2012長春工業(yè)大學(xué)電子設(shè)計校賽題目

PAGEPAGE5參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。非接觸式不同材質(zhì)的厚度計量裝置（A）一、任務(wù)設(shè)計并制作一個非接觸式不同材質(zhì)厚度的計量裝置。實現(xiàn)單個非接觸式不同材質(zhì)的厚度、累計厚度和非同類材質(zhì)的個數(shù)及類別的計量、顯示和語音播報。料塊的測量狀態(tài)包括靜態(tài)和動態(tài)，其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。單片機單片機語音播報變換電路數(shù)據(jù)存取數(shù)據(jù)存取傳感器1#傳感器2#傳感器1#傳感器2#數(shù)據(jù)打印數(shù)據(jù)打印B料AB料A料顯示鍵盤料塊顯示鍵盤料塊直線運動滑槽二、要求1．基本要求（1）能夠?qū)崿F(xiàn)對任一規(guī)整平板材料的厚度的非接觸式檢測，具有數(shù)據(jù)顯示、毫米/厘米轉(zhuǎn)換功能。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)對0～50mm間的材料厚度的檢測，其數(shù)據(jù)顯示值與實際測量值精度≤2.5mm。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)對兩種不同材料的厚度檢測，并具有能區(qū)分金屬和非金屬材料的分類功能。（4）能夠?qū)崿F(xiàn)對其材料厚度的平面進(jìn)行平均厚度的檢測，即具有平均厚度計算統(tǒng)計功能。（5）能夠?qū)崿F(xiàn)對材料厚度的檢測數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)回放功能。2．發(fā)揮部分（1）能夠?qū)崿F(xiàn)對0～50mm（5厘米）間的材料厚度的檢測，其數(shù)據(jù)顯示值與實際測量值精度≤0.5mm。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)對兩種以上不同材料厚度的檢測，并具有能對其不同材料種類的分類功能。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)對透明體材料中的有機材料和硅酸鹽玻璃厚度的檢測，并具有能區(qū)分兩種材料的功能。（4）能夠?qū)崿F(xiàn)其動態(tài)檢測，具有聲音播報及打印功能。（5）創(chuàng)新性及其它。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計與總結(jié)報告：方案比較、設(shè)計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關(guān)設(shè)計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項實際制作完成情況（包括工藝結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟性）10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項創(chuàng)新性（包括外觀、原理、結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟性）10總分150四、說明1．板塊材質(zhì)采用金屬及非金屬材料,厚度為0～5厘米間。長度5～20cm。2．滑槽采用水平放置，表面明光滑的板材制作，長度約為1003．單個料塊通過滑槽的時間小于3秒鐘。4．厚度度計量不允許使用接觸式光柵尺。5.料塊運動方式不允許使用任何電拖動和電牽引裝置，可采用彈性繩或彈簧等手動方法驅(qū)動料塊。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。補償式光伏發(fā)電逆變器（B）一、任務(wù)設(shè)計并制作一個帶有穩(wěn)壓補償功能的小功率光伏發(fā)電單相逆變裝置。其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。其中：負(fù)載變化范圍，逆變交流電頻率范圍，交流電輸出電壓有效值。圖1結(jié)構(gòu)原理圖二、要求1．基本要求（1）當(dāng)電阻一定，負(fù)載電阻在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以及隨著光電池輸出的變化，通過控制AC-DC整流器輸出，使維持為45V，且相對偏差絕對值不大于1%。（2）當(dāng)負(fù)載電阻一定，電阻在范圍內(nèi)變化，通過控制AC-DC整流器輸出，使維持為40V，且相對偏差的絕對值不大于1%。（3）當(dāng)時，對應(yīng)逆變器輸出電壓頻率變化范圍內(nèi)的某一指定點，其實際逆變頻率相對偏差的絕對值不大于2%。（4）當(dāng)時，DC-AC逆變器的效率。（5）當(dāng)時，輸出電壓的失真度。2．發(fā)揮部分（1）當(dāng)時，DC-AC逆變器的效率。（2）當(dāng)時，輸出電壓的失真度；（3）當(dāng)時，逆變電壓頻率時，相對偏差的絕對值小等于1%。（4）具有光伏發(fā)電欠壓保護功能，動作電壓；（5）其它功能。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項10發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項15完成第（3）項10完成第（4）項5完成第（5）項5總分150四、說明1．光電池板可采用光伏電池串并聯(lián)形式組成，最大輸出電壓不小于10V，功率不小于10W。2．DC-AC逆變器效率為逆變器的輸出功率與輸入功率比的百分值。3．相對偏差=[(目標(biāo)值-實測值)/目標(biāo)值]*100%。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。家用熱水器的無線控制(C)一、任務(wù)設(shè)計并制作一個智能家居中的淋浴熱水器溫度的無線控制與實現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。二、要求1．基本要求（1）具有對傳感器的數(shù)據(jù)采集、處理功能；（2）具有無線通信功能；（3）具有短信接收、識別、控制、發(fā)送功能；（4）具有通過短信控制熱水器加熱功能。2．發(fā)揮部分（1）具有手動控制，使普通熱水器增加人工預(yù)設(shè)功能，并有LCD顯示；（2）具有控制熱水器的信息掉電保護功能，語音播報當(dāng)前溫度功能；（3）具有用戶短信身份安全識別功能；（4）創(chuàng)新性。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50完成第（1）項15完成第（2）項10完成第（3）項15完成第（4）項實際制作完成情況（包括工藝結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟性）10發(fā)揮部分完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10總分150四、說明1.家用淋浴熱水器可以用現(xiàn)有的加熱容器裝置替代其功能，裝置形式和容量自定。2.熱水器的設(shè)置一般包括待加熱溫度和加熱時間。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、專科學(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。無線光通信裝置(D)一、任務(wù)設(shè)計并制作一個無線光通信裝置，其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。發(fā)射發(fā)射元件接收元件發(fā)射控制模塊接收控制模塊數(shù)據(jù)顯示模塊數(shù)據(jù)輸入模塊二、要求1．基本要求（1）具有在大氣中以光波為傳輸介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能；（2）具有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出顯示功能；（3）具有開始、停止數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?；?）傳輸距離不小于0.5m；（5）誤碼率不大于10％。2．發(fā)揮部分（1）傳輸距離大于2m；（2）誤碼率不大于5％；（3）具有雙向數(shù)據(jù)通信功能；（4）創(chuàng)新性。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項20完成第（4）項10總分150四、說明1．發(fā)光元件可采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器、紅外發(fā)射、紫外發(fā)射等光電子元件，不得采用光纖通信；2．接收元件采用與發(fā)光元件對應(yīng)的傳感器；3．為了增加傳輸距離，可采用光學(xué)聚焦等方法；4．傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以是字符、數(shù)字或符號；5.誤碼率以一組20個數(shù)據(jù)計算。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。數(shù)字式音頻功率放大器(E)一、任務(wù)以模擬車載12V電瓶電源提供電能量，設(shè)計并制作一個數(shù)字式音頻功率放大器，實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字放大功能，并達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示：負(fù)載數(shù)字式音頻功率放大器音源負(fù)載數(shù)字式音頻功率放大器音源電源電源圖中，功率放大器為設(shè)計作品。其它，音源用正弦波信號發(fā)生器替代，電源用線性可調(diào)直流穩(wěn)壓電源代換，負(fù)載用8?大功率電阻模擬揚聲器。二、要求1．基本要求（1）能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的數(shù)字放大功能；輸入阻抗不低于20K?，信號發(fā)生器輸出不高于0.775V時，可以達(dá)到最大輸出功率。（2）-3dB頻率響應(yīng)125-6300Hz，波形無明顯失真；（3）在最大輸出功率時，效率達(dá)到70%。（4）電源電壓在10-14V變化時，放大功能不受影響2．發(fā)揮部分（1）進(jìn)一步提高效率，最大功率時達(dá)到85%；（2）進(jìn)一步展寬頻率響應(yīng)，達(dá)到20-20KHz的音域范圍；（3）具有自恢復(fù)過溫保護功能，閾值溫度用30度模擬。（4）具有自恢復(fù)輸出短路保護功能，閾值電流2A。（5）其它創(chuàng)新性。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50完成第（1）項，實際制作完成情況（包括工藝結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟性）20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項10總分150四、說明1．?dāng)?shù)字式功率放大器，指末級功率元件工作在數(shù)字（開關(guān)）狀態(tài)，具有效率高、功率密度大等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。2．頻率響應(yīng)及效率指標(biāo)，在穩(wěn)壓電源提供12V、波形無明顯失真的滿功率條件下測試。3．如需輔助電源需自行制作，并計入效率測試。4．信號處理與變換電路，不得使用數(shù)字功放專用的集成元件，合理安排電路板布局方便波形檢測用。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。智能競速小車（F）一、賽道基本參數(shù)圖1跑道示意圖1．賽道路面用專用白色基板制作，所占面積在8m×102．賽道寬度不小于45cm3．跑道表面為白色，兩邊有黑線作為引導(dǎo)線。4．賽道中心下鋪設(shè)有直徑0.1-0.8mm漆包線，其中通有20KHz，100mA的交變電流。頻率范圍20K±1K，電流范圍(100±20mA)。5．跑道最小曲率半徑不小于50cm6.鋪設(shè)賽道地板顏色不作要求，它和賽道之間可以但不一定有顏色差別。7.跑道有交叉，交叉角為90°。8.賽道有一個長為1m的出發(fā)區(qū)，圖2所示，計時起始點兩邊分別有一個長度10cm黑色計時起始線，賽車前端通過起始線作為比賽計時開始或者結(jié)束時刻。在黑色計時起始線中間安裝有永久磁鐵，每一邊各三只。磁鐵參數(shù)：直徑7.5-15mm，高度1-3mm，表面磁場強度3000-5000高斯。圖2起跑區(qū)示意圖二、要求1.基本要求（1）使用傳感器的規(guī)定：允許使用光學(xué)傳感器、圖像傳感器以及電磁傳感器獲取道路信息進(jìn)行路徑檢測。（2）攝像頭組車模尺寸不能超過250mm寬和400mm長。光電組車模尺寸不能超過350mm寬和400mm長。電磁組車模尺寸寬度不超過250mm，長度沒有限制。（3）小車必須經(jīng)過所有跑道，在跑道交叉處不允許抄近路。（4）小車在行駛過程中不允許偏出跑道，若小車偏出跑道后能自行調(diào)整回跑道可以繼續(xù)比賽。2.發(fā)揮部分（1）小車到達(dá)終點線后，能停在超過終點線2m以內(nèi)。（2）小車有計時顯示功能，要求將計時顯示部分安裝在車身上，并且與裁判計時誤差小于2s。（3）創(chuàng)新性。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50實際制作完成情況（包括工藝結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟性）50發(fā)揮部分完成第（1）項20完成第（2）項20完成第（3）項10總分150四、說明1．小車在行駛過程中不得與外部有電纜（電源、通訊等）或機械連接。2．每個小車有三次比賽機會，取成績最好一次作為最后成績。3．圖1僅為示意圖，比賽賽道實際布局將在比賽當(dāng)日揭示，可能與示意圖不同。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。（4）每隊嚴(yán)格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學(xué)校指定的競賽場地內(nèi)進(jìn)行獨立設(shè)計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(G)一、任務(wù)設(shè)計一個具有高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)對模擬電壓的測量和顯示。系統(tǒng)組成框圖如下。輸入電壓A/D轉(zhuǎn)化電路控制單元顯示器信號（自行設(shè)計）鍵盤電源要求基本要求（1）采用普通元器件（不允許使用任何專用A/D芯片）設(shè)計一個具有12位分辨率的A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換速度不低于10次/S，線性誤差小于2%。（2）設(shè)計并制作一個具有測量和顯示功能的儀器或裝置，將該A/D轉(zhuǎn)換電路的結(jié)果顯示出來，有轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，顯示器可采用LED或LCD。（3）要求有一個A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后的輸出信號。（4）自行設(shè)計一個可以從0—1V連續(xù)調(diào)節(jié)的模擬電壓信號作為該系統(tǒng)的被測信號源，以便對A/D轉(zhuǎn)換電路的分辨率進(jìn)行測試。例如輸入1V電壓時顯示器顯示值不低于4095。發(fā)揮部分（1）分辨率為16位，線性誤差小于1%。（2）轉(zhuǎn)換速度不低于20次/S。（3）將A/D轉(zhuǎn)換電路與測量顯示部分實現(xiàn)電氣隔離。（4）其他。三、評分標(biāo)準(zhǔn)項目滿分基本要求設(shè)計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、功能模塊的電路設(shè)計、軟件流程圖；必要調(diào)試說明、作品實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字?jǐn)?shù)控制在10頁之內(nèi)。50完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項實際制作完成情況（包