中国矿业大学学电子设计大赛题目

选题说明：

参赛的同学（高年级本科生和研究生）可以从以下参考题目A~I中挑选任意一道作为选题，一旦选择不可更改。同时为了鼓励创新，也可以自己另外拟题，并统一定为“G题”。参考题目和自拟题目分开评奖。低年级本科组 H题（队伍内三人全为大一学年）题目进参赛群下载。

单相正弦波逆变电源（A 题）

1、任务

设计并制作输出正弦交流电压 U

o 有效值为 10V、额定输出电流 I

o

有效值

为 1A 的单相逆变电源，负载为阻性；输入直流电压 U

I

=15V。结构框图如图 1 所示。

I I

I

o

变换滤波

R

U I U o

电路电路L

图 1 电路结构框图

2、要求

（1）U I=15V、I o=1A 条件下，输出电压 U o=10±0.5V，频率f o=50±1Hz，输出正弦波无明显失真。 (25 分)

（2）U I=15V、I o=1A 条件下，尽量提高逆变电源效率h=U

o

×I

o。(20 分) U I× I I

（3）U I=15V、I o在 0.1~1A 范围内变化，负载调整率 S I≤1%。(20 分)

（4）输出频率可步进调整，步进值不大于 5Hz，频率调整范围不小于20~100Hz。(15 分)

（5）具有输出过流保护功能，I o≥1.5A时动作；且故障排除后能够自动

恢复。（10 分）（6）其他发挥。（10 分）

（7）设计报告。（10 分）

项目主要内容分数系统方案系统结构、方案比较与选择 2

理论分析与计算关键指标的分析计算、器件选择 2

电路与程序设计电路设计和参数计算，程序算法设计 4

测试方案与测试结果测试结果及分析 2

总分10 3、说明

（1）输入电压由直流稳压电源提供，逆变电源全部电路均由 U I供电，不得再使用其他电源；（2）负载调整率计算方法： I o=0.2A 时输出电压为 U o1，I o=1A 时输出电压 U o2，则负载调整率

S I= U o 2-U o1；

U

o2

（3）注意作品制作工艺，留出电流、电压测试端口。

声波测距仪（B题）

1、任务

设计并制作一个超声波测距仪，原理图如图1所示。被测物为一块面积大于20cm*15cm的固体板（推荐使用书立）。超声波测距仪采用单5V电源供电。

2、要求

（1）测量并显示超声波探头到被测物的距离，显示分辨优于5mm 。（10分）（2）测量距离范围100mm-1300mm，测量误差的绝对值小于5mm。

根据误差和测量范围大小给分。（55分）

（3）超声波完成一次测量时间小于1s。（10分）

（4）在不增加误差的前提下尽量减少测量盲区（最大距离和最小距离）。（15分）

（5）创新与特色。（10分）

（6）设计报告。（10分）

3、说明

（1）超声波换能器只能采用两只，一发一收，必须在同一侧。不可以使用现成模块。

（2）测量距离能适应不同环境条件，保持精度。

（3）超声波测距仪5V单电源供电，如有其他电源要求自行变换。

温度自动控制系统(C题)

一、任务

设计并制作一个温度自动控制系统，控制一封闭盒内的温度（其内空间为100mm×100mm×100mm）。在盒子左侧面的中间开一个安装半导体致冷器件的窗口（尺寸与致冷器件一致），致冷器件的外侧面涂敷导热硅脂并加散热片, 致冷器件的内侧面也允许加散热片,但厚度不能超过20mm；在木盒顶部的中间钻两个小孔，其中一个用于插入温度自动控制单元的温度传感器，另一个用于盒内温度的检测；在木盒右侧面采用透明有机玻璃，以便观察。其系统的参考结构如图1所示。

图1 温度自动控制参考结构图

二、要求

1.基本要求

（1）温度可调节范围为5℃～35℃，最小设定分度为1℃。 （2）具有温度显示功能，分辨率为0.1℃。

（3）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在±2℃以内。要求温度调控达到稳定状态时，必须给出声或光提示信号。

（4）当设定的调节温差为15℃时, 要求达到稳定状态的调节时间小于等于3分钟，稳定状态下的温度波动在±2℃以内。

2. 发挥部分

（1）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在±1℃以内。 （2）当设定的调节温差为15℃时, 尽量减少达到稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3℃，稳定状态下的温度波动在±1℃以内。

（3）能记录并实时显示温度调节过程的曲线, 显示的误差绝对值小于2℃。 （4）其他。 三、说明

（1）木盒的材料采用厚度小于10mm 的木板。

（2）采用陶瓷平板型半导体致冷器件实现制冷或加热，如果单片功率不够允许多片串联。

（3）盒内温度检测采用具有温度测量功能的数字万用表。

（4）当温度达到稳定状态的提示信号出现后立即检测调控的温度值，每次检测时间延续60s ，以记录温度波动的最大值。

（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。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 四、评分标准

帆板控制系统(D题)

一、任务

设计并制作一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力大小，改

变帆板转角θ，如图1 所示。

图1 帆板控制系统示意图

二、要求

1、基本要求

（1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角θ。显示范围为0~60°，分辨