原创 2008年华南理工大学广东北电杯电子设计大赛题目

2008年华南理工大学广东北电杯电子设计大赛题目

A题    数控电压源<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、任务

设计并制作一个简易数控稳压电源。

二、要求

（一）基本要求
1、在输入直流电压变化范围+3V~+12V 的条件下 ：

（1）输出要求：

a. 输出电压：0V到+10V/DC可调，步进为0.1V，误差的绝对值小于1%；

b. 最大输出电流：<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1A；

c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+3V~+12V，满载）；

d. 负载调整率小于1%（输出电压为+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） 电路效率大于70%（满载时） 。

（二）发挥部分

（1） 电路效率大于85%，纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.2%；

（2） 增加输出过载保护（大于1.2A）、输入过压保护（大于+13V），均提供报警指示；

（3） 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） 其它特色与创新。

三、评分标准

四、说明

基本要求b中输出电流的测量以10欧负载为准，在满电压10V的输出情况，10欧负载下，输出的电流为1A。

需要测量仪器：高频交流毫伏表（测量纹波电压）、电流表（测量输出电流）、10欧电阻负载（基本要求b测量）；测量负载调整率需要一个功率10W以上，阻值为100欧可调的滑动电阻器或者电阻箱。

B题 简易数字示波器

一、任务：

设计一个简易数字示波器

二、要求

（一）基本要求：

1、单通道，输入电压范围0－5V，波形显示无明显失真。

2、能够显示电压峰值，电压测量误差≤10％，示波器带宽≥10KHz。

3、LCD显示，垂直显示像素不少于50点。

4、能显示周期信号的频率。

5、支持边沿触发(上升沿、下降沿）和电平触发（触发电平在输入电压范围内可设置）。

6、存储深度不低于512字节，单个记录不少于256个点，可显示记录的波形。

7、提供基本的操作按钮。

（二）扩展功能（实现其中一项即可，两项实现按照较高一项评分）

1、双通道，实时采样频率不低于400KHz，等效采样频率不低于1MHz，最大存储深度不低于2M字节，彩色LCD显示，能够同时两个通道波形，显示分辨率不低于基本要求项中的参数，具备多种可选扫描时间设置。

2、双通道，不要求LCD显示，实时采样频率不低于200KHz，等效采样频率不低于1MHz，编写PC机虚拟示波器软件，支持把采集数据发送到PC机上显示，显示分辨率8bit，在PC机上能操作示波器，在PC机上能够保存记录。要求自编的PC机软件运行稳定，不发生死机，蓝屏现象。

三、评分标准

四、说明

1、示波器的存储功能，允许把数据存储在易失性存储器如RAM或者非易失性存储器如FLASH中。

2、所有测试波形若未经声明均为正弦波和方波。

3、基本功能第4点（显示信号的频率）的测试波形只需要为简单的周期信号（正弦波，三角波，方波），允许一定程度的误差（+5％以内）。

C题 电子防丢器

一、基本要求

1、制作无线发射、接收装置各一个，其中一个置于钱包（或手机）(假设为A部分)，另一个随身携带(假设为B部分)。正常条件下，不报警。当发射接收模块相距大于某范围（3～5米）时，表示钱包或手机已经被人偷走，另一半装置报警，在该范围内则不报警。

2、A、B部分工作电压不大于5V，工作电流不超过20mA。

3、天线长度不超过25cm。

4、发射功率不得超过20mW。

二、扩展功能

1、制作多套装置(实际制作两套)，要求不同的发射模块能唯一识别对应的接收模块，而不受其它模块干扰。

2、采用3V纽扣电池供电。

3、报警距离可调。

4、提出论证并实现低功耗方案。（要求方案合理可行。例如采用间歇工作方式，就需要提出有效的同步措施和握手规范等）。

三、评分标准

四、说明

1、验收时需要测量电流，请在电源处预留出测试端。

2、发射功率在50欧假负载上测定。

3、扩展功能第一部分要求识别ID可变，即：假设目前装置甲的发射模块A能识别接收模块B，装置乙的发射模块能C别接收模块D；要求通过按键或者其它设定能使模块D能识别模块A，模块B能识别模块C。

4、不得采用现成的无线发射接收的模块。

D题 双向测距的电子超声尺

一、任务

设计并制作一个具有前后两对超声换能器，能完成双向测距，并显示各种参数的超声电子尺，用于测量房间相对两墙壁之间的距离。

二、要求

（一）基本要求

1.        设计并制作一个双向超声尺，能实现双向测距，要求提出合理的测量方案，避免超声信号的相互干扰；

2.        声速的温度自动补偿；

3.        设计并制作一个人机界面，分别显示前后距离值、当前温度值以及经过必要处理（求和、误差校正等）的总距离；

4.        要求电池供电（3～12V，除蓄电池外电池规格不限），提出低功耗措施；

5.        测距距离要求：测距装置离前后两墙（或天花板与地板）的距离介于0.5m～5m之间，在该测量范围内测量误差<1％+3cm，显示的两墙间距值测量误差<1％+5cm；

（二）扩展要求

1.        设计制作大动态AGC（自动增益控制）电路或者程控增益放大电路，将测距的有效距离提高至10m以上；

2.        提出并实现减少盲区的措施；

3.        提高测量精度，要求单独一个方向的测量误差<0.5％+2cm，显示的两墙间距值测量误差<0.5％+3cm；

三、评分标准

四、说明

1.        带有具体指标的项目需按照具体指标是否达到作为评分标准；

2.        不带具体指标的项目，如基本要求第（2）项人机界面以及扩展功能，按照实现的程度和创新程度评分。

E题 基于加速度传感器的运动检测

一、            任务

设计一个基于加速度传感器的应用系统，该系统能检测出基本的运动方向和简单的运动轨迹。它由手持设备（含传感器）、显示终端组成。

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图1 运动检测系统框图

二、            要求

1.基本要求

1)      能识别水平和竖直方向运动，对轨迹长度进行量化，通过点亮的LED个数体现出来。（用LCD的话，可通过LCD的点数体现）。

2)        指示运动的方向性，在LED（LCD）上动态显示。如传感器是由左到右移动，则LED要从左向右依次点亮。

3)        操作开始和结束检测，可通过声或者光报警示意。如当需要进行距离测量时，设法通过一定手段（按钮或者自动识别特定动作）告知设备需要开始操作。要求运动开始时，点亮状态指示灯；运动结束后，指示灯熄灭。

2.发挥部分

1)        手持设备与显示终端通过无线通讯进行数据传输，传输距离在3米以上。

2)        能在LCD或者LED上显示运动的实际距离，运动方式只需判别为水平运动和垂直运动；

例如：手拿设备，向右水平移动1米，运动停止后，可以显示出当前运动的距离（根据误差范围进行评分，详见评分说明）；提示：比赛过程提供长度测试基准进行测试，测试长度在1米以下；

3)        通过手势识别（比如前后运动），实现基本要求（3）的功能

4)        创新应用，利用加速度传感器做些有趣的应用，比如“贪食蛇”游戏、画图程序等！说明：在显示终端扩展PS/2接口，通过手持终端的相关动作控制PC机上面的游戏操作。

5)        其他

三、            评分意见

3．1测试环境

室内常温下测试

3．2测试工具

提供水平和垂直的测试基准进行实际测试，基准长度不大于100cm

3．3作弊处理

手持设备上各按键的功能需向评分专家作出详细的功能解释；

在测试过程中，如发现作弊现象，立即取消参赛资格，并作出公开批评。

3．4基本要求和发挥部分详细指标评分标准

四、            说明：

一、在“水平、垂直运动识别” “方向识别” “运动距离显示”这3项功能需要测试三次

三次都不能实现的，该功能没有完成，得0分；

有一次实现功能，得“一般”；

有两次实现功能，并能达到上表的相应完成效果，得“较好”；

三次全部实现功能，并能达到上表的相应完成效果，得“好”，该项的满分。

二、为了公平起见和验收时标准统一，比赛用的加速度传感器统一使用我们提供的传感器，初定每队可凭参赛的题目报名表拿一个传感器，调试时弄坏了可以换一个传感器，若再弄坏了，参赛队自行解决。

三、验收测试平台可以是水平桌面、竖直墙面，圆的铁线等，我们只定量要求长度和圆的大小，如果参赛队想用自己的测试平台，可以连同作品一起带到测试现场验收。