2011年全国大学生电子设计竞赛分析

1、2011年全国大学生电子设计竞赛1. 赛题要求和分类1.1 赛题要求在“全国大学生电子设计竞赛组委会官方网站”所公布的“全国大学生电子设计竞赛章程”、“关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知”和“2011年全国大学生电子设计竞赛命题原则及征题要求”中可以看到：（1）命题范围 应以电子技术（包括模拟和数字电路）应用设计为主要内容。可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件的应用。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，并考虑到目前教学基本内容和新技术应用趋势。（2）命题要求竞赛题目应能测试学生运用基础知识的能力、实

2、际设计能力和独立工作能力。题目原则上应包括基本要求部分和发挥部分，从而使绝大多数参赛学生既能在规定时间内完成基本要求部分的设计工作，又能便于优秀学生有发挥与创新的余地。命题应充分考虑到竞赛评审的操作性。（3）题目类型 综合题。综合题应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用； 专业题。专业题是侧重于某一专业（如计算机、通信、自控、电子技术应用等）的题目； 电路题。电路题是侧重于模拟电路、数字电路、电力电子线路等的题目； 新型器件和集成电路应用题。新型器件和集成电路应用题侧重于新型器件的应用、新型集成电路的应用； 电子产品和仪器初步设计题。

3、常用电子产品和电子仪器初步设计的题目侧重于某一产品的初步设计。不同类型的题目之间，在难易程度上允许有差别。1.2 历届竞赛已经出现过的赛题分类全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2009年已经成功地举办了9届。从9届电子设计竞赛的赛题来看，53个赛题可以归纳成7类，即：（1）电源类：（7题）简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第二届）等。（2）信号源类：（5题）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）等。（3）高频无线电类：（7题）简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），调频收音机（第

4、五届）等。（4）放大器类：（9题）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）等。（5）仪器仪表类：（12题）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）等。（6）数据采集与处理类：（4题）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）等。（7）控制类：（9题）水温控制系统（第三届），自动往返电动小汽车（第五届）；简易智能电

5、动车（E题）（第六届）；液体点滴速度监控装置（F题）（第六届）等。从以上赛题可见，试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。涉及到的电子信息类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等；实践性教学环节有：电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等；可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等；设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具，如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、 单片机编程器等。不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，

6、又引导高校在教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。表1 历届竞赛已经出现过的赛题赛题类型题目电源类赛题（7题）简易数控直流电源（1994年A题）直流稳压电源（1997年A题）数控直流电流源（2005年F题）三相正弦波变频电源（2005年G题）开关稳压电源（2007年本科组E题）光伏并网发电模拟装置（2009年A题）电能搜集充电器（2009年E题）信号源类赛题（5题）实用信号源的设计和制作（1995年B题）波形发生器（2001年A题）电压控制LC振荡器（2003年A题）正弦信号发生器（2005年第七届A题）信号发生器（2007年H题高职高专组）高频无线电类赛题（7题）简易无线电遥

7、控系统（1995年C题）调幅广播收音机（1997年D题）短波调频接收机（1999年D题）调频收音机（2001年F题）单工无线呼叫系统（2005年D题）无线识别装置（2007年B题本科组）无线环境监测模拟装置（2009年D题）放大器类赛题（9题）实用低频功率放大器（1995年A题）测量放大器（1999年A题）高效率音频功率放大器（2001年D题）宽带放大器（2003年B题）程控滤波器（2007年D题本科组）可控放大器（2007年I题高职高专组）数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）低频功率放大器（2009年G题高职高专组）宽带直流放大器（2009年C题）仪器仪表类赛题（12题）简易电阻、电容

8、和电感测试仪（1995年D题）简易数字频率计（1997年B题）数字式工频有效值多用表（1999年B题）频率特性测试仪（1999年C题）简易数字存储示波器（2001年B题）低频数字式相位测量仪（2003年C题）简易逻辑分析仪（2003年D题）集成运放参数测试仪（2005年B题）简易频谱分析仪（2005年C题）音频信号分析仪（2007年A题本科组）数字示波器（2007年C题本科组）积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）数据采集与处理类赛题（4题）多路数据采集系统（1994年B题）数字化语音存储与回放系统（1999年E题）数据采集与传输系统（2001年E题）LED点阵书写显示屏（2009年

9、H题高职高专组）控制类赛题（9题）水温控制系统（1997年C题）自动往返电动小汽车（2001年C题）简易智能电动车（2003年E题）液体点滴速度监控装置（2003年F题）悬挂运动控制系统（2005年E题）电动车跷跷板（2007年F题本科组）电动车跷跷板（2007年J题高职高专组）声音引导系统（2009年B题）模拟路灯控制系统（2009年I题高职高专组）2. 各类赛题的主要特点、主要知识点和一些建议2.1 “放大器类”赛题 2.1.1 “放大器类赛题” 历届都有在9届电子设计竞赛中，“放大器类赛题” 除了1994年外，其它每届都有，共有9题： 实用低频功率放大器（1995年A题）； 测量放大器（

10、1999年A题）； 高效率音频功率放大器（2001年D题）； 宽带放大器（2003年B题）； 程控滤波器（2007年D题本科组）； 可控放大器（2007年I题高职高专组）； 宽带直流放大器（2009年C题）； 数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）； 低频功率放大器（2009年G题）。其中：与音频功率放大器有关的有4题。与宽带放大器有关的有2题。与直流、低频放大器有关的有3题。比较历届赛题可以看到， “放大器类”赛题的要求是越来越高，如：在“程控滤波器（2007年D题本科组）”中要求放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV。制作“简易幅频特性测试仪”，其扫频输出信号的频率变化范

11、围是100Hz200kHz，频率步进10kHz。在“数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）” 中要求：当输入正弦信号vi电压有效值为5mV、功率放大器接8W电阻负载（一端接地）时，要求输出功率10W。功率放大电路的-3dB通频带为20Hz20kHz。功率放大电路的效率60。宽带放大器（2003年B题）”中要求3dB通频带10kHz6MHz，最大增益58dB (3dB通频带10kHz6MHz，最大输出电压有效值6V，数字显示输出正弦电压有效值。 “宽带直流放大器（2009年C题）” 中要求最大电压增益AV60dB，输入电压有效值Vi10 mV。放大器的输入电阻50W，3dB通频带010MHz

12、；负载电阻（502）W，最大输出电压正弦波有效值Vo10V。注意：放大器同时也是各赛题中一个必不可少的组成部分。2.1.2 常用的一些放大器（包含OP）芯片历届的 “放大器类赛题” （包括其他赛题）中使用到的一些放大器（包含OP）芯片有：AD526精确程控放大器ADI公司，AD603，低噪声、90 MHz可变增益放大器.，ADI公司，AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器，ADI公司，AD620低漂移、低功耗仪表放大器，增益设置范围110000 ADI公司，AD783，采样保

13、持电路，ADI公司，AD811高性能视频运算放大器（电流反馈型宽带运放），ADI公司，AD818高速低噪声电压反馈型运放，ADI公司，AD8011 300 MHz、1 mA 电流反馈放大器，ADI公司，AD8056双路、低成本、300 MHz电压反馈型放大器ADI公司， AD8564，四路7 ns单电源高速比较器，ADI公司，AC524/AC525 5500 MHz级联放大器，teledyne 公司，www.teledyne-c

14、BUF634，250mA高速缓冲器，TI公司，/cnCA3140单运算直流放大器，Intersil Corporation，HFA1100 850MHz、低失真电流反馈放大器，Intersil Corporation，INA118精密低功耗仪表放大器，TI公司，/cnLF356 JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM311具有选通信号的差动比较器，

15、National Semiconductor Corpora，LF356，JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora， LM393电压比较器，National Semiconductor Corpora，LM7171高速电压反馈运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM358/LM158/LM258/LM2904双运算放大器，National Semiconductor Corpora，ww

16、LM2902,LM324/LM324A,LM224/ LM224A四运算放大器，National Semiconductor Corpora，LT1210 1.1A，35MHz电流反馈放大器，linear公司，/product/LT1210MAX4256，UCSP封装、单电源、低噪声、低失真、满摆幅运算放大器，Maxim公司，MAX912, MAX913单/双路、超高速、低功耗、精密的TTL比较器，Maxim公司，MAX

17、477 ，300MHz、高速运算放大器，Maxim公司，MAX427/ MAX437低噪声、高精度运算放大器，Maxim公司MAX900高速、低功耗、电压比较器，Maxim公司NE5532双路低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cn NE5534低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cnOP27低噪声、精密运算放大器ADI公司， OP37低噪声、精密运算放大器ADI公司

18、，OPA637，精密、高速、 低漂移 、高增益放大器，TI公司，/cnOPA637，精密、高速、 低漂移 高增益放大器，TI公司，/cnOPA642高速低噪声电压反馈型运放，TI公司，/cnOPA690，宽带50MHz、电压反馈运算放大器，TI公司，/cnOPA690 高速、电压反馈型运放（大于等于50MHz），TI公司，/cnPGA202KP，数字可编程仪表

19、放大器，TI公司，/cnTHS3091单路高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTHS3092高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTL084，JFET 输入运算放大器，TI公司，/cnA741标准线性放大器，TI公司，/cn以上各放大器IC和OP的更多资料，可以登录有关网站查询得到（以运算放大器的型号为关键词）。2.1.3 建议（1）主攻“放大器类”赛题方向的同学在训练

20、过程中，以历届赛题为基础，完成相关模块的设计制作，以备竞赛需要。放大器原理简单，制作困难，电源、屏蔽、PCB设计等都有要求，处理不当，就会引起自激振荡。（2）主攻“放大器类”赛题方向的同学还应该注意与放大器特性和指标参数测试有关的仪器仪表的设计与制作。一些赛题会包含这方面的内容，如2007年D题程控滤波器。（3）主攻其他方向的同学，也应注意信号处理放大器的设计与制作。2.2 “高频无线电类”赛题 2.2.1 “高频无线电类赛题”每届都有在9届电子设计竞赛中，“高频无线电类赛题” 除了1994年外，每届都有：l 简易无线电遥控系统（1995年C题）l 调幅广播收音机（1997年D题）l 短波调频

21、接收机（1999年D题）l 调频收音机（2001年F题）l 电压控制LC振荡器（2003年A题）（该题也可以划在信号源类）l 单工无线呼叫系统（2005年D题）l 无线识别装置（2007年B题本科组）l 无线环境监测模拟装置（2009年D题本科组）赛题的频率范围：几MHz 40MHz注意：制作“高频无线电类”赛题通常是不允许采用现成的RF模块的。2.2.2 历届“高频无线电类”赛题的主要知识点从最近几届的赛题来看，主攻“高频无线电类”赛题方向的同学除了需要掌握模拟电路、数字电路、单片机电路和电子测量电路的知识外，还需要了解：l RF（射频）接收电路设计与制作l RF（射频）发射电路设计与制作l

22、 RF（射频）小信号放大器电路设计与制作l RF（射频）功率放大器（AE类）电路设计与制作l RF（射频）信号检测电路设计与制作l LC振荡器电路设计与制作l VCO（压控振荡器）电路设计与制作l PLL（锁相环）电路设计与制作l FM调制与解调电路设计与制作l ASK调制与解调电路设计与制作l FSK调制与解调电路设计与制作l 电路之间的阻抗匹配设计与制作l 天线阻抗匹配的设计与制作l 电感线圈的设计与制作l RF 电路的PCB设计与制作2.2.3 建议：“高频无线电类”赛题中所涉及到的一些知识点，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。

23、没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。另外，“高频无线电类”赛题的实践性要求很强，例如电感线圈的位置、线圈之间的间距、PCB的导线长短等都会对电路参数带来影响。站在岸上是学不会游泳的。制作“高频无线电类”赛题作品，实践经验很重要。建议从简单的基本的高频无线电类电路做起，如简单的无线电收发电路、PLL-VCO电路等，通过一些作品的制作和训练，找到感觉，积累实践经验。 2.3 “仪器仪表类”赛题2.3.1“仪器仪表类”赛题是电子设计竞赛中出现的最多类型的赛题 在9届电子设计竞赛中，“仪器仪表类赛题” 除了1994年和2009年外，其它每届都有，共有12题：简易电阻、电容和电感测试仪（1995年

24、D题）；简易数字频率计（1997年B题）；数字式工频有效值多用表（1999年B题）；频率特性测试仪（1999年C题）；简易数字存储示波器（2001年B题）；低频数字式相位测量仪（2003年C题）；简易逻辑分析仪（2003年D题）；集成运放参数测试仪（2005年B题）；简易频谱分析仪（2005年C题）；音频信号分析仪（2007年A题本科组）；数字示波器（2007年C题本科组）；积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）。如果将信号源类赛题（4题）也包括进来，如实用信号源的设计和制作（1995年B题）；波形发生器（2001年A题）；正弦信号发生器（2005年第七届A题）；信号发生器（2007

25、年H题高职高专组）。仪器仪表类赛题是电子设计竞赛中出现的最多类型的赛题。2.3.2 历届“仪器仪表类”赛题的主要知识点从历届的赛题来看，主攻“仪器仪表类”赛题方向的同学需要了解和掌握：（1）目前已经出现过的赛题，基本上在实验室都可以看到和用到的，赛题的基本工作原理与测量和测试方法，这一方面的知识可以从产品说明书和使用手册中获得。（2）注意同一类型的仪器仪表，其工作原理与测量和测试方法可能不同，例如电压的测量低频交流电压和高频交流电压测量的方法就完全不同；例如频率、周期的测量等。选择合适的工作原理与测量和测试方法是赛题能否制作成功和获得好的竞赛成绩的关键。（3）赛题中涉及到的一些基本电路有：输入

26、电路：分压器、前置放大器；ADC电路；微控制器（单片机、FPGA、ARM、DSP）；DAC；键盘与开关电路，LED与液晶显示器；电源电路等。（4）“仪器仪表类”赛题也在其他赛题中出现，例如2007年的“程控滤波器（D题）”就要求制作一个“简易幅频特性测试仪”，电源类赛题中的电压电流测量。2.3.3 建议（1）选择已经出现过的一些赛题做一些训练；主要训练这类赛题的共用部分，如微控制器、ADC/DAC、放大器、电源等。（2）主攻“仪器仪表类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下： 还有哪些实验室的仪器仪表没有在赛题中没有出现过？如阻抗分析仪、网络分析仪等，在培训过程中可以事先训练一下。

27、已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能会在放大器、高频等赛题中出现？ 已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在指标和功能方面会有哪些变化？如简易电阻、电容和电感测试仪等赛题。 已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在制作要求方面会有哪些变化？ 2.4 “控制类”赛题 2.4.1 “控制类”赛题是参加队选择最多的赛题在9届电子设计竞赛中，“控制类赛题” 除了1994和1995年外，其它每届都有，共有9题： 水温控制系统（1997年C题）； 自动往返电动小汽车（2001年C题）； 简易智能电动车（2003年E题）； 液体点滴速度监控装置（2003年F题）； 悬挂运动控制系统（2005年E题）； 电

28、动车跷跷板（2007年F题本科组）； 电动车跷跷板（2007年J题高职高专组）； 声音引导系统（2009年B题）； 模拟路灯控制系统（2009年I题）。其中与电动小车有关的有6题。从历届竞赛的情况来看“控制类”赛题是参加队最多的。2.4.2 “控制类”赛题的主要知识点从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握：（1）系统控制方案和算法设计（2）微控制器电路模块制作和编程：如：AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B 、STM32F103VET6等等。 （3）微控

29、制器外围电路模块制作和编程：如键盘及LED数码管显示器模块、RS-485总线通信模块、CAN总线通信模块、无线收发器电路模块、ADC模块、DAC模块等等。 （4）传感器电路模块制作和编程：如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。（5）电机控制电路模块制作和编程：如直流电机驱动模块（L298 N）、 步进电机驱动模块（L297+L298N，TA8435H）、舵机控制模块、光电隔离模块等等。（6）放大器电路模块制作：小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器（7）电源电路模块制作（8）电动小车制作2.4.3 建议（1）“

30、控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关自动控制理论与算法方面，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点，对于不同的赛题，控制目的和要求都是不相同的，其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题，适当做一些修改，进行培训。（2）随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展，电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高，在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采

31、用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则，训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块（如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使用，为竞赛做好充分的准备。（3）根据我们在培训过程中对学生的了解，主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好，而对模拟电路、小信号处理（如2009的音频信号）缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理（如全部都是开关动作），从2007、2009的赛

32、题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。（4）主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题，还有可能出现什么样的控制算法，还有哪些传感器可能被使用（如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等），在培训过程中事先训练一下。2.5 “电源类”赛题 2.5.1 “电源类”赛题近几届都有 在9届电子设计竞赛中，电源类赛题有7题： 简易数控直流电源（1994年A题）； 直流稳压电源（1997年A题）； 数控直流电流源（2005年F题）； 三相正弦波变频电源（2005年G题）； 开关稳压电源（2007年本科组

33、E题）； 光伏并网发电模拟装置（2009年A题）； 电能搜集充电器（2009年E题）比较历届赛题可以看到， “电源类”赛题从DCAC，而且设计要求是越来越高。例如：2005年G题“三相正弦波变频电源”要求：（1）输出频率范围为20Hz100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V；（2）当输入电压为198V242V，负载电流有效值为0.53A时，输出线电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%；（3）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%；（4）变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%；（5）具有过流保护(

34、输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。2009年A题“光伏并网发电模拟装置”要求：（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定范围内变化时，使，相对偏差的绝对值不大于1%。（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。（3）DC-AC变换器的效率，使80%（RS=RL=30时）。（4）具有输入欠压保护功能，具有输出过流保护功能。 2.5.2 历届“电源类”赛题的主要知识点从历届“电源类”赛题来看，主攻“电源类”赛题

35、方向的同学需要了解：l 变频电源、PWM开关电源等工作原理、系统结构和电路组成l AC电源变压器的设计与制作l 高频开关电源变压器的设计与制作l AC整流和滤波电路设计与制作l 斩波和驱动电路设计与制作l 逆变和驱动电路设计与制作l 电流、电压检测电路设计与制作l 过流和过压保护电路设计与制作l 真有效值检测电路设计与制作l ADC和DAC电路设计与制作l DC-DC升压型开关电源电路设计与制作l DC-DC降压型开关电源电路设计与制作l 直流稳压电路设计与制作l 单片机、FPGA、ARM最小系统电路设计与制作l 微控制器外围电路（显示器、键盘、开关等）的设计与制作2.5.3 建议：“电源类”

36、赛题中所涉及到的一些知识点，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。另外，“电源类”赛题的实践性要求很强，例如变压器的制作，特别是高频开关电源变压器的制作，电感线圈的设计与制作、PCB的设计等。站在岸上是学不会游泳的。建议从简单的基本的电源类电路做起，如简单的直流稳压器电路等，通过一些作品的制作和训练，找到感觉。（1）主攻“电源类”赛题方向的同学在训练过程中，以历届赛题为基础，可以选择已经出现过的一些赛题做一些训练；主要训练这类赛题的共用部分，如变压器、AC-DC、滤波器、微控制器、ADC/DAC等

37、。完成相关模块的设计制作，以备竞赛需要。（2）主攻“电源类”赛题方向的同学还应该注意与电源特性和指标参数测试有关的仪器仪表的设计与制作。一些赛题会包含这方面的内容，如2007年本科组E题“开关稳压电源”要求测量输出电压和电流。（3）主攻“电源类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下： 还有哪些“电源类”的赛题在竞赛中没有出现过？如大功率电流源等，在培训过程中事先训练一下。 已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能会在放大器、仪器仪表、高频、控制类等赛题中出现？ 已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在指标和功能方面会有哪些变化？如效率、稳定度、输出功率等。 已经出现过的一些赛题，考虑一

38、下哪些可能在制作要求方面会有哪些变化？（4）主攻其他方向的同学，也需要注意电源的设计与制作。2.6 高职高专类赛题的特点2.6.1 历届高职高专类赛题从2007年开始，本科院校的赛题与高职高专院校赛题是分开的，高职高专院校单独出题，2007年和2009年2届共出了7题：1. 积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）2. 信号发生器（2007年H题高职高专组）3. 可控放大器（2007年I题高职高专组）4. 电动车跷跷板（2007年J题高职高专组）5. 低频功率放大器（2009年G题高职高专组）6. LED点阵书写显示屏（2009年H题高职高专组）7. 模拟路灯控制系统（2009年I题高

39、职高专组）分析和对比本科组与高职高专院校赛题，可以清楚的看到高职高专院校赛题“赛题的重点在电路设计与制作，赛题的工作原理，系统方案清晰明了，不是竞赛的重点”。例如：信号发生器（2007年H题高职高专组）与本科组赛题：实用信号源的设计和制作（1995年B题），波形发生器（2001年A题），正弦信号发生器（2005年第七届A题）类似。可控放大器（2007年I题高职高专组）与本科组赛题：宽带放大器（2003年B题），程控滤波器（2007年D题本科组）类似。低频功率放大器（2009年G题高职高专组）与本科组赛题：实用低频功率放大器（1995年A题），高效率音频功率放大器（2001年D题）类似。电动车跷

40、跷板（2007年J题高职高专组）与本科组赛题：电动车跷跷板（2007年F题）类似。模拟路灯控制系统（2009年I题高职高专组）可以看到本科组赛题：自动往返电动小汽车（2001年C题）的影子。积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）赛题的工作原理、系统结构与基本电路可以在“电子测量与仪器仪表”类的教材中找到。2.6.2 建议：“制作技能”是竞赛作品制作成功的基础，需要加强训练，这一点很重要。建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块（如单片机最小系统和外围电路模块、放大器电路模块、电源电路模块、步进电机/直流电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使

41、用，为竞赛做好充分的准备。3. 电子设计竞赛必须掌握的一些基本技能3.1 制作中需要的一些基本技能全国大学生电子设计竞赛试题包括理论设计、实际制作与调试等内容，既考虑到教学的基本内容要求，又适当了反映新技术和新器件的应用，竞赛试题一般都要求完成一个完整的电子系统的设计与制作，全面测试学生运用基础知识的能力、实际设计制作能力和独立工作能力。全国大学生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，而是在一个半封闭、相对集中环境和限定时间内，由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的作品，作品能否制作成功是竞赛能否取得好的成绩的关键，而制作中需要的一些基本技能则是整个制作的基础。制

42、作中需要的一些基本技能包含有：l 元器件的选用l 印制电路板的设计与制作l 元器件的安装与焊接l 导线加工、连接、成型和导线端子的焊接l 整机装配流程l 电子测量仪器的使用l 各种电参数测量l 调试与故障检测l EDA工具的使用等例如：电阻元件的选用需要掌握：l 电阻器的分类l 电阻器的参数和标注方法l 电阻器的选用主要参数：电阻值，额定功率，高频特性，质量等级和质量系数，各种电阻器的主要应用范围（如金属膜和金属氧化膜电阻器的高频性能好，线绕型电阻器的额定功率大，但不能用于高频（50kHz以上）l 电阻器应用时应注意的问题：电阻器的安装形式，降额应用，防静电，脉冲峰值电压，辅助绝缘等。例如：印

43、制电路板的设计与制作需要掌握：l 印制电路板基础知识：印制电路板的类型，元器件封装形式，导线宽度与间距，焊盘和过孔（导孔），网络、中间层和内层l 印制电路板的设计步骤：规划电路板，设置PCB设计环境和定义边框，引入网络表和修改元器件封装，布置元器件位置，布线规则设置，自动布线及手工调整，文件保存及打印输出l 元器件的布局：元器件的布局一般要求，核心元件位置，电磁屏蔽，通风散热，机械强度，可调元器件的布局l 印制电路板的布线： 印制板的基本布线方法和布线的一般要求，印制导线走向与形状，引线元器件焊盘的形状和尺寸，表面安装元器件的焊盘形状和尺寸，大面积铜箔的处理 l 印制电路板的制作：打印菲林纸，

44、曝光，显影，腐蚀，打孔，穿孔，沉铜，表面处理l 钻孔和扩孔：钻孔和扩孔时应注意的一些问题例如：元器件的安装与焊接需要掌握： l 电子元器件安装前的预处理：电子元器件的引线镀锡，引线成型l 电子元器件的安装：安装形式以及安装时应注意的一些问题l 常用焊接工具与焊接材料：电烙铁，焊料，焊剂，拆焊工具，其它辅助工具l 手工焊接的基本方法：电烙铁和焊锡丝的握拿方式，插装式元器件焊接操作的基本步骤，插装式元器件焊点质量检查，表面安装元器件的焊接方法l 焊接过程中应注意的一些问题：印制电路板的焊接，接线柱的焊接，开关、插接件等铸塑元件的焊接，继电器、波段开关等弹片类元件的焊接，集成电路的焊接 ，表面安装元

45、器件的焊接l 拆焊：插装式元器件的拆焊，SMT元器件的拆焊例如：电参数测量需要掌握：l 电压测量：交流电压的参数，常用电压测量仪器，低频交流电压的测量，高频交流电压的测量，噪声电压的测量l 分贝的测量：分贝的定义，绝对电平 ，音量单位（VU)，分贝值的测量方法l 信号参数测量：信号波形的观测，信号频率特性的测量，交流信号的幅度测量，包含有交流信号的直流电压幅度测量，幅度测量误差，信号周期或时间的测量，脉冲信号的脉冲宽度测量，脉冲信号的脉冲上升沿和下降沿时间测量，两个信号时间差的测量，示波器延迟特性对脉冲波形测量的影响，相位差的测量，利用示波器的X-丫功能测量l 时间和频率的数字测量：频率测量，

46、周期测量，时间间隔的测量，脉冲计数，频率比的测量，时间和频率的数字测量应注意的一些问题l 电路性能参数测量：如音频电路频率特性的测量，音频功率放大器最大不失真功率的测量，立体声双通道信号的相位差测量等l 噪声对测量的影响：噪声产生的原因，公共阻抗耦合干扰及其抑制，空间电磁耦合干扰及其抑制l 接地对测量的影响例如：在故障检测时，如果掌握和了解故障检测的方法，可以得到事半功倍的效果。故障检测的一般方法：l 直观检查法 l 接触检查法l 电阻检查法l 熔焊修理法l 测量电压电流法l 波形观察法l 信号输入法（干扰检查法）l 分割测试法l 部件替代法l 电容旁路法l 变动可调元件法l 加热检查法在电子

47、设计竞赛中，必须掌握的一些基本技能如果要求每个参赛队员都做到，还是有一定困难的，但一个参赛队有3个同学，分工合作，应该可以掌握。要想获得好的竞赛成绩，也必须掌握。3.2 电子设计竞赛设计总结报告写作3.2.1 设计总结报告的评分标准全国大学生电子设计竞赛作品由基本制作部分、发挥制作部分和设计总结报告3部分组成，总分150分设计总结报告是电子设计竞赛作品的一个重要组成部分，占总分的1/3，即50分。注意：从2007年开始有一个变化，不同赛题的设计总结报告的评分项目和评分标准是不同的。从2007年开始，竞赛分为本科组和高职高专组分别出题进行比赛，高职高专组的设计总结报告为20分。具体评分要求可以参

48、考历届赛题。设计总结报告的评分是一个独立环节，评分过程是在作品通过专家测试后进行。学生的设计总结报告是以密封的形式提供给专家组，专家参照由全国大学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进行评分。 设计总结报告的评分项目由方案设计与论证、理论计算、电路图及设计文件、测试方法与数据、结果分析、设计总结报告的工整性等六个方面组成。3.2.2 设计总结报告的组成设计总结报告是每个参赛小组都必须提供的文件。电子设计竞赛的设计总结报告由前置部分、主体部分和附录部分3个部分组成。 前置部分包括：题名，中文摘要，中文关键词，英文摘要，英文关键词，目录 主体部分包括：系统方案比较与设计，理论分析与计算，单元电路设计

49、与计算，程序设计，系统测试，结论，参考文献 附录部分包括：系统操作说明，元器件明细表，仪器设备清单，电原理图，PCB图，程序清单有关设计总结报告的更多内容请才参考“全国大学生电子设计竞赛“十二五规划”教材 全国大学生电子设计竞赛技能训练（第2版）”相关章节。4. 在电子设计竞赛中需要准备几种微控制器？在电子设计竞赛中，单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP都可以使用，但对于每个参赛队，如果要求单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP全部都掌握，而且能够在竞赛中熟练的使用是存在一定困难的。 分析历届获奖作品，大多数的作品采用“单片机+FPGA”都可以完成。嵌入式处理器（俗称的ARM）多是作为一款性

50、能更好的单片机使用，没有使用操作系统。DSP在获奖作品中也有使用。4.1 单片机的最小系统选型单片机是大学生电子设计竞赛中应用最多的微控制器，从往届获奖作品中来看，有各种不同型号的单片机在作品中被使用，如：AT89C52、AT89S51、AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B等等。根据竞赛要求，单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统是可以采用成品板的，通常在赛题要求中会对其提出一些限制性的要求，如“最小系统”主要包含单片机、ADC、DAC、存储器等。随着新技术新器件的出

51、现，2009年全国大学生电子设计竞赛全国专家组讨论认为竞赛涉及的“最小系统”内涵应随着技术发展而变化，对于这个问题要本着与时俱进的原则，可以通过竞赛命题具体的约束条件予以调控。责任专家们建议不宜统一给出明确的“最小系统”定义，这样可能会限制学生、束缚命题，但也必须以合适的方式及早向社会表明专家组的基本态度，如竞赛命题对今年的竞赛作品将增加“性价比”与“系统功耗”指标要求，以此方式间接调控参赛学校对准备“万能化”竞赛装置的攀比追逐。在命题要求中引入“性价比”指标要求，这项建议对于调控“最小系统”使用具有积极作用。本着节能原则，专家提出设计作品应有“系统功耗”的指标要求。“系统功耗”是“性价比”的

52、某一量化评测指标，增加这两项指标要求，得到了专家们的普遍首肯。（/news.asp）根据增加的“性价比”与“系统功耗”这两个指标的要求，设计时应根据赛题需要选择合适的单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统，采用不同的最小系统满足设计要求。建议可以准备“通用的单片机最小系统+低功耗的单片机最小系统”，例如“AT89S52最小系统+低功耗的C8051F022最小系统”。4.2 FPGA选型 4.2.1 选择主流的FPGAFPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，目前世界上有十几家生产CPLD/F

53、PGA的公司，其中最大的三家是：Altera，Xilinx，Lattice，其中Altera和Xilinx占有了60%以上的市场份额。（1）Altera公司的FPGAAltera是目前最大的可编程逻辑器件供应商之一。Altera的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Cyclone，CycloneII；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Startix，StratixII等，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。 在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。Altera公司目前有两种免费软件可以下载：MaxplusII

54、Baseline版：支持30,000门以下所有设计,支持原理图,AHDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载.约40M，目前已经不推荐使用，建议使用QuartusII Web版。QuartusII Web版：支持Altera绝大多数器件设计，支持原理图，HDL语言，支持波形仿真,时间分析，编程下载，和全版本的功能相差不大。QuartusII Web版的 License申请：任何用户都可以用网卡号申请5个月的免费license，到期后可以继续申请。对于新手，Altera培训中心可以提供各种学习资料下载，Altera代理商还为用户提供免费设计培训课程。（2）Xilinx的FPGAXilinx公司

55、是FPGA的发明者，是最大可编程逻辑器件供应商之一。 Xilinx的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Spartan系列；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Virtex系列，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。 在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。 Xilinx公司还有很多仍然在广泛使用的可编程器件产品，如：SpartanIIE, SpartanII, Spartan, Virtex-II，Virtex-II pro，VirtexE, XV4000等等。开发软件 ISE：Xilinx公司集成开发的工具 F

56、oundation：Xilinx公司早期的开发工具，逐步被ISE取代 ISE Webpack： Webpack是xilinx提供的免费开发软件，功能比ISE少一些，可以从xilinx网站下载 嵌入式开发套件（EDK）： 用于开发集成PowerPC硬核和MicroBlaze软核CPU的工具 System Generator for DSP ：配合Mathlab，在FPGA中完成数字信号处理的工具 Xilinx IP 核 ： Xilinx公司拥有非常完整的IP库对于新手，Xilinx培训中心可以提供软件使用和设计进阶等学习资料下载 。（3）Lattice的FPGALattice（莱迪思）是ISP（在线可编程）技术的发明者，ISP技术极大的促进了PLD产品的发展，80年代和90年代初是其高速发展的黄金时期。Lattice中小规模PLD/FPGA比较有特色，种类齐全，性能不错。2004年以后开始大规模进入FPGA领域，是世界第三大可编程逻辑器件供应商。目前Lattice公司在上海设有研发部门。 Lattice在PLD领域发展多年，拥有众多产品系列，目前主流产品是 ispMACH4000，MachXO系列CPLD和LatticeEC/ECP系列FPGA，此外，在混合信号芯片上，也有诸多建树，如可编程模拟