2012年江西省电子设计大赛题目及电路解析
2012全国电子设计大赛D题_LC谐振放大器_报告总汇
2012年全国大学生电子设计竞赛设计报告LC 谐振放大器摘要：本系统以高频小信号LC 谐振放大电路为核心，设计制作了振荡频率为15MHz 的谐振放大器。
系统第一部分输入信号通过π型电阻网络衰减电路实现信号衰减dB 240±的功能，同时完成电路阻抗匹配，使信号能够很好的传给下一级放大电路。
综合考虑功耗、通频带、选择性噪声影响及工作稳定等因素，第二部分设计了两级高频小信号单调谐放大电路相串联来完成60dB 的放大。
每级高频小信号放大电路均采用分立元件搭建而成，使用三极管S9018作为高频放大管，谐振负载采用LC 并联谐振回路。
通过各个模块间的配合使用，实现了谐振频率达15MHz ，上下偏差不超过100KHz ，并且系统带宽为KHz f 30027.0=∆，带内波动不大于dB 2，同时又降低了整个系统的成本及提高了系统的可实现性。
总的来说，本系统基本符合指标的要求。
关键词目 录一、系统方案论证 (2)1、衰减器方案论证............................................................................................... 2 2、LC 谐振放大器方案论证. (2)二、理论分析与计算 ................................................................................ 3 三、电路设计 (3)1、衰减电路设计................................................................................................... 32、LC 谐振放大电路设计.................................................... 错误！未定义书签。
红外线自动检测计数装置
毕业设计论文题目：红外线检测计数显示装置学院：物理科学与工程技术学院专业：电子信息科学与技术年级：09级姓名：张文平指导教师：邓满兰职称：讲师（2013 年 6 月）宜春学院教务处制目录1．毕业设计任务书2．毕业设计开题报告3．毕业设计答辩资格审查表4．论文原创性申明5．论文版权使用授权书6．毕业设计正文7．外文资料译文8．外文资料原文宜春学院毕业设计任务书题目：红外线检测计数显示装置学院：物理科学与工程技术学院教研室：电子信息工程专业：电子信息科学与技术班级：09电子技术学号：0934302142姓名：张文平起止日期：2012.11.17—2015.5.18指导教师：邓满兰职称：讲师教研室主任：李小平审核日期：2012.11.18说明1.毕业设计（论文）任务书由指导教师填写，并经教研室审定，下达到学生。
2.进度表分前、中、后三期由学生填写，每期填写后交指导教师签署审查意见，并作为毕业论文工作检查的主要依据。
3.学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，3周内提交给指导教师批阅。
4.本任务书在毕业设计（论文）完成后，与设计（论文）一起交指导教师，作为设计（论文）评阅和毕业设计（论文）答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。
宜春学院毕业设计开题报告题目：红外线检测计数显示装置学院：物理科学与工程技术学院系电子与信息工程专业：电子信息科学与技术班级：09电子技术学号：0934302142姓名：张文平指导教师：邓满兰填表日期：2012 年11 月26 日一、选题的依据及意义依据：随着经济的高速发展，人们的生活水平也在不断的提高，随着而来的是，人们对事物的追求从功能化上升到人性化，计算器是生活中必需的生活用品。
在没有电子计数器之前，人们通常采用人工计数的计数方式，这种计数方式准确率低、花费大、工作效率低，特别是面对大量的计数任务时，人工计数存在非常大的不适用性。
这种传统形式的“机械计数器”已经越来越不能满足现代人们注重“节能”“方便”概念的需求。
2012电子设计比赛E题
双路低频信号发生及分析仪的设计制作摘要本设计主要实现包括信号发生，信号叠加与频谱分析三个功能。
设计中我们采用STM32作为信号发生与频谱分析的主控芯片，信号发生部分应用DDS原理,并通过查表的方式控制DA芯片产生模拟信号，再通过编程来改变定时器的溢出值以实现频率调节，最后我们通过不同的查表次序实现相位的预置。
在基于离散傅里叶变换的基本原理上，我们采用FFT算法实现频域分析，利用TFT-LCD彩屏液晶来实现频谱图的动态显示。
经过调试实验，本设计完成了各项指标，发挥部分功能全部能够实现。
关键词：DDS原理, STM32, FFT算法, 频域分析AbstractThis design mainly has three functions, the signal occurs, signal superposition and spectral analysis t. We adopt STM32 as master control chip for signal occurrence and spectrum analysis.Signaling part adopts DDS principle. Through the look-up table way to control DA chip to produce analog signal. Programming to change the timer overflow value to realize frequency regulation. Different table lookup order control different phase. Spectral analysis part is based on the discrete Fourier transform principle (FFT),Using FFT algorithm frequency domain analysis. the part of spectrum display make use of TFT-LCD, which realizes dynamic display.Testing results show that the design finished all kinds of design index. The function of harder parts is also completely realized.Key words: DDS, STM32,FFT algorithm, Frequency domain analysis,Spectrum diagram目录1.系统方案 (4)1.1 剖析赛题 (4)1.2 系统整体框图 (4)1.3各模块实现方案 (4)2. 理论分析与计算 (7)2.1信号发生理论与计算 (7)2.2 信号频域分析原理 (8)2.3 信号采样频率设定依据 (8)3 电路与程序设计 (10)3.1 信号发生器部分电路设计 (10)3.2信号叠加电路与电压跟随器 (11)3.3分析仪部分电路设计与算法实现 (12)3.4程序设计............................................ . (14)4.测试方案与测试结果 (15)4.1测试所用仪器 (15)4.2测试环境与时间 (15)4.3测试结果分析 (15)5设计总结 (18)参考文献 (18)附录 (19)1.系统方案1.1剖析赛题本题要求设计一个双路低频信号发生器，以及一个能对信号进行频域分析的仪器。
江西省电子设计大赛电路
江西省第13届电子设计大赛电路原理《数显智力抢答器》江西省第13届电子设计大赛赛题一、电路功能1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3. 抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
二、参考电路图通电，显示0，只要一个先按，便立即显示该按键编号不动，按其他按键也没有反应，只有主持人按一下复位键，才可以开始下一轮的抢答。
选手每按一下，发出一声di声。
12江西省第13届电子设计大赛电路原理图-数显智力抢答器5路数显抢答器（上图的简化电路）江西省第14届电子设计大赛电路原理图3《路灯开关模拟电路》江西省第14届电子设计大赛电路原理图1、题意有一集镇的街道灯，以高压汞灯及钠灯隔盏交叉安排在街道两旁，为了节约用电，当行人稀少的后半夜，将钠灯关闭，仅保留汞灯。
这就是说，傍晚全部灯亮，约6小时后隔盏关灯，第二天清早路灯全部关闭，傍晚又开启，如此循环。
2、模拟制作要求令红色发光二极管模拟高压钠灯，绿色发光二极管模拟高压汞灯，请用1秒模拟1小时，用所提供的器材完成该电路设计制作，完成制作后，其作品能演示上述路灯控制开关的模拟操作。
3、参考电路实现上述题意的模拟制作随所设计的电路及元器件的不同而异，由于路灯是用发光二极管模拟，则应该按发光二极管的电性能给LED供电。
为了能在短时间内看到作品的演示功能的全过程。
特用1秒的时间代替6小时。
图中技术实现模拟功能的电子制作电路参考图，图中元件参数是参考值。
有的元件需要读者根据计算并调试来决定的。
4、电路工作原理市电220V的交流电经过保险管F1给电源变压器T1供电，经过变压器降压T1后输出15V的交流电，再经过整流二极管整流、滤波电容滤波、LM7812稳压后输出12V的直流电压。
江西省电子设计大赛题目及电路解析
年江西省电子设计大赛题目及电路解析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2 0 1 2年江西省大学生电子设计制作现场赛赛题某县，有一个免费参观的“陶渊明故里纪念馆”，其入口与出口分道进出，且采用如同地铁的入口、出口的措施，确保单向通行。
在入口与出口处还设有红外检测、声响、累加计数器装置，当游人进（出）馆时，须穿过红外检测器。
凡有人进入检测区，立即发出清晰、响亮的声响“叮…当…，，，然后计数器自动加1 。
这样，可自动统计每天的参观人数，同时当工作人员下班、闭馆前，先检查出、入口累加计数器的计录。
若出口计录小于入口计录数，说明馆内还有游人。
工作人员便发出通知。
直至出、入口计数器计录相等，工作人员便闭馆下班。
请参赛者在赛场提供的器材中，选取所需器材，利用传感器技术及模拟电路、数字电路知识，设计、制作一个能模拟完成上述入口（或出口）处的红外检测、声响、计数功能的电子作品，限于竞赛条件，累加计数器只用2位，即计数范围为“1-99"。
要求：1)红外检测部件间距：可客人的中指缓慢穿过而不会碰及红外管，为此要求发射管与接收管工作面间距至少有2 5mm，即俯视看万能板，发射管与接收管的工作面，二者间至少相隔1 0个焊孔的距离。
2)手动清零：进入工作状态前，先手动清霉（复位），显“00"，再处于等待工作的状态（不是自动复位）。
3)声响要求：“叮…当…”，．必须是清晰、响亮的双音（犹如门铃声），单音无效。
4)工作顺序：必须先进入检测、再发出“叮…当…”声响，最后累加计数并显示计录结果。
彼此动作连贯，但能分清先后，当发．出“叮…”声时门闸打开，发出“当…”声时游人进门，计数显示。
：_5)扬声器固定在万能板上：为防止作品在评审时出故障，扬声器必须固定在万台皂板的元件面，可用IN4007多余的引线剪下后，一头从板的元件面穿过再焊在万能板上，另一头（较长）留在元件面，往下压扣住扬声器，这样，一般有2根足矣。
2012年全国大学生电子设计竞赛报告
2012全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统设计专题邀请赛高效LED驱动电路（A题）摘要本文研究设计了一个高效LED驱动电路，驱动5只串联高亮LED，并且整体只有一个输入电压3.3V。
该装置采用TI公司的TPS61040作为DC-DC核心，并用MSP430FR5739控制，保证了整块系统的效率和低功耗。
关键词：LED驱动TPS61040 DC-DC MSP430FR5739 低功耗目录1系统方案 (3)1.1单片机供电选择 (3)1.2单片机显示模块的论证与选择 (3)2系统理论分析与计算 (4)2.1TPS61040电路分析 (4)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2恒流源电路原理图 (5)3.1.3恒压源电路原理图 (5)3.2程序的设计 (6)3.2.1程序功能描述与设计思路 (6)3.2.2程序流程图 (7)4测试方案与测试结果 (8)4.1测试方案 (8)4.2 测试条件与仪器 (8)4.3 测试结果及分析 (8)4.3.1测试结果(数据) (8)4.3.2测试分析与结论 (8)微弱信号检测装置（A题）1系统方案本题目要求整体电路必须采用 3.3V单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。
限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。
并且单片机限定使用SEED-EXP430F5529A、MSP-EXP430FR5739、MSP-EXP430G2LaunchPad三块开发板其中之一，开关S1断开后，电路由电容C供电。
控制LED驱动电路，在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。
考虑低功耗因素，故采用MSP430FR5739单片机控制，为了必要的显示功能，系统配备了128x64黑白液晶。
整体框图如图1所示。
图1 LED发光装置供电方式示意图1.1单片机供电选择方案一：直接采用外部3.3V输入供电方案二：采用一级DC-DC稳定到3.3V再给单片机供电如果直接采用外部3.3V输入供电，由于设计要求在断开S1后在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间，并且要求单片机检测流过LED 串的电流，所以单片机需要一个稳定的参考，结合低功耗应该，应选择使用单片机内部2.0V参考源，则单片机供电电压必须高于2.2V，而TPS61040的工作电压最低可达1.8V，并且其工作效率较高，这对断开S1后尽可能延长对LED串的供电时间有很大帮助。
《2013年江西省电子设计大赛题目及电路解析》
2013赛题：带有密码锁的八路信号电压自动巡测仪一、题意参赛者在赛场提供的器件中选用元器件，设计、制作一个自带密码锁的8路信号电压自动巡测仪。
二、要求1)直流稳压电源。
电源线插头插上220V50HZ电源插座，稳压电源输出端的Ω5绿色发光二极管亮，表示直流稳压电源正常。
2)密码锁按键设置。
密码锁设有四个按键，按键用不干胶贴有编号，分别为①，②、③、④，为了评审的方便，四个按键必须摆成方阵形式。
3)密码锁开锁方法。
要了解信号电压巡测情况，须先开锁，否则巡测电路不工作。
若要开锁，请用“1-3-3"法输入密码，即先按一下②号键，接着按①、再按④号键各三下。
密码锁识别确认后，Ω3绿色发光管亮，表明开锁成功。
锁开前，巡测电路任何部分不得工作，否则视开锁失败。
4)密码锁上锁方法。
当想要巡测电路退出工作的话，可按一下③号键，即刻Ω3绿发光管失光，表示密码锁上锁成功，巡测电路结束工作。
若要巡测电路重新工作，必须再一次输入密码开锁。
5)数显1—8路周而复始。
密码锁开锁后，巡测电路工作，立刻可见Ω3红色发光管闪亮，其闪烁频率约仁1HZ即1秒，随之数码管从l开始，数显1、2、3、4、5、6、7、8、1、2、3、4、5、6、7、8、1、2......每一数字对应着所测信号电压属第几路。
为了避免评审时出现误判，参赛者务必注意，数码管绝对不可漏笔划，否则失分严重。
6)信号电压设置。
由于竞赛条件的特殊性，不可能给每位提供8路不同值的信号。
要求从作品上引入直流电源自行制作8路“信号”电压，为了评审时方便、显目按1-8路顺序，“信号”，电压逐级递增、不许为0值且级间差值不小于0.5V。
7)信号电压的巡测。
1-8路的“信号”电压值在同一测试点上用万用电表的电压档监测读取，为了让评委准确无误的迅速找到测试点，要求参赛者在作品万能板的元件面，用不干胶贴注明公共测试点。
在万用表上应能很方便地对应数显1_8路，读出每路的测量值。
8)作品每一部分的功能必须符合题意及其要求，必须稳定可靠，否则评审时不予给分。
2012年15省赛区大学生电子设计TI杯电子设计竞赛试题(全)
2012年15省赛区大学生电子设计TI 杯竞赛试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在A 、B 、C 、D 、E 题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F 、G 、H 题中任选一题，也可以选择其他题目。
（2）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。
（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（4）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。
（5）2012年8月7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。
微弱信号检测装置（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。
为便于测评比较，统一规定显示峰值。
整个系统的示意图如图1所示。
正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。
噪声源采用给定的标准噪声（wav 文件）来产生，通过PC 机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。
图中A 、B 、C 、D 和E 分别为五个测试端点。
图1 微弱信号检测装置示意图 二、要求1. 基本要求（1）噪声源输出V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，带宽大于1MHz ；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。
（2）微弱信号检测电路的输入阻抗R i ≥1 M Ω。
（3）当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz 、幅度峰峰值在200mV ~ 2V 范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
2. 发挥部分正弦波信号源微弱信号 检测电路噪声源V S V NV C V o 纯电阻 分压网络显示 电路加法器V i A BCDE（1）当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
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2012年江西省电子设计大赛题目及电路解析
2 0 1 2年江西省大学生电子设计制作现场赛赛题
某县，有一个免费参观的“陶渊明故里纪念馆”，其入口与出口分道进出，且采用如同地铁的入口、出口的措施，确保单向通行。
在入口与出口处还设有红外检测、声响、累加计数器装置，当游人进（出）馆时，须穿过红外检测器。
凡有人进入检测区，立即发出清晰、响亮的声响“叮…当…，，，然后计数器自动加 1 。
这样，可自动统计每天的参观人数，同时当工作人员下班、闭馆前，先检查出、入口累加计数器的计录。
若出口计录小于入口计录数，说明馆内还有游人。
工作人员便发出通知。
直至出、入口计数器计录相等，工作人员便闭馆下班。
请参赛者在赛场提供的器材中，选取所需器材，利用传感器技术及模拟电路、数字电路知识，设计、制作一个能模拟完成上述入口（或出口）处的红外检测、声响、计数功能的电子作品，限于竞赛条件，累加计数器只用2位，即计数范围为“1-99"。
要求：
1)红外检测部件间距：可客人的中指缓慢穿
过而不会碰及红外管，为此要求发射管与接收管工作面间距至少有2 5mm，即俯视看万能板，发射管与接收管的工作面，二者间至少相隔1 0个焊孔的距离。
2)手动清零：进入工作状态前，先手动清霉（复位），显“00"，再处于等待工作的状态（不是自动复位）。
3)声响要求：“叮…当…”，．必须是清晰、响亮的双音（犹如门铃声），单音无效。
4)工作顺序：必须先进入检测、再发出“叮…当…”声响，最后累加计数并显示计录结果。
彼此动作连贯，但能分清先后，当发．出“叮…”声时门闸打开，发出“当…”声时游人进门，计数显示。
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5)扬声器固定在万能板上：为防止作品在评审时出故障，扬声器必须固定在万台皂板的元件面，可用IN4007多余的引线剪下后，一头从板的元件面穿过再焊在万能板上，另一头（较长）留在元件面，往下压扣住扬声器，这样，一般有2根足矣。
6)电源输出用绿色发光管指示，红外管输出用黄色发光管指示。
核心芯片管脚图：
CD4518 CD4520 引脚图
CD4511管脚图
2012年电子设计大赛
仿真电路图
电路模块解析：
1.光耦合器端，电阻R20调节红外发射管的灵敏度，使得红外接收管与电阻R1分压。
当用手指挡住红外接收管时，红外接收管两端的电压高，此时LED指示灯D1亮，当手松开时，接收管两端的电压降低接近于0V，此时LED指示灯D1不亮。
如此循环计数，
2.LM358的作用是波形的整形，使得红外接收管的输出信号为规则的脉冲波，便于计数芯片计数。
3.C3、R12构成上电复位电路，利用电容对交流短路的特性，在上电的瞬间电容短路，电阻两端的电压即为电源电压，电容充满电后电阻两端电压即为0V，电容旁边的按键为复位按键，即为手动清零。
4.计数由CD4518完成，后面接CD4511驱动数码管显示数字，R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11为输入下拉电阻，用于保持电路的稳定性。
一般取值10KR。
RN1 RN2为数码管的限流电阻，
一般取值500R。
5.三极管Q1用于驱动继电器，D2与继电器构成放电回路，用于保护开关管。
继电器在此切换电阻，改变NE555的输出频率。
从而使得喇叭发出两种声音。
附：CD4518详细资料：
CD4518/CC4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。
每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。
由表可知，若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CL℃K信号上升沿触发，触发信号由CL℃K端输入，ENABLE端置“1”。
RESET 端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1～Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。
CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q1为1，Q4为0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q2翻转一次；当Q1=Q2=1时，每输入一个
时钟脉冲Q3翻转一次；当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时，每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。
这样从初始状态（“0”态）开始计数，每输入10个时钟脉冲，计数单元便自动恢复到“0”态。
若将第一个加计数器的输出端Q4A作为第二个加计数器的输入端ENB的时钟脉冲信号，便可组成两位8421编码计数器，依次下去可以进行多位串行计数。
CD4520/CC4520为二进制加计数器，由两个相同的内同步4级计数器构成。
计数器级为D 型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。
在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位。
CR线为高电平时，计数器清零。
计数器在脉动模式可级联，通过将Q3连接至下—计数器的EN输入端可实现级联，同时后者的CP输入保持低电平。
引脚功能：
引脚符号功能
1 9 CLOCK 时钟输入端
7 15 RESET 消除端
2 10 ENABLE 计数允许控制端
3 4 5 6 Q1A-Q4
A
计数输出端
11 12 13 14 Q1B-Q4
B
计数输出端
8 VSS 地
16 VDD 电源正
真值表功能：
CL℃K ENABLE RESET ACTION 上升沿 1 0 加计数
0 下降沿0 加计数
下降沿X 0 不变
X 上升沿0 不变
上升沿0 0 不变
1 下降沿0 不变
X X 1 Q0～Q4=0
CD4518 CD4520时序图
纹波串联4个计数器正极性边缘触发
同步串联二进制计数器负边缘触发
极限参数： DC Supply Voltage
Range, (VDD)
-0.5V to +20V (Voltage Referenced to VSS Terminals)
Input Voltage Range, All Inputs 输入电压范围，所有投入
-0.5V to VDD +0.5V DC Input Current, Any
One Input 直流输入电流 ±10mA Operating Temperature -55℃ to
Range 工作温度范围+125℃
Storage Temperature Range (TSTG)储存温度范围-65℃ to +150℃
注意：其中CD4520与CD4518的引脚完全相同，功能也类似，内部也有两个相同的同步加计数器，不同的是CD4518属二一十进制型，而CD4520属二进制型，。