2011大学生电子设计竞赛命题组分析(内部资料,不得外传)
(内部资料，不得外传)
2011年全国大学生电子设计竞赛
1. 赛题要求和分类
1.1 赛题要求
在“全国大学生电子设计竞赛组委会官方网站”所公布的“全国大学生电子设计竞赛章程”、“关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知”和“2011年全国大学生电子设计竞赛命题原则及征题要求”中可以看到：
（1）命题范围
应以电子技术（包括模拟和数字电路）应用设计为主要内容。可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。竞赛题目应具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学基本内容和新技术应用趋势。
（2）命题要求
竞赛题目应能测试学生运用基础知识的能力、实际设计能力和独立工作能力。题目原则上应包括基本要求部分和发挥部分，从而使绝大多数参赛学生既能在规定时间内完成基本要求部分的设计工作，又能便于优秀学生有发挥与创新的余地。命题应充分考虑到竞赛评审的操作性。
（3）题目类型
①综合题。综合题应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并
尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用；
②专业题。专业题是侧重于某一专业（如计算机、通信、自控、电子技术应用等）的
题目；
③电路题。电路题是侧重于模拟电路、数字电路、电力电子线路等的题目；
④新型器件和集成电路应用题。新型器件和集成电路应用题侧重于新型器件的应用、
新型集成电路的应用；
⑤电子产品和仪器初步设计题。常用电子产品和电子仪器初步设计的题目侧重于某一
产品的初步设计。
不同类型的题目之间，在难易程度上允许有差别。
1.2 历届竞赛已经出现过的赛题分类
全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2009年已经成功地举办了9届。从9届电子设计竞赛的赛题来看，53个赛题可以归纳成7类，即：
（1）电源类：（7题）简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第二届）等。
（2）信号源类：（5题）实用信号源的设计和制作（第二届），波形发生器（第五届），电压控制LC振荡器（A题）（第六届）等。
（3）高频无线电类：（7题）简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），调频收音机（第五届）等。
（4）放大器类：（9题）实用低频功率放大器（第二届），高效率音频功率放大器（第五届），宽带放大器（B题）（第六届）等。
（5）仪器仪表类：（12题）简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第
三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位测量仪（C题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题）（第六届）等。
（6）数据采集与处理类：（4题）多路数据采集系统（第一届），数字化语音存储与回放系统（第四届），数据采集与传输系统（第五届）等。
（7）控制类：（9题）水温控制系统（第三届），自动往返电动小汽车（第五届）；简易智能电动车（E题）（第六届）；液体点滴速度监控装置（F题）（第六届）等。
从以上赛题可见，试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。涉及到的电子信息类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等；实践性教学环节有：电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等；可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等；设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具，如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、单片机编程器等。不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。
表1 历届竞赛已经出现过的赛题
2. 各类赛题的主要特点、主要知识点和一些建议
2.1 “放大器类”赛题
2.1.1 “放大器类赛题” 历届都有
在9届电子设计竞赛中，“放大器类赛题” 除了1994年外，其它每届都有，共有9题：①实用低频功率放大器（1995年A题）；②测量放大器（1999年A题）；③高效率音频功率放大器（2001年D题）；④宽带放大器（2003年B题）；⑤程控滤波器（2007年D 题本科组）；⑥可控放大器（2007年I题高职高专组）；⑦宽带直流放大器（2009年C题）；
⑧数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）；⑨低频功率放大器（2009年G题）。
其中：与音频功率放大器有关的有4题。与宽带放大器有关的有2题。与直流、低频放大器有关的有3题。
比较历届赛题可以看到，“放大器类”赛题的要求是越来越高，如：
在“程控滤波器（2007年D题本科组）”中要求放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV。制作“简易幅频特性测试仪”，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～
200kHz，频率步进10kHz。
在“数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）” 中要求：当输入正弦信号v i电压有效值为5mV、功率放大器接8Ω电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥10W。功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。功率放大电路的效率≥60％。
宽带放大器（2003年B题）”中要求3dB通频带10kHz～6MHz，最大增益≥58dB(3dB 通频带10kHz～6MHz，最大输出电压有效值≥6V，数字显示输出正弦电压有效值。
“宽带直流放大器（2009年C题）”中要求最大电压增益A V≥60dB，输入电压有效值V i≤10 mV。放大器的输入电阻≥50Ω，3dB通频带0～10MHz；负载电阻（50±2）Ω，最大输出电压正弦波有效值V o≥10V。
注意：放大器同时也是各赛题中一个必不可少的组成部分。
2.1.2 常用的一些放大器（包含OP）芯片
历届的“放大器类赛题” （包括其他赛题）中使用到的一些放大器（包含OP）芯片有：AD526精确程控放大器ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD603，低噪声、90 MHz可变增益放大器.，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD620低漂移、低功耗仪表放大器，增益设置范围1～10000 ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html, AD783，采样保持电路，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD811高性能视频运算放大器（电流反馈型宽带运放），ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD818高速低噪声电压反馈型运放，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD8011 300 MHz、1 mA 电流反馈放大器，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD8056双路、低成本、300 MHz电压反馈型放大器ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AD8564，四路7 ns单电源高速比较器，ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
AC524/AC525 5~500 MHz级联放大器，teledyne 公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
BUF634，250mA高速缓冲器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
CA3140单运算直流放大器，Intersil Corporation，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
HFA1100 850MHz、低失真电流反馈放大器，Intersil Corporation，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
INA118精密低功耗仪表放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
LF356 JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LM311具有选通信号的差动比较器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LF356，JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LM393电压比较器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LM7171高速电压反馈运算放大器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LM358/LM158/LM258/LM2904双运算放大器，National Semiconductor Corpora，
https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LM2902,LM324/LM324A,LM224/ LM224A四运算放大器，National Semiconductor Corpora，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
LT1210 1.1A，35MHz电流反馈放大器，linear公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/product/LT1210 MAX4256，UCSP封装、单电源、低噪声、低失真、满摆幅运算放大器，Maxim公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
MAX912, MAX913单/双路、超高速、低功耗、精密的TTL比较器，Maxim公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
MAX477 ，300MHz、高速运算放大器，Maxim公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
MAX427/ MAX437低噪声、高精度运算放大器，Maxim公司https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
MAX900高速、低功耗、电压比较器，Maxim公司https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
NE5532双路低噪声高速音频运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
NE5534低噪声高速音频运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
OP27低噪声、精密运算放大器ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
OP37低噪声、精密运算放大器ADI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,
OPA637，精密、高速、低漂移、高增益放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
OPA637，精密、高速、低漂移高增益放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
OPA642高速低噪声电压反馈型运放，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
OPA690，宽带50MHz、电压反馈运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
OPA690 高速、电压反馈型运放（大于等于50MHz），TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn PGA202KP，数字可编程仪表放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
THS3091单路高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
THS3092高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
TL084，JFET 输入运算放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
μA741标准线性放大器，TI公司，https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/cn
以上各放大器IC和OP的更多资料，可以登录有关网站查询得到（以运算放大器的型号为关键词）。
2.1.3 建议
（1）主攻“放大器类”赛题方向的同学在训练过程中，以历届赛题为基础，完成相关模块的设计制作，以备竞赛需要。
放大器原理简单，制作困难，电源、屏蔽、PCB设计等都有要求，处理不当，就会引起自激振荡。
（2）主攻“放大器类”赛题方向的同学还应该注意与放大器特性和指标参数测试有关的仪器仪表的设计与制作。一些赛题会包含这方面的内容，如2007年D题程控滤波器。
（3）主攻其他方向的同学，也应注意信号处理放大器的设计与制作。
2.2 “高频无线电类”赛题
2.2.1 “高频无线电类赛题”每届都有
在9届电子设计竞赛中，“高频无线电类赛题” 除了1994年外，每届都有：
●简易无线电遥控系统（1995年C题）
●调幅广播收音机（1997年D题）
●短波调频接收机（1999年D题）
●调频收音机（2001年F题）
●电压控制LC振荡器（2003年A题）（该题也可以划在信号源类）
●单工无线呼叫系统（2005年D题）
●无线识别装置（2007年B题本科组）
●无线环境监测模拟装置（2009年D题本科组）
赛题的频率范围：几MHz ~ 40MHz
注意：制作“高频无线电类”赛题通常是不允许采用现成的RF模块的。
2.2.2 历届“高频无线电类”赛题的主要知识点
从最近几届的赛题来看，主攻“高频无线电类”赛题方向的同学除了需要掌握模拟电路、数字电路、单片机电路和电子测量电路的知识外，还需要了解：
●RF（射频）接收电路设计与制作
●RF（射频）发射电路设计与制作
●RF（射频）小信号放大器电路设计与制作
●RF（射频）功率放大器（A~E类）电路设计与制作
●RF（射频）信号检测电路设计与制作
●LC振荡器电路设计与制作
●VCO（压控振荡器）电路设计与制作
●PLL（锁相环）电路设计与制作
●FM调制与解调电路设计与制作
●ASK调制与解调电路设计与制作
●FSK调制与解调电路设计与制作
●电路之间的阻抗匹配设计与制作
●天线阻抗匹配的设计与制作
●电感线圈的设计与制作
●RF 电路的PCB设计与制作
2.2.3 建议：
“高频无线电类”赛题中所涉及到的一些知识点，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。
另外，“高频无线电类”赛题的实践性要求很强，例如电感线圈的位置、线圈之间的间距、PCB的导线长短等都会对电路参数带来影响。站在岸上是学不会游泳的。制作“高频无线电类”赛题作品，实践经验很重要。建议从简单的基本的高频无线电类电路做起，如简单的无线电收发电路、PLL-VCO电路等，通过一些作品的制作和训练，找到感觉，积累实践经验。
2.3 “仪器仪表类”赛题
2.3.1“仪器仪表类”赛题是电子设计竞赛中出现的最多类型的赛题
在9届电子设计竞赛中，“仪器仪表类赛题” 除了1994年和2009年外，其它每届都有，共有12题：简易电阻、电容和电感测试仪（1995年D题）；简易数字频率计（1997年B题）；数字式工频有效值多用表（1999年B题）；频率特性测试仪（1999年C题）；简易数字存储示波器（2001年B题）；低频数字式相位测量仪（2003年C题）；简易逻辑分析仪（2003年D题）；集成运放参数测试仪（2005年B题）；简易频谱分析仪（2005年C题）；音频信号分析仪（2007年A题本科组）；数字示波器（2007年C题本科组）；积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）。
如果将信号源类赛题（4题）也包括进来，如实用信号源的设计和制作（1995年B题）；波形发生器（2001年A题）；正弦信号发生器（2005年第七届A题）；信号发生器（2007年H题高职高专组）。
仪器仪表类赛题是电子设计竞赛中出现的最多类型的赛题。
2.3.2 历届“仪器仪表类”赛题的主要知识点
从历届的赛题来看，主攻“仪器仪表类”赛题方向的同学需要了解和掌握：
（1）目前已经出现过的赛题，基本上在实验室都可以看到和用到的，赛题的基本工作原理与测量和测试方法，这一方面的知识可以从产品说明书和使用手册中获得。
（2）注意同一类型的仪器仪表，其工作原理与测量和测试方法可能不同，例如电压的测量
低频交流电压和高频交流电压测量的方法就完全不同；例如频率、周期的测量等。选择合适的工作原理与测量和测试方法是赛题能否制作成功和获得好的竞赛成绩的关键。
（3）赛题中涉及到的一些基本电路有：
输入电路：分压器、前置放大器；ADC电路；微控制器（单片机、FPGA、ARM、DSP）；DAC；键盘与开关电路，LED与液晶显示器；电源电路等。
（4）“仪器仪表类”赛题也在其他赛题中出现，例如2007年的“程控滤波器（D题）”就要求制作一个“简易幅频特性测试仪”，电源类赛题中的电压电流测量。
2.3.3 建议
（1）选择已经出现过的一些赛题做一些训练；主要训练这类赛题的共用部分，如微控制器、ADC/DAC、放大器、电源等。
（2）主攻“仪器仪表类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下：
①还有哪些实验室的仪器仪表没有在赛题中没有出现过？如阻抗分析仪、网络分析仪等，在培训过程中可以事先训练一下。
②已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能会在放大器、高频等赛题中出现？
③已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在指标和功能方面会有哪些变化？如简易电阻、电容和电感测试仪等赛题。
④已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在制作要求方面会有哪些变化？
2.4 “控制类”赛题
2.4.1 “控制类”赛题是参加队选择最多的赛题
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）。其中与电动小车有关的有6题。
从历届竞赛的情况来看“控制类”赛题是参加队最多的。
2.4.2 “控制类”赛题的主要知识点
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
2.4.3 建议
（1）“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关自动控制理论与算法方面，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。
“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点，对于不同的赛题，控制目的和要求都是不相同的，其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题，适当做一些修改，进行培训。
（2）随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展，电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高，在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则，训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块（如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使用，为竞赛做好充分的准备。
（3）根据我们在培训过程中对学生的了解，主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好，而对模拟电路、小信号处理（如2009的音频信号）缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理（如全部都是开关动作），从2007、2009的赛题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。
（4）主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题，还有可能出现什么样的控制算法，还有哪些传感器可能被使用（如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等），在培训过程中事先训练一下。
2.5 “电源类”赛题
2.5.1 “电源类”赛题近几届都有
在9届电子设计竞赛中，电源类赛题有7题：① 简易数控直流电源（1994年A 题）；② 直流稳压电源（1997年A 题）；③ 数控直流电流源（2005年F 题）；④ 三相正弦波变频电源（2005年G 题）；⑤ 开关稳压电源（2007年本科组E 题）；⑥ 光伏并网发电模拟装置（2009年A 题）；⑦ 电能搜集充电器（2009年E 题）
比较历届赛题可以看到， “电源类”赛题从DC →AC ，而且设计要求是越来越高。例如：
2005年G 题“三相正弦波变频电源”要求：
（1）输出频率范围为20Hz ～100Hz 的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V ； （2）当输入电压为198V ～242V ，负载电流有效值为0.5～3A 时，输出线电压有效值应
保持在36V ，误差的绝对值小于1%；
（3）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误
差的绝对值小于5%；
（4）变频电源输出频率在50Hz 以上时，输出相电压的失真度小于5%； （5）具有过流保护(输出电流有效值达3.6A 时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三
相电流中任意两相电流之差大于0.5A 时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。
2009年A 题“光伏并网发电模拟装置”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）DC-AC变换器的效率，使 ≥80%（R S=R L=30Ω时）。
（4）具有输入欠压保护功能，具有输出过流保护功能。
2.5.2 历届“电源类”赛题的主要知识点
从历届“电源类”赛题来看，主攻“电源类”赛题方向的同学需要了解：
●变频电源、PWM开关电源等工作原理、系统结构和电路组成
●AC电源变压器的设计与制作
●高频开关电源变压器的设计与制作
●AC整流和滤波电路设计与制作
●斩波和驱动电路设计与制作
●逆变和驱动电路设计与制作
●电流、电压检测电路设计与制作
●过流和过压保护电路设计与制作
●真有效值检测电路设计与制作
●ADC和DAC电路设计与制作
●DC-DC升压型开关电源电路设计与制作
●DC-DC降压型开关电源电路设计与制作
●直流稳压电路设计与制作
●单片机、FPGA、ARM最小系统电路设计与制作
●微控制器外围电路（显示器、键盘、开关等）的设计与制作
2.5.3 建议：
“电源类””赛题中所涉及到的一些知识点，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。
另外，“电源类””赛题的实践性要求很强，例如变压器的制作，特别是高频开关电源变压器的制作，电感线圈的设计与制作、PCB的设计等。
站在岸上是学不会游泳的。建议从简单的基本的电源类电路做起，如简单的直流稳压器电路等，通过一些作品的制作和训练，找到感觉。
（1）主攻“电源类”赛题方向的同学在训练过程中，以历届赛题为基础，可以选择已经出现过的一些赛题做一些训练；主要训练这类赛题的共用部分，如变压器、AC-DC、滤波器、微控制器、ADC/DAC等。完成相关模块的设计制作，以备竞赛需要。
（2）主攻“电源类”赛题方向的同学还应该注意与电源特性和指标参数测试有关的仪器仪表的设计与制作。一些赛题会包含这方面的内容，如2007年本科组E题“开关稳压电源”要求测量输出电压和电流。
（3）主攻“电源类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下：
①还有哪些“电源类”的赛题在竞赛中没有出现过？如大功率电流源等，在培训过程中事先训练一下。
②已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能会在放大器、仪器仪表、高频、控制类等赛题中出现？
③已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在指标和功能方面会有哪些变化？如效率、稳定度、输出功率等。
④已经出现过的一些赛题，考虑一下哪些可能在制作要求方面会有哪些变化？
（4）主攻其他方向的同学，也需要注意电源的设计与制作。
2.6 高职高专类赛题的特点
2.6.1 历届高职高专类赛题
从2007年开始，本科院校的赛题与高职高专院校赛题是分开的，高职高专院校单独出题，2007年和2009年2届共出了7题：
1. 积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）
2. 信号发生器（2007年H题高职高专组）
3. 可控放大器（2007年I题高职高专组）
4. 电动车跷跷板（2007年J题高职高专组）
5. 低频功率放大器（2009年G题高职高专组）
6. LED点阵书写显示屏（2009年H题高职高专组）
7. 模拟路灯控制系统（2009年I题高职高专组）
分析和对比本科组与高职高专院校赛题，可以清楚的看到高职高专院校赛题“赛题的重点在电路设计与制作，赛题的工作原理，系统方案清晰明了，不是竞赛的重点”。例如：信号发生器（2007年H题高职高专组）与本科组赛题：实用信号源的设计和制作（1995年B题），波形发生器（2001年A题），正弦信号发生器（2005年第七届A题）类似。
可控放大器（2007年I题高职高专组）与本科组赛题：宽带放大器（2003年B题），程控滤波器（2007年D题本科组）类似。
低频功率放大器（2009年G题高职高专组）与本科组赛题：实用低频功率放大器（1995年A题），高效率音频功率放大器（2001年D题）类似。
电动车跷跷板（2007年J题高职高专组）与本科组赛题：电动车跷跷板（2007年F题）类似。
模拟路灯控制系统（2009年I题高职高专组）可以看到本科组赛题：自动往返电动小汽车（2001年C题）的影子。
积分式直流数字电压表（2007年G题高职高专组）赛题的工作原理、系统结构与基本电路可以在“电子测量与仪器仪表”类的教材中找到。
2.6.2 建议：
“制作技能”是竞赛作品制作成功的基础，需要加强训练，这一点很重要。
建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块（如单片机最小系统和外围电路模块、放大器电路模块、电源电路模块、步进电机/直流电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使用，为竞赛做好充分的准备。
3. 电子设计竞赛必须掌握的一些基本技能
3.1 制作中需要的一些基本技能
全国大学生电子设计竞赛试题包括理论设计、实际制作与调试等内容，既考虑到教学的基本内容要求，又适当了反映新技术和新器件的应用，竞赛试题一般都要求完成一个完整的电子系统的设计与制作，全面测试学生运用基础知识的能力、实际设计制作能力和独立工作能力。
全国大学生电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不仅仅是实验竞赛，而是在一个
半封闭、相对集中环境和限定时间内，由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的作品，作品能否制作成功是竞赛能否取得好的成绩的关键，而制作中需要的一些基本技能则是整个制作的基础。
制作中需要的一些基本技能包含有：
●元器件的选用
●印制电路板的设计与制作
●元器件的安装与焊接
●导线加工、连接、成型和导线端子的焊接
●整机装配流程
●电子测量仪器的使用
●各种电参数测量
●调试与故障检测
●EDA工具的使用等
例如：电阻元件的选用需要掌握：
●电阻器的分类
●电阻器的参数和标注方法
●电阻器的选用主要参数：电阻值，额定功率，高频特性，质量等级和质量系数，各
种电阻器的主要应用范围（如金属膜和金属氧化膜电阻器的高频性能好，线绕型电
阻器的额定功率大，但不能用于高频（50kHz以上））
●电阻器应用时应注意的问题：电阻器的安装形式，降额应用，防静电，脉冲峰值电
压，辅助绝缘等。
例如：印制电路板的设计与制作需要掌握：
●印制电路板基础知识：印制电路板的类型，元器件封装形式，导线宽度与间距，
焊盘和过孔（导孔），网络、中间层和内层
●印制电路板的设计步骤：规划电路板，设置PCB设计环境和定义边框，引入网络
表和修改元器件封装，布置元器件位置，布线规则设置，自动布线及手工调整，
文件保存及打印输出
●元器件的布局：元器件的布局一般要求，核心元件位置，电磁屏蔽，通风散热，
机械强度，可调元器件的布局
●印制电路板的布线：印制板的基本布线方法和布线的一般要求，印制导线走向与
形状，引线元器件焊盘的形状和尺寸，表面安装元器件的焊盘形状和尺寸，大面
积铜箔的处理
●印制电路板的制作：打印菲林纸，曝光，显影，腐蚀，打孔，穿孔，沉铜，表面
处理
●钻孔和扩孔：钻孔和扩孔时应注意的一些问题
例如：元器件的安装与焊接需要掌握：
●电子元器件安装前的预处理：电子元器件的引线镀锡，引线成型
●电子元器件的安装：安装形式以及安装时应注意的一些问题
●常用焊接工具与焊接材料：电烙铁，焊料，焊剂，拆焊工具，其它辅助工具
●手工焊接的基本方法：电烙铁和焊锡丝的握拿方式，插装式元器件焊接操作的基
本步骤，插装式元器件焊点质量检查，表面安装元器件的焊接方法
●焊接过程中应注意的一些问题：印制电路板的焊接，接线柱的焊接，开关、插接
件等铸塑元件的焊接，继电器、波段开关等弹片类元件的焊接，集成电路的焊接，
表面安装元器件的焊接
●拆焊：插装式元器件的拆焊，SMT元器件的拆焊
例如：电参数测量需要掌握：
●电压测量：交流电压的参数，常用电压测量仪器，低频交流电压的测量，高频交流
电压的测量，噪声电压的测量
●分贝的测量：分贝的定义，绝对电平，音量单位（VU)，分贝值的测量方法
●信号参数测量：信号波形的观测，信号频率特性的测量，交流信号的幅度测量，包
含有交流信号的直流电压幅度测量，幅度测量误差，信号周期或时间的测量，脉冲
信号的脉冲宽度测量，脉冲信号的脉冲上升沿和下降沿时间测量，两个信号时间差
的测量，示波器延迟特性对脉冲波形测量的影响，相位差的测量，利用示波器的
X-丫功能测量
●时间和频率的数字测量：频率测量，周期测量，时间间隔的测量，脉冲计数，频率
比的测量，时间和频率的数字测量应注意的一些问题
●电路性能参数测量：如音频电路频率特性的测量，音频功率放大器最大不失真功率
的测量，立体声双通道信号的相位差测量等
●噪声对测量的影响：噪声产生的原因，公共阻抗耦合干扰及其抑制，空间电磁耦合
干扰及其抑制
●接地对测量的影响
例如：在故障检测时，如果掌握和了解故障检测的方法，可以得到事半功倍的效果。故障检测的一般方法：
●直观检查法
●接触检查法
●电阻检查法
●熔焊修理法
●测量电压电流法
●波形观察法
●信号输入法（干扰检查法）
●分割测试法
●部件替代法
●电容旁路法
●变动可调元件法
●加热检查法
在电子设计竞赛中，必须掌握的一些基本技能如果要求每个参赛队员都做到，还是有一定困难的，但一个参赛队有3个同学，分工合作，应该可以掌握。要想获得好的竞赛成绩，也必须掌握。
3.2 电子设计竞赛设计总结报告写作
3.2.1 设计总结报告的评分标准
全国大学生电子设计竞赛作品由基本制作部分、发挥制作部分和设计总结报告3部分组成，总分150分设计总结报告是电子设计竞赛作品的一个重要组成部分，占总分的1/3，即
50分。注意：从2007年开始有一个变化，不同赛题的设计总结报告的评分项目和评分标准是不同的。从2007年开始，竞赛分为本科组和高职高专组分别出题进行比赛，高职高专组的设计总结报告为20分。具体评分要求可以参考历届赛题。
设计总结报告的评分是一个独立环节，评分过程是在作品通过专家测试后进行。学生的设计总结报告是以密封的形式提供给专家组，专家参照由全国大学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进行评分。
设计总结报告的评分项目由方案设计与论证、理论计算、电路图及设计文件、测试方法与数据、结果分析、设计总结报告的工整性等六个方面组成。
3.2.2 设计总结报告的组成
设计总结报告是每个参赛小组都必须提供的文件。
电子设计竞赛的设计总结报告由前置部分、主体部分和附录部分3个部分组成。
①前置部分包括：题名，中文摘要，中文关键词，英文摘要，英文关键词，目录
②主体部分包括：系统方案比较与设计，理论分析与计算，单元电路设计与计算，程序设计，系统测试，结论，参考文献
③附录部分包括：系统操作说明，元器件明细表，仪器设备清单，电原理图，PCB图，程序清单
有关设计总结报告的更多内容请才参考“全国大学生电子设计竞赛“十二五规划”教材全国大学生电子设计竞赛技能训练（第2版）”相关章节。
4. 在电子设计竞赛中需要准备几种微控制器？
在电子设计竞赛中，单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP都可以使用，但对于每个参赛队，如果要求单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP全部都掌握，而且能够在竞赛中熟练的使用是存在一定困难的。
分析历届获奖作品，大多数的作品采用“单片机+FPGA”都可以完成。嵌入式处理器（俗称的ARM）多是作为一款性能更好的单片机使用，没有使用操作系统。DSP在获奖作品中也有使用。
4.1 单片机的最小系统选型
单片机是大学生电子设计竞赛中应用最多的微控制器，从往届获奖作品中来看，有各种不同型号的单片机在作品中被使用，如：AT89C52、AT89S51、AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B等等。
根据竞赛要求，单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统是可以采用成品板的，通常在赛题要求中会对其提出一些限制性的要求，如“最小系统”主要包含单片机、ADC、DAC、存储器等。
随着新技术新器件的出现，2009年全国大学生电子设计竞赛全国专家组讨论认为竞赛涉及的“最小系统”内涵应随着技术发展而变化，对于这个问题要本着与时俱进的原则，可以通过竞赛命题具体的约束条件予以调控。责任专家们建议不宜统一给出明确的“最小系统”
定义，这样可能会限制学生、束缚命题，但也必须以合适的方式及早向社会表明专家组的基本态度，如竞赛命题对今年的竞赛作品将增加“性价比”与“系统功耗”指标要求，以此方式间接调控参赛学校对准备“万能化”竞赛装置的攀比追逐。在命题要求中引入“性价比”指标要求，这项建议对于调控“最小系统”使用具有积极作用。本着节能原则，专家提出设计作品应有“系统功耗”的指标要求。“系统功耗”是“性价比”的某一量化评测指标，增加这两项指标要求，得到了专家们的普遍首肯。（https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/news.asp）
根据增加的“性价比”与“系统功耗”这两个指标的要求，设计时应根据赛题需要选择合适的单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统，采用不同的最小系统满足设计要求。
建议可以准备“通用的单片机最小系统+低功耗的单片机最小系统”，例如“AT89S52最小系统+低功耗的C8051F022最小系统”。
4.2 FPGA选型
4.2.1 选择主流的FPGA
FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，目前世界上有十几家生产CPLD/FPGA的公司，其中最大的三家是：Altera，Xilinx，Lattice，其中Altera和Xilinx占有了60%以上的市场份额。
（1）Altera公司的FPGA
Altera是目前最大的可编程逻辑器件供应商之一。Altera的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Cyclone，CycloneII；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Startix，StratixII等，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。
Altera公司目前有两种免费软件可以下载：
MaxplusII Baseline版：支持30,000门以下所有设计,支持原理图,AHDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载.约40M，目前已经不推荐使用，建议使用QuartusII Web版。
QuartusII Web版：支持Altera绝大多数器件设计，支持原理图，HDL语言，支持波形仿真,时间分析，编程下载，和全版本的功能相差不大。
QuartusII Web版的License申请：任何用户都可以用网卡号申请5个月的免费license，到期后可以继续申请。
对于新手，Altera培训中心可以提供各种学习资料下载，Altera代理商还为用户提供免费设计培训课程。
（2）Xilinx的FPGA
Xilinx公司是FPGA的发明者，是最大可编程逻辑器件供应商之一。Xilinx的主流FPGA 分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Spartan 系列；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Virtex系列，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。
Xilinx公司还有很多仍然在广泛使用的可编程器件产品，如：SpartanIIE, SpartanII, Spartan, Virtex-II，Virtex-II pro，VirtexE, XV4000等等。
开发软件
?ISE：Xilinx公司集成开发的工具
?Foundation：Xilinx公司早期的开发工具，逐步被ISE取代
?ISE Webpack：Webpack是xilinx提供的免费开发软件，功能比ISE少一些，可以从xilinx网站下载
?嵌入式开发套件（EDK）：用于开发集成PowerPC硬核和MicroBlaze软核CPU的工具
?System Generator for DSP ：配合Mathlab，在FPGA中完成数字信号处理的工具Xilinx IP 核：Xilinx公司拥有非常完整的IP库
对于新手，Xilinx培训中心可以提供软件使用和设计进阶等学习资料下载。
（3）Lattice的FPGA
Lattice（莱迪思）是ISP（在线可编程）技术的发明者，ISP技术极大的促进了PLD产品的发展，80年代和90年代初是其高速发展的黄金时期。Lattice中小规模PLD/FPGA比较有特色，种类齐全，性能不错。2004年以后开始大规模进入FPGA领域，是世界第三大可编程逻辑器件供应商。目前Lattice公司在上海设有研发部门。
Lattice在PLD领域发展多年，拥有众多产品系列，目前主流产品是ispMACH4000，MachXO系列CPLD和LatticeEC/ECP系列FPGA，此外，在混合信号芯片上，也有诸多建树，如可编程模拟芯片ispPAC，可编程电源管理，时钟管理等。
开发软件
ispLever：Lattice推出的最新一代PLD集成开发软件，取代ispEXPERT，成为FPGA 和PLD设计的主要工具。
ispDesignEXPERT：ispEXPERT System是Lattice早期的集成环境。在ispEXERT System 中可以进行VHDL，Verilog及ABEL语言的设计输入，综合，适配，仿真和在系统下载。
License申请：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/html/licensing.htm
对于新手，Lattice培训中心可以提供软件使用和设计进阶等学习资料下载。如ispLever5.0软件使用介绍（中文），Flash；ispDesignEXPERT学习资料（中文），855K。
4.2.2 FPGA器件选型应注意的一些问题
FPGA器件选型应注意的一些问题有：
●选择主流器件：目前，FPGA的供应商主要有Xilinx公司、Altera公司、Lattice公
司和Actel公司等，其中Xilinx公司和Altera公司的规模最大，能提供器件的种类
非常丰富。
●根据应用要求选择器件：不同型号的FPGA适合不同的应用范围，需要根据设计
要求选择。
●能够获得开发工具的支持：Xilinx，Altera，Lattice，Actel等公司都可以提供了优
秀的开发工具。
●选择器件的硬件资源：逻辑资源和I／O资源，布线资源，DSP资源，存储器资
源，锁相环资源，串行收发器资源，硬核微处理器资源
●注意器件的电气接口标准：目前，数字电路的电气接口标准非常多。在复杂数字系
统中，经常会出现多种电气接口标准。
●选择器件的速度等级
●选择器件的温度等级
●选择器件的封装：目前，主流器件的封装形式有：QFP，BGA和FBGA。
●注意器件的价格
●选择成品的开发板：在电子设计竞赛中，对于初学FPGA的学生来说，建议：选
择成品的FPGA开发板，，对于初学者而言是一个正确的选择。有不少的厂商可以
提供可用于电子设计竞赛的FPGA开发板，例如康芯公司的电子竞赛板
KX-DVP3F，达尔EDA实验室的DL2C58等等。
4.3 嵌入式微处理器（ARM）选型
4.3.1 主流的嵌入式微处理器
嵌入式微处理器（Embedded Micro Processing Unit，EMPU）由通用计算机中的CPU发
展而来，嵌入式微处理器只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。通常嵌入式微处理器把CPU、ROM、RAM及I/O等做到同一个芯片上。32位微处理器采用32位的地址和数据总线，其地址空间达到了232＝4GB。目前主流的32位嵌入式微处理器系列主要有ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列等。属于这些系列的嵌入式微处理器产品很多，有千种以上。
4.3.2 嵌入式微处理器选型应注意的一些问题
要选择好一款适合的嵌入式微处理器，需要考虑的因素很多，除了考虑硬件接口以外，还需要考虑与其相关的操作系统、开发软件的支持、配套的开发工具、仿真器和资料，以及使用者对该微处理器的了解程度、工作经验等。
嵌入式微处理器选型时需要考虑的一些问题如下：
●根据产品的应用领域选择不同公司的微处理器：根据一个产品的功能和性能，即可
确定其应用领域。
●微处理器自带的资源
●微处理器可扩展的资源
●芯片的低功耗：低功耗是竞赛的一个考核指标
●封装：QFP、BGA是微处理器芯片常见的封装形式。
●价格及供货保证
●仿真器：仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具，开发初期如果没有仿真器
基本上会寸步难行。
●OS及开发工具
●技术支持
选芯片时应选择知名的半导体公司的产品，一个好的公司的技术支持能力相对也会比较有保证。
另外，应选择市面上使用较广的芯片，这将会有比较多的共享资源，给开发带来许多便利。
近年来，嵌入式系统在竞赛作品中也有使用，如：ARM LPC2138（2007年A题，音频信号分析仪）、ARM LPC2132（2007年H题，信号发生器）等。但基本上没有使用操作系统，而是直接在芯片级进行开发，对内部的寄存器、接口等进行编程控制。仅作为一个性能更好的微控制器（MCU）使用。
目前国内有许多公司生产ARM开发板，并且能够提供相关的开发工具与参考资料，在电子设计竞赛中，对于初学ARM的学生来说，建议：选择成品的ARM开发板，对于初学者而言是一个正确的选择。
建议可以准备“通用的ARM最小系统开发板”，例如“LPC214x（LPC2141/2/4/6/8）开发板”、“STM32F103VET6开发板”等。将ARM最小系统作为一款性能更好的MCU使用，不使用操作系统。
4.4 DSP的选型
DSP 的主要供应商目前主要有TI，ADI，Motorola，Lucent和Zilog 等公司，其中TI 占有最大的市场份额。DSP选型时主要考虑处理速度、功耗、程序存储器和数据存储器的容量、以及片内的资源（如定时器的数量、I/O 口数量、中断数量、DMA 通道数）等。
TI 公司的DSP：TI 公司现在主推C5000、C2000、C6000、OMAP四大系列DSP。其他系列的DSP 曾经有过风光，但现在都非TI 主推产品了，基本处于淘汰阶段，如：C3X 的浮点系列：C30，C31，C32 ；C2X 和C5X 系列：C20，C25，C50。
ADI公司的DSP：ADI公司的也生产系列DSP产品，例如：SHARC? 处理器，ADSP-21xx
系列处理器。ADI公司支持中国区合作伙伴推出了低价位的本地开发工具，以减少客户开发和优化DSP系统的评估及开发成本，降低ADI公司DSP处理器的学习开发门槛。本地的开发工具由多家合作伙伴提供，包括从仿真器到开发板系列，支持最新的ADI公司DSP处理器近年来，DSP系统在竞赛作品中也有使用，如：TM320LF240A DSP（2005年G题，三相正弦波变频电源），等。但基本上是直接在芯片级进行开发，对内部的寄存器、接口等进行编程控制。
目前国内有许多公司生产DSP开发板，并且能够提供相关的开发工具与参考资料，对于初学者而言是一个正确的选择。
注意：作为一般院校的大三本科学生，DSP掌握起来并能够熟练的在竞赛中使用，还是有一定难度的。
4.5 建议每个参赛队准备
●通用的单片机最小系统+低功耗的单片机最小系统+FPGA
或者
●通用的ARM最小系统+低功耗的单片机最小系统+FPGA
5. 在电子设计竞赛中需要准备什么样的模块？
根据竞赛规则，在竞赛中可以使用事先准备好的模块。建议各参赛队可以根据自己的主攻方向，在培训过程中适当的制作一些模块备用。如：
（1）微控制器电路模块：如A T89S52单片机PACK板，ATmega128单片机PACK板，ATmega8单片机PACK板，C8051F330/1单片机PACK板，LM3S615 ARM Cortex-M3微控制器PACK板，LPC2103 ARM7微控制器PACK板等。
（2）微控制器外围电路模块：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，不同速率和位数的ADC模块，DAC模块等。
（3）放大器电路模块：低频和高频小信号放大器模块、功率放大器模块，滤波器电路模块等。
（4）传感器电路模块：如：反射式光电传感器模块，超声波发射与接收模块，温湿度传感器模块，基于AD5933的阻抗测量模块，音频信号检测模块，金属传感器模块等。（5）电机控制电路模块：如：基于L298N的直流电机驱动模块，基于L297+L298N的步进电机驱动模块，AC电机调速模块等。
（6）信号发生器电路模块：如：基于MAX038的函数信号发生器模块，基于AD98xx DDS 的信号发生器模块，压频转换模块等。
（7）电源电路模块：如：整流电路模块，线性稳压电源模块，升压和降压DC-DC电路模块等。
6. 找到和选择合适的IC器件对取得好的竞赛成绩很重要
6.1 竞赛题目中对新型IC器件的选择应用有明确要求
在“全国大学生电子设计竞赛组委会”所公布的“关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知”和“2011年全国大学生电子设计竞赛命题原则及征题要求”中可以看到“竞赛题目及要求”、“命题原则及要求”。其中：
（1）命题范围
应以电子技术（包括模拟和数字电路）应用设计为主要内容。可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件的应用。题目包括“理论设计”和“实际
制作与调试”两部分。竞赛题目应具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学基本内容和新技术应用趋势。
（2）命题要求
竞赛题目应能测试学生运用基础知识的能力、实际设计能力和独立工作能力。题目原则上应包括基本要求部分和发挥部分，从而使绝大多数参赛学生既能在规定时间内完成基本要求部分的设计工作，又能便于优秀学生有发挥与创新的余地。命题应充分考虑到竞赛评审的操作性。
（3）题目类型
①综合题，应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用；
②侧重于某一专业（如电子信息、计算机、通信、自控、电子技术应用等）的题目；
③侧重于模拟电路、数字电路、电力电子技术等课程内容的题目；
④侧重于新型集成电路应用的题目；
⑤侧重于常用电子产品和电子仪器初步设计的题目。
6.2 历届赛题中对新型IC器件的要求与器件的选择
6.2.1 2009年全国大学生电子设计竞赛试题声音导引系统(B题)
赛题要求设计并制作一声音导引系统。在赛题中明确要求本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）实现可移动声源的运动。
电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）的芯片资料由组委会在竞赛开题时在网上提供。
6.2.2 2009年全国大学生电子设计竞赛试题“宽带直流放大器（C题）”
赛题要求
设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。
（1）基本要求
①电压增益A V≥40dB，输入电压有效值V i≤20mV。A V可在0～40dB范围内手动连续
调节。
②最大输出电压正弦波有效值V o≥2V，输出信号波形无明显失真。
③3dB通频带0～5MHz；在0～4MHz通频带内增益起伏≤1dB。
④放大器的输入电阻≥50Ω，负载电阻（50±2）Ω。
⑤设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。
（2）发挥部分
①最大电压增益A V≥60dB，输入电压有效值V i≤10 mV。
②在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
③3dB通频带0～10MHz；在0～9MHz通频带内增益起伏≤1dB。
④最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
⑤进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。
⑥电压增益A V可预置并显示，预置范围为0～60dB，步距为5dB（也可以连续调节）；
放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、10MHz 两点）。
⑦降低放大器的制作成本，提高电源效率。
⑧其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。
（3）放大器输出功率管的选择
根据赛题要求：“放大器的负载电阻（50±2）Ω，在3dB通频带0～10MHz，最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。”很明显，赛题要求设计一个宽带大功率的输出放大器，要同时满足输出电压幅度（V o≥10V）和输出电流要求（负载电阻50Ω），采用一般的电路结构和器件很难实现，如何选择放大器输出电路的功率器件就很重要了。
从全国获一等奖的作品（第9届全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编）可以看到，选择的功率输出放大器的器件有：THS3091、THS3092，AD811+LT1210，BUF634，电路结构多采用多管并联形式。
这些器件的资料可以在相关网站中找到：
THS3091：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/docs/prod/folders/print/ths3091.html
THS3092：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/docs/prod/folders/print/ths3092.html
LT1210：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/product/LT1210
BUF634：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/docs/prod/folders/print/buf634.html
6.2.3 2007年全国大学生电子设计竞赛试题“程控滤波器（D题）”
赛题要求
设计并制作程控滤波器，其组成如图D-1所示。放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。
图D-1程控滤波器组成框图
（1）基本要求
①放大器输入正弦信号电压振幅为10 mV，电压增益为40 dB，增益10 dB步进可调，通频带为100 Hz～40 kHz，放大器输出电压无明显失真。
②滤波器可设置为低通滤波器，其一3 dB截止频率f c在1～20 kHz范围内可调，调节的频率步进为1 kHz，2f c处放大器与滤波器的总电压增益不大于30 dB，R L＝1 kΩ。
③滤波器可设置为高通滤波器，其-3 dB截止频率f c在1～20 kHz范围内可调，调节的频率步进为1 kHz，0. 5f c处放大器与滤波器的总电压增益不大于30 dB，R L＝1 kΩ。
④电压增益与截止频率的误差均不大于10%。
⑤有设置参数显示功能。
（2）发挥部分
①放大器电压增益为60 dB，输人信号电压振幅为10 mV ；增益10 dB步进可调，电压增益误差不大于5％。
②制作一个4阶椭圆低通滤波器，带内起伏≤1 dB，－3 dB通带为50 kHz，要求放大器与低通滤波器在200 kHz处的总电压增益＜5 dB，－3 dB通带误差不大于5%。
③制作一个简易幅频特性测试仪，其扫频输出信号的频率变化范围是100 Hz～200 kHz，频率步进为10 kHz。
（3）滤波器芯片的选择
根据赛题要求：“低通滤波器，其一3 dB截止频率f c在1～20 kHz范围内可调；高通滤波器，其-3 dB截止频率f c在1～20 kHz范围内可调；4阶椭圆低通滤波器-3 dB通带为50 kHz；
在200 kHz处的总电压增益＜5 dB。”很明显，要满足赛题要求如何选择滤波器电路结构和选择合适的IC芯片就很重要了
比较全国获一等奖的作品（2007全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编）可以看到，获索尼杯的作品选择采用的滤波器IC芯片是LTC1608，与其他获奖作品采用MAX297和MAX262/3、OP电路组成的有源滤波器电路结构比较，在降低电路的复杂程度和提高电路的性能指标上，采用LTC1608专用滤波器芯片构成的电路有明显的优势。
LTC1608器件的资料可以在相关网站中找到：
LTC1608：https://www.360docs.net/doc/918856538.html,/product/LTC1608
6.2.4 2007年全国大学生电子设计竞赛试题“电动车跷跷板（F题）”
赛题要求
设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200～600 mm范围内调整，调整步长不大于50 mm；配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图F-1和图F-2所示。
图F-1起始状态示意图
图F-2平衡状态示意图
（1）基本要求
在不加配重的情况下，电动车完成以下运动：
①电动车从起始端A出发，在30 s内行驶到中心点C附近。
② 60 s之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平衡5s，并给出明显的平衡指示。
③电动车从②中的平衡点出发，30 s内行驶到跷跷板末端B处（车头距跷跷板末端B 不大于50 mm）。
④电动车在B点停止5s后，1 min内倒退回起始端A，完成整个行程。
⑤在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。
（2）发挥部分
将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以下运动：
①将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点300 mm以外、90°扇形区域内某一指定
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。
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。
中国研究生电子设计竞赛简介
中国研究生电子设计竞赛简介 中国研究生电子设计竞赛（以下简称“竞赛”）是由中国电子学会、国务院学位办全国工程硕士专业学位教育指导委员会联合主办，国内多所高校联合承办的的研究生学科竞赛之一，是面向全国高等院校及科研院所在读研究生的一项团体性电子设计创意实践活动，目的在于推动高等院校及科研院所信息与电子类研究生培养模式改革与创新，培养研究生实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风，促进研究生工程实践素质的培养，为优秀人才脱颖而出创造条件。 自1996年首届竞赛由清华大学举办以来，始终坚持“激励创新、鼓励创业、提高素质、强化实践”的宗旨，经过十五年的发展，竞赛几乎覆盖了全国所有电子信息类研究生培养高校及科研院所，是目前国内唯一一个专门面向研究生层次的学科竞赛，在促进青年创新人才成长、遴选优秀人才等方面发挥了积极作用，在广大高校乃至社会上产生了广泛而良好的影响。 中国研究生电子设计竞赛历史沿革 “华为杯”首届全国研究生电子设计竞赛 主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、深圳华为技术有限公司 协办单位：中国华大集成电路设计中心 竞赛时间：1996年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：电子科技大学（成都）、复旦大学、杭州电子工业学院、清华大学等（共10个单位13支参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：侯朝焕（中国科学院院士、声学所副所长）
主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、中国华大集成电路设计中心 协办单位：深圳华为技术有限公司、清华同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司 竞赛时间：1998年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学、电子科技大学（成都）、复旦大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、清华大学、 四川联合大学、天津大学、武汉大学、西安电子科技大学、西北工业大 学、中科院声学所、中科院微电子中心、中科院电子所（共17个单位、 26支参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：倪光南（中国工程院院士、联想集团原总工程师） “华为杯”第三届全国研究生电子设计竞赛 主办单位：中国电子学会 承办单位：清华大学研究生院、深圳华为技术有限公司 协办单位：清华同方股份有限公司、北京清华同方软件股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、Menter Graphics公司、清华大学研究生团委、 清华大学研究生会 竞赛时间：2000年8月 竞赛地点：北京·清华大学 参赛单位：北京大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、复旦大学、电子科技大学（成都）、 南京大学、南京邮电大学、西北工业大学、武汉大学、华中理工大学、 国防科技大学、华南理工大学、西安电子科技大学、重庆大学、西安 交通大学、中科院微电子中心、中科院计算所（共21个单位、35支 参赛队） 竞赛命题评审委员会主任：侯朝焕（中国科学院院士、声学所研究员）
(1994-2003)历届全国电子设计大赛题目
全国大学生电子设计竞赛历年题目（1994－2003） https://www.360docs.net/doc/918856538.html, 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一简易数控直流电源 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 二、设计要求 1．基本要求 （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示； （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分意见 题目二多路数据采集系统 一、设计任务 设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下： 主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是： （1）现场模拟信号产生器。 （2）八路数据采集器。 （3）主控器。 二、设计要求 1．基本要求 （1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。 （2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的
5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。 （3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。 2．发挥部分 （1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； （2）尽可能减少传输线数目； （3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。 三、评分意见 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一实用低频功率放大器 一、任务 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下：
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
大学生电子设计竞赛题目
20XX年山东省大学生电 子设计竞赛 A题瞬态响应测试仪 【本科组】 一、任务 要求采用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1： 图 1 二、要求 1. 基本部分
(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组±12V直流电源及FPGA 实 验平台供电电源。 (2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。 (3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶跃信号的上升时间小于 0.5uS,输出直流信号电压的值在1±0.1V内。 (4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰 值时间tp，测量误差小于5%。 (5)显示并测量二阶系统的超调量σp，测量误差小于5%。 (6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±2%)，测量误差小于5%。 2. 发挥部分 (1)要求直流信号源输出0.5V～1.5V步进可调，步进大小为0.1V。 (2) 要求显示二阶系统瞬态响应曲线。 （3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。 (4) 利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS 范围 内可任意设置。（可不考虑脉冲源的带负载能力大小） (5) 利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为2±0.1V 的三
角波信号。 (6)其他。 三、评分标准 说明： 1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。 2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开 发板。 3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。
图 2 4、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1）峰值时间tp：从施加阶跃信号开始， 二阶系统输出到达最大值所需要的时间。（2）超调量σp：二阶系统输出响 应的最大峰值与稳态值之间的差。（3）调节时间ts：输出响应值与稳态值 之间的差小于规定稳态值值百分数的时间。 5、在制作二阶系统时，要留有方便更换电阻R的插孔或端子。 6、允许外加必要的辅助测量电路。 B题电阻电容电感测试仪的设计与制作 【本科组】 一、任务
第七届中国研究生电子设计竞赛简介
第七届中国研究生电子设计竞赛简介 【竞赛背景】 集成电路设计为核心的ED(电子设计)业被推到了产业“龙头”的位置，电子设计业开创以知识产权（IP）为核心的创新时期，标志着电子信息产业的竞争，走过了技术、资本竞争阶段，进入智力竞争的高级阶段。 在整个电子信息产业链中，ED(电子设计)产业处于产业链的上游，也是实现创新的重要手段。复合型ED(电子设计)创新人才的培养，是实现产品更新换代和引领时尚的根本保证，因此培养创新型ED 人才已是刻不容缓。 “中国研究生电子设计竞赛”在中国电子学会的支持下，从1996年8月开赛，已成功举办了六届。参赛规模从第一届13支队伍39人参赛到第六届的87支队伍350人参赛，“中国研究生电子设计竞赛”得到了各高校以及科研院所的积极响应与大力支持，且在社会上产生一定的影响力。 从第七届起，“中国研究生电子设计竞赛”将扩大为“国务院学位办全国工程硕士专业学位教育指导委员会”和“中国电子学会”共同主办。除继续邀请高校和科研院所参赛以外，还将邀请中国港澳台地区及环亚太各国和地区的代表队参赛，中国研究生电子设计竞赛正逐步成为全球华人乃至世界电子设计人才的一次盛会。 “中国研究生电子设计竞赛”是我国目前研究生范围唯一的高层次竞赛，为研究生科技创新提供了一个技术交流平台。
按照“扩大参与范围，提升比赛水平，提高知名度”的要求，从第七届起，赛事分两级进行：初赛设在6个分赛区(北京、杭州、广州、成都、西安和哈尔滨)，以“选拔”和“推荐”参加决赛的参赛队和队员为主；决赛由北京清华大学承办，以面向全国人民展示电子信息领域最高的研究生科技创新成果为目的，所有被分赛区推荐参加决赛的参赛队和队员，以及全国团体(参赛队)和个人(参赛队员)的冠亚军都将被业界知名专家和主管领导接见和颁奖。 研究生电子设计竞赛组委会决定：本届竞赛按“笔试”和“送展作品答辩”的方式进行，由竞赛组委会聘请的专家成立的全国竞赛“命题与评审委员会”承担大赛的命题与评审。 【竞赛组织委员会】 主任刘汝林中国电子学会秘书长 副主任陈吉宁清华大学副校长教授 Altera公司 XXXXXXXXX 副总裁 汪劲松电子科技大学校长教授 孙玲玲杭州电子科技大学副校长教授 韦岗华南理工大学信息学院院长教授 胡应平北方工业大学副校长教授 杨春玲哈尔滨工业大学教授 樊晓桠西北工业大学教授 秘书长 周祖成清华大学电子工程系教授 竞赛命题与评审委员会主任 倪光南中国工程院院士 竞赛监督委员会主任 刘春田中国人民大学法学院教授 第七届中国研究生电子设计竞赛组委会秘书处暂设在清华大学东主楼9区324 邮政编码：100084 电话： 传真：
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
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
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
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(8道赛题全)
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题（多省联赛） A题：四旋翼飞行器 1.任务 设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。 2.要求 四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作： （1）飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞，飞离地面高度应超过30cm，飞行距离（水平）应超过60cm，然后飞行器应能平稳降落。（30分） （2）飞行器能够根据指定（键盘设定）的飞行高度及降落地点（方向及距离）连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。（20分） （3）飞行器能够根据起飞前预置的指令垂直起飞，起飞后能够在50cm以上高度平稳悬停5s以上，然后再平稳缓慢降落到起飞地点；起飞与降落地点水平距离 不超过30cm。（30分） （4）其他自主发挥设计的飞行动作。（20分） （5）设计报告（20分） 项目主要内容分数 系统方案方案比较，方案描述 5 设计与论证飞行器姿态测量方法 飞行控制器控制方法与参数计算8 测试测试方法与测试结果 5 设计报告结构及规范性摘要，正文结构完整性、内容规范性 2 小计20 3.说明 （1）飞行器的姿态检测及飞行控制必须使用TI 公司的TIV A M4、C2000或MSP430等系列控制器。 （2）飞行器在完成每一项飞行动作期间不得以任何方式进行人为干预，如遥控等。 （3）飞行器的尺寸可自行选定。 （4）飞行方向以正北方向为0°、东北方向为45°、正东方向为90°等，以此类推；距离的单位为厘米（cm）。 （5）指定的降落地点是指降落地点距起飞地的水平距离及方向。 （6）平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。 （7）能够完成要求（2）时，要求（1）可以免测。 （8）为确保安全，飞行器应在安全网中或在系留方式下工作（即以绳索将飞行器拴在地面固定物上）。
电子设计竞赛小组分工简介
电子设计竞赛小组分工简介 电子设计竞赛无论是全国赛还是校赛，均要求每个参赛组完成电路的设计、制作与调试（硬件），软件的编程（软件）和设计报告的编写（报告）。因此，建议每个参赛组都要包含负责软件、硬件和报告的三名同学。一般来说，三个同学的分工如下： 1. 硬件 负责硬件的同学主要任务是完成电路的设计、电路板的制作、电路板的焊接与调试工作。要求硬件设计的同学要掌握模电、数电基础知识，单片机外围电路设计，接口电路设计，资料的查找与PDF英文资料的阅读等方面的知识。总之，掌握的专业知识面越宽越好。当然，在掌握了电路设计的同时还要掌握基本的编程方法（可以不深入掌握），这样有利于优化硬件设计、更好的调试硬件、提高硬件设计速度和可行性。 2. 软件 负责软件的同学主要任务是完成系统的软件设计。要求软件设计者要尽可能深入的掌握一种或多种可编程器件的编程语言和开发环境，掌握可编程器件内部资源的开发与应用，掌握常用外设芯片（AD、DA、通信IC、传感器IC……）或模块（LCD1602/LCD12864液晶模块、无线收发模块……）的操作时序（可通过阅读PDF资料获取操作时序和操作方法），常用数据纠错及滤波方法等。由此可见，负责软件的同学也必须掌握硬件的操作方法。 3. 报告 负责报告编辑的同学主要任务是完成设计报告。设计报告一般都包含软件和硬件两大块。因此，对于负责报告的同学来说也必须多接触和掌握软、硬件的基本知识。这样才能在报告中将自己组的设计方案阐述清楚，使得论据充分，数据准确，同时也能突出本组设计的优点等。 以上是组内成员的分工及具体要求，当然这只是分工的一般模式（以往的分工普遍是这种模式）。各个组也可根据自己组员的特点进行相应的调整或设计其他的分工模式。大家注意，以上分工并非绝对化，设计中最忌讳组内成员不交流、不合作或无法交流。往往，造成无法交流的根本原因就在于分工过于死板。比如，负责硬件的同学只管制作电路板，而编程的同学只管编写程序，这样就会导致接
全国电子设计大赛论文-电源设计
一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统
的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）
1994年全国大学生电子设计竞赛题目
第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目A题简易数控直流电源 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 二、设计要求 1．基本要求 （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示； （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 三、评分意见 项目得分
基本要求 方案设计与论证、理论计算与分析、电路图 30 实际完成情况 50 总结报告 20 发挥部分 完成第一项 5 完成第二项 15 完成第三项 20 B 题 多路数据采集系统 一、设计任务 设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下： 主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是： （1）现场模拟信号产生器。 （2）八路数据采集器。 （3）主控器。 二、设计要求 1．基本要求 （1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz ～2kHz 范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V 直流电压（200Hz 对应1V ，2kHz 对应5V ）。 （2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V 直流电压，第2～7路分别输
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)
2019年全国大学生电子设计竞赛综合测评题
2019 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2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 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。 多信号发生器 使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。 设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板 编号及 3 个参赛同学签字需在密封线内，限 2 页，与综合测评板一同上交。 u o1 u o2 多信号发生器u o3 1kΩ 19kHz-21kHz （含LM324AD 四运放，U o41kΩ 负载 1kΩ 负载 负载 +5V SN74LS00D四与非门） 1kΩ 负载 U o1————方波 U o2————占空比连续可调窄脉冲 U o3————正弦波 U o4————余弦波 一．约束条件 1. 一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）; 2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）; 3. 赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）; 4. 赛区提供直流电源。 二．设计任务及指标要求 利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号: 1. 频率为19kHz~2IkHz 连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于 3.2V; 2. 与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V; 3. 与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于 3.2V;
电子设计竞赛报告范文
2012年“TI”杯浙江省大学生电子设计竞赛简易直流电子负载（C题） 【本科组】 2012年8月8日
直流电子负载与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、效率高等优点，在电源，通讯，汽车，蓄电池等领域得到了较好的地应用，并已成为当前研究的热点。直流电子负载由数字控制、检测与驱动电路和显示模块等。数字控制MOS 管或晶体管的导通量，实现对电源参数的稳定控制。 直流电子负载系统方案分析入手，详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现，并给出较为合理的解决方案。为了便于控制的实现和功能的扩展，采用了freescale单片机作为核心控制器，设计了控制电路、检测电路，键盘电路、显示电路，通过比较法和模糊控制技术及软硬件的配合，实现了整个电路的设计。关键字：直流电子负载单片机AD采样DA采样
1系统方案 ............................... 错误!未指定书签。 1.1单片机模块的论证与选择............ 错误!未指定书签。 1.2AD模块的论证与选择................ 错误!未指定书签。 1.3控制系统的论证与选择.............. 错误!未指定书签。2电路与程序设计 ......................... 错误!未指定书签。 2.1系统总体框图...................... 错误!未指定书签。 2.1.1系统总体框图................. 错误!未指定书签。 2.2电路原理图........................ 错误!未指定书签。 2.2.1单片机及外围电路电路原理图... 错误!未指定书签。 2.2.2硬件闭环控制电路原理图....... 错误!未指定书签。 2.2.3电压电流采样电路的原理图..... 错误!未指定书签。 3.2程序的设计........................ 错误!未指定书签。 3.2.1程序功能描述与设计思路....... 错误!未指定书签。 3.2.2程序流程图................... 错误!未指定书签。4测试方案与测试结果...................... 错误!未指定书签。 4.1测试方案.......................... 错误!未指定书签。 4.2测试条件与仪器.................... 错误!未指定书签。 4.3测试结果及分析.................... 错误!未指定书签。 4.3.1测试结果(数据) ............... 错误!未指定书签。 4.3.2测试分析与结论............... 错误!未指定书签。
全国电子设计大赛一等奖论文
题目名称：音频信号分析仪（A题） 华南理工大学电子与信息学院参赛队员：陈旭张洋林士明 摘要：本音频信号分析仪由32位MCU为主控制器，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT快速傅氏变换运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率范围为20Hz-10KHz，其幅度范围为5mVpp-5Vpp，分辨力分为20Hz和100Hz两档。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期，是理想的音频信号分析仪的解决方案。 关键词：FFT MCU 频谱功率 Abstract: The audio signal analyzer is based on a 32-bit MCU controller, through the AD converter for audio signal sampling, the continuous signal discrete, and then through the FFT fast Fourier transform computing, in the time domain and frequency domain of the various audio frequency signal weight and power, and other indicators for analysis and processing, and then through the high-resolution LCD display signals in the spectrum. The system can accurately measure the audio signal frequency range of 20 Hz-10KHz, the range of 5-5Vpp mVpp, resolution of 20 Hz and 100 Hz correspondent. Power measurement accuracy up to 1%, and be able to accurately measuring the periodic signal cycle is the ideal audio signal analyzer solution. Keyword:FFT MCU Spectrum Power