电子设计方案大赛第一阶段题目.docx

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电子设计方案大赛第一阶段题目

11级题目<注：

12级可以选作）

题目一模拟路灯控制系统

一、任务

设计并制作一套模拟路灯控制系统。

控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。

图1路灯控制系统示意图

图2路灯布置示意图<单位：

cm）

二、要求

1．基本要求

<1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。

<2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。

<3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：

当可移动物体M<在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时<见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。

<4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。

<5）当路灯出现故障时<灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。

三、说明

1．光源采用1W的LED灯，LED的类型不作限定。

二、任意波形发生器

一、任务

设计制作一个任意波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波，通过一定的通信方式将用户编辑的任意形状波形数据从PC机传输至微控制器，并从波形生成电路输出所需的波形。

波形发生器能够在一定范围内保证恒压输出。

系统框图如图1所示

二、要求

1．基本要求

　　<1）波形发生器能产生正弦波、方波、三角波三种周期性信号。

　　<2）输出波形的频率范围为100Hz～50kHz<非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。

　　<3）在5KΩ负载条件下,输出波形幅度范围0～5V<峰-峰值），可按步进0.1V<峰-峰值）调整。

　　<4）显示输出波形的类型、重复频率<周期）和幅度的功能。

（5>具有掉电波形存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。

三、自动寻迹小车

通过测试，智能小车能按任意设定路线行驶，能实现以下功能：

（1）沿着直线轨迹行使。

（2）沿着S型设定轨迹行使。

（3）沿着任何设置的轨迹行使。

（4）小车行使到达轨迹终点时，自动停留5秒并发出声光报警之后自动寻迹倒回行使到起点。

（5）沿轨迹行使过程中，检测到障碍物时，自动停止5s，并发出声光报警“请注意倒车”。

四简易电阻、电容和电感测试仪

一、任务

设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如下：

二、要求

1．基本要求<1）测量范围：

电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

　<2）测量精度：

±5%。

　<3）制作4位数码管或液晶显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型。

2．发挥部分<1）扩大测量范围。

　<2）提高测量精度。

　　<3）测量量程自动转换

<4）其它

五实用低频功率放大器

一、任务

设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。

其原理示意图如下：

二、要求

1．基本要求

　　<1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为<5～700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足：

　　①额定输出功率POR≥8W；

　　②带宽BW≥<100～10000）Hz；

　　③在POR下的效率≥50%；

　　④在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤20mW。

<2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。

2．发挥部分

　　<1）放大器的时间响应

　　①方波产生：

由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：

频率为1000Hz、峰-峰值电压为200mVpp。

　　用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足：

　额定输出功率POR≥10W；带宽BW≥<100～10000）Hz；

　　<2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展<例如提高效率、减小非线性失真等）。

六简易电阻、电容和电感测试仪

一、任务

设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如下：

二、要求

1．基本要求<1）测量范围：

电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

　<2）测量精度：

±5%。

　<3）制作4位数码管或液晶显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型。

2．发挥部分<1）扩大测量范围。

　<2）提高测量精度。

　　<3）测量量程自动转换

<4）其它

七简易数字频率计

一、任务：

设计并制作一台数字显示的简易频率计。

二、要求

1．基本要求

　　<1）频率测量

　　a．测量范围信号：

方波、正弦波；幅度：

0.5V～5V；频率：

500Hz～300KHz

　　b．测量误差≤1%

　　<2）周期测量

　　a．测量范围信号：

方波、正弦波；幅度：

0.5V～5V；频率：

500Hz～300KHz

　　b．测量误差≤1%。

<3）显示

用液晶显示测量的信号种类、幅度及频率。

2．发挥部分

　　<1）扩展频率测量范围为50Hz～1MHz<信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.5%.

　　<2）在50Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。

12级题目<注：

11级不可以选做）

题目一555简易电子琴

一、电路原理图

二、作品说明

由555定时器构成的多谐振荡器，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端<6脚）和低电平触发端<2脚）并接后接到R10和C3的连接处，将放电端<7脚）接到R10，R1～R8的连接处。

由于接通电源瞬间，电容C3来不及充电，电容器两端电压Uc为低电平，小于<1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出Uo为高电平，放电管VT截止。

这时，电源经R10，R1～R8对电容C3充电，使电压Uc按指数规律上升，当Uc上升到<2/3）Vcc时，输出Uo为低电平，放电管VT导通，把uc从<1/3）Vcc上升到<2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。

充电时间常数T充=

由于放电管VT导通，电容C3通过电阻R1～R8和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，Uc下降，当Uc下降到<1/3）Vcc时，输出Uo。

为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容C3充电，电路又翻转到第一暂稳态。

不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。

电路一旦起振后，Uc电压总是在<1/3～2/3）Vcc之间变化。

三、

四、元器件清单

注：

J2是用来接喇叭用的，如果用蜂鸣器，可以用蜂鸣器代替J2

题目二：

简易闪烁灯

一、电路原理图

二、原件清单：

470欧姆电阻5个、22K电阻5个、LED5个、9014三极管5个、

22uf电容6个

三、评分标准：

<1）布线-----------20分

<2）焊接-----------20分

<3）实际完成情况----20分

<4）对元器件的认识-----40分

四、说明：

图中6V电源用排针代替，三极管BC547用9014三极管代替。

对元器件的认识包括：

色环电阻的读数、图中电容的作用及三极管的开关作用等。

相关知识大家可以通过书籍或者网络来了解，建议自学为主<当然真的不懂的时候可以问学长）。

五、注意

右下角那根断线是上下相连，但不与6V负极相连

题目三：

自制小手电筒

一、功能描述

使用三端稳压器LM317制作一个可调稳压小电源，电源可以供给以后的小板子一个稳定的可调直流电压。

然后使用lc震荡原理以及经体三极管放大原理做成的小手电筒，LM317模块可以供给5到8个小LED供电，实测2v电压时电流为0.12A,可以说使用两节小电池就可以给它供电了。

特点

1.电源电压可调并且可以接直流电源也可接交流电源，实用性强。

2.小手电亮度较大，使用两节电池供电时可以轻松的照亮一些近距离的物体。

3.LED手电的数量为5到8个，可以设计成自己喜欢的图形送给别人哦！

二、电路原理图

三、电路/芯片/工作原理说明

以上是LM317稳压模块的原理图，该电路图结构简单，而且十分容易做成功大家不要担心不能够做出来，只要你有耐心就一定能够做出来。

注意了，由于成本问题，大家不必购买变压器，感兴趣的可以在以后的过程中购买一个220转12V的变压器玩玩。

至于调试只需在J1加上12V的直流电压，接上地然后再测量输出端J2的电压能不能够在调整R3时候也跟着调整就可以了。

）注意了有红色箭头标记的是要自己加上手工节点的地方！

！

！

四、元件清单

元件

数量

三端稳压器

LM317

1

电阻

200

1

3.6K

1

5K<精调电阻）

1

电解电容

100UF25V

1

1000UF25V

1

瓷片电容

104<也就是10*10e4pf）

1

二极管

1N4007

6

排针

1排

发光二极管

1个

五、以下是手电筒的原理图

1.注意了有红色箭头标记的是要自己加上手工节点的地方！

！

！

2.小手电的发光二极管个数为5到8个，做的越多越好哦！

！

！

题目四：

光控流水灯

一、任务

设计制作一个光控流水灯。

二、电路原理图

三、电路/芯片/工作原理说明

1.由两个NPN<8050）三极管T1，T2组成自激多谐振荡器，R3,R4是T1，T2的集电极负载电阻，电阻R1,R2分别给T1，T2加以正向偏压。

两个三极管T1，T2经过两个电容C1,C2进行交流耦合。

通电后，电容C1,C2交替充放电，使T1，T2轮流导通和截止，从T2集电极输出一定频率和一定脉冲宽度的方波。

2.方波从CD4017的14脚<时钟输入脚）输入，给予连续不断的时钟信号使发光二极管依次不断闪烁。

R5是光敏电阻，入射光越强电阻越小，反之越大。

通过光照可以改变输出方波的频率，从而使LED的闪烁速度改变。

3.工作时序

由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态。

四、注意事项

4.电阻色环的读法，电容如何看大小，芯片如何放置、芯片的一脚如何辨别，三极管管脚的区分。

5.LED排放最好能按一定顺序<可以跳线，但尽量少），如Q1/Q2/Q3/Q4....,使其按一定顺序闪烁，如不能不做硬性要求。

五、元器件清单

元件

说明

数量

电解电容

2.2uf

2个

电阻

10k，200欧

各一个

电阻

2k

2个

可调电阻器<精调）

50k

1个

芯片CD4017

直插

1个

三极管

8050

2个

发光二极管

普通

11个

排针

用作电源接口

2个

光敏电阻

1个