2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛题A—数字多用表
TI杯 山东电子设计大赛试题汇总
低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。
图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。
自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。
（2）三位半数字显示，最大读数1999。
（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。
（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。
（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。
（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。
（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。
2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。
（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。
（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。
（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。
2、单片机建议采用MPS430单片机。
四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。
二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。
（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。
TI杯大学生电子设计竞赛
TI 杯大学生电子设计竞赛无线运动传感器节点设计（A 题）1.任务基于TI 模拟前端芯片ADS1292 和温度传感器LMT70 设计制作无线运动传感器节点，节点采用电池供电，要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。
2.要求（1）基于ADS1292 模拟前端芯片设计心电检测电路，完成使用者的心电信号实时测量，要求：（30 分）①实时采集和记录使用者的心电信号，实现动态心电图的测试与显示；②分析计算使用者的心率，心率测量相对误差不大于5%。
（2）基于LMT70 温度传感器测量使用者体表温度，要求：（20 分）①实时采集和记录使用者的体表温度，温度采样率不低于10 次/分钟；②体表温度测量误差绝对值不大于2℃。
（3）基于加速度计等传感器检测使用者运动信息，实现运动步数和运动距离的统计分析，要求：（20 分）①运动距离记录相对误差不大于10%；②运动步数记录相对误差不大于5%。
（4）无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温度和运动信息，并在服务器（手机）端实时显示动态心电图、体表温度和运动信息，要求传输时延不大于1 秒。
（25 分）（5）其他。
（5 分）（6）设计报告。
（20 分）3.说明（1）作品进行心电信号测试时，可以通过直接输入心电信号模拟器进行校准，在确认作品达到题目要求的测量精度后，再对具体的使用者进行心电信号测试。
目前市面上有多种心电信号模拟器产品，各赛区可以自行选择心电信号模拟器作为标准信号，对作品进行测试。
（2）作品设计中进行体表温度测量的温度传感器LMT70，需要使用引线连接并裸露在外，便于测试。
在进行测试校验和实测时，可以通过使用标准体温计来测量使用者掌心温度，与本作品测量使用者掌心温度来进行比对。
（3）本作品测量的使用者运动信息，可以通过使用者在标定5 米长的直线上来回运动进行测试，统计运动步数和运动距离。
（4）本作品的无线运动传感器节点需要实现无线上网、上传节点传感数据到服务器中，然后在服务器中实现数据管理和数据显示。
2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛-高效LED驱动电路(A题)V3.0
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试题高效LED驱动电路（A题）一、任务设计制作一个高效LED驱动电路，驱动一个由5只白光LED（现场统一提供）串联组成的发光装置，要求点亮的LED无明显闪烁。
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。
整个电路供电电源采用下图1方式。
图1 LED发光装置供电方式示意图二、要求（1）开关S1初始为接通状态，可对电容C充电至3.3V。
用单片机控制LED 发光管亮度。
流过LED的平均电流可通过按键控制。
上电初始值为1mA，变化范围为1mA～22mA可循环，步进为3mA，控制精度为±0.2mA，并尽量提高控制精度。
（2）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。
电路中不得采用容量大于4.7μF的其他电容。
（3）用单片机检测流过LED串的电流。
在（1）、（2）中当流过LED串的电流在1mA-0.5mA之间时，单片机开发板上的LED指示灯熄灭；当流过LED串的电流大于1mA或小于0.5mA时，点亮LED指示。
（4）其他。
三、评分标准四、说明（1）可以利用单片机内置PWM或外接DAC控制DC—DC变换器调节LED串的电流。
（2）测试时，使用测试专用电容C及LED串。
（3）需按图中要求，电流表串接在LED电路中；电容C及LED串须留有接线柱，便于测试时更换测试专用LED及电容器C。
（4）测试过程中，除了更换电容和LED串及按键外，不能更改硬件与接线。
2018年安徽省大学生电子设计竞赛“TI杯”(最高奖)获奖作品--灭火飞行器设计报告
2018年安徽省TI杯大学生电子设计竞赛灭火飞行器（B题）设计报告目录摘要： (2)关键词： (2)一、系统方案 (3)1.1 控制系统的选择 (3)1.2 飞行姿态控制的论证与选择 (3)1.3 电机的选择 (3)1.4 高度测量模块的论证与选择 (3)1.5 边界判断模块的选择 (3)1.6 角速度与加速度测量模块选择 (4)二、设计与论证 (4)2.1 控制方法设计 (4)2.1.1降落及飞行轨迹控制 (4)2.1.2 飞行高度控制 (5)2.1.3 飞行姿态控制 (5)2.2 参数计算 (6)三、理论分析与计算 (6)3.1 Pid控制算法分析 (6)四、电路与程序设计 (9)4.1 系统组成 (9)4.2 系统框图 (9)4.3 系统各模块电路图 (10)4.4 程序流程图 (13)五、测试方案与测试条件 (13)5.1 测试方案 (13)5.2 测试条件 (14)六、结论 (16)6.1 pid控制如下图： (16)附录一：元器件明细表 (18)附录二：仪器设备清单 (18)附录三：程序 (18)摘要：本系统由数据采集、数据信号处理、飞行姿态和航向控制等部分组成。
系统选用STM32F4单片机作为主控芯片，对从STM32F4芯片读取到的一系列数据进行PID算法处理并向飞行器的电调给出相应指令，从而达到对飞行器飞行姿态的控制。
采用STM32F4芯片采集四旋翼飞行器的三轴角速度和三轴角加速度数据,用激光定高来判断“火源位置”，以保证飞行器可以直接找到“火源”。
通过使用激光判断边界区域，确保可以在相应范围内飞行；nrf51422无线通信模块用来实现遥控器和飞行器之间的通信。
关键词：STM32F4单片机激光传感器超声波测距定高 PID算法光流定点模块nrf51422无线模块一、系统方案本系统主要由控制模块、激光定高模块、电机调速模块、循迹模块、无线通信模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 控制系统的选择方案一：STM32F1单片机作为主控芯片来控制飞行器的飞行姿态与方向，带有摄像头采集，并把摄像头采集的数据发送给STM32F4进行处理，运用 pid算法进行姿态调整。
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C-无线充电电动小车2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车1. 任务设计并制作一个无线充电电动车，包括无线充电装置一套。
电动小车机械部分可采用成品四轮玩具车改制。
外形尺寸不大于30cm;26cm，高度重量不限。
2．要求（1）制作一套无线充电装置，其发射器线圈放置在路面。
发射器采用具有恒流恒压模式自动切换的直流稳压电源供电，供电电压为5V，供电电流不大于1A。
无线充电接收器安装在小车底盘上。
每次充电时间限定1分钟。
（10分）（2）制作一个无线充电电动车。
电动车使用适当容量超级电容（法拉电容）储能，经DCDC变换给电动车供电。
车上不得采用电池等其他储能供电器件。
（10分）（3）充电1分钟后，当电动车检测到无线充电发射器停止充电时，立即自行启动，向前水平直线行驶，直至能量耗尽，行驶距离不小于1m。
（20分）（4）充电1分钟后，电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶，路面长度不大于1m，斜坡倾斜角度θ自定。
综合多方因素设计，使电动车在每次充电1分钟后，电动车爬升高度h=lsinθ最大。
式中l为小车直线行驶的距离。
（50分）（5）其他。
（10分）（6）设计报告：（20分）3．说明（1）DCDC变换建议采用TI公司TPS63020芯片。
（2）超级电容的容量可根据充电器在1分钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时间和重量等因素综合考虑。
（3）行驶距离以小车后轮触地点为定位点。
倾斜坡度θ自定。
（4）测试时，要求小车先充电、放电运行数次。
保证测试时，小车无预先额外储能。
以保证测试公平性。
正式测试允许运行两次，取最好成绩记录。
违规车辆不予测试。
（5）无线充电电动车是一个比较复杂的工程问题，通过提高充、放电效率，减轻车重，优化电机驱动，适当选取超级电容（法拉电容）容量及路面倾斜角度θ等，提高电动车的爬升高度。
（6）通过设置直流稳压电源的输出电压为5V，最大输出电流为1A，确保发射器供电为5V，电流不大于1A。
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(全套)
，可TI公司19mm“探头进。
探头不得再移动。
（30分）（2）将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元硬币），重复要求（1）的探测过程。
定位完成后，定位指针与硬币圆心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。
完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。
（30分）（3）将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。
重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应控制在5mm以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间应不超过3分钟。
（30分）（4）其他自主发挥功能。
（10分）（5）3.说明（1）金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其他传感与摄像装置。
探测开始后，不得手动或遥控探测器。
（2）玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约3mm。
（3）探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题C题：锁定放大器的设计1．任务设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。
锁定放大器基本组成框图见图1。
信号通道2．要求（1）外接信号源提供频率为1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号R (t )端。
R (t )通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S (t )端，S (t )幅度有效值为 10μV ~1mV 。
（5分）（2）参考通道的输出r (t )为方波信号，r (t )的相位相对参考信号R (t )可连续或步进移相180度，步进间距小于10度。
（20分）（3）信号通道的3dB 频带范围为900Hz ~1100Hz 。
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题A-电流信号检测装置
2018年TI 杯大学生电子设计竞赛
A 题：电流信号检测装置（本科及高职高专）
1．任务
如图1所示，由任意波信号发生器产生的信号经功率放大电路驱动后，通过导线连接10Ω电阻负载，形成一电流环路；设计一采用非接触式传感的电流信号检测装置，检测环路电流信号的幅度及频率，并将信号的参数显示出来。
图1 电流信号检测连接图
2．要求
（1） 设计一功率放大电路，当输入正弦信号频率范围为50Hz~1kHz 时, 要求流过10Ω负载电阻的电流峰峰值不小于1A ，要求电流信号无失真。
（25分） （2） 用漆包线绕制线圈制作电流传感器以获取电流信号；设计电流信号检测分析电路，测量并显示电流信号的峰峰值及频率。
（15分） （3） 被测正弦电流峰峰值范围为10mA~1A ，电流测量精度优于5%，频率测量精度优于1%。
（25分） （4） 任意波信号发生器输出非正弦信号时，基波频率范围为50Hz~200Hz ，测量电流信号基波频率，频率测量精度优于1%；测量基本及各次谐波分量的幅度（振幅值），电流谐波测量频率不超过1kHz ，测量精度优于5%。
（25分） （5） 其他。
（10分） （
分）
3．说明
（1）为提高电流传感器的灵敏度，可用用漆包线在锰芯磁环上绕制线圈，制作电流传感器。
（2）在锰芯磁环上绕N2匝导线，将流过被测电流的导线从磁环中穿过（N1=1），构成电流传感器。
2012TI杯山东省电子设计大赛A题
A题低功耗数字多功能表摘要: 本设计以TI公司的MSP430F149单片机为核心控制单元，实现了对电压（包括交流和直流电压）、电阻值、电容值和三极管β值的精确测量。
本着低功耗的理念实现高精度的测量，并能产生10Hz~100kHz的正弦波信号源。
该设计主要由DDS信号发生器、恒流泵、AD637交流到有效值转换及MSP430F149单片机等模块组成。
通过电阻的分压原理测量电阻，通过运放对电压的放大与缩小实现不同量程电压的测量，根据三极管特性Ie =（1+β）Ib测量β值。
通过555定时器接成多谐振荡器，经过单片机计算振荡频率求出电容值。
正弦波信号发生采用集成芯片AD9850。
并采用低功耗段式液晶作为显示器，真正实现低功耗高精度测量电压、电阻、电容、三极管β参数、正弦波信号源的功能，很好的完成了题目基本与发挥部分的各项指标。
关键词：测试仪电阻电容电感MSP430 恒流源TI芯片：MSP430Abstract: This design with TI company's MSP430F149 MCU as the core control unit of the low power digital multi-function table, this design realize the voltage (including ac and dc voltage), resistance, capacitance and triode beta value measurement. Based on the concept of low power consumption to realize the low power consumption of high accuracy function and can produce 10 hz ~ 100 KHZ sine wave signal source. This design mainly by the DDS signal generator, constant flow pump, AD637 communicate to value conversion AD9850 and MSP430F149 MCU module, such as composition, the DDS signal generator and constant current source constitute a RC test design, will be resistance and capacitance value into voltage value for single chip microcomputer, through calculation and the element parameter, and USES the low power consumption of liquid crystal zone as a display, truly realize low powerconsumption measurement voltage, resistance, capacitance, triode β parameters, sine wave signal source function.Keywords：tester resistor capacity inductance MSP430 constant current source1. 方案论证1.1控制单元模块方案一：采用TI公司的超低功耗的MSP430单片机作为控制单元用于采集外部电路参数，数据处理计算得到相应参数后显示在段式液晶上。
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全国大学生电子设计竞赛
2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛
数字多用表（A题）
1．任务
设计并制作一台具有直流电压、交流电压和电阻测量功能的数字多用表。
其中，A/D 转换器要求使用ADS112C04芯片。
2．要求
⑴直流电压测量（只要求测量正极性电压）（23分）
①量程（有效值）：0.2V、2V；
②最大显示数19999；精度：±0.05%读数±2个字；
③测量速度≥2次/s；输入阻抗≥10MΩ。
⑵交流真有效值电压测量。
被测信号为正弦波或非正弦波信号，直流偏移电压为0V，频率范围：10~100Hz。
（32分）
①量程：0.2V、2V；
②最大显示数1999；精度：±0.8%读数±2个字；
③测量速度≥2次/s；输入阻抗≥10MΩ；
⑶电阻测量（23分）
①电阻量程：2Ω、200kΩ；
②测量速度≥2次/s；
③最大读数1999；精度：±0.5%读数±2个字。
⑷具有待机模式的低功耗性能。
（12分）
① 待机模式的低功耗性能：在测量过程中，若1分钟内无键按下，仪器能自动转入待机状态；再按任意键，仪器能返回工作状态。
② 待机工作状态时的功耗≤2.5mW 。
⑸ 其他。
（10分）
⑹ 设计报告 （10分） 项 目
主要内容 满分
方案论证
比较与选择，方案描述 2 理论分析与计算
系统相关参数设计 4 电路与程序设计 系统组成，原理框图与各部分的电路图，
系统软件与流程图
2
测试方案与测试结果 测试结果完整性，测试结果分析
2 总分 10 3．说明
⑴ 作品可采用现场提供的直流稳压电源供电。
⑵ 真有效值又称全波有效值，其值为被测信号的均方根值。
当采用数字取样方法时，先对被测信号在一个周期内进行等间隔采样，再计算出所有采集数据的均方根值，其计算公式为：
式中，n 为在一个交流电压周期T 内的取样点数。