2011电子设计大赛综合测评题(非扫描档)
2011全国电子设计大赛题目
全国大学生电子设计大赛题目共有四题大家选着其一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10 完成第（3）项 5完成第（4）项 10完成第（5）项10完成第（6）项 5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 24、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。
2011年全国大学生电子设计竞赛
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LC谐振放大器是利用三极管放大，LC并联谐振回路选频来实现放大的，由衰减器、三极管共射放大电路、LC谐振回路和AGC自动增益控制电路组成。
为了便于测试，用衰减器衰减输入信号，三级晶体管放大信号，LC谐振回路选频，放大特定频率的信号，AGC自动增益控制电路保证增益基本稳定。
共射电路有电压增益大的特点，适用于高频电路中。
此设计的三级单调谐电路可实现：（1）将衰减后的微弱信号放大80DB；（2）LC谐振回路可产生15MHz的谐振频率；（3）第一级放大电路的输入电阻可控制在50Ω左右；LC谐振放大器是低压、低功耗的放大器，节省了能源，其高增益使得在放大这一块得以更好的应用。
关键词：LC谐振放大器，增益，通频带，矩形系数1.系统方案论证与选择1.1 LC谐振放大器的论证与选择方案一：LC谐振放大器可以用集成芯片，外加LC谐振回路来完成，但其要求的频率较高，输入信号较小，低功耗，且用3.6V电压供电，要找到合适的芯片是有难度的，而且成本较高，很多仿真出来的电路都难以实现其功能和达到其指标。
方案二：采用分立元件做的LC谐振放大器更容易实现，但要慎选三极管，选择低功耗的，小于100mA的，要尽量减少三极管的数量。
用分离元件降低了成本，用的都是常用的电阻电容。
通过以上论述，选择方案二更可行。
1.2 LC谐振放大器的原理图LC谐振放大器的基本原理方框图（图1）图1 LC谐振放大器的基本原理方框图输入信号经衰减器衰减，由三级晶体管放大信号，经LC谐振回路选频输出特定信号，AGC反馈电路保证信号稳定输出。
2．各模块的选择2.1 衰减器的选择衰减器可以用专用的固定衰减器，但其成本高，由于时间的限制，也不现实。
故选用电阻网络。
为满足其要求，选取电阻时要选用千分之一精密电阻。
本电路中用π型电阻网络来实现（图2）。
图2 π型电阻网络来实现信号从左端输入，经过π型网络降压，衰减后的信号从右段输出。
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题报告
2
2.加法器
①此电路为反相求和电路 Ui2=-(10Ui1+Uo1) ②R5 和 R6 构成补偿电阻。
Ui2=-R4(Uo1/R2+Ui1/R3) 代 入 电 路 参 数
3
3.滤波器
①三角波的傅里叶级数
x(t)
A
-T0/2
T0/2
t
x (t ) 的一个周期中， x(t ) 可表示为 在
由于
x (t ) 为偶函
T 2 R3C ln(1 2 R1 ) R2
在电路中
RP 1
R2
是
RP 1
，我们取
R1
=10k ，峰值为 2V ， Vcc=6V ，
UT
=1/3Vcc 所以
=0~50k 就可以了。C 我们选 104(0.1nF)，振荡周期为 0.5ms，
2 R1 ) R2
根据
T 2 R3C ln(1
10
4.滞回比较器
门限设置为 3V，比较取来是是一个 不等脉宽的方波。
11
四、电路实际结果及分析
六参考文献信号波形合成实验电路设计基于nimultisim10的函数发生器设计与仿真基于集成运算放大器及差分放大器的函数发生器设计与实现邬玉波多波形函数发生器设计教学研究proteus在电子实验教学中的应用研究刘伟proteus在单片机教学中的应用电子工艺技术与实践林海汀电子线路设计实验测试第5
《电子线路设计》课程设计报告
T0 A A t ( ≤ t ≤ 0) T0 2 2 x(t ) T A A t (0 ≤ t ≤ 0 ) T0 2 2
数，故正弦分量
4
幅值
bn 0 ， 常值分量
2011年山东大学威海分校电子设计大赛试题
[A]温度测量仪表指导教师：杜清府一、基本要求1、测量范围：0~300℃，温度分辨率0.2℃以上。
[12bit ADC isrequired]2、能调整零点和满量程：在零点附近，如实际温度10℃，仪表显示温度12℃，可以通过调节零点参数，使仪表显示温度正确温度；同样，在满量程附近，如实际温度290℃，仪表显示温度288℃，通过调整满量程参数，使仪表显示正确温度。
3、测量速度达到1个读数/秒二、扩展要求1、能与计算机进行通讯，将仪表温度在计算机上显示出来。
[RS232/USB History Curve]2、仪表低功耗，普通3节1号电池（串联成4.5V）供电3个月以上。
[5Ah/3*30*24=2mA for average work current include active modeand sleep mode]3、引线电阻10Ω不影响测量结果。
三、所用主要元件（参考）1、单片机、LCD显示【LED is OK】2、铂电阻PT1003、双积分型AD转换器[Msp430f2003from Texas Instruments is a perfect selection for this project]16bit Sigma-DeltaUltralow-Power ConsumptionActive Mode220uA@1MHz2.2VStandby Mode0.5uAOff Mode0.1uA16Bit RISC Architecture with SPI and I2C10GPIOPackage:14PDIP&14TSSOP[B]电子台历的制作指导教师：郑亚民一、基本要求1、可实现公历、农历、节气、节日、天气、温度、湿度等信息2、具有闹钟和定时关机功能3、内置电源，接驳220V交流[Design a linear power supply with78xx Series regulator]二、扩展要求1、有时间提醒功能，提醒重要的日期或者时间2、有通讯录功能，可以添加、查阅联系人信息，包括、地址、电话、电子邮箱等[How to input these contacts]3、设计并制作适合电子台历外壳三、所用主要元件（参考）1、单片机2、LCM3、PS/2键盘or数字键盘0-9T9*在本题目中可能涉及220V交流电，请务必注意涉及安全[C]一、基本要求1、实现ARM 处理器读写Micro SD 卡的功能2、文件格式为FAT 或FAT32或NTFS 3、支持USB2.04、ARM 处理器可以通过USB 接口与计算机通信，交换数据信息二、具备的知识1、USB2.02、ARM 芯片相关3、FAT 文件系统三、所用主要元件（参考）1、LM3S8962[ARM Processor with Cortex M3core from TI]基于ARM 处理器的SD 卡读卡器指导教师：王小利[D]单管半导体收音机的设计与制作指导教师：王怡俊一、设计任务：设计并制作一个单管半导体收音机用来收听当地和附近城市的中波调幅无线电广播.二、基本要求：1、频率范围:535KHZ~1605KHZ2、灵敏度小于6mV/m(此项不测试,以能收听到附近城市的电台的个数和声音质量为考核项目)3、用两节5号电池供电4、用小型耳塞机收听三、主要材料:单联(或双联)可变电容器,型号:CBM-223,12-260pf可调2元天线磁棒1元晶体管90182个2元二极管2AP92个1元小型耳塞机及插1个2元塑料盒式1个5元其它(如扼流圈,天线线圈等)5元合计18元[E]5一、设计任务：设计并制作一个双路直流稳压电源.二、基本要求：1、能同时输出二路直流电压,输出电压范围:±2V~±30V ，连续可调,最大输出电流可达0.5A.2、纹波电压<15mV3、电压调整率<20mV4、有输出电压显示5、有简单的过流保护功能三、主要材料:30W,220V/双30V 变压器,LM317,LM337等约需90元*在本题目中涉及220V 交流电，请务必注意涉及安全直流稳压电源的设计与制作指导教师：王怡俊[F]6一、设计任务：用湿度传感器，设计一个湿度检测电路二、基本要求：1、湿度测量范围：5%RH ∽95%RH ，2、测量精度：±2%RH3、数字显示湿度测量值4、具有超限报警功能5、9V 电池供电三、主要材料：电容式湿度传感器HS1101约10.00元LM331约5.00元CMOS 555定时器1片、运放CF7413片、ADC 1片、若干电阻、电容、数码管等四、参考资料：数字电子技术、模拟电子技术、HS1101型湿度传感器的原理及使用方法湿度测量电路指导教师：李素梅湿度传感器电容/频率变换频率/电压变换A/D 转换数字显示[G]7流水线产品统计电路的设计指导教师：李素梅一、设计任务：设计并制作一个流水线上的产品数量统计电路。
2011大学生电子设计竞赛题目
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）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，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。
开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统（见图1）。
二、要求1.基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压UO=8.0±0.4V。
（2）额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60% 。
（3）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO =1.0A且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
（4）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO =1.5A且按I1:I2= 1:2 模式自动分配电流，每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
2. 发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使负载电流IO在1.5~3.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.5~2.0）范围内按指定的比例自动分配，每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于2%。
11年电子设计大赛
2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D 题）【本科组】2011年9月3日摘要本设计将题目的基本要求作为指标，并在尽量实现发挥部分的前提下，设计制作了基本满足要求的LC谐振放大器。
该设计中，衰减器部分由一个倒L型电阻网络实现40dB固定衰减；放大器部分利用两个2SC9013三极管构成前级的两级放大，并组成电流反馈对，实现约60dB的增益，再后接一个由2SC9018三极管构成的射极跟随器电路，提升设计的带负载能力。
该设计整个系统的稳定性好、低功耗、设计简单，性价比高，具有较好的性能指标。
关键词：三极管，增益，简单，低功耗目录一系统方案设计与论证................................................................................. 错误!未定义书签。
方案一....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案二....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案三....................................................................................................... 错误!未定义书签。
方案比较................................................................................................... 错误!未定义书签。
2011年全国大学生电子设计竞赛
帆板系统支架模型
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单片机选型
根据设计要求，系统输入输出接口小于 个 根据设计要求，系统输入输出接口小于20个，实 现功能有限，响应速度没有太高要求， 现功能有限，响应速度没有太高要求，编制的程 序较小，不需要太大的存储空间。 序较小，不需要太大的存储空间。STC89系列单 系列单 片机32个 接口， 存储空间 通用性广、 存储空间、 片机 个I/O接口，4K存储空间、通用性广、 接口 价格低廉，完全满足要求。 价格低廉，完全满足要求。
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电机驱动模块的论证与比较 方案一： 方案一：传统的功率三极管作为功率放大器的输 出控制直流电机。驱动电路结构和原理简单， 出控制直流电机。驱动电路结构和原理简单，成 本低，采用分立元件，电路可靠性差。 本低，采用分立元件，电路可靠性差。 方案二：采用L298N作为驱动芯片。L298N是 方案二：采用 作为驱动芯片。 是 作为驱动芯片 一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片， 一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，集成度 电路简单，控制方便可靠。 高，电路简单，控制方便可靠。用该芯片作为电 机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。且由 L298N结合单片机 结合单片机PWM控制可实现直流电机转 结合单片机 控制可实现直流电机转 速精确控制。 速精确控制。 综合考虑分析，采用方案二。 综合考虑分析，采用方案二。
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2011年全国电子设计大赛预测题(权威版)
2011年全国电子设计竞赛分析首先， 2011年题目应该与往年差异不大。
无非是仪器类、电源类、放大器类、控制类等几大块。
所以现在老师用以前的训练模式给学生打基础应该没什么问题。
但有一下几点要注意：因为推荐全国都有笔试考核，笔试多数以电子基础、模电知识为主，所以2011年年全国题目应该会继续在模电题目上下功夫，而数字电路，因为现在出题难度、芯片功能等原因，可能会不再考。
频谱仪、信号发生器、相位仪等相关题目都基本出过，所以如果仪器类继续出题目的话，可能还是在原先的基础上加强功能或者增加难度，但是这类型题目出的次数都比较多，不怀疑换类型的可能。
仪器方面也要根据实验常用的仪器来判断哪些仪器在往年还没有涉及，而有可能当做新的方向来考核的,比如失真度仪什么的。
电源类好似是每年必出之题，所以建议不管出不出这类题，学生在平时锻炼的时候还是锻炼下为好，做几个电源，电流的、电压的，不出专门题目，说不准在其他题目上还能有所应用。
再说，你就做个DDS信号源锻炼下，也浪费不了多长时间嘛。
放大器类题目前面几届也出过，上届专科组出过，本科组没有，预计今年会继续加入放大器类的题目。
2011年全国竞赛器件将会允许嵌入式、DSP、FPGA的相关芯片使用，所以学生可以根据自己的能力选择用嵌入式还是单片机参加相关的题目。
因为嵌入式难度较大，多数学校都没有很好的开展嵌入式，所以直接出嵌入式题目的可能性不大。
控制类题目，前面几届多数采用小车车体，但是随着传感器及小车功能的扩展应用，题目也出的差不多了，再出好的题目有点难度，估计可能不会在以小车为载体，但是学生在学习控制电机等方面，小车还是一个不错的锻炼平台，即使不考，但是练习还是有必要的。
语音类题目，从前几届来看，几乎每届都有设计，虽然多数是作为扩展功能实现的，但是不可否认这是一个电子竞赛不可或缺的一个方面，所以2011年有可能会扶正，专门出一语音存储、多媒体或语音处理方面的题目。
建议现阶段同学们可以练习一下RC振荡器、相位测试仪，多功能存储示波器等基础性题目，争取到时可以做到“以不变应万变”。
2011全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题
2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）2011年9月3日摘要本系统以ATmega128为主要控制核心，系统主要由DC/DC变换电路、恒流源控制电路、D/A数模转换模块、电流电压测量模块、电源模块、显示模块、过流过压保护模块等，DC/DC变换采用简单的Buck变换电路，恒流源控制系统采用集成运算放大器构成的具有深度负反馈的数字可控直流源。
关键词：Buck电路电流控制 D/A 开关电源并联AbstractThis system take ATmega128 as the primary control core, the system mainly by the DC/DC transfer network, the constant current control circuit, the isolation module, the D/A digital-analog conversion module, the electric current voltage measurement module, the power source module, the display module, the overflow overvoltage protection module and so on, the DC/DC transformation uses the single end to stir up-like the transfer network, the constant current control system uses the integration operational amplifier to constitute has the depth negative feedback digital controllable cocurrent source.一、方案比较与论证整个系统可以划分为控制模块、DC/DC降压模块、电流控制模块、电压控制模块、隔离模块、电源模块、显示模块、D/A转换模块、电压电流测量模块、过压过流保护模块等辅助模块。
2011电子设计大赛综合测评题(非扫描档)
集成运算放大器的应用
使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1（a），实现下述功能：
使用低频信号源产生U i1=0.1sin2πf0t(V) , f0=500Hz 的正弦波型号，加至加法器的输入端，加法器的另一端加入自制振荡器产生的信号U o1，U o1如图1（b）所示，T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。
（a）
（b）
图1
图中要求加法器的输出电压U i2=10U i1+U o1。
U i2经选频滤波器滤除U o1频率分量，选出f0信号为U o2，U o2为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
U o2信号再经过比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压U o3.
电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其他型号运算放大器。
要求预留U i1、U i2、U o1、U o2和U o3的测试端子
说明：
只能在LM324周围使用电阻、电容器件搭建电路。
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集成运算放大器的应用
使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1（a），实现下述功能：
使用低频信号源产生U i1=0.1sin2πf0t(V) , f0=500Hz 的正弦波型号，加至加法器的输入端，加法器的另一端加入自制振荡器产生的信号U o1，U o1如图1（b）所示，T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。
（a）
（b）
图1
图中要求加法器的输出电压U i2=10U i1+U o1。
U i2经选频滤波器滤除U o1频率分量，选出f0信号为U o2，U o2为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
U o2信号再经过比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压U o3.
电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其他型号运算放大器。
要求预留U i1、U i2、U o1、U o2和U o3的测试端子
说明：
只能在LM324周围使用电阻、电容器件搭建电路。