第六屆黑龍江科技學(xué)院大學(xué)生電子研發(fā)設(shè)計競賽題匯總

1、題目1:智能救援車、任務(wù)設(shè)計制作一個智能小車，該小車能按照要求自動運(yùn)行，通過一個建筑物中曲折的道路，并完成規(guī)定的動作。設(shè)矩形建筑物有兩個門 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)。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡、要求1. 基本要求(1) 要求智能小車從A門進(jìn)入并開始自動計時，從B門出來，在行進(jìn)過程中，能自動選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，避開墻壁，找到通路，三分鐘之內(nèi)到達(dá)B門；聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。(2) 到達(dá)B門，停5秒，小車自動計時并數(shù)字顯示 AB段所用的時間，并聲光報警；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

2、米寬)；(2) 途中檢測到鐵片D (鐵片D放置在軌跡BC前二分之一段上的任意位置)時停車3秒，并聲光報警;(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；(5) 在C點處，放下鐵片D并停止前進(jìn)。聲光顯示救援結(jié)束，并停止計時，分別顯示題目 2：電子密碼鎖設(shè)計任務(wù)： 設(shè)計一個電子密碼鎖，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)場報警功能。密碼輸入錯誤 3次 , 則報警。(4) 具有顯示功能 發(fā)揮部分：(1) 將密碼擴(kuò)充至 6 位。 (2) 實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警功能。 設(shè)計提

3、示 1密碼鎖設(shè)計的關(guān)鍵問題是實現(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 : 按下一個數(shù)字鍵 , 其對應(yīng)的數(shù)字就顯示在最右邊的數(shù)碼管或液晶上 ,同時將先 前輸入的所有數(shù)字向左移動一位。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。(2) 數(shù)碼清除:當(dāng)按下清除鍵時 ,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 , 如果正確 ,電鎖開啟 , 否則 打不開鎖。16題目3:數(shù)字電子秤設(shè)計任務(wù)1.

4、設(shè)計一個數(shù)字電子秤，測量范圍分成四檔，01.999Kg、019.99Kg、0199.9Kg、 01999K®彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。2. 用數(shù)字顯示被測重量，小數(shù)點位置對應(yīng)不同的量程顯示。3. 具有量程自動切換功能。 設(shè)計提示1. 設(shè)計思路：用電子秤稱重的過程是把被測物體的重量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號。由于這一信號通常都很小，需要進(jìn)行放大，放大后的模擬信號經(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。由于被測物體的重量相差較大，根據(jù)不同的測量范圍要求，可由電路自動切換量程，同時顯示器的小數(shù)點數(shù)位對應(yīng)不同量程而變化，即可實現(xiàn)電子秤的要求。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。2. 參考框圖見圖。電

5、子秤參考框圖3. 傳感器測量電路通常使用電橋測量電路，應(yīng)變電阻作為橋臂電阻接在電橋電路中。無 壓力時，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時，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。此信號經(jīng)放大器放大后輸出應(yīng)滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。實驗室提供電子秤傳 感器（詳見傳感器與檢測技術(shù)參考書）。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。題目4:電磁引導(dǎo)線隨動控制系統(tǒng)一、任務(wù)設(shè)計并制作一個頻率為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E,與CD邊相交于任意點F。制作一個可通過履帶 或其它牽引裝置在桌面上平行移動的指針，運(yùn)動軌跡與AB和CD邊平行。當(dāng)電磁引導(dǎo)

6、線緩慢運(yùn)動時，隨動控制系統(tǒng)通過檢測電磁引導(dǎo)線輻射的交變電磁場，測量引導(dǎo)線的位置，并控制 電機(jī)拖動指針，跟隨引導(dǎo)線移動，保證指針能始終指向正在移動的引導(dǎo)線，位于指針移動軌 跡的正下方某處可能放有一小鐵片，指針對該鐵片進(jìn)行檢測，當(dāng)指針移過或者停留在鐵片處 時，發(fā)出聲光報警，ABCD區(qū)域為正方形，邊長為50cm履帶或其它牽引裝置位于 ABCDE方 形內(nèi)部，與 AB和CD邊平行。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。二、要求1基本要求（1） 電磁引導(dǎo)線工作頻率20KHz誤差土 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，指針位置固定，不跟隨電磁引導(dǎo)線移 動，

7、當(dāng)電磁引導(dǎo)線移動到指針正下方時，發(fā)出檢測到電磁引導(dǎo)線的聲音或者光指示信號，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。鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。（4）手動移動小鐵片，當(dāng)小鐵片移動到指針正下方時，發(fā)出檢測到鐵片的聲音或光指示信號，當(dāng)移開小鐵片，不位于指針下方區(qū)域時，撤消指示信號?；[叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。（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，要求指針能跟隨電磁引導(dǎo)線移動；穩(wěn)定后指針頂部正好位于引導(dǎo)線上方，誤差低于土2cm預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。（6）電磁引導(dǎo)線停止移動后，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)計并制作一臺數(shù)字示波器二、要求1基本

8、要求(1)被測周期信號電壓輸入范圍 -30V +30V(2)被測信號的頻率范圍為10Hz10KHZ( 3)可以同時測兩路信號(4)測量測信號的頻率、幅值、有效2發(fā)揮部分( 1 )增加存儲 / 調(diào)出功能，即按動一次“存儲”鍵，儀器即可存儲當(dāng)前波形，并能在需要時 調(diào)出存儲的波形予以顯示。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。(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(如測量信號的頻率范圍、輸入電壓范圍等)。題目6智能迷宮車、任務(wù) 設(shè)計一部智能迷宮車二、要求1、迷宮如下圖所示（比賽時軌道可能有變化），將小車放在任意位置，最終都可以到達(dá) 終點（黑色圓形

9、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。鐃誅臥瀉 噦圣騁貺頂廡。2、小車具有記憶功能：第一次找到終點后，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（不可以走錯）。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。3、小車要記錄第一行駛時間，第二次行駛時間，并顯示兩次的是時間和總時間。兩次的 總行駛時間最短者為本題目的一等獎.（小車只能沿著黑線行駛）贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。4說明：15分鐘內(nèi)沒有走到終點者認(rèn)為失敗?？梢栽囎邇纱?。題目7光電收集充電器、任務(wù)設(shè)計并制作一個光能，電能收集充電器，充電器及測試原理示意圖如圖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，

10、以盡可能大的電流充 入一個可充電池。電動勢 Es在一定范圍內(nèi)緩慢變化，當(dāng) Es和Eu為不同值時，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=12Vo壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。直 流 電 源圖一原理測試圖二、要求1、基本要求(1) 光電池充電時具有巡日功能。(2) 具有最大功率點跟蹤(MPPT功能。(3) 能向電池充電的Es盡可能低。(4) Es從0逐漸升高時，能自動啟動充電功能的 Es盡可能低2、發(fā)揮部分(1) Es=0.8V30V時，以盡可能大的電流向電池充電。(2) 充電器有電池管理單元，能實現(xiàn)過充，過放，短路保護(hù)功能。(3) 充電具有軟啟功能。、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計報告項目主要內(nèi)容滿分系

11、統(tǒng)方案電源變換及控制方法實現(xiàn)方案5理論分析與計算提咼效率方法的分析及計算7電路與程序設(shè)計電路設(shè)計與參數(shù)計算 啟動電路設(shè)計與參數(shù)計算 設(shè)定電路的設(shè)計10測試結(jié)果測試數(shù)據(jù)完整性 測試結(jié)果分析3設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性5總分30基本要求實際制作完成情況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50題目8單相正弦波變頻電源一、任務(wù)設(shè)計并制作一個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。 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。二、要求1、基本要求(1) 輸出頻率范圍為20Hz100Hz的單相交流電；(2)

12、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，輸出電壓有效值應(yīng)保持 在36V,誤差的絕對值小于5%買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。(4) 具有過流保護(hù)(輸出電流有效值達(dá)3.6A時動作)、保護(hù)時自動切斷輸入交流電源。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，輸出電壓有效值應(yīng)保持 在36V,誤差的絕對值小于1%綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。(2) 設(shè)計制作具有測量、顯示該變頻電源輸出電壓、電流、頻率和功率的電路，測量誤差 的絕對值小于5%(3) 其他。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

13、、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實際完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項15完成第(2)項30其它5題目9簡易數(shù)控直流電源一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計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)計要求i基本要求(1) 輸出電壓：范圍0+ 9.9V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV(2) 輸出電流：500mA(3) 輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；(4) 由“ + ”、“一”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；(5) 為實現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出土15V,+ 5V。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂 錦。2發(fā)揮部分(1) 輸出電壓可預(yù)置在

14、09.9V之間的任意一個值；(2) 用自動掃描代替人工按鍵，實現(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)。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。三、評分意見項目得分基本要求方案設(shè)計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結(jié)報告20發(fā)揮部分完成第一項5完成第二項15完成第三項20題目10多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)原理框圖如下:主控器能對50米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線（實驗中用 1米線代替）進(jìn)行采集的顯示 和顯示。具體設(shè)計任務(wù)是：鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。（1）現(xiàn)場模擬信號產(chǎn)生器。（2）八路數(shù)據(jù)采集器。（3）主控器。二、設(shè)計要求1.

15、基本要求（1）現(xiàn)場模擬信號產(chǎn)生器：自制一正弦波信號發(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 應(yīng) 1V, 2kHz對應(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。將各路模擬信號分別轉(zhuǎn)換成 8位二進(jìn)制數(shù)字信號，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各路數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和顯示。采集方式包括循環(huán)米集（即1路、2路8路、1路）和

16、選擇米集（任選一路）二種方式。顯示部分能同時顯示地址和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。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）。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。三、評分意見項目得分基本要求方案設(shè)計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結(jié)報告20發(fā)揮部分完成第一項15完成第二項15完成第三項10 J題目11高效低壓DC-DC變換器的設(shè)計、要求(在電阻負(fù)載條件下)(1) 輸入電壓范圍：Vn=1018V(2) 輸出電壓：V0=1V(3) 最大輸出電流I Oma

17、=10A(4) 效率：n > 60%(5) 輸出噪聲紋波電壓峰-峰值 VOppC 50mV( Vn=14V,VO=1V,Io=10A)；(6) Vn從10V變到18V時，電壓調(diào)整率Su< 2%(Io=10A)(7) Io從0變到10A時，負(fù)載調(diào)整率S < 5% (Uin=14V)(8) 具有過流保護(hù)功能，動作電流Io(th) =12± 0.2A;、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) Vn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Vn端口供電，不得另加輔助電源。堯側(cè)閏繭絳闕絢勵蜆贅。(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 )測量UOpf。識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。(4) 本題中電壓調(diào)整率Su指Vn在指定范圍內(nèi)