电子设计大赛A类题目Word文档格式.docx
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设计与总结报告：
方案比较，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
30
实际制作完成情况
发挥部分
完成第
（1）项
15
完成第
（2）项
15
其它
10
A3简易调频接收机
一、任务
设计并制作一个高频调频接收机。
二、要求
1．基本要求
（1）接收频率（f0）范围：
87MHz～108MHz。
（2）调制信号频率范围100Hz～15000Hz，最大频偏75kHz。
（3）最大不失真输出功率≥100mW（负载阻抗8Ω）。
（4）接收机灵敏度≤1mV。
（5）镜像抑制性能优于30dB。
（6）能够正常收听FM广播。
2．发挥部分
（1）能显示接收频率范围内的调频电台载波频率值，显示载波频率的误差≤5kHz。
（2）进一步提高灵敏度。
（3）可存储已搜索到的电台，存储电台数不少于4个。
（4）其它（如3V单电源整机供电、节能供电、时钟显示等）。
1．本题提供集成芯片和元件，包括：
（1）FM/AM收音机集成芯片CXA1019/1191/1619；
（2）RF输入带通滤波器；
（3）10.7MHz陶瓷带通滤波器；
（4）调电容器；
（5）变容二极管；
（6）扬声器（1W，8Ω）；
（7）晶体振荡器10.7MHz。
2.接收天线可用拉杆天线。
3.实验报告中写明设计计算过程，画出陶瓷带通滤波器的幅频特性曲线。
方案比较，理论分析与计算，电路图及有关设计文件
20
40
A4前置放大器电路
一．任务
设计一个前置放大电路，将内阻为10K的微弱交流信号（10uV~300uV）放大至1～5V。
使其能在10hz～500HZ范围内具有良好的交流特性。
电路包括初级放大、高低通滤波网络、二级放大等环节，采用双端差分输入单端输出方式实现信号变换，电路方框如图A-1所示。
二．要求
2.1基本要求
（1）输入阻抗：
大于10MΩ
（2）直流零点：
输入短路时，电路输出直流电压偏离零点在<
10mV。
（3）共模抑制比CMMR：
大于90db。
（4）耐极化电压：
1000uV。
（5）单片机显示频率。
2.2发挥部分
大于100MΩ
（2）共模抑制比CMMR：
大于110db。
（3）耐极化电压：
5000uV。
（4）单片机可以控制高通及低通的截止频率。
（5）单片机可以显示波形，计算频率。
1．基本部分在放大电路负载开路的条件下测试。
发挥部分在放大电路带10kΩ电阻负载下测试。
在设计过程中，信号源可用电阻衰减的方法得到。
比赛时由学校提供标准信号源。
2．有源放大电路采用正负15V电源，电源可由外部直接提供。
3．整个电路只能由纯模拟电路实现，一旦调试完成，测试时不允许对电路元件再进行调整。
4．状态的选择可由手动开关实现，禁止输入输出端直通短接。
5．电路中设置有必要的测试点。
基本
要求
分数
（1）项
10
（2）项
（3）项
（4）项
（5）项
提高
部分
A5谐振放大器
30
20
A6单相工频交流电参数测量仪设计
设计制作一台电子式电参数测量仪，该电参数测量仪能测量电压、电流、有功功率、功率因数、电量、频率等电参量。
（1）电压测量值取3位整数；
（2）电流测量范围为0~10A，保留2位小数；
（3）有功功率只取整数，功率因数和电量取2位小数，频率取1位小数；
（4）电压、电流、电量允许误差2％；
（5）上述各参数能实时显示；
（6）设计参数测量仪所用的电源。
（1）各参数允许误差0.5％；
（2）测量交流输入电压频率。
测量范围：
45～55Hz；
误差：
±
0.001Hz。
；
（3）可设置大负载断电报警功能，大负载报警电流可任意设置；
（4）可实现预购置电能功能，当有剩余电量为10kwh时，测量仪将断电工作10秒以示报警；
（5）可实现分时计量电量功能，时段不少于8段；
（6）测量电压和电流的各次谐波含量。
（以N次电压谐波含有率为例，N次谐波含有率为N次谐波电压的方均根值与基波电压的方均根值之比，电流谐波含有率计算方法同电压谐波含有率。
测量至9次谐波，采用列表和百分数形式显示，分辨率1%。
）
1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；
再经移相输出代表同一路的电流信号，移相网络自制。
也可采用双路信号发生器直接产生两路信号一路代表电压输入信号，另一路代表电流输入信号。
2．检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。
电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。
3．本题目不得采用电能计量专用芯片实现。
（6）项
A7多路模拟信号采集器
一、设计任务
设计一个8路数据采集系统，系统框图如图所示。
主控器能对10米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。
具体设计任务是：
①现场模拟信号产生器。
②8路数据采集器。
③主控器。
二、设计要求
1．基本要求
①现场模拟信号产生器
自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至3V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应3V）
②八路数据采集器
设计必要的信号调理电路，采集8路信号；
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
③主控器
主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
①一个界面能同时显示4路以上实时信号曲线，并能显示信号的幅频参数。
②将1-4路信号叠加、5-8路信号叠加构成两组信号，在界面中同时显示两组信号幅频曲线。
③增加传输距离到15米以上，多路信号波形显示正常。
25
A8智能家用电热水器控制系统
设计并制作一个家用电热水器控制系统，容量2升左右。
水温可以在一定范围内设定，并保持设定的温度基本不变，同时具备水位检测控制功能。
1．基本要求
（1）可键盘设定温度值，设定范围20~80℃，并能显示，显示最小区分度为1℃；
（2）可以测量并显示水的实际温度，范围0~99℃。
温度测量误差在±
0.5℃内；
（3）在全量程内任意设定一个温度值，控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。
控制的最大动态误差≤±
4℃，静态误差≤±
1℃，系统达到稳态的时间≤15min（最少两个波动周期）。
升温可采用电加热器。
（4）具有液位检测功能，正常情况应保证液位在B点附近，当液位>
C或液位<
A时，应有明显报警提示。
（5）开机自动上水功能。
开机后自动上水至B点附近，上水可采用小水泵实现。
2．发挥部分
（1）当设定温度突变（温度变化±
20℃）时，控制的最大动态误差≤±
2℃，系统达到稳态的时间≤8min（最少两个波动周期）；
（2）温度控制的静态误差≤±
0.2℃（在最小稳态时间内）；
（3）漏电检测功能，一旦出现漏电现象，使漏电保护电路切断整个电源电路。
（4）具有预约功能，24h任意设定开机时间。
（5）其他。
（1）允许使用单片机最小系统；
（2）升温驱动电路自行设计制作，不允许使用成品模块；
（3）液位检测不允许使用成品液位传感器。
（4）为了测试的方便，测量水温时要求在容器内自行给定一个位置，测试时放置玻璃水银温度计，作为标准温度计；
（5）避免测试过程出现烧伤现象，注意做好保护措施。
A9LED点阵书写显示屏
设计并制作一个基于32×
32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。
在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；
当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。
图1LED点阵书写显示屏系统结构示意图
（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。
（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点LED。
（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：
字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。
（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。
（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。
（2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。
（3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。
先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。
（4）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。
（5）当光笔连续未接触屏面的时间超过1～5min时（此时间可由控制器设定），能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA。
（6）其他。
1．设计制作时所用LED点阵模块的发光颜色不限。
2．各种功能的切换方式自定，但应力求操作简便。
3．在各种功能的实际操作过程中，必要时可用按键或其他控制方式进行辅助。
例如，“连写多字”时，写完一字后用自定义控制方式存入该字并清屏，然后再写下一字。
4．系统应采用5V单电源供电。
5．设计制作时应在电路板上留有系统耗电参数的测试点。
6．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用附件给出。
完成第
（1）项
完成第
（2）项
5
完成第（3）项
完成第（4）项
完成第（5）项
完成第（6）项
发挥
其他
A10基于自由摆的平板控制系统
设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图1所示。
摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定在电机转轴上；
当摆杆如图2摆动时，驱动电机可以控制平板转动。
图1图2
二、要求
（1）手动将摆杆摆至一固定角度（不大于45），然后让摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360º
），偏差绝对值不大于45°
。
根据偏差绝对值计算成绩。
（2）在平板上粘贴一张画有一组间1cm平行线的打印纸。
用手推动摆杆至一个角度θ（θ=30º
），调整平板角度，在平板中心稳定放置一枚1元硬币（人民币）；
启动后放开摆杆让其自由摆动。
在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在3个摆动周期中不从平板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位置。
根据硬币偏离初始位置的距离计算成绩.
（3）用手推动摆杆至一个角度θ（θ=45º
），调整平板角度，在平板中心稳定叠放5枚1元硬币，见图2；
在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的5个摆动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。
根据平板上非保持叠放状态及滑落的硬币数计算成绩。
（1）如图3所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆150cm距离处垂直放置的靶子上。
摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。
用手推动摆杆至一个角度θ（θ=60º
），启动后，系统应在15秒钟内控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值＜1cm），完成时以LED指示。
根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。
（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协助）。
启动后放开让摆杆自由摆动；
摆动过程中尽量使激光笔光斑始终瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。
图3
三、说明
1．摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；
摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为100cm±
5cm；
摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够灵活摆动；
将摆杆推起至θ=30º
处释放后,摆杆至少可以自由摆动7个周期以上。
摆杆不得受重力以外的任何外力控制。
2．平板的状态只能受电机控制。
平板的长宽尺寸为10cm×
6cm，可以采用较轻的硬质材料；
不得有磁性；
表面必须为光滑的硬质平面；
不得有凸起的边沿；
倾斜30度时硬币须能滑落。
4．摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。
5．在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图4所示画有一组间距为1cm平行线的打印纸（10cm×
6cm），平行线与电机转轴平行。
6．非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减1。
7．在完成发挥部分工作时，需要在平板上固定安装一激光笔。
激光笔的照射方向垂直于电机转轴。
激光笔的光斑直径不大于5mm。
需在距摆杆150cm处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4打印纸），靶纸上画一组间距为1cm的水平平行线。
测试现场提供靶子，也可自带。
8．题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。
一旦摆杆开始自由摆动，不得再人为干预系统运行。
9．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、主要测试结果。
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