第六屆黑龍江科技學(xué)院大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目匯總

1、題目1：智能救援車一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)智能小車，該小車能按照要求自動(dòng)運(yùn)行，通過一個(gè)建筑物中曲折的道路，并完成規(guī)定的動(dòng)作。設(shè)矩形建筑物有兩個(gè)門A、B，門寬24厘米，建筑物的墻壁是10厘米高（或與小車高度相同）、2厘米厚的矮墻，建筑物內(nèi)無引導(dǎo)軌跡（見圖示）。二、要求1基本要求（1）要求智能小車從A門進(jìn)入并開始自動(dòng)計(jì)時(shí)，從B門出來，在行進(jìn)過程中，能自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)穆窂剑荛_墻壁，找到通路，三分鐘之內(nèi)到達(dá)B門；（2）到達(dá)B門，停5秒，小車自動(dòng)計(jì)時(shí)并數(shù)字顯示AB段所用的時(shí)間，并聲光報(bào)警；2發(fā)揮部分：（1）   自B門外，循弧形引導(dǎo)軌跡BC前進(jìn)（引導(dǎo)軌跡為2厘米寬）；（2） &

2、#160; 途中檢測(cè)到鐵片D（鐵片D放置在軌跡BC前二分之一段上的任意位置）時(shí)停車3秒，并聲光報(bào)警；（3）   要求小車拾起鐵片D，繼續(xù)沿引導(dǎo)軌跡前進(jìn)；（4）   到達(dá)C點(diǎn)；（5）   在C點(diǎn)處，放下鐵片D并停止前進(jìn)。聲光顯示救援結(jié)束，并停止計(jì)時(shí)，分別顯示BD、DC段所用的時(shí)間。鐵片為直徑2厘米的圓形薄片。題目2：電子密碼鎖設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)電子密碼鎖，具有如下功能：(1) 設(shè)置4位密碼, 密碼通過鍵盤輸入,若密碼正確, 則將鎖打開。(2) 密碼可由用戶自己修改設(shè)定, 鎖打開后才能修改密碼。(3) 現(xiàn)場報(bào)警功能。密碼輸入錯(cuò)誤3次, 則

3、報(bào)警。（4）具有顯示功能發(fā)揮部分： (1) 將密碼擴(kuò)充至6位。 (2) 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警功能。設(shè)計(jì)提示1密碼鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、清除、激活、更改及電鎖解除功能。(1) 數(shù)碼輸入:按下一個(gè)數(shù)字鍵,其對(duì)應(yīng)的數(shù)字就顯示在最右邊的數(shù)碼管或液晶上,同時(shí)將先前輸入的所有數(shù)字向左移動(dòng)一位。(2) 數(shù)碼清除:當(dāng)按下清除鍵時(shí),清除前面輸入的所有值,并顯示為“0000”。(3) 密碼激活:按下密碼激活鍵,將前面輸入的四位數(shù)字設(shè)為密碼,密碼鎖上鎖。(4) 密碼更改:將輸入的值作為新的密碼。(5) 電鎖解除:按下電鎖解除鍵,系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對(duì),如果正確,電鎖開啟,否則打不開鎖。題目3：數(shù)字電子秤設(shè)

4、計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子秤，測(cè)量范圍分成四檔，01.999Kg、019.99Kg、0199.9Kg、01999Kg。2用數(shù)字顯示被測(cè)重量，小數(shù)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)不同的量程顯示。3具有量程自動(dòng)切換功能。設(shè)計(jì)提示1設(shè)計(jì)思路 ：用電子秤稱重的過程是把被測(cè)物體的重量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。由于這一信號(hào)通常都很小，需要進(jìn)行放大，放大后的模擬信號(hào)經(jīng)模/數(shù)變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過顯示器顯示出重量。由于被測(cè)物體的重量相差較大，根據(jù)不同的測(cè)量范圍要求，可由電路自動(dòng)切換量程，同時(shí)顯示器的小數(shù)點(diǎn)數(shù)位對(duì)應(yīng)不同量程而變化，即可實(shí)現(xiàn)電子秤的要求。2參考框圖見圖。數(shù)字顯示單片機(jī)A/D變換放大器傳感器 電子秤參考框圖3傳感器測(cè)量電

5、路通常使用電橋測(cè)量電路，應(yīng)變電阻作為橋臂電阻接在電橋電路中。無壓力時(shí)，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時(shí)，電橋的橋臂電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，有相應(yīng)電壓輸出。此信號(hào)經(jīng)放大器放大后輸出應(yīng)滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。實(shí)驗(yàn)室提供電子秤傳感器（詳見傳感器與檢測(cè)技術(shù)參考書）。題目4：電磁引導(dǎo)線隨動(dòng)控制系統(tǒng)一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)頻率為20KHz恒流電源給電磁引導(dǎo)線通電，電磁引導(dǎo)線以直線方式穿過矩形桌平面ABCD，與AB段相交于任意點(diǎn)E，與CD邊相交于任意點(diǎn)F。制作一個(gè)可通過履帶或其它牽引裝置在桌面上平行移動(dòng)的指針，運(yùn)動(dòng)軌跡與AB和CD邊平行。當(dāng)電磁引導(dǎo)線緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨動(dòng)控制系統(tǒng)通過檢測(cè)電磁引導(dǎo)線輻射的交變電磁

6、場，測(cè)量引導(dǎo)線的位置，并控制電機(jī)拖動(dòng)指針，跟隨引導(dǎo)線移動(dòng)，保證指針能始終指向正在移動(dòng)的引導(dǎo)線，位于指針移動(dòng)軌跡的正下方某處可能放有一小鐵片，指針對(duì)該鐵片進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)指針移過或者停留在鐵片處時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，ABCD區(qū)域?yàn)檎叫?，邊長為50cm，履帶或其它牽引裝置位于ABCD正方形內(nèi)部，與AB和CD邊平行。小鐵片二、要求1、基本要求（1）電磁引導(dǎo)線工作頻率20KHz，誤差±2KHz，工作電流有效值不大于100mA，電流波形無要求；（2）電磁引導(dǎo)線的E和F在AB和CD邊緩慢移動(dòng)，指針位置固定，不跟隨電磁引導(dǎo)線移動(dòng)，當(dāng)電磁引導(dǎo)線移動(dòng)到指針正下方時(shí)，發(fā)出檢測(cè)到電磁引導(dǎo)線的聲音或者光指示信號(hào)，

7、當(dāng)電磁引導(dǎo)線離開指針正下方2cm距離后，撤消指示信號(hào)。（4）手動(dòng)移動(dòng)小鐵片，當(dāng)小鐵片移動(dòng)到指針正下方時(shí)，發(fā)出檢測(cè)到鐵片的聲音或光指示信號(hào)，當(dāng)移開小鐵片，不位于指針下方區(qū)域時(shí)，撤消指示信號(hào)。（5）電磁引導(dǎo)線的E和F以低于0.5米/秒的速度在AB和CD邊移動(dòng)，要求指針能跟隨電磁引導(dǎo)線移動(dòng)；穩(wěn)定后指針頂部正好位于引導(dǎo)線上方，誤差低于±2cm；（6）電磁引導(dǎo)線停止移動(dòng)后，指針必須在3秒內(nèi)穩(wěn)定.題目5數(shù)字示波器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字示波器二、要求1基本要求（1）被測(cè)周期信號(hào)電壓輸入范圍-30V+30V（2）被測(cè)信號(hào)的頻率范圍為10Hz10KHz（3）可以同時(shí)測(cè)兩路信號(hào)（4）測(cè)量測(cè)信號(hào)的頻率

8、、幅值、有效2發(fā)揮部分（1）增加存儲(chǔ)/調(diào)出功能，即按動(dòng)一次“存儲(chǔ)”鍵，儀器即可存儲(chǔ)當(dāng)前波形，并能在需要時(shí)調(diào)出存儲(chǔ)的波形予以顯示。（2）顯示的波形可以上下或左右平移（3）可以將外部接口（如串口）輸入數(shù)據(jù)，顯示在屏幕上。（4）其他（如測(cè)量信號(hào)的頻率范圍、輸入電壓范圍等）。題目6 智能迷宮車一、任務(wù)設(shè)計(jì)一部智能迷宮車二、要求1、迷宮如下圖所示（比賽時(shí)軌道可能有變化），將小車放在任意位置，最終都可以到達(dá)終點(diǎn)（黑色圓形部分），軌道為黑色膠帶制成，寬度為20mm，所有轉(zhuǎn)彎處均為90度。2、小車具有記憶功能：第一次找到終點(diǎn)后，小車記錄下正確的行程，第二次再走迷宮是可以快速的到達(dá)終點(diǎn)（不可以走錯(cuò)）。3、小車要

9、記錄第一行駛時(shí)間，第二次行駛時(shí)間，并顯示兩次的是時(shí)間和總時(shí)間。兩次的總行駛時(shí)間最短者為本題目的一等獎(jiǎng).(小車只能沿著黑線行駛)4說明：15分鐘內(nèi)沒有走到終點(diǎn)者認(rèn)為失敗?？梢栽囎邇纱巍ｎ}目7 光電收集充電器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)光能，電能收集充電器，充電器及測(cè)試原理示意圖如圖1。該充電器的核心為直流電源變換器，它從一直流電源和光伏電池中吸收電能，以盡可能大的電流充入一個(gè)可充電池。電動(dòng)勢(shì)Es在一定范圍內(nèi)緩慢變化，當(dāng)Es和Eu為不同值時(shí)，直流電源變換器的電路結(jié)構(gòu)，參數(shù)可以不同?？沙潆姵谽c=12V。圖一 原理測(cè)試圖二、要求1、基本要求（1）光電池充電時(shí)具有巡日功能。（2）具有最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT

10、）功能。（3）能向電池充電的Es盡可能低。（4）Es從0逐漸升高時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)充電功能的Es盡可能低。2、發(fā)揮部分（1）Es=0.8V30V時(shí)，以盡可能大的電流向電池充電。（2）充電器有電池管理單元，能實(shí)現(xiàn)過充，過放，短路保護(hù)功能。（3）充電具有軟啟功能。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng) 目主要內(nèi)容滿分系統(tǒng)方案電源變換及控制方法實(shí)現(xiàn)方案5理論分析與計(jì)算提高效率方法的分析及計(jì)算7電路與程序設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算設(shè)定電路的設(shè)計(jì)10測(cè)試結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)完整性測(cè)試結(jié)果分析3設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)范性5總分30基本要求實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)20完

11、成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)10總分50題目8 單相正弦波變頻電源一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)單相正弦波變頻電源，輸出電壓有效值為36V，最大負(fù)載電流有效值為3A，變頻電源框圖如下圖所示。二、要求 1、基本要求 （1）輸出頻率范圍為20Hz100Hz的單相交流電；（2）輸出電壓波形應(yīng)盡量接近正弦波，用示波器觀察無明顯失真；（3）當(dāng)輸入電壓為198V242V，負(fù)載電流有效值為0.53A時(shí)，輸出電壓有效值應(yīng)保持在36V，誤差的絕對(duì)值小于5%；（4）具有過流保護(hù)(輸出電流有效值達(dá)3.6A時(shí)動(dòng)作)、保護(hù)時(shí)自動(dòng)切斷輸入交流電源。2、發(fā)揮部分 （1）當(dāng)輸入電壓為198V242V，負(fù)載電流有效值為0.53A時(shí)

12、，輸出電壓有效值應(yīng)保持在36V，誤差的絕對(duì)值小于1%；（2）設(shè)計(jì)制作具有測(cè)量、顯示該變頻電源輸出電壓、電流、頻率和功率的電路，測(cè)量誤差的絕對(duì)值小于5%；（3）其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)  項(xiàng) 目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析 50 實(shí)際完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（1）項(xiàng) 15完成第（2）項(xiàng) 30其它 5題目9 簡易數(shù)控直流電源一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓范圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下： 二、設(shè)計(jì)要求1基本要求 （1）輸出電壓：范圍09.9V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV

13、；（2）輸出電流：500mA； （3）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示； （4）由“”、“”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減； （5）為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出±15V，5V。2發(fā)揮部分 （1）輸出電壓可預(yù)置在09.9V之間的任意一個(gè)值； （2）用自動(dòng)掃描代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化（步進(jìn)0.1V不變）； （3）擴(kuò)展輸出電壓種類（比如三角波等）。三、評(píng)分意見 項(xiàng) 目得 分基本要求方案設(shè)計(jì)與論證、理論計(jì)算與分析、電路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮部分完成第一項(xiàng)5完成第二項(xiàng)15完成第三項(xiàng)20題目10 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)原理框圖如下

14、： 主控器能對(duì)50米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線（實(shí)驗(yàn)中用1米線代替）進(jìn)行采集的顯示和顯示。具體設(shè)計(jì)任務(wù)是： （1）現(xiàn)場模擬信號(hào)產(chǎn)生器。 （2）八路數(shù)據(jù)采集器。 （3）主控器。二、設(shè)計(jì)要求1基本要求 （1）現(xiàn)場模擬信號(hào)產(chǎn)生器：自制一正弦波信號(hào)發(fā)生器，利用可變電阻改變振蕩頻率，使頻率在200Hz2kHz范圍變化，再經(jīng)頻率電壓變換后輸出相應(yīng)15V直流電壓（200Hz對(duì)應(yīng)1V，2kHz對(duì)應(yīng)5V）。（2）八路數(shù)據(jù)采集器：數(shù)據(jù)采集器第1路輸入自制15V直流電壓，第27路分別輸入來自直流源的5，4，3，2，1，0V直流電壓（各路輸入可由分壓器產(chǎn)生，不要求精度），第8路備用。將各路模擬信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成8位二

15、進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)并/串變換電路，用串行碼送入傳輸線路。 （3）主控器：主控器通過串行傳輸線路對(duì)各路數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和顯示。采集方式包括循環(huán)采集（即1路、2路8路、1路）和選擇采集（任選一路）二種方式。顯示部分能同時(shí)顯示地址和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。2發(fā)揮部分 （1）利用電路補(bǔ)償或其它方法提高可變電阻值變化與輸出直流電壓變化的線性關(guān)系；（2）盡可能減少傳輸線數(shù)目； （3）其它功能的改進(jìn)（例如：增加傳輸距離，改善顯示功能）。三、評(píng)分意見 項(xiàng) 目得 分基本要求方案設(shè)計(jì)與論證、理論計(jì)算與分析、電路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮部分完成第一項(xiàng)15完成第二項(xiàng)15完成第三項(xiàng)10題目11 高效低壓DC-DC變換器的

16、設(shè)計(jì)一、要求（在電阻負(fù)載條件下）（1）輸入電壓范圍：Vin=1018V（2）輸出電壓：Vo=1V（3）最大輸出電流IOmax=10A；（4）效率：60%（5）輸出噪聲紋波電壓峰-峰值VOPP50mV（Vin=14V,VO=1V,IO=10A）；（6）Vin從10V變到18V時(shí)，電壓調(diào)整率SU2%（IO=10A）（7）IO從0變到10A時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SI5%；(UIN=14V)（8）具有過流保護(hù)功能，動(dòng)作電流IO（th）=12±0.2A；二、說明（1） DC-DC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開關(guān)電源控制芯片。（2） VIN可由直流可調(diào)穩(wěn)壓電源得到，也可由交流調(diào)壓器經(jīng)整流濾波后得到，。DC-DC變換器（含控制電路）只能由VIN端口供電，不得另加輔助電源。（3） 本題中的輸出噪聲紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用帶寬不小于20MHz模擬示波器（AC耦合、掃描速度20ms/div）測(cè)量UOPP。（4） 本題中電