全国大学生电子设计竞赛简易电子秤d题
历届全国大学生电子设计竞赛题目汇编—PLD(共9页)
第(Di)三届〔1997年(Nian)〕全国大学生电子设计(Ji)竞赛标题问题简易(Yi)数字频率计一、任(Ren)务：设计并制作一台数字显示的简易频率计。
二、要求1．底子要求〔1〕频率测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%〔2〕周期测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%〔3〕脉冲宽度测量a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μsb．测量误差≤1%〔4〕显示器，十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒持续可调，对上述三种测量功能别离用不同颜色的发光二极管指示。
〔5〕具有自校功能，时标信号频率为1MHz。
〔6〕自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。
2．阐扬局部〔1〕扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz〔信号幅度0.5V～5V〕，测量误差降低为0.01%〔最大闸门时间≤10s〕。
〔2〕测量并显示周期脉冲信号〔幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz〕的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1% 。
〔3〕在1Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的办法。
第(Di)五届〔2001年(Nian)〕全国大学生电子设计竞(Jing)赛标题问题A题波(Bo)形发生器一、任(Ren)务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能发生正弦波、方波、三角波和由用户编纂的特定形状波形。
示意图如下：二、要求1．底子要求〔1〕具有发生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。
〔2〕用键盘输入编纂生成上述三种波形〔同周期〕的线性组合波形，以及由基涉及其谐波〔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100Hz～20kHz〔非正弦波频率按10次谐波计算〕；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
2011年全国大学生电子设计竞赛D题
LC谐振放大器设计一、系统方案设计的论证与比较根据设计要求，电路设计框图如下：衰减器部分：采用π型电阻网络来实现40dB衰减，连接示意图如下：衰减器的特性阻抗应要求为50Ω，衰减量40±2dB，频带与LC谐振放大器相对应，中心频率为15MHz。
LC谐振放大器部分：高频小信号放大器的特点：（1）频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽度在几KHz到几十MHz，故必须用选频网络。
（2）小信号信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器)即工作在线形放大状态。
（3）采用谐振回路作负载，即对靠近谐振频率附近的信号有较大的增益，对远离谐振频率附近的信号其增益迅速下降，即具有选频放大作用。
高频小信号调谐放大器简述：高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。
按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。
对高频小信号放大器的基本要求是：（1）增益要高，即放大倍数要大。
（2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q 值来表示，其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7.（3）工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。
（4）前后级之间的阻抗匹配，即把各级联接起来之后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。
谐振频率的确定：高频放大器制作中最关键也是最难的就是选取恰当的电感和电容值，使电路谐振。
谐振时有ωC=1/ωL，通过计算可以确定LC的值，但实际电路与理论计算往往相差很大，甚至能相差十几倍到几十倍，这就需要一定的操作技巧。
多次实验表明，实际振荡频率一般小于计算的频率，这就要用调节的法来确定放大器的谐振频率。
二、电路图连接衰减器电路图：其中R2为后级电路的输入阻抗。
简易数字电子秤课程设计
简易数字电子秤课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握电子秤的基本原理，包括传感器工作原理、信号转换和显示输出。
2. 学生能够了解简易数字电子秤的电路组成，并识别各部分功能。
3. 学生能够运用数学知识，进行电子秤的校准和测量误差分析。
技能目标：1. 学生能够运用所学的电子知识，完成简易数字电子秤的组装和调试。
2. 学生能够通过实际操作，掌握电子秤的使用方法，并运用其进行物体的质量测量。
3. 学生能够分析和解决电子秤使用过程中可能遇到的问题，具备一定的故障排查能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和实践能力。
2. 学生在学习过程中，树立团队协作意识，学会分享和交流，培养良好的沟通能力。
3. 学生能够关注电子秤在生活中的应用，认识到科技对生活的影响，提高社会责任感。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术课程内容，注重实践操作和理论知识相结合。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高学生的实践能力和创新能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成良好的团队合作意识和责任意识。
课程目标明确、具体，便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子秤基本原理：- 传感器工作原理，包括应变片传感器和压力传感器；- 信号转换原理，介绍模拟信号转换为数字信号的过程；- 显示输出原理，讲解数字显示技术。
2. 简易数字电子秤电路组成与功能：- 电路组成，包括传感器、信号放大电路、A/D转换器、微处理器、显示电路等；- 各部分功能，分析各组成部分在电子秤中的作用；- 教材章节：第三章“传感器及其应用”。
3. 电子秤的组装与调试：- 组装方法，介绍电子秤的组装步骤和注意事项；- 调试技巧，讲解如何对电子秤进行校准和测量误差分析；- 教材章节：第四章“电子测量与调试”。
教学进度安排：1. 第1课时：电子秤基本原理学习；2. 第2课时：简易数字电子秤电路组成与功能学习；3. 第3课时：电子秤组装实践；4. 第4课时：电子秤调试与测量误差分析。
2016江苏省大学生电子设计竞赛D题(附源程序)
2016江苏省大学生电子设计竞赛参赛试题（含题号）：D 简易电子秤
摘要
本设计以MSP430单片机为控制核心，设计并实现了一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，具有“称重”、“计价”、“去皮”等功能。
具体来说，采用自制的电阻应变片称重传感器将砝码重量变化转换为电压信号的变化，并用精密仪用放大器放大信号以及A/D转化，最终将信号送往单片机处理，得到物体重量，同时，该设计还实现了通过按键对电子秤设置单价并计价与“去皮”功能。
关键词：电阻应变片称重传感器仪用放大器简易电子秤
1.方案设计与论证
本设计运用到五个模块，分别是主控芯片模块、HX711AD转换、LCD液晶显示模块、独立按键、称重传感器模块以及蓝牙数据传输（测试专用）。
系统方案框图如图1所示。
图1 系统方案框图
1.1主控芯片模块
方案一：采用51单片机，但是51单片机的IO口个数较少，同时处理性能较低，无法满足本设计的工作要求。
故我们不采用此方案。
2012TI模电竞赛邀请赛简易电子秤(B题)
全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告题目：简易电子秤（B题）目录目录 (1)一、系统设计与实现方案 (3)1.1、放大部分设计 (4)1.2、AD转换部分设计 (5)1.3、MCU控制电路 (5)1.4、低功耗设置 (5)二、电路设计与原理图 (6)2.1、前级放大电路 (6)2.2、A/D转换电路 (6)2.3、MCU控制电路 (7)三、系统校准方法 (7)四、称重测试数据 (8)测试仪器： (8)测试数据： (9)五、参考文献 (9)六、附录 (10)附录1：MATLAB拟合程序 (10)附录2：系统总电路图 (10)摘要：本系统完成了一个简易电子称，以TI公司新推出的MSP430G2553单片机系统板为核心，辅以电阻变片，低功耗差分放大，ADC，单片机控制电路，键盘控制，LCD显示等器件组成的各个功能模块构成。
为补偿电阻变片与物体重量之间的非线性关系，我们先是使用TI 精密的仪表放大器INA333进行前级的信号放大，然后使用实验室精密的电压表记录下多组的电阻应变片输出电压值与对应的砝码重量，利用Matlab 对记录的参数进行多项式拟合，最后得出初步的计算公式，再通过实际验证与参数补偿，使电子秤的精度大大提高。
为进一步提高测量精度，本系统AD 转换芯片采用TI 公司16位AD 芯片ADS1110，实现对电压变化的精确测量。
此外，本系统称重过程较为稳定，另有实现“去皮”，计价等功能，通过设置MSP430G2553的工作模式实现“休眠”与“唤醒”，使得本系统的实用性大大提高。
关键词：MSP430 G2553 差分放大 INA333 ADS1110 Matlab一、系统设计与实现方案根据题目的要求，系统主要实现的功能是制作一个简易电子称。
系统可分为以下几个模块：放大电路，模数转换，MCU 控制部分。
系统硬件部分框图：系统软件部分流程图：附：电阻应变片部分原理如下图所示：当R3受到压力使其两端电压发生改变时，即在VF1和VF2之间产生一个差分信号，接到后面的放大。
电子设计竞赛-多功能电子秤设计报告及源代码
多功能数字电子计价秤（C题）摘要：基于对物体重量测量的多功能数字电子秤系统由主控制器部分、称重传感器部分、信号放大和模数（A/D）转换部分、显示部分及电源五部分组成，设计以单片机C8051F120为主控核心器件，A/D模块采集电阻应变式传感器将物体的重量转化的电信号，进行处理输送给单片机，同时单片机控制LCD液晶显示器实时显示物体的重量、单价、金额以及当前的时间等信息。
测试结果表明：系统整体运行稳定，人机界面友好。
关键词：C8051F120 称重传感器A/D采样LCD显示1引言分析赛题，我们认为本多功能数字电子计价秤装置系统需要实现如下任务：1）能用键盘设置单价，称重后能同时显示重量、单价和总额；电子计价秤：大称重为15.000公斤，重量误差不大于±0.1％；2）具有实时时钟显示并具有掉电保护，可显示日历时钟（年、月、日、时、分、秒）；3）扩展高精度A/D转换器，提高电子计价秤测量精度，测量误差不大于±0.01％；能预存10种商品的单价，可以随意调出使用。
基于以上分析，系统采用模块设计的方案实现系统的各项功能，主要由主控制器部分、数据采集及放大部分、A/D转换部分和显示部分，具体的实现方案如系统主框图1所示：图1 系统主框图2系统方案设计与论证2.1主控制器的选择在主控制器的选择上有以下两种方案：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心和基于单片机技术的控制方案。
上述两种控制方式除在处理方式和处理能力(速度)上的差异外，实现效果及复杂程度等方面也有显著的区别。
FPGA将器件功能在一块芯片上，其外围电路较少，集成度高。
而单片机技术成熟，开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。
鉴于本设计中，需要采集传感器称重物体的电信号，并实时显示重量，单片机的资源已经能满足设计的需求，而FPGA的高速处理的优势在这里却得不到充分体现，因此本设计的控制方案模块选用基于单片机控制方案。
2019年全国大学生电子设计竞赛赛题D题_简易电路特性测试仪
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。
简易电路特性测试仪（D题）【本科组】一、任务设计并制作一个简易电路特性测试仪。
用来测量特定放大器电路的特性，进而判断该放大器由于元器件变化而引起故障或变化的原因。
该测试仪仅有一个输入端口和一个输出端口，与特定放大器电路连接如图1所示。
图1特定放大器电路与电路特性测试仪连接图制作图1中被测放大器电路，该电路板上的元件按图1电路图布局，保留元件引脚，尽量采用可靠的插接方式接入电路，确保每个元件可以容易替换。
电路中采用的电阻相对误差的绝对值不超过5%，电容相对误差的绝对值不超过20%。
晶体管型号为9013，其β在60~300之间皆可。
电路特性测试仪的输出端口接放大器的输入端Ui, 电路特性测试仪的输入端口接放大器的输出端Uo。
二、要求1. 基本要求（1）电路特性测试仪输出1kHz正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输入电阻。
输入电阻测量范围1kΩ~50kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
（2）电路特性测试仪输出1kHz正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输出电阻。
输出电阻测量范围500Ω~5kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
全国大学生电子设计竞赛测控类赛题分析
实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”
等书写显示功能；
当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度；超时不操作时进入休
眠状态。
2009-LED点阵书写显示屏
题目的理解 光电传感器的灵敏度及响应速度 扫描点的定位 动作指令的识别
测控类赛题设计概要
准备
5cm B
0.4m
引导线
2.3m
1.2m
2019-简易智能电动车
循迹： 光电传感器 铁片检测：涡流传感器、霍尔传感器 避障： 超声波传感器 定点停车：红外传感器 主要难点：
光相关自适应调整 速度与偏差
误区：开环控制
2019-悬挂运动控制系统
15cm
15cm
80cm
图2 平衡状态示意图
2019-电动车跷跷板
水平度检测：用电位器自制传感器、 水银开关、倾角传感器、加速度传 感器
小车保持直线运行、行程记录 车速控制：步进式控制；车速与水
平度相关 小车响应速度与行进距离矛盾的协
调
2009-声音导引系统
接收器 C
1m 中点 O’
接收器 A
一、任务
x
减少瞄向靶心的时间。
电线
硬币
20cm
电机
150cm
10cm 6cm
平板
电机转轴
2019-基于自由摆的平板控制系统
开始摆动的检测 起始位置角度的检测（与平板角度相关） 平板的预调整 电机转动的响应速度 根据起始角、周期、摆长、靶距计算摆
动过程中激光笔的位置，进而算出激光 笔的角度原点源自15cm100cm
15cm
一、任务 通过两只电机控制物体
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2016年全国大学生电子设计竞赛简易电子秤（D题）高职组摘要：系统以STC12LE5A60S2单片机为主控器，设计一款一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤。
该系统包括单片机主控模块、重量传感器模块、语音模块、键盘输入模块、显示模块、电源模块。
重量传感器完成被测物体的重量信息采集；独立式按键设定被测物的单价；采用直流稳压输出电源5V和3V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：HX711、WTV020-SD语音模块。
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 (1)2.1 单片机模块选择 (1)2.2 压力传感器选择................................................... 错误!未定义书签。
2.3 PCA和AD转换模块的选取............................... 错误!未定义书签。
2.4 语音模块选择....................................................... 错误!未定义书签。
2.5 输入按键模块选择............................................... 错误!未定义书签。
2.6 电源模块选择....................................................... 错误!未定义书签。
2.7 显示模块选择....................................................... 错误!未定义书签。
3 电路系统与系统设计...................................................... 错误!未定义书签。
3.1 系统总体设计....................................................... 错误!未定义书签。
3.2 单片机最小系统设计........................................... 错误!未定义书签。
3.3 压力传感器模块设计........................................... 错误!未定义书签。
3.4 语言模块设计....................................................... 错误!未定义书签。
3.5 输入按键模块设计................................................................................3.6 电源模块设计....................................................... 错误!未定义书签。
3.7 显示模块设计....................................................... 错误!未定义书签。
3.8 程序设计............................................................... 错误!未定义书签。
4系统测试........................................................................... 错误!未定义书签。
5总结................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献.............................................................................. 错误!未定义书签。
附录Ⅰ系统原理图.......................................................... 错误!未定义书签。
1设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如下图1。
所示。
1.2技术指标（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g ）； （25.00g~500g ；重量小于50g ，称重误差小于0.5g ；重量在50g 及以上，称重误差小于1g 。
（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加。
（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g（5）其他。
（6）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 设计合适的机械结构，选择适当的压片器。
② 传感器灵敏度的选择。
本题的难点：① 减小测量误差。
2方案比较与选择2.1单片机模块选择方案一：采用STC 公司生产的STC12LE5A60S2芯片，这块单片机单指令周期而且是低压3.3V 工作，满足对于SD 卡的3.3V 电平。
方案二：采用STC 公司生产的STC89C252RC 芯片，它的指令代码完全兼容传统8051且单片机程序编写简单、价格低廉。
对比两个方案，综合考虑系统需要，方案一能满足系统控制要求。
2.2压力传感器选择方案一：采用的是惠更斯电桥，当弹性承受载荷产生变形时，电阻应变片（转换元件）收到拉升或压缩应变片变形后，他的阻值将发生变化（增大或减小）。
从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。
方案二：采用四个应变式压力体重传感器组成全桥电路，这样对压力的灵敏度将会比惠更斯电桥增加一倍以上，这样测量的精度将更加准确，而且机械滞后小、横向效应小以及本身体积小。
综合上述两种方案，我们采用全桥电路模型的压力传感器，称重范围为5Kg，满足题目要求的1kg~5kg的测量范围。
2.3PCA和AD转换模块的选取方案一：采用精密仪放对压力转换的模拟信号进行固定增益放大,然后外接高精度的AD模块对其进行AD转换成数字信号交给单片机进行处理。
方案二：采用集成芯片HX711，其内部自PGA和24位AD,24位的精度完全能够准确的分辨出题设中的1g的精度变化。
综上所述，我们选取方案二,因为方案二采用的集成芯片不但简单而且高效，相比方案一节省了很多电路的调试时间而且降低了实物制作的面积。
2.4语音模块选择方案一：采用WTV020-SD语音模块,它是一款可重复擦写语音内容的大容量存储类型的语音模块。
方案二：采用WT588D语音模块，芯片功能强大，但是价格较高。
综合上述两种方案我们最终选取方案一，此方案能够满足系统的要求而且性价比较高。
2.5输入按键模块选择方案一：采用按键矩阵的方式，这样可以大大减少I/O口的使用同时增加I/O口的复用。
方案二：采用单独的按键控制，这样的优点是程序代码简单，但是因为实际所需要的按键过多，这样就增加了单片机I/O口的使用。
综合上述两种方案我们最终选取方案一，此方案使我们能够减少单片机I/O 口的使用，节省了I/O资源。
2.6电源模块选择方案一：采用直流稳压电源。
线性稳压电源制作简单，输出稳定，但价格较高。
方案二：采用开关电源。
开关电源功率大，效率高，性价比相对较高综合考虑，方案二可以满足系统要求。
2.7显示模块选择方案一：采用LED1602显示屏，它的优点是其外围电路简单，程序代码简单，缺点是显示范围小不支持中文显示。
方案二：采用LCD12864显示屏，它显示范围大且支持中文显示。
图3.1：系统硬件总体框图 图3.3:压力传感器模块电路图综合考虑，我们选择了方案二，因为它支持中文显示可以满足系统要求。
3电路系统与程序设计3.1系统总体设计选择STC12LE5A60S2作为主控MCU ，通过独立按键来设定被测物体的单价，单片机通过重量传感器采集重量信息，通过语言模块提示和LCD12864液晶进行实时显示数据。
系统硬件总体框图如3.1所示：3.2单片机最小系统设计 STC12LE5A60S2单片机最小系统，就是使单片机正常运行的最低配置：它有复位系统和时钟系统两个系统构成：3)电源系统：VCC,和 GND 引脚，供电电压3.3V.STC12LE5A60S2单片机最小系统电路图如图3.2所示。
3.3压力传感器模块设计HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D 转换器芯片。
HX711的外围电路如图3.3所示3.4语言模块设计WTV020-SD 语音模块原理图如图3.4.3.5输入按键模块设计图3.2: 单片机最小系统电路图图3.6: WTV020-SD 语音模块模块电路图矩阵按键控制模块的连接如图3.5所示。
3.6电源模块设计电源模块用于为系统中各个部分提供稳定可靠的电压,电源电路是一个设计中最关键的部分，各个模块要想正常工作都需要提供合适的电源。
相应的电源模块的原理设计如图3.6所示（输出5V电源和3V电压）。
图3.6:电源模块电路图图3.5:输入按键模块电路图3.7显示模块设计LCD-12864是一种图形点阵液晶显示。
LCD12864特性：工作电压为+5V±10% 显示内容：240×128点，可显示15个(/图3.7: LCD12864电路图行)X8共120个(16×16点阵)的中文字符其接口电路如图3.7所示。
图3.8: 程序流程图3.8程序设计程序流程如图3.8所示4系统测试开始加入50g 的砝码，每次增加50g,共测试5次，以便了解精准度。
测量次数1 2 3 4 5实际重量测量重量测量误差物体单价最终价格 5总结经过一个星期的制作，我们最终顺利的完成了题目实物的制作。
系统是以STC12LE5A60S2为主控芯片，通过压力传感器和HX711芯片将压力转化为数字信号并传给MCU 进行处理，最终还原本来的重量进行显示，同时添加语音功能和WIFI 功能使电子秤更加人性化和实用化。
参考文献附录。