福建师范大学协和学院电子方案赛题(参考)

1、个人资料整理仅限学习使用福建师范大学协和学院2018年电子设计比赛赛题第一题智能营救车一、任务设计制作一个智能小车，该小车能依据要求自动运转，经过一个建筑物中波折的道路，并达成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘M，建筑物的墙壁是10厘M高或与小车高度同样）、2厘M厚的矮墙，建筑物内无指引轨迹见图示）。二、要求1基本要求1）要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，内行进过程中，能自动选择适合的路径，避开墙壁，找到通路，三分钟以内抵达B门；2）抵达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光报警；2发挥部分：1）自B门外，循弧形指引轨迹BC行进指引轨迹为2

2、厘M宽）；2）途中检测到铁片D铁片D搁置在轨迹BC前二分之一段上的随意地点）时泊车秒，并声光报警；3）要求小车拾起铁片D，持续沿指引轨迹行进；4）抵达C点；5）在C点处，放下铁片D并停止行进。声光显示营救结束，并停止计时，分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘M的圆形薄片。第二题波形发生器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。二、要求1基本要求）拥有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。）用12键盘输入编写生成上述三种波形。）输出波形的频次范围为；重复频3100Hz100KHz率可调，频次步进间隔。）输出波形幅度范围0峰峰值），可按步进100Hz45V

3、-0.1V峰峰值）调整。）拥有显示输出波形的种类、重复频次周期）和幅度的功-5）用键盘或其余输能。2发挥部分）输出波形频次范围扩展至。1100Hz1MHz2入装置产生随意波形。3）增添稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于负载电阻变化范围：100）。）拥有掉电储存功能，可储存掉电前用3%4户编写的波形和设置。）其余200kHz频输出等功能）。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，理论剖析与计算，电路图及相关设计文件，测试方法与仪器，测试50基本要求数据及测试结果剖析。实质制作达成状况50个人资料整理仅限学习使用达成第1）项22达成第2）项13发挥部分达成第3）项

4、5达成第4）项5达成第表、电平振荡器等部分，表示图如下：数字显示数字显示输入电平振荡输出电平(电压)测试电路电路微控制器系统稳压电源(含键盘)二、要求1、基本要求1）电平电压）表a被测信号频次范围：20Hz100kHz。b电平丈量显示范围：-57.8dB+20.0dB可分多量程）。c电平丈量偏差：0.3dB。d电压丈量显示范围：.001V9.99Vf输入阻抗：分600、高阻(5M两档(可不测试，在电路设计中予以保个人资料整理仅限学习使用证。g拥有自动零点调理功能和自动量程变换功能。2）电平振荡器a输出频次范围：20Hz100kHz。频次步进值可预置，视不一样的频次范围步进值可分别预置为10Hz

5、，100Hz，1kHz，10kHz。b输出频次偏差：0.1%。c输出电平范围：-30dB+20dB，步进值为10dB共六种输出电平）。d输出电平偏差：0.3dB。e输出阻抗：600。f输出信号波形无显然失真。3）自制稳压电源。4）整机耗费功率8W。2发挥部分1）将电平电压）表被测信号的频次范围扩展至1MHz，电平振荡器输出的频次范围也扩展至1MHz，其余要求不变。2）拥有幅频特征测试功能，能在预置的频次范围内自动步进丈量，要求逐点显示频率值和对应的电压值，扫描速度10点/分钟，频次步进值可预置。3）拥有储存回放功能，扫描结束后能调出各个丈量频次点的信号电压值，储存点不低于20个。作为零电平(0

6、dB，则随意电压的电平定义为：(dB个人资料整理仅限学习使用2、要求电平表的数字显示为3位，电平振荡器的频次数字显示许多于4位，并要求小数点和单位自动指示。3、测试以前，同意对仪器的精度调整一次。4、测试整机耗费功率时，应在整流滤波电路和稳压电路之间丈量电压和电流。第四题低功耗转速丈量仪一、任务设计并制作一个低功耗转速传感器和数据办理与显示电路，二者构成一台转速丈量仪。用该丈量仪及时非接触丈量一个转动圆盘的转速，转速范围为100600转/分。圆盘用覆铜板材质FR4，厚度1.5mm）制作，直径为50mm，圆盘保存一半覆铜，圆心处钻一个孔用于固定在直流电机的转轴上。圆盘表面与测速传感器的距离L可在

7、2-10mm之间调整，转速丈量仪表示如图1所示，圆盘丈量构造如图2所示。电源线2根信号线上输出脉冲信号数据办理与显测速传感器GND示电路50mmL图1低功耗转速丈量仪表示图个人资料整理仅限学习使用图2圆盘丈量构造表示图二、要求测速传感器内的微控制器用AVR单片机ATtiny13实现，数据办理与显示电路中的微控制器用AVR单片机ATMEG16实现。1、基本要求1）丈量圆盘的转速，丈量偏差的绝对值小于1%；2）测速传感器功耗PC2mW600转/分状态下丈量）；3）显示及时转速数据；丈量工程名称用中文显示）4）及时显示测速传感器功耗。丈量工程名称用中文显示）2、发挥部分1）测速传感器功耗PC0.5m

8、W600转/分状态下丈量）；2）L=10mm时，转速丈量仪能够正常工作；3）拥有检测圆盘转动方向的功能；4）拥有检测并用曲线显示圆盘转速变化的规律20秒时间内改变2-5次转速）。5）其余三、评分标准项目系统方案论证理论剖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满分转速丈量仪方案设计8检测方法的理论剖析10低功耗设计剖析系统电路图15系统工作流程图调试方法与仪器测试数据完好性10测试结果剖析个人资料整理仅限学习使用设计报告构造及规范性纲要7设计报告正文的构造图表的规范性总分50基本要求实质制作达成状况50达成第1）项10达成第2）项15发挥部分达成第3）项10达成第4）项10其余

9、5总分50四、说明1、测速传感器不可以使用现成模块，要求测速传感器在圆盘转动一圈输出一个或多个）脉冲信号，脉冲峰峰值1.5V。2、圆盘转动能够用直流电机带动，经过调理电机电压实现圆盘转速调理的目的。3、在测速传感器和数据办理与显示电路之间的电源线和信号线均需预留测试端口。第五题无线环境监测模拟装置一、任务设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点构成实质制作2个）。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求拥有无线传输数据功能，收发共用一个天线。二、要求1基本要求1）制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为

10、00000001B11111111B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度丈量范围为0100，绝对偏差小于2；光照信息仅要求丈量光的有无。探测节点采纳两节1.5V干电池串连，单电源供电。个人资料整理仅限学习使用2）制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点散布表示图如图1所示。监测终端能够分别与各探测节点直接通讯，并能显示目前能够通讯的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。D探测节点A监测终端探测节点B图1探测节点散布表示图3）无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s，监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。在010cm距离内，各探测节点与监测终端应能正常通讯。2发挥部

11、分1）每个探测节点增添信息的转发功能，节点转发功能表示图如图2所示。即探测节点B的探测信息，能自动经过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D1。该转发功能应自动辨别达成，无需手动设置，且探测节点A、B能够交换地点。DD1监测探测探测终端节点A节点B图2节点转发功能表示图2）在监测终端电源供应功率1W，无线环境监测模拟装置探测时延不大于5s的条件下，使探测距离D+D1达到50cm。3）尽量降低各探测节点的功耗，以延伸干电池的供电时间。各探测节点应预留干电池供电电流的测试端子。4）其余。三、说明1监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的

12、导线密绕5圈制成。线圈直径为3.40.3）cm可用一号电池作骨架）。天线线圈间的介质为空气。无线传输载波个人资料整理仅限学习使用频次低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不得使用除规定天线外的其余耦合方式。无线收发电路需自制，不得采纳无线收、发成品模块。光照有无的变化，采纳遮挡光电传感器的方法实现。2发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的前提下实现。3测试各探测节点的功耗采纳图2所示的节点散布图，保持距离D+D1=50cm，经过丈量探测节点A干电池供电电流来预计功耗。电流测试电路见图3。图中电容C为滤波电容，电流表采纳3位多半字万用表直流电流档，读正常工作时的最大显示值。

13、假如D+D1达不到50cm，此工程不进行测试。图3节点电流测试电路4设计报告正文中应包含系统整体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完好的电路原理图、重要的源程序用附件给出。四、评分标准项目主要内容满分系统方案无线环境监测模拟装置整体方案设计4理论剖析与计算发射电路剖析6接收电路剖析设计通讯协议剖析发射电路设计计算报告接收电路设计计算9电路与程序设计整体电路图工作流程图测试方案与测试结调试方法与仪器6测试数据完好性果测试结果剖析个人资料整理仅限学习使用设计报告构造及规纲要5设计报告正文的构造范性图表的规范性总分30基本50实质制作达成状况要求达成第1）项20达成第2）项15发挥1

14、0达成第3）项部分5其余总分50第六题电能采集充电器一、任务设计并制作一个电能采集充电器，充电器及测试原理表示图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从向来流电源中汲取电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在必定范围内迟缓变化，当Es为不一样值时，直流电源变换器的电路构造，参数能够不一样。监测和控制电路由直流电源变换器供电。因为Es的变化极慢，监测和控制电路应当采纳间停工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1。个人资料整理仅限学习使用RsRc充电器Ic（包含监控电Es路和直流电源RdEc变换器）直流电源模拟可充电池图1测

15、试原理表示图Es和Ec用稳压电源供应，Rd用于防备电流倒灌）二、要求1、基本要求1）在Rs=100，Es=10V20V时，充电电流Ic大于Es-Ec）/Rs+Rc）。2）在Rs=100时，能向电池充电的Es尽可能低。3）Es从0渐渐高升时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。4）Es降低到不可以向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。5）监测和控制电路工作间歇设定范围为0.1s5s。2、发挥部分1）在Rs=1，Es=1.2V3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。2）能向电池充电的Es尽可能低。当Es1.1V时，取Rs=1；当Es1.1V时，取Rs=0.1。3）电池完好放电，Es从0渐渐高

16、升时，能自动启动充电功能充电输出端开路电压3.6V，短路电流0）的Es尽可能低。当Es1.1V时，取Rs=1；当Es1.1V时，取Rs=0.1。4）降低成本。5）其余。三、评分标准项目主要内容满分设计报告系统方案电源变换及控制方法实现方案5理论剖析与计算提升效率方法的剖析及计算7个人资料整理仅限学习使用电路设计与参数计算10电路与程序设计启动电路设计与参数计算设定电路的设计测试结果测试数据完好性3测试结果剖析设计报告构造及规范性纲要，设计报告正文的构造5图表的规范性总分30基本要求实质制作达成状况50达成第1）项30达成第2）项5发挥部分达成第3）项5达成第4）项5其余5总分50四、说明1测试

17、最低可充电Es的方法：渐渐降低Es，直到充电电流Ic略大于0。当Es高于3.6V时，Rs为100；Es低于3.6V时，改换Rs为1；Es降低到1.1V以下时，改换Rs为0.1。而后继续降低Es，直到知足要求。2测试自动启动充电功能的方法：从0开始渐渐高升Es，Rs为0.1；当Es高升到高于1.1V时，改换Rs为1。而后继续高升Es，直到知足要求。第七题光伏并网发电模拟装置一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其构造框图如图1所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=3036；uREF为模拟电网电压的正弦参照信号，其峰峰值为2V，频次fREF为45Hz55Hz；T

18、为工频隔绝变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反应信号；负载电阻RL=3036。个人资料整理仅限学习使用RSId+USUdDC-AC-io1ioT滤n1n2波uo1RL器uon3uREF控制电路uF图1并网发电模拟装置框图二、要求1基本要求1）拥有最大功率点追踪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%。）拥有频次追踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频次2f=，相对偏差绝对值不大于1%。FfREF3）当RSRL时，变换器的效率。=30DC-AC60%4）当RS=RL=30时，输出电压uo的失真度THD5%。）拥有输入欠压保护功能，动作电压Udth）0.5）。5=25V6）拥有输出过流保护功能，动作电流Ioth）=1.50.2A）。2发挥部分变换器的效率，使RSRL时）。1）提升DC-AC80%=302）降低输出电压失真度，使T