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综合测评题
滤波器输出正弦波信号参数要求：
= 3 ± 5%,
=5
± 100
，
输出电阻 Ro=600 欧姆，波形无明显失真。 6. 每个模块的输出的输出负载电阻为 600 欧姆，应标示清楚、置于明显位 置，便于检查。 7. 给出方案设计、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。 8. 电源只9. 要求预留方波 Vo1pp、四分频后方波 Vo3pp、三角波 Vo2pp、同相加法器 输出复合信号 Vo4pp、滤波器输出正弦波 Vo5pp 和+5V 单电源的测试端子。 注意：不能外加 READ2302G 和 HD74LS74 芯片， 不能使用除综合测评板上芯 片以外的其他任何器件或芯片，不允许参赛队更换综合测评板。 说明： 1．综合测评应在模数实验室进行，实验室能提供常规仪器仪表、常用工具 和电 阻、电容、电位器等。 2．综合测评电路板检查后发给参赛队，原则上不允许参赛队更换电路板。 3、若综合测评电路板上已焊好的 READ2302G 和 HD74LS74 芯片被损坏，允许提供 新的 READ2302G 和 HD74LS74 芯片，自行焊接，但要记录并酌情扣分； 4、提供 READ2302G 和 HD74LS74 芯片使用说明书随综合测评板一并提供。
复合信号发生器
使用题目指定的综合测评板上的两片 READ2302G（双运放） 和一片 HD74LS74 芯片设计一个复合信号发生器。 给出方案设计、 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。 设计制作要求如图 1 所示，设计制作一个方波发生器输出方波，将方波发生 器输出的方波四分频后再与三角波同相叠加输出一个复合信号， 再经滤波器后输 出一个正弦波信号。
2017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 2017 年 8 月 21 日 8:00 正式开始，8 月 21 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。
滤波器输出正弦波信号参数要求：
= 3 ± 5%,
=5
± 100
，
输出电阻 Ro=600 欧姆，波形无明显失真。 6. 每个模块的输出的输出负载电阻为 600 欧姆，应标示清楚、置于明显位 置，便于检查。 7. 给出方案设计、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。 8. 电源只能选用+5V 单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源。 9. 要求预留方波 Vo1pp、四分频后方波 Vo3pp、三角波 Vo2pp、同相加法器 输出复合信号 Vo4pp、滤波器输出正弦波 Vo5pp 和+5V 单电源的测试端子。 注意：不能外加 READ2302G 和 HD74LS74 芯片， 不能使用除综合测评板上芯 片以外的其他任何器件或芯片，不允许参赛队更换综合测评板。 说明： 1．综合测评应在模数实验室进行，实验室能提供常规仪器仪表、常用工具 和电 阻、电容、电位器等。 2．综合测评电路板检查后发给参赛队，原则上不允许参赛队更换电路板。 3、若综合测评电路板上已焊好的 READ2302G 和 HD74LS74 芯片被损坏，允许提供 新的 READ2302G 和 HD74LS74 芯片，自行焊接，但要记录并酌情扣分； 4、提供 READ2302G 和 HD74LS74 芯片使用说明书随综合测评板一并提供。
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2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛2017年全国大学生电子设计竞赛滚球控制系统（B题）2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛2017年8月12日摘要这是一个以小球为载体，用K60单片机控制小球在平板上实现静止或者按照预定轨迹移动的系统。
本系统包括电源模块、传感器模块、驱动模块、电机模块等。
在此滚球系统中，利用摄像头检测小球的位置、MPU6050传感器反馈平板的倾斜程度给单片机，应用PWM调速方法作为动力源、PID为主要控制方法，控制舵机的切换及转速，从而控制平板不断调整位置以使小球按期望要求动作。
关键词： K60单片机、摄像头、MPU6050、舵机2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛Abstract：This is a ball carrier, K60 chip is used to control the ball in the stationary or moving plate according to a predetermined trajectory of the system. This system includes power module, sensor module, driver module, motor module. This ball system, the use of cameras to detect the location of the ball, MPU6050 flat degree of tilt sensor feedback to the microcontroller the application of PWM as the main control method, control method, switching and speed control of the rudder, continue to control panel to adjust the position to make the ball move according to the desired requirements.Keywords: K60 microcontroller, camera, MPU6050, servo目录摘要 (3)目录 (4)1方案比较与论证 (5)1.1方案设计 (5)1.2方案论证 (6)1.2.1单片机模块的选择 (6)2017年第十三届全国大学生电子设计竞赛1.2.2电机模块的选择 (6)1.3总体总结 (7)2 硬件设计 (7)2.1 理论分析与计算 (7)2.2 总体硬件框图 (9)2.3单元电路设计 (10)3 软件设计 (10)3.1总体软件框图 (10)3.2 小球的检测及处理 (11)3.3 控制方法：PID算法 (11)3.3.1 PID的基本含义 (11)3.4程序目录 (12)4 系统调试与测试 (12)4.1 硬件测试 (12)4.2软件调试 (13)4.3 软硬件联合调试 (13)4.3.1测试结果 (13)4.3.2测试分析与结论 (14)5 设计总结 (14)参考文献 (15)附录 (15)1方案比较与论证1.1方案设计根据题目的要求和组内讨论，我们的滚球控制装置采用飞思卡尔智能车系统中的K60单片机，利用摄像头检测小球的位置，通过自己设计的驱动板进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制舵机工作。
2017年大学生子电子设计竞赛题目(A-P题全)附元器件清单
完成第（ 2）项
完成第（ 3）项
完成第（ 4）项 合计
完成第（ 1）项
完成第（ 2）项
完成第（ 3）项 其他
合计
总分
满分 3
6
6
3
2
20 12 10 15 13 50 10 15 15 10 50 120
A-3/3
逆境是成长必经的过程，能勇于接受逆境的人，生命就会日渐的茁壮。
2017年全国大学生电子设计竞赛试题
四、评分标准
系统方案 理论分析与计算
设计 报
基本 要求
完成第（ 1）项 完成第（ 2）项 完成第（ 3）项 完成第（ 4）项
项目 技术路线、系统结构、方案论证 小球检测及控制方法分析 电路设计与参数计算， 小球运动检测及处理， 执行机构控制算法与驱动 测试方法，测试数据，测试结果分析 摘要，设计报告结构及正文 图表的规范性
合计
合计
B-2/3
分数 3 5
5 4
3
20 10 10 15 15 50
逆境是成长必经的过程，能勇于接受逆境的人，生命就会日渐的茁壮。
发挥 部分
完成第（ 1）项 完成第（ 2）项 完成第（ 3）项 完成第（ 4）项
合计 总分
15 15 10 10 50 120
B-3/3
逆境是成长必经的过程，能勇于接受逆境的人，生命就会日渐的茁壮。
20cm
计时并显示，单位为秒。
7
20cm
2
3cm
5
4.5cm
8
20cm
3
6
9
二、要求
1.基本部分
图 1 平板位置分布示意图
（ 1） 将小球放置在区域 2，控制使小球在区域内停留不少于 5 秒。
全国大学生电子设计竞赛题
全国大学生电子设计竞赛题2017年全国大学生电子设计竞赛远程幅频特性测试仪（H题）2017年08月12日摘要本幅频特性测试装置采用STM32F407为主控芯片，通过集成DDS芯片AD9959作为信号源，实现了幅度和频率的动态可调；通过级联两块AD8367作为放大器，实现了增益0-40dB连续可调,具有较好的噪声抑制效果；通过AD8310对数检波模块，实现了不同频率信号幅度的测量，并且能够定性的绘制出幅频特性曲线.关键词：幅频特性测试装置；DDS；VGA；低噪；对数检波AbstractThe amplitude frequency characteristic test device uses STM32F407 as the main control chip, through the integrated DDS chip AD9959 as the signal source, to achieve the amplitude and frequency of the dynamic adjustable; through the cascade of two AD8367 as an amplifier, to achieve a gain of 0-40dB continuously adjustable , With good noise suppression effect; through the AD8310 logarithmic detection module, to achieve a different frequency signal amplitude measurement, and can qualitatively draw the amplitude and frequency characteristics of the curve. Keyword: amplitude frequency characteristic test device；DDS;VGA;low noise；logarithmic detection目录一．方案论证.................................................................................................................. １．１方案比较与选择.......................................................................................... １．２方案描述......................................................................................................二．理论分析与计算........................................................................................２．１DDS模块..................................................................................................... ２．２放大器模块.................................................................................................. ２．３幅值测量模块..............................................................................................2. 4 π型衰减网络三．电路与程序设计........................................................................................３．１电路设计...................................................................................................... ３．2程序设计........................................................................................................四．测试方案与测试结果 ............................................................................... 五．结论............................................................................................................................远程幅频特性测试装置（H题）一.系统方案1.方案比较与选择1）信号源模块：方案一：采用直接数字频率合成（DDS）方案。
2017全国大学生电子设计竞赛H题
2017全国大学生电子设计竞赛H 题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理，勿做商业用途2017年全国大学生电子设计竞赛远程幅频特性测试仪（H题）2017年08月12日摘要本幅频特性测试装置采用STM32F407为主控芯片，通过集成DDS芯片AD9959作为信号源，实现了幅度和频率的动态可调；通过级联两块AD8367作为放大器，实现了增益0-40dB连续可调,具有较好的噪声抑制效果；通过AD8310对数检波模块，实现了不同频率信号幅度的测量，并且能够定性的绘制出幅频特性曲线.关键词：幅频特性测试装置；DDS；VGA；低噪；对数检波AbstractThe amplitude frequency characteristic test device uses STM32F407 as the main control chip, through the integrated DDS chip AD9959 as the signal source, to achieve the amplitude and frequency of the dynamic adjustable; through the cascade of two AD8367 as an amplifier, to achieve a gain of 0-40dB continuously adjustable , With good noise suppression effect; through the AD8310 logarithmic detection module, to achieve a different frequency signal amplitude measurement, and can qualitatively draw the amplitude and frequency characteristics of the curve.Keyword: amplitude frequency characteristic test device；DDS;VGA;low noise；logarithmic detection目录一．方案论证.................................................................................................................. １．１方案比较与选择.......................................................................................... １．２方案描述......................................................................................................二．理论分析与计算........................................................................................ ２．１DDS模块..................................................................................................... ２．２放大器模块.................................................................................................. ２．３幅值测量模块..............................................................................................2. 4 π型衰减网络三．电路与程序设计........................................................................................ ３．１电路设计...................................................................................................... ３．2程序设计........................................................................................................ 四．测试方案与测试结果 ............................................................................... 五．结论............................................................................................................................远程幅频特性测试装置（H题）一.系统方案1.方案比较与选择1）信号源模块：方案一：采用直接数字频率合成（DDS）方案。
2017全国大学生电子设计竞赛(吉林赛区)评审结果
杨杨 金润泽 虞锴 朱海忱 二等奖
79 本科组 B 351 白城师范学院
赵天 郭华柱 王长明 李温温 二等奖
80 本科组 81 本科组 82 本科组
B 086 吉林化工学院 B 090 吉林化工学院 B 039 北华大学
张凯 包博涵
李镇
王玉 邸锐 向银
王靖 韩雪飞 唐山杰
孙澄宇 赵岩 苑广军
二等奖 二等奖 二等奖
题 赛区 号 编号
参赛队学校
学生 姓名
学生 姓名
学生 指导 姓名 教师
获奖 等级
B 332 吉林师范大学
马嘉彬 彭月 陈思 宋明星 二等奖
B 310 长春大学
宋恒达 韩佰陶 孙博 程子轩 二等奖
B 283 长春工业大学
董佳鑫 黄朝绩 贾东鑫 胡黄水 二等奖
B 337 吉林工程技术师范学院
苏鑫 孙喜瑞 王欣 毛春昱 二等奖
张霁 李艳 成功参赛 杨煜 李艳 成功参赛 郑美玲 李洪亮 成功参赛
B 309 长春大学
周冬辉 阳健 张存存 孙海欣 一等奖
B 347 吉林大学
陈冠宇 袁锦烽 孙澎勇 杨泓渊 一等奖
B 299 长春工业大学
郭强 陈彬超 刘文勇 庞在祥 一等奖
B 242 长春理工大学
崔传磊 曹中华 吕梦凌 韩文波 一等奖
宫兰景 艾高宇 陈栋 程艳明 一等奖
B 066 北华大学
梁世东 马晓超 朱磊 陈久伟 一等奖
B 084 吉林化工学院
罗剑 张岩 何鑫 吴正玲 一等奖
B 257 长春工业大学人文信息学院 马开达 马柯异 王亚东 王维正 一等奖
B 077 吉林化工学院
白竹康 王恩兵 张博 付秀伟 一等奖
2017全国大学生电子设计竞赛获奖的名单(初评)
2017全国大学生电子设计竞赛获奖的名单(初评)篇一：2003年全国大学生电子设计竞赛获奖名单附件一： 2003年全国大学生电子设计竞赛获奖名单篇二：2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单(初评)篇三：2015全国大学生电子设计竞赛I题设计报告风板控制装置设计报告作者姓名：作者班级：指导老师：风板控制装置设计要求一、任务设计并制作一个风板控制装置。
该装置能通过控制风机的风量来控制风板完成规定动作，风板控制装置参考示意图见图1。
图1风板控制装置参考示意图二、要求1．基本要求（1）预置风板控制角度（控制角度在45°～135°之间设定）。
由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于10s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间为5s，误差不大于 1s。
动作完成后风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。
由终点开始启动装置，在10s内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做3次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）显示风板设置的控制角度。
风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示。
2．发挥部分用细线绳将一个重量为10g物体（可以用10g砝码代替），拴在小长尾金属夹的尾端上，小长尾金属夹与重物的总长度不小于50mm，并整体夹在图1所示风板对应位置上。
（1）预置风板控制角度（控制角度在45°～135°之间设定）。
由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于15s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间5s，误差不大于1s，最后控制风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。
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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。
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。
（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：
2.4显示选择
方案一：采用OLED显示屏，特点是制造工艺简单，成本低；发光效率更高，能耗比LCD要低，但是使用寿命比LCD短，尺寸小。
方案二：采用LCD12864显示屏，特点是显示范围大能显示8*4个汉字且使用寿命长
综合考虑，确定选择了方案二，它显示范围大并且使用寿命长。
2.5电源选择
根据设计要求以及我们对前面各种模块的选择，我们确定了整个系统需要5V和12V（用于磁性接近开关）供电。
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角度测量选择
方案一：角度测量采用专用角度传感器芯片MPU6050，它输出角速度，加速度，由单片机进行角度计算。
方案二：角度测量采用旋转电位器，通过转动的阻值变化读取电位器的电阻值，送往AD进行数据运算，得到相应的角度，有较大的误差。
对于以上两种方案，分析系统要求以及精准性，确定选取了方案一。
钢球个数
2
4
6
8
10
测试方向
测试个数
表4.1：测试方向与测试个数值
情况二：固定管道的倾斜角度使A端高于B端即实际方向显示应“01”，连续投入钢球，初始数量为2个每次增加2个钢球。
钢球个数
2
4
6
8
10
测试方向
测试个数
3电路系统与程序
3.1系统硬件总体设计
选择IAP15W4K61S4作为主控MCU ，并通过角度传感器和磁性接近开关与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单片机最小系统模块设计
此次设计我们采用IAP15W4K61S4单片机，它支持在线仿真，有10位精度的模数转换器，且外围电路简单，此单片机的最小系统电路图如图3.2所示。
3.6电源模块设计
电源部分采用变压器、开关电源LM2596，以及一个LM7805芯片等将220V的交流电降压固定的12V（用于磁性接近开关）和5V直流电电压输出。其电路设计部分如图3.6.
3.7程序结构与设计
4系统测试
情况一：固定管道的倾斜角度使A端高于B端即实际方向显示应“01”，改变投入钢球的数量，初始数量为2个每次增加2个钢球，时间间隔≤2s。
方案一：采用LM7805和LM7812线性电源来实现固定5V和12V输出其优点是线性电源工作稳定，输出纹波小。但是也存在着效率低，产热多的缺点。
方案二：采用开关电源LM2596，以及一个LM7805芯片来实现固定12V和5V，这样就提高了电源的工作效率但是也增加了电路的难度
对比两个方案综合考虑后，确定选择了方案二既能满足系统要求又提高了效率。
3.3角度传感器模块设计
MPU-6050可准确追踪快速与慢速动作，ຫໍສະໝຸດ 精准的捕捉角度，其电路链接如图3.3.
3.4磁性传感器模块设计
磁性接近开关能以细小的开关体积达到最大的检测距离。它能检测磁性物体然后产生触发开关信号输出到单片机，与单片机的链接方式如图3.4
3.5显示模块设计
LCD12864显示块是一款硬件电路结构或显示程序都比较简洁，的图形液晶模块。其外围电路与单片机连接方式如图3.5所示。
2.3钢珠运动检测选择
方案一：钢珠运动检测采用红外传感器，利用物体的反射性质，检测是否有钢珠通过。优点是体积小、功耗低。缺点是环境的影响大，测量误差大。
方案二：钢珠运动检测采用磁性接近开关TL-Q5MC1-Z传感器感，特点是拥有大的检测范围和较高的开关频率，而且结构简单，但驱动电压为12V。
对于以上两种方案，方案二能够较好的满足系统要求，故确定了方案二。
（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传感器灵敏度的选择。
2用于钢珠运动检测的传感器选择
本题的难点：
1编写合适的算法减小角度误差等。
2钢珠个数的捕捉。
2
2.1单片机选择
方案一：采用STC公司生产的IAP15W4K61S4单片机，特点是程序储存器空间大，支持在线仿真。且内部自带10位的AD转换功能。
方案二：采用STC公司生产的STC89C252RC芯片，特点是指令代码完全兼容传统8051且使用广泛，价格便宜。