大学生电子设计竞赛2017题目集合
2017年电子设计大赛比赛题目及评分标准
附件2比赛题目及评分标准【题目一】Xilinx哈夫曼编码1.设计要求要求对一段数据序列进行哈夫曼编码，使得平均码长最短，输出各元素编码和编码后的数据序列。
（1）组成序列的元素是[0-9]这10个数字，每个数字其对应的4位二进制数表示。
比如5对应0101，9对应1001。
（2）输入数据序列的长度为256。
（3）先输出每个元素的编码，然后输出数据序列对应的哈夫曼编码序列。
2.电路接口RTL级代码顶层模块名统一为HuffmanCoding，可参考电路接口与时序如下：(可以根据自身设计需求，对电路接口进行修改) module HuffmanCoding(input wire clk,input wire rst_n,input wire [3:0] data_in,input wire start,output wire output_data,output wire output_start,output wire output_done);1clk rst_nstartoutput_done（1）复位之后，当start信号高有效后开始连续输入256个数据序列，data_in数据宽度为4，输入需要256个时钟周期。
（2）经过运算后，output_start信号高有效后，开始输出结果output_data。
output_data信号数据宽度是1，因此输出是二进制序列。
最后output_done 高有效说明整个编码过程结束。
（3）output_data数据包含2个部分。
先输出[0-9]这10个数字的哈夫曼编码(具体的输出格式可以自行设定)，然后输出数据序列哈夫曼编码后的序列。
评分标准：1. TestBench建议先用C/C++或者Matlab等高级语言实现上述哈夫曼编码设计需求，并以此为基准，作为电路仿真的TestBench。
2. 电路功能电路功能的完成情况，包括是否满足设计要求、源代码、仿真程序和文档说明等。
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。
17电赛控制题目
17电赛控制题目
以下是一个17电赛控制题目的例子：
设计一个控制系统，使一个无人车在一个迷宫中尽快找到出口。
迷宫是一个n x m的矩阵，其中连通的路径用0表示，墙壁用
1表示。
无人车可以向上、下、左、右四个方向移动，但不能
穿过墙壁。
控制系统需要实时控制无人车的移动方向，直到找到出口为止。
要求：
1. 无人车在每个时间步只能移动一格。
2. 控制系统应该尽量减少无人车的移动步数，以降低能耗。
3. 控制系统必须考虑到随时发生的墙壁破损，即在任意时间步任意位置的墙壁可能会变成连通的路径，反之亦然。
请设计一个算法或程序，解决上述问题，并回答下面的问题：
1. 你的算法或程序的时间复杂度是多少？
2. 如何处理墙壁破损的情况？
3. 有没有可能无法找到出口？若有可能，请解释原因。
注意：
1. 回答问题时，请给出详细的解释和理由。
2. 以上问题只是一个例子，实际的17电赛控制题目可能涉及
更复杂的要求和限制。
请根据实际题目进行解答。
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 年全国大学生电子设计竞赛试题-微电网模拟系统(A题)
2017年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）8月9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12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。
微电网模拟系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统，其系统框图如图1所示，负载为三相对称Y连接电阻负载。
交流母线图1 微电网模拟系统结构示意图二、要求1. 基本要求（1）闭合S，仅用逆变器1向负载提供三相对称交流电。
负载线电流有效值I o为2A时，线电压有效值U o为24V±0.2V，频率f o为50Hz±0.2Hz。
A - 1 / 3（2）在基本要求（1）的工作条件下，交流母线电压总谐波畸变率（THD）不大于3%。
（3）在基本要求（1）的工作条件下，逆变器1的效率ƞ不低于87%。
（4）逆变器1给负载供电，负载线电流有效值I o在0~2A间变化时，负载调整率S I1≤0.3%。
2. 发挥部分（1）逆变器1和逆变器2能共同向负载输出功率，使负载线电流有效值I o 达到3A，频率f o为50Hz±0.2Hz。
（2）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率保持为1:1分配，两个逆变器输出线电流的差值绝对值不大于0.1A。
负载调整率S I2≤0.3%。
2017全国大学生电子设计竞赛H题
AD8310连接简单，反应灵敏，能够直接实现对扫频波的峰值检测。电路图见附录图9
2.程序设计
本系统主控芯片采用STM32F407，通过IIC总线完成和ZLG7290键盘芯片的通信，利用SPI串行总线完成和AD9959的通信。单片机通过读取键盘键值执行不同的功能，通过控制AD9959制成1M~40M频率可变，幅度可调的DDS。单片机通过控制DAC生成周期和扫频时间相同的锯齿波，结合检波后信号绘成幅频特性曲线。单片机通过串口半双工通信和另一单片机可实现双绞线通信，将幅度和频率信息传至另一幅频特性测试装置。软件整体框图见附录图1。
图3 单片机控制AD9959 图4 单片机控制周立功键盘
四．测试方案与测试结果
使用仪器：
DG4162信号源/频率计1台
MSO4054示波器1台
DSA875频谱仪1台
测试项目：
详细测试方案请见附录。测试结果如下
基本要求测试结果
信号源
测量项目
题目指标
完成情况
是否
达标
测试方案简述
与测量仪器
1.1频率范围
1MHz~40MHz
放大器
测量项目
题目指标
完成情况
是否
达标
测试方案简述
与测量仪器
2.1频率范围
1MHz~40MHz
500KHz~40MHz
否
DG4162信号源
MSO4050示波器频率计
2.2增益范围
0-40dB
0-43.5
是
DG4162信号源
MSO4050示波器频率计
2.3输出峰峰值
1V峰峰值
1.5VPP
是
DG4162信号源
（1）
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————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864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 (2)2.1单片机选择 (2)2.2角度测量选择 (2)2.3 钢珠运动检测选择 (2)2.4显示选择 (2)2.5电源选择 (2)3电路系统与程序结构设计 (3)3.1系统硬件总体设计 (3)3.2单片机最小系统模块设计 (3)3.3角度传感器模块设计 (3)3.4 磁性传感器模块设计 (3)3.5显示模块设计 (4)3.6电源模块设计 (4)3.7程序结构与设计 (4)4系统测试 (5)5总结 (6)参考文献及附录 (6)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。
（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。
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A - 1 / 3
2017年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）8月9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12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。
微电网模拟系统（A 题）
【本科组】
一、任务
设计并制作由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统，其系统框图如图1所示，负载为三相对称Y 连接电阻负载。
图1 微电网模拟系统结构示意图
二、要求
1. 基本要求
（1） 闭合S ，仅用逆变器1向负载提供三相对称交流电。
负载线电流有效
值I o 为2A 时，线电压有效值U o 为24V±0.2V ，频率f o 为50Hz±0.2Hz 。
交流母线
（2）在基本要求（1）的工作条件下，交流母线电压总谐波畸变率（THD）不大于3%。
（3）在基本要求（1）的工作条件下，逆变器1的效率ƞ不低于87%。
（4）逆变器1给负载供电，负载线电流有效值I o在0~2A间变化时，负载调整率S I1≤0.3%。
2. 发挥部分
（1）逆变器1和逆变器2能共同向负载输出功率，使负载线电流有效值I o 达到3A，频率f o为50Hz±0.2Hz。
（2）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率保持为1:1分配，两个逆变器输出线电流的差值绝对值不大于0.1A。
负载调整率S I2≤0.3%。
（3）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率可按设定在指定范围（比值K为1:2~2:1）内自动分配，两个逆变
器输出线电流折算值的差值绝对值不大于0.1A。
（4）其他。
三、说明
（1）本题涉及的微电网系统未考虑并网功能，负荷为电阻性负载，微电网中风力发电、太阳能发电、储能等由直流电源等效。
（2）题目中提及的电流、电压值均为三相线电流、线电压有效值。
（3）制作时须考虑测试方便，合理设置测试点，测试过程中不需重新接线。
（4）为方便测试，可使用功率分析仪等测试逆变器的效率、THD等。
（5）进行基本要求测试时，微电网模拟系统仅由直流电源1供电；进行发挥部分测试时，微电网模拟系统仅由直流电源1和直流电源2供电。
|，其中U o1为I o=0A时的输出（6）本题定义：（1）负载调整率S I1=|U o2−U o1
U o1
端线电压，U o2为I o=2A时的输出端线电压；（2）负载调整率
|，其中U o1为I o=1A时的输出端线电压，U o2为I o =3A时S I2=|U o2−U o1
U o1
的输出端线电压；（3）逆变器1的效率ƞ为逆变器1输出功率除以直
流电源1的输出功率。
（7）发挥部分（3）中的线电流折算值定义：功率比值K>1时，其中电流值小者乘以K，电流值大者不变；功率比值K<1时，其中电流值小者
除以K，电流值大者不变。
（8）本题的直流电源1和直流电源2自备。
A - 2 / 3
四、评分标准
A - 3 / 3
B - 1 / 3
2017年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）8月9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。
【本科组】 一、任务
在边长为65cm 光滑的正方形平板上均匀分布着9个外径3cm 的圆形区域，其编号分别为1～9号，位置如图1所示。
设计一控制系统，通过控制平板的倾斜，使直径不大于2.5cm 的小球能够按照指定的要求在平板上完成各种动作，并从动作开始计时并显示，单位为秒。
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。
（2） 在15秒内，控制小球从区域1进入区域5，在区域5停留不少于2秒。
（3） 控制小球从区域1进入区域4，在区域4停留不少于2秒；然后再进入区域5，
小球在区域5停留不少于2秒。
完成以上两个动作总时间不超过20秒。
（4） 在30秒内，控制小球从区域1进入区域9，且在区域9停留不少于2秒。
2.发挥部分
（1） 在40秒内，控制小球从区域1出发，先后进入区域2、区域6，停止于区域
9，在区域9中停留时间不少于2秒。
（2） 在40秒内，控制小球从区域A 出发、先后进入区域B 、区域C ，停止于区
域D ；测试现场用键盘依次设置区域编号A 、B 、C 、D ，控制小球完成动作。
（3） 小球从区域4出发，作环绕区域5的运动
（不进入），运动不少于3周后停止
于区域9，且保持不少于2秒。
（4） 其他。