全國大學生電子設計競賽資料匯編（Word）

1/1042007全國大學生電子設計競賽資料匯編物理與電子信息系2007目錄2007全國大學生電子設計競賽資料匯編 11全國大學生電子設計競賽章程 42成果 92.1國家級二等獎作品 92.1.1國家級二等獎實物 92.1.2國家級二等獎論文 102.2省級一等獎作品 262.2.1省級一等獎實物 262.2.2省級一等獎論文 272.3硬件模塊積累 382.3.1FPGA最小系統(tǒng) 382.3.2F020單片機最小系統(tǒng) 382.3.3AT89S52單片機最小系統(tǒng) 392.3.4DDSAD9851模塊 392.3.5FPGA驅動液晶模塊 402.3.6FPGA與單片機通信模塊 412.3.7儀用放大模塊 412.3.8寬帶放大模塊 422.3.9步進電機驅動模塊 422.3.9高速AD-DA模塊 432.3.10電源模塊 432.3.11機箱 443培訓積累工作 453.12005年積累工作 453.1.12005年電子競賽培訓計劃 453.1.22005年關于電子競賽前期培訓的經費請求 463.1.32005年電子競賽賽后總結提綱 473.1.4應對2007年電子競賽的思考 493.1.52007年全國大學生電子設計競賽指導方針 513.22007年積累工作 523.2.12007年電子競賽得獎可能性分析 523.2.22007年需解決的問題 533.2.3第八屆(2007)全國大學生電子設計競賽培訓計劃 533.2.42007年全國大學生電子競賽經費申請報告 583.2.5第八屆(2007)全國大學生電子設計競賽培訓耗材計劃 592.3.62007年電子競賽初選試題 622.3.7電源接口規(guī)范化文檔 632.3.8全國大學生電子競賽設計報告模板 6442007年電子競賽后總結 674.1獲獎學生談學習方法 674.1.1怎樣學習單片機 674.1.2VHDL學習心得 694.1.3進軍硬件 704.2距離國家級一等獎還有多遠 744.32009年電子設計競賽，我們能做些點什么？ 755備戰(zhàn)2009年電子競賽 765.1關于2009年選拔培訓電子設計競賽隊員的通知 765.22009年培訓思路、進程及內容 775.3電子競賽培訓積分分值表 795.42009年電子設計競賽培訓報名表 805.5創(chuàng)新基地2007年新學員面試表 815.6第一批進入基地的學生名單 821全國大學生電子設計競賽章程（2007年修訂）一、總則1．指導思想與目的全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革，有助于高等學校實施素質教育，培養(yǎng)大學生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力；有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。2．競賽特點與特色全國大學生電子設計競賽的特點是與高等學校相關專業(yè)的課程體系和課程內容改革密切結合，以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實際學風建設緊密結合，競賽內容既有理論設計，又有實際制作，以全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創(chuàng)新能力。3．組織運行模式全國大學生電子設計競賽的組織運行模式為：“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針，以充分調動各方面的參與積極性。二、組織領導4．領導全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產業(yè)部人事司共同主辦，負責領導全國范圍內的競賽工作。各地競賽事宜由地方教委（廳、局）統(tǒng)一領導。為保證競賽順利開展，組建全國及各賽區(qū)競賽組織委員會和專家組。5．組織委員會（1）全國競賽組織委員會由教育部、信息產業(yè)部、部分參賽省市教育主管部門負責人或有關學校專家組成，組委會成員由教育部高等教育司以文函形式任命，每屆全國競賽組織委員會和賽區(qū)組委會任期四年。全國競賽組委會設立秘書處，設秘書長一人，常務副秘書長一人，副秘書長若干人，主持全國大學生電子設計競賽的日常工作。（2）各賽區(qū)競賽組委會由?。ㄗ灾螀^(qū)）、直轄市教委（廳、局）、高校代表及電子類專家、企事業(yè)代表組成，負責本賽區(qū)的競賽組織領導工作。（3）原則上以?。ㄗ灾螀^(qū)）、直轄市獨立組成一個賽區(qū)。若參賽學校少于3所或參賽隊少于20個隊時，可與鄰近省市聯(lián)合組成一個賽區(qū)。6．專家組（1）全國只組建一個全國專家組，主要由來自高等學校電子及其相關專業(yè)的專家組成，全國專家組由責任專家、專家和專家?guī)斐蓡T三個人員層面構成，全國競賽的命題和評審工作以責任專家為主體。（2）各賽區(qū)成立賽區(qū)專家組，由賽區(qū)內高校電子及其相關專業(yè)的專家組成，負責本賽區(qū)的競賽征題、評審工作。7．參賽單位以高等學校為基本參賽單位，參賽學校應成立電子競賽工作領導小組，負責本校學生的參賽事宜，包括組隊、報名、賽前準備、賽期管理和賽后總結等。8．參賽隊和參賽學生每支參賽隊由三名學生組成，具有正式學籍的全日制在校本、?？粕匈Y格報名參賽。9．輔導教師對于賽前輔導教師的辛勤工作，應按照教育部高等教育司下發(fā)的《關于鼓勵教師積極參與指導大學生科技競賽活動的通知》（教高司函[2003]165號）精神，承認并計算其工作量。三、競賽時間和方式10．競賽時間和競賽周期全國大學生電子設計競賽每逢單數(shù)年的9月份舉辦，賽期四天（具體日期屆時通知）。在雙數(shù)的非競賽年份，根據實際需要由全國競賽組委會和有關賽區(qū)組織開展全國的專題性競賽，同時積極鼓勵各賽區(qū)和學校根據自身條件適時組織開展賽區(qū)和學校一級的大學生電子設計競賽。11．競賽方式競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式，競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行。競賽期間學生可以查閱有關紙介或網絡技術資料，隊內學生可以集體商討設計思想，確定設計方案，分工負責、團結協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務；競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導；競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學校應將參賽學生相對集中在實驗室內進行競賽，便于組織人員巡查。為保證競賽工作，競賽所需設備、元器件等均由各參賽學校負責提供。四、競賽規(guī)則12．為保證競賽工作的順利進行，應嚴格遵守全國競賽組委會屆時頒布的《全國大學生電子設計競賽競賽規(guī)則與賽場紀律》。競賽期間，各賽區(qū)組織巡視人員，嚴格執(zhí)行巡視制度。五、競賽命題與相關規(guī)定13．競賽題目競賽題目是保證競賽工作順利開展的關鍵，應由全國專家組制定命題原則，賽前發(fā)至各賽區(qū)。全國競賽命題應在廣泛開展賽區(qū)征題的基礎上由全國競賽命題專家統(tǒng)一進行命題。全國競賽命題專家組以責任專家為主體，并與部分全國專家組專家和高職高專學校專家組合而成。全國競賽采用兩套題目，即本科生組題目和高職高專學生組題目，參賽的本科生只能選本科生組題目；高職高專學生原則上選擇高職高專學生組題目，但也可選擇本科生組題目，并按本科生組題目的標準進行評審。只要參賽隊中有本科生，該隊只能選擇本科生組題目，并按本科生組題目的標準進行評審。凡不符合上述選題規(guī)定的作品均視為無效，賽區(qū)不予以評審。六、競賽報名、評審和評獎工作14．競賽報名參賽學校應在廣泛開展校內培訓與競賽的基礎上選拔出適當數(shù)量的優(yōu)秀代表隊報名參賽。每個報名的參賽隊必須在報名時按照規(guī)則確定本隊參賽選題的組別（本科生組或高職高專學生組），開始競賽時不得更改。各賽區(qū)負責本賽區(qū)的報名工作，填寫全國統(tǒng)一格式的賽區(qū)報名匯總表，并在規(guī)定的截止時間內上報全國競賽組委會秘書處備案。15．評審工作與要求根據競賽評獎模式，競賽評審分賽區(qū)和全國兩級評審，按本科生組和高職高專學生組的相應標準分別開展評審工作。賽區(qū)的競賽評審工作由賽區(qū)組委會組織、賽區(qū)專家組執(zhí)行，需嚴格按照全國專家組制定的統(tǒng)一評分及測試標準執(zhí)行，并在全國統(tǒng)一評分及測試標準基礎上制定賽區(qū)的評分標準及測試細則，每個測試組至少由三位賽區(qū)評審專家組成，每位評審專家的原始評分及測試記錄必須保留在賽區(qū)組委會，賽區(qū)向全國組委會推薦申請全國獎代表隊時，必須將報獎隊的設計報告、有賽區(qū)評審組每位評審專家簽字的各項詳細原始測試數(shù)據及評分記錄、登記表和推薦表一并上報，否則不受理評獎。各賽區(qū)評分及測試細則需要上報全國組委會秘書處備案，以備全國評審時參考。全國競賽評審工作原則上由一個專家組在一地完成。全國競賽評審分為初評和復評兩個階段。全國競賽組委會負責組成全國競賽評審專家組，對各賽區(qū)按比例推薦上報的優(yōu)秀代表隊的作品，按照命題時制定的全國統(tǒng)一評分及測試標準，參考賽區(qū)評審原始記錄進行初評。全國一等獎候選隊一律集中在一地參加復評，原則上不再另行命題，以原競賽題目為基礎，由專家組確定測試內容和方式，參加復評的代表隊名單以全國競賽組委會屆時公布的有關通知為準。16．上報全國評審的比例賽區(qū)和全國對參賽規(guī)模進行統(tǒng)計時，一律以實際參賽隊數(shù)量為準。實際參賽隊是指已經正式報名并按時向賽區(qū)組委會上交參賽作品（含制作實物和設計報告）的參賽隊。在賽區(qū)評審、評獎的基礎上，賽區(qū)組委會應按時向全國組委會推薦本賽區(qū)的優(yōu)秀代表隊參加全國評審，推薦的隊數(shù)分別不得超過當年本賽區(qū)本科生組和高職高專學生組實際參賽隊數(shù)量的10%，逾期未上報的不予受理。17．評獎工作（1）評獎工作采用“校為基礎、一次競賽、二級評獎”的方式進行，即競賽建立在學校廣泛開展課外科技活動的基礎上，積極組織學生參加全國大學生電子設計競賽活動，每次全國競賽后，經賽區(qū)評獎（第一級評獎）后再推薦出賽區(qū)優(yōu)秀參賽隊參加全國評獎（第二級評獎）。（2）各賽區(qū)組委會聘請專家組成賽區(qū)評委會，評選本賽區(qū)的一、二、三等獎，獲獎比例一般不超過總參賽隊數(shù)的三分之一。此外，對參賽成功者，賽區(qū)也可酌情頒發(fā)“成功參賽獎”或“成功參賽證書”。（3）由于各賽區(qū)采用的是全國統(tǒng)一制定的競賽命題和測試評分規(guī)則，賽區(qū)頒發(fā)的獲獎證書、獎杯等冠名原則上為“XXXX年XXX杯全國大學生電子設計競賽XX賽區(qū)（本科生組或高職高專學生組）”。（4）全國分組設立一、二等獎。本科生組和高職高專學生組獲獎隊數(shù)量分別不超過當年實際參賽隊的8%，其中一等獎和二等獎的比例原則上為3:7。競賽頒發(fā)全國統(tǒng)一的獲獎證書。全國頒發(fā)的獲獎證書、獎杯等冠名為“XXXX年全國大學生電子設計競賽（本科生組或高職高專學生組）”。18．異議制度為保證全國大學生電子設計競賽評獎工作的公正性，對全國和賽區(qū)的評獎初步結果堅持執(zhí)行異議制度，“異議期”自公布評審初步結果之日起為期15天，過期不再受理。異議期間，各賽區(qū)競賽組委會和全國競賽組委會受理參賽隊有關違反競賽章程、競賽規(guī)則和紀律的行為等。異議須以書面形式提出，個人提出的異議，須寫明本人的真實姓名、工作單位、通信地址，并有本人的親筆簽名；單位提出的異議，須寫明聯(lián)系人的姓名、通信地址、電話，并加蓋公章。賽區(qū)競賽組委會和全國競賽組委會必須對提出異議的個人或單位嚴格保密。全國競賽組委會充分尊重各賽區(qū)的評審及評獎結果，賽區(qū)評審中出現(xiàn)的異議由各賽區(qū)組委會協(xié)調解決。七、競賽經費19．關于報名費全國競賽組委會不向參賽單位和參賽隊收取報名費。賽區(qū)競賽組委會應積極辦理收費許可，適當收取報名費。參賽單位統(tǒng)一向賽區(qū)競賽組委會交納報名費，每隊的報名費金額由賽區(qū)競賽組委會根據組織工作的需要自行確定，原則上不超過200元。報名費只限用于當年競賽的組織工作。20．社會資助全國和各賽區(qū)競賽組委會可積極爭取社會各界的資助。2成果2.1國家級二等獎作品2.1.1國家級二等獎實物2.1.2國家級二等獎論文音頻信號分析儀摘要本系統(tǒng)根據頻譜分析的原理、周期性信號的概念與頻譜特征以及正弦信號諧波失真度的定義等理論；以單片機和FPGA相結合為核心，以快速傅里葉變換（FFT）為主要分析工具；對信號輸入電路進行程控衰減、放大與預濾波處理，成功實現(xiàn)了量程自動轉換和數(shù)據采樣，避免了頻率混疊現(xiàn)象；FPGA和單片機相結合，圓滿完成了輸入信號總功率的測量和功率譜分析，并能正確地判斷未知信號的周期性、測量出周期信號的周期，也能正確測量規(guī)定頻率范圍內正弦信號的失真度。較全面地達到了題目規(guī)定的各項技術指標或要求。本課題較好地體現(xiàn)了“模擬的系統(tǒng)概念與數(shù)字化的處理技術相結合”的電子技術發(fā)展趨勢。一、系統(tǒng)方案論證本設計要求實現(xiàn)音頻信號功率譜分析、判斷信號的周期性與測量周期以及測量正弦信號失真度等功能。因此，運用快速傅里葉變換（FFT）來實現(xiàn)這些功能是比較合理的選擇。方案一：如圖1所示。用單片機定時控制A/D采樣速率，并采用FFT算法計算譜功率、周期性判斷及失真度測量。但此方案對單片機的處理速度和系統(tǒng)存儲容量要求較高，分析速度慢。圖1方案一系統(tǒng)總體方框圖方案二：如圖2所示（見下頁）。采用FPGA和單片機相結合的方案。輸入信號先經過衰減/放大與濾波處理后，即進行A/D采樣等數(shù)字化處理，F(xiàn)PGA完成A/D數(shù)據存取、FFT算法及頻率測量，單片機完成系統(tǒng)的控制、周期性判斷、信號功率譜和失真度的計算等。此方案大大降低了單片機的負荷，提高了整個系統(tǒng)的處理速度與測量精度。因此，本設計采用方案二。二、理論分析與計算1.輸入程控放大電路的設計根據題目擴展輸入信號電壓范圍、提高靈敏度的要求，將信號電壓的范圍擴展到圖2方案二系統(tǒng)總體方框圖5mV～19.99V，為此，要劃分輸入信號量程，并將放大器設計為包括程控衰減、放大與量程自動轉換的放大器。另外，為了避免頻率混疊，應設計相應濾波器。具體設計參數(shù)見表1。表1放大器量程劃分檔位電壓放大倍數(shù)輸出電壓15mV～10mV1000.5～2V210mV～25mV40325mV～80mV16480mV～0.2V750.2V～0.5V360.5V～1.25V1.2571.25V～5V0.485V-19.99V0.12.功率譜測量方法（1）最大可分辨頻點數(shù)、采樣頻率、采樣點數(shù)、采樣時間設頻率分辨率為F，輸入信號頻率成分范圍為，則最大可分辨頻點數(shù)：（1）最低采樣頻率： （2）最小采樣點數(shù)： （3）最小采樣時間： （4）根據以上各式，對于基本要求和發(fā)揮部分的有關數(shù)據計算如表2所示。表2計算表頻率范圍FMNfsTPmin100Hz～10KHz100Hz9920020KHz0.01s20Hz～10KHz20Hz500100020KHz0.05s為了提高精度，減少誤差，可以增加采樣時間和點數(shù)。故本設計實際確定采樣時間如表2所示，但采樣點數(shù)提高到N=2048，基本部分fS1=204.8KHz，發(fā)揮部分fS2=40.96KHz，采樣頻率由單片機控制DDS提供。發(fā)揮部分由于頻率分辨率提高，采樣點數(shù)會增加，系統(tǒng)數(shù)字處理量會超過負荷，故降低了采樣頻率。（2）信號功率測量設輸入信號為，以F為基波對進行傅里葉變換可得到其頻譜分布。根據傅里葉變換時域和頻域能量守恒的性質，頻域各分量的功率之和即為輸入信號的功率： （5）式中為基波及各次諧波系數(shù)（振幅），根據傅里葉變換的對稱性，則功率為 （6）式中，為直流分量功率，為諧波功率。所以，各頻率分量功率為（7）將按序排出，即得信號的功率譜（頻率—功率）。將所有譜功率求和，即得信號總功率： （8）在求取前端實際輸入信號譜功率時，需考慮前期處理增益（包括衰減/放大、A/D增益等），因此，在（6）、（7）、（8）各式中還應乘上一個系數(shù)K：（9）（10）考慮誤差要求時，n將只取適當數(shù)。系數(shù)K可以由理論計算加實驗修正取得。（3）周期性判斷方法利用FFT計算方法，判斷一個信號是否為周期信號，理論上講也有多種方法，例如，加倍截取采樣時間比較法[3]等。但這些方法采樣數(shù)據量大，分析時間長，故本設計未采用。本設計將輸入信號分為兩頻段，進行功率譜分析，以判斷是否有周期性信號存在。具體設置見表3。表3信號周期性判斷方案參數(shù)設置表頻率區(qū)間采樣時鐘頻率采樣時間最少采樣周期數(shù)最高頻率采樣點數(shù)采樣點數(shù)20Hz-500Hz2.048KHz1s2042048500Hz-10KHz40.96K0.05S254 根據表3參數(shù)進行的測試，在題目規(guī)定的頻率范圍內的周期信號，至少被采樣8個周期以上，若有周期性信號存在，必有相應的功率譜分量存在，重復測量2次，結果相近，即可判斷為周期性信號；否則，為非周期信號。三、電路與程序設計1.硬件電路設計（1）輸入程控放大電路為了使輸入信號的電壓范圍擴寬，設計了一個具有8檔量程的程控放大器，實現(xiàn)量程自動轉換，保證A/D轉換器輸入電壓保持在0.5V～2V，此電路由運放、模擬開關和電阻網絡組成，具體電路如圖3所示。圖3程控放大電路原理圖（2）輸入總功率測量由真有效值測量芯片AD637直接接入單片機，單片機內部的12位A/D實現(xiàn)A/D轉換，由單片機完成功率計算。具體電路如圖4所示。（3）預濾波電路為了使輸入信號的頻率成分限定在20Hz～10KHz范圍內，并防止采樣頻率混迭現(xiàn)象,在AD采樣前要進行預濾波處理。采用開關電容濾波器MAX297的具體電路如圖5所示。圖中，fc=11KHz。圖4總功率測量電路原理圖圖5預濾波電路原理圖（4）模/數(shù)轉換根據總功率和譜功率求和計算方法的不同，輸入信號經真有效值芯片AD637測量后送單片機中的A/D采樣，計算總功率；輸入信號直接送AD876芯片采樣，由FPGA進行FFT運算，送單片機計算譜功率。（5）信號整形電路在測量正弦信號的失真度時，需對被測信號進行整形與測頻，然后使用DDS產生該頻率128倍頻A/D采樣時鐘。設計的整形電路如圖6所示。圖６信號整形電路原理圖2.程序設計（1）FPGA程序分析與設計本系統(tǒng)中FPGA負責數(shù)據存取、FFT運算及頻率測量等功能，基本框圖如圖7所示。FPGA的內部結構包括四個部分，通信由FPGA內部總線實現(xiàn)，與外部的通信是通過C51系列MCU的標準總線實現(xiàn)，之間通過總線轉換模塊控制通信。通過設立控制寄存器來控制及反映FPGA內部各模塊的工作狀態(tài)。將FPGA開發(fā)出上述功能的程序設計,采取“由頂向下”的設計方法，使用VHDL語言，設計出數(shù)據存取、頻率測量及控制模塊；使用VHDL語言并結合Altera公司提供的IP核（FFT2.2.1）,實現(xiàn)FFT算法。具體的頂層程序設計原理框圖見附錄C圖1。圖７FPGA內部框圖（2）單片機程序分析與設計本系統(tǒng)中單片機（C8051F020）起到了控制和數(shù)據處理中心的作用，實現(xiàn)對程控放大、FPGA、人機接口及DDS電路的控制，同時要負責計算信號的總功率和各頻率成分的功率、正弦信號失真度，還要負責信號的周期性判斷等。主程序流程見附錄C圖2。四、測試方案與測試結果1.測試儀器TektronixAFG3022任意波形發(fā)生器；TDS3032B數(shù)字示波器；4位半數(shù)字萬用表。2.測試方案如圖8所示。箭頭表示測試點及測量儀器。圖8測試方案示意方框圖3.測試數(shù)據（1）輸入阻抗：在開機狀態(tài)下，用4位半萬用表測量：Ri=50.05Ω。（2）輸入信號電壓范圍及量程自動轉換測試結果，見附錄A表1。（3）輸入信號頻率范圍、頻率分辯率及頻率分量功率測量相對誤差、失真度測量結果，見附錄A表2。實測數(shù)據表明，各頻率分量功率測量的相對誤差絕對值≤5%,滿足題目<10%的要求。其中標準功率由4位半表測得信號的電壓后計算得到。（4）總功率和功率譜測量測試結果見附錄A表3。其中，計算標準功率時的電壓，以儀器輸出值為準。（5）周期性判斷與周期測量測試結果見附錄A表4，其中被測信號2次為非周期信號（噪聲信號）和2次周期性信號（未知頻率正弦波）。（6）其它：分析時間：小于1秒；數(shù)據刷新時間：5秒；譜功率排序存儲、回放顯示：有；實時顯示各項，已如上各表所見；暫停顯示：有；失真度測量：數(shù)據記錄見附錄A表2，失真度按諧波失真度定義計算：（11）式中，V1為正弦波電壓基波振幅值，Vn為諧波電壓振幅值。4.測試結果分析本設計測試的工作量很大，但所有測量結果誤差基本上都在預期范圍之內，主要原因是由于大量使用數(shù)字化技術解決模擬方法可能解決的問題，使電路的穩(wěn)定性、可靠性提高了；元器件選擇較先進，誤差要小一些。功率測量誤差計算中，標準功率并不夠標準，故誤差數(shù)據可能不太準確。由于我們的工程經驗不足，系統(tǒng)還有很多改進空間。（正文完）參考文獻[1]高吉祥.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程：電子儀器儀表設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[2]黃智偉.全國大學生電子設計競賽系統(tǒng)設計[M].北京：北京航天航空大學出版社，2006.[3]丁玉美，高西全．數(shù)字信號處理[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2001.[4]高吉祥.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程：數(shù)字系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[5]趙茂泰.智能儀器原理及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.[6]康華光.電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，1999.[7]黃智偉.全國大學生電子設計競賽訓練教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.[8]朱錫仁．電路測試技術與儀器[M]．北京：清華大學出版社.附錄A測試數(shù)據表附表1輸入信號電壓范圍及量程自動轉換測量記錄表（fin=1KHz）量程12345678電壓(峰-峰值)8mV20mV50mV150mV0.35V1V3V18V放大器輸出（峰-峰值）800mV790mV780mV1030mV1.02V1.20V1.20V1.78V附表2正弦波頻率范圍，分辨率、譜功率測量相對誤差及失真度測量記錄表(Vp-p=2V)頻率分量(Hz)20401002003001K1.1K10K測量功率（mW）7999.63719.59439.55169.63719.7229相對誤差（％）453.2013.6294.0574.4843.6292.771失真度（％）0.490.540.530.490.510.590.590.52附表3總功率和譜功率測量記錄表（Ri=50.05Ω≈50Ω）信號及頻率總功率(mW)譜功率(mW)譜功率／總功率標準測量誤差f13f15f1功率和方波Vp-p=2V300Hz2021.708.51%17.631.95350.702622.46598.96%1KHz2020.753.75%17.5841.95970.688320.73799.94%三角波Vp-p=2V300Hz6.6677.1687.52%7.18280.08600.01127.267097.37%1KHz6.6677.086.20%7.14320.08560.01107.254598.29%附表4周期性判斷及周期測量記錄表測量次數(shù)1234周期判斷正確正確非周期非周期頻率（代表周期）40Hz100Hz————附錄B硬件電路原理圖1.輸入量程轉換電路2.A/D模塊電路（FPGA控制）3.DDS（AD9851）電路模塊4.FPGA最小系統(tǒng)圖附錄C:程序設計流程圖1.FPGA頂層程序設計原理圖2.單片機主程序流程圖2.2省級一等獎作品2.2.1省級一等獎實物2.2.2省級一等獎論文開關穩(wěn)壓電源摘要本系統(tǒng)是以單片機C8051F020為控制核心，利用脈寬調制集成電路UC3843設計了單端反激式開關穩(wěn)壓電源。系統(tǒng)由單片機控制，具有鍵盤設定電壓及其步進、液晶顯示測量值等功能。創(chuàng)新之處是系統(tǒng)用儲能電感替代開關變壓器使電路實現(xiàn)變得簡單，輸出電壓調整范圍較寬，紋波電壓峰-峰值小于0.9V，且電源效率達到80％。一、方案設計與論證1．系統(tǒng)方案根據開關穩(wěn)壓電源題目的要求，針對DC-DC變換器提出以下三種設計方案：方案一：采用傳統(tǒng)的洛耶式（Rayer）振蕩器的自激式正激型升壓電路。具體DC－DC主回路拓撲圖如圖1所示。圖1方案一拓撲圖方案二：與方案一不同之處在于采用它激式反激型升壓電路，同時使用頻率控制方式（PFM）來實現(xiàn)對開關管飽和期的長短，從而達到穩(wěn)壓的目的。圖2為該方案的DC－DC主回路拓撲圖。圖2方案二拓撲圖方案三：對方案二進行了改正，用電感代替了變壓器,并采用了脈沖寬度控制方式（PWM）進行控制。具體DC－DC主回路拓撲圖參見圖3。圖3方案三拓撲圖2．三種方案的比較（1）方案一的電路較為成熟，但由于電路本身結構上的原因，效率不高，負載特性也不夠好。方案二、三雖然電路較為復雜，但性能大大優(yōu)于方案一。（2）換能電路分為隔離式和非隔離式。方案一、二是采用變壓器耦合方式來實現(xiàn)的隔離式開關電源。雖然使用變壓器耦合的隔離式開關電源可使輸出電壓范圍變寬、開關管占空比適合，但變壓器設計和繞制工藝很大程度上決定開關電源的特性甚至制作的成敗，而手工制作變壓器變比、絕緣處理以及工藝都難以保證。所以結合系統(tǒng)的要求，我們采用方案三設計的非隔離式開關電源，制作電感相對容易滿足需求。（3）開關電源穩(wěn)壓控制方式有兩種：脈沖寬度控制方式(PWM)和頻率控制方式（PFM）。我們采用的方案三使用了脈沖調寬技術（PWM）。該技術現(xiàn)代開關電源普遍采用，技術成熟而利用集成芯片設計電路顯得方便簡單，相比方案二的PFM更易控，開關管承受的應力小。3．提高效率方面的考慮在設計方案確定后，提高電源的效率應主要從元器件的選擇和設置合適的工作頻率等幾個方面考慮。以下是一些具體實現(xiàn)的方案：（1）開關管的選擇：根據開關管的損耗的因素，選擇開關管時，選用寄生電容小的場效應管。當輸出電流較大時，可以考慮兩個或多個場效應管的并聯(lián)使用，這樣能有效的減少管耗。（2）快恢復整流二極管的選擇：該二極管串聯(lián)在主回路中，可以考慮選用導通電壓小的鍺管。（3）電感（變壓器）的選擇：繞制電感時盡量選用單位橫截面積電阻小的材料以降低電阻，注意制作工藝。（4）工作頻率的選擇：綜合考慮電感的系統(tǒng)的工作效率和非理想特性引起的開關損耗，開關管應選擇較合理的開關頻率。二、系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)原理框圖如圖4所示。圖4系統(tǒng)原理框圖三、電路設計與參數(shù)計算1.DC-DC變換器電路設計與計算DC-DC變換器根據圖3所示的方案，具體實現(xiàn)的電路圖所圖5所示。圖5DC-DC變換器電路圖（1）主回路器件的選擇及參數(shù)計算1）主控芯片:新型脈寬調制集成電路UC3843是高性能固定頻率電流模式控制器，專為低壓應用而設計，廣泛應用100W以下的反激式開關電源中?？紤]到系統(tǒng)要求的最大輸出功率為36V×2A＝72W，所以選擇UC3843作為主控芯片。2)開關管：變換器的開關管(圖5中Q1)采用功率MOSFET，依據單管變換器計算電壓的經驗公式式中：為漏源極的最大電壓，D為占空比 取，,得到開關管的反向電壓為44V，因此系統(tǒng)中選用了耐壓100V、電流10A的IRF520。3）定時電容、電阻：UC3843工作頻率可達500kHz，二次電源產品工作頻率一般選擇在100kHz～400kHz之間。系統(tǒng)設計中取定時電阻R（圖5中的R5）為12KΩ,定時電容C（圖5中的C10）為，由公式得到開關頻率為143kHz，滿足設計要求。4）儲能電感：儲能電感L在實際應用中的計算公式式中D為占空比，為穩(wěn)壓電源轉換效率，為輸出電流，為工作頻率。取D=0.5,I0＝10A，＝80％，f＝143KHz，得到L=3.2mH。在實際應用和調試中，存在著儲能電感L的電感量應大于臨界電感量L，本系統(tǒng)儲能電感（圖5中L1）定為5mH。（2）控制電路設計與參數(shù)計算R2，R3及C9構成積分型調節(jié)器，電阻R2和R3的比例關系影響系統(tǒng)的動態(tài)特性。R2和R3的比值可以改變UC3843電壓誤差放大器的放大倍數(shù)，對于一定的反饋電壓量，可使PWM調節(jié)器的輸出脈寬不同，從而影響輸出電壓調節(jié)幅度，即影響指標中輸出的動態(tài)響應調節(jié)幅度。積分器的電容C9的大小影響系統(tǒng)的調節(jié)速度，即影響指標中輸出的動態(tài)響應時間。（3）保護電路設計與計算過流保護電阻（圖5中的R7）檢測到開關管的過流信號，送入UC3843的腳3，封鎖UC3843的輸出信號，實現(xiàn)過流保護。過流檢測電阻R7的設計可根據式由于開關管Q1最大電流為10A，所以要求R7設計為0.1Ω電阻，且這個電阻還可適當減小，以降低電阻上的損耗。3．數(shù)字設定及顯示電路的設計數(shù)字設計電路由單片機及其鍵盤液晶顯示模塊和取樣反饋電路模塊組成。由鍵盤設定數(shù)據，單片機根據所設數(shù)據進行DA變換，輸出信號控制調節(jié)電阻R11，改變PWM調節(jié)器的輸出脈寬，從而影響輸出電壓的幅度，以達到控制目的。其控制電路如圖6所示。數(shù)字顯示電路是由單片機及其鍵盤液晶顯示模塊和取樣反饋電路構成。在電路輸出端，接分壓電路，使得輸出電壓與采樣電壓成線性關系，通過比例系數(shù)的設置，讓單片機通過自帶AD轉換器對取樣反饋電路取值，并送液晶進行顯示輸出數(shù)值。其控制電路如圖7所示。圖6電壓設置示意圖圖7電壓測量示意圖4．效率的分析及計算（1）系統(tǒng)效率的測試方法與計算由題目要求，需要測量DC-DC的轉換效率。因此在測量時，應分別測量DC-DC的輸入功率（）與輸出功率（），再計算其效率，其計算公式為：（2）系統(tǒng)損耗的分析與及計算在本系統(tǒng)中，主要損耗為快恢復二極管的損耗、開關管的損耗以及電感的損耗。1）快恢復二極管的損耗：通損耗,通態(tài)損耗,關斷損耗；；式中，—MOSFET開關頻率，-—導通電流，—導通時間，—二極管導通正向壓降；--反向恢復電流；--導通電阻，--二極管反向恢復電流的溫度系數(shù)；--恢復時間在該系統(tǒng)中所用二極管為B1445P，經查數(shù)據手冊，算得二極管的總損耗為：2）開關管的損耗：開通損耗,通態(tài)損耗和關斷損耗；；式中，--開關管寄生電容，--開關管的電流有效值，--開關管在給定溫度下的導通電阻，--電感L的電流，--開關管開通上升時間本系統(tǒng)選用開關管為IRF520,查數(shù)據手冊算得開關管總管耗除了以上損耗外，磁性元件和布線的寄生電阻以及電流檢測電阻也存在損耗，在一定程度上降低了電源的效率。四、系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件沒有復雜的算法，主要功能是以c8051F020微處理器為核心，對開關電源的關鍵點電流、電壓進行測量與顯示；對開關電源輸出電壓進行設置。具體實現(xiàn)的主程序框圖、電壓設置子程序流程圖、電壓電流測量子程序流程圖分別如圖8、圖9、圖10所示。圖8主程序框圖圖9電壓設置子程序流程圖圖10電壓電流測量子程序流程圖五、測試方法與數(shù)據1．測試儀器數(shù)字萬用表；TDS3032B數(shù)字示波器2．測試方法及數(shù)據（1）測試輸出電壓UO可調范圍30V-36V任意可調。（2）測試條件為U2=18V、UO=30V時，測得最大輸出電流，達到要求。（3）測試條件為UO=30V、RL=15Ω、IO=2A時，測試電壓調整率數(shù)據如表2所示。（4）測試條件為U2=18V、UO=30V、RL為空載及RL=15Ω時，負載調整率SI數(shù)據如表3所示。表2電壓調整率測試結果表3負載調整率數(shù)據表U2（V）1521輸出電壓UO（V）29.9530.070.4%IO（A）02輸出電壓UO29.9729.252.4%（5）測試條件：U2=18V,UO=36V,IO=2A時，紋波電壓測試結果峰-峰值為880mv。（6）測試條件為U2=18V,UO=36V,IO=2A時，DC-DC變換器效率測試結果如表4所示。表4DC-DC變換器效率測試結果表UIN（V）IIN（A）UO（V）IO（V）18.74.8735.952.0279.9%（7）測試條件為U2=18V,UO=30V時，過流保護功能測試結果為當時，過流保護電路動作。六、測試結果分析本設計制作基本達到題目的要求：輸出電壓從30V-36V可調，最大輸出電流大于2A。電壓調整率、負載調整率超過基本部分并接近發(fā)揮部分，輸出紋波電壓峰—峰值為0.88V，效率達到80%，遠超過題目的基本部分要求，并具有過流保護功能。從分析結果看，該系統(tǒng)還有部分指標沒有達到發(fā)揮部分要求。其原因是制作的工藝，特別是電感的繞制對整個電路的性能有一定程度的影響。參考文獻[1]高吉祥.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程：模擬電子線路設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007[2]高吉祥.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程：數(shù)字系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007[3]胡漢才.單片機原理及系統(tǒng)[M].北京：清華大學出版社，2002.[4]王水平.開關穩(wěn)壓電源[M].西安：電子科技大學出版社，2005附錄：附錄1－1系統(tǒng)電路圖－整流濾波、DC-DC變換器部分附錄1－2系統(tǒng)電路圖－單片機C8051F020最小系統(tǒng)電路部分附錄1－3系統(tǒng)電路圖－鍵盤顯示部分附錄1－1系統(tǒng)電路圖－整流濾波、DC-DC變換器部分附錄1－2系統(tǒng)電路圖－單片機C8051F020最小系統(tǒng)電路部分附錄1－3系統(tǒng)電路圖－鍵盤顯示部分2.3硬件模塊積累2.3.1FPGA最小系統(tǒng)2.3.2F2.3.3AT89S52單片機最小系統(tǒng)2.3.4DDSAD9851模塊2.3.5FPGA驅動液晶模塊2.3.6FPGA與單片機通信模塊2.3.7儀用放大模塊2.3.8寬帶放大模塊2.3.9步進電機驅動模塊2.3.9高速AD-DA模塊2.3.10電源模塊2.3.11機箱3培訓積累工作3.12005年積累工作3.1.12005年電子競賽培訓計劃第一階段:課程設計培訓階段:低頻課程設計數(shù)字電路課程設計高頻課程設計單片機課程設計傳感器的應用CPLD課程設計通信原理課程設計時間為2004年10月2005年1月,每兩星期一個項目.第二階段:單元電路實訓階段C8051F020單片機最小系統(tǒng)板的制作及程序模塊（用時兩個月）C8051F226單片機最小系統(tǒng)板的制作及程序模塊P89C51RD2HBP（DIP）單片機最小系統(tǒng)板的制作及程序模塊FPGAEP1K10TC100-3最小系統(tǒng)板的制作及程序模塊FPGAEP1K50TC100-3最小系統(tǒng)板的制作及程序模塊時間為2005年2月2005年7月,每月一個項目，其中單片機與FPGA并行處理第三階段:賽前系統(tǒng)準備階段單片機程序庫完善PCB庫完善。頻率計培訓萬用示波表的培訓；寬帶放大器的培訓；DDS信號發(fā)生器的調試；時間為2005年7月至賽前. 2002005年關于電子競賽前期培訓的經費請求2005年9月15日將又迎來兩年一度的全國大學生電子設計競賽。過去，在大賽前一、二個月時進行集中急訓，勞民傷財而效果欠佳。我們經過深層次的分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種情況的主要原因有以下幾點：學院的評價體系對實驗這一環(huán)節(jié)重視程度不高，電子競賽很難在這個貧瘠的土壤上長成大樹；作為老師，面對如此龐大的工程，在專業(yè)知識、新技術的綜合應用上是一個重大的挑戰(zhàn)，同時在心理和身體上也會付出相當多的代價，尤其是資深的老師一旦接手電子競賽，深感失去的遠比得到的多；對于學生，絕不是一朝一夕就能成為參加電子競賽的能手，而必須有相當長的時間在實驗室中磨練來掌握足夠多的專業(yè)知識和專業(yè)技巧。在通過幾次不十分成功的競賽之后，總結了一些經驗。針對這些不足，已經有部分老師自發(fā)地對學生進行培訓，但是電子競賽培訓不是純理論學習，也不是部分老師就能夠完成的巨大工程，他需要有一定的培訓系統(tǒng)和充裕的經濟基礎?，F(xiàn)在主要面臨的問題是：1、學生培訓耗材跟不上培訓需求；2、最小系統(tǒng)程序庫不健全；3、缺少激發(fā)大家參與的有效機制；4、學生培訓的組織與計劃相對滯后。200.32005年電子競賽賽后總結提綱１．成績經驗積累：競賽規(guī)則的理解、學生培訓的方式、賽前可準備的內容、論文框架確定、競賽期間問題的解決等。知識積累：PCB制板、焊接、調試、電子類軟件的使用、模電（含低頻和高頻）、數(shù)電（含CPLD）、單片機方面的知識點等。資料積累：所有訓練過的項目都已歸類，并有相應的電子文檔資料備用。模塊積累：系統(tǒng)板的制作、DDS、電機驅動、常用傳感器的使用、高性能器件的使用等。人才培養(yǎng)：老師方面：在我系外聘郭云林教授指導下，使我們指導老師在電子競賽的系統(tǒng)觀念、組織指導能力、動手能力等方面有了一定的提高。學生方面：以李延平為首的一批優(yōu)秀學生脫穎而出。２．不足經驗積累：電子競賽是一個系統(tǒng)工程，所涉及到方方面面相當多的協(xié)調工作尚未搞好，感到有難度。知識積累：深度和廣度不夠，尤其是在CPLD和高頻方面還有不少難點。資料積累：現(xiàn)有的資料還有相當大的補充空間，有些方面還是空白，如通信方面。二、2004-2005年度工作展示2004年制訂的電子競賽培訓計劃，培訓項目大部分已經完成。模塊積累：2005年硬件模塊展示。資料積累：競賽資料有四張光盤，主要內容涉及優(yōu)秀作品論文、新器件、新技術資料、各種調試成功硬件資料、自己編寫的成功的各種子程序等。應對2007年電子競賽的思考１．領導重視解決好組織、領導、保障機構問題。解決好經費渠道問題。解決好激勵政策問題。２．培訓模式的思索整合全院力量，組建隊伍。選好主攻方向。制訂訓練計劃。提高理論素質（上課或講座）。３．重視教師、學生實際問題=1\*GB3①指導教師的困惑40℃自身勞動生產率提高問題。是否有與學院有關制度相矛盾的地方。=2\*GB3②學生團隊的無奈學生考研的影響；有些課程是否能降低要求。=3\*GB3③指導團隊的思考內部整合，外出進修。外面引進及邀請湖北省知名專家講座。3.1.4應對2007年電子競賽的思考一、難點:訓練計劃及具體工作落實；工作達標驗收。二、2006年訓練項目參考：protel及制板；焊接高級訓練；模電、數(shù)電子項目訓練（含論文入門、總結報告）；單片機、CPLD（FPGA）的入門訓練；三、可完成的工作：1、產品的包裝設計與制作；需提前配置好系統(tǒng)的安裝骨架，及安裝所需器材（原則是方便、可靠、有一點的美觀程度）2、參賽電源的制作（具體指標、套數(shù)）；3、組織2005屆選手完成2007年單片機、CPLD（FPGA）最小系統(tǒng)的PCB的制作（送工廠加工）；完成相應的子程序；（套數(shù)、功能的確定、接口器件的選定、接口的方式等是一個較大的工程）；以上三點在2006年上半年完成及工作中可能預見的問題。四、電子競賽無法有較大突破的原因1、預備選題的方向（范圍）不明確；2、模塊化訓練不到位；3、指導的力度問題；4、競賽期間系統(tǒng)方案不力問題；5、PCB板制作問題；五、七個知識點的儲備1、模電：（低、高頻。多種高性能運放、多種專用芯片、高頻電路中周、多種濾波器、多種功率器件等）。2、數(shù)電與CPLD（FPGA）：競賽系統(tǒng)板自制及子程序的完成，要求與單片機靈活接口。此工作積累不夠）；3、單片機：競賽系統(tǒng)板自制及子程序的完善，要求接口靈活、可靠。此工作有較好的積累。多種算法的完成IIR、FIR…4、protel與制版:在現(xiàn)有條件下，要求突破已經不易，但自動打孔方面還有一點空間。5、傳感與控制：重點在抗干擾方面有突破；在高性能傳感器積累遠不夠。6、通信系統(tǒng)：積累幾乎為零，各種常規(guī)期間的使用都存在問題，要求完成比較復雜的算法并用CPLD實現(xiàn)。7、測量儀器：儀器的使用、儀器的原理與一些測量儀器的系統(tǒng)設計方法及實現(xiàn)。六、論文寫作2005年有一點積累，但子模塊不系統(tǒng)，還有相當大的積累空間。七、種子選手的產生目前2004級有4個班，1個班組隊1-2個，在后期培訓中再優(yōu)中選優(yōu)。八、確定選題方向，采用合適的培訓方案共有四個方向的題目，每個方向2-3個隊比較合適，目前還不宜超過3個方向；培訓方案可采用華中科技大學電子教學基地的三階段訓練方案。2005-10-13.1.52007年全國大學生電子設計競賽指導方針確定選題方向三個方向：控制類、通信類、儀器儀表類。優(yōu)勢分析：指導教師有較好的積累。如單片機、傳感器、通用器件等。與學生的課程相關度較高。實驗室有條件。資料、模塊積累較好。1997年省二等獎、2001年參賽作品為儀器儀表類題目；2003年省二等獎為控制類題目；2005年三項省二等獎分別為控制類、通信類和儀器儀表題目。３．不足之處：上手較易，競爭相當激烈，盡管得獎機率較大，但得大獎不易，源于實力基礎不夠雄厚。通信類積累遠遠不夠，國防科大在此方面有相當實力。二、制訂備訓計劃１．參賽隊伍的組建=1\*GB3①指導教師配備 會單片機軟件編程會CPLD軟件編程會模／數(shù)硬件電路會寫總結報告會組織協(xié)調=2\*GB3②學生隊隊員配備 同上。 ２．模塊化訓練計劃的制定（待協(xié)商敲定出細則）控制類方向：通信類方向：儀器儀表類方向：訓練工作的組織保障機制建立組織、領導、保障機構。經費渠道。元器件及材料、資料渠道。激勵政策（對教師、學生都要有）。2002007年積累工作3.2.12007年電子競賽得獎可能性分析2007年全國大學生電子設計競賽具備得大獎的可行性分析如下1、各級領導的重視及大力支持在學院的領導高度重視和精心部署下，由物電系牽頭并具體負責電子競賽的培訓工作，這一決策無疑使全院的物力、財力、人力等資源的合理利用提供了很好的空間。我系由系主任蘇卡林教授親自牽頭，胡文靜博士掛帥，成立了專門的領導小組。2、指導教師隊伍配備在學院原有的指導隊伍中，我們新增加了如下力量：邀請湖北省電子競賽資深專家郭云林教授作顧問；新增具有豐富工程經驗的指導老師胡文靜博士；新增2005年電子競賽獲獎隊員李延平老師；系部新引進的電子類碩士配合。3、學生團隊隊伍配備在物電系2005年電子競賽結束后，在電工電子實驗室主任劉翔的大力支持下，指導教師陳松、李延平提前對學生進行了摸底，并對孫昭德、陳斌、董志峰等多位同學進行了前期培訓，效果不錯。4、專業(yè)知識積累2005年度電子競賽成功中夾帶著苦澀：學院取得了三個省級二等獎是歷史上最好的成績，獎項上沒有突破是指導教師心中的痛。但是，在專業(yè)知識的積累上，2005年是豐收的一年：Protel與制版技術已有所突破；單片機小系統(tǒng)及相關程序有相當成熟的積累；模電、數(shù)電、傳感等單元電路模塊積累較多；由郭云林、陳松指導下，李延平申報的“電子競賽資料庫建立”學生類學院科研項目已經結題；2005年電子競賽剛結束，就開始了通信類題目的前期準備工作，爭取2007

年有所突破。3.2.22007年需解決的問題1、解決好組織、領導、保障機構問題人員配備、后勤保障、進度監(jiān)控、部門協(xié)調等。2、如何加大創(chuàng)新教育基地的建設問題場地、設備、開放時間、日常管理等。3、解決好參賽隊伍的組建問題參賽隊伍組建基本要素有：會單片機的、會CPLD（FPGA）的、會模/數(shù)硬件電路的、會寫總結報告的、會組織協(xié)調的；4.解決對教師、學生激勵政策問題這是個歷史遺留問題，要與培訓投入教學工作量相關，與得獎相關；5、解決好培訓中注意的問題主攻方向的選擇、訓練計劃的制訂、模塊電路的積累、賽前工作的準備。6、解決經費渠道問題(1)系統(tǒng)板的制作競賽用單片機C8051F020最小系統(tǒng)板的制作，培訓用單片機AT89S51/52最小系統(tǒng)板的制作；競賽用FPGA最小系統(tǒng)板的制作；通信類用DDS最小系統(tǒng)板的制作；電源、顯示、通用功能等電路模塊的制作；產品的外包裝制作。(2)元器件常規(guī)器件的貯備問題；高性能器件準備問題。(3)教材第一階段培訓采用華中科技大學謝自美編的《電子線路設計*實驗*測試(第三版)》，約計30本；成立閱覽室。3.2.3第八屆(2007)全國大學生電子設計競賽培訓計劃一、指導思想：根據全國大學生電子設計競賽組委會工作第二次研討會會議紀要(2006)關于2007年全國大學生電子設計競賽的通知精神，按照湖南省賽區(qū)及校教務處要求，總結以往各屆經驗，特制定我校參加第八屆全國大學生電子設計競賽培訓方案。二、組織機構：為充分調動各方資源，創(chuàng)造更好條件迎接競賽，特設競賽籌委會，名單如下：競賽領導小組：蘇卡林、胡文靜、張國云、劉翔競賽辦公室：陳松競賽保障：張偉新競賽指導小組：胡文靜、張國云、劉翔、李鍶、李延平、陳松等競賽學生組數(shù)：6-10組（計劃）注：根據實際培訓需要，可臨時聘請專題指導老師，待定。三、培訓方法培訓方法以華中科技大學的“三階段訓練法”為參考，分基礎訓練，模塊化訓練，綜合訓練三步進行。基礎訓練：學會看圖、會動手安裝、會儀器使用和測量、會查資料、會上網、會寫實驗報告和技術總結。模塊化訓練：按教材對模塊化訓練的編排，有計劃地實施，每次訓練一個模塊，要建立起相應的硬件、軟件及相關資料配套齊全的“資料庫”。綜合訓練：將模塊組合成某種電子系統(tǒng)，并書寫綜合技術報告。此外，還必須同時開設（或自學）單片機課程、FPGA(CPLD)課程和EDA仿真技術課程，以適應競賽賽題的要求和加速制作的完成。四、培訓地點、時間及進度地點：6號樓創(chuàng)新實驗室（設備太多，需解決安全問題?）培訓時間：2006年10月至2007年9月10日。培訓進度安排基礎訓練：2006.10-2007.3;模塊化訓練:2007.3-2007.8綜合訓練:2007.8-2007.9五、競賽待遇1、參賽學生方面1）獲全國、省電子設計競賽一、二等獎的一、二三年級的獲得者，在其二、三年級學習期間可作為學習特優(yōu)生的評選對象。2）競賽活動代替大三參賽學生的“生產實習”。3）所有參賽學生視競賽情況，可獲得物質獎勵。2、指導教師方面1）所有指導小組教師，按工作投入狀況計算考核工作量，工作量計算分為基本工作量和獎勵工作量兩部分。基本工作量按投入教學工作量計算，獎勵工作量參考院教學獎勵文件計算?；A訓練以院選課的形式開出，一周2學時理論，4學時實踐，一學期約120學時；強化訓練以兩個暑假為主，非競賽年課時分配2個小時理論，2個小時實踐，約(2+2)*50=200學時；競賽年課時分配為一天4*2人小時，兩個小時理論，兩個小時實踐，約(2+2)*2*50=400學時。兩學年課時共計：120*2*2+200+400=1080學時。2）指導的學生獲全國大學生電子設計競賽全國一、二等獎，省一、二等獎的指導教師可以申報學院教學質量獎。3）所有指導小組教師視競賽情況可獲得物質獎勵。六、培訓內容根據競賽征題要求及歷年競賽試題，培訓內容分為二部分，第一部分是基礎類，第二部分是綜合類。1、基礎部分內容主要針對基礎訓練和模塊化訓練，主要內容有：基礎訓練學會看圖、繪圖、制板（Protel）、會動手安裝(焊接)、會儀器使用和測量、會查資料、會上網、會寫實驗報告和技術總結。模塊化訓練(1)傳感器：常用溫度傳感器、VF、FV、光電傳感器。(2)放大器放大量：重點是可編程放大或衰減；帶寬：重點是低通、高通、帶通、調諧濾波器如何設計。(3)振蕩器，PLL頻率合成，DDS頻率合成。(4)運算放大器：差放、跟隨器、運算器、電壓／電流變送器重點是：高速、寬帶、低噪、高輸入阻抗、高共模抑制比的運放電路設計或選擇。(5)調制與解調理論重點在概念，電路重點在IC塊的選擇，著重會用。(6)數(shù)字電路方面A／D、D／A：位數(shù)確定，時鐘頻率確定，交／直流采樣方法及采樣頻率確定；比較器、邏輯門＼計數(shù)器等常用邏輯器件；可編程邏輯器件（CPLD/FPGA）、技術、語言。(7)單片機小系統(tǒng)單片機(原理與編程方法，C51的學習)；顯示器與接口電路；鍵盤與接口電路；2、綜合部分內容主要是歷屆競賽試題和本年度的模擬試題（待發(fā)）。每個小組可以根據歷屆競賽試題的類型確定2至3個訓練方向，具體類型有電源、信號源、無線電、儀器、數(shù)據采集與控制類。七、參賽選手選拔辦法1）招生對象具有湖南理工學院正式學籍的在校本、專科學生。2）招生人數(shù)30-40名。3）招生時間申請時間2006.9.15至2006.9.20面試時間2006.9.214）招生條件新生中招收學員條件為:個人品德優(yōu)良，有團隊精神、有責任心和事業(yè)心；在初、高中階段參加過各種科技競賽，動手能力強，有創(chuàng)新意識，有無線電和計算機基礎知識，學習成績優(yōu)秀的學生。特殊人才招收條件為:個人品德優(yōu)良，有團隊精神、有責任心和事業(yè)心；有設計制作實踐經驗，已完成一件以上具有創(chuàng)意的作品，如小發(fā)明、小論文等。5）招生程序第一，報名學生自愿提出申請，并根據招生條件書寫個人簡歷及聯(lián)系方式通過電子郵件或信函上傳至電工電子科技創(chuàng)新實驗室(Email：chen_xiaogo@地址：六號樓二樓。)第二，中心根據個人簡歷篩選形成面試及現(xiàn)場考核名單，統(tǒng)一組織面試和現(xiàn)場考核，并初步確定入選名單。第三，通過院系學生工作組，教務處對入選名單學生的品德、實踐經歷、學風進行了解和核實，最終確定錄取名單。聯(lián)系電話：8640053八、培訓管理1、實驗室管理：1）進入實驗室應注意保持安靜，不得影響他人，不做與學習無關的事，不帶非競賽成員進入。2）愛護公共財產，室內一切物品，未經老師同意，不得帶走。3）實驗室內要注意保持清潔，學員應自覺承擔衛(wèi)生打掃、日常值班的任務。4）使用儀器和設備時，嚴格按操作規(guī)程操作，出現(xiàn)人身傷害或設備損壞等情況時，要及時報告。5）嚴格按安全規(guī)則用電。對絕緣老化的電線要及時妥善處理，電烙鐵不用時要放于烙鐵架上，以免損壞桌面或其他物品。6）離開實驗室之前，必須關掉電源，整理好桌面，確認無事故隱患后，方可離開。2、培訓項目管理：每個參賽隊員或小組必須根據培訓計劃按期完成設計制作任務，并嚴格根據中心的設計報告格式及要求上交作品設計制作報告。連續(xù)兩個任務不能完成者，勸其退出競賽培訓。3、書籍管理：中心閱覽室有一批中心自購和訂閱的圖書期刊雜志，以供參賽隊員查閱，參賽隊員不得將書籍帶出閱覽室，只能在閱覽室內查閱；參賽隊員不得將書籍隨意亂放，閱畢后應及時放回原處，如有特殊要求需報請值班指導老師批準。4、設備器件管理：所有儀器設備均由實驗室提供，由中心負責教師統(tǒng)一調度，不得隨意挪用，更不許私自帶出實驗室。培訓及競賽所需器件皆由實驗室提供，常規(guī)器件參賽學生根據實際需要自取，貴重及專用器件實行登記領取，希望同學們要愛惜儀器設備和珍惜元器件。物理與電子信息系二○○六年九月3.2.42007年全國大學生電子競賽經費申請報告張?zhí)帲喝珖髮W生電子設計競賽，從94年開始，到2005年已進行了7屆。實踐表明，“競賽”推動了電子信息類教改的深入發(fā)展，促進了電子技術教學質量整體水平的提高，培養(yǎng)了一大批精英學子工程實踐能力和創(chuàng)新能力。電子競賽是一個系統(tǒng)工程，我們深知：功夫在平時，成功靠努力。為了迎接2007年全國大學生電子競賽，我們制訂了從2006年7月至2007年9月的較為詳細的計劃及經費申請。我們的培訓思路采用華中科技大學首先提出的“三階段訓練法”：(1)基礎訓練；(2)模塊化訓練；(3)綜合訓練?；A訓練約30人左右，從中選出20人左右進入模塊化訓練，最后確定15人左右(5隊)進入綜合訓練。今年暑假，我們將進行第一階段的培訓，需要培訓課時約為220學時，耗材費約為5550元（見附頁）。請批復。物理與電子信息系20063.2.5第八屆(2007)全國大學生電子設計競賽培訓耗材計劃第一階段：基礎訓練（2006年10月－2007年3月）培訓計劃項目培訓內容培訓目標耗材經費PCB制板焊接錫焊的機理和特點；錫焊的材料與工具；手工錫焊技術；實用的焊接工藝；安裝工藝。300元PCB制板掌握protel99的使用，能夠利用它進行原理圖的繪制和PCB的排版；熟練感光制板技術（制板工藝）。30塊*（30+5）=1050元1050模電培訓常用元器件識別與檢測能夠對常用的元器件識別（電阻、電容、電感、晶體管、常用集成芯片等）；能夠對色環(huán)電阻、電感讀數(shù)；能對電阻、電容、三極管、二極管等進行檢測。常用儀器使用萬用表（500型、數(shù)字）；模擬示波器；數(shù)字示波器；函數(shù)信號發(fā)生器。專用芯片的使用放大器（增益、帶寬、低噪、共模抑制比等）；振蕩器（鎖相技術）；調制與解調（專用IC的使用）新器件、新技術應用完成一個課程設計傳感及檢測技術掌握常用傳感器的基本原理；熟悉一些基本傳感器的使用（溫度、濕度、紅外、超聲波）；微弱信號放大電路；完成一個課程設計。低頻600+高頻1000（課程設計）=1600元數(shù)電培訓CPLD(FPGA)培訓芯片的了解；掌握VHDL語言；；構建相應的硬件系統(tǒng)10塊CPLD最小系統(tǒng)板*200=2000元完成一個課程設計。數(shù)字電路邏輯門、觸發(fā)器；組合邏輯電路；時序邏輯電路；A/D與D/A；完成一個課程設計。課程設計600元通信原理數(shù)字調制與解調（專用IC的使用）完成一個課程設計課程設計400元單片機培訓C語言重點掌握C語言中的指針、數(shù)組、參數(shù)傳遞、函數(shù)調用等概念；模塊化程序編寫方法；程序流程圖畫法；編程規(guī)范、編程習慣的培養(yǎng)；程序開發(fā)的方法、步驟；完成一個C語言課程設計。單片機編程單片機基本原理及編程技術；KeilC51編程和調試；C51編程規(guī)范；基本的單片機接口技術（并行總線、IIC、CAN、SPI、UART）；構建相應的硬件系統(tǒng)10塊AT89S51/52最小系統(tǒng)板*150=1500元完成一個單片機課程設計。經費總計共計：7450元第二階段：模塊化訓練（2007年3月－2007年8月）培訓方向培訓子項目耗材經費其它公共模塊電源系統(tǒng)120*10=1200產品包裝：完成作品的箱體的制作。80C51F6*600=3600CPLD(FPGA)最小系統(tǒng)板（工廠完成）1200*3=3600放大器（增益、帶寬、低噪、共模抑制比等）；1500控制類多種傳感器的使用（溫度、濕度、紅外、超聲波）；2000每訓練一個模塊，要建立起相應的硬件、軟件及相關資料配套齊全的“資料庫”。步進電機模塊400功率驅動模塊300晶閘管控制模塊200通信類調制與解調模塊600振蕩器400編碼與解碼600AGC、APC模塊500鎖相技術（PLL）800DDS1000儀器儀表類儀用放大電路400微弱信號處理600高性能A/D600濾波器的設計600總計18900第三階段：綜合訓練（2007年8月－2007年9月）培訓方向培訓子項目耗材經費其它控制類電梯控制1200每訓練一個模塊，要建立起相應的硬件、軟件及相關資料配套齊全的“資料庫”。智能風扇600其它1800其它2800通信類無線收發(fā)系統(tǒng)1000跳頻通信系統(tǒng)1200其它1800其它2800儀器儀表類萬能示波表600RLC綜合測試儀600其它1800其它2800總經費=SUM(ABOVE)10000以上不包括競賽期間的經費支出。2.3.62007年電子競賽初選試題你在下列方面有哪些特長，請標示出來，并作簡要說明。（35分）模電（包括硬件制作、Protel、維修）；數(shù)電（包括CPLD或FPGA）；單片機（Ｃ語言等）、；總結報告的寫作；其它。2、在某一問題上，你認為你肯定是對的，但其他同學不這么認為，你將如何處理并說明理由。（5分）試提供一個測頻范圍1HZ1MHZ的數(shù)字頻率計的設計方案。（10分）4、圖示電路，用兩種不同的解法求i。（10分）談談你對電子線路干擾問題的理解及處理方法。（10分）6、請設計一個單電源（如＋12V）供電，放大倍數(shù)為50的低頻運算放大電路。（10分）7、試設計一個±12V電源，簡要說明工作原理。（10分）8、談談網絡給你帶來了什么。（10分）2.3.7電源接口規(guī)范化文檔一、正負12V電源：1、電源引出線紅的為正12V、地線位黑色、負12V為黃色或其他不與前兩種沖突的色彩；2、電源插頭線的排列順序：面對有孔的一面，從右到左是正、地、負電源；3、原理圖中的電源插座的第一腳應為正12V，依次是地、負12V；4、PCB封裝為12V。二、正負5V電源：與正負12V電源一樣，封裝也為12V三、5V電源（方型的）：插頭插座與上面的一樣，封裝為5V四、5V電源（圓孔型的）：1、原理圖中的元件名為POWER2；2、封裝為名為LPOWER；3、做接頭線時紅線接中間的那個孔為正，黑線接外面的接線腳為地。創(chuàng)新基地2007/4/232.3.8全國大學生電子競賽設計報告模板競賽隊編號：（競賽時此頁只打編號）寫設計報告時，務必參考評分表進行撰寫！設計報告評分表項目內容滿分評分備注方案設計與論證（14分）方案比較4正確性6優(yōu)良程度4理論計算（14分）完成程度8正確性6電路圖及設計文件（6分）完整性4規(guī)范程度2測試方法與數(shù)據（9分）方法正確性4數(shù)據完整性4測量儀器（型號）1結果分析（4分）4設計總結報告的工整性（3分）3總分50中文題目：摘要本系統(tǒng)根據……原理，采取了什么措施，達到了什么指標，完