2016TI杯福建省電子競賽

2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。A題：降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源【本科組】【高職高專組】1．任務(wù)以TI公司的降壓控制器LM5117芯片和CSD18532KCSMOS場效應(yīng)管為核心器件，設(shè)計并制作一個降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。額定輸入直流電壓為UIN=16V時，額定輸出直流電壓為UO圖1電源測試連接圖2．要求（1）額定輸入電壓下，輸出電壓偏差：?UO=5V（2）額定輸入電壓下，最大輸出電流：IO≥3A；（（3）輸出噪聲紋波電壓峰峰值：UOPP≤50mV(UIN（4）IO從滿載IOmax變到輕載0.2IOmaxSi=UO（5）UIN變化到17.6V和13.6V，電壓調(diào)整率S（10分）（6）效率η≥85%(UIN=16V,（7）具有過流保護(hù)功能，動作電流IOth=3.2±0.1A；（（8）電源具有負(fù)載識別功能。增加1個2端子端口，端口可外接電阻R(1kΩ-10kΩ)作為負(fù)載識別端口，參考圖1。電源根據(jù)通過測量端口識別電阻R的阻值，確定輸出電壓，UO=R（9）盡量減輕電源重量，使電源不含負(fù)載RL的重量≤0.2kg；（15（10）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇方案描述3理論分析與計算降低紋波的方法DC-DC變換方法穩(wěn)壓控制方法6電路與程序設(shè)計主回路與器件選擇其它控制電路與控制程序(若有)6測試方案與測試結(jié)果測試方案及測試條件測試結(jié)果及其完整性測試結(jié)果分析3設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要、報告正文結(jié)構(gòu)、公式、圖表的完整性和規(guī)范性2總分203．說明（1）該開關(guān)穩(wěn)壓電源不得采用成品模塊制作。（2）穩(wěn)壓電源若含其它控制、測量電路都只能由UIN端口供電，不得增加其他輔助電源。（3）要求電源輸出電壓精確穩(wěn)定，?UO>2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。B題：物品分揀搬送裝置【本科組】1．任務(wù)在一個以木條（截面不大于3cm×4cm，木質(zhì)本色）圍成的100cm×150cm的A區(qū)域內(nèi)，散落著邊長均為4cm的正方體。設(shè)計一自動物體搬運系統(tǒng)，能夠快速將這些正方體移至指定區(qū)域。A區(qū)域的顏色為白色，B區(qū)域為黑色，C區(qū)域為紅色。2．要求（1）在A區(qū)域內(nèi)任意放置了12只黑色正方體，以最快的速度將這些正方體移送到B區(qū)域，完成時間不得超過180秒；（24分）（2）將A區(qū)域的12只黑色正方體以最快的速度移送到紅色C區(qū)域；完成時間不得超過180秒；（26分）（3）A區(qū)域12只正方體中有桔黃色與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色正方體移送到紅色C區(qū)域；（20分）（4）將A區(qū)域中的正方體改為乒乓球，仍然有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色乒乓球移送到紅色C區(qū)域；（25分）（5）其他；（5分）（6）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方法論證3理論分析與計算機(jī)械機(jī)構(gòu)及電路設(shè)計5電路與程序設(shè)計物品辨識及搬運機(jī)構(gòu)運動控制方法5測試方案與測試結(jié)果系統(tǒng)測試5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203.說明（1）A、B、C各區(qū)域地面及圍欄的高度都是3cm，A與B之間無間隔，C與A之間的邊界木條有一個長度為20cm的缺口；（2）搬運物品過程中不得人為干預(yù)（如遙控等）；（3）開始搬運物品前，不得設(shè)置搬運物體的數(shù)量；運動機(jī)構(gòu)需從右上方指定位置D處開始啟動；（4）正方體可采用木質(zhì)PVC、泡沫或其他輕質(zhì)非金屬材料，不得含磁性物質(zhì)，重量不超過40克；（5）不限制移送物品執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式及搬運方式；執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以進(jìn)入A、B、C各區(qū)域；（6）在要求（3）及（4）中，誤搬黑色物體或乒乓球到C區(qū)扣分；（7）B、C區(qū)域的顏色如下：紅色（R=255、G=0、B=0），黑色（R=0、G=0、B=0）；（8）乒乓球采用彩色乒乓球中桔黃色和黑色（或比賽用標(biāo)準(zhǔn)桔黃及用黑色噴涂的乒乓球）；正方體的顏色盡量接近乒乓球的顏色，。（9）測試時，場地和被搬運物自備。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。C題：自動循跡小車【本科組】【高職高專組】1．任務(wù)設(shè)計制作一個自動循跡小車。小車采用一片TI公司LDC1314或LDC1000電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器作為循跡傳感器，在規(guī)定的平面跑道自動按順時針方向循跡前進(jìn)。跑道的標(biāo)識為一根直徑0.6~0.9mm的細(xì)鐵絲，按照圖1的示意尺寸，用透明膠帶將其貼在跑道上。圖中所有圓弧的半徑均為為20cm±2cm。圖1跑道示意圖2．要求（1）在圖1小車所在的直線區(qū)任意指定一起點（終點），小車依據(jù)跑道上設(shè)置的鐵絲標(biāo)識，自動繞跑道跑完一圈。時間不得超過10分鐘。小車運行時必須保持軌跡鐵絲位于小車垂直投影之下。如有越出，每次扣2分；（40分）（2）實時顯示小車行駛的距離和運行時間；（10分）（3）在任意直線段鐵絲上放置4個直徑約19mm的鍍鎳鋼芯硬幣（第五套人民幣的1角硬幣），硬幣邊緣緊貼鐵絲，如圖1所示。小車路過硬幣時能夠發(fā)現(xiàn)并發(fā)出聲音提示；（20分）（4）盡量減少小車?yán)@跑道跑完一圈運行時間；（25分）（5）其他；（5分）（6）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇，方案描述3理論分析與計算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計5電路與程序設(shè)計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖5測試方案與測試結(jié)果測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203．說明（1）自動循跡小車允許用玩具車改裝。小車用自帶電池供電運行，不能使用外接電源。小車的尺寸為其在地面的投影不超過A4紙大小。小車自動運行后，不得有任何人工干預(yù)小車運動的行為，如遙控等。（2）電感傳感器除了使用TI公司配發(fā)的LDC1314芯片外，也可使用LDC1000芯片或模塊，數(shù)量也僅限一只。不得使用任何其他類型的傳感器用于循跡。（3）跑道除指定的鐵絲外，不得另外增加任何標(biāo)記。跑道附近不應(yīng)有其他額外金屬物體。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。D題：單相正弦波變頻電源【本科組】1.任務(wù)設(shè)計并制作一個單相正弦波變頻電源，其原理框圖如圖1所示。變壓器輸入電壓U1=220V，變頻電源輸出交流電壓UO為36V，額定負(fù)載電流IO為2A，負(fù)載為電阻性負(fù)載。圖1單相正弦波變頻電源原理框圖2.要求（1）輸出頻率范圍為20Hz~100Hz，UO=36±0.1V的單相正弦波交流電；（15分）（2）輸出頻率fO=50±0.5Hz，電流IO=2±0.1A時，使輸出電壓UO=36±0.1V；（10分）（3）負(fù)載電流IO在0.2～2A范圍變化時，負(fù)載調(diào)整率SI≤0.5%；（15分）（4）負(fù)載電流IO=2A，U1在198V～242V范圍變化時，電壓調(diào)整率SU≤0.5%；（15分）（5）具有過流保護(hù)，動作電流IO(th)=2.5±0.1A，保護(hù)時自動切斷輸入交流電源；（10分）（6）IO=2A，UO=36V時，輸出正弦波電壓的THD≤2%；（15分）（7）IO=2A，UO=36V時，變頻電源的效率達(dá)到90%；（15分）（8）其他；（5分）（9）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證設(shè)計與論證，方案描述3理論分析與計算電路結(jié)構(gòu)設(shè)計，器件選擇，仿真分析5電路與程序設(shè)計電路圖及有關(guān)設(shè)計文件5測試方案與測試結(jié)果測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203.說明（1）變頻電源系統(tǒng)（包括輔助電源）供電僅由變壓器輸出U2提供。（2）題中交流參數(shù)均為有效值。（3）本題定義：負(fù)載調(diào)整率，其中UOI1為IO=0.2A時的輸出電壓；UOI2為IO=2.0A時的輸出電壓。（4）本題定義：電壓調(diào)整率，UOU1為U1=198V時的輸出電壓；UOU2為U1=242V時的輸出電壓。（5）輔助電源可購買電源模塊（亦可自制），作為作品的組成部分，測試時，不再另行提供穩(wěn)壓電源。（6）效率測量時，可采用功率分析儀或電參數(shù)測量儀測量，損耗應(yīng)包括輔助電源損耗，效率，PO為變頻電源輸出功率，P2為變壓器輸出功率。（7）制作時需考慮測試方便，合理設(shè)置測試點。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。E題：脈沖信號參數(shù)測量儀【本科組】1.任務(wù)設(shè)計并制作一個數(shù)字顯示的周期性矩形脈沖信號參數(shù)測量儀，其輸入阻抗為50Ω。同時設(shè)計并制作一個標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號發(fā)生器，作為測試儀的附加功能。2.要求（1）測量脈沖信號頻率fO，頻率范圍為10Hz～2MHz，測量誤差的絕對值不大于0.1%；（15（2）測量脈沖信號占空比D，測量范圍為10％～90％，測量誤差的絕對值不大于2%；（15分）（3）測量脈沖信號幅度Vm，幅度范圍為0.1～10V，測量誤差的絕對值不大于2%（15分）（4）測量脈沖信號上升時間tr，測量范圍為50.0～999ns，測量誤差的絕對值不大于5%；（15（5）提供一個標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號發(fā)生器，要求：（30分）頻率fO為1MHz，誤差的絕對值不大于0.1%脈寬tw為100ns，誤差的絕對值不大于1%幅度Vm為5±0.1V（負(fù)載電阻為50上升時間tr不大于30ns，過沖σ不大于5%（6）其他；（10分）（7）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇,方案描述3理論分析與計算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計5電路與程序設(shè)計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖5測試方案與測試結(jié)果測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203.說明（1）脈沖信號參數(shù)的定義如圖1所示。其中，上升時間tr是指輸出電壓從0.1Vm上升到0.9Vm所需要的時間；過沖σ圖1脈沖信號參數(shù)的定義（2）被測脈沖信號可采用基于DDS的任意波形信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（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3人，開賽后不得中途更換隊員。（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計制作，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）7月28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。F題：位同步時鐘提取電路【本科組】1.任務(wù)設(shè)計并制作一個從二進(jìn)制基帶信號中提取位同步時鐘的電路，并能測定和顯示提取出的位同步時鐘頻率，設(shè)計制作的電路組成框圖如圖1所示。（（TTL電平）基帶信號產(chǎn)生電路外輸入ck信號位同步時鐘提取電路位同步時鐘頻率數(shù)顯A位同步時鐘輸出Bm序列發(fā)生器二階有源低通濾波與衰減器二階有源低通濾波與衰減器圖圖1設(shè)計制作的電路組成框圖2．要求（1）設(shè)計制作“基帶信號產(chǎn)生電路”，用來模擬二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)接收端中被抽樣判決的非邏輯電平基帶信號。要求：（15分）m序列發(fā)生器的反饋特征多項式（本原多項式）為，其序列輸出信號及外輸入ck信號均為TTL電平。設(shè)計制作3dB截止頻率為300kHz的無限增益多路負(fù)反饋二階有源低通濾波器，對m序列輸出信號進(jìn)行濾波，并衰減為峰-峰值0.1V的基帶模擬信號（A信號）。（2）當(dāng)m序列發(fā)生器外輸入ck信號頻率為200kHz時，設(shè)計制作可從A信號中提取出位同步時鐘（B信號）的電路，并數(shù)字顯示同步時鐘的頻率。（30分）（3）改進(jìn)位同步時鐘提取電路，當(dāng)m序列發(fā)生器外輸入ck信號頻率在200kHz~240kHz之間變化時，能從A信號中自適應(yīng)提取位同步時鐘，并數(shù)字顯示同步時鐘的頻率。（30分）（4）降低位同步時鐘（B信號）的脈沖相位抖動量，要求≤1個位同步時鐘周期的10%。（15分）（5）其他。（10分）（6）設(shè)計報告。（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇，方案描述3理論分析與計算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計5電路與程序設(shè)計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖5測試方案與測試結(jié)果測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性。2總分203．說明（1）位同步是數(shù)字同步傳輸?shù)幕A(chǔ)同步技術(shù)，是指接收端提取的位同步時鐘與發(fā)送端位時鐘在頻率上嚴(yán)格相等、相位差固定的信號同步狀態(tài)。接收端位時鐘需從收到的基帶數(shù)據(jù)序列中提取，并將作為接收端的抽樣判決脈沖及進(jìn)一步實現(xiàn)其他同步使用。數(shù)字通信系統(tǒng)中的“位”指的是最基本的碼元，發(fā)送端位時鐘（題目中m序列發(fā)生器外輸入時鐘ck）是數(shù)據(jù)序列的碼元時鐘。（2）要求“基帶信號產(chǎn)生電路”必須制成單獨的電路板，只能用兩條輸出信號線（A信號線、地線）與位同步時鐘提取電路部分連接。（3）無限增益多路負(fù)反饋二階有源低通濾波器類型（如切比雪夫型或巴特沃斯型）不限。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽注意事項（1）7月25日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題