全国大学生,电子设计竞赛,控制类备战刚要

全国大学生,电子设计竞赛,控制类备战刚要
全国大学生,电子设计竞赛,控制类备战刚要

全国大学生电子设计竞赛控制类赛题备战纲要

一笔丹青

QQ:2990731899

2013年,四旋翼飞行器首次出现在全国电赛的本科组题目中,电赛控制类开始从二维平面空间走向三维立体空间。对于这样的“跨越”,当年参赛的学生绝大多数准备并不充分,无可避免,13年四旋翼飞行器项目的比赛情况非常糟糕。本人亲历了13年的电赛,获得了控制类本科组全国一等奖,从2015年开始协助老师指导学生参加全国电赛,相较于13年,15年四旋翼飞行器项目的比赛情况好了很多,某种程度上,这要归功于近几年旋翼飞行器的飞速发展(大疆的崛起是最好的注解),互联网为大量实用的开源程序的传播提供了便利。

不得不说,在电赛所有类别的题目中,控制类绝对是“宠儿”,自2005年开始,每届电赛,控制类赛题几乎都是两个,如2011年:自由摆和小车;2013年:旋转倒立摆和四旋翼飞行器;2015年:风力摆和四旋翼飞行器。近日,收到关于电赛的许多咨询,一一回答效率太低,在此,针对电赛的准备,我列出了几点建议,请大家批评指正。

1.基础知识

1.1硬件方面

数电、模电、电路,熟悉基本元器件的使用,初期至少能够搭建稳定可用的单片机最小系统;后期逐渐掌握基于开关电源芯片的供电电源电路搭建,电机驱动电路搭建,液晶屏及数码管显示电路搭建等等;

1.2软件方面

熟练C语言,掌握模块化编程的思想,掌握硬软件联合调试办法,掌握参数整定办法(如最常用的PID算法,其参数整定尤为重要)。

2、常用元器件

2.1 电机

作为执行机构,一个控制系统中没有执行机构几乎没有意义。电机是最为常用的执行机构,如05年悬挂系统中的步进电机;07年、09年所用到小车的直流电机;11年自由摆的步进电机和智能小车的直流电机;13年旋转倒立摆的直流减速电机和四旋翼飞行器的空心杯直流电机;15年风力摆的直流电机、飞行器的空心杯直流电机。

鉴于此,在准备过程中,要很好的掌握直流电机、步进电机以及空心杯直流电机的使用。

2.2 传感器

控制系统离不开传感器,如:07年电赛跷跷板赛题采用的倾角传感器,09年声音引导系统所采用的拾音器;11年自由摆平板系统采用的角度传感器(光电编码器或者精密电位器);11年智能小车采用的光电接近开关;13年旋转倒立摆采用的光电编码器;13年四旋翼飞行器采用的三轴倾角传感器、陀螺仪、电子罗盘、测距传感器…

因此,常用的传感器必须掌握,如:

?旋转角度测量:光电编码器,精密电位器;

?倾斜角度测量:单轴倾角传感器,三轴倾角传感器,如SCA1600等;

?加速度测量:陀螺仪,如ENC03等;

?距离测量:超声波传感器,激光传感器,光电接近开关;

?黑线检测:光电对管;

?….

2.3 输入输入设备

?键盘,分立式按键,矩阵键盘;

?显示屏:简单的液晶显示屏,如LCD1602,LCD12864等;

?串口:串口在调试中具有十分重要的作用,务必掌握;

2.4 供电电源

?基于7805芯片的供电模块,简单但不推荐,该电路热功耗极大,效率低;

?基于2596等同类开关电源芯片的供电模块,稍微复杂一点,但是热功耗低,效率高,

为推荐电路;

?供电源:非移动控制系统(如自由摆、旋转倒立摆、风力摆),由于耗电量大,建议由

220V民用电降压的获取;移动控制系统(如智能小车,四旋翼飞行器),建议采用高性能锂电池供电;

3、数据采集通信方式

在使用传感器的过程中,通信方式是绕不开的话题。比如,将倾角传感器采集到的倾角数据传回单片机,数据如何传输呢?目前传感器数据传输采用的制式有两种:

?模拟量:也就是电压信号,单片机对其进行读取时,须先经过A/D转换,一般的单片

机均自带A/D转换器,因此,可以直接读取,方便,但是数据易受干扰,稳定性差;

?数字量:传感器芯片将采集到的数据进行预处理之后以数字信号的形式返回单片机,常

用的通信方式为IIC,SPI;

?鉴于,目前大多数传感器采用数字式传输方式,SPI、IIC两种数据通信方式需要掌握,

同时需要注意,对于高性能单片机,如STM32系列自身集成了IIC和SPI通信模块(虽然不好用),可以经过简单配置之后使用,自己只需要编写极少的代码;但是对于普通单片机,如STC89C51系列,没有继承SPI和IIC通信模块,这种情况下,一般采用I/O 口进行时序模拟从而构建IIC和SPI通信模式,此方法需要编写的程序量较大。

4 控制器的选择

对于一个控制系统,控制器性能的好坏决定了控制效果,因此,选择控制器必须慎重。然而,对于初学者,一上来就学习高性能的单片机,如STM32,难免应基础薄弱而难以入手,因此,大家可以根据自己的情况选择单片机,我仅给出几种参考意见:

4.1 51内核单片机

51内核单片机是最为常见的8位单片机,使用简单,学习资源丰富,适合初学者,如STC89/90系列。51单片机硬件资源极少,一般不具备A/D转换器、硬件IIC、SPI、PWM等资源,I/O数量有限,定期器、外部中断资源以较少。从13年开始,51单片机基本不可能完成设计指标,因此,若为准备电赛,应尽可能选择性能优良的单片机。

4.2 增强型51内核单片机

同样是51内核的8位单片机,增强型51集成了A/D转换器、硬件PWM等资源,外部中断和定时器的数量也有增加,能够满足一些复杂系统的设计,如IAP15W4K58S4-单片机甚至可以满足四旋翼飞行器的设计指标,目前市面上已经有基于该单片机的小型四旋翼飞行器

售卖,足见其功能强大。

4.3 MSP430系列单片机

这是TI公司出品的一款著名的低功耗16位单片机,集成了常用的所有硬件资源,开源程序较多。

4.4 STM32系列

STM32系列单片机是一种广泛应用的32位单片机,在嵌入式系统中备受青睐,功能强大,具备诸多硬件资源,并且网络上开源代码丰富,是一个不错的选择。

4.5 瑞萨单片机

2013年、2015年的全国大学生电子设计竞赛均由日本瑞萨半导体公司赞助,因此,在四旋翼飞行器题目中明确规定,只能使用瑞萨单片机,型号R5F100LEA,这是一款16位的高性能单片机,并且瑞萨公司为其开发了极为强大的集成开发环境,使得其开发变得异常简单。通过集成开发环境,可以点击鼠标勾选的方式,直接设置定期器,外部中断、A/D转换器、SPI、IIC以及普通I/O等硬件资源,集成开发环境会根据设置生成代码,开发人员只需要书写核心代码,极大的提高了开发效率。

鉴于13/15年电赛均有瑞萨公司赞助,有理由相信下一届全国电赛仍有可能由其赞助,故掌握瑞萨单片机有一定必要性。

5 控制算法

控制算法是控制系统的灵魂,若准备选择控制类赛题,控制算法将是无法绕过的壁垒。需要掌握的控制算法主要是PID算法,可以这样说,只要掌握了PID算法,完成控制类赛题全无问题。PID算法在实际应用中也有不同,如13年的旋转倒立摆和四旋翼飞行器采用的都是“双环”PID,这比一般的单闭环PID要复杂一些,参数整定也更为困难。

对于控制算法,书本上、网上资源虽多,但真正要灵活应用没有良好的控制思想是做不到的,建议从最简单的电机调速开始做,这是练习PID算法的一个经典实验,借助它理解掌握PID算法的思想和参数整定办法大有裨益。

全国大学生结构设计竞赛赛题

第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1.命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势,因地制宜,在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征,也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。 重庆地区位于三峡库区,旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明,这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。 相对于地震、火灾等灾害而言,重庆地区由于地形地貌特征的影响,出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此,如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力,是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目,具有重要的现实意义和工程针对性。 2.赛题概述 本次竞赛的题目考虑到可操作性,以质量球模拟泥石流或山体滑坡,撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面,如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定(加载台座倾角均为o 30θ=),并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。 图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图 配重1M 配重2M 配重2M 后固定板 前撞击板 螺杆 钢底座 钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽 模型部分(含部分加载装置) 加载台座 θ θ 加速度传感器 螺杆 硬橡胶

3.模型要求 图3.1.模型要求示意图 图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板 后固定板 底板 模型平面尺寸要求示意图 要求平整,且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整,且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图 允许固定区域 硬橡胶

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告为了繁荣建筑创作,提高建筑专业大学生的设计能力和综合素质,促进青年人才的成长,中国建筑学会与全国高等学校建筑学专业指导委员会、中国联合工程公司在去年成功举办第一届“中联一等奖 杯”全国大学生建筑设计方案竞赛的基础上,今年举办的第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛又创出佳绩。本次竞赛至2010年10月20日截稿之日,共收到包括香港地区在内的全国26个省、自治区、直辖市100多所高校报送的746项作品,创近年来新高。 第二届中联杯评选工作于2010年12月23日在杭州进行,评审委员会由中国工程院院士何镜堂,全国建筑设计大师韩光宗、何玉如、郭明卓,中国建筑学会秘书长周畅,全国高校建筑学科专业指导委员会主任仲德崑,以及清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、重庆大学、西安建筑科技大学等著名院校建筑学院的院长、副院长等十三位专家组成,何镜堂院士任评审工作委员会主任。评审工作自始至终坚持“公开、公正和公平”的评选原则,通过评委会多轮的投票筛选,共选出107项入围作品,其中包括一等奖2项,二等奖5项,三等奖10项以及优秀奖90项。对于此次参赛作品的综合水平,评委们给予了极高的评价,不论是从参赛数量还是作品质量,相对于去年都有了一个较大的提升。以“我的城市,我的明天”为主题的746份作品,以不同的创作手段,不同的表现方式,体现出年轻设计者对中国城市发展中的焦点问题的关注,同时也具有一定的探索未来的意义。对于今年部分作品中体现的环保与绿色建筑的思想,也反映了我国建筑教育的一大进步。对于“中联杯”的两次成功举办,评委们给予了很高的肯定与期望,希望它能成为建筑学大学生的一个“品牌”,成为学生放飞思想、释放创意的一个良好平台,为推动建筑学的发展做出贡献。 获奖人员及项目名单详见附件。 附件:第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果 中国建筑学会 中国联合工程公司011年1月30日

C语言程序设计竞赛题及其答案

数学与统计学院 第三届计算机程序设计竞赛题 竞赛需知: 1、答案必须写在答题纸上。 2、程序采用C/JAVA/VB/VFP语言实现均可。 3、考虑到各种因素,程序的键盘输入和结果输出可以用伪代码或者自然语言表示。但是必 须说明输入变量和输出变量。 4、题目最好能用完整、正确的语言程序来解决问题,如确实无法编写完整语言程序的,可 以写出程序主要框架和流程,必要时可以用伪代码或者自然语言描述算法(程序)。 一、玫瑰花数(20分) 如果一个四位数等于它的每一位数的4次方之和,则称为玫瑰花数。例如: + + 1634+ =, 4^4 4^3 4^6 4^1 编程输出所有的玫瑰花数。 #include void main() { int i,j,k,l,m; for(i=999;i<=9999;i++) { j=i/1000; k=i%10; l=i/100-10*j; m=i/10-100*j-10*l; if(i==j*j*j*j+k*k*k*k+l*l*l*l+m*m*m*m) printf("%d\n",i); } } 二、菱形图案(20分) 对给定的奇数n,编程打印菱形图案。 输入样例: 7 输出样例: * *** ***** ******* ***** *** * #include #include void main() {

int i,j,k; int n; scanf("%d",&n); for(i=0;i #include void main() { int i,j,x,y; float r; int a,b,count=0; printf("请输入矩阵的行列i,j:"); scanf("%d%d",&i,&j); printf("请输入圆心的坐标点及半径x,y,r:"); scanf("%d%d%f",&x,&y,&r); for(a=0;a

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 大跨度屋盖结构 随着国民经济的高速发展和综合国力的提高,我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步,正在赶超国际先进水平。改革开放以来,大跨度结构的社会 需求和工程应用逐年增加,在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机,我国已经或即将建成一大 批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑,这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机,同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型 总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域 图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板 承台板采用优质竹集成板材,标准尺寸1200mm>800mm,厚度16mm,柱 底平面轴网尺寸为900mm>600mm,板面刻设各限定尺寸的界限:

(1)内框线:平面净尺寸界限,850mr> 550mm;

(2) 中框线:柱底平面轴网(屋盖最小边界投影)尺寸, (3) 外框线:屋盖最大边界投影尺寸, 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构 仅允许在4个柱位处设柱(图-2中阴影区域),其余位置不得设柱。柱的任 何部分(包括柱脚、肋等)必须在平面净尺寸(850mmx 550mm )之外,且满足 空间检测要求。(即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。) 柱顶标高不超过+0.425 (允许误差+5mm ),柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑,柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构 屋盖结构的具体形式不限,屋盖结构的总高度不大于 125mm (允许误差 +5mm ),即其最低处标高不得低于0.300m ,最高处标高不超过0.425m (允许误 差 +5mm )。 平面净尺寸范围(850mmx 550mm )内屋盖净空不低于300mm ,屋盖结构 覆盖面积(水平投影面积)不小于900X300mm ,也不大于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。 屋盖结 构覆盖面积(水平投 影面积)不小于900>600mm ,也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形,也不限定边界是直线。 屋盖结构中心点(轴网900X300mm 的中心)为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求 模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准,尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ; (I ; ② 图-2承台板平面尺寸图 、柱脚内界 口 g □ Trfrii?尺寸范应 (85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范 柱位 12UW

全国大学生,电子设计竞赛,控制类备战刚要

全国大学生电子设计竞赛控制类赛题备战纲要 一笔丹青 QQ:2990731899 2013年,四旋翼飞行器首次出现在全国电赛的本科组题目中,电赛控制类开始从二维平面空间走向三维立体空间。对于这样的“跨越”,当年参赛的学生绝大多数准备并不充分,无可避免,13年四旋翼飞行器项目的比赛情况非常糟糕。本人亲历了13年的电赛,获得了控制类本科组全国一等奖,从2015年开始协助老师指导学生参加全国电赛,相较于13年,15年四旋翼飞行器项目的比赛情况好了很多,某种程度上,这要归功于近几年旋翼飞行器的飞速发展(大疆的崛起是最好的注解),互联网为大量实用的开源程序的传播提供了便利。 不得不说,在电赛所有类别的题目中,控制类绝对是“宠儿”,自2005年开始,每届电赛,控制类赛题几乎都是两个,如2011年:自由摆和小车;2013年:旋转倒立摆和四旋翼飞行器;2015年:风力摆和四旋翼飞行器。近日,收到关于电赛的许多咨询,一一回答效率太低,在此,针对电赛的准备,我列出了几点建议,请大家批评指正。 1.基础知识 1.1硬件方面 数电、模电、电路,熟悉基本元器件的使用,初期至少能够搭建稳定可用的单片机最小系统;后期逐渐掌握基于开关电源芯片的供电电源电路搭建,电机驱动电路搭建,液晶屏及数码管显示电路搭建等等; 1.2软件方面 熟练C语言,掌握模块化编程的思想,掌握硬软件联合调试办法,掌握参数整定办法(如最常用的PID算法,其参数整定尤为重要)。 2、常用元器件 2.1 电机 作为执行机构,一个控制系统中没有执行机构几乎没有意义。电机是最为常用的执行机构,如05年悬挂系统中的步进电机;07年、09年所用到小车的直流电机;11年自由摆的步进电机和智能小车的直流电机;13年旋转倒立摆的直流减速电机和四旋翼飞行器的空心杯直流电机;15年风力摆的直流电机、飞行器的空心杯直流电机。 鉴于此,在准备过程中,要很好的掌握直流电机、步进电机以及空心杯直流电机的使用。 2.2 传感器 控制系统离不开传感器,如:07年电赛跷跷板赛题采用的倾角传感器,09年声音引导系统所采用的拾音器;11年自由摆平板系统采用的角度传感器(光电编码器或者精密电位器);11年智能小车采用的光电接近开关;13年旋转倒立摆采用的光电编码器;13年四旋翼飞行器采用的三轴倾角传感器、陀螺仪、电子罗盘、测距传感器… 因此,常用的传感器必须掌握,如: ?旋转角度测量:光电编码器,精密电位器; ?倾斜角度测量:单轴倾角传感器,三轴倾角传感器,如SCA1600等;

黄祖慰-第五届全国大学生结构设计竞赛总结(技术版)

第五届全国大学生结构设计竞赛总结 (技术版) 黄祖慰20080537 5th国赛的作品,是总结了4th国赛的失败教训,以降低模型量为重点的模型设计和制作成果。我们通过不懈努力,终于到达了目标。在这次比赛中,我们研究出了一些先进的模型设计和制作技巧和积累了更多的设计和制作的经验。在此,我将通过模型从无到有的整个过程进行具体的介绍。 一、研读赛题 读懂题目在结构设计竞赛中是一个最基本的要求,要做到对赛题的点点滴滴熟记于心,并且从规则中发掘模型设计的切入点。 要想获得大奖,就要对题目认真分析;努力寻找漏洞显得相当重要,是一条迈向成功的捷径。在本次结构设计竞赛模型中,整体铁块,虚悬挑梁等都是针对题目漏洞而设计的,为模型重量的减轻做出了重要贡献。 二、准备制作工具 所谓公欲善其事必先利其器,要想做好一个模型,一套好的工具是必须的。在制作模型初期,选手可以采用非比赛指定工具来制作模型。虽然赛题中已经明确规定了制作工具,但是由于提供工具的局限性,有些很好的想法不能够在模型上做出来。我的建议是,先使用的工具,把想法尽可能表现出来,等到模型初步定型后,再使用比赛指定工具,寻求达到同样效果的模型的制作

方法。为了提高制作精度,画线笔可采用0.38mm的水笔。 三、研究材料特性 所谓知自知彼方能百战不殆,在制作模型之前,必须先对材料进行分析,了解材料的特性,由此得知材料的实际力学性质和可加工性质。下面我就罗列我对本次比赛的复压竹皮、竹制底板和502胶水的性质研究的一些心得: 1、复压竹皮在顺纹路方向存在连续纤维,利于受拉。但是顺 纹容易被撕裂。 2、规格为0.2mm的竹皮为单层竹皮,应注意竹皮上存在的 竹节的薄弱点,应尽量避开;此种竹皮,一面为光面,一面为 毛面,粘贴时,光面的粘接速度要快于毛面,但是最终粘接紧 密性毛面为优。使用单层竹皮作为拉杆,存在风险,北京交通

全国大学生电子设计竞赛

全国大学生电子设计竞 赛 Revised as of 23 November 2020

2017年全国大学生电子设计竞赛 远程幅频特性测试装置(H题) 2017年8月12日 摘要 本远程幅频特性测试装置是由信号源、放大器、幅频特性装置、电源模块等组成。本设置中信号源的输出频率范围为:1MHz~40MHz且具有自动扫描功能,步进: 1MHz;放大器的输出电压的峰值为1V,且波形无明显失真;远程幅频特性测试装置可用示波器显示放大器输出信号的幅频特性。放大器的输出信号信息与笔记本电脑连接起来时,笔记本电脑就可完成放大器输出信号的幅频特性测试,并能以曲线的方式显现出来。用设计利DDS原理由FPGA经D/A转换产生扫频信号,再经待测网络实现峰值检测和相位检测,从而完成了待测网络幅频和相频特性曲线的测量和显示。经过调试,示波器显示待测网络频率范围1MHz~40 MHz的幅频和相频特性曲线,该系统工作稳定,操作方便。 关键词:频率特性测试仪、幅频特性、相频特性、FPGA

1.方案设计与论证 单片机的选择 方案一:普通的AT89S51从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统,称作位处理器,处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测试等,还能进行位的逻辑运算,其功能十分完备,使用起来得心应手。但是运算速度过慢,保护能力很差,AD、EEPROM等功能需要靠扩展,增加了硬件和软件负担

方案二:STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。还支持以太网、USB OTG和外设接口同时工作,因此,开发人员只需一颗芯片就能设计整合所有这些外设接口的网关设备。运算速度大约是51单片机的几十倍 方案三:采用以增强型80C51内核的STC系列单片机。AT89S51具有完整的输入输出、控制端口、以及内部程序存储空间。与我们通常意义上的类似,可以通过外接A/D,D/A转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息的采集,且能够提供以点阵或LCD液晶及外接按键实现人机交互,能对内部众多连接对进行精确操控,具有强大的工控能力。其语法结构与我们常用的计算机C语言基本相同 方案选择:方案2运算速度较快,开发容易与相关设备兼容性高 整体方案设计 方案一:FFT法。这种频谱分析采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。它的频率范围受到ADC采集速率和FFT运算速度的限制。为获得良好的仪器线性度和高分辨率,ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍。FFT运算时间与取样点数成对数关系,频谱分析需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。可见这种方法的优点是硬件电路简单,主要依靠软件运算,可以提高分辨率。其缺点是频率越高,对ADC和DSP芯片的速度要求越高,相应价格也越昂贵。 方案二:分段FFT。这种方法将输入信号分段,逐段进行FFT的处理,这样分段取样降低了对ADC和FFT硬件的速度要求,又可以在相对窄的频段内得到更高的频谱分辨率。但是这种方法在软件和硬件的设计和测试上显然要复杂很多。

北京大学生建筑结构设计竞赛

第七届北京市大学生建筑结构设计竞赛 B组赛组(桥梁方向) 一.题目 北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥设计 二.设计资料 (一)工程概况 1.具体交通需求 为解决回龙观地区非机动车出行不便问题,北京市拟建一条自行车专用路。该专用路与京藏高速相交,采用立体交叉形式上跨京藏高速。在京藏高速东西两侧辅路设有人行梯道,保障拟建自行车专用路与现况京藏高速辅路非机动车系统及行人道实现交通跨越。 沿着京藏高速路纵向240米范围内,共有5座跨京藏高速路的高架桥(2座已建,2座待建,1座本桥),跨京藏高架桥作为此区域从北向进京的第一座桥,形成标志。 图2-1-1 拟建高架桥平面图

图2-1-2 拟建高架桥道路纵断面 2.跨越线路需求-京藏高速 京藏高速主路按高速公路标准建设,计算车速为100km/h,双幅路形式,三上三下六车道,中间分隔带宽度2.5m,西侧主路横断面形式为:0.5m路缘带+3×3.75m车行道+3m硬路肩(含0.5m路缘带)+0.75m土路肩,宽度为15.5m。京藏高速辅路在主路两侧布置,为单向3车道,横断面形式为1.0m检修步道+0.25m路缘带+3×3.25m机动车道+2.5m非机动车道 +1.5m人行道。 道路等级、规划红线、规划断面、节点形式等见下表:

图2 拟跨越线路具体情况 (二)拟建场地工程地质条件 1 地形、地貌及地物概述 本工程场地地貌属温榆河冲洪积扇的中部。地形较平坦,钻孔地面标高在 42.64~44.88m 之间。 根据本次钻探野外描述、原位测试及室内土工试验成果,按土的岩性及工程特性将地层划分为 11 大层,其中①层土为人工填土层,②~?层土为第四纪沉积土层。 现自上而下分述如下: 2.2.1 人工填土层 a.素填土①:黄褐色,稍湿~湿,稍密,具中压缩性。主要成分为粉质黏土、粉土,含少量砖渣、碎石。本层厚度为 0.70~4.00m,层底标高为 40.71~43.21m。 b.杂填土①1:杂色,稍湿,松散~稍密。主要由砖块、灰渣、碎石等组成。本层厚度为 0.30~4.00m。 2.2.2 第四纪沉积土层 a.粉土②:褐黄色,稍湿~湿,中密~密实。含云母片、氧化铁条纹,夹粉质黏土②1、黏土②2 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00~6.20m,层底标高为 36.57~ 39.89m。 b.粉质黏土②1:褐黄色,可塑,具中压缩性~高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.40~2.70m。 c.黏土②2:褐黄色,可塑,局部软塑,具中压缩性~高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚

电子设计大赛控制类题目汇总

全国大学生电子设计竞赛历年题目(1994-2011) 第一届(1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统 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 二、要求 1.基本要求 (1)工作频率:fo=6~10MHz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75Ω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。 注:不能采用现成的收、发信机整机。 三、评分意见 电子设计大赛控制类题目汇总 ·控制类的题目均要注意外界的干扰。要采取一定的屏蔽措施。 ·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分,分开供电。双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离,利用光电耦合传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机所造成的干扰彻底消除,提高了系统稳定性。 ·掌握各种算法。 第三届(1997年) C题水温控制系统 一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变。 二、要求

1.基本要求 (1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。 (2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。 (3)用十进制数码管显示水的实际温度。 2.发挥部分 (1)采用适当的控制方法,当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时,减小系统的调节时间和超调量。 (2)温度控制的静态误差≤0.2℃。 (3)在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时,自动打印水温随时间变化的曲线。 三、评分意见 四、说明 (1)加热器用1千瓦电炉。 (2)如果采用单片机控制,允许使用已右的单片机最小系统电路板 (3)数码显示部分可以便用数码显示模块。 (4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点。 (5)在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。 赛题分析: 一、赛题要点: 水温的范围水温调节的误差水温变化的速度打印水温变化的曲线 二、参考设计方案 1、水温的测量。温度传感器(参考型号AD590K)

2009年全国大学生电子设计大赛题目(全)

光伏并网发电模拟装置(A 题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个光伏并网发电模拟装置,其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池,U S =60V ,R S =30Ω~36Ω;u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号,其峰峰值为2V ,频率f REF 为45Hz~55Hz ;T 为工频隔离变压器,变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10,将u F 作为输出电流的反馈信号;负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1.基本要求 (1)具有最大功率点跟踪(MPPT )功能:R S 和R L 在给定范围内变化时, 使d S 1 2 U U =,相对偏差的绝对值不大于1%。 (2)具有频率跟踪功能:当f REF 在给定范围内变化时,使u F 的频率f F =f REF , 相对偏差绝对值不大于1%。 (3)当R S =R L =30Ω时,DC-AC 变换器的效率η≥60%。 (4)当R S =R L =30Ω时,输出电压u o 的失真度THD ≤5%。 (5)具有输入欠压保护功能,动作电压U d (th )=(25±0.5)V 。 (6)具有输出过流保护功能,动作电流I o (th )=(1.5±0.2)A 。 2.发挥部分 (1)提高DC-AC 变换器的效率,使η≥80%(R S =R L =30Ω时)。 (2)降低输出电压失真度,使THD ≤1%(R S =R L =30Ω时)。 (3)实现相位跟踪功能:当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时,

均能保证u F 与u REF 同相,相位偏差的绝对值≤5°。 (4)过流、欠压故障排除后,装置能自动恢复为正常状态。 (5)其他。 三、说明 1.本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2.U S 采用实验室可调直流稳压电源,不需自制。 3.控制电路允许另加辅助电源,但应尽量减少路数和损耗。 4.DC-AC 变换器效率o d P P η= ,其中o o1o1P U I =?,d d d P U I =?。 5.基本要求(1)、(2)和发挥部分(3)要求从给定或条件发生变化到电路 达到稳态的时间不大于1s 。 6.装置应能连续安全工作足够长时间,测试期间不能出现过热等故障。 7.制作时应合理设置测试点(参考图1),以方便测试。 8.设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 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用附件给出。

电子设计大赛我们该做什么

全国大学生电子设计大赛应该怎么准备? 最主要的是学习什么课程::《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。所要学习的科目当然不能定局,知识面越广越好,它是对各个科目综合运用的产物,而且要具有非常强的动手和创新能力,对一个人的动手能力有很大的促进作用.学起来不要急于求成,掌握一些基本电路及调试,焊接技术,Protel软件的使用,能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到,不要在学时表面感觉没用就不注重它,那样就犯了很大的错误了。在电子DIY学习过程中你会体会到很多乐趣的。要厚积勃发。 全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块? 主要可以针对以下几类准备模块:电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。 建议现在打好基础,做好知识储备: 1.数电,模电,单片机原理,C语言,这几个是必学的,重要,相当重要。 2.收集相关资料,比如芯片数据手册,应用笔记,源程序,制作实例,现在吧资料积累好了,到时候用起来很方便。

3.多跑电子市场,买些元件回来自己动手做一些东西,锻炼实践能力。4.看往年电子设计大赛的题目,学习别人设计的长处,最好自己总结下,写成自己的东西。 5.找你们学校以前带电子设计竞赛的老师,告诉他你自己的想法,希望他能给你点建议或者帮助。?6.坚持,坚持,再坚持,克服困难,持之以恒!?这些最基本的东西学好了,等你正式参加比赛的时候,什么ARM,DSP,FPGA等用起来也就不是很困难了!切记,不要赶时髦,追新潮,最基本的东西全掌握了,新东西也不就那么神秘了!! 课程方面: ?还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、CPLD/FPGA设计、C语言、汇编、微机接口 模电要好好学,信号没多大用?CPLD/FPGA编程/模拟用QuartusII ?单片机模拟用Proteus ?模电模拟用Multisim 单片机编程用Keil,用的C语言和汇编?嵌入式还要用到Linux 的内核 还有个画PCB板的,Protel 99SE,现在最新的叫“Altium D esigner” ?反正这些东西都会要用的,要学起来东西很多,建议你要用到什么看书吧~而且电子设计竞赛都是几个人一组,分工合作吧~ 在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。在这两年完成自己技能的升级,能力的质变: 1.熟练PCB Layer Out规则(EDA工具Protel99SE,OR CAD)

首届全国中医药院校大学生程序设计竞赛试题

Problem A: 序列的混乱程度 Time limit:1s Memory limit:128MB Description 有一个长度为n的正整数序列,一个序列的混乱程度定义为这个序列的最大值和最小值之差。请编写一个程序,计算一个序列的混乱程度。 Input 输入的第一行为一个正整数T(T<=1000),表示一共有T组测试数据。 每组测试数据的第一行为一个正整数n(1<=n<=1000),代表这个序列的长度。第二行为n 个正整数,代表这个序列。序列中元素的大小不会超过1000。 Output 对于每个测试数据,输出一行包含一个正整数,代表对应序列的混乱程度。 Sample Input 2 5 1 2 3 4 5 5 1 9 2 4 8 Sample Output 4 8

Problem B: 随机数 Time limit:1s Memory limit:128MB Description 有一个rand(n)的函数,它的作用是产生一个在[0,n)的随机整数。现在有另外一个函数,它的代码如下: int random(int n,int m) { return rand(n)+m; } 显而易见的是函数random(n,m)可以产生任意范围的随机数。现在问题来了,如果我想要产生范围在[a,b)内的一个随机数,那么对应的n,m分别为多少? Input 输入的第一行为一个正整数T(T<=1000),表示一共有T组测试数据。 对于每组测试数据包含两个整数a,b(a<=b)。 Output 对于每组测试数据,输出一行包含两个整数n和m,两个整数中间有一个空格分隔。 Sample Input 2 0 5 1 4 Sample Output 5 0 3 1

2017年全国大学生电子设计竞赛

2017年全国大学生电子设计竞赛 管道内钢珠运动测量装置(M题) 【高职高专】

摘要: 系统以STC15W4K61S4单片机为主控器,设计一款管道内钢珠运动测量装置。该装置可以获取管道内钢珠滚动的方向,以及倒入管道内钢珠的个数和管道的倾斜角度。并通过LCD12864液晶显示屏实时显示钢珠滚动方向、个数以及管道的倾斜角度。系统包括单片机主控模块、角度信号采集模块、磁力传感器模块、显

示模块、电源模块、采用稳压输出电源为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定,能很好达到设计要求。 关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864 目录 1设计任务与要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3题目评析 (1)

2方案比较与选择 (2) 2.1单片机选择 (2) 2.2角度测量选择 (2) 2.3 钢珠运动检测选择 (2) 2.4显示选择 (2) 2.5电源选择 (2) 3电路系统与程序结构设计 (3) 3.1系统硬件总体设计 (3) 3.2单片机最小系统模块设计 (3) 3.3角度传感器模块设计 (3) 3.4 磁性传感器模块设计 (4) 3.5显示模块设计 (4) 3.6电源模块设计 (4) 3.7程序结构与设计 (5) 4系统测试 (5) 5总结 (6) 参考文献及附录 (6)

1设计任务与要求 1.1设计任务 设计并制作一个管道内钢珠运动测量装置,钢珠运动部分的结构如图1.1所示。 1.2技术指标 1.基本要求 规定传感器宽度 w≤20mm,传感器1和2之间的距离l 任意选择。 (1)按照图1.1所示放置管道,由A 端放入2~10粒钢珠,每粒钢珠放入的时 间间隔≤2s,要求装置能够显示放入钢珠的个数。 (2)分别将管道放置为A 端高于B 端或B 端高于A 端,从高端放入1粒钢 珠,要求能够显示钢珠的运动方向。 (3)按照图1.1所示放置管道,倾斜角ɑ为10o~80o之间的某一角度,由A 端放入1粒钢珠,要求装置能够显示倾斜角ɑ的角度值,测量误差的绝对≤3o。 2.发挥部分 设定传感器1和2之间的距离l 为20mm ,传感器1和2在管道外表面上安放的位置不限。 (1)将1粒钢珠放入管道内,堵住两端的管口,摆动管道,摆动周期≤1s , 摆动方式如图1.2所示,要求能够显示管道摆动的周期个数。 (2)按照图1.1所示放置管道,由A 端一次连续倒入2~10粒钢珠,要求装置 能够显示倒入钢珠的个数。 (4)其他。 3.设计报告。 1.3题目评析 根据设计要求,对题目评析如下: 本题的重点: ① 传感器灵敏度的选择。 ② 用于钢珠运动检测的传感器选择 图1.1:管道内钢珠运动测量装置的结构图 图1.2:管道摆动方式

2019年大学生程序设计大赛策划书

2019年大学生程序设计大赛策划书 一、活动名主题 “华为”杯程序设计大赛 二、举办单位 策划主办单位:华为技术有限公司 协办单位:(排名不分先后)华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学 三、活动时间 20xx年x月x日-x月xx日 四、参赛资格 ●本次大赛面向武汉三所目标高校在校全日制本科及以上学历学生(毕业时间在20xx年x月xx日之后)。 ●初赛以个人为单位,性别、专业不限;预计800人;

●在华为官方的网站注册报名,报名成功后获得参赛资格,只有在报名期间进行网上注册后才能参与比赛。 五、竞赛流程 第一阶段:报名参赛(5月10日—5月24日) l参赛选手阅读参赛注意事项,确认协议内容,在华为官方的 网站上注册简历,获得参赛资格的选手以个人身份参赛。 第二阶段:初赛(6月1日8:00—6月1日12:00) l网吧集中测试(集中招聘机试流程) 1.5月30日18:00前,通过邮件、短信和电话的形式通知通过简历筛选的学生初赛场地、机试场次、时间、所需证件及注意事项; 2.1日当天,学生凭身份证刷卡签到,并获取自己的登录账号 与密码。

3.学生按安排的批次进行入座考试,机试全程为30分钟,逾时将视为不及格。全程考试属封闭式测试,不得翻阅网页及手机,完全独立完成整个测试过程。一旦发现翻阅行为,一律视为作弊,将会被取消参赛资格。 4.考试成绩按照答案正确率与用时两个维度进行评价,在追求准确的同时对学生们的编程效率也作出了要求。 第三阶段:软件训练营(6月2日9:00—6月2日16:00) l1日晚将通过邮件、短信与电话的形式,邀请通过初赛的18 位学生参加为期6个小时的软件训练营-敏捷开发的训练课程,本课程主要是针对学生编程思维进行的引导式更新,课程内容比较灵活多变,动手环节较多,较有吸引力。 l中午学生将统一在华为A2食堂进行就餐。 l完成培训的学生将会收到华为武研所办法的“敏捷技能拥有者”的荣誉证书和决赛工具包(题目+小贴士+输出文件)。 l培训后,同学将会自主组成6个三人组进行接下来的决赛。每两个三人组将会由一位导师(业务部门提供的业务骨干)进行指导,

第三届全国大学生结构设计竞赛

第三届全国大学生结构设计竞赛 赛题 第三届全国大学生结构设计竞赛委员会 2009.9.24

一、竞赛模型 定向木结构风力发电塔(如图),塔身高800mm,叶片(数量不限)组成的 A A-A 二、模型介绍 1.塔身 塔身为竞赛主结构,需满足以下要求: (1)塔身高800mm,顶点高度实际误差不大于±3mm。塔身外形不影响叶轮运转,塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形; (2)具有足够的承载能力; (3)具有规定的刚度; (4)与塔顶标准发电机底座连接可靠; (5)与塔底标准底座连接可靠。 2.叶片和叶轮 安装完成后,叶轮外轮廓直径不得大于800mm。 三、装置说明 1.发电机

发电机采用CFX-03型标准发电机,质量4470g,底板及立面详见附图。2.风叶连接件 连接件质量300g,详见附图。 3.发电功率测量系统 发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。导线所受风力不能传递到塔身,由支架承受。 4.鼓风机 相关参数见下表 名称新型节能低噪声轴流风机 型号SF7-4 厂家上海金蓝机电设备成套有限公司 功率3kW 转速1400n/min 风量2500m3/h 风速23m/s 全压力340Pa 经实测,风叶连接件(距鼓风机1m处)的风速参考值如下: 档位风速(m/s) W1 4.0 W2 6.8 W3 9.0 5.塔架安装底盘详见附图。 6.塔脚与安装底盘连接螺栓:重量2g/套。 四、材料及制作工具 1.木材 (1)尺寸:长度1000mm,截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm; (2)性能参考值:顺纹弹性模量1.0×104MPa,顺纹抗拉强度30MPa。2.胶水:502。

历年电子设计大赛控制类题目汇总

1.历届的控制类赛题” 1.历届的“控制类赛题” 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:①水温控制系统(1997年C 题);②自动往返电动小汽车(2001年C 题); ③简易智能电动车(2003年 E 题);④液体点滴速度监控装置(2003年 F 题);⑤悬挂运动控制系统(2005年 E 题);⑥电动车跷跷板(2007年F 题本科组);⑦电动车跷跷板(2007年J 题高职高专组); ⑧声音引导系统(2009年 B 题);⑨模拟路灯控制系统(2009年I 题)。 2. 从历届赛题可以看到: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 建议:3. 建议:“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点,特别是有关

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题: 带屋顶水箱的竹质多层房屋结构 一、竞赛模型 竞赛模型为多层房屋结构模型,采用竹质材料制作,具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分,模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现,小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供,水箱通过热熔胶固定于屋顶,多层结构模型由参赛选手制作,并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上,图1给出了一示意性结构图。 图1 模型示意图 二、模型要求 2.1几何尺寸要求 (1) 底板:多层结构模型用胶水固定于模型底板上,底板为33cm×33cm×8mm的竹板,底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小:模型总高度应为100cm,允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离,但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm ×22cm的正方形平面,即整个模型需放置于该正方形平面范围内,模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。 (3) 楼层数:模型必须至少具有4个楼层,底板视为模型第一层楼板。除第一层以外,每层楼面范围须通过设置于边缘的梁予以明确定义。 (4) 楼层净高:每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部

与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁,则第一层净高需自地梁顶部开始计算;若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 (5) 使用功能要求:楼层应具有足够的承载刚度,各层空间应满足使用功能要求。在模型内部,楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6) 楼层有效承载面积:楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面,不包括模型内部核心筒区域。在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块的覆盖面积定义为楼层有效承载面积,模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内,且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面,应满足安全放置水箱的要求。 图2 模型立面示意图(单位:mm) 图3 模型底板示意图(单位:mm) 2.2模型及附加铁块安装要求 (1)利用热熔胶将附加铁块固定在模型除底层以外的各个楼层的楼面结构上,可在楼层上设置固定铁块辅助装置,但辅助装置和铁块不能超出楼层范围且不能直接跟柱接触,若辅助装置或铁块与柱子接触,则该层净高以接触点的高度位置开始计算。 (2) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3.2cm,重量为1800g。小铁块的长、宽、高约分别为6.0cm、4.5cm与3.2cm,重量为675g。由于加载设备限制,模型中附加铁块总重量不得超过30kg。

2015全国大学生电子设计大赛F题一等奖--数字频率计

2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品 设计报告部分错误未修正,软 件部分未添加 竞赛选题:数字频率计(F 题)

摘要 本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心,制作了一款超高精度的数字频率计,其优点在于采用了自动增益控制电路(AGC)和等精度测量法,全部电路使用P CB 制版,进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号,放大至基本相同的幅度,且高于后级滞回比较器的窗口电压,有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步,避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差,有效提高了系统精度。 经过实测,本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标,并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。 关键词:FPGA 自动增益控制等精度测量法

目录 摘要 (1) 目录 (2) 1. 系统方案 (3) 1.1. 方案比较与选择 (3) 1.1.1. 宽带通道放大器 (3) 1.1.2. 正弦波整形电路 (3) 1.1.3. 主控电路 (3) 1.1.4. 参数测量方案 (4) 1.2. 方案描述 (4) 2. 电路设计 (4) 2.1. 宽带通道放大器分析 (4) 2.2. 正弦波整形电路 (5) 3. 软件设计 (6) 4. 测试方案与测试结果 (6) 4.1. 测试仪器 (6) 4.2. 测试方案及数据 (7) 4.2.1. 频率测试 (7) 4.2.2. 时间间隔测量 (7) 4.2.3. 占空比测量 (8) 4.3. 测试结论 (9) 参考文献 (9)

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