全国大学生电子设计竞赛校内选拔赛.ppt

“科达杯”全国大学生 电子设计竞赛校内 选拔赛宣讲会 主讲者：缪文南 选题要求（大一） v根据学生的基础和实践能力，本次竞赛设 两类题：硬件设计（一题）和软件设计（ 两题），学生根据兴趣选择其中一题进行 设计制作，每组不超过两人。 一：硬件题：循迹小车制作 v1、设计要求：根据电路图进行电子电路 设计，并进行硬件调试。最终在规定的跑 道上形式； v2：竞赛规则：在同一跑道上，以速度最 快跑完全程者最终获取最高奖项，以此类 推。 硬件电路原理图： 实物图： 元器件清单： 购买车模类型： 二：软件设计题目（1）：办公小助手 v设计要求及功能描述： 1.软件能开机自启动，主界面能显示系统当前时间，并能如 QQ般自动隐藏； 2.计算器：能进行简单的加减乘除、平方、开方等运算； 3.备忘录功能：能自动保存备忘录内容； 4.员工信息管理：能完成员工信息录入、员工查找、删除等 功能，并对员工加班情况做好登记； 5.音频播放器功能：可播放mp3、wmv等音频文件。 软件设计题（2）：屏幕录像软件 v设计要求及功能描述： 1.软件能开机自启动； 2.能进行屏幕抓图(保存格式不限)； 3.能进行屏幕录像(保存格式不限)； 4.能播放所录的内容，并能在所录的视频 上叠加字幕和学校或学院的Logo等内容。 全国大学生电子设计竞赛校内选拔赛题目（ 大二以上同学） v要求：要求每个队不超过三个人，按照题 目任务和要求完成作品。按照全国大学生 电子设计竞赛题型要求五大类题。题目类 型为：电源类、控制类、仪器仪表类、高 频无线电子类、信号放大器类。 A题：单相正弦波逆变电源（电源类） v一、任务 设计并制作输出电压为26VAC的单相正弦波逆变电源，输入为12VDC 电源，负载为阻性。结构框图如下图所示。 二、要求： 2.1 基本要求 （1） 在额定输入电压Ui =1014V下，输出电压有效值UO =26V0.5V ，频率 fo=270.5HZ ，负载为50和15电阻； （2） 15电阻情况下，逆变效率70%； （3） 输出正弦波电压谐波总含量THD8%； （4） 过流保护功能，动作电流值为Io=0.80.1A，具有自恢复功能。 （5）具有输入过压、欠压保护功能，欠压保护点90.5V，过压保护点 160.5V。当满足过压、欠压条件时，关闭输出； v 2.2 发挥部分 （1）进一步提高逆变器效率，85%； （2）输出正弦波电压THD5%； （3）输出频率可调1050Hz； （4）具有输出短路保护功能，可自恢复，具有工作及保 护指示； （5）其他。 三、说明 （1）输入电源可来自直流稳压电源，或者采用调压器+隔 离变压器+整流+滤波得到； （2）系统供电全部采用Ui供给，不得另外提供其他电源。 （3）不得使用电源类产品改制，不得采用各种电源和逆变 模块，不得采用各类集成功率放大电路。 （4）不得采用SPWM专用芯片。 （5）注意作品制作工艺，留出测试端口。 (6)尽可能降低制作成本。 (7)测试开始后，不允许对电路进行任何调整。 B题：线阵LED图文显示装置(控制类) v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 v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）通过按键切换，实现16个同心圆图形分别顺序（由大到小 ）和逆序（由小到大）显示，每个同心圆图形显示时间为0.3 秒左右。 （4）LED显示亮度能依据环境亮度变化自动调节。 2. 发挥部分 （1）通过按键切换，显示字符“科达杯”，要求字符显示稳定， 无明显漂移。 （2）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601秒。 （3）能显示华南理工大学广州学院logo。 v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及控制电路由电池供电，电机及电机驱动 由外接电源供电。 C题：智能电动小车（控制类） v一、任务 （1）设计并制作一台智能电动小车，按照相关要求和给定的行驶路 线轨迹完成各项规定任务。智能电动小车行驶路线轨迹如附图所示 ： （2）跑道基板的网格线为浅色细虚线，仅作为相对位置尺寸的参照 线，不能另作他用； （3）网格规格：100mm100mm；网格阵列：2025； （4）轨迹线及起点、终点区域线颜色皆为黑色、宽24mm，且以网 格线对称； （5）三段区域转换标志线颜色为黑色，长300 mm、宽60mm，； 且以网格线对称； （6）所有转弯半径都不小于150mm； （7）双轨迹线之间宽度为250mm； （8）障碍物为白色圆木，高400mm、直径100mm； （9）所有的字、字母、数字与行车方向标记箭头都不标示在竞赛用 跑道基板上； （10）比赛时，不得在跑道基板上加装任何器件。 v二、要求 v1、基本要求 （1）比赛时，参赛队员将小车放在起点ABFE区域的中 心位置，当参赛队员发出声音命令（内容自定）后，小 车沿单轨迹前行并完成在第一区内的自动行驶； （2）当到达标志线1后，小车在第二区内完成在双轨迹 中心线中的自动行驶； （3）当到达标志线2后，小车在第三区内实现自动避障 并且必须在恢复区内自动寻找到规定的行驶轨迹； （4）在第四区和第五区内完成规定路线的行驶，并在到 达标志线3后自动停车； （5）小车自动按规定路线倒车并停放在终点DCEF区域 ，以车体方位正确且几何中心在区域中心为佳；倒车过 程中车体不能罩线（终点区域的左右边界线DC、EF及底 线CF）。 v2、发挥部分 （1）在第五区内除完成规定路线的行驶任务外，还应将 安装在电动智能小车上的激光笔发出的激光光点投射在 目标靶上，定位在图中标定的14各点位置上停车后定 点进行激光投射，每点停留时间不超过3秒钟，光点定位 误差不大于2cm，同时进行声光提示； （2）在完成（1）规定路线的行驶和规定动作后，继续 行驶到达标志线3后自动停车3秒钟，发出声光提示，再 由标志线3处倒车进入ABEF发车区； （3）智能电动小车在行驶过程中激光光点一直投射在目 标靶的中心（在图中标定的14各点位置上进行光点投 射定位，同时以声光提示）； （4）参赛队员将小车摆放在终点CDEF区域的中心位置 ，再次发出声音命令（内容自定且与发车时不同）后， 小车自动移动到起点区域的发车位置； （5）其它。 v四、说明 （1）跑道基板材料为广告用普通KT板，为保证比赛环境的统一， 比赛时由赛会提供； （2）小车在行驶过程中不得与外部有电缆（电源线、通讯线等）或 机械连接，并且不能有计算机等设备介入小车全部行驶过程的监视 或控制； （3）智能电动小车结构与轮距不做限制由参赛队自行确定； （4）车体外形尺寸：长不大于350mm、宽不大于220mm； （5）目标靶中心高度为200mm，靶的有效尺寸为100mm100mm ，靶面中心光电接收装置有效接收原件个数及尺寸由参赛队自定， 不做限制，目标靶和智能电动小车之间采用无线方式传输数据； （6）目标靶在测试时由测试专家现场摆放，目标靶距赛道的水平距 离不变，在点14间任意位置摆放； （7）智能电动小车完成整个规定动作的时间不能大于4分钟，每超 过20秒扣一分。 D题 脉冲信号参数测试仪 （仪器仪表类） v一、任务 设计制作一个脉冲信号测试仪，可以测量 脉冲信号的幅值、频率、周期、占空比、 上升和下降时间等参数。 v二、要求 1.基本功能 （1）脉冲信号幅值范围为：0.5VP5VP，测量精度5%； （2）脉冲信号频率范围为：100Hz100KHz；频率测量精度 0.2%，周期测量精度0.2% （3）占空比测量范围为：2090，测量误差10； （4）比较电平设置范围：0.2V5V，步进小于0.2V； 5）上升时间和下降时间测量范围为1us1ms，测量误差1us； 2.发挥部分 （1）脉冲信号频率范围为：10Hz300KHz；频率测量精 度0.05%，周期测量精度0.05%； （2）占空比测量范围为：595，测量误差5； （3）上升时间和下降时间测量范围为20ns1ms，测量误 差20ns； （4）其它。 v三、说明 （1）脉冲信号为单极性信号，在测试过程中可以用三角波 为被测脉冲信号； 简易无线电遥控系统（高频无线电子类 ） v一、任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机。 1无线电遥控发射机 2无线电遥控接收机 v二、要求 1基本要求 （1）工作频率：fo=610MHz 中任选一种频率。 （2）调制方式：AM、FM或 FSK任选一种。 （3）输出功率：不大于20mW（在标准 75 假负载上）。 （4）遥控对象：8个，被控设备用 LED分别代替，LED 发光表示工作。 （5）接收机距离发射机不小于 10m。 2发挥部分 （1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数 码管显示级数。 （2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。 （3）增加信道抗干扰措施。 （4）尽量降低电源功耗。 （5）其他 注：不能采用现成的收、发信机整机。 F题：可控放大器（信号放大器类） v一、任务 设计并制作一个可控放大器，其组成框图 如图 1所示。放大器的增益可设置；低通滤波 器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频 率等参数可设置。 v二、要求 1基本要求 （1）放大器输入正弦信号电压振幅为 25mV，电压增益 为 40dB，通频带为 200Hz20kHz，放大器输出电压无 明显失真。 （2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB 截止频率 fc 在1kHz10kHz范围内可调，调节的频率步进为0.5KHz ，2fc 处放大器与滤波器的总电压增益不大于 30dB,RL=1k。 （3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB 截止频率 fc 在1kHz10kHz范围内可调，调节的频率步进为0.5kHz ，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。 （4）截止频率的误差不大于 10%。 （5）有设置参数显示功能。 v2、发挥部分 （1）放大器电压增益为 50dB，输入正弦信号电 压振幅为 20mV，增益 10dB 步进可调，通频带 为100Hz40kHz。 （2）制作一个带通滤波器，中心频率 25kHz， 通频带 5kHz，在20kHz 和30kHz 频率处，要求 放大器与带通滤波器的总电压增益不大于 45dB 。 （3）上述带通滤波器中心频率可设置，设置范 围 15kHz35kHz，步进为 2kHz。 （4）电压增益、截止频率误差均不大于6%。 （5）其他。 v三、说明 1. 正弦输入信号由信号源提供。 2. 放大器输出端应留测试端子。 3. 设计报告正文应包括系统总体框图、核 心电路原理图和主要的测试结果。完整的 电路原理图、重要的源程序和完整的测试 结果可用附件给出。 G题：波形发生器（信号放大类） v一、任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三 角波。 v二、要求 1基本要求 （1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。 （2）具有波形存储功能。 （3）输出波形的频率范围为 100Hz20kHz（非正弦波频率按 10 次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔100Hz。 （4）输出波形幅度范围 05V（峰-峰值），可按步进 0.1V（峰-峰