2012TI杯东南大学电子设计大赛试题汇总

A-1全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题高效LED驱动电路（A题）一、任务设计制作一个高效LED驱动电路，驱动一个由5只白光LED（现场统一提供）串联组成的发光装置，要求点亮的LED无明显闪烁。整体电路必须采用3.3V单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。整个电路供电电源采用下图1方式。图1LED发光装置供电方式示意图二、要求（1）开关S1初始为接通状态，可对电容C充电至3.3V。用单片机控制LED发光管亮度。流过LED的平均电流可通过按键控制。上电初始值为1mA，变化范围为1mA～22mA可循环，步进为3mA，控制精度为±0.2mA，并尽量提高控制精度。（2）开关S1断开后，电路由电容C供电。控制LED驱动电路，在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。电路中不得采用容量大于4.7μF的其他电容。（3）用单片机检测流过LED串的电流。在（1）、（2）中当流过LED串的电流在1mA-0.5mA之间时，单片机开发板上的LED指示灯熄灭；当流过LED串的电流大于1mA或小于0.5mA时，点亮LED指示。（4）其他。A-2三、评分标准设计报告项目分数系统方案2理论分析与计算2电路与程序设计2测试方案与测试结果2设计报告结构及规范性2小计10作品要求完成第（1）项20完成第（2）项50完成第（3）项20其他10小计100总分110四、说明（1）可以利用单片机内置PWM或外接DAC控制DC—DC变换器调节LED串的电流。（2）测试时，使用测试专用电容C及LED串。（3）需按图中要求，电流表串接在LED电路中；电容C及LED串须留有接线柱，便于测试时更换测试专用LED及电容器C。（4）测试过程中，除了更换电容和LED串及按键外，不能更改硬件与接线。A-3全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题简易电子秤（B题）一、任务使用现场所提供的电阻应变片称重传感器、运算放大器等器件，设计并制作一简易电子秤。二、要求（1）以数字方式稳定地显示被测物体重量，称重稳定时间不超过5秒；（2）称重范围为10~200g，通过校正补偿称重传感器的非线性，在全称重范围内称重精度优于1%，并尽量提高称重精度；（3）实现“去皮”功能，即可以重新设定“零”重量点；（4）实现单价设置与计价功能，即在设置单价后根据重量计算金额，最大金额为999.9元，金额误差不大于0.1元；（5）具备“休眠”与“唤醒”功能，以降低功耗；（6）其他。三、评分标准设计报告项目分数系统结构、实现方案2电路设计与原理图2系统校准方法2称重测试数据2图文规范2小计10作品要求完成第（1）项20完成第（2）项40完成第（3）项10完成第（4）项10完成第（5）项10完成第（6）项10小计100总分110A-4四、说明（1）为每队提供1g、5g、10g、20g×2、50g、100g等砝码；（2）测试时，在秤盘上放置给参赛队配备的砝码检验称重结果；（3）称重显示的位数需高于测量精度；（4）计价功能中，价格单位为元/克；（5）20秒内重量无变化，系统进入“休眠”状态；重量有变化，系统被“唤醒”，进入称重状态。A-52012年全国大学生电子设计竞赛模拟电子设计邀请赛X-Y信号产生与图形显示（C题）一、任务设计制作一个X-Y信号产生与图形显示装置，示意图如图1所示。图中示波器工作在X-Y方式；外加正弦信号的频率为1MHz左右，电压峰峰值为2V。外加正弦信号源移相电路组2分频电路Y轴信号X轴信号示波器XYAB图1电路示意图二、要求（1）设计并制作一组移相分别为0°、45°、90°、180°的移相电路，完成对外加正弦信号的移相，作为Y轴信号。要求移相电路的增益为1，增益误差不大于5%，移相误差不大于5°。（2）直接使用外加信号作为X轴信号（见图1的A信号），示波器显示的X-Y图形正确。（3）设计并制作一个2分频电路，完成对外加正弦信号的2分频，作为X轴信号（见图1的B信号）。要求分频输出为正弦信号，电压峰峰值为2V，波形无明显失真；示波器显示的X-Y图形正确。（4）设计并制作一个单位增益的程控移相电路，要求移相范围为0～45°；移相的步进不大于15°，移相误差不大于5°，增益误差不大于5%。相移值可以通过MSP430进行设置。（5）利用要求（1）中的移相电路组和要求（4）中的程控移相电路，组合成一个移相范围为0～180°的移相电路，相移值可以通过MSP430进行设置，移相的步进不大于15°，移相误差不大于5°，并能结合A和B两种X轴信号，在示波器上显示对应的X-Y图形，要求X-Y图形显示正确。A-6（6）能在MSP430的控制下完成0～180°的自动循环移相，并能结合A和B两种X轴信号，在示波器上动态地显示X-Y图形。要求X-Y图形显示正确，循环移相周期大约为15秒。（7）其他。三、评分标准设计报告项目分数系统方案与理论分析与计算3电路与程序设计3测试方案与测试结果2设计报告结构及规范性2小计10要求完成第（1）项27完成第（2）项8完成第（3）项15完成第（4）项20完成第（5）项10完成第（6）项10完成第（7）项10小计100总分110四、说明（1）题目要求（1）中的0°、45°、90°、180°四个移相电路是独立的，它们可以单独使用，也可以串联使用。（2）题目要求（4）中的程控移相电路可采用变容二极管。若采用变容二极管方案，可通过DAC产生的电压来改变其电容值，实现程控移相。（3）题目要求（5）中的0～180°程控移相可采用如下方案：0～45°的移相可以直接由要求（4）中的程控移相电路产生；45～90°的移相可由要求（1）中的45°移相电路与要求（4）中的程控移相电路串联产生……；135～180°的移相可由要求（1）中的45°移相电路、90°移相电路与要求（4）中的程控移相电路串联产生。A-7（4）题目要求（1）中移相电路组和要求（4）中的程控移相电路，都需要提供测试端口。（5）本题目的X-Y图形就是李沙育（Lissajous）图形的多种扩展。比如，假设X轴信号和Y轴信号分别为0.5MHz和1MHz的正弦信号，信号电压峰峰值相等，在起始时刻相位相同，对应的X-Y图形，也就是Lissajous图形，如图2所示。图2X-Y图形举例-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8A=1B=1.0wo=1w1=2.0theta=0：正弦波VS正弦波