电子设计大赛-获奖队员

郑州铁路职业技术学院，索尼杯团队故事

2007年电子设计大赛高职高专组“索尼杯”获奖感言

郑州铁路职业技术学院“索尼杯”获奖团队感言

（高茂光、王斌、叶俊辉）

（文字整理：巩恩福梁明亮）

我们是来自郑州铁路职业技术学院的学生高茂光、王斌和叶俊辉，在2007年全国大学生电子设计竞赛荣获高职高专组“索尼杯”。关于本次大赛的一些体会和感想，在这里愿与大家一起交流。

电子设计竞赛取得成功离不开赛前的知识积累和强化培训

“巧妇难为无米之炊”，参加电子设计竞赛需要扎实的基础知识、较强实践经验以及合作能力。我们分别来自计算机应用技术、电子信息工程技术和数控应用技术专业，在学好专业知识的同时，充分利用课余时间积极参加学院学生无线电协会活动。无线电协会是学院的学生社团，多年来在学院各级领导的大力支持以及协会指导老师的辛勤培育下，从这里走出来一大批优秀人才，同时也为协会积累了大量的学习经验和学习资料。

两年来，我们学习了收音机的原理与维修、电视机的原理与维修、单片机技术开发、EDA技术开发、ARM嵌入式技术开发，并积极参与协会内部组织的“电子产品小制作”和校内外的各种“电子设计大赛”。学习中注重自学能力、实践动手能力和创新设计能力的提高。通过学习家用电器的维修巩固了电子电路基础知识和电子设备的调试检测能力；平时进行的各种电子小制作，使我们设计电路和调试电路的能力得到增强，因为一个完整的电子小产品同样包括电路原理图的设计、PCB图的绘制、电子元件的布局、焊接，整机调试等；通过参与各类电子设计大赛，提高了单片机、CPLD、ARM等技术的综合应用能力，参赛作品要求注重对新技术、新元件的应用，我们以前设计的“智能家电及报警控制系统”、“多功能点阵显示屏”、“智能电源管理员”等作品创意新颖、技术含量较高、有一定的实用性，通过这些比赛活动的参加，我们积累了很多的比赛实战经验。

在今年全国电子设计竞赛前，在学院各级领导的支持下，我们在老师的指导下进行了赛前的强化培训，对一些功能模块进行了软、硬件设计调试，在比赛中派上了用场，为我们在竞赛中赢得了宝贵的时间。

参赛团队既要合理分工又要团结协作

这次我们的选题是信号发生器（H题），由于涉及到ARM、FPGA等多方面的知识，我们依靠的是团队的力量，三个人各司其职，各有分工。

在比赛过程中，我们不断讨论、沟通，充分发挥了团队的作用。曾经出现过分歧，并争论过，但未耽误比赛的进程。这是由于在平时的学习中，一直提倡团队协作的精神。四天三夜的比赛，不仅在技术上是对我们的一个考验，在体力和意志上同样也是一个考验。只有通过集体的力量，分工协作，相互支持，才能攻克一个个技术难关，最终取得成功。

平时要养成良好的学习习惯和严谨的研究作风

在短短的四天三夜里完成整个系统的开发，给参赛队员的综合知识的应用能力提出了很高的要求，除了要求有扎实的知识外，还应有严谨的研究作风和良好的工作习惯。

一个完整的系统开发，包括方案论证、电路的设计、电路板的制作到器件选取、单元电路调试、程序编写和最后系统测试等诸多内容，参赛队员应有很强的系统概念，对整个方案的选取有宏观的把握，同时还要对每一个具体单元电路具有成熟的设计调试经验，在工序安排上知道先干什么，后干什么，科学统筹安排项目开发进程。在如此紧张的比赛氛围中，如果没有良好的学习习惯和一丝不苟的工作精神，往往会因为一个很小的细节问题而导致系统开发停滞不前甚至失败。

电子竞赛中作品设计的一般步骤

电子竞赛中作品设计的一般步骤

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6.2 电子竞赛作品设计制作步骤 与一般的电子产品设计制作不同的是，电子设计竞赛作品设计制作一方面需要遵守电子产品设计制作的一般规律，另一方面要在限定时间、限定人数、限制设计制作条件、限制交流等情况下完成作品的设计制作，电子竞赛作品设计制作有自己的规律。电子竞赛作品设计制作大约需经过题目选择、系统方案论证、子系统、部件设计与制作、系统综合、调试与测量等步骤，最后完成作品和设计总结报告。 6.2.1 题目选择 全国大学生电子设计竞赛作品设计制作时间是4天3晚，3人一组。竞赛题目一般为5～6题，题目在竞赛开始时（第1天的8.00）开启。以2003年第6届为例共有6题：电压控制LC振荡器（A题）、宽带放大器（B题）、低频数字式相位测量仪（C题）、简易逻辑分析仪（D题）、简易智能电动车（E题）、液体点滴速度监控装置（F题）。 正确地选择竞赛题目是保证竞赛成功的关键。参赛队员应仔细阅读所有的竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作。 选择题目按照如下原则进行： （1）明确设计任务，即“做什么？”。选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求。如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不 可选择的。因为时间是非常紧张的，没有更多的时间让你去重新学习，另外根 据竞赛纪律，也不可以去请教老师。 （2）明确系统功能和指标，即“做到什么程度？”。注意题目中的设计要求一般分基本要求和发挥部分两部分，各占50分。应注意的是基本部分的各 项分值题目中是没有给出的，但在发挥部分往往会给出的各小项的分值。选择 时要仔细分析各项要求，综合两方面的要求，以取得较好的成绩。 （3）要确定是否具有完成该设计的元器件、最小系统、开发工具、测量仪器仪表等条件。 在没有对竞赛题目进行充分地分析之前，一定不能够进行设计。题目一旦选定，原则上是应保证不要中途更改。因为竞赛时间只有4天3晚，时间上不允许返工重来。 6.2.2 系统方案论证 题目选定后，需要考虑的问题是如何实现题目的各项要求，完成作品的制作，即需要

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)

焊接操作及模型设计大赛策划书

焊接操作及模型设计大赛策划书 一、活动目的： 为了庆祝大学生科技节，并大力创新推进学生活动、我们承办江苏科技大学焊接操作大赛。 活动时间：XX年11月10日至12月10日 活动地点：焊接楼及焊接操作实习基地 面向对象：江苏科技大学在校学生（包括研究生） 主办单位：材料学院团委、江苏科技大学社团联合会 承办单位：江苏科技大学焊接协会 二、活动简介： 日常生产与生活中，焊接技能有着广泛的应用。作为未来的大学毕业生，具有一定的焊接技能显得尤为重要，焊接模型设计大赛本着锻炼为主、比赛为辅的原则，积累实践操作经验，锻炼自己的活动能力，这是一项将理论与实践完美结合起来的活动。 一：面向对象：全校在校本科生及研究生。 二：活动比赛分为两组：专业组与学习操作组。 三：活动比赛在上午进行。 四：活动宣传：比赛前一星期左右，做横幅宣传，张贴报名海报宣传单。 五：活动报名：专业组：每组三名成员，大三焊接二名同学以及大一大二焊接的一名同学组成，男女不限，名满为止。

学习操作组，来自各学院，各学院的由两人组成，在专业组一名大三成员的带领下，现场完成一组作品。 三、活动过程 1、活动策划 通过几年的焊接操作大赛活动的展开，焊接协会已经掌握了比较完善的活动计划。借12届焊接专业学生操作实习之机，并充分考虑了此次活动的安全性、可行性，我们要既保证低年级学生有动手操作和锻炼的机会，也要保证出好的作品。 2 、前期准备 1、选手报名:一，由大三焊接专业同学带队，共三人，男女不限，(2) 选手培训：对大三焊接学生实行二周操作实习之后在进行操作大赛，对其余学生进行理论学习，并在比赛当天进行大三焊接专业同学一对一指导操作，保证安全性。 2、邀请嘉宾:邀请了材料学院党委副书记祁凯老师，材料学院团委书记李洋老师，焊接实验室陈书锦老师、胡庆贤老师亲临现场，指导点评。 3、宣传工作：请宣传部为我们出一张海报，张贴在勤奋路，面向学校广泛宣传；制作2条横幅，一条挂在勤奋路网球场，一条比赛当天使用。 4、奖品：一等奖：一组。二等奖：二组。 三等奖：三组。

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。

历年年全国大学生电子设计竞赛题目

历年年全国大学生电子设计竞赛题目 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

2015年全国大学生电子设计竞赛题目 【本科组】 双向DC-DC变换器（A题） 风力摆控制系统(B题） 多旋翼自主飞行器（C题） 增益可控射频放大器（D题） 80MHz-100MHz频谱分析仪（E题） 数字频率计（F题） 短距视频信号无线通信网络（G题） 第一届（1994年） 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛 A.简易数控直流电源 B.多路数据采集系统 第二届（1995年） 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛 A.实用低频功率放大器 B.实用信号源的设计和制作 C.简易无线电遥控系统 D.简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年） 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛A.直流稳定电源

B.简易数字频率计 C.水温控制系统 D.调幅广播收音机 第四届（1999年） 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛 A.测量放大器 B.数字式工频有效值多用表 C.频率特性测试仪 D.短波调频接收机 E.数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年） 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛 A.波形发生器 B.简易数字存储示波器 C.自动往返电动小汽车 D.高效率音频功率放大器 E.数据采集与传输系统 F.调频收音机 第六届（2003年） 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛 A.电压控制LC振荡器 B.宽带放大器

C.低频数字式相位测量仪 D.简易逻辑分析仪 E.简易智能电动车 F.液体点滴速度监控装置 第七届（2005年） 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛 A.正弦信号发生器 B.集成运放测试仪 C.简易频谱分析仪 D.单工无线呼叫系统 E.悬挂运动控制系统 F.数控恒流源 G.三相正弦波变频电源 第八届（2007年） 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛 A.音频信号分析仪 B.无线识别 C.数字示波器 D.程控滤波器 E.开关稳压电源 F.电动车跷跷板 G.积分式直流数字电压表

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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电路板焊接大赛策划

信息工程系 电 路 板 焊 接 大 赛 策划书

信息工程系电路板焊接大赛 策划与活动方案 一、活动目的： 为促进广播影视学院信息工程系更好的发展，丰富同学们的课余生活，激发本系学生对电子系统设计与调试相关领域学习和研究的热情，提高本系学生的动手能力，促进本系学生学习与实践全面结合，信息工程系特举办本次活动。 二、活动时间： 2010年11月25日—2010年11月30日 三、参赛对象： 广播影视学院全体学生 四、活动准备： 1、信息工程系团委以海报形式宣传本次大赛。 2、通知各班班委积极配合本次大赛。 五、参赛方式及流程： 1、报名负责单位：信息工程系团委 2、活动地点：广播影视学院前广场 3、具体流程： ①学生必须在统一时间内，根据比赛时统一配发的电路原理图，元器件清单，功能等技术文件和套装资料，使用设备和工具，完成电路板焊接工作.

②赛场提供的电子设备：示波器，通用直流稳压源，万用表等电子工具，焊锡，焊锡台等常规工具，特殊情况下使用工具可以向监督老师申请。 ③评分标准：根据选手在规定时间内完成指定任务的情况(即完成的时间和完成的质量（符合工艺标准且调试正常）)由评委老师依据比赛规则进行评比. 六、注意事项： 1、参赛同学应当安全用电,保证比赛正常有序进行。 2、参赛者在比赛前30分钟赶到赛场，以检查元器件的完整性。 3、比赛开始后参赛者按照工艺流程制作，作品检查完成后，交给评委老师。 七、活动安排： 1、11月25日—11月27日宣传阶段信息工程系团委将比赛的相关内容以海报的形式展出，并且和各班的班委协调，做好本次活动的宣传工作。 2、11月28日—11月29日赛前安排根据各班班委报名的情况，将参赛选手统一分组，编号。 3、11月30日现场比赛。 八、奖项设置： 本次比赛设 一等奖一名

电子设计创意大赛参赛作品--基于单片机的宿舍自动通风装置

基于单片机的宿舍自动通风装置 1、创意来源 睡眠状态下，一个人一晚上会呼出200升二氧化碳。门窗紧闭，房间里的氧气浓度会逐渐降低。最终容易造成大脑缺氧，严重影响我们的身体健康！经常开窗保持空气流通，有利于排出室内的脏空气，保证足够的氧气供应。 房间里本来就存活着很多的细菌和微生物。由于门窗紧闭，空气无法流通，就为一些病菌提供了大量滋生、繁殖的良好条件，更严重地威胁着我们的身体健康！经常开窗通风换气，可以有效地减少室内病菌滋生，利于我们的身体健康。 有些宿舍由于不注意开窗通风，室内空气质量极差，有极大的异味，学生在这种环境中长期生活，对身心健康有较大危害。 所以宿舍要经常开窗通风换气，保持室内空气流通；每天早、中、晚坚持定时通风换气，做到每次开窗10分钟到30分钟。但是，有些宿舍经常忘记开窗通风，导致屋内空气得不到更新。有些宿舍因为处在一楼，有些宿舍楼内经常发生盗窃案件，比如星天苑G座，而白天宿舍成员长时间不在宿舍内，因担心被窃，不敢开窗通风。 为解决这种现象，我设计了这种宿舍自动通风装置。预期该装置可以实现定时自动开窗关窗功能。 2、系统总体设计方案 系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用数字电路实现,也可以采用单片机来完成。若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示，报警

2020年电子产品设计及制作赛项竞赛样题

2018年全国职业院校技能大赛 电子产品设计及制作赛项江苏省选拔赛赛题 题目:圆度测量仪的设计及制作 一、竞赛任务 按赛题要求，根据下发的技术资料、元器件及配件完成圆度测量仪系统的如下工作任务： 1.根据下发的文件要求，根据原理图和印制电路板约束条件，利用Altium软件绘制印制电路板图； 2.根据所给资料结合传感器平台研究圆度测量仪的工作原理和功能要求； 3.完成给定的单片机核心板（STM32单片机或51单片机）和信号调理电路板的焊接装调任务； 4.根据赛项提供的机箱完成简单的布局设计，包括开关、电路板、插座的安装及机内走线的规划； 5.利用提供的圆度测量仪装置，完成圆度测量仪系统的软硬件调试，使其达到规定功能要求和技术指标； 二、功能与技术要求 1.系统原理说明 本赛项圆度测量仪的测试装置如下图1所示： 被测圆 位移传感器 图1圆度测量仪测试装置 在本测试装置中，被测圆安装在直流减速电机上，由直流减速电机带动产生旋转运动，电感式位移传感器测量用于测量被测圆的实际半径。测试装置上的接线端子1、2接原边（激励线圈），3、4和5、6分别接副边1、副边2（两个次级线圈）；接线端子M+、M-为直流电

机的输入端；VCC、GND、A、B是电机测速模块接线端。 圆度是衡量实际圆对理想圆变动量的一项指标，其公差带是以公差值t为半径差的两同心圆之间的区域。圆度公差属于形状公差，圆度误差值不大于相应的公差值，则认为合格。 在实际测量中，两同心圆圆心位置的确定有最小包容区域法、最小外接圆法、最大内切圆法和最小二乘圆法四种方法，其中最小二乘圆法也叫平均圆法，当被测圆上各测点或误差曲线上的点至某圆圆心的距离平方和为最小时，该圆即为最小二乘圆，各测量点到该圆心的最大距离和最小距离之差即为该被测圆的圆度误差。在本赛项中假设直流减速电机的轴心即为同心圆的圆心位置。 圆度测量仪被测圆的半径测量采用电感式位移传感器，电感式位移传感器的结构示意图如图2所示： 图2电感式位移传感器结构示意图 位移传感器由三个依次排列的线圈和可移动铁芯。工作时，激励线圈P通入交变激励电流，次级线圈S1、S2产生与磁耦合成正比的感应电动势。铁芯与被测对象固定在一起，随着被测对象的位移，铁芯在螺线管中的位置发生变化，从而使两个副边线圈感应到不同大小的电压。如铁心向右移动，则S1电压增加，S2电压减小。 圆度测量仪输出PWM波驱动直流减速电机旋转，带动被测圆旋转，电感式位移传感器测量相应角度的被测圆半径，并在液晶屏上显示测量结果。整个系统由DCP-400-A （STM32F103核心板）或DCP-300-A（IAP15W4K61S4核心板）、DCP-218-A（H桥PWM 输出直流减速电机驱动板）、DCP-208-A（串口A/D转换电路板）、DCP-226-A（多功能万用板）和电源等组成。 2．功能实现 要求参赛队完成以下功能： （1）印刷线路板绘制 根据赛项下发电子文档的PCB文件夹中给定的圆度测量仪主板原理图，完成紫色框中

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 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 (4) 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 (5) 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。 （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）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： 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 图1.1：管道内钢珠运动测量装置的结构图 图1.2：管道摆动方式

全国大学生电子设计大赛作品报告

全国大学生电子设计大 赛作品报告 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

2015年全国大学生电子设计竞赛 多旋翼自主飞行器（c题） 2015 年8月15 日 摘要 旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板（芯片型号R5F100 LEA）,STM32单片机模块(加SD卡)，CMOS摄像头，A2212/13T新西达电机。STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板，启动飞行器和CMOS摄像模块，RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态，实现悬停,前进,后退等功能，CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。当飞行到目的地时各模块自动停止工作。 飞行器能一键式启动，并开始航拍，从A点起飞，飞向B区，在B区降落，但不是中心，当飞行结束后，拔掉SD卡，能顺利的通过P0机回放，在飞行过程中，始终在电子示高线H1和H2的区间内。 目录 目录

1. 方案论证与比较 四旋翼算法方案 方案一：采用欧拉角法欧拉角法静止状态，或者总加速度只是稍微大于g 时，由加计算出的值比较准确。 使用欧拉角表示姿态，令Φ,θ和Φ代表ZYX 欧拉角，分别称为偏航角、俯仰角和横滚角 。 载体坐标系下的 加 速 度(axB,ayB,azB)和参考坐标系下的加速度(axN, ayN, azN)之间的关系可表示为(1)。其中 c 和 s 分别代表 cos 和 sin 。axB,ayB,azB 就是mpu 读出来的三个值。 这个矩阵就是三个旋转矩阵相乘得到的，因为矩阵的乘法可以表示旋转。 axB c c c s s axN ayB c s s s c c c s s s s c ayN azB s s c s c s c c s s c c azN θψθψθφψφθψφψφθψφθφψφθψφψφθψφθ-??? ?????????=-++????????????+-+?????? (1) 飞行器处于静止状态，此时参考系下的加速度等于重力加速度，即 00xN yN zN a a g a ????????=???????????? （2） 把（2）代入（1）可以解 : arctg θ= （3） yB zB a arctg a φ??= ? ?? （4） 即为初始俯仰角和横滚角，通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出，偏航角可以通过电子罗盘求出。 方案二：四元数法（通过处理单位采样时间内的角增量(mpu 的陀螺仪得到的就是角增量)，为了避免噪声的微分放大，应该直接用角增量-------抄的书） 本项目采用的是方案一。 STM32控制方案 方案一： 直接激活飞控模块（RL78/G13MCU ），可以很好的与飞控进行协调，实现飞控模块的启动与停止。 方案二：使用STM32直接控制飞行器飞行。在植入的程序里包含对四旋翼的控制算法和自启动和自停止，还有视频模块的处理，但太过复杂。

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

全国电子设计大赛论文-电源设计

一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统

的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）

职业技能大赛电子设计及制作竞赛方案

第十二届职业技能大赛“电子设计及制作”竞赛方案 第一部分竞赛项目规程 一、竞赛项目名称 电子设计及制作 二、竞赛目的 通过竞赛，检验参赛选手在模拟真实的工作环境与条件下实现对电子产品在规定设计方案（规定原理图与结构要求）下的工艺能力和职业素质，包括对常用电子产品制作工具的应用，电子产品的加工方法和工艺的操作，电子仪器仪表的使用、现场问题的分析与处理、团队协作和创新能力、质量管理与成本控制、安全、环保等意识，引导高职院校关注电子行业新技术的发展趋势与技术应用方向，指导和推动电子信息类专业开展面向电子产品设计与制作的课程与教学改革，加快电子信息类专业高素质技能型人才的培养，增强技能型人才的就业竞争力。 三、竞赛方式和内容 （一）竞赛方式 1、比赛以团队方式进行，每支参赛队由2名选手组成，须为同校在籍学生,其中队长1名，性别和年级不限。 2、比赛过程中，允许参赛队员在规定时间内，按照规则，接受指导教师口头指导一次。时间为10分钟。参赛选手可自主选择是否接受指导，接受指导的时间计入竞赛总用时。 3、赛场开放，允许观众按照规定，在不影响选手比赛的前提下现场参观和体验。 4.赛后点评 赛项比赛全部结束后，安排专家对赛项相关产业的发展进行介绍

并对赛项的技术要点、选手表现、比赛成果等进行点评。 （二）竞赛内容 参赛队根据给定竞赛任务，按照题目要求，在赛场内完成全部竞赛任务。竞赛任务包括如下内容： 1.电子产品局部电路设计 按照竞赛设计任务书，利用给定的电路原理图，进行局部电路和元器件参数的选择性分析（含软件设计，例如单片机编程），完善电路设计，使该产品具有可加工性。 2.电路制作、调试与装配 （1）根据所完善的电子产品电路图及安装结构要求，利用Protel 99SE或者Protel DXP软件绘制出PCB板图，完成印制电路板的制板工艺文件，提交给竞赛委员会； （2）选择所需元器件，在自行设计、制作的PCB上进行焊接、利用仪器仪表进行电路测试与调整； （3）对所制作的电子产品样机进行装配与调试。比赛结束后，参赛队提交竞赛作品实物，由裁判员认定产品与安装结构的装配符合度。 3.技术文件编写（以现场赛题要求为准，通过网络提交电子文档） 4.口头答辩 根据竞赛综合成绩，确定参加答辩的参赛队。要求参赛队成员选出1名代表，对竞赛项目的局部电路和元器件的选择性设计思路、

2019年全国大学生电子设计竞赛综合测评题

2019 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2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 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。 多信号发生器 使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。 设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板 编号及 3 个参赛同学签字需在密封线内，限 2 页，与综合测评板一同上交。 u o1 u o2 多信号发生器u o3 1kΩ 19kHz-21kHz （含LM324AD 四运放，U o41kΩ 负载 1kΩ 负载 负载 +5V SN74LS00D四与非门） 1kΩ 负载 U o1————方波 U o2————占空比连续可调窄脉冲 U o3————正弦波 U o4————余弦波 一．约束条件 1. 一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）; 2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）; 3. 赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）; 4. 赛区提供直流电源。 二．设计任务及指标要求 利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号: 1. 频率为19kHz~2IkHz 连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于 3.2V; 2. 与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V; 3. 与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于 3.2V;

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。