全国电子设计大赛一等奖
题目名称：音频信号分析仪(A题)
华南理工大学电子与信息学院参赛队员：陈旭张洋林士明
摘要：本音频信号分析仪由32位MCU为主控制器，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT快速傅氏变换运算，在时域和频域对音频信号各个频率分戢以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率范I制为20Hz-10KHz,其幅度范囤为5mVpp- 5Vpp.分辨力分为20Hz和100Hz两档。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期，是理想的音频信号分析仪的解决方案。
关键词：FFT MCU频谱功率
Abstract: The audio signal analyzer is basedon a 32-bit MCU controller, through the AD converter for audio signal sampling, (he continuous signal discrete, and then through the FFT fast Fourier transform computing, in the time domain and frequency domain of the various audio frequency signal weight and power, and other indicators for analysis and processing, and then through the high-resolution LCD display signals in the spectrum. The system can accurately measure the audio signal frequency range of 20 Hz-lOKHz. the range of 5-5Vpp mVpp. resolution of 20 Hz and 100 Hz correspondent. Power measurement accuracy up to 1%, and be able to accurately measuring (he periodic signal cycle is the ideal audio signal analyzer solution.
Keyword:FFT MCU Spectrum Power
1方案论证与比较3
1.1采样方法方案论证3
1.2处理器的选择方案论证3
1.3周期性判别与测虽方法方案论证3
2系统设计4
2.1总体设计4
2.2单元电路设计5
2.2.1前级阻抗匹配和放人电路设计5
2.2.2 AD转换及控制模块电路设计6
2.2.3功率谱测虽单元电路设计6
3软件设计7
4系统测试8
5结论9
參考文献：9
附录：9
附1：元器件明细农：9
附2：仪器设备淸单9
附3：电路图图纸10
附4：程序清单11
1方案论证与比较
1.1采样方法比较与选择
方案一、用DDS芯片配合FIFO对信号进行采集，通过DDS集成芯片产生一个频率稳左度和精度相当高的信号作为FIFO的时钟，然后由FIFO对A/D转换的结果进行采集和存储，最后送MCU处理。
方案二、直接由32位MCU的泄时中断进行信号的采集，然后对信号分析。
由于32位MCU丄PC2148是60M的单指令周期处理器，所以英左时精确度为16.7ns,已经远远可以实现我们的40.96KHZ的采样率，而且控制方便成本便宜，所以我们选择由MCU直接采样。
1.2处理器的比较与选择
系统方案一：基于ARMST710的专用芯片的体统方案。基于ARM ST710音频频谱分析
仪系统原理图如下
该方案采用DSP &用芯片ARM ST710进行控制和FFT讣算，速度快，且具有波形存储和
处理后的波形可以重放功能’还配有输岀接口与示波器销量。可以从时域和频域观察波形，非常直观、实用。
系统方案四：基于单片机C8051F060-FPGA构成信号分析仪，该系统原理方框图如图所示。单片机C8051F060独立完成4096点FFT运算和信号的失頁?度分析。虽然这种方案在速度上不及采用专用DPS芯片快，但采用优化的FFT,并将优化后的FFT 再单片机内做实验，利用外扩的128KB RAM运算4096点FFT计算幅度谱，利用FPGA进行测频和控制。苴
运算时间也不超过4S。能够达到设计要求。
四个字节，所以要占用大量的内存，同时浮点运算时间很慢，所以采用普通的8位MCU- 般难以在一定的时间内完成运算，所以综合内存的大小以及运算速度，我们采用Philips 的32位的单片机LPC2148,它拥有32K的RAM,并且时钟频率高达60M,所以对于浮点运算不论是在速度上还是在内存上都能够很快的处理。
1.3周期性判别与测量方法比较与选择
对于普通的音频信号，频率分量一般较多，它不具有周期性。测量周期可以在时域测量也可以在频域测量，但是由于频域测量周期性要求某些频率点具有由规律的零点或接近零点出现，所以对于较为复杂的，频率分量较多且功率分布较均匀且低信号就无法正确的分析其周期性。
而在时域分析信号，我们可以先对信号进行处理，然后假立具有周期性，然后测出频率，把采样的信号进行周期均值法和左点分析法的分析后即可以判别出英周期性。
综上，我们选择信号在时域进行周期性分析和周期性测量。对于一般的音频信号，苴时域变化是不规则的，所以没有
周期性。而对于单频信号或者由多个具有最小公倍数的频率组合的多频信号具有周期性。这样我们可以在频域对信号的频谱进行圮量分析，从而得岀其周期性。而我们通过先假设信号是周期的，然后算出频率值，然后在用此频率对信号进行采样，采取连续两个周期的信号，对其值进行逐次比较和平均比较，若相差太远，则认为不是周期信号，若相差不远（约5%）,则可以认为是周期信号。
2系统设计
2. 1总体设计
音频信号经过一个由运放和电阻组成的50 Ohm阻抗匹配网络后，经由量程控制模块进行处理，若是一般的100mV-5V 的电压，我们选择直通，也就是说信号没有衰减或者放大，但是若信号太小，12位的A/D转换器在2.5V参考电压的条件下的最小分辨力为lmV 左右，所以如果选择直通的话英离散化处理的误差将会很大，所以若是采集到信号后发现其值太小，在20mV-250mV之间的话，我们可以将英认定为小信号，从而选择信号经过20 倍增益的放大器后再进行A/D采样。
经过12位A/D转换器ADS7819转换后的数字信号经由32位MCU进行FFT变换和处理，分析其频谱特性和各个频率点的功率值，然后将这些值送由Atmegal6进行显示。信号由32位MCU分析后判断其周期性，然后由Atmegal6进行测量，然后进行显示。
总体设计框架图
2.2单元电路设计
2.2.1前级阻抗匹配和放大电路设计
信号输入后通过R5.R6两个lOOOhm的电阻和一个高精度仪表运放AD620实现跟随作用，由于理想运放的输入阻抗为无穷大，所以输入阻抗即为：R5//R6=50Ohm.阻抗匹配后的通过继电器控制是对信号直接送给AD转换还是放大20倍后再进行AD转换。
在这道题目里，需要检测各频率分量及其功率，并且要测量正弦信号的失真度，这就要求在对小信号进行放大时，要尽可能少的引入信号的放大失頁正弦信号的理论计算失真度为零，对引入的信号失真非常灵敏，所以对信号的放大，运放的选择是个重点。
我们选择的运放是TI公司的低噪声、低失真的仪表放大器I7A217，其失真度在频率为lKHz,增益为20dB（100倍放大）时仅为0. 004%,英内部原理图如下图所示。
同理，
0UT2二 1+ (R2/RG) *VIN —
R3、R4、R5、R6及A3构成减法器，最后得到输岀公式
VOUT= (VIN2-VIN1) *[1+ (R1+R2) /RG]
R1二R2二5K,取RG 二526,从而放大倍数为20。
2.2.2 AD 转换及控制模块电路设计
jupsreipv
采用12位AD 转换器ADS7819进行转换，将转换的数据送32位控制器进行处理。
223功率谱测量
功率谱测量主要通过对音频信号进行离散化处理，通过FFT 运算，求出信号各个离散频率 点的功率值，然后得到离散化的功率谱。
由于题目要求频率分辨力为100Hz 和20Hz 两个档，这说明在进行FFT 运算前必须通 过调整采样频率(fK)和采样的点数
(N),使其基波频率f 为100Hz 和20Hz.
根据频率分辨率与采样频率和采样点数的关系：
f=fk/N”
可以得知，fk=N*fo
又根据采样泄理，采样频率fk 必须不小于信号频率fm 的2倍，即： fk>=2fm 。
题目要求的最大频率为lOKHz,所以采样频率必须大于20KHz,考虑到FFT 运算在2 的次数的点数时的效率较髙，所以我们在20Hz 档时选择40.96KHz 采样率，采集2048个 点，而在100档时我们选择51. 2KHz 采样率,采集512个点。
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全国大学生机械产品数字化设计大赛作品说明书概要
全国大学生数字化机械产品设计大赛作品说明书 聚会用快速布场机器人 作者:王腾丁振宇时贝超(排名不分先后指导老师:朱衍飞 学校:合肥工业大学 2 目录 作品背景 (4 作品特点 (4 作品结构 (5 作品工作原理 (5 1.攀爬系统工作原理 (6 ①爬壁机构工作原理 (6 ②跨墙壁攀爬工作原理 (9 2.悬挂横幅系统工作原理 (9 3.控制系统工作原理 (9 4.供电系统工作原理 (12 5.传感器系统工作原理 (13
6.电机系统工作原理 (15 7.功能系统工作原理 (15 作品主要创新点 (16 作品市场潜在价值 (17 参考文献 (18 附录 (19 一,作品背景 现代社会,人与人之间交流越来越频繁,交流的形式也多种多样,其中,聚会作为极为重要的一种形式,已越来越被人们青睐。 聚会,就要有聚会的场合。聚会的场合不同于教学,办公场合那样有固定的场合,它是随着聚会的内容,聚会的人员,聚会的时间,聚会的地点而决定的。而日常生活中所能提供的场所又相对固定,那么可以解决人们与日俱增的聚会次数,多种多样的聚会形式和固定单调的聚会场所之间的矛盾么? 答案是肯定的。随着科技的飞速发展,机器人技术正在悄悄改变着我们的生活。爬墙机器人作为机器人家族中重要的分支,已被越来越多的人所重视。我们将先进的机器人技术用于解决实际生活中的问题,基于爬墙机器人工作原理,设计出聚会用快速布场机器人,可以很好的解决这样的问题。 二,作品特点 1.内置储存卡和音响,用户可将聚会时所需的音乐拷贝至储存卡中,再由机器人沿室内墙壁爬至天花板,用机器人强大的吸力将自己牢牢固定在天花板上,这时机器人就成为了一个高品质的音响,可为用户聚会时提供全环绕,堪比舞厅的音乐环境。
公益广告创意设计大赛活动策划书
公益广告创意设计大赛活动策划书 公益广告，是社会的一盏灯。它通俗又直接的展现了一社会的真实精神面貌。一方面考虑到社会的需要，另一面为了提高我校大学生的想象能力、创新能力、动手能力及人文素质，我们学雷锋小组和爱心社联手举办本次“公益广告设计大赛”活动。此次活动旨在号召广大师生积极主动的参与公益事业，尽可能地为公益事业贡献自己的一份力量，构建美好的和谐社会。 活动主题：公益广告，和谐社会的指路灯 一、活动目的及意义 1、倡导同学们积极参与公益事业，勇于为社会公众切身利益和社会风尚服务； 2、提高大家的想象能力、创新能力、动手能力，提高人文素质； 3、为那些身怀绝技的同学提供一个展现自己才艺的平台； 4、丰富校文化生活，培养同学们自主创新的能力。 二、活动地点：太原科技大学校内 三、活动主办方：校学生会、大学生联合会 四、活动策划协办方：学雷锋小组、爱心社 五、活动对象：太原科技大学全体师生 六、大赛详程与规则： a.作品主题选择范围：“创建文明城市”、“禁烟”、“公民义务献血”、“购买体彩”、“希望工程”、“说普通话”、“保护文化遗产”、“保护动物”、“关爱他人”、“禁毒”、“环保”、“交通安全”、“青年志愿者行动”、“关爱艾滋病患者”、“节约用水”、“诚信”、“社会公
德”、“助盲，关心残疾人”、“反腐倡廉”、“生命意义”、“下岗再就业” 、“尊师重教” 、“关注心理健康” 、“打击盗版”、“和谐校园” 等主流主题及其他积极向上的主题。 b.参赛形式： 电脑设计类： flash（动态制作软件）、powerpoint（幻灯片）、word等软件进行制作。 手绘类：如海报、宣传画、粘贴画等 视频拍摄类：手机、相机、dv、摄像机等拍摄制作视频 c. 征集日期：xx-4-28---xx-5-20 d. 征集方式：所有作品中午十二点到一点和下午六点到七点送至东服作品收集处（应征作品必须是原创，切勿抄袭转载，一旦发现雷同作品，将取消参赛资格） ps:电子作品请发送到kdxlfxz@https://www.360docs.net/doc/5b5612250.html, e.决赛日期:xx-5-28日晚上7：00. f. 评分细节： a、创意好，整体效果佳 b、演绎生动，能深刻表达该广告的内涵或主题，能打动人心或者风趣幽默 c、flash、ppwerpoint或word等制作出来的作品画面精美流畅。 d、有良好的背景设置，色彩搭配合理，为作品的演绎营造良好的氛围 e、美工好，色彩搭配合理，生动逼真 f、作品突出某个主题，能很好的启发观众，引起共鸣
全国电子设计大赛资料报告材料一等奖
2013年全国大学生电子设计竞赛 简易旋转倒立摆及控制装置（C题） 【本科组】 摘要： 通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D 采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。 关键字： 倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法
目录 一、设计任务与要求 (3) 1 设计任务 (3) 2 设计要求 (3) 二系统方案 (4) 1 系统结构 (4) 2 方案比较与选择 (4) （1）角度传感器方案比较与选择 (4) （2）驱动器方案比较与选择 (5) 三理论分析与计算 (5) 1 电机的选型 (5) 2 摆杆状态检测 (5) 3 驱动与控制算法 (5) 四电路与程序设计 (6) 1 电路设计 (6) （1）最小系统模块电路 (6) （2）5110显示模块电路设计 (7) （3）电机驱动模块电路设计 (8) （4）角位移传感器模块电路设计 (8) （5）电源稳压模块设计 (8) 2 程序结构与设计 (9) 五系统测试与误差分析 (10) 5.1 测试方案 (10) 5.2 测试使用仪器 (10) 5.3 测试结果与误差分析 (10) 6 结论 (11) 参考文献 (11) 附录1 程序清单（部分） (12) 附录2 主板电路图 (15) 附录3 主要元器件清单 (16)
电子设计大赛报告.doc
自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件
“我创意 我行动”创意公益广告设计大赛策划书
“我创意我行动”创意公益广告设计大赛策划书一．活动主题：我创意我行动 二．活动背景： 公益，更多的是关系到广大社会。用一种创意的方式去向世人表达公益的概念，能够更多的吸引社会民众的目光同时广告的深入人心又能感染到大多数人使之参与进活动之中，便是此次创意公益广告的主要目的所在。同时，使更多的未来的社会支柱——大学生更为关注公益问题。公益广告是一个道德平台，一个公民衡量自己价值的参照物，它用其独特的富有寓意的形式激发人们的意识，使人们对身边事物引起注意。具有创意的公益广告，将更好地表现其宣传的内涵，符合时代不断发展的要求，三．活动目的：开展创意公益广告的活动，可以普及公益知识，弘扬公益精神，鼓励同学们参与公益，一起为和谐社会贡献力量。举行创意公益广告活动，汇集同学的智慧，用形象生动的广告语让大家受到更多的启发，使公益事业在学校受到更多的重视。同时活跃校园文化气氛，丰富各位同学的课余生活，激发同学们的公益梦想，为有公益梦想的同学们提供展现自我能力的平台。四．活动组织1. 主办单位：管理学院分团委2. 策划承办单位：管理学院分团委网络部 3. 协办单位：管理学院分团委实践部五．参赛对象：各学院大一、大二学生以个人或组队名义参赛，每队至多五人。每班至少一人或一队参加。大三、大四学生可自由参赛。六．作品内容：1. 作品主 题运用丰富的想象力，充分发挥广告的新颖性和独创性，创造出令人印象深刻的公益广告作品。2. 作品要求：（1）作品可为电子版图片，dv（200m以内），flash（200m以内）。（2）参赛者可以到相光网站搜集资料作为参考，但不允许照搬照抄，盗用他人作品。 （3）参赛作品为参赛者亲自设计制作，不能由他人代替。 （4）如出现（2）（3）中类似情况，经调查属实，则取消该参赛者比赛资格。（5）个人或团队可交多份作品。（6）作品可借助各种软件，工具制作。（7）作品内容健康向上，新颖，有一定的思想。（8）请参赛者自己备份作品以便核对，预防作品丢失。
2017全国大学生电子设计竞赛设计报告
2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日
摘要 本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。 关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance
第一届四川省光电设计竞赛题目及评分细则20171013
第一届四川省大学生光电设计竞赛 赛题细则及评分标准 赛题题目：光电“寻的”智能小车 竞赛说明：设计一辆光电“寻的”智能小车，要求能够从指定位置出发，快速搜寻场地周边随机点亮的信号灯。信标灯（LED 灯）亮灯顺序随机，且每个灯熄灭后不再亮起。 图1 场地示意图 竞赛总则：比赛分为场地比赛和答辩两个环节。场地为半个标准羽毛球场，如图1所示。各参赛队设计的智能小车放于场地中的指定发车位置，场地周边所标记的内侧白线上或者白线范围内随机放置12个信标灯（LED灯）。智能小车从指定位置出发后，场地周边的信标灯将随机点亮，在规定的比赛时间内，以智能小车成功熄灭信标灯的个数计算场地比赛得分，根据场地比赛成绩排序评出各等奖项候选参赛队，参赛队伍总数的前15%，还应参加答辩比赛并获得答辩成绩，再从中选出一等奖。 一、竞赛细则： 1)智能小车：由参赛队自备，横向宽度不大于0.3 m，长度（包括传感器和磁
铁部分）不大于0.4m，高度不高于0.5 m，无其它特殊设计要求。 2)比赛场地：室内半个标准羽毛球场，地面颜色为绿色，边界线为白色。比赛 时处于体育馆常用照明状态。 3)比赛时间和次数：每支参赛队伍比赛的总时间不超过20分钟。计时从场地 裁判示意参赛队伍入场时开始。其中：现场调试时间不超过8分钟，比赛时间：从智能小车启动至比赛结束，每次5分钟。每支参赛队计时比赛2次，由队长签字选取其中1次成绩为竞赛成绩。超出比赛时间内未完成比赛的，由裁判终止当次比赛。 4)出发区：出发区位于场地中央位置，面积为1.00×1.00m2。边界用黑色胶带标 示，智能小车必须在该区域出发，违反规定者由裁判终止当次比赛。 5)信标灯设计：信标采用半球全向灯座，内部安装有红色高亮度发光二极管 （LED）阵列，可以通过比赛系统控制信标闪烁或者熄灭。智能小车可以通过光电传感器、摄像头等识别信标的红光进行定位。信标灯系统由比赛组织方制作。外形尺寸如图2所示： 图2 信标灯示意图 半球全向灯座直径为10cm，外部放置线圈，线圈直径45cm，智能小车可以在小车任意位置放置一块磁铁，磁铁形状为圆形，尺寸为：厚度小于等于5mm，直径小于等于20mm。磁铁安装高度距离地面的高度在10mm~15mm。开始比赛后，比赛系统自动会点亮第一个信标灯。信标灯处于常亮状态，不会闪
全国大学生电子设计大赛题一等奖数字频率计
2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品 设计报告部分错误未修正，软 件部分未添加 竞赛选题：数字频率计（F 题）
摘要 本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。 经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。 关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法
目录
1. 系统方案 1.1. 方案比较与选择 宽带通道放大器 方案一：OPA690 固定增益直接放大。由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。 方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。 尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。 方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。 正弦波整形电路 方案一：采用分立器件搭建整形电路。由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。 方案二：采用集成比较器运放。常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。 主控电路 方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。 方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。 在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。
公益广告设计大赛活动策划书(完整版)
策划编号：YT-FS-3779-61 公益广告设计大赛活动策 划书(完整版) Develop Detailed Rules Based On Expected Needs And Issues. And Make A Written Plan For The Links To Be Carried Out T o Ensure The Smooth Implementation Of The Scheme. 深思远虑目营心匠 Think Far And See, Work Hard At Heart
公益广告设计大赛活动策划书(完整 版) 备注：该策划书文本主要根据预期的需求和问题为中心，制定具体实施细则，步骤。并对将要进行的环节进行书面的计划，以对每个步骤详细分析，确保方案的顺利执行。文档可根据实际情况进行修改和使用。 一：活动名称：大学生公益广告设计大赛—争做校园文明大使 二：活动时间：征稿时间：11月16——24日 活动时间：11月28——29日 三：活动地点：学府东路 四：主办单位：菏泽学院中文系 策划承办单位：媒介教育协会 五：活动目的：为了加强和改进大学生思想政治教育，丰富校园文化，激发大学生的主人翁意识和责任感，弘扬真善美，通过这次活动宣传公益理念，服务于公益事业。 六：作品要求：
1：作品内容：反映各项校园公益事业，包括道德、环保、健康等方面的即可。 2：作品形式及要求：（1）：平面设计类：海报、照片、绘画图片等即可，可以是电脑制作，也可以是手绘。 （2）：文案类：校园文明标语，以公益为主题、话剧、剧稿 以上所有作品都要附有广告说明，广告内容健康高雅，构思新颖，突出时效性，人文性，公德性。作品杜绝抄袭，所有稿件一律不退还。 七：活动过程： 1：将上交作品进行筛选，展出获奖及优秀作品 2：活动同时进行“争做校园文明大使”签名活动3：活动结束后，整理现场 八：奖项设置： 校园公益大使：一名 校园公益之星：二名 优秀奖：若干名
全国大学生电子设计大赛F题一等奖数字频率计
2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品
设计报告 部分错误未修正，软 件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
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摘要
本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度 的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法， 全部电路使用 PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度， 且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率 范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。闸门时 间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了 系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指 标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制 等精度测量法
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目录
摘 要....................................................................................................................1 目录........................................................................................................................ 2 1. 系统方案...................................................................................................3
1.1. 方案比较与选择................................................................................3 1.1.1. 宽带通道放大器.........................................................................3 1.1.2. 正弦波整形电路.........................................................................3 1.1.3. 主控电路.....................................................................................3 1.1.4. 参数测量方案.............................................................................4
1.2. 方案描述............................................................................................4 2. 电路设计...................................................................................................4
2.1. 宽带通道放大器分析........................................................................4 2.2. 正弦波整形电路................................................................................5 3. 软件设计...................................................................................................6 4. 测试方案与测试结果...............................................................................6 4.1. 测试仪器............................................................................................6 4.2. 测试方案及数据................................................................................7
4.2.1. 频率测试.....................................................................................7 4.2.2. 时间间隔测量.............................................................................7 4.2.3. 占空比测量.................................................................................8 4.3. 测试结论............................................................................................9 参考文献................................................................................................................ 9
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全国光电设计大赛报告
第四届全国光电设计大赛理论方案报告 编号： 参赛题目：基于光电导航的智能移动测量小车参赛队伍名称： 所在学校： 队员： 指导老师： 提交方案时间：2014-7-12
摘要 本设计是基于STM32F103VET6处理器的具有循迹和计数测量的智能小车。循迹部分，选择了面阵CCD作为赛道图像的的采集，并对图像信息进行二值化处理，便于单片机进行图像处理；根据图像的处理情况，使用PID算法驱动电机和舵机矫正小车当前行驶状况，按照赛道的要求行驶；道路旁树数目的测量用到了激光反射传感器，通过激光打在数目上而反射回来的原理进行数目的测量；对隧道长度的测量用到了光电旋转编码器，把这个编码器加载到驱动轴上，由驱动轴的转动来带动编码器的转动从而测出小测的速度，在再用红外对射传感器来检测隧道的到来和离开，用单片机记录之间的时间，实现隧道长度的测量。 关键词：STM32F103VET6、面阵CCD、光电旋转编码器、红外对射传感器、二值化、PID算法
目录摘要2 第一章系统硬件结构5 1.1系统分析5 1.2系统框图6 第二章硬件电路结构与方案设计6 2.1 电源管理模块6 2.2 图像采集模块7
2.3 电机驱动模块7 2.4 速度检测模块8 2.5 舵机驱动模块8 2.6激光传感器模块9 第三章系统控制策略11 3.1 路径循迹11 3.1.1 采集思路11 3.1.2 路径识别处理12 3.1.3 舵机制动13 3.1.4 电机驱动14 3.2 树木计数14 3.3 测量隧道15 3.4 停车15 参考文献16
第一章系统硬件结构 1.1系统分析 整个系统要实现的功能是循迹和测量。 要实现循迹功能就必须可以让小车检测到不同的路况，再根据不同的路况特征进行调整，实现循迹行驶，循迹用到了面阵CCD，通过CCD的对整个赛道图像进行采集，STM32单片机对图像进行处理，通过PID算法对小车的电机和舵机进行控制。 测量部分，要实现对隧道长度的测量，必须要知道两个量，一个是进出隧道的时间，即时间量，在一个是，通过的速度，知道这两个量，就能确定出隧道的长度，这里我们用到例了红外对射传感器，来感应隧道的到来和离去，以此来记录小车通过隧道的时间，在用编码器来测小车通过的速度，这样就能计算出隧道的长度。 在对道路旁树木的个数进行测量时，考虑到小车快速的从树木旁通过时，要有快速的判断和计数，所以对传感器的要求就很高，我们这里选择了激光传感器，通过激光的反射和接受来确定树木，这样做的好处是： 一、激光有很好的方向性。 二，激光的感应速度很快，敏感度高。 其次是通过单片机的定时计数器来对树木的个数进行计数，最后显示在液晶屏上。 最后就是通车问题，根据比赛要求小车要在指定的位置停下来，就要有一个感应装置对指定位置设置的目标进行探测，并执行停止指令，在这里我们用到了红外反射传感器，对指定目标的进行障碍检测。
电子设计大赛心得
电子设计大赛心得 XX年的全国大学生电子设计大赛终于落下帷幕，真的很庆幸自己得以参加这样的比赛。虽然最后失手的结果让人感到无比遗憾，但正如老师所说的，此前长达一年的技能学习对知识，心态的锻炼才是我们最大的收获，我会朝着自己所爱坚定地走下去。 一年的技能特训以来，尤其这个暑假里，在实验里的一幕幕依然仿佛在眼前，这将是令人难忘的，令人永远怀念的一段时光，因为在这段日子里，我们不懈地努力，全身心地投入。一个闷热，单调的夏天，却是充满回忆，收益匪浅的收获的季节。 时间过得好快，依然很怀念曾经一起努力的日子。和师兄姐，姐弟们的相互调侃，请教师兄，听老师说教，一起讨论算法，叫外卖一块吃，通宵攻关，小组篮球赛，一起焊电路，近乎争吵的讨论，为找器件走遍整个实验室，被师兄笑菜鸟，卷在台下跟电脑主机睡……这一幕幕仿佛在昨天。 一路走过来，从只知道些课本的理论知识之外一无所知的菜鸟开始，上培训课，请教老师、师兄，上网查资料，自己动手实践、摸索，到激动地喊出“我搞出来啦！”这是一个美妙的过程。在三人小组里，我的角色是负责软件的编写，在刚开始时遇到很大困难，特别是串口的初始化、中断的设置和文件配置上有很多不明白的地方，但在两位指导老师还有师兄的帮助下，查参考资料，自己尝试，甚至巩老师手把手的调教下，一点点地深入了解了其工作原理。我真诚地感激帮助我的老师和师兄们，在认真观察了他们的编写、调试程序和探寻答案的过程后，我真正感叹自己确是菜鸟一个，我简直难以抑制自己的兴奋—--这些经验我像是在信手拈来！在硬件方面，我常常参予到硬件的选择和焊接中去，和队友一起沟通讨论其工作原理以便编写程序，遇到问题时同队友们由软硬件两个方向推敲，从而找到问题所在。我愰然发觉，一些在课本上看起来很容易的内容其实一点不简单，同样地，一些很难的理论知识应用起来其实也不是那么难。
第二届全国大学生光电设计竞赛竞赛细则
第二届全国大学生光电设计竞赛竞赛细则 竞赛题目一：基于太阳能的光电导航搬运车 1.竞赛规则： 要求参赛队车辆从卸载区出发，经障碍区到装载区装载后将负载运输至卸载区，以在规定时间内赛车从装载区运送至卸载区的负载总重量计算竞赛得分。参赛队中运送重量最多的队获得竞赛分满分60分，其余队得分按其运送总重量比例递减。即，本队得分=60×本队运送重量/优胜队运送重量。 负载：磅秤用砝码，组委会统一提供足够数量的磅秤用砝码，种类配置为：0.5kg，1kg，2kg各若干。 比赛时间：每次比赛限时6分钟。比赛开始前及结束后赛车的任何部位均应在比赛区域之外。 要求采用光电技术设计赛车的避障导航系统，具体方法由各参赛队自定，并自带前进导航和避障系统到现场参加比赛。 0.2m+10%，可采用任意面积 赛车能源：必须全部来自太阳能，光伏电池面积不大于2 的聚光系统；不能采用蓄电池储能、稳压，比赛前须将电容和电感类放电完毕。 比赛采用淘汰制，具体分组由抽签决定。 赛场布置：重物装载区、卸载区、设置的障碍区及具体尺寸如图1所示。障碍物为标准的红白相间的交通路锥。竞赛场地为标准篮球场的水泥地。图中卸载区和装载区中间两米范围为操作范围。
图1 赛场示意图 注意事项： 1. 障碍物在比赛开始前由裁判在指定范围放置，比赛开始后任何参赛队员不得进入比赛场 地，队员只能在重物卸载区与重物装载区活动，进行重物的装载和卸载； 2. 跑出本赛道取消比赛资格。 3. 不能采用遥控方式。 4. 与小车脱离的导航装置可用外接电源。 5. 路线必须走8字，来回都必须穿越障碍物一次，回程不可重复来时路线（即不能走S 形） 可以走两个菱形代替8字。 6. 车辆抛锚，允许重新开始1次。抛锚前为运送到卸载区砝码不记为总重量？？不清楚 2. 评审指标和细则： 1) 理论评审指标： (1) 太阳能汽车如何高效利用太阳能； (2) 太阳能汽车如何实现准确光电导航； (3) 太阳能汽车如何实现载重能力和速度的最优设计。 2) 实物评审细则 (1) 展示分(满分10分) 主要考察：展板设计，导航装置的合理性和性价比，赛车各部分配置的合理性，电池板调整的方便灵巧性等。 (2) 竞赛成绩(满分60分) 按各参赛队的运送总量排序，运送最多的队得满分60分。其他队伍得分 60×= 第一名队伍运送总重量 本队运送总重量 所得分值 (3) 答辩评分(满分30分) 主要考察： l 整体评价(条理清楚、叙述完整、重点突出、时间把握合理) 5 l 对原理的叙述是否正确 3 l 创新性、光电知识的运用、设计特色、性价比、自制程度和工艺等 12 l 回答问题 10 3. 违规判罚 （1）没有按照规则要求正常行驶至终点者不计成绩。
全国大学生光电设计竞赛正式赛题
第三届全国大学生光电设计竞赛正式赛题 2 竞赛题目：激光反射法音频声源定位与语音内容解析 竞赛要求：利用光电检测原理设计并制作一套音频声源定位与监听系统（以下简称“定位与监听系统”），放置于室外，利用激光束反射来检测确定室内声源的位置及声源播放内容。 根据声源定位准确度、播放分贝数和复原播放内容准确度确定各参赛队成绩。 竞赛条件： （1）在一楼教室内放置一个音量可调的扬声器，以任意顺序播放英文字母和阿拉伯数字，一次 播放的字母和数字个数在 20 个以内，一次播放时间在半分钟内。 （2）提供系列不同分贝数、随机播放 20 个以内字母和数字的声源样本供各参赛队选择。 （3）指定该教室的 2 个玻璃窗用于激光束的反射和探测。 （4）扬声器声源在与玻璃窗平面平行的一定范围内，以 0.1米为一个距离单位随机放置。 （5）如附图所示，放置于室内的声源与玻璃窗所在墙面的垂直距离固定（范围：2-4 米）；放置于室外的“定位与监听系统”距离玻璃窗所在墙面的垂直距离固定（范围：10-15 米）。 （6）在该教室外，提供 220V 交流电源和高度可调节的三脚架供参赛队安装和使用“定位与监听系统”。三脚架为普通照相机三脚架，最高高度约 1.6-1.7m。 竞赛规则： （1）参赛队利用“定位与监听系统”显示声源偏离两窗中间面的垂直距离 A 及偏离方向（即在中心面的左侧或右侧），同时监听、记录声源播放内容并可实现复原播放。 （2）每个参赛队可以选择 3 种分贝的声源。对于不同声源可分别进行三次定位测量，取其中最好成绩为该分贝的比赛成绩。 （3）针对每个声源的测量准备时间不超过 8 分钟。准备完毕后，每次定位测量时间不超过 3分钟。 （4）声源定位准确度以 0.1 米为一个距离单位，显示精度高时四舍五入。 （5）判胜优先级为：声源定位准确度>声源分贝数>复原播放准确度。声源定位准确度（包括显示的垂直距离 A 及偏离方向）高的胜出；在声源定位准确度相同时，比较使用声源的分贝数，分贝数小的胜出；在声源定位准确度、分贝数均相同时，比较复原播放准确度，复原播放准确度高的胜出。三者均相同时名次相同。名次相同的同校参赛队通过抽签只保留 1 个队的名次，其他队不计名次。
创意光华公益广告设计大赛活动策划书
创意光华公益广告设计大赛活动策划书 Planning book of creative Guanghua public service advertisem ent design competition 汇报人：JinTai College
创意光华公益广告设计大赛活动策划书前言：策划书是对某个未来的活动或者事件进行策划，是目标规划的文字书及实现目标的指路灯。撰写策划书就是用现有的知识开发想象力，在可以得到的资源的现实中最可能最快的达到目标。本文档根据不同类型策划书的书写内容要求展开，具有实践指导意义。便于学习和使用，本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 主办单位： xxx大学长春大学光华学院委员会科技创新部 承办单位: 社团联合会互联网协会各系分团委 活动时间: 10月22日---11月20日 一.主办单位： xxx大学长春大学光华学院科技创新部 承办单位： 社团联合会互联网协会各系分团委 三.活动场地： 图书馆光华读书社
四.活动目的： 1.万众瞩目的中国共产党第十七次全国代表大会将在北 京隆重召 开，作为祖国当代大学生，更应该关注xx大，了解十七 了解祖国以 后的方针政策。通过活动为了让同学们从思想和技术上 都得到锻炼。 2.XX年7月13日，北京成功获得了xx年奥运会的主办权，这是全中国人的骄傲，也是全球华人的骄傲。为此通过活动让广大大学生、可以借此充分表达自己对母亲祖国。用自己创新的作品来阐释人文奥运，推广并实践人文奥运理念的传播。 3．展示广大学生的想象能力、创新能力、电脑应用、动 手能力及人文素质 4．作品将直接用于校园各项设施用于宣传奥运精神，宣 传祖国xx大政策，改善和美化生活环境，发挥持久和实质性 的效用。 5．激发我们大学生的主人翁意识和责任感，宏扬真、善、美。
参加全国大学生电子设计大赛的苦与乐
参加全国大学生电子设计大赛的苦与乐 我是工学院机电系测控031的陈现敏，今年9月7日—10日参加了全国电子设计大赛，获得北京市三等奖，实现了我院学生在全国电子设计大赛获奖零的突破。对非电子专业的学生参加这样的电子比赛，并且我还是大二的，能取得这样的成绩，实属不易。我很高兴能跟大家分享一 下其中的苦与乐。 参加比赛的确需要很大的付出，因为前期的准备非常重要。我大一时就开始关注这个比赛，大二就开始接触电子，与电院的同学张建合作制作一些小电器，如声音放大器，PC遥控器，利用假期的时间训练编程能力，并与本班的同学贾永刚合作，参加学校的计算机应用大赛，取得一些参赛的经验，尤其是怎么跟同学合作，一起解决问题。今年暑假进入训练阶段，共有两个多月，这期间非常辛苦，当其它同学在家玩得非常轻松快乐时，我们还上10天的理论课，要求快速了解数子电子，单片机，VHDL，Mutisim，Protel，并进行为期15天的实战训练。特别是比赛时的四天三夜，平均一天睡不到两个小时，吃住都在实验室，比赛完后整整休息了两天，精
力才恢复。 一分耕耘，一分收获。从这次比赛中的确学到了很多东西，综合能力，科学素养，得到了很大 的提高。 第一、初步具备了实践开发能力。更深刻体会理论如何地联系实际，怎么用理论指导实践。无论工院还是电院，都有这种普遍的现象。学完了电子技术，单片机，连简单的放大器，单片机温度控制器都不会做，这是实践的脱节。比如说学C语言，都有开这门课，但学完后，没有几个同学能编出实用的、规范的，1000行以上的程序。微软招收技术员的时候，有这样一个条件，要有2万行的C语言编程经验，因为只有足够的编程实践才有强的实践开发能力。为参加这次比赛，我把模拟电子这本教材又看了几遍，更加深刻理解书中的内容。制作了频率计，F/V和V/F转换后，熟悉了一个电子系统的制作流程。比如说V/F的制作，老师布置了这个任务，并限定3天3夜内上交作品。V/F转换以前一点也不知道，我马上到中国期刊网下载相关资料，有30多页，通过数据，弄懂原理，到中关村买器件，之后进行仿真，综合各电路的优点，组装成自己的一个电路，最后调试，焊接制板。现在我学会了单片机，对一个任务，一般能通过努力把它解决。比如说前几周制作一个能跟踪轨迹的智慧小车，上网找数据，汇集，通过单片机实现了这功能。并以此去找周惠兴教授，周教授看了我的作品，很乐意地接受我作为他的助手， 至今已完成几个老师布置的任务。 第二、极大提高自学能力与解决问题的能力电院院长杨仁刚说:“参加电子设计大赛，对同学们来说是一次彻底的素质培养，能极大的锻炼同学们解决实际问题的能力。”培训选拔期间，老师逼着干，若做不出来，那只有被淘汰，开始报名时有100多人最后只选出18人，可见竞争多激烈。对每一个老师布置的问题，都非常认真地去完成。而老师布置的问题以前往往没有接触过的，或是教材里较难的老师不讲的内容。只能自学，自己搜集资料解决问题。培训及比赛期间，我打印下来查阅的数据足足有4厘米厚。这能力的提高使我受益匪浅。单片机是我下学期的课程，但我只用两周的时间，在创新实验室，通过单片机开发板很快学会了使用单片机。一次连续工作16个小时，一直到凌晨4点终于把利用BS18D20温度传感器制作的温度报警器做 了出来，周围同学都很惊讶。 第三、提高了团队意识比赛三个人为一组，我们团结协作，分工明确，互相促进而发展，比赛时我基础较好，设计基本电路，另一同学焊接调试技术过硬，还有一个知识面广，知道如何选用好的器件，如何写好报告书，总揽全局，没有同学的配合，根本不可能圆满地完成任务。其中取得的经验，使我更加出色的担任电子协会竞赛部部长，在电子协会里创造了相互学习的
全国电子设计大赛优秀报告
精心整理全国电子设计大赛训练项目 设计报告 题目数控通用直流电源 摘要 一、 1．1 1.2 1.3 1.4 二、 2．1系统总框图 (7) 2．2硬件设计 (7) 2．2．1开关稳压电源模块 (7) 2．2．2单片机控制模块 (8) 2．2．3正、负输出可调稳压电源模块 (9) 2．2．4按键模块 (10) 2．3软件设计 (10) 2．3．1主程序流程 (11) 2．3．2过流保护程序流程 (11) 三、测试、结果及分析 (12)
3．1基本功能 (12) 3．2发挥功能部分 (15) 四、总结 (15) 五、参考文献 (15) 附录一、完整的系统原理图 (16) 附录二、完整的系统PCB图 (17) 0.12V, 一、 设计并制作一个直流可调稳压电源。 二、设计要求 1．基本要求 ①用变压器输出的两组17.5V交流绕组，设计三组稳压电源，其中两组3V-15V可调，另一组固定输出＋５Ｖ; ②各组输出电流最大：750mA； ③各组效率大于75%，在500mA输出条件下测量，应在ＤＣ／ＤＣ输入端预留电流测量端； ④为实现程序控制，预留MCU控制接口。 2．发挥部分 ①设置过流保护，保护定值为1.2A； ②用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化；
③扩展输出电压种类（比如三角波、梯形波等）； ④可实现双电源同步调节或分别调节。 一、方案论证与比较 通过对题目的任务、要求进行分析，我们将整个设计划分成两个部分：稳压电源部分和数控部分。 1.1稳压电源部分方案比较 方案一：三端稳压电源 根据设计要求，可以采用三端稳压器来实现输出系统所需的三种直流电压：固定+5V和两组可调输出。其中，用7805实现固定5V的输出，LM317实现可调输出（控制输出电压为1.2~37V）。 电路原理图如下： 图1固定5V输出 7805是我们最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。 图2LM317可调电源模块 在综合考虑LM317的输出电压范围1.25～37V和其最小稳定工作电流不大于5mA的条件下保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ,就能保证LM317稳压块在空载时能够稳定工作。输出电压：V O =1.25(1+R2/R1),在LM317输出范围为1.25～37V的条件下，R2/R1范围为：0～28.6。 优点：线性电源工作稳定，输出纹波小，且不需做过多调整，使用较为方便，工作安全可靠，适合制作通用型、标称输出的稳压电源。缺点：线性稳压电路的内部功耗大，效率低，散热问题较难解决。 方案二：晶体管串联式直流稳压电路 晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图3所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值（稳压值）。 图3晶体管串联式直流稳压电路方框图 方案三：开关电源 根据设计要求，可选用开关电源来完成设计。LM2596为电路设计核心。 调整管 取样 误差放大 基准电压 辅助电源 UI UO