2013年南京信息工程大学电子设计竞赛试题

2013年南京信息工程大学电子设计竞赛试题振荡与测量系统设计（A题）一、任务设计线圈振荡电路，振荡产生正弦波，正弦波通过波形整形电路产生方波，方波通过单片机（MCU）作脉冲计数，显示计数频率。当有磁性球或金属板靠近振荡线圈时，振荡电路产生的正弦波的频率改变，单片机实时显示变化频率。二、要求1、基本要求：（1）线圈采用普通导线，线圈直径为10cm左右；（2）振荡频率控制在10KHz~100KHz；（3）用示波器观察波形整形电路，当磁性球或金属板靠近线圈时，振荡电路频率明显变化；2、发挥部分：用单片机对脉冲进行计数，并计算频率，显示。显示可采用液晶也可选择LED。

信号源的设计和制作（B题）一、任务在给定±12V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波信号源。二、要求1、基本要求：（1）输出信号频率：20Hz～300kHz；（2）信号幅度：负载50Ω时，输出电压峰峰值为1～3V可调；（3）信号源输出电阻为50Ω；（4）显示信号的频率和幅度。2、发挥部分：（1）提高信号的输出频率至1MHz；（2）提高信号的输出电压峰峰值至1～10V可调（带50Ω负载）；（3）自行扩展信号源功能。

水温控制系统（E题）一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为0.1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10—70度范围内对每一点温度的自动控制。并保持设定的温度不变。二、要求1、基本要求（1）可键盘设定控制温度，并能用液晶显示，显示最小区分度0.1度（2）可以测量并显示水的实际温度，温度测量误差在正负0.5度内。（3）水温控制系统应具有全量程内（10—70）的升温、降温功能，降温用半导体制冷片、升温用80w以内电加热器）（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如其实温度正负15度内），控制系统可以实现该给定温度的恒温自动控制。控制的最大动态误差小于正负4度，静态误差小于1度，系统达到稳定时间小于15分钟。2、发挥部分（1）当设定温度突变时，温度变化达到正负20度，系统要在8分钟内还原设定温度，控制的最大动态误差小于正负2度。（2）温度控制的静态误差小于正负0.2度，在最小稳态时间内。（3）在设定温度突变时，温度变化达到正负20度，用液晶显示水温水时间的变化实时曲线。三、说明（1）允许使用单片机小系统（2）升温降温驱动电路自行设计，不允许使用成品模块。（3）为了测试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。（4）避免测试过程中出现烧伤现象，注意做好防护措施。

一种简易图形显示装置（F题）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要求1.基本要求制作一个由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。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。以离按键最远的一个LED编号为16，离按键最近的一个LED编号为1，能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示（由大到小）和奇数序号同心圆逆序（由小到大）显示。每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。2.发挥部分通过按键切换，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60±1秒。其它。说明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