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大學生電子設計大賽總結報告

已有 2603 次閱讀2011-7-17 12:35

大學生電子設計大賽（資料信息查詢）總結報告

電子大三要求的參賽隊是三個人一組，如果要想取得成功，只靠一個人的單打獨斗，希望是非常渺茫的，所以，解決團隊合作問題應該是最重要的，選好團隊后首先要確定團隊核心人物。大家一定都能想得到，一旦進入備戰階段，組員間的探討是必然的，各抒己見固然好，但往往也比較容易起爭執。這時如果有個核心人物，他的話在非常時期大家必須絕對服從，他說了算。另外要想獲得成功，就必須認清自己團隊的優勢，充分調用組員中的優勢資源，比如：某個組員在編程方面有優勢，那么就應該合理分配編程工作給他，這樣大家分工也就相對明確了，也都能充分發揮自己的所長，將團對協作的力量發揮到最大。

既然參加的是全國大學生電子設計大賽，所以打好根基是很重要的，主要的方面有鏈接常用電路，如高增益放大電路，跟隨電路，濾波電路的設計，學習相關的電子制圖軟件，會畫原理圖，并會PCB制版。在平常的準備期間要學會用萬用板焊接電路或者用三氯化鐵腐蝕電路。在正式比賽之前，還要和團隊一起在4天內練習做一個完整的電子系統，最重要的是練習聯機調試工作，以為做好各個模塊相對比較容易，但是聯機調試往往就不是很順利了，這也是大部分參賽隊失敗的主要原因。

暑假準備期間還要做一些基本的模塊，這要在真正參加比賽的時候，才不會手忙腳亂，做到游刃有余，這些模塊，如LED,LCD子電路，子程序。AD,DA電路，搞控制的得選好步進電機的型號，驅動電路，驅動程序，無線電類的要了解可能用到的通信協議（如UWB、Zigbee、RFID和藍牙等）及通信模塊。根據網上的介紹，參賽隊獲勝的一個重要原因是絕對的自信和良好的心態，如果我們把各個模塊都做好并且報定必勝的決心，相信現實也不會讓我們失望的。

通過對電子競賽信息的查詢，可以看出，每年的競賽試題都有很多相似的地方，控制類的如簡單的工業控制、小車；傳統題目如數據調理、數據采集，無線傳輸系統；電源設計；簡單儀器、儀表設計（每年必要一題)如2005年的簡易頻譜分析儀，2003年的簡易邏輯分析器。所以我們應該慎重選擇發揮自己的強項（作為計通系的學生，感覺在控制，編程方面應該比較好一點，但自己還是對電路搭建比較感興趣）。從對往屆電子設計大賽的總結，題目大概可以分為7類，即：

（1）電源類：簡易數控直流電源，直流穩壓電源

（2）信號源類：實用信號源的設計和制作，波形發生器，電壓控制LC振蕩器（A題）；

（3）高頻無線電類：簡易無線電遙控系統，調幅廣播收音機，短波調頻接收機，調頻收音機，

（4）放大器類：實用低頻功率放大器，高效率音頻功率放大器，寬帶放大器（B題)

（5）儀器儀表類：簡易電阻、電容和電感測試儀，簡易數字頻率計，頻率特性測試儀，數字式工頻有效值多用表，簡易數字存儲示波器，低頻數字式相位測量儀（C題，簡易邏輯分析儀（D題，

（6）數據采集與處理類：多路數據采集系統，數字化語音存儲與回放系統，數據采集與傳輸系統。

（7）控制類：水溫控制系統，自動往返電動小汽車，簡易智能電動車（E題，液體點滴速度監控裝置（F題)

試題具有實用性強、綜合性強、技術水平發揮余地大的特點。涉及到的電子信息類專業的課程有：低頻電路、高頻電路、數字電路、微機原理、電子測量、單片機、可編程邏輯器件、EDA設計等；實踐性教學環節有：電子線路實驗課、微機原理實驗課、課程設計、生產實習等；可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規模集成電路、單片機、可編程邏輯器件等；設計手段必須采用現代電子設計方法與開發工具，如VHDL語言、Xilinx Foundation Series EDA工具、單片機編程器等。

題目分析：

一、電源類題目分析

電源類題目有簡易數控直流電源（1994年）和直流穩壓電源（1997年）、數控直流電流源（F題2005年）、開關穩壓電源（E題2007年）、電能收集充電器2009年、A題--光伏并網發電模擬裝置2009年。

簡易數控直流電源（第一屆，1994年）要求設計制作一個輸出電壓數控可調直流穩壓電源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩壓和調節，單片機，數字顯示與控制等。直流穩壓電源（第三屆，1997年）要求設計制作一個交流變換為直流的穩定電源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩壓和調節，恒流電流源，DC-DC變換器，單片機，數字顯示與控制等。

二、信號源類題目分析
信號源類有實用信號源的設計和制作（1995年）、波形發生器（2001年）和電壓控制LC振蕩器（2003年）正弦信號發生器（A題） 2005年、音頻信號分析儀（A題2007年）。

實用信號源的設計和制作（第二屆，1995年）要求設計制作一個正弦波和脈沖波信號源，頻率范圍20Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：RC振蕩器，脈沖振蕩器，數字可調電位器，單片機，數字顯示與控制等。

波形發生器（第五屆，2001年）要求設計制作一個能產生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形的波形發生器，頻率范圍100Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示與控制，濾波器等。

電壓控制LC振蕩器（第六屆，2003年）要求設計制作一個電壓控制LC振蕩器，頻率范圍15MHz～35MHz，高頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，PLL，LC振蕩器，數字顯示與控制，濾波器，高頻功率放大器等。

三、放大器類題目分析

放大器類的題目有實用低頻功率放大器（1995年）、測量放大器（1999年）、高效率音頻功率放大器（2001年）和寬帶放大器（2003年）。集成運放參數測試儀（B題2005年）、寬帶直流放大器（C題2009年）數字幅頻均衡的功率放大器 2009年

實用低頻功率放大器（第二屆，1995年）要求設計制作一個具有弱信號放大能力的低頻功率放大器，額定輸出功率POR≥10W，帶寬BW≥（50～10000）Hz。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，方波信號發生器，低頻功率放大器等。

測量放大器（第四屆，1999年）要求設計制作一個測量放大器及所用的直流穩壓電源。差模電壓放大倍數 AVD＝1～500。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，信號變換放大器，測量放大器等。

高效率音頻功率放大器（第五屆，2001年）要求設計制作一個高效率音頻功率放大器及其參數的測量、顯示裝置，3dB通頻帶為300Hz～3400Hz，最大不失真輸出功率≥1W。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，音頻功率放大器等。

寬帶放大器（第六屆，2003年）要求設計并制作一個3dB通頻帶10kHz～6MHz，最大增益≥40dB的寬帶放大器。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，AGC，寬帶放大器等。

四、無線電類題目分析

無線電類題目有簡易無線電遙控系統（1995年）、調幅廣播收音機（1997年）、短波調頻接收機（1999年）和調頻收音機（2001年）。單工無線呼叫系統（D題2005年）、無線識別裝置（B題2007年）無線環境監測模擬裝置 2009年

簡易無線電遙控系統（第二屆，1995年）要求設計制作一個無線電遙控發射機和接收機，頻率范圍6～10MHz。涉及到的基礎知識包含有：無線電發射與接收，編碼與解碼，單片機，數字顯示等。

調幅廣播收音機（第三屆，1997年）要求設計制作一個中波廣播收音機，接收頻率范圍540kHz～1600kHz，材料由SONY公司提供。涉及到的基礎知識包含有：無線電調幅接收，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

短波調頻接收機（第四屆，1999年）接收頻率范圍：8MHz～10MHz。涉及到的基礎知識包含有：無線電調頻接收，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

調頻收音機（第五屆，2001年）用SONY公司提供的FM/AM收音機集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成調諧集成芯片BU2614，制作一臺調頻收音機, 接收FM信號頻率范圍88MHz～108MHz。涉及到的基礎知識包含有：無線電調頻接收，PLL，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

五、儀器儀表類題目分析

儀器儀表類有簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）、簡易數字頻率計（第三屆，1997年）、頻率特性測試儀（第四屆，1999年）、數字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）、簡易數字存儲示波器（第五屆，2001年）、低頻數字式相位測量儀（第六屆，2003年），簡易邏輯分析儀（第六屆，2003年）。簡易頻譜分析儀（C題2005年）、數字示波器（C題2007年）程控濾波器（D題2007年）

簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）要求設計制作一個測量范圍：電阻100Ω～1MΩ；電容100pF～10000pF；電感100μH～10mH），測量精度：±5%的電阻、電容和電感測試儀。涉及到的基礎知識包含有：電阻、電容和電感參數變換，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

簡易數字頻率計（第三屆，1997年）要求設計制作一個測量范圍信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz；測量誤差≤0.1%數字頻率計。涉及到的基礎知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

頻率特性測試儀（第四屆，1999年）要求設計制作一個頻率范圍100Hz～100kHz；頻率步進：10Hz；頻率穩定度：10-4；測量精度：5％；能在全頻范圍和特定頻率范圍內自動步進測量的頻率特性測試儀。涉及到的基礎知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

數字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）要求設計制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為50±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數進行測量的數字式多用表。涉及到的基礎知識包含有：電壓電流變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

簡易數字存儲示波器（第五屆，2001年）要求設計制作一個一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數字存儲示波器，頻率范圍為DC～50kHz，誤差≤5%。涉及到的基礎知識包含有：A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

低頻數字式相位測量儀（第六屆，2003年）要求設計制作一個低頻相位測量系統，包括相位測量儀、數字式移相信號發生器和移相網絡三部分。頻率范圍：20Hz～20kHz，相位測量絕對誤差≤2°。涉及到的基礎知識包含有：相位檢測，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，RC移相網絡，數字顯示等。

簡易邏輯分析儀（第六屆，2003年）要求設計制作一個8路數字信號發生器與簡易邏輯分析儀，能產生8路可預置的循環移位邏輯信號序列，輸出信號為TTL電平，序列時鐘頻率為100Hz，并能夠重復輸出。涉及到的基礎知識包含有：單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

六、數據采集與處理類題目分析
數據采集與處理類題目有多路數據采集系統（第一屆，1994年），數字化語音存儲與回放系統（第四屆，1999年），數據采集與傳輸系統（第五屆，2001年）聲音導引系統 2009年。

多路數據采集系統（第一屆，1994年）要求設計制作一個八路數據采集系統，對50米以外的各路數據，通過串行傳輸線進行采集和顯示。涉及到的基礎知識包含有： A/D變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

數字化語音存儲與回放系統（第四屆，1999年）要求設計制作一個數字化語音存儲與回放系統。通帶為300Hz～3.4kHz ；ADC采樣頻率f s＝8kHz，字長＝8位；DAC：變換頻率f c＝8kHz，字長＝8位；語音存儲時間≥10秒。涉及到的基礎知識包含有： A/D和D/A變換、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數字顯示等。

數據采集與傳輸系統（第五屆，2001年）設計制作一個用于8路模擬信號采集與單向傳輸系統，被測電壓為8路0～5V分別可調的直流電壓。采用8位A/D變換器。涉及到的基礎知識包含有： A/D變換、噪聲模擬發生器、調制與解調、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數字顯示等。

七、控制類題目分析

控制類題目有水溫控制系統（1997年）、自動往返電動小汽車（2001年）、簡易智能電動車（2003年）、液體點滴速度監控裝置（第六屆，2003年）。電動車蹺蹺板（F題2007年）、懸掛運動控制系統（E題2005年）。

水溫控制系統（1997年）控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。溫度設定范圍為40～90℃，最小區分度為1℃，標定溫度≤1℃。涉及到的基礎知識包含有：溫度檢測電路，加熱器控制電路，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

自動往返電動小汽車（2001年）設計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。車輛從起跑線出發（出發前，車體不得超出起跑線），到達終點線后停留10秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。到達終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應最小。在限速區，車輛往返均要求以低速通過，通過時間不得少于8秒。涉及到的基礎知識包含有：光電檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

簡易智能電動車（2003年）電動車從起跑線出發（車體不得超過起跑線），沿引導線到達B點。在“直道區”電動車檢測到薄鐵片時需立即發出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區”檢測到的薄鐵片數目。電動車到達B點以后進入“彎道區”，沿圓弧引導線到達C點。C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發出斷續的聲光信息。電動車在光源的引導下，通過障礙區進入停車區并到達車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。電動車完成上述任務后應立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達到90秒時必須立即自動停車。涉及到的基礎知識包含有：光電、金屬、超聲波檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

液體點滴速度監控裝置（2003年）在滴斗處檢測點滴速度，并制作一個數顯裝置，能動態顯示點滴速度（滴/分）。通過改變高度h2控制點滴速度；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設定并顯示，設定范圍為20~150(滴/分)，控制誤差范圍為設定值10%1滴。當高度h1降到警戒值（2~3cm）時，能發出報警信號。涉及到的基礎知識包含有：光電檢測電路，步進電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。