山东省电子设计大赛题目Word格式.docx
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(5)显示并测量二阶系统的超调量σp,测量误差小于5%。
(6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±
2%),测量误差小于5%。
2.发挥部分
(1)要求直流信号源输出0.5V~1.5V步进可调,步进大小为0.1V。
(2)要求显示二阶系统瞬态响应曲线。
(3)进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。
(4)利用FPGA端口,设计一单脉冲信号源,要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS范围
内可任意设置。
(可不考虑脉冲源的带负载能力大小)
(5)利用FPGA设计一个频率为100kHz,要求误差小于2%;
幅值为2±
0.1V的三
角波信号。
(6)其他。
三、评分标准
项目
满分
基
本
要
求
设计与总结报告:
方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。
50
实际制作完成情况
发
挥
部
分
完成第
(1)项
10
完成第
(2)项
完成第(3)项
5
完成第(4)项
10
完成第(5)项
完成第(6)项
5
说明:
1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。
2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开
发板。
3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。
图2
4、关于二阶系统瞬态参数的定义:
(1)峰值时间tp:
从施加阶跃信号开始,
二阶系统输出到达最大值所需要的时间。
(2)超调量σp:
二阶系统输出响
应的最大峰值与稳态值之间的差。
(3)调节时间ts:
输出响应值与稳态值
之间的差小于规定稳态值值百分数的时间。
5、在制作二阶系统时,要留有方便更换电阻R的插孔或端子。
6、允许外加必要的辅助测量电路。
B题电阻电容电感测试仪的设计与制作
设计、制作一个电阻、电容、电感测试仪和测试所用的信号发生器。
(不准用现成仪表改制)。
1.基本要求
(1)自制一个测试用的正弦信号发生器,输出信号的频率范围1Hz~1MHz,峰值Vm≥5V,输出阻抗≤50Ω。
输出信号的频率和峰值都连续可调。
(2)测量范围:
电阻1Ω~5MΩ;
电容10pF~10μF;
电感10μH~100mH。
(3)测量误差:
各档均≤±
5%
(4)显示部分可选用LED或LCD,但应能明确表示出项目和量纲,有效数字4位。
可调出最近十次的测量结果显示,显示内容应包括测试的时间、元件类型、参数。
2.发挥部分
(1)测量并显示电感的Q值,Q值范围20~300。
同时显示测量频率。
(2)能通过键盘设定信号频率、测试对象和量程。
(3)测量量程手动或自动转换。
(4)其它
项目
基本要求
实际完成情况
发挥部分
20
15
其它
2010年山东省大学生电子设计竞赛本课组C、D题
13来源:
199次
竞赛前请仔细阅读本网站竞赛通知栏的2010年山东大学生高教社XILINX杯电子设计竞赛规则和纪律C题VGA显示的多通道数字示波器【本科组】一、任务使用指定的FPGA实验平台(含
C题VGA显示的多通道数字示波器
一、任务
使用指定的FPGA实验平台(含EXCD-1开发板)设计多通道数字示波器,示波器显示使用普通的VGA显示器。
1.基本要求
(1)示波器实时采样频率为10MHz,A/D转换精度为10bits。
(2)模拟信号输入电压为-2.5V---+2.5V,频率为0-1MHz。
(3)两路数字信号输入。
数字信号低电平为0V,高电平为3.3V,频率为0-1MHz。
(4)显示采用普通的VGA显示器(分辨率640×
480即可)。
显示方向和普通示波器方向相同(水平方向为时间,垂直方向为幅度),显示时间轴支持1us/div,1ms/div,1s/div。
幅度支持10mv/div,100mv/div,1v/div。
波形周期误差和幅度误差≤5%。
(5)显示波形稳定,支持实时显示和存储显示。
实时显示时可以暂停,存储显示时存储深度为显示器一屏的数据。
支持波形的手动存储功能,手动存储的波形掉电不丢失。
(6)可以单独显示任意一个通道,也可以多通道同时显示,多通道同时显示时不同的通道要用不同的颜色进行区分。
(7)数字信号要求参赛人员自行产生,A路要求占空比为50%,B路要求占空比为25%,并且要求B相比A相延时45°
。
两路数字信号频率相同并且可以100KHz步进。
要留出自行产生的数字信号的测试点。
(8)模拟信号支持任意电平触发,数字信号支持上升沿和下降沿触发。
2.发挥部分
(1)自行产生的A路数字信号与与输入模拟信号同频同相。
B路和A路的关系仍然保持不变。
(2)存储深度增加一倍,存储显示时支持图像的左移和右移。
(3)存储显示支持正延时,负延时。
正负延时点数可以人为设定,设定方式步进和手动输入任选其一。
(4)显示器上有中文提示时间刻度,幅度刻度,通道对应的颜色。
(5)显示界面尽量贴近普通示波器。
(6)其他。
三、说明
1.VGA显示器使用普通的PC显示器即可,可以是液晶显示器,也可以是CRT显示器,无需自制。
2.本题示波器的存储显示功能通过检测按键的抖动波形进行测试,按键电路自制。
3.设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。
四、评分标准
设计
报告
应包括的主要内容
分数
理论分析与计算
垂直灵敏度;
扫描速度
电路与程序设计
电路设计;
程序设计
测试方案与测试结果
测试方案及测试条件
测试结果完整性
测试结果分析
设计报告结构及规范性
摘要
设计报告正文的结构
图表的规范性
总分
基本
要求
发挥
部分
其他
D题RFID打卡器和射频卡设计
设计并制作一台RFID打卡器及射频卡,使打卡器能识别射频卡,识别后将射频卡输出的信号采集到并输出,射频卡可以做成IC卡样式,也可以采用电路方式实现,可采用集成电路,分立器件实现,其系统框图如图1所示。
图1射频信号发生器系统框图
(1)射频卡以及打卡器工作频率13.56MHz;
(2)最大识别距离不小于5cm;
(3)当射频卡接近到打卡器可识别距离时,打卡器识别到射频卡,并发出声音提示,同时将射频卡发出的信号捕捉到并输出;
(4)采用RIGOLDP1308/1116A稳压电源供电,也可自制。
RFID系统指标要求
工作频率
13.56MH
识别距离
不小于5cm
打卡器RF信号功率
不小于1W
用户接口
蜂鸣器一个,工作以及电源指示灯个一个
识别信号输出功率
>
0dBm
识别信号信噪比
50dB
输出连接器和阻抗
BNC;
50欧姆
(1)增加数据操作功能,打卡器向射频卡发出询问信息和编号查询信息——由按键控制发出信息的类型,射频卡返回相应信息,由数码或者液晶屏显示数据,参考工作流程:
打卡器轮询“WHO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“DS(电赛)”——打卡器接收到应答,将应答信息解析出来并显示;
打卡器轮询“NO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“001(三位数字即可)”——打卡器接收到应答,将应答信息解析出来并显示;
(2)增加电脑控制功能,打卡器使用串口与电脑相连,自定义软件来使用电脑显示数据和控制打卡器,参考工作流程:
使用RS232接口连接打卡器与电脑——上位机发送询问信息——打卡器发出蜂鸣声并返回编号001(三位数字即可)——电脑软件显示编号;
三、说明
设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。
四、评分标准
总分150分,采用RIGOLDSA1030频谱分析仪等仪器进行指标的测试,根据完成情况以及具体指标的偏差程度打分。
主要内容
系统方案
比较与选择;
方案描述
基准源设计;
调制器设计
发射天线设计;
接收天线设计
功率放大电路设计
测试方案及测试条件;
测试结果完整性;
摘要;
设计报告正文的结构;
25
注:
射频卡以及打卡器的设计有实用意义,它符合ISO/IEC14443近耦合IC卡A类标准要求。
E题三相多功能电表
设计并制作一个能同时对三相工频交流电(频率波动范围为45-65Hz)的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能进行测量的数字式多用表。
参见附图。
图片1
1.基本要求
(1)测量功能及技术参数
A.三相额定交流相电压:
100V/220V/380V,过载能力:
持续1.2倍、瞬时电流10倍/5秒;
B.三相额定交流电流:
1A,过载能力:
持续1.2倍、瞬时电压2倍/1秒;
C.三相三线或者四线任意选择;
D.实现电压和电流相序检测功能;
(2)准确度
测量精度:
1级
(3)功能选择:
A.用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率、频率和功率因数等的测量与显示;
B.有掉电存储功能。
A.利用按键实现密码保护功能;
B.标准RS-485通讯来实现远程测量,通信距离100米以上。
C.加入红外通信,通信距离3米以上;
D.其它(例如扩展功能,提高性能等)。
三、评分意见
项
目
满分
方案设计与论证,理论分析与计算,电路图,测试方法与数据,对测试结果的分析
完成第一项
完成第二项
完成第三项
完成第四项
四、说明
1.调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为交流电压信号,再经移相输出代表对应路的电流信号;
或者用电能表校验装置来提供三相电流与三相电压。
2.可以用LCD液晶显示或者LED显示。
F题宿舍智能防盗防火报警系统
设计一个报警系统(低成本),系统应用于学生宿舍,能自动监视宿舍内的安全情况,有异常情况发生时能立即发出报警和求助信息。
(1)实现人体检测与声光报警功能。
(2)实现烟雾检测与声光报警功能。
(3)用键盘输入密码完成报警系统的解警等工作状况。
(4)实现异地监控。
(5)能反映宿舍内人员的进出情况及人数的记录。
(6)宿舍无人时提示锁门。
(1)人体检测范围5米左右。
(2)能记录最近几天的宿舍安防情况。
(3)实现网络控制,可在监控点监控多个宿舍。
(4)能检测本宿舍贵重物品的进出情况。
项目
满分
设计报告
实际操作
基本部分
完成第
(1)项任务
完成第
(2)项任务
完成第(3)项任务
完成第(4)项任务
完成第(5)项任务
完成第(6)项任务