计竞赛题目与分析
—海口经济学院信息工程学院
理论学时：6学时
教学目标： 1、介绍全国大学生电子设计竞赛的基本情况 2、竞赛命题原则及要求 3、题目分析 教学重点： 对试题的分析，掌握电子设计竞赛试题的特点 与要求。
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6.1 全国大学生电子设计竞赛简介
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键盘 数码显示
键盘/ 显示器 接口
8279
电压 预置
DCA 0832
基准 电压
8031 基本 系统
基准 电压
基准 电压
输出
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
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（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。
单稳消颤
显示电路 CD4511
D/A交换
可调稳压
电压输出
数字控制
信号发生器
波形输出
电源
图6.3.2 采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案
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6.3.2 信号源题目分析
信号源类有“实用信号源的设计和制作 （第二届，2019年）”、“波形发生器 （第五届，2019年）”和“电压控制LC 振荡器（第六届，2019年）”。
（1）全国只组建一个全国专家组，主要由 来自高等学校电子及其相关专业的专家组成， 全国专家组由责任专家、专家和专家库成员 三个人员层面构成，全国竞赛的命题和评审 工作以责任专家为主体。
（2）各赛区成立赛区专家组，由赛区内高 校电子及其相关专业的专家组成，负责本赛 区的竞赛征题、评审工作。
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7．参赛单位 以高等学校为基本参赛单位，参赛
学校应成立电子竞赛工作领导小组，负责 本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、 赛前准备、赛期管理和赛后总结等。
8．参赛队和参赛学生 每支参赛队由三名学生组成，具有正
式学籍的全日制在校本、专科生均有资格 报名参赛。
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6.2 竞赛命题原则及要求
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（6）数据采集与处理类 多路数据采集系统（第一届）；数字
化语音存储与回放系统（第四届），数据 采集与传输系统（第五届）。 （7）控制类
水温控制系统采集系统（第三届）， 自动往返电动小气车（第五届）；简易智 能电动车（E题）（第六届）；液体点滴 速度监控装置（F题）（第六届）。
1．指导思想与目的 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学
生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动， 目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程 体系和课程内容 的改革，有助于高等学校实施素质 教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团 队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于 学生工程实践素质的培养、提 高学生针对实际问题 进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大 青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱 颖而出创造条件。
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3. 例：简易数控直流电源
（1）采用单片机的简易数控直流电源设计 方案
采用单片机作为控制器的简易数控直流数 控直流电源设计方案如图6.3.1所示。设计 方案中采用8031单片机完成整个数控个部 分的功能。采用8279作为键盘/显示器接 口控制器，不仅简化接口引线，而且减小 了软件对键盘/显示器的查询时间，提高了 8031单片机的利用率。
5．组织委员会
（1）全国竞赛组织委员会由教育部、信息产 业部、部分参赛省市教育主管部门负责人或有 关学校专家组成，组委会成员由教育部高等教 育司以文函形式任命，每届全国竞赛组织委员 会和赛区组委会任期四年。 全国竞赛组委会设立秘书处，设秘书长一人， 常务副秘书长一人，副秘书长若干人，主持全 国大学生电子设计竞赛的日常工作。
数控电源。其原理示意图如下：
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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。 ；
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电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不 仅仅是实验竞赛，而是由一个参赛队共同设计、制 作完成一个特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞 赛。它既强调理论设计，更强调系统实现。它考核 了学生综合运用基础知识的能力，更注重考察学生 的创新意识。题目涉及的内容是一个课程群，而非 单一的一门课程。因此，竞赛的形式与内容基本上 符合面向21世纪人才培养的目标和需求，是对传统 教学方法的一个挑战，同时，竞赛成绩也能从一个 侧面反映了这个课程群的教学水平和教学改革的成 败。
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a．输出电压为+100V，输出电流为10mA b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围
+9V～+12V） c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，
空载到满载） d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入
电压+9V下，满载）
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2．发挥部分 （1）扩充功能 a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态 b．过热保护 c．防止开、关机时产生的“过冲” （2）提高稳压电源的技术指标 a．提高电压调整率和负载调整率 b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值 （3）改善DC-DC变换器 a．提高效率（在100V、100mA下） b．提高输出电压 （4）用数字显示输出电压和输出电流
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6.1.1 电源类题目分析
电源类题目有“简易数控直流电源 （第一届），1994年）”和“直流稳 压电源（第三届，2019年）”。
“简易数控直流电源”要求设计制作 一个输出电压数控可调直流稳压电源。 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。
e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV （最低输入电压下，满载）
f．效率≥40%（输出电压9V、输 入电压220V下，满载）
g．具有过流及短路保护功能
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（2）稳流电源 在输入电压固定为＋12百度文库的条件下： a．输出电流：4～20mA可调 b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载
电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时 的相对变化率） （3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条 件下：
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3．组织运行模式 全国大学生电子设计竞赛的组织运
行模式为：“政府主办、专家主导、学 生主体、社会参与”十六字方针，以充 分调动各方面的参与积极性。
信息工程学院 5
4．领导
全国大学生电子设计竞赛由教育部 高等教育司和信息产业部人事司共同主 办，负责领导全国范围内的竞赛工作。 各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统 一领导。为保证竞赛顺利开展，组建全 国及各赛区竞赛组织委员会和专家组。
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6.3 电子设计竞赛的题目分析
（1）电源类 简易数控直流电源(第一届),直流
稳压电源(第三届);
(2) 信号源类 实用信号源的设计和制作(第二
届),波形发生器(第五届),电压控制LC 振荡器(A题)(第六届);
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(3) 高频无线电类 简易无线电遥控系统(第二届),调幅广播
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（2）各赛区竞赛组委会由省（自治区）、 直辖市教委（厅、局）、高校代表及电 子类专家、企事业代表组成，负责本赛 区的竞赛组织领导工作。
（3）原则上以省（自治区）、直辖市独 立组成一个赛区。若参赛学校少于3所或 参赛队少于20个队时，可与邻近省市联 合组成一个赛区。
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6．专家组
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。
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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。
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“直流稳压电源”要求设计制作一个 交流变换为直流的稳定电源。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，恒流 电流源，DC—DC变换器，单片机，数 字显示与控制等。
各题目具体要求如下。
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1、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
（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）
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d．负载调整率≤1%（最低输入电 压下，满载）
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输出部分采用D/A 0832及运算放 大器OP07输出电压波形与D/A变换输 出波形相同，不仅可以输出直流电平， 而且只要预先生成波形的量化数据，就 可以产生多种波形输出。显示部分采用3 位半的数字电压表(DVM)直接对输出电 压进行采样并显示输出实际电压值，一 旦系统工作异常，出现预置值与输出值 偏差过大，用户可以根据该信息予以处 理。
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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）。
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2、直流稳定电源
一、任务 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。 二、要求 1．基本要求
1、竞赛内容
（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。
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系统中数字控制部分用+/-按键控制 产生可增加或减少BCD码，BCD码输入 到D/A变换，变换成相应的电压，此电压 通过放大到合适的电平后加到可调稳压部 分，控制输出电压以手动0.1V的电压步 进或步减，或自动连续步进（减），或直 接变化到某一设定的电压值。
信息工程学院 34
频率源 CD4060
信息工程学院 11
（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。
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2、竞赛题目
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2．竞赛特点与特色 全国大学生电子设计竞赛的特点是
与高等学校相关专业的课程体系和课程 内容改革密切结合，以推动其课程教学、 教学改革和实验室建设工作。竞赛的特 色是与理论 联系实际学风建设紧密结合， 竞赛内容既有理论设计，又有实际制作， 以全面检验和加强参赛学生的理论基础 和实践创新能力。
收音机(第三届),短波调频接收机(第四届), 调频收音机(第五届); (4) 放大器类
实用低频功率放大器(第二届),高效率音 频功率放大器(第五届),宽带放大器(B 题)(第六届);
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(5) 仪器仪表类 简易电阻、电容和电感测试仪（第二
届），简易数字频率计（第三届），频率 特性测试仪（第四届），数字式工频有效 值多用表（第四届），简易数字存储示波 器（第五届），低频数字式相位测量仪（C 题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题） （第六届）；
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第6章 全国大学生电子 设计竞赛题目与分析
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理论学时：6学时
教学目标： 1、介绍全国大学生电子设计竞赛的基本情况 2、竞赛命题原则及要求 3、题目分析 教学重点： 对试题的分析，掌握电子设计竞赛试题的特点 与要求。
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键盘 数码显示
键盘/ 显示器 接口
8279
电压 预置
DCA 0832
基准 电压
8031 基本 系统
基准 电压
基准 电压
输出
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
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（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。
单稳消颤
显示电路 CD4511
D/A交换
可调稳压
电压输出
数字控制
信号发生器
波形输出
电源
图6.3.2 采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案
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6.3.2 信号源题目分析
信号源类有“实用信号源的设计和制作 （第二届，2019年）”、“波形发生器 （第五届，2019年）”和“电压控制LC 振荡器（第六届，2019年）”。
（1）全国只组建一个全国专家组，主要由 来自高等学校电子及其相关专业的专家组成， 全国专家组由责任专家、专家和专家库成员 三个人员层面构成，全国竞赛的命题和评审 工作以责任专家为主体。
（2）各赛区成立赛区专家组，由赛区内高 校电子及其相关专业的专家组成，负责本赛 区的竞赛征题、评审工作。
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7．参赛单位 以高等学校为基本参赛单位，参赛
学校应成立电子竞赛工作领导小组，负责 本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、 赛前准备、赛期管理和赛后总结等。
8．参赛队和参赛学生 每支参赛队由三名学生组成，具有正
式学籍的全日制在校本、专科生均有资格 报名参赛。
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6.2 竞赛命题原则及要求
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（6）数据采集与处理类 多路数据采集系统（第一届）；数字
化语音存储与回放系统（第四届），数据 采集与传输系统（第五届）。 （7）控制类
水温控制系统采集系统（第三届）， 自动往返电动小气车（第五届）；简易智 能电动车（E题）（第六届）；液体点滴 速度监控装置（F题）（第六届）。
1．指导思想与目的 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学
生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动， 目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程 体系和课程内容 的改革，有助于高等学校实施素质 教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团 队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于 学生工程实践素质的培养、提 高学生针对实际问题 进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大 青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱 颖而出创造条件。
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3. 例：简易数控直流电源
（1）采用单片机的简易数控直流电源设计 方案
采用单片机作为控制器的简易数控直流数 控直流电源设计方案如图6.3.1所示。设计 方案中采用8031单片机完成整个数控个部 分的功能。采用8279作为键盘/显示器接 口控制器，不仅简化接口引线，而且减小 了软件对键盘/显示器的查询时间，提高了 8031单片机的利用率。