振荡与测量系统设计（A题）

一、任务

设计线圈振荡电路，振荡产生正弦波，正弦波通过波形整形电路产生方波，方波通过单片机（MCU）作脉冲计数，显示计数频率。当有磁性球或金属板靠近振荡线圈时，振荡电路产生的正弦波的频率改变，单片机实时显示变化频率。

二、要求

1、基本要求：

（1）线圈采用普通导线，线圈直径为10cm左右；

（2）振荡频率控制在10KHz~100KHz；

（3）用示波器观察波形整形电路，当磁性球或金属板靠近线圈时，振荡电路频率明显变化；

2、发挥部分：

用单片机对脉冲进行计数，并计算频率，显示。显示可采用液晶也可选择LED。

信号源的设计和制作（B题）

一、任务

在给定±12V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波信号源。

二、要求

1、基本要求：

（1）输出信号频率：20Hz～300kHz；

（2）信号幅度：负载50Ω时，输出电压峰峰值为1～3V可调；

（3）信号源输出电阻为50Ω；

（4）显示信号的频率和幅度。

2、发挥部分：

（1）提高信号的输出频率至1MHz；

（2）提高信号的输出电压峰峰值至1～10V可调（带50Ω负载）；

（3）自行扩展信号源功能。

程控增益直流放大器（C题）

一、任务

在温度检测、力学实验、桥式电路中，输出的电信号往往极其微弱，通常为毫伏级，而环境共模干扰的幅度往往大于被测电信号，放大微弱的电信号是直流放大器的最基本性能。

设计一个直流放大器。输入信号Vi取自桥式测量电路的输出，如图1。当R1＝R2＝R3＝R4时，Vi＝0。通过调节R4，产生直流电压信号Vi，经直流放大器放大后，输出电压Vo。

图1

二、要求

1、基本要求

（1）差模电压放大倍数A_VD=1～250,可手动调节；

（2）最大输出电压Vo为±10V，非线性误差<0.5%；

（3）输入共模电压±5V范围内时，共模抑制比K_CMR>10⁵。

2、发挥部分

采用微控制器设计增益可调的直流放大器，数码管或LCD显示参数。

（1）可通过按键调节差模电压放大倍数A_VD，调节范围为1～500，步进≤10；

（2）实时显示差模电压放大倍数；

（3）测量并显示输出电压Vo电压值。

3、说明

放大器设计不能采用单片集成仪表放大器实现。

多功能数字显示频率计（D题）

一、任务

  设计并制作一台多功能数字显示频率计。

二、要求

1、基本要求

（1）测量频率信号：方波、正弦波幅度：0.5V～5V，频率：1Hz～1MHz，测试误差：≤0.1%；

（2）    测量周期信号：方波、正弦波幅度：0.5V～5V，周期：1μs～1s，测试误差：≤0.1%；

（3）    测量脉冲宽度信号：脉冲波幅度：0.5V～5V，脉冲宽度：≥100μs，测试误差：≤ 1%。

2、发挥部分

（1）进一步扩大频率测量范围；

（2）测量并显示周期脉冲信号的占空比：脉冲幅度：0.5V～5V，脉冲频率：1Hz～1KHz，  占空比范围：10%～90%，测试误差：≤1%；

（3）在1Hz～1MHz范围内及测试误差≤0.1%的条件下，进行小信号的频率测量。

水温控制系统（E题）

一、任务

      设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为0.1升水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内设定，并能实现10—70度范围内对每一点温度的自动控制。并保持设定的温度不变。

二、要求

1、基本要求

（1）可键盘设定控制温度，并能用液晶显示，显示最小区分度0.1度

（2）可以测量并显示水的实际温度，温度测量误差在正负0.5度内。

（3）水温控制系统应具有全量程内（10—70）的升温、降温功能，降温用半导体制冷片、升温用80w以内电加热器）

（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如其实温度正负15度内），控制系统可以实现该给定温度的恒温自动控制。控制的最大动态误差小于正负4度，静态误差小于1度，系统达到稳定时间小于15分钟。

2、发挥部分

（1）当设定温度突变时，温度变化达到正负20度，系统要在8分钟内还原设定温度，控制的最大动态误差小于正负2度。

（2）温度控制的静态误差小于正负0.2度，在最小稳态时间内。

（3）在设定温度突变时，温度变化达到正负20度，用液晶显示水温水时间的变化实时曲线。

三、说明

（1）允许使用单片机小系统

（2）升温降温驱动电路自行设计，不允许使用成品模块。

（3）为了测试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。

（4）避免测试过程中出现烧伤现象，注意做好防护措施。

一种简易图形显示装置（F题）

一、    任务

     设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示。

图1  线阵LED图文显示装置示意图

二、    要求

1. 基本要求

（1）制作一个由16只 LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。

（2）开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。

（3）以离按键最远的一个LED编号为16，离按键最近的一个LED编号为1，能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示（由大到小）和奇数序号同心圆逆序（由小到大）显示。每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。

2. 发挥部分

（1）通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒。

（2）其它。

三、    说明

（1）      显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LED在不同位置点亮与旋转速度匹配；注意每圈旋转时图像显示的起始位置一致；同时注意旋转速度适当，满足人眼视觉暂留的要求。

（2）      不得使用LED显示成品和专用芯片来实现系统。

（3）      线阵LED及控制电路由电池供电，电机及电机驱动可由外接电源供电。

 

第二篇：南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

振荡与测量系统设计（A题）

一、任务

设计线圈振荡电路，振荡产生正弦波，正弦波通过波形整形电路产生方波，方波通过单片机（MCU）作脉冲计数，显示计数频率。当有磁性球或金属板靠近振荡线圈时，振荡电路产生的正弦波的频率改变，单片机实时显示变化频率。

二、要求

1、基本要求：

（1）线圈采用普通导线，线圈直径为10cm左右；

（2）振荡频率控制在10KHz~100KHz；

（3）用示波器观察波形整形电路，当磁性球或金属板靠近线圈时，振荡电路频率明显变化；

2、发挥部分：

用单片机对脉冲进行计数，并计算频率，显示。显示可采用液晶也可选择LED。

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

振荡与测量系统设计一、任务

在给定±12V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波信号源。

二、要求

1、基本要求：

（1）输出信号频率：20Hz～300kHz；

（2）信号幅度：负载50Ω时，输出电压峰峰值为1～3V可调；

（3）信号源输出电阻为50Ω；

（4）显示信号的频率和幅度。

2、发挥部分：

（1）提高信号的输出频率至1MHz；

（2）提高信号的输出电压峰峰值至1～10V可调（带50Ω负载）；

（3）自行扩展信号源功能。

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

程控增益直流放大器（C题）

一、任务

在温度检测、力学实验、桥式电路中，输出的电信号往往极其微弱，通常为毫伏级，而环境共模干扰的幅度往往大于被测电信号，放大微弱的电信号是直流放大器的最基本性能。

设计一个直流放大器。输入信号Vi取自桥式测量电路的输出，如图1。当R1＝R2＝R3＝R4时，Vi＝0。通过调节R4，产生直流电压信号Vi，经直流放大器放大后，输出电压Vo。

R+12VR

图1

二、要求

1、基本要求

（1）差模电压放大倍数AVD=1～250,可手动调节；

（2）最大输出电压Vo为±10V，非线性误差<0.5%；

（3）输入共模电压±5V范围内时，共模抑制比KCMR>105。

2、发挥部分

采用微控制器设计增益可调的直流放大器，数码管或LCD显示参数。

（1）可通过按键调节差模电压放大倍数AVD，调节范围为1～500，步进≤10；

（2）实时显示差模电压放大倍数；

（3）测量并显示输出电压Vo电压值。

3、说明

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

放大器设计不能采用单片集成仪表放大器实现。

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

多功能数字显示频率计（D题）

一、任务

设计并制作一台多功能数字显示频率计。

二、要求

1、基本要求

（1）测量频率信号：方波、正弦波幅度：0.5V～5V，频率：1Hz～1MHz，测试误差：≤0.1%；

（2） 测量周期信号：方波、正弦波幅度：0.5V～5V，周期：1μs～1s，测试误差：≤0.1%；

（3） 测量脉冲宽度信号：脉冲波幅度：0.5V～5V，脉冲宽度：≥100μs，测试误差：≤ 1%。

2、发挥部分

（1）进一步扩大频率测量范围；

（2）测量并显示周期脉冲信号的占空比：脉冲幅度：0.5V～5V，脉冲频率：1Hz～1KHz， 占空比范围：10%～90%，测试误差：≤1%；

（3）在1Hz～1MHz范围内及测试误差≤0.1%的条件下，进行小信号的频率测量。

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

水温控制系统（E题）

一、任务

设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为0.1升水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内设定，并能实现10—70度范围内对每一点温度的自动控制。并保持设定的温度不变。

二、要求

1、基本要求

（1）可键盘设定控制温度，并能用液晶显示，显示最小区分度0.1度

（2）可以测量并显示水的实际温度，温度测量误差在正负0.5度内。

（3）水温控制系统应具有全量程内（10—70）的升温、降温功能，降温用半导体制冷片、升温用80w以内电加热器）

（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如其实温度正负15度内），控制系统可以实现该给定温度的恒温自动控制。控制的最大动态误差小于正负4度，静态误差小于1度，系统达到稳定时间小于15分钟。

2、发挥部分

（1）当设定温度突变时，温度变化达到正负20度，系统要在8分钟内还原设定温度，控制的最大动态误差小于正负2度。

（2）温度控制的静态误差小于正负0.2度，在最小稳态时间内。

（3）在设定温度突变时，温度变化达到正负20度，用液晶显示水温水时间的变化实时曲线。

三、说明

（1）允许使用单片机小系统

（2）升温降温驱动电路自行设计，不允许使用成品模块。

（3）为了测试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。

（4）避免测试过程中出现烧伤现象，注意做好防护措施。

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

一种简易图形显示装置（F题）

一、 任务

设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示。

图1 线阵LED图文显示装置示意图

二、 要求

1. 基本要求

（1） 制作一个由16只 LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。

（2） 开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。

（3） 以离按键最远的一个LED编号为16，离按键最近的一个LED编号为1，能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示（由大到小）和奇数序号同心圆逆序（由小到大）显示。每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。

2. 发挥部分

（1） 通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒。

（2） 其它。

三、 说明

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

（1） 显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LED在不同位置点亮与旋转速度匹配；注意每圈旋转时图像显示的起始位置一致；同时注意旋转速度适当，满足人眼视觉暂留的要求。

（2） 不得使用LED显示成品和专用芯片来实现系统。

（3） 线阵LED及控制电路由电池供电，电机及电机驱动可由外接电源供电。

关于举办南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛的通知

发布单位: 教务处 编辑: 肖同松 发布日期: 2013-3-14 浏览量: 507

第十一届全国大学生电子设计竞赛将于暑期举行，为了推动此项科技竞赛广泛深入开展，为参赛队员选拔提供参考，提升我校竞赛成绩，培养大学生的专业技能、创新能力、团队协作精神。学校决定举办南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛。

本次竞赛由教务处和实验室与设备管理处主办，电子与信息工程学院和滨江学院承办，竞赛将秉承“公平、公正、公开”的原则举行。现将有关事项通知如下：

一、参赛对象和条件：

1、南京信息工程大学理工类全日制10、11、12级在校本科生（包括本部和滨江学院）；

2、对电子设计活动充满兴趣，具备一定的电路设计知识和能力。

二、报名时间和方式

1、报名时间：

即日起至20xx年3月24日；

2、报名方式：

本部报名方式：每个参赛队3人，自由组合。由组长进入南京信息工程大学实践教学平台（点击学校主页上的“公共服务”中的“实践教学系统”进入，或点击教务处主页上的“实践系统”进入，网址为： http://202.195.237.211/ ）,点击“学科竞赛管理系统”→“学生登录”（用户名和初始密码都为学号） 8

南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

→“校内竞赛报名”→选择“南京信息工程大学第三届电子设计大赛”报名→填写联系方式和同组其他2名同学的学号。

滨江报名方式：每个参赛队3人，自由组合。滨江参赛学生以学院为单位组织报名，请学院于3月22日前将报名汇总表（盖学院章）交到电子与信息工程学生工作办公室（学科楼2号楼C106）。报名汇总表见附件1。报名联系人：本部朱老师，58731396；滨江学院：李俊平老师，58731262，滨江综合楼ZS406。

三、竞赛时间与地点：

3月25日——4月6日，地点另行通知。

四、竞赛形式：

1、竞赛采用半封闭的形式。参赛队在指定的时间内，在大赛组委会所提供的竞赛题中选择一个命题，经设计、制作、调试，完成一个能够独立运行工作的作品。

2、竞赛试题所涉及的内容以模拟电路、数字电路和单片机应用方面的知识为主，辅以新型元器件，进行新颖性、实用性、趣味性的项目设计。竞赛包括“理论设计并撰写设计报告”和“实际制作与调试并提交作品”两部分。

3、竞赛结束后，学校组织教师对作品和设计报告进行评分，测评时要求队员全部到场。队员的个人计算机、移动式存储介质、仿真器等不得带入最终测试现场（实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下载脱机工作）。

4、竞赛所需实验室（学科楼2号楼电工电子实验教学中心）及仪器设备由电信院提供。

五、竞赛日程

1、即日起至24日（星期日）：组织报名。

2、3月24日（星期日）：晚上19:00召开动员大会，所有参赛选手到学科楼2号楼北201室出席赛前会议，否则视为自动放弃参赛资格。

3、3月25日（星期一）：早上8:00比赛开始，在学校信息公告、教务处和电信院网站上发布比赛试题。

4、4月6日（星期六）比赛结束，并于当天晚上18:30到21:30将作品（为了保护作品，作品由参赛队自己封装好）上交至学科楼2号楼C106室。由电信学院统一保管。

5、4月7日组织教师评审。

六、竞赛奖项设定：

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南京信息工程大学第三届电子设计竞赛暨20xx年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题

1、经专家组公平、公正地评审，将评出特等奖，一等奖，二等奖，三等奖。具体比例示作品情况而定，原则上获奖队总数不超过参赛队数的40％。

2、评审结果将在学校网站上进行公示。

3、获奖学生必须无条件服从学校参与暑期举行的全国大学生电子设计竞赛的选拔，如不服从，组委会有权收回获奖奖项。

七、本通知未尽事宜将由教务处、实验室与设备管理处、电子与信息工程学院、滨江学院共同解释。

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