2011 年全国大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2011年8月31日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；

高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）2011年9月3日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

基于自由摆的平板控制系统（B题）

【本科组】

一、任务

设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图1所示。

摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定

在电机转轴上；当摆杆如图2摆动时，驱动电机可以控制平板转动。

图1 图2

二、要求

1．基本要求

（1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（3~5周），摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360o），偏差绝对值不大于45°。

（2）在平板上粘贴一张画有一组间距为1cm平行线的打印纸。用手推动摆杆至一个角度θ（θ在30o～45o间），调整平板角度，在平板中心稳

定放置一枚1元硬币（人民币）；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆

杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在5个摆动周期中不从平

板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位置。

（3）用手推动摆杆至一个角度θ（θ在45o～60o间），调整平板角度，在平板中心稳定叠放8枚1元硬币，见图2；启动后放开摆杆让其自由

摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的5个摆

动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放

状态及滑落的硬币数计算成绩。

2．发挥部分

（1）如图3所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆150cm距离处垂直放置的靶子上。摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高

度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。用手推动

摆杆至一个角度θ（θ在30o～60o间），启动后，系统应在15秒钟内

控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值＜1cm），完成时

以LED指示。根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。

图3

（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协

助）。启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。（3）其他。

三、说明

1．摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为100 cm±5cm；摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够灵活摆动；将摆杆推起至θ=30o处释放后,摆杆至少可以自由摆动7个周期以上。摆杆不得受重力以外的任何外力控制。

2．平板的状态只能受电机控制。平板的长宽尺寸为10c m×6cm，可以采用较轻的硬质材料；不得有磁性；表面必须为光滑的硬质平面；不得有凸起的边沿；倾斜一定角度时硬币须能滑落。平板承载重量不小于100g 。

3．摆动周期的定义：摆杆被释放至下一次摆动到同侧

最高点。图4

4．摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。 5．在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图4所示画有一组间距为1cm 平行线的打印纸（10c m×6cm），平行线与电机转轴平行。 6．非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减1。接触平板硬币数的定义参见图5。

图5-1 图5-2 图5-3

图5-1中接触平板硬币数为1；图5-2中接触平板硬币数为2；图5-3中接触平板硬币数为3。

7．在完成发挥部分工作时，需要在平板上固定安装一激光笔。激光笔的照射

方向垂直于电机转轴。激光笔的光斑直径不大于5mm 。需在距摆杆150cm 处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4打印纸），靶纸上画一组间距为1cm 的水平平行线。测试现场提供靶子，也可自带。

0-5

8．题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。一旦摆杆开始自由摆动，不得再人为干预系统运行。

9．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。

四、评分标准

设计报告

项目主要内容满分系统方案方案比较与选择，系统结构 4 理论分析与计算平板状态测量方法

建模与控制方法

6 电路与程序设计电路设计

程序结构与设计

5 测试方案与测试结

果

测试方案

测试结果及分析

3 设计报告结构及规

范性

摘要

设计报告正文的结构

图表的规范性

2 总分 20

基本

要求

实际制作完成情况 50

发挥部分完成第（1）项 10 完成第（2）项 30 其他 10 总分 50

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

2019年全国大学生电子设计竞赛赛题B题_巡线机器人

2019年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）8月7日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8月10日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。巡线机器人（B题）【本科组】一、任务设计一基于四旋翼飞行器的巡线机器人，能够巡检电力线路及杆塔状态（见图1），发现异常时拍摄存储，任务结束传送到地面显示装置上显示。巡线机器人中心位置需安装垂直向下的激光笔，巡线期间激光笔始终工作，以标识航迹。二、要求 1.基本要求（1）巡线机器人从距A杆塔1米范围内的起飞点起飞，以1米定高绕杆巡检，巡检流程为：起飞→杆塔A→电力线缆→绕杆塔B→电力线缆→ 杆塔A，然后稳定降落；巡检期间，巡线机器人激光笔轨迹应落在地面虚线框内。（2）从起飞到降落，巡线完成时间不得大于150秒，巡线时间越短越好。（3）发现线缆上异物(黄色凸起物)，巡线机器人须在与异物距离不超过30cm的范围内用声或光提示。

图1 杆塔与线缆示意图图2 杆塔B二维码示意 2.发挥部分（1）拍摄所发现线缆异物上的条形码图片存储到SD卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此条形码内容。（2）发现并拍摄杆塔B上的二维码图片存储到SD卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此二维码内容。（3）拍摄每张条形码、二维码图片存储的照片数不得超过3张。（4）停机状况下，在巡线机器人某一旋翼轴下方悬挂一质量为100g的配重，然后巡线机器人在图3 所示环形圆板上自主起飞，并在1米高度平稳悬停10秒以上，且摆动范围不得大于±25cm。（5）在测试现场随机选择一个简单飞行动作任务，30 分钟内现场编程调试完成飞行动作。图3 环形圆板（6）其他。三、说明 1. 电力线缆与杆塔说明（1）线缆的直径不大于5mm，颜色为黑色。（2）杆塔高度约150cm，直径不大于30mm。（3）线缆上异物上粘贴有圆环状的黄底黑色8位数条形码，条形码宽度约30±2mm，见图4。图4 条形码示例图5 二维码示例

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题综合测评注意事项（1）综合测评于2013年9月16日8：00正式开始，9月16日15：00结束。（2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。（3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。（4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存，交赛区保管。波形发生器使用题目指定的综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。给出设计方案、详细电路图和现场自测数据波形（一律手写、3个同学签字、注明综合测试板编号），与综合测试板一同上交。设计制作要求如下： 1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆。 2、四种波形的频率关系为1：1：1：3（3次谐波）：脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8kHz—10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波Ⅱ输出频率范围为24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为9V；脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。脉冲波占空比可调整。 3、电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源。 4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测试端子。 5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于检查。注意：不能外加555和324芯片，不能使用除综合测试板上的芯片以外的其他任何器件或芯片。说明： 1、综合测评应在模数实验室进行，实验室应能提供常规仪器仪表、常用工具和电阻、电容、电位器等。

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

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。

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。

2011-年全国大学生电子设计竞赛实验报告

2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告一、实验目的 1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。二、实验内容设计要求：使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能： 1. 使用低频信号源产生100.1sin 2()i U f t V =∏，f 0 =500Hz 的正弦波信号，加至加法器输入端。 2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。 3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。 4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2o u 用示波器观察无明显失真。 5.将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。方案论证与数值计算：由于电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给，而

LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建

三角波发生部分：方案一：三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。方案二：利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K; 加法器部分

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

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。

2011全国大学生电子设计大赛解析

南京林业大学第二组

简易小车（C题）摘要：本设计以设计题目的要求为目的，采用STC单片机（STC12C5604AD）作为智能小车的控制和检测核心，实现小车的路线识别、快慢速行驶等功能，采用SRWF-501无线通信模块实现两辆小车的无线通讯，选择正确的行进路线超车等功能。采用反射式光电传感器(ITR200001-T)感知与木工板面颜色有较大差别的胶带边框作为引导。运用高电压大电流的全桥驱动芯片L298N作为电机驱动芯片，驱动电机采用直流减速电机，电机控制方式为单向PWM控制。整个电路设计简单，可靠性高。关键词：智能控制光电检测无线通讯 PWM脉宽调制智能小车 Simple Intelligentized Electric Motors Automobile Abstract ：This design that focus on the competition task as the purpose, based on the single chip, STC12C5604AD, which is the center of controlling and detection of the intelligent car, to achieve the function of track identification and alterable speed. The design is used the wireless model SRWF-501 to realize two intelligent cars’ wireless communication and choosing the right movement track to overtake. To use the reflected photoelectric sensor and the rubber belt frame which has an obvious distinguish with the wood board as the guidance. The drive dynamo apply the style of direct current and ability of slowing down, the way of controlling dynamo is controlling of PWM. The whole circuit has a clear and simple design and also high quality. Key word: intelligently control, reflecting-infrared sensors, wireless communication ，PWM, intelligent automobile

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。

历年电子设计大赛竞赛题目

“美亚光电”杯安徽省第一届大学生电子设计竞赛题任意波形发生器（A题）一、任务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、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下：二、要求 1、基本要求（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。（3）具有波形存储功能。（4）输出波形的频率范围为100 Hz ～ 20 kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；频率可调，频率步进间隔≤100 Hz。（5）输出波形幅度范围0 ～ 5 V（峰—峰值），可按步进0.1 V（峰—峰值）调整。（6）具有显示输出波形的类型、频率（周期）的功能。 2、发挥部分（1）输出波形频率范围扩展至100 Hz～200 kHz。（2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。（3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载电阻变化范围：100 Ω～∞）。（4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。（5）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项15 完成第（3）项10 完成第（4）项10 特色与创新 5

远程温湿度测量系统（B题）一、任务制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。其结构框图如下：二、要求 l、基本要求（1）通过可编程控制器、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并在LED上显示。（2）温度误差＜1℃，湿度误差＜1％，温度测量范围0℃～120℃，湿度测量范围1％～99％。（3）可用电池供电。 2、发挥部分（1）设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（2）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（3）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞5米。（4）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项15 完成第（3）项10 特色与创新10

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)

大学生结构设计竞赛一

大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊

目录一、概念设计 (2) （一）方案构思 (2) （二）结构选型方案比较 (2) 1.设计方案1 (2) 2. 设计方案2 (4) 3. 设计方案3 (5) （三）最终方案详述 (6) 1.整体结构设计 ....................... . (6) 2.详细设计 (7) 3.设计图纸 (8) 二、计算设计 .............................................................................................. (10) （一）静力分析 ..................................................................................... ..10 （二）基本假设 ..................................................................................... ..13 （三）荷载分析 (13) （四）位移分析 (13) （五）承载能力的优化与极大值估算 (15) 三、构造设计 (16) 四．小结 (18)

一、概念设计（一）方案构思本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求: ①模型制作材料模型制作材料为组委会统一提供的230克巴西白卡纸、铅发丝线（鞋底线）和白胶。不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则将直接取消其参赛资格，并在赛会中通报。 ②模型轮廓尺寸限定模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。 ③模型柱脚锚固构造为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。（二）结构选型方案比较框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。本次结构设计大赛为正是以框架结构的设计为背景，承受较大竖向荷载，基于这些原则，我们做

年全国大学生电子设计大赛控制类赛题

第三届（1997 年）全国大学生电子设计竞赛题目 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、评分意见第五届（2001 年）全国大学生电子设计竞赛题目 C 题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽'BB车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。

跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G 各点处画有2cm 宽的黑线，各段的长度如图1 所示。二、要求 1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10 秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。（3）D～E 间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8 秒，但不允许在限速区内停车。 2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。（3）其它特色与创新。三、评分标准四、说明（1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。（2）车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35 cm，宽度≤15cm。（3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目简易智能电动车（E 题）一、任务

2011年全国大学生电子设计大赛D题

2011年全国大学生电子设计竞赛 LC谐振放大器（D题）【本科组】

摘要本次设计是以谐振放大器为核心，以实现微小高频信号不失真放大而进行的。本次设计针对的是小于5mV的15MHZ的信号，因此对于信号纯度的要求很高，因此我们选择制作PCB板和滤波电容来进行滤波以保证我们所处理的波是干净的少杂波的。而谐振放大器一般应用于小信号放大。为了进行微小信号的处理，需在设计前加一个衰减器，设计所用的衰减器是π形电阻网络，这种衰减网络可以有效保输入阻抗不变，并且电路简单易于实行，衰减倍数在40dB左右，然后经过差分电路进行选频放大，由于信号放大倍数不够，因此又在后级加了以AD603为核心的放大电路进行放大。设计完成以后，可以完成设计所要求基本的指标以及大部分发挥部分的指标。关键词：LC谐振，放大，衰减，高频

目录第一章系统方案论证 (1) 1.1 衰减器的论证与选择 (1) 1.2 LC谐振放大器的论证与选择 (1) 1.3 AGC的论证与选择 (1) 1.3 控制系统的论证与选择 (2) 第二章系统理论分析与计算 (2) 2.1 衰减器的理论分析与计算 (2) 2.1.1 理论计算 (2) 2.1.2 特性阻抗的理论计算 (2) 2.1.3 频带的理论计算 (2) 2.2谐振放大器的理论计算与分析 (2) 2.2.1 谐振放大器 (2) 2.2.2计算分析 (3) 2.3 AGC的理论计算与分析 (3) 2.3.1 AGC的计算 (3) 第三章电路与程序设计 (3) 3.1电路的设计 (3) 3.1.1系统总体框图 (4) 3.1.2LC谐振子系统框图与电路原理图 (4) 3.1.3电源 (4) 第四章测试方案与测试结果 (5) 4.1测试方案 (5) 4.2 测试条件与仪器 (6) 4.3 测试结果及分析 (6) 4.3.1测试结果(数据) (6) 4.3.2测试分析与结论 (7)

全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块

全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

2012-04-24 3:55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II 单片机模拟用P 模电模拟用M 单片机编程用K，用的C语言和汇编嵌入式还要用到L的内核还有个画PCB板的，P 99SE，现在最新的叫“A D” 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 L O规则（EDA 工具P99SE，OR CAD） 2熟练基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的内核设计 3熟练基于M的电路仿真分析 4熟练基于MCS-51或其它系列的单片机程序设计（C/A混合编程） 5熟练基于ASIC 的中小规模时序及组合数字电路设计 6熟练基于ASIC 的通用模拟及高频通信电路设计 7熟练基于ASIC 的DA/AD及传感器检测电路设计 8熟练基于ASIC 的锁相环电路及近代频率合成技术 9熟练单片机的外围扩展电路设计及MCU标准通信协议 10掌握基于VB/VC 的上位机程序设计（串并口通信） 11熟练各种通用电参量的定义及测量方法 12熟练万用表、示波器、扫频仪、信号源、频率计等仪表的使用 13能在规定时间内独立完成业余条件下的PCB制作