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2015年全国大学生电子设计大赛国赛预测题目

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    标    签:2015年电子设计大赛预测题目

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    2015年全国大学生电子设计大赛国赛预测题目

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    如果一下你不知道要从哪里入手,又想做点东西活动活动筋骨,那么小编给你推 荐一家电子成品方案的店铺,平常都在这家买的,种类齐全,很多是前几年的比 赛原题,有些还是工业自动化设备,可直接用在市场。http://url.cn/RYBDlz 2015 年全国电子设计竞赛赛题预测(权威版) 承载平台平衡调整系统 一、 任务 设计并制作一个承载平台平衡调整系统。该承载平台由多条腿支撑,并能承受一定 重量的载重。通过调整支撑腿的伸缩来调整平台的水平和倾斜。平台为长方形,宽 带尺寸不小于 25cm,长度比例不小于 1.4。 二、 要求 1. 基本要求 a. 能同时检测平台长边和宽边的倾角,并显示。 b. 能设置平台沿宽边倾斜,倾角《20 度,精度《3 度。 c. 平台沿宽边在 20 度内倾斜时,能在 15 秒内调平,调平精度《3 度。 d. 能设置平台沿长边倾斜,倾斜度《20 度,精度《3 度。 e. 平台沿长边在 20 度内倾斜时,能在 15 秒内调平,调平精度《3 度。 f. 平台能承载 500 克的物体,且可在平台上任意放置。 2 发挥部分 a. 可设置沿任意方向倾斜,倾斜度《20 度,精度《3 度。 b. 平台沿任意方向在 20 度内倾斜时,能在 15 秒内调平,调平精度《3 度 c. 在上述两项的基础上,倾斜度提高到 30 度,精度提高到 1 度,调整时间缩短至 8 秒(三个指标可分别完成) d. 平台能承载 1000 克重的物体。 e. 在地面不平(地面倾斜超过 10 度)的情况下,完成上述四个项目。 f. 其它 三、 说明 不得使用成品调整机构和模块。 平衡车系统(大概内参预测) 1、使用单个 24V 无刷电机,可实现自平衡,可实现前后行走、过障碍、过 15°以上的陡坡,可实现 转弯、不低头、加速不抬头、载重 1Kg 以上等要求。 2、两轮平衡车,使用两个 24V 无刷电机,左右安装,可实现前后行走、过障碍、过 15°以上的陡坡, 可实现转弯、不低头、加速不抬头、载重 3kg 以上等要求。 发挥: 1、可用遥控控制启停、超速报警、电量显示、实时速度显示等; 2、可用遥控控制两种以上速度切换; 3、可用手机 APP 控制小车前进、后退、停止等,实时速度、剩余电量监控等一系列功能; 借鉴链接: http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-676872344.20.mw9kwU&id=40902094867 两轮市场成品链接: http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-9487820266.2.TXqWZf&id=43096418765 独轮车市场成品链接: http://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.20141001.1.61bcsY&id=42476592567&scm=1007.1 0115.6103.i43096418765&pvid=b184a8ae-fe74-4e59-ba9e-b5df84615cec 原题获奖实物链接:http://v.youku.com/v_show/id_XNjA1MjYwMDI0.html http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-676872344.32.Qyphpf&id=41641159748 原题链接: http://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.w4023-676872339.7.p9PvQr&id=37815005 499 原题大赛现场调试视频 http://my.tv.sohu.com/us/63314399/60133863.shtml 资料借鉴: 链接一: http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-676872344.42.GXVpSf&id=41659578767 链接二: http://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.0.0.II036g&id=37805438563&scm=1007.10039.560.0&pvid =25b7be1e-5856-4249-9f30-4b03cb611573 链接三: http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-676872344.57.GXVpSf&id=45363406733 自动追光自动壁障电动小车 一、 任务 设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在小车上。小车以一定速度追着光源行 进,太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。小车行进过程中会遇到路障,小车必 须能避开路障绕道找到光源并继续追光前行。 二、 要求 1、 基本要求 a. 光源用不大于 100W 的白炽灯,场地不小于 1.5m×1.5m,障碍物不小于 15cm ×15cm×15cm。可以对光源进行聚光。 b. 光源在离小车大约 1.5m 的固定位置摆放,放置高度不高于 25cm,小车发 现光源后沿光源方向前进。 c. 小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。遇到障碍物,小车应绕道前进。 d. 在小车绕道过程中,太阳能板始终对准光源。 e. 到达离光源一定位置后,小车应停止前进。 f. 小车前进直线距离应不大于 1.2m,时间不大于 2 分钟。 g. 能显示太阳能为蓄电池供电状态。 2、 发挥部分 a. 场地尺寸 2m×2m,光源离小车 2 米以上。 b. 障碍物 5 个以上 c. 能逆着光源前进,并绕过障碍物。但太阳能板始终对准光源 d. 完成时间不大于 1 分钟 e. 在无白炽灯光源情况下,小车可以沿自然光源方向前进。 f. 其它 三、 说明 a. 小车行进线路上不得有任何轨迹,也不得有其它任何引导小车前进的物体、声 源、无线发射源等,更不得利用遥控手段 b. 可以用浅色将场地分割成方形格子,障碍物放在格子里边。但小车不得用浅颜 色分割线来寻迹。 c. 不得用市场上能买到的成品机器人模块来完成 信号频谱分析仪 一、 任务 设计并制作一个信号频谱分析仪,其结构可参考如下图 二、 要求 1. 基本要求 a. 能对单个连续波形信号进行分析,最高信号频率为 10mhz,测频精度不低于 1KHz。 b. 能对 2 个连续波形信号进行分析,最高信号频率为 10MHz,频率分辨率不低于 10KHz c. 能对调幅、调频信号进行分析,信号中心频率可到 10MHz,最大带宽可到 1MHz, 频率分辨率不低于 10KHz, d. 可以设置频率分析范围和频率分辨率 e. 频谱分析结构用图形在显示器上显示 2. 发挥部分 a. 将最高频率扩展到 20MHz,分辨率可达 1KHz b. 图形显示器上有可以走动的光标,能显示光标位置的频率和幅度值 c. 光标可以跟踪频点极大值,能从一个极大值点跳到另一个极大值点,并显该点 频率和幅度 d. 光标可以跟踪最大频点,显示该频点频率和幅度 e. 可以将该频谱通过 DA 变换器变换,在示波器上显示。 f. 其它 三、 说明 控制和显示不得用 PC 机实现 真题链接: http://item.taobao.com/item.htm?id=38988756210 无线考试作弊监测干扰仪 一、 任务 制作一台无线考试作弊监测干扰仪,用于监测考场内外利用无线通信方式进行作弊 的行为,同时还能对通信进行干扰,以抑制作弊活动 二、 要求 1. 基本要求 a. 能在 30MHz-300MHz 范围内进行扫描,寻找无线辐射信号 b. 信号接收灵敏度不低于-30dBm c. 能同时监控 3 个指定频率点的信号,指出这些频率是否在工作。 d. 对指频率点实施噪声或语音信号干扰,以压制该频率点通信,最大干扰功 率 1mW e. 对监测到的认为是作弊通信的信号实施干扰,可同时干扰 3 个频率点的信 号。 2. 发挥部分 a. 将频率范围扩展到 30MHz-600MHz b. 将同时监控频点扩展到 5 个 c. 可以监听调频和调幅语音通信信号 d. 可以设置保护频率,扫描时不显示保护频率,干扰时不对保护频率进行干 扰 三、 说明 可省略天线的制作,接收可直接用拉杆天线或灌入多个信号源进行测试,发射 可直接接频谱仪测试。控制和显示不得用 PC 机实现 直流电子负载 一、 任务 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计并制作一台电子负载, 有恒流和恒压两种方式,可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化(在 一定的范围内),流过该电子负载的电流恒定,且电流值可设定。工作于恒压方式 时,电子负载端电压保持恒定,且可设定,流入电子负载的电流随被测直流电源的 电压变化而变化。 二、 要求 1. 基本要求 a. 负载工作模式:恒压(CV)、恒流(CC)两种模式可选择 b. 电压设置及读出范围:1.00V-20.0V c. 电流设置及读出范围:100mA-3.00A d. 显示分辨率及误差:至少具有三位数,相对误差小于 5% 2. 发挥部分 a. 增加恒阻模式(CR)模式 b. 扩大负载参数的设置及读出范围 c. 具有自动过载保护设计 三、 说明 a. 负载参数可调节设置,人工预置或数字程控皆可 b. 负载参数可数字化显示,两种负载参数(CV\CC)同时显示 c. 实现原理可参考如下图 A 题:双相信号发生器(本科组) 一、任务 设计、制作一个双相信号发生器,在特定的频率范围内输出正弦波,信号的 幅度和相位差可以程控设置,也可以输出矩形波和方波。作品电路中不得使用任 何 DAC 芯片、DDS 芯片或微处理器的 DAC 功能。数字逻辑系统推荐使用 EXCD-1 SOC 开发板,信号发生器的工作电源可外置。 二、要求 1.基本要求 (1)两路信号均可输出正弦波、方波、矩形波; (2)两路信号输出最大幅度不低于 3V,幅度可调,设置分辨率不低于 10bit; (3)信号频率范围从 9.5kHz 到 10.5kHz 可调,步进值不大于 100Hz,频率 准确度不低于 0.1%; (4)正弦波信号在整个频率设置范围内,波形失真度不大于 2%; (5)两路信号的相位差可以在 0—359 度内可调,设置分辨力不大于 1 度; (6)矩形波占空比在 0.1%—99.9%范围内可调,设置分辨率不低于 0.1%; 2.发挥部分 (1)两路信号输出最大幅度不低于 3.5V,幅度可调,设置分辨率不低于 12bit; (2)正弦信号频率从 8kHz 到 12kHz 变化,信号平坦度优于 90%; (3)正弦信号频率从 8kHz 到 12kHz 变化,信号失真度不大于 2%; (4)两路正弦信号的相位差可以在 0—359.9 度内可调,设置分辨力不大于 0.1 度; (5)两路均可产生 FSK 调制波,内调制信号的频率不大于 10Hz,上边频 为 12kHz,下边频 8kHz; (6)两路均可产生 ASK 调制波,内调制信号的频率不大于 10Hz,载波频 率为 10kHz,调制率为 100%; (7)其他。 三、说明 1.微处理器系统板、工作电源可用成品,也可自制,必须自备。 2.设计报告正文中应包括系统总体框图、波形发生原理、数字逻辑原理框 图、主要的测试结果。详细电路原理图、HDL 程序或电路图、测试结果 用附件给出。 3.题目中所有准确度及分辨率指标必须是电路原理及器件硬件所保证,报 告中需要有理论计算。 四、评分标准 设计 报告 基本 要求 项目 系统方案 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 完成第(1)项 完成第(2)项 主要内容 比较与选择 方案描述 频率设置,相位设置 幅度设置、占空比设置 正弦波发生 可编程逻辑电路 模拟电路 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 分数 4 8 8 6 4 30 10 10 完成第(3)项 8 完成第(4)项 6 完成第(5)项 8 完成第(6)项 8 总分 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项 10 完成第(3)项 6 发挥 完成第(4)项 8 部分 完成第(5)项 6 完成第(6)项 6 其他 4 总分 50 B 题:通用可变增益放大器(本科组) 一、任务 设计、制作一个通用可变增益放大器,放大器的增益可手动数字设置或程控 设置,无调节电位器。该放大器的增益变化范围、信号输入及输出范围、信号有 效频段及幅频特性等具有较高的技术经济指标。 二、要求 1.基本要求 (1)放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±3V; (2)放大器的电压增益可设为三档:0.10—1.00,1.0—10.0,10—100,放 大器在同一档位时增益线性度不低于 1%,分辨力不低于 1%; (4)增益为 100 时,在 DC—1MHz 带宽范围内,输出大信号幅度波动不超 过 5%; (5)增益为 100 时、输入端短路,输出端电压值不超过±5mV; (5)输入端阻抗可开关设置为大于 10M或 50,并有过压保护能力; (6)放大器输出端阻抗可开关设置为 50或 0。 2.发挥部分 (1)放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±8V; (2)放大器的增益可设为四档:0.100—1.000,1.00—10.00,10.0—100.0, 100.0—1000,放大器在同一档位时线性度不低于 0.5%,分辨力不低于 0.1%; (3)增益为 1000,在 DC—5MHz 带宽范围内,输出大信号幅度波动不超 过 5%; (4)放大器输出端阻抗为 50,外接负载 50,在 DC—5MHz 频段内,大 信号输出时波形失真度小于 2%; (5)增益为 1000 时、输入端短路,输出端电压值不超过±20mV; (6)整体电路成本低,电路工艺简单; (7)其他。 三、说明 1.工作电源可用成品,也可自制。 2.设计报告正文中应包括系统总体框图,可变增益发生器工作原理,幅度、 频段、增益变化区间、器件选择方法,主要的测试结果。详细电路原理图以附件 形式给出。 3.题目中所有技术参数电路原理及器件硬件指标所能保证,需要有分析说 明。 四、评分标准 项目 系统方案 理论分析与计算 设计 报告 电路与程序设计 测试方案与测试结果 主要内容 比较与选择 方案描述 程控放大,程控衰减 幅度范围,频段上限 增益范围,零点误差 硬件电路原理图 语言程序设计清单 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 分数 4 10 6 6 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 4 图表的规范性 总分 30 完成第(1)项 6 完成第(2)项 18 基本 完成第(3)项 12 部分 完成第(4)项 6 完成第(5)项 5 完成第(6)项 3 总分 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项 14 发挥 完成第(3)项 8 部分 完成第(4)项 6 完成第(5)项 6 完成第(6)项 3 其他 3 总分 50 C 题:水温控制系统(本科组) 一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为 1 升水,容器为搪瓷器皿。 水温可以在一定范围内设定,并能实现在 10℃—70℃量程范围内对每一点温度 的自动控制,以保持设定的温度基本保持不变。 二、要求 1.基本要求 (1)可键盘设定控制温度值,并能用液晶显示,显示最小区分度为 0.1℃; (2)可以测量并显示水的实际温度。温度测量误差在±0.5 ℃内; (3)水温控制系统应具有全量程(10℃—70℃)内的升温、降温功能(降温可 用半导体制冷片、升温用 800W 以内的电加热器); (4)在全量程内任意设定一个温度值(例如起始温度±15℃内),控制系统可以 实现该给定温度的恒值自动控制。控制的最大动态误差≤±4℃,静态误差 ≤±1℃,系统达到稳态的时间≤15min(最少两个波动周期)。 2.发挥部分 (1)当设定温度突变(温度变化±20℃)时,控制的最大动态误差≤±2℃,系统 达到稳态的时间≤8min(最少两个波动周期); (2)温度控制的静态误差≤±0.2℃(在最小稳态时间内); (3)在设定温度发生突变(温度变化±20℃)时,用液晶屏显示水温随时间变化 的实时曲线(最少显示两个波动周期); (4)其他。 三、说明 (1)允许使用单片机最小系统; (2)升温和降温驱动电路自行设计制作,不允许使用成品模块; (3)电路制作注意节能低功耗; (4)为了测试的方便,测量水温时要求在容器内自行给定一个位置,测试时放 置玻璃水银温度计,作为标准温度计; (5)避免测试过程出现烧伤现象,注意做好保护措施。 四、评分标准 项目 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 应包括的主要内容 比较与选择 方案描述 温度控制算法 控制误差 温度控制速度 电路设计 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 分数 4 10 6 5 测试结果分析 设计报告结构及规范性 摘要 基本 要求 总分 完成第(1)项 完成第(2)项 完成第(3)项 完成第(4)项 总分 设计报告正文的结构 5 图表的规范性 30 5 5 10 30 50 完成第(1)项 20 完成第(2)项 10 发挥 完成第(3)项 15 部分 其他 5 总分 50 D 题:自动搬运机器人(本科) 一、任务 设计并制作一个能自动行驶在起始位置与终点库房间的搬运机器人。允许用玩具汽车 改装,可运用图像、光电、声波、超声波等无线自动导航识别技术,将场地内放置的 3 个木 质正立方体由堆放位置搬运到库房内。 搬运场地面积 1.2×1.2 米,表面为白色,可贴白纸,终点库房设与地面垂直的╚╝形 档板,其长宽高为 20×20×10cm,在起始点处有 2 cm 宽的黑线,搬运场地如图所示。 5 20 cm 20 cm 20cm 10 5 20cm 库区线 起始线 10cm 库区线 终点库房 U 形挡板 30cm 起始位置的方木块 120 cm 30cm 120 cm 二、要求 1.基本要求 ⑴ 机器人从起始线出发(出发前,机器人任何部分不得超出起跑线,后端不限),自动将木 块逐一运送到库房内(允许倒车)。运行的时间应力求最短(从合上电源开关开始计时)。 ⑵ 木块运送到达库房时,应能堆放到库房档板 20cm 线以内;如果不能全部运入库房,记 录木块距离 20cm 线的最大距离,根据此距离将分档扣分。 ⑶ 用秒表记录整个搬运时间。 2.发挥部分 ⑴ 自动记录、显示每一次往返的时间(记录显示装置要求安装在机器人上)和总的行驶时 间。 ⑵ 木块运送到达终点库房时,应能够整齐排列堆放到库房挡板 10cm 线以内,3 个木块的左 右边线应尽量对齐,记录偏差尺寸。 ⑶ 其它特色与创新。 三、说明 (1) 木质正立方体的尺寸为 5×5×5 cm,误差不得超过-0.1cm,木块间距为 5cm。 (2) 搬运机器人前端可安装机械手,其形状、功能自定。搬运木块的方式自定,但不得采用 磁铁吸附。木块上可涂抹颜色或符号,不得安装其他附件。 ⑶ 在木块堆放的起点和库房侧可设有自动无线引导信号源,类型自定(禁用地面引导线)。 (4) 应选用能够直角转弯的车辆,车辆启动后不能用人工控制(包括有线和无线遥控)。 四、评分标准 项目 系统方案 理论分析与计算 设计 报告 电路与程序设计 结果分析 基本 要求 发挥 部分 设计报告结构 及规范性 总分 放入 20cm 库区 在库区外的最大尺寸 搬运时间 总分 第1项 第2项 其他 单次运行时间显示 总运行时间显示 放入 10cm 库区 总分 主要内容 实现方法,方案论证 系统设计,结构框图 控制方法,理论计算 检测与驱动电路设计 总体电路图 软件设计与工作流程图 创新发挥,结果分析 摘要 设计报告结构 图表的规范性 每块 12 分 分数 6 7 7 5 5 30 36 14 50 有 4 有 5 每块 12 分 36 5 50 E 题:LED 照明用恒流电源变换器(本科组) 一、任务 设计并制作 LED 照明用具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器,为串联的 10 个 LED(单管额定功率 1W)供电,结构如下图所示。 二、要求 1.基本要求 (1)负载条件下,电源变换器为直流恒流输出特性,且输出电流 IO 可在 150mA~350mA 范围内可调; (2)电压调整率 Su≤1%:负载为 10 个 LED,调整 U1,使 U2 在 32V 40V 范围内变 化时,IO 变化不超过±1%; (3)负载调整率 SL≤1%:U2=36V,负载由 5 个 LED 增加至 10 个,IO 变化不超过± 1%; (4)效率 ≥70%:U2=36V、负载为 10 个 LED、IO=300mA,电源变换器效率 ≥70%; (5)具有输出过压保护功能,动作电压为 UO=( 36  0.2 )V。 2.发挥部分 (1)使变换器具有恒流限压特性:UO 小于 36V 时为恒流输出;UO 达到 36V 后为恒压 输出,将 UO 稳定在( 36  0.2 )V;待 UO 降至 36V 以下则恢复恒流输出; (2)在电源变换器交流输入侧加入功率因数校正电路,使其功率因数不低于 0.95; (3)LED 亮度可随环境光线增强而自动降低:暗环境,负载为 10 个 LED、IO=300mA 条件下,环境变亮后 IO 减小至不大于 200mA 以下; (4)具有输出电流的步进调整和测量、显示功能:步进值 10mA,测量精度优于 2%; (5)具有交流侧开机冲击电流和 EMI 抑制功能; (6)其他。 三、说明 1. 不得采用各种电源产品改制。整个作品由一路交流电源供电,不得使用任何其它电 源为控制电路或驱动环节供电。电源变换器为隔离型,即交流供电侧与直流输出侧 具有电气隔离,但不得再使用工频变压器。 2. 制作时考虑测试方便,须合理设置测试点。10 支 LED 应安装在通用板(或 PCB) 上,做串联连接,并可方便改变接入个数(10 个或 5 个)。 3. 电源变换器效率指直流输出功率与交流输入(U2 处)有功功率之比。 4. 如果能完成发挥部分(1),基本要求(5)不必做自然得分。在做基本要求(5)或 发挥部分(1)测试时,建议使用滑线变阻器作为负载。 4. 在发挥部分(3)中,只需改变对光敏元件的照度,自行设置明、暗两种照度即可。 四、评分标准 项目 主要内容 设计 报告 方案论证 比较与选择,方案描述(含总体框图) 电源变换器主回路与器件选择 控制电路或控制程序设计 保护电路设计 电路与程序设计 功率因数校正电路设计 自动调光电路设计,开机冲击电流和 EMI 抑制电路设计 恒流控制方法与参数计算 理论分析与计算 隔离变压器的设计、计算 提高效率的方法 滤波参数计算 测试方案及测试条件 测试方案与测试 测试结果及其完整性 结果 测试结果分析 摘要 设计报告结构及 设计报告正文的结构 规范性 图表的规范性 总分 完成第(1)项 完成第(2)项 完成第(3)项 基本要求 完成第(4)项 完成第(5)项 总分 完成第(1)项 完成第(2)项 发挥 部分 完成第(3)项 完成第(4)项 完成第(5)项 其他 总分 满分 4 9 9 5 3 30 6 12 12 15 5 50 8 15 8 8 6 5 50 A 题 压力检测与报警系统 一、任务 设计并制作一个压力检测与报警系统。系统结构如图 1 所示。压力传感器输 出为直流信号且变化频率小于 10HZ,易受到 50HZ 及以上高频信号干扰。数码 显示可以采用表头电路,要求达到 0.5 级表精度。声音报警不能采用现成的模块。 压力传感器(输出为 0~1.000mv) 放大与 滤波 数码显 示 声和光 报警 图 1 系统结构图 二、具体指标与分值(理论设计满分 100 分) 任务 要求 整个系统供由 220v 交流,设计 5v 的直流输出电路。 基本部分 放大电路的放大倍数 200 以上,滤波频率为 50HZ 以上 发声电路设计 光报警电路 显示电路 发挥部分 数码显示电路自行设计 精度提高到 0.1 级 其它(附加功能、低功耗、性价比等)。 分值 10 15 15 5 5 20 20 10 三、说明 1.设计方案中不能使用单片机、可编程逻辑器件等可编程器件; 2.设计报告中应给出主要设计过程及各元器件参数及型号; 3.理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用 A4 纸张纵向打印。页边距除上边取 3 厘米外,其它使 用 Word 的约定值(即下边 2.54 厘米,左右各 3.17 厘米)。装订位置在报告上方, 装订线距设计报告上端约 1.5 厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体,正文使用宋体小四号字体。行 距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为 15 页以内(封面不计,单面打印)。设计报告 第一页应为设计题目、300 字以内的中文设计摘要,关键词 3~6 个。设计报告 内容格式通常应包括下述内容: (1)引言:叙述对题目的理解,以及设计思路和特点。 (2)方案设计:叙述设计思路,总体方案组成和说明,通常要提出两个方 案,并对两个方案进行比较,说明采用其中一个方案的理由。 (3)对各个组成部分作详细说明及参数计算,给出框图、电路原理图、软 件流程图。 (4)结论:叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一 步努力的方向。 (5)附件:包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。 B 题 信号频率测量仪 一、任务 设计并制作一个信号频率测量仪,示意图如图 2 如示。 信号源 频率测试仪 数字显示 图 2 频率测量仪 二、具体指标与分值(理论设计满分 100 分) 任务 要求 分值 自制被测信号源,可以输出正弦波、方波、三角波 基本部分 频率测量范围:1kHz~100kHz,测量误差≤1% 50 具有十进制数字显示功能 扩展频率测量范围:1Hz~1MHz,测量误差≤0.1% 20 发挥部分 具有周期测量功能 20 其它有益附加功能 10 三、说明 1.设计方案中不能使用单片机、可编程逻辑器件等可编程器件; 2.设计报告中应给出主要设计过程及各元器件参数及型号; 3.理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用 A4 纸张纵向打印。页边距除上边取 3 厘米外,其它使 用 Word 的约定值(即下边 2.54 厘米,左右各 3.17 厘米)。装订位置在报告上方, 装订线距设计报告上端约 1.5 厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体,正文使用宋体小四号字体。行 距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为 15 页以内(封面不计,单面打印)。设计报告 第一页应为设计题目、300 字以内的中文设计摘要,关键词 3~6 个。设计报告 内容格式通常应包括下述内容: (1)引言:叙述对题目的理解,以及设计思路和特点。 (2)方案设计:叙述设计思路,总体方案组成和说明,通常要提出两个方 案,并对两个方案进行比较,说明采用其中一个方案的理由。 (3)对各个组成部分作详细说明及参数计算,给出框图、电路原理图、软 件流程图。 (4)结论:叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一 步努力的方向。 (5)附件:包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。 C 题 防火防盗报警系统 一、任务 设计并制作一套防火防盗报警系统。系统结构如图 3 所示。 图 3 系统结构图 二、具体指标与分值(理论设计满分 100 分) 任务 要求 分值 整个系统供由两节 1.5V 电池提供(系统所需其他电压可 设计电压变换电路产生)。 10 基本部分 系统具有温度检测功能,温度检测范围-20℃~150℃,且 温度报警值根据实际情况可在-10℃~+120℃内设定。 15 系统具有烟雾和振动检测功能,且根据实际情况可设定 报警值。 10 系统具有人体红外检测功能,检测距离大于 5 米。 10 系统具有声光报警功能。 5 系统具有语音报警功能,能说明各种报警情况。 20 发挥部分 系统具有红外遥控功能,遥控距离大于 5 米,能对各种 报警进行相应的屏蔽。 20 其它(附加功能、低功耗、性价比等)。 10 三、说明 1.设计方案中不能使用单片机、可编程逻辑器件等可编程器件; 2.设计报告中应给出主要设计过程及各元器件参数及型号; 3.理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用 A4 纸张纵向打印。页边距除上边取 3 厘米外,其它使 用 Word 的约定值(即下边 2.54 厘米,左右各 3.17 厘米)。装订位置在报告上方, 装订线距设计报告上端约 1.5 厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体,正文使用宋体小四号字体。行 距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为 15 页以内(封面不计,单面打印)。设计报告 第一页应为设计题目、300 字以内的中文设计摘要,关键词 3~6 个。设计报告 内容格式通常应包括下述内容: (1)引言:叙述对题目的理解,以及设计思路和特点。 (2)方案设计:叙述设计思路,总体方案组成和说明,通常要提出两个方 案,并对两个方案进行比较,说明采用其中一个方案的理由。 (3)对各个组成部分作详细说明及参数计算,给出框图、电路原理图、软 件流程图。 (4)结论:叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一 步努力的方向。 (5)附件:包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。 D 题 全自动交流调压器 一、任务 在一些供电比较紧张地区,交流市电电压经常在 180~240V 间上下波动,供 电不稳,对一些用电电器造成损害,要求设计并制作一个全自动的交流调压器, 要求调压器容量为 20KVA,系统框图如图 4: 图 4 系统框图 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 输入电压在 180~220V 间上下波动,经调压器稳压后 输出电压可稳定在 220(±10%)V。 50 具有电压、电流显示功能 电压稳定时间在 100ms~1s 之内 效率>95% 实现调压器电压输出可调 20 输出电压精度控制在 5% 10 发挥部分 电流检测值误差控制在 1% 10 短路保护功能 5 其他扩展功能 5 三、说明 1.设计方案中不能使用单片机、可编程逻辑器件等可编程器件; 2.设计报告中应给出主要设计过程及各元器件参数及型号; 3.理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用 A4 纸张纵向打印。页边距除上边取 3 厘米外,其它使 用 Word 的约定值(即下边 2.54 厘米,左右各 3.17 厘米)。装订位置在报告上方, 装订线距设计报告上端约 1.5 厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体,正文使用宋体小四号字体。行 距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为 15 页以内(封面不计,单面打印)。设计报告 第一页应为设计题目、300 字以内的中文设计摘要,关键词 3~6 个。设计报告 内容格式通常应包括下述内容: (1)引言:叙述对题目的理解,以及设计思路和特点。 (2)方案设计:叙述设计思路,总体方案组成和说明,通常要提出两个方 案,并对两个方案进行比较,说明采用其中一个方案的理由。 (3)对各个组成部分作详细说明及参数计算,给出框图、电路原理图、软 件流程图。 (4)结论:叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一 步努力的方向。 (5)附件:包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。 集成电路芯片测试仪(A 题) 一、 任务 设计一个集成电路芯片测试仪电路,使其能对常用的 74 系列逻辑芯片进行 逻辑功能测试,以确定芯片的型号和好坏。 二、 要求 1 基本部分 用仿真软件对电路进行验证,使电路满足以下功能: 1) 可以对待测试的 74 系列: 00/02/04/08/10/11/20/21/27/30/74/109/160/245 等组合逻辑芯片进行逻辑功 能测试; 2) 显示测试结果; 3) 结果等功能。 不需要输入芯片型号,即能自动完成识别芯片、测试及显示 2 发挥部分 制作一个不依赖于电脑的集成电路芯片测试仪的实物,使其通过键盘输入型 号,可以对 74 系列的 00/02/04/08/10/11/20/21/27/30 等组合逻辑芯片进行逻 辑功能测试,并显示测试结果。 发挥部分的得分以此系统的显示准确程度及操作方便程度为依据。 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作 为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 非接触供电系统(B 题) 一、 任务 在不采用专用器件(芯片)的前提下,设计一个非接触供电系统的电路,使 其实现对小型电器供电或充电等功能。 二、 要求 1 基本要求 用仿真软件对电路进行验证,使其满足以下功能: 1) 接触供电的 供电部分输入 36V 以下的直流电压,具有向多台电器设备非 功能。 2) 在输出功率≥1W 的条件下,转换效率≥15% 3) 最大输出功率≥5W。 2 发挥部分 制作一个非接触供电系统的实物,使其完成以下功能: 1) 供电部分输入 36V 以下的直流电压,具有向至少一台电器设 备非接触供电的功能。 2) 在输出功率≥1W 的条件下,转换效率≥10% 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作 为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 12V/220V 逆变电源(E 题) 一、 设计任务 设计一个 12V/220V 逆变电源的电路。 二、 设计要求 1、基本要求 用仿真软件对电路进行验证,其满足的要求如下所示: 1) 输入 12VDC; 2) 额定输出电压:Vo=220VAC; 3) 额定输出功率≥200W; 4) 输出有过压保护; 5) 输入有过压保护和过热保护; 2、发挥部分 制作一个 12V/36V 逆变电源的实物,使其完成以下功能: 1) 输入 12VDC(可用汽车蓄电池提供); 2) 额定输出电压:Vo=36VAC; 3) 额定输出功率≥30W; 4) 输出有过压保护; 5) 有输入过压保护和过热保护; 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作 为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 简单汉字自动书写笔(F1 题) 一、 任务 设计一个系统,让一支笔自动在 A4 白纸上写汉字。 二、 要求 1 基本要求 用相关软件进行建模与测试,使设计的系统能实现以下参数要求: 1) 能够以指定的大小写指定的汉字; 2) 字的内容、字体、字的大小和个数等参数可以预置; 3) 具有换页功能,写完一张后的可将纸移动到其它位置; 4) 换页之后,在另一张 A4 白纸的中间位置上继续写字; 5) 字体工整、匀称、美观,大小和笔划粗细协调,纸面整洁。 2 发挥部分 在不采用现成打印产品的情况下,制作一个简单汉字自动书写笔的实物,使 其完成以下功能: 1) 笔可以抬起和放; 2) 书写笔一旦启动,不再允许人工控制。 3) 在一张 A4 白纸的中间位置写“电子”两个汉字,A4 白纸上不能有 任何标记; 4) 汉字字体大小要求大于二号字体; 5) 字体工整、匀称、美观,大小和笔划粗细协调,纸面整洁。 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作 为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 简易自动仓储搬运智能小车(F2 题) 一、 任务 设计制作一个简易智能小车,将四个带有三角形(▲)、圆形(●)、四方 形(■)和十字形(╋)标志的立方体分别运送到指定的位置。立方体尺寸 为 (8cm×8cm×8cm),随机放置在四个初始位置上,仓储场地示意图 如下所示。 场地示意图 二、 要求 1 基本要求 用相关软件对电路进行建模仿真,使其满足以下要求: 1) 采用图形识别方法识别四个立方体; 2) 将带有三角形的立方体目标送到 1 号位置; 3) 将带有圆形的立方体目标送到 2 号位置; 4) 将带有四方形的立方体目标送到 3 号位置; 5) 将带有十字形的立方体目标送到 4 号位置。 6) 能显示走过的路径长度、时间和路径示意图; 7) 具有最优路径选择能力。 2 发挥部分 制作一个简易智能小车的实物,参赛队自制立方体和场地。搬运顺序不限, 允许场地上有寻迹标志,但不允许立方体上有图案之外的识别物体。基本要求如 下: 1) 小车动力必须使用电池,不得用外接电源。 2) 小车一旦启动,即能自动控制。 3) 采用图形识别方法识别四个立方体; 4) 将带有三角形的立方体目标送到 1 号位置; 5) 将带有圆形的立方体目标送到 2 号位置; 6) 将带有四方形的立方体目标送到 3 号位置; 7) 将带有十字形的立方体目标送到 4 号位置。 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作 为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 低频三相函数信号发生器(G 题) 一、 任务 设计一个低频三相函数信号发生器的电路,参考系统框图如下所示: 二、 要求 1.基本要求 用仿真软件对电器进行验证,使其满足以下要求: 1) 输出的三相函数信号的频率范围为 1Hz 到 30kHz; 2) 具有频率预置和频率步进功能,频率步进为 1Hz,频率精度优于 0.1%; 3) 在 10kΩ负载电阻上的电压峰-峰值 Vopp≥20V; 4) 在上述信号频率范围内,任两相间的相位差在 0°~359°范围内可任意预 置,相位差步进 1°; 5) 输出的矩形波信号的频率可任意预置,频率步进 2Hz,频率精度 0.05%;矩 形波信号的占空比可以预置,占空比步进 ,当占空比为 时,误差≤± ; 6) 信号发生器能输出载波频率为 10kHz 的调频信号,要求调制信号频率在 100Hz~1kHz 频率范围内可变。 2.发挥部分 制作一个正弦波信号发生器的实物,使其满足以下要求: 1) 具有三路正弦波信号输出,频率范围 20Hz~20kHz; 2) 在 10kΩ负载电阻上的电压峰-峰值 Vopp≥20V; 3) 此系统具有频率预置和频率步进功能,频率步进为 10Hz; 4) 输出信号频率稳定度优于 10-5,用示波器观察时无明显失真; 5) 任意两相信号的相位差在可在 0°~359°范围内变化; 三、 说明 1.设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2.因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分别进 行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作为参 赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 2013 年全国电子设计竞赛赛题预测(练习版) 单相正弦波变频电源(A) 一、任务 设计并制作一个单相正弦波变频电源,输出电压有效值为 15~36V 可调,最 大负载电流有效值为 1A,负载为电阻负载。变频电源框图如下图所示。 显示 二、要求 1.基本要求 (1)输出频率范围为 20Hz~100Hz,且输出电压有效值为 15V~36V 可调的单相 交流电; (2)输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真; (3)当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.5~1A 时,输出电压有效 值应保持在 15V,误差的绝对值小于 5%; (4)具有过流保护(输出电流有效值达 1.5A 时动作),保护时自动切断输入交流 电源。 2.发挥部分 (1)当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.5~1A 时,输出电压有效 值应保持在 15V,误差的绝对值小于 2%; (2)设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路, 测量误差的绝对值小于 5%; (3)其它。 三、说明 1.不能使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片; 2.必要时,可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压;可用滑动变阻器 或电阻箱模拟负载; 3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。 四、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计 基本要 算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据 50 求 及测试结果分析 实际完成情况 50 完成第(1)项 20 发挥部 完成第(2)项 24 分 其它 6 液体转移监控装置(B) 一、任务 设计并制作一个液体转移监控装置,示意图如下图所示: 放置两个盛水容器,分别为 A 容器和 B 容器,A 容器盛有足量的水,B 容器 为空,底部中心挖一个出水圆孔。从 A 容器转移水到 B 容器,使 B 容器中的水的 重量达到预设值,并保持该状态 60 秒钟。 二、要求 1.基本要求 (1)制作一个数显装置,当系统开始执行抽水任务时,能实时显示 B 容器中水 的重量和任务执行时间,任务结束后,计时停止; (2)通过键盘任意设定转移到 B 容器中的水的重量,设定范围为 500 克~1000 克,调整时间范围为≤3 分钟; (3)B 容器中的水达到预设值后,保持该状态 60 秒钟。要求能发出短暂的声音 提示信号; (4)控制误差范围为 10 克。 2.发挥部分 设计并制作一个主站监控系统。 (1)主站能预设应转移到 B 容器中水的重量值,并控制系统运行; (2)B 容器中的水临近溢出时启动报警,并停止系统运行; (3)主站能实时显示 B 容器中水的重量变化曲线; (4)其它。 三、说明 1.控制泵类型及水的重量的测量方法不限,其装置安装位置及安装方式自定; 2.A 容器大小不限,能够装入足够的水即可,B 容器为 3.3 升矿泉水桶; 3.B 容器底部中心制作一个直径≥3 毫米的圆孔; 4.现场控制不能用系统机;水的重量预设值由评委当场给出。 四、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路 50 基本要求 图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项 5 发挥部分 完成第(3)项 25 其它 10 简易智能液体加注装置(C) 一、任务 设计并制作一个简易智能液体加注装置,其参考结构示意图如下,水杯可用 纸杯。 二、要求 1.基本要求 (1)从 A 号杯开始,依次向 A、B、C、D、E、F 号纸杯内加注水,使纸杯中的水 达到指定量; (2)纸杯中水的多少由键盘输入,范围为 0~20ml,误差不大于 0.1ml; (3)在不同纸杯内的水量应不同; (4)加注完成后小车回到 A 号杯位置,并给出声光报警。 2.发挥部分 (1)当原纸杯中有水且水量少于设定的量时,则只加入所缺少的部分; (2)当原纸杯中有水且水量大于设定的量时,则从纸杯中把多余的水抽走; (3)当水桶中的水量过少时(高度小于 0.5cm),能够给出报警; (4)其它。 三、说明 1.题图仅供参考,可以不采用天桥、天车的形式,只要能完成液体加注即可。 2.容器可不采用纸杯,但容积必须足够,以使加液量能达到 20ml。 四、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路 50 基本要求 图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际完成情况 50 完成第(1)项 15 完成第(2)项 15 发挥部分 完成第(3)项 5 其它,每多加一种功能加 5 分,最高不超过 15 分 15 便携式气象仪(D) 一、任务 设计并制作一个便携式气象检测仪(包括测量装置和接收装置,通过无线方 式通信)。 风向风速 湿度检测 电源 通信 测量 系统 GPS信息 温度检测 气压检测 LCD 键盘 数据存储器 通信 接收装置 打印机 电源 LCD 二、要求 1.基本要求 (1)测量并显示风向、风速、温度、湿度、气压等基本气象要素。 (2)提供测试点的位置(经纬度、海拔高度),时间参数。 (3)范围及精度: 温度范围:-40~60℃(测量精度在 20℃时为±0.2℃); 相对湿度:0~100%(测量精度在 20℃时为±1%); 风向风速:0.4~75m/s(测量精度为±0.17m/s); 气 压:95~105kpa(测量精度为±0.1 kpa)。 2.发挥部分 (1)采用 GSM 短信模式传输当时的天气实况数据和报文。接收装置发出请求测 量的命令,测量装置回复各项参数。 (2)接受装置可定时、手动查询当前及历史记录,具备打印功能。 (3)尽量减少测量功耗。 (4)其它。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算, 电路图 50 基本要求 及有关设计文件、测试方法与仪器,测试数据及测试结果分 析。 实际制作完成情况 50 完成(1)项 25 完成(2)项 15 发挥部分 完成(3)项 5 其它 5 程控高增益选频放大器设计(E) 一、任务 1.设计一个程控高增益选频放大器。 2.自制一个幅度按指数规律衰减的正弦波信号源。 二、要求 1.基本要求 (1)增益:80dB~100dB 程控,调整步长:6dB (2)中心频率调整范围:1.3KHz~3.1 KHz (3)中心频率调整步长:不大于 50Hz (4)通频带宽度:不大于 100 Hz (5)增益与中心频率程控方法:键盘输入增益(dB)与中心频率(Hz),同时显示 之。 2.发挥部分 (1)增益:有较大改进(大于 10dB) (2)中心频率调整步长:1Hz (3)自制信号源——衰减正弦波如下图所示: 正弦波频率 1KHz~4 KHz 可调;调整步长 1Hz;初始相位为零;幅度按指数 规律衰减;手动触发一次发出一个衰减正弦波;衰减到初始幅度的 10%需延续时 间 100ms~1000 ms。 (4)注意电磁兼容。 (5)其它。 三、评分标准 基本要 求 满 项目 分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算, 电路图 50 及有关设计文件、测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。 实际制作完成情况 50 完成(1)项 6 完成(2)项 6 发挥部 完成(3)项 25 分 完成(4)项 5 其它 8 简易无线竞赛系统(F) 一、任务 为幼儿园小朋友设计一套训练十以内加、减法的无线竞赛系统,该系统包 括两大部分,如下图所示: 无线竞赛控制器 (计算机) 无线竞赛手持器1 无线竞赛手持器2 . . . 无线竞赛手持器n 第一部分为无线竞赛手持器:无线竞赛手持器是可以发射 0 到 9 数字的手持 装置,其用途是小朋友用它发送计算结果。 第二部分为无线竞赛控制器:无线竞赛控制器是一台能接收(小朋友们的) 无线竞赛手持器发射的无线信号的计算机,它的主要功能有以下三点: 1.在计算机屏幕上随机产生十以内加、减法题目(供小朋友们计算)。 2.接收小朋友们用无线竞赛控制器发送的计算结果。 3.对小朋友们用无线竞赛手持器发送的结果进行判定(正确或错误)。 多次计算后,对每个小朋友的对错情况进行统计,并在计算机屏幕上显示。 二、要求 1. 基本要求 (1)完成无线竞赛手持器。 要求用电池供电,至少应有 0 到 9 十个数字键,发射的无线信号有效距离不 小于 10 米。至少完成两台无线竞赛手持器。 (2)设计无线竞赛控制器和无线竞赛手持器之间的通信协议,并求出在该协议 下无线竞赛控制器最多能与多少台无线竞赛手持器进行通信。 (3)完成无线竞赛控制器。要求如下: a.能与无线竞赛手持器进行通信; b.能在计算机屏幕上随机产生十以内加、减法题目。十个题目为一组,题目 与题目之间的时间间隔可在 1 到 10 秒内调节; c.能正确判定小朋友们的计算结果。 2.发挥部分 (1)无线竞赛控制器能记录每个小朋友每一道题的答辩情况并列表显示; (2)系统增加抢答功能,无线竞赛手持器增加一个抢答键,无线竞赛控制器能 快速响应第一个按下抢答键的小朋友,并能在计算机屏幕上显示该小朋友的 无线竞赛手持器的号码; (3)无线竞赛控制器能统计出每个小朋友每组题目的平均响应时间; (4)其它。 三、典型用法说明 设有十个小朋友,每人手中一台无线竞赛控制器,无线竞赛控制器的计算机 每隔十秒钟随机产生一道十以内的加、减法题目,小朋友每人用手中的无线竞赛 手持器发送计算结果。十道题后,计算机把每个小朋友的计算结果统计情况显示 在屏幕上。 四、评分标准 项目 得分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图 50 基本要求 及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 5 完成第(2)项 15 发挥部分 完成第(3)项 20 其它 10 射频功率放大器(G) 一、任务 (1)设计一个射频功率放大器。 (2)可采用分立元件也可采用相应的射频模块。 (3)功率控制部分可采用连续调整也可采用分档,但必须包含在电路设计中, 而不能采用在功率输入或输出端加现成的可变衰耗器的方式完成。 (4)上交成果时应包括电源部分。 二、要求 1.基本要求 (1)频率范围:100MHz~1000MHz 之间任选一频点。 (2)放大器输出功率:Pmax≥ 1W。 (3)输入信号不变时,输出功率可调,可调范围 ≥ 20dB 。调整方式可以为连 续,也可为分档,当采用分档方式时,必须分为 4 档以上。 (4)放大器的 3dB 带宽 ≥5MHz。 (5)放大器的输出特性阻抗:50 欧姆(或 75 欧姆)。 2.发挥部分 (1)设计一个与上述放大器相对应的信号源。信号源最好应为 VCO 形式,以便 于调制信号的加入。 (2)用音频信号对信号源进行频率调制并接入功率放大器后,可通过无线接收 或相关仪器将调制信号还原。 三、说明 考虑到各类高频仪表的功能限制,相关的功能测试既可采用开路方式,也可 采用闭路加衰耗器模拟空间传播方式进行。 四、评分标准 项目 得分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路 50 基本要求 图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际完成情况(包括频率,功率,带宽等指标) 50 信号源完成情况 25 发挥部分 音频信号的 FM 调制功能 20 其它 5 三角波斜率测量仪(H) 一、任务 (1)设计占空比可调(即图 2 中 AO/AB 可调)的三角波发生器,作为三角波测量 仪的信号输入。 (2)设计三角波测量电路,能够完成三角波幅度、频率、斜率的测量。 (3)设计显示电路,能够完成波形和测量数据的显示。 (4)能够测量由外部信号发生器产生的任意波形。 系统框图见图 1 所示。 检测点 外接信号发生器 示波器 三角波发生器 测量电路 波形产生控制电路 图1 二、要求 1.基本要求 (1)自行设计三角波发生器电路。要求频率、占空比、幅度连续可调。变化范 围要求如下: 频率范围 10KHz~100KHz; 占空比范围(即图 2 中 AO/OB)30%~60%; 幅度范围(即图 2 中 OC)0.5V 到 4V。 (2)三角波幅度测试:要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。 测量误差不大于 10%; (3)三角波频率测试: 要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结 果。测量误差不大于 10%; (4)三角波斜率测试: 要求测试电路完成三角波斜率的测量(即 CO/AO)并显示 出测量结果。测量误差不大于 10%。 A/V C … … A O B f/Hz 图 2 占空比可调三角波示意图 2.发挥部分 (1)三角波发生器电路的频率范围可以扩展到 1KHz~300KHz; 占空比变化范围(即图 2 中 AO/OB)可以扩展到 20%~80%。 (2)将三角波测量电路的频率误差减小到不大于 5%; (3)将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于 5%; (4)将三角波测量电路的幅度误差减小到不大于 5%; (5)可测量其它波形及相应参数。 三、说明 三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线,不允许 在两个模块之间存在其他连线。 四、评分标准 项目 得分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图 50 基本要求 及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际完成情况 50 完成第(1)项 15 完成第(2)项 10 发挥部分 完成第(3)项 10 完成第(4)项 10 完成第(5)项 5 温度及水位控制系统(I) (本题目可用于高职高专学生选用,本科生不能选用) 一、任务 设计并制作温度及水温自动控制系统。控制对象为能盛 1 升水的容器。 二、要求 1.基本要求 (1)温度设定范围为 40℃~90℃,最小区分度为 1℃,标准温差≤1℃。 (2)环境温度降低时(例如用电风扇或加入冷水降温)温度控制的静态误差≤ 1℃。 (3)用十进制数码显示水的实际温度。 (4)水温采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。 (5)当水温低于设定水位时,能自动补水,防止烧干而损坏电热管。 2.发挥部分 (1)采用适当的控制方式,当设定温度突变(由 40℃提高到 60℃)时,减少系 统的调节时间和超调量。 (2)温度控制的静态误差≤0.5℃。 (3)在设定温度发生突变(由 40℃提高到 60℃)时,自动打印水温随时间变化 的曲线。 (4)采用两根导线来同时测量水温度与水位。 三、说明 1.控制水温可以在一定范围内人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整, 以保持设定的温度基本保持不变。 2.加热器可用 500 瓦~1000 瓦电炉或电热管(自行选配)。 3.水位控制可以采用小型水泵、电磁阀以及外加容器补水和蓄水。 4.测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点。 四、评分标准 项目 得分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图 50 基本要求 及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项 10 发挥部分 完成第(3)项 10 完成第(4)项 10 其它(特色与创新) 10 大学生电子设计竞赛试题(高职) 题目:频率计 要求:用给定的器件制作一频率计 放大 比较器 已给数字电路 基本要求: 一.用给定运放制作一放大器 增益大于: 增益大于: 20dB 100kHz (10 分) (10 分) 二.用已给定得数字电路和已制作的放大器制作一频率计 测量范围: 10Hz~100KHz 显示:(用发光二极管) 3 位 (25 分) (5 分) 发挥部分: 一.加大 放大器增益 带宽 二.测量 信号周期 范围: 至 60dB 至 500kHz (10 分) (10 分) 1s ~ 1ms (30 分) 集成运放参数测试仪 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪,示意图如图 1 所示。 键 盘 控 与 制 显 电 示 路 运放参数 测试电路 信号源 被测 运放 图1 二、要求 1、基本要求 (1)能测试 VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电压 增益)和 KCMR (交流共模抑制比)四项基本参数,显示器最大显示数为 3999; (2)各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V): VIO:测量范围为 040mV(量程为 4mV 和 40mV),误差绝对值小 于 5%读数+1 个字; IIO:测量范围为 04A(量程为 0.4A 和 4A),误差绝对值小于 5%读数+1 个字; AVD:测量范围为 60dB120dB,测试误差绝对值小于 3dB; KCMR:测量范围为 60dB120dB,测试误差绝对值小于 3dB; (3)测试仪中的信号源(自制)用于 AVD、KCMR 参数的测量,要求信号源能输 出频率为 5Hz、输出电压有效值为 4V 的正弦波信号,频率与电压值误 差绝对值均小于 2%; (4)按照本题附录提供的符合 GB3442-82 的测试原理图(见图 2图 4),再制 作一组符合该标准的测试 VIO、IIO、AVD 和 KCMR 参数的测试电路,以此 测试电路的测试结果作为测试标准,对制作的运放参数测试仪进行标 定。 2、发挥部分 (1)增加电压模运放 BWG(单位增益带宽)参数测量功能,要求测量频率范围 为 100kHz3.5MHz,测量时间≤10 秒,频率分辨力为 1kHz; 为此设计并制作一个扫频信号源,要求输出频率范围为 40kHz4MHz, 频率误差绝对值小于 2%;输出电压的有效值为 2V±0.2V; (2)设计一个检测电路,要求可以检测基本要求(3)和发挥要求(1)中的 正弦信号的频率和峰峰值,要求频率检测误差绝对值小于 1%,峰峰值 检测误差小于 50mV; (3)增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后,能自动按 VIO、IIO、 AVD 、KCMR 和 BWG 的顺序测量; (4)测量前,能输入运放型号,并记录 20 组或以上 5 个参数测量结果,并 可回放这些历史数据; (5)其他。 三、评分标准 基本要求 发挥部分 项目 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路 图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。 实际制作完成情况 完成第(1)项 完成第(2)项 完成第(3)项 完成第(4)项 其他 满分 50 50 15 10 10 10 5 四、说明 1、为了制作方便,被测运放的型号选定为 8 引脚双列直插的电压模运放 F741(LM741、A741、F007 等)通用型运算放大器; 2、为了测试方便,自制的信号源应预留测量端子。 附录: 参照 GB3442-82 标准,VIO、IIO、AVD 和 KCMR 参数的测试原理图分别如图 2、 图 3 和图 4 所示。图 3 和图 4 中的信号源可采用现成的信号源。为了保证测试精 度,外接测试仪表(信号源和数字电压表)的精度应比自制的运放参数测试仪的 精度高一个数量级。 (1)VIO、IIO 电参数测试原理图 Rf K1 Ri R R1 R + - Ri K2 Rf 被测运放 R2 + - 辅助运放 VL 数字电压表 (4位半以上) 图2 ① 在 K1 、 K2 闭 合 时 , 测 得 辅 助 运 放 的 输 出 电 压 记 为 VL0, 则 有 : VIO  Ri Ri  Rf VL0 ② 在 K1、K2 闭合时,测得辅助运放的输出电压记为 VL0 ;在 K1、K2 断 开时,测得辅助运放的输出电压记为 VL1,则有:IIO  Ri Ri Rf VL1 VL0 R (2)AVD 电参数的测试原理与测试原理图 + - + - Ri Ri 被测运放 Rf Rf R1 RL R2 Vs 信号源 + - 辅助运放 VLO 数字 示波器 图3 设信号源输出电压为 VS,测得辅助运放输出电压为 VL0,则有 AVD  20 lg VVLSO  Ri Rf Ri  (dB) (3)KCMR 电参数的测试原理与测试原理图 Rf Ri VS Ri 信号源 被测运放 Rf R1 RL R2 + VL0 - 辅助运放 数字 示波器 图4 设信号源输出电压为 VS,测得辅助运放输出电压为 VL0,则有 K CMR  20 lg VVLSO  Ri Rf Ri  (dB) 附录说明: 1、测试采用了辅助放大器测试方法。要求辅助运放的开环增益大于 60dB, 输入失调电压和失调电流值小; 2、为了保证测试精度,要求对 R、Ri、Rf 的阻值准确测量,R1、R2 的阻值 尽可能一致;IIO 与 R 的乘积远大于 VIO;IIO 与 Ri//Rf 的乘积应远小于 VIO。测试电 路中的电阻值建议取:Ri=100、Rf=20k100k、R1=R2=30k、RL=10k、 R=1M; 3、建议图 3、4 中使用的信号源输出为正弦波信号,频率为 5Hz、输出电压 有效值为 4V。 简易数字集成电路参数测试仪 一、任务: 设计制作一个 74 系列中小规模数字集成电路参数测试仪。 二、要求: 1、基本要求: (1)能对 74 系列中小规模数字集成电路的 VIH(min)、VIL(max)、VOH、VOL、IIL、IOL 等参 数指标进行单项自动测试。 (2)测量参数项目及指标要求(VCC=5V): A、VIH(min)、VOH 测量范围为 0~5V,误差<1%读数±1 个字; B、VIL(max)、VOL 测量范围为 0~1V,误差<1%读数±1 个字; C、IIL(短路电流),IOL (RL=300Ω)测量范围为 0~20mA,误差<1%读数±1 个字; (3)测试项目有对应的指示; ( 4 ) 具 有 自 动 识 别 74 系 列 数 字 集 成 电 路 型 号 功 能 。 检 测 芯 片 有 : 00/02/03/08/ 10/20/32/48/74/76/83/125/138/139/148/151/153/190/273/386(任选 5 种)。 2、发挥部分: (1)能连续自动循环测量,并显示; (2)能有选择地调阅最后一次测量的任一项参数; (3)能设置集成电路参数标准值,并判断所测参数是否达标; (4)测试数字集成电路的电压传输特性,能显示完整的传输特性曲线;从屏幕上读出的指 标(如输出高、低电平和开、关门电平)要求精度优于 20%; (5)其他。 三、评分标准 项目 满分 基本 设计与总结报告:方案设计与论证,理论分析与计算,测试结果及分析 50 要求 完成第(1)项 15 完成第(2)项 15 完成第(3)项 5 完成第(4)项 15 完成第(1)项 5 完成第(2)项 10 发挥 完成第(3)项 15 部分 完成第(4)项 15 其他 5 四、说明 1、为了制作测试方便,规定 7404 作为被测 IC; 2、标准高、低电平值为:VOH =2.4V、VOL=0.4V、VIH=2.0V、VIL=0.8V。 题目二 调频扫描接收机 一、任务 设计并制作一台调频(FM)扫描接收机。接收机接收的信号频率在 25MHz 左右,调制方式为模拟调频信号(FM),调制音频为 300Hz~3000Hz,额定频偏 为 3kHz,最大频偏为 5kHz。原理框图如下: 本振源 接高频信号源 接收机传输部分 本振源控制 二、要求 1、基本要求 (1)接收机有 10 个信道,信道间隔约为 32kHz。可设置在任一信道工作,也 可 10 个信道自动循环扫描工作; (2)扫描工作时,每个信道停留时间不小于 2s,不大于 5s。当接收到相应频 率的信号时,自动停止扫描,处于接收该信号状态。若不想收听此信号,用一手 动按钮,使接收机继续向下一个信道扫描; (3)无论单一信道或扫描工作时,能显示相应的信道标号以及对应的工作频 率; (4)在每个信道输入标准高频信号(幅度 1mV,频偏 3kHz)时,音频输出电 压峰-峰值不小于 5V(50负载),波形无明显失真; (5)使接收机能锁定的输入信号不大于 100μV。 2、发挥部分 (1)信道为 20 个,信道间隔为 100kHz 左右; (2)具有静噪控制功能(设置一旋钮,使接收机处于静噪或不静噪状态); (3)音频响应特性:在每个信道输入标准高频信号(幅度 1mV,频偏 3kHz) 时,调制频率在 300Hz 至 3000Hz 范围内,接收机音频输出电压峰-峰值平坦(50 负载),3000Hz 以上按每倍频程约 6dB 衰减(去加重特性); (4)使接收机锁定的输入信号不大于 10μV; (5)其它。 三、说明 测量接收机的音频响应及去加重性能: 1.高频信号源的输出载波值调整到幅度 1mV 频偏 3kHz,分别用 300Hz、 1000Hz、3000Hz 音频调制,测出接收机对应的输出音频电压,观察其平坦度。 2.高频信号源的输出值调整到幅度 1mV 频偏 3kHz,分别用 4kHz、6kHz、 12kHz 音频调制,测出接收机对应的输出音频电压,观察其衰减情况,并画出曲 线(对数坐标)。 3.在整个测量过程中,接收机始终需要接 50负载。 四、评分标准 设计报告 基本部分 项目 设计方案与论证 理论分析与软件说明 主要电路说明、测试方法 数据、结果分析 完成 1 项 完成 2 项 得分 10 分 10 分 20 分 10 分 15 分 10 分 发挥部分 完成 3 项 完成 4 项 完成 5 项 完成 1 项 完成 2 项 完成 3 项 完成 4 项 完成 5 项 10 分 5分 10 分 20 分 6分 10 分 10 分 4分 简易数字集成电路参数测试仪 一、任务 设计并制作一个智能电动车,在 3m×3m 的正方形白纸区域中,通过避开障碍物 来寻物(用一圆硬币)。 二、要求 1、基本要求 ①电动车从正方形白纸区域中心出发,通过避开三个任意放置的障碍物,寻找 任意放置的三枚硬币,每找到一枚硬币应停留 5 秒,并能发出断续声、光报警; ②能准确显示电动车行驶时间和已找到硬币的数量(记录显示装置要求安装在 车上); ③电动车完成上述任务后应立即停车。但全程行驶时间达到 300 秒时,必须立 即自动停车。 2、发挥部分 ①从正方形白纸区域的任意一角出发,通过避开三个任意放置的障碍物,寻找 任意放置的三枚硬币,每找到一枚硬币应停留 5 秒,并能发出断续声、光报警; ②电动车行驶时间达到 300 秒时,必须立即自动停车,并能发出断续声、光报 警;同时能准确显示电动车全程行驶距离(记录显示装置要求安装在车上); ③电动车行驶过程中不能碰撞障碍物;不重复寻找硬币。 ④其它。 --------------------------------------------------------------- 高度定位控制和测量系统 二、 1、 a、 b、 c、 d、 e、 要求: 基本要求: 控制物体灵活地上下移动,行程大于 2 米。 分辨率小于 1cm,重复误差小于±1cm 能根据设定高度自动定位。 能自动测量物体的高度并显示。 测量和定位时间小于 50 秒。 2、 发挥部分 a、 实现与上位机的数据传输、能在上位机上设置高度和显示测 量 结果。 b、 提高测量精度到 mm 级。 c、 测量定位时间小于 20 秒。 d、 实现声音报告测量结果或打印测量结果。 --------------------------------------------------------------- 正弦波功率输出装置 一、任务 设计并制作一个正弦波功率输出装置。 二、要求 1、基本要求 ①输入为单相市电; ②输出频率范围为 20Hz~100Hz 的交流电,输出电压有效值为 36V,负载为阻性 负载; ③输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真; ④当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.1~2A 时,输出电压有效值 应保持在 36V,误差的绝对值小于 5%; ⑤具有过流保护(输出电流有效值大于 3A 时动作),保护时自动切断输入交流电 源。 2、发挥部分 ①当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.5~3A 时,输出电压有效值 应保持在 36V,误差的绝对值小于 1%; ②设计制作具有测量、显示该装置输出电压、电流、频率和功率的电路,测量 误差的绝对值小于 5%; ③其它。 --------------------------------------------------------------- 程控交流电压源 1、 基本要求 (1) 单、三相电压均可独立可调,每相输出电压 30-150V 程控连续可调,步 进 1V; (2) 输出频率 200-800Hz 程控连续可调,步进 1Hz; (3) 每相输出功率不小于 10W; (4) 输出电压精度:±0.5V,输出频率精度:±1Hz; (5) 波形失真度:<1%; (6) 显示电压、频率精确到小数点后一位; (7) 通讯方式自选。 2、 发挥部分 (1) 三相交流程控电压源输出电压范围:5V-180V; (2) 三相交流程控电压源每相输出功率:不小于 20W; (3) 三相交流程控电压源输出电压精度:±0.1V; (4) 其它。 - ------------------------------------------------------------- 设计并制作小型数控交流电流源,输入交流 200~240V,50Hz,输出 正弦交流电流 二、要求 1、基本要求 (1)输出交流电流有效值范围:1mA~100mA; (2)输出交流频率范围为:100Hz~100KHz; (3)可设置并显示设定的输出电流有效值,要求输出电流有效值与给定值偏差 的绝对值≤给定值的 1%+500 μA; (4)输出电流具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤0.5mA; (5)可设置输出频率,且具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤100Hz,要 求输出频率误差≤1%; (6)改变负载电阻,输出电压峰峰值在 5V 以内变化时,要求输出电流变化的 绝对值≤输出电流有效值的 1%+1mA; (7)失真度≤10%; (8)自制电源。 2、发挥部分 (1)输出交流电流有效值范围为 0. 5mA~500mA,步进≤0.1mA; (2)输出交流频率范围为 10Hz~500KHz,步进≤10Hz; (3)失真度≤5%; (4)设计、制作测量并显示实际输出电流有效值的装置 (可同时或交替显示电 流的给定值和实测值),测量误差的绝对值≤实际值的 0.5%+0.1mA; (5)改变负载电阻,输出电压峰峰值在 5V 以内变化时,要求输出电流变化的 绝对值≤输出电流有效值的 0.5%+0.2mA; (6) 其他。 数字显示交流毫伏表 一、任务 设计并制作一个简易数字显示的交流毫伏表 二、要求 1、基本要求 (1)电压测量 a、测量电压的频率范围 100Hz~500KHz。 b、测量电压范围 100mV~100V(可分多档量程)。 c、要求被测电压数字显示。 d、电压测量误差±5%±2 个字。 e、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) f、具有超量程自动闪烁功能。 (2)输出 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%。 (3)设计并制作该仪表所需要的直流稳压电源。 2、发挥部分 (1)将测量电压的频率范围扩展为 10Hz~1MHz。 (2)将测量电压的范围扩展到 10mV~200V。 (3)交流毫伏表具有自动量程转换功能。 (4)电压输出频率可步进调节,频率步进值可预置为 1Hz、10Hz、100Hz、1KHz。 (5)其他。 智能搬运小车 一、设计任务 设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车,其工作示意图如下。图中,左边为停车 区、货物存储区 A 和货物存储区 B,并有两个对应的射灯光源;距右边线 30 cm 处共放置 3 片白色或黑色的薄铁片,铁片之间的距离大于 20cm。 二、要求 1、基本要求 (1)智能车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),在无障碍物的情况下,可寻找并搬取 铁片,按照不同颜色分送不同存储区,即在光源 A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存 储区 A 存放,或在光源 B 的引导下将白色铁片搬运到存储区 B 存放(装载方式不限 制)。 (2) 智能车能准确找到铁片的位置。 2、提高部分 (1) 搬运铁片的过程中,一次只允许搬运 1 片,且必须搬运到存储区域内。 (2) 要求智能车在 8 分钟之内能取走全部铁片,并能返回车库,否则就地停车。 (3) 智能车检测到铁片时能发出声光信息,并实时显示铁片数目。 (4) 距右边线 90cm 处设有障碍线,线上任意位置放有两个障碍物,在有障碍物的情况下, 完成基本要求(1)、(2)中的相关操作,且不得与障碍物碰撞。 (5) 停车后,能准确显示智能车全程行驶的时间,显示误差的绝对值应小于 10 秒。 (6) 其它。 三、说明 1、 测试时共放置 3 片铁片,每片的厚度为<=2.0mm,面积为 2cm×2cm,黑、白铁片的比例 任意给定、初始位置任意给定。 2、两个障碍物的大小分别为 24cm×6cm×12cm 和 12cm×6cm×12cm,建议用白纸包砖代替。 3、示意图中所有粗黑线段宽度均为 5 cm,制作时可以涂墨或粘黑色胶带。图中的虚线和尺 寸标注线不要绘制在白纸上。 4、 智能车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控。 5、 光源 A、B 均采用 40W-60W 射灯,其底部距地面 10cm 左右,摆放位置如图所示,测 试前,射灯的照射方向允许微调。 四、评分标准 项目 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 主要内容 比较与选择 方案描述 小车寻找铁片的方法 小车寻迹的方法 电路设计 程序设计 分数 5 15 10 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 12 测试结果分析 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 8 图表的规范性 总分 50 基本 小车能准确找到铁片位置 15 要求 基本能实现搬运过程 35 完成第(1)项 15 提 高 完成第(2)项 10 部 分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 5 组 要 完成第(5)项 5 求) 其他 5 总分 50 智能搬运小车 一、设计任务 设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车,其工作示意图如下。图中,左边为停车 区、货物存储区 A 和货物存储区 B,并有两个对应的射灯光源;距右边线 30 cm 处共放置 3 片白色或黑色的薄铁片,铁片之间的距离大于 20cm。 二、要求 1、基本要求 (1)智能车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),在无障碍物的情况下,可寻找并搬取 铁片,按照不同颜色分送不同存储区,即在光源 A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存 储区 A 存放,或在光源 B 的引导下将白色铁片搬运到存储区 B 存放(装载方式不限 制)。 (2) 智能车能准确找到铁片的位置。 2、提高部分 (1) 搬运铁片的过程中,一次只允许搬运 1 片,且必须搬运到存储区域内。 (2) 要求智能车在 8 分钟之内能取走全部铁片,并能返回车库,否则就地停车。 (3) 智能车检测到铁片时能发出声光信息,并实时显示铁片数目。 (4) 距右边线 90cm 处设有障碍线,线上任意位置放有两个障碍物,在有障碍物的情况下, 完成基本要求(1)、(2)中的相关操作,且不得与障碍物碰撞。 (5) 停车后,能准确显示智能车全程行驶的时间,显示误差的绝对值应小于 10 秒。 (6) 其它。 三、说明 1、 测试时共放置 3 片铁片,每片的厚度为<=2.0mm,面积为 2cm×2cm,黑、白铁片的比例 任意给定、初始位置任意给定。 2、两个障碍物的大小分别为 24cm×6cm×12cm 和 12cm×6cm×12cm,建议用白纸包砖代替。 3、示意图中所有粗黑线段宽度均为 5 cm,制作时可以涂墨或粘黑色胶带。图中的虚线和尺 寸标注线不要绘制在白纸上。 4、 智能车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控。 5、 光源 A、B 均采用 40W-60W 射灯,其底部距地面 10cm 左右,摆放位置如图所示,测 试前,射灯的照射方向允许微调。 四、评分标准 项目 系统方案 理论分析与计算 主要内容 比较与选择 方案描述 小车寻找铁片的方法 小车寻迹的方法 分数 5 15 电路与程序设计 电路设计 10 设计 程序设计 报告 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 12 测试结果分析 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 8 图表的规范性 总分 50 基本 小车能准确找到铁片位置 15 要求 基本能实现搬运过程 35 完成第(1)项 15 提高 完成第(2)项 10 部分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 5 组要 完成第(5)项 5 求) 其他 5 总分 50 消防机器人 一、设计任务 设计制作一个消防智能机器人模型,能到指定区域进行抢险灭火工作。以蜡烛模拟 火源,随机分布在场地中,场地如图所示: 出发 区 180cm 障碍物 180cm 30cm 30cm 二、要求 1、基本要求 (1)智能机器人从安全区域启动,自动寻找火源灭火。 (2)除安全区外,场地出现 3 个火源位置固定,要求机器人能够发现一个并全部扑灭。 (3)能够扑灭 3 个火源。 (4)机器人发现目标后能使用语音提示。 2、提高部分 (1)可以追踪移动火源进行扑灭。 (2)抢险完毕后机器人能够返回至安全区域。 (3)救火总时间不超过 60 秒。 (4)能够有声音报警。 (5)能够自动计算和显示路程和扑灭的火源数。 三、说明 1、机器人截面尺寸小于 30cm×30cm,所用电源电压小于等于 24V。 2、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。 3、灭火方式不限,但不允许碰倒蜡烛。 4、机器人不能走出场地。 5、允许一次重启动机会。 6、蜡烛高度:20 厘米。蜡烛置于方框线的中间位置。 7、障碍物尺寸在范围 15cm×15cm×15cm 以内。 四、评分标准 项目 系统方案 理论分析与计算 设计 报告 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 基本 总分 能寻找到火源 主要内容 比较与选择 方案描述 寻找火源的方法 到达火源点期间的速度控制 电路设计 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 分数 5 15 10 12 8 50 30 要求 能扑灭火源 20 完成第(1)项 15 提 高 完成第(2)项 10 部 分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 5 组 要 完成第(5)项 5 求) 其他 5 总分 50 FM 对讲机系统 一、设计任务 设计并制作一个 FM 对讲机,能实现跳频保密功能,方框图如下。 发信通道部 分 逻辑控制部 分 频率合成器 部分 接收通道部 分 电源 跳频保密单 元 二、要求 1、基本要求 (1)实现语音调频对讲功能。 (2)载波可调范围:30MHz~88MHz。 (3)载波频率稳定度:优于 10-3。 (4)发射机输出功率:大于 100mW(50Ω)。 (5)接收机输入灵敏度:小于 1mV。 (6)可实现输出频率步进,步进间隔为 1MHz100KHz。 2、发挥部分 (1) 进一步提高输出频率稳定度,输出频率步进间隔为 100KHz。 (2) 收发能同时顺序步进改变载波(移频速率大于 1 步/s),要求语音通信无明显“断续”。 (3)实时轮流显示“频率序号”和“频率值”。(显示载波频率的误差≤5kHz) (4)可以手动设置“固定载波通信”、“顺序移频通信”和“乱序跳频通信”等状态。 (5)其它。 三、评分标准 项目 系统方案 理论分析与计算 设计 报告 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 主要内容 比较与选择 方案描述 频率合成器设计 逻辑控制方法 跳频保密单元设计 电路设计 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 分数 5 15 10 12 8 总分 50 基本 在要求频率范围内基本能实现对讲功能 30 要求 功率、稳定度、灵敏度在要求的范围内 20 完成第(1)项 15 提高 完成第(2)项 15 部分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 5 组要 其他 5 求) 总分 50 DC-DC 稳压电源 一、设计任务 设计并制作一个直流稳压电源。 二、要求 1、基本要求 在输入直流电压变化范围+7V~+12V 的条件下 : (1)第 1 路输出 a. 输出电压:+5V/DC,误差的绝对值小于 1%。 b. 最大输出电流:1A。 c. 电压调整率小于 1%(输入电压变化范围+7V~+12V,满载)。 d. 负载调整率小于 1%(输入电压为+9V,负载电流变化范围 0.1A~1A)。 e. 纹波电压(峰-峰值)小于输出电压的 0.5%(满载时)。 (2)第 2 路输出 a. 输出电压:+15V/DC。 b. 最大输出电流:1A。 c. 电压调整率小于 1%(输入电压变化范围+7V~+12V,满载)。 d. 负载调整率小于 1%(输入电压为+9V,负载电流变化范围 0.1A~1A)。 e. 纹波电压(峰-峰值)小于输出电压的 0.5%(满载时)。 (3)电路效率大于 70%(满载时)。 (4)有指示功能 2、发挥部分 (1)第 2 路输出 a. 输出电压:+9V~+15V/DC,连续可调。 b. 最大输出电流:1A。 c. 电压调整率小于 1%(输入电压变化范围+7V~+12V,满载)。 d. 负载调整率小于 1%(输入电压为+9V,负载电流变化范围 0.1A~1A)。 e.电路效率大于 85%,纹波电压(峰-峰值)小于输出电压的 0.2%。 (2)增加输出过载(大于 1.2A)、输入过压(大于+13V)、欠压(小于+6V)保护功能, 并报警指示。 (3)有数字指示功能,设计并制作一个输出电压、输出电流的测量电路,并能实时显示 测量值,要求测量误差的绝对值小于 1%。 (4)设计并制作一个电子负载,用于测试上述电源的负载调整率,电子负载恒定电流可 设定的范围为 0.1A~1.2A,设定值能以 0.1A 步进。 (5)其它。 三、说明 输出电压、输出电流的测量电路单独供电,计算电路效率时不考虑该测量电路所消 耗的功率。 四、评分标准 项目 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 主要内容 比较与选择 方案描述 整流、逆变电路设计 控制器设计 电路设计 程序设计 分数 5 15 10 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 12 测试结果分析 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 8 图表的规范性 总分 50 基本 能实现第 1 路输出 30 要求 能实现第 2 路输出 20 完成第(1)项 15 提高 完成第(2)项 10 部分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 10 组要 其他 5 求) 总分 50 手持数字示波器 一、任务 设计并制作一台手持数字示波器。示意图如下: 二、要求 1、基本要求 (1)示波器为电池供电,便于携带。 (2)示波器的屏幕能显示输入信号的曲线及相关的参数。键盘能进行相关参数的调节。屏 幕的水平刻度为 10Div,垂直刻度为 8Div。 (3)触发方式:自动。触发边沿:上升。 (4)信号电压范围:+/-50V。最高实时取样率:1M 点/秒,精度 8Bit。 (5)模拟频带宽度: 0~1MHz。 (6)输入阻抗:1MΩ。耦合方式:DC/AC, 2、发挥部分 (1)示波器显示的曲线可以进行水平、垂直的移动。 (2)垂直灵敏度:100mV/Div~ 5V/Div(按 1-2-5 方式递进)。 (3)水平时基范围: 5μs/Div - 50mS/Div (按 1-2-5 方式递进)。 (4)增加示波器与 PC 机的接口,可以把采集的数据上传到 PC 机,并显示。 三、评分标准 设计 报告 基本 要求 项目 系统方案 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 能实现基本测量显示信号 各项指标能满足题目要求 主要内容 比较与选择 方案描述 放大器设计 信号调理电路设计 测量方法 电路设计 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 分数 5 15 10 12 8 50 30 20 完成第(1)项 15 提高 完成第(2)项 10 部分 完成第(3)项 10 (高级 完成第(4)项 10 组 要 其他 5 求) 总分 50 多功能电子万年历 一、设计任务 设计一个具有多种功能的电子万年历。 二、要求 1、基本要求 (1)能显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒 (2)显示模块采用 LCD 液晶显示,要求能用按键调整时间。 (3)能显示阴历月、日,在显示阴历时间时能标明是否为闰年。 (4)具有定时报警功能,能够进行整点和半点语音报时。 2、发挥部分 (1)掉电存储功能,可存储掉电前用户定时设置。 (2)具有日程管理,可以设定指定日期的日程,可以设置日程的提醒时间,并可用语音进 行提示。 (3)可以保存 30 个日程设定,每个日程的提醒采用音乐提醒,至少有 5 首歌曲进行选择播 放,提示音乐具有重复播放功能。 三、评分标准 设计 项目 主要内容 分数 报告 系统方案 比较与选择 5 方案描述 理论分析与计算 逻辑控制电路设计 15 日程设定和日期计算方法 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 12 测试结果分析 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 8 图表的规范性 总分 50 基本 要求 基本实现时间显示,时间调整功能以及时间的语音播报,工艺 50 较好 提 高 完成第(1)项 10 部 分 完成第(2)项 15 (高级 完成第(3)项 20 组 要 其他 5 求) 总分 50

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