2011年湖南科技大学电子设计竞赛试题

2011年湖南科技大学电子设计竞赛试题说明：1.竞赛日期为：2011年3月15日至4月17日（周日）17时。2.4月17日17时前，各电子设计参赛队用电子邮件（[e-mail]）和纸质材料提交答卷(使用microsoftword文档编写)，答卷格式见附录2。并同时交设计制作的作品。作品和答卷必须于4月17日17时前交信息楼五楼。3.各电子设计参赛队必须在A—F中任选一题，完成设计报告，并制作参赛作品。4．所有方案中应包含详细的电路设计、程序流程图、程序清单、仿真结果图。5．赛后将组织有关专家进行作品测试，并按规定时间答辩。（答辩时间另行通知）附录1：试题A：实用电子称B：可编程微波炉控制器系统设计C：婴儿监护器D：实用信号源的设计和制作E：智能搬运小车F：DC-DC稳压电源附录2：电子设计竞赛答卷附录1实用电子称（A）一、任务设计并制作一个实用电子称。二、要求1.基本要求：（1）能用简易键盘设置单价，加重后能同时显示重量、金额和单价；（2）重量显示：单位为公斤；最大称重为9.999公斤，重量误差不大于±0.005公斤；（3）单价金额及总价金额显示：单价金额和总价金额的单位为元，最大金额数值为9999.99元，总价金额误差不大于0.01元；（4）具有去皮功能和总额累加计算功能。2.发挥部分：能显示购物清单，自拟10种商品名称或代号，清单内容包括：商品名称，数量，单价，金额，本次购物总金额。（1）清单内容的商品名称等可使用代号显示；（2）清单内容增加购货日期和收银员编号；（3）清单内容在（2）的基础上增加售货单位名称（自拟），且全部内容采用中文显示。三、评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项15完成第②项15完成第③项20四、说明1、不采用中文打印时，相关内容可采用代号、拼音或英文显示。2、能完成发挥部分的第（3）项时，应略去发挥部分的第（1）项。可编程微波炉控制器系统设计(B)一．任务设计制作一个微波炉控制器电路，具有三档微波加热功能，分别表示微波加热为烹调、烘烤、解冻，试验中用LED模拟。示意图如下：二．要求1．基本要求（1）制定一个在不同功能时火力的控制时序表。具有三档微波加热功能,分别表示微波炉工作状态为烹调、烘烤、解冻，试验使用LED模拟。（2）实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功能和定时器初值——〉启动定时和工作开始——〉结束烹调、音响提示。（3）在上电或手动按复位键时，控制器输出的微波功率控制信号为0，微波加热处于待机状态，时间显示电路显示为00.00。（4）具有4位时间预置电路，按键启动时间设置，最大预设数为99分99秒。（5）设定初值后，按开启键，一方面按选择的挡位启动相应的微波加热；另一方面使计时电路以秒为单位作倒计时。当计时到时间为0则断开微波加热器，并给出声音提示，即扬声器输出2~3s的双音频提示音。（6）若在待机状态时按测试键，则4位数码管交替显示全亮和全灭两种状态，以检测数码管各发光段的好坏。2．发挥部分（1）微波炉火力档位的增加。（2）输出显示方面的扩展。（3）实现智能控制、信息控制。三．评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项15完成第②项15完成第③项20婴儿监护器（C）一、任务在母婴分房睡觉的情况下，使用婴儿监护器。使母亲能够监听到婴儿的啼哭和吵闹声。设计并制作婴儿监护器。二、要求1、基本要求（1）在婴儿卧室中设置监控器，在母亲卧室中设置监听器，两者用调频发射、接收装置连糸。调频频率定为30MHz～40MHz之间。（2）监听器可通过监控器听到婴儿实时发出的各种声响。（3）监听器与监控器之间的距离不小于10米。（4）当婴儿哭啼时，能够自动使摇蓝摇摆，并放音乐使婴儿睡眠。2、发挥部分（1）当监控器不工作时（如：关机、电源供电不足等情况），监听器会发出报警。（2）当婴儿哭声、吵闹声持续一定时间（用户可自行设置）时，监控器不仅传送实时声响，还会发送报警信号。（3）作为商品，不同的婴儿监护器同时工作时互不干扰。（4）其他自选功能，要求实用、合理。三．评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项15完成第②项15完成第③项10完成第④项10实用信号源的设计和制作（D）一、任务在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。二、要求1．基本要求⑴正弦波波信号源①信号频率：20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz。②频率稳定度：优于10-4。③非线性失真系数：≤3%。⑵脉冲信号源①信号频率：20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz。②上升和下降时间：≤1μS。③平顶降落：≤5%。④脉冲占空比：2%至98%步进可调，步长为2%。⑶上述两个信号源公共要求①频率可预置。②在负载为600Ω时，输出幅度为3V。③完全成5位频率的数字显示。2．发挥部分⑴正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。⑵正弦波和脉冲波的幅度可步进调整，调整范围为100mV至3V,步长为100mV。⑶正弦波和脉冲波频率可自动步长，步长为1Hz。⑷降低正弦波非线性失真系数。三、评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项15完成第②项15完成第③项10完成第④项10智能搬运小车（E）一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。图中，左边为停车区、货物存储区A和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30cm处共放置3片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。二、要求1、基本要求（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A存放，或在光源B的引导下将白色铁片搬运到存储区B存放（装载方式不限制）。（2）智能车能准确找到铁片的位置。2、发挥部分（1）搬运铁片的过程中，一次只允许搬运1片，且必须搬运到存储区域内。（2）要求智能车在8分钟之内能取走全部铁片，并能返回车库，否则就地停车。（3）智能车检测到铁片时能发出声光信息，并实时显示铁片数目。（4）距右边线90cm处设有障碍线，线上任意位置放有两个障碍物，在有障碍物的情况下，完成基本要求（1）、（2）中的相关操作，且不得与障碍物碰撞。（5）停车后，能准确显示智能车全程行驶的时间，显示误差的绝对值应小于10秒。三、说明1、测试时放置3片铁片，每片厚度为=2.0mm，面积2cm×2cm，黑、白铁片比例和初始位置任意给定。2、两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm和12cm×6cm×12cm，建议用白纸包砖代替。3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5cm，制作时可以涂墨或粘黑色胶带。图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。4、智能车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控。5、光源A、B均采用40W－60W射灯，其底部距地面10cm左右，摆放位置如图所示，测试前，射灯的照射方向允许微调。四、评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项10完成第②项10完成第③项10完成第④项10完成第⑤项10DC-DC稳压电源（F）一、设计任务设计并制作一个直流稳压电源。二、要求1、基本要求在输入直流电压变化范围+7V~+12V的条件下：（1）第1路输出a.输出电压：+5V/DC，误差的绝对值小于1%。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。（2）第2路输出a.输出电压：+15V/DC。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。（3）电路效率大于70%（满载时）。（4）有指示功能2、发挥部分（1）第2路输出a.输出电压：+9V~+15V/DC，连续可调。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.电路效率大于85%，纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.2%。（2）增加输出过载（大于1.2A）、输入过压（大于+13V）、欠压（小于+6V）保护功能，并报警指示。（3）有数字指示功能，设计并制作一个输出电压、输出电流的测量电路，并能实时显示测量值，要求测量误差的绝对值小于1%。（4）设计并制作一个电子负载，用于测试上述电源的负载调整率，电子负载恒定电流可设定的范围为0.1A~1.2A，设定值能以0.1A步进。（5）其它。三、说明输出电压、输出电流的测量电路单独供电，计算电路效率时不考虑该测量电路所消耗的功率。四、评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第①项10完成第②项10完成第③项10完成第④项10完成第⑤项10附录22011年湖南科技大学电子设计竞赛答卷试题名称参赛者姓名性别学号学院名称专业名称班级联系电话指导教师姓名学院名称联系电话计分登记栏基本部分成绩发挥部分成绩小计签名设计报告现场测试答辩情况合计（以下正文部分要用宋体，小四号字）一．摘要（500字左右，主要描述作品的功能特点，创新点等）二．设计方案论证（要求阐述各功能的实现方法，并通过比较确定为什么要采用此方案）三．理论分析（对所确定的设计方案进行系统描述，介绍工作原理、算法等）四．参数计算五．电路原理图六．程序流程图七．测试方法与测试数据（要描述作品的测试方法，并要有详细的测试数据）八．结果分析九．软件代码（附程序清单）