北京市大学生电子设计竞赛题目

北京市大学生电子设计竞赛于2004年10月16日在北京举行。参加本次竞赛有的39所高校的514个代表队,其中获得一等奖的有51个队。本刊从今年第一期开始,陆续刊登本次竞赛的试题、获奖论文及辅导,希望对高校师生有所帮助。     

北京市大学生电子设计竞赛答案

请说明电路中各元器件的作用。答：M1～M5构成第一级差分放大器，M1、M2和M5构成源耦合对，M5由R1和R2所确定的电压偏置，形成源耦合对的电流源。M3和M4构成源耦合对的有源负载并完成双一单端变换。M6和M7构成第二级放大器，M6为放大器件，M7为有源负载。Cc为补偿电容，CL为负载电容。     

2001全国大学生电子设计竞赛一等奖——自动程控电动小汽车的设计

<正> 本系统采用微处理器(单片机89C52、2051)实现小汽车的自动往返并达到时间的精确控制、起始位置的准确定位。信号检测部分采用抗干扰能力强的光电检测电路及数字接口;执行机构采用脉宽调制(PWM)技术实现对电机的精确控制;扩展电路实现对距离、时间、速度的检测与显示。软件部分采用汇编及C语言进行模块化编程使系统更加完善与合理。同时,对抗干扰方面,我们采用硬件抗干扰和软件抗干扰相结合的措施,使系统运行非常稳定。     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖——自动往返小汽车

<正> 为了实现小汽车的自动往返和智能控制,我们选用了单片机系统。设计以AT89C52 CPU为核心,CPU将各种传感器得到的信息进行综合判别和处理,然后发出指令给电机驱动器,控制小汽车;使小汽车能够快速、准确的实现往返,并且能精确地在停车线附近停车。本设计使用了光电传感器检测标识线,使用了超声波传感器测量车辆的位置、矫正行车路线。多传感器并行工作、CPU的综合数据处理为小汽车按照预定程序运行提供了充分的保证。 设计的发挥部分通过霍尔传感器记录小汽车车轮转动圈数,计算出行车距离。行车距离连同行车时间等数据一起送入HD44100,驱动LCD显示屏显示行车距离和时间。由于没能找到HY—20A,ISD1016等芯片,最终只在理论上实现了语音播放行车距离和时间的构想。     

基于EDA技术的电子设计

数字化是电子设计发展的必然趋势,EDA技术综合了计算机技术、集成电路等在不断向前发展,给电子设计领域带来了一种全新的理念。本文笔者首先简单对EDA技术的概念做了一个介绍,接着详细阐述了EDA技术的几种典型特点,讨论了EDA技术在电子设计中的应用及一般流程,最后从细谨态度出发,根据经验,提出了几点注意事项。     

北京市2002年大学生电子设计竞赛试题

<正> 参赛注意事项 (1)本次竞赛于10月12日上午8:30准时开始,下午4:30准时结束。现场封存实物和设计报告,报告中必须写上学校名称和参赛队员姓名。准时离开现场,在门外等候,由监赛人员检查竞赛装置后,方能离开。 (2)参赛队完成的作品必须固化软件,检测时不得再使用计算机下载,也不准更换程序芯片。     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖——基于DDS技术的任意波形发生器

<正> 2001年全国大学生电子设计竞赛中的A题,要求设计一任意波形发生器,并满足题目中所提出的功能指标。根据题目要求,我们以单片机和FPGA为核心,辅以必要的模拟电路,设计了一个基于直接数字频率合成技术(DDS)的任意波形发生器。该系统主要由七个功能模块构成:波形表生成、频率控制、数模转换、幅度控制、液晶显示、滤波及功率输出模块。其中,波形表生成和频率控制是通过单片机改变双口RAM中的波形表和向FPGA发送频率控制字来实现;数模转换采用DAC08实现;幅度控制由DAC0832内部的电阻分压网络实现;显示采用液晶显示模块;后级采用二阶巴特沃兹低通滤波器和晶体管扩流电路以提高输出波形质量并增强其带载能力,从而得到所要求的任意波形输出。     

基于单片机的校园自动打铃器设计

基于单片机的校园自动打铃器可以替代手动打铃,降低人工成本,非常适用于学校、企业等环境。电子产品的自动化是科学技术发展的趋势,通过单片机程序自动控制每个时间段的打铃,既可以保证打铃时间的准确性,又具有方便性和实用性。文章主要介绍一种基于AT89C52单片机的校园自动打铃器,通过AT24C02断电保存多个时间点,并根据设定好的时间点自动准确地响铃,具有一定的实用性。     

基于EDA技术的现代电子设计方法

人类现已进入高度发达的信息化时代。信息技术的核心是基于微电子技术的大规模集成电路,而大规模集成电路的核心技术是以计算机为平台的EDA技术。本文简要介绍了利用EDA技术设计电路的流程,并运用QuartusⅡ软件通过实例介绍了利用EDA技术进行电子设计的方法。     

以电子设计竞赛推动《EDA技术》课程教学改革

《EDA技术》作为电子信息类专业方向一门重要的专业基础课程,对培养大学生的创新实践能力具有重要的作用。分析了当前《EDA技术》课程的现状以及存在的教学弊端,提出以电子设计竞赛理念为主导,在教学理念、教学方法以及考核方法等方面提出了具体的改革措施。经过课堂教学实践证明,改革方法对于提高大学生学习的主动性和创造性,以及增强实践动手能力具有良好作用,对于提高电子设计竞赛的成绩具有明显的效果。     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖 简易数字存储示波器

<正> 本课题是2001年全国大学生电子设计竞赛的B题。题目要求设计一简易数字存储示波器模块,配以普通模拟示波器作为显示屏,构成一完整的简易数字示波器,并满足题目设计要求中所提出的各项功能指标。 我们采用自顶向下的设计方法,把系统分为四部分:输入电路、触发电路、控制电路和输出电路。输入电路将待测模拟信号转变为数字量;触发电路由高速比较器构成,用于采集信号的同步;输出电路包括由模拟开关控制的电平提升电路以及DAC,用以将数字量变为模拟量;控制电路是设计的重心和难点,我们创造性地提出了CPLD+单片机的控制方案,充分发挥了二者的长处。单片机提供友好的人机界面,CPLD具体实现所有控制逻辑,二者通过总线连接。整个系统模块化程度高,接口明确,易于扩展,可靠性高。     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖——高效率音频功率放大器

<正> 本设计主要由功率放大器、信号变换电路、输出功率显示电路和保护电路组成。功率放大器部分采用D类功率放大器确保高效率,在5V供电情况下输出功率大于1W,且输出波形无明显失真,低频输出噪声电压很低(输出频率为20kHz以下时,低频噪声电压约1mV);信号变换部分采用差分放大电路,将双端输出信号变为1:1的单端输出信号;输出功率显示部分用乘法器电路及带A/D转换的电压表头显示功率值,电路简单合理;保护电路部分采用电流互感器监控,实现输出短路保护。 题目分析及设计方案论证与比较 根据题目要求,整个系统由D类功率放大器、信号转换电路及功率测量显示装置组成。系统组成如图1所示。     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖 数据采集与传输系统

<正> 该数据采集与传输系统以89C51及89C2051为核心,由数据采集模块、调制解调模块、模拟信道、测试码发生器、噪声模拟器、结果显示模块等构成。在本方案中仅使用通用元器件就较好地实现了题目要求的各项指标。其中调制解调模块、噪声模拟器分别采用单片机和可编程逻辑器件实现。根据题目要求,本数据采集与传输系统既可对8路数据进行轮检,也可设置为对一路数据单独监控。本系统硬件设计应用EDA工具,软件设计采用模块化的编程方法。传输码元速率可为16～48kHz的二进制数据流。根据信道特点,对信号进行编码调制后直接传输,信息码元速率较低时对信号进行“1”:“0101”、“0”:“1010”的编码调制,速率较高时则使用“1”:“01”、“0”:“10”的Manchester编码方法减少每一信息码元所需的波形数,从而提高传输速率。 方案设计与论证 方案一 常用的数字调制系统有:ASK、FSK、PSK等。其中FSK具有较强的抗干扰能力,但其要求的带宽最宽、频带利用率最低,所以首先排除。ASK理论上虽然可行,但在本题目中,由于一个码元内只包括约两个周期的载波,所以采用包络检波     

全国大学生电子设计竞赛——嵌入式系统专题竞赛一等奖——移动PC解决方案

<正> 嵌入式系统 简介嵌入式系统是以应用为中心,软硬件可裁剪,适用于各种应用,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。在嵌入式系统中,操作系统和应用软件集成于计算机硬件系统之中,即系统的应用软件与系统的硬件一体     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖——基于单片机的电动模型汽车自动控制

<正> 2001年全国大学生电子设计竞赛中的C题,要求设计一个以单片机为核心器件实现对行驶中的电动模型汽车自动控制系统,控制过程是利用反射式光电检测器采集数据,通过软件完成对电动模型汽车在不同路段的行驶速度实时控制,用数码管对指定行程和所用的时间进行显示,同时利用红外数传方式将在限速区、终点区和返回到起点区后的时间和距离数据向手持显示装置单向传送。系统将键盘设在小汽车中对其速度的控制调整更加方便、更加精确。     

2003年全国大学生电子设计竞赛一等奖液体点滴速度监控装置

方案一：使用电容式接近开关。电路集成度高，使用继电器输出，输出信号标准，电路简单。但其工作原理是根据电容中介质的改变对外产生开关量，经过调试发现由于瓶中液体和周围环境随时会发生变化，很容易触发传感器，而使系统采集到错误的信号。     

2003全国大学生电子设计竞赛一等奖 宽带放大器(B题)

本设计由三个模块电路构成：前级放大电路(带AGC部分)、后级放大电路和单片机显示与控制模块。在前级放大电路中，用宽带运算放大器AD603两级级联放大输入信号，输出放大一定倍数的电压，经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。ADUC812的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外，还可以实时显示输出电压有效值。     

2004年湖北省电子设计竞赛一等奖 简易心电图仪

本设计应用高精度的仪表放大器INA128组成放大电路对心电信号进行放大,采用有源滤波电路和数字滤波等技术对心电波形进行综合处理,实现了两路心电信号同时测量显示、存储及回放,并配有语音提示功能。