科達(dá)杯 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽校內(nèi)選拔賽宣講會 主講者 繆文南 選題要求 大一 根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和實踐能力 本次競賽設(shè)兩類題 硬件設(shè)計 一題 和軟件設(shè)計 兩題 學(xué)生根據(jù)興趣選擇其中一題進(jìn)行設(shè)計制作 每組不超過兩人 一 硬件題 循跡小車制作 1 設(shè)計要求 根據(jù)電路圖進(jìn)行電子電路設(shè)計 并進(jìn)行硬件調(diào)試 最終在規(guī)定的跑道上形式 2 競賽規(guī)則 在同一跑道上 以速度最快跑完全程者最終獲取最高獎項 以此類推 硬件電路原理圖 實物圖 元器件清單 購買車模類型 二 軟件設(shè)計題目 1 辦公小助手 設(shè)計要求及功能描述 1 軟件能開機自啟動 主界面能顯示系統(tǒng)當(dāng)前時間 并能如QQ般自動隱藏 2 計算器 能進(jìn)行簡單的加減乘除 平方 開方等運算 3 備忘錄功能 能自動保存?zhèn)渫泝?nèi)容 4 員工信息管理 能完成員工信息錄入 員工查找 刪除等功能 并對員工加班情況做好登記 5 音頻播放器功能 可播放mp3 wmv等音頻文件 軟件設(shè)計題 2 屏幕錄像軟件 設(shè)計要求及功能描述 1 軟件能開機自啟動 2 能進(jìn)行屏幕抓圖 保存格式不限 3 能進(jìn)行屏幕錄像 保存格式不限 4 能播放所錄的內(nèi)容 并能在所錄的視頻上疊加字幕和學(xué)?；?qū)W院的Logo等內(nèi)容 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽校內(nèi)選拔賽題目 大二以上同學(xué) 要求 要求每個隊不超過三個人 按照題目任務(wù)和要求完成作品 按照全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題型要求五大類題 題目類型為 電源類 控制類 儀器儀表類 高頻無線電子類 信號放大器類 A題 單相正弦波逆變電源 電源類 一 任務(wù)設(shè)計并制作輸出電壓為26VAC的單相正弦波逆變電源 輸入為12VDC電源 負(fù)載為阻性 結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示 二 要求 2 1基本要求 1 在額定輸入電壓Ui 10 14V下 輸出電壓有效值UO 26V 0 5V 頻率fo 27 0 5HZ 負(fù)載為50 和15 電阻 2 15 電阻情況下 逆變效率 70 3 輸出正弦波電壓諧波總含量THD 8 4 過流保護功能 動作電流值為Io 0 8 0 1A 具有自恢復(fù)功能 5 具有輸入過壓 欠壓保護功能 欠壓保護點9 0 5V 過壓保護點16 0 5V 當(dāng)滿足過壓 欠壓條件時 關(guān)閉輸出 2 2發(fā)揮部分 1 進(jìn)一步提高逆變器效率 85 2 輸出正弦波電壓THD 5 3 輸出頻率可調(diào)10 50Hz 4 具有輸出短路保護功能 可自恢復(fù) 具有工作及保護指示 5 其他 三 說明 1 輸入電源可來自直流穩(wěn)壓電源 或者采用調(diào)壓器 隔離變壓器 整流 濾波得到 2 系統(tǒng)供電全部采用Ui供給 不得另外提供其他電源 3 不得使用電源類產(chǎn)品改制 不得采用各種電源和逆變模塊 不得采用各類集成功率放大電路 4 不得采用SPWM專用芯片 5 注意作品制作工藝 留出測試端口 6 盡可能降低制作成本 7 測試開始后 不允許對電路進(jìn)行任何調(diào)整 B題 線陣LED圖文顯示裝置 控制類 任務(wù)設(shè)計并制作一個線陣LED圖文顯示裝置 裝置的示意圖如圖1所示 圖1線陣LED圖文顯示裝置示意圖 要求1 基本要求 1 制作一個由16只LED構(gòu)成的線狀點陣及其控制電路 安裝于可旋轉(zhuǎn)的平臺上 在平臺的中心設(shè)置一個按鍵 用于功能的切換 電機帶動平臺以合適速度旋轉(zhuǎn) 2 開機時裝置完成顯示自檢 能對點陣中16只LED逐個點亮 每只LED顯示時間約為1秒 此時平臺不旋轉(zhuǎn) 3 通過按鍵切換 實現(xiàn)16個同心圓圖形分別順序 由大到小 和逆序 由小到大 顯示 每個同心圓圖形顯示時間為0 3秒左右 4 LED顯示亮度能依據(jù)環(huán)境亮度變化自動調(diào)節(jié) 2 發(fā)揮部分 1 通過按鍵切換 顯示字符 科達(dá)杯 要求字符顯示穩(wěn)定 無明顯漂移 2 通過按鍵切換 顯示一個指針式秒表 該秒表以標(biāo)志桿為起始標(biāo)志 秒針隨時間動態(tài)旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)一周的時長為60 1秒 3 能顯示華南理工大學(xué)廣州學(xué)院logo 說明 1 顯示裝置利用人眼視覺暫留的生理特性 通過LED在旋轉(zhuǎn)運動過程中經(jīng)過不同位置時 系統(tǒng)點亮相應(yīng)的LED 實現(xiàn)線陣LED在旋轉(zhuǎn)平面上構(gòu)成不同的靜態(tài)或動態(tài)圖案 為保證顯示時人眼看到的圖形穩(wěn)定清晰 系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意LED在不同位置點亮與旋轉(zhuǎn)速度匹配 注意每圈旋轉(zhuǎn)時圖像顯示的起始位置一致 同時注意旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng) 滿足人眼視覺暫留的要求 2 不得使用LED顯示成品和專用芯片來實現(xiàn)系統(tǒng) 3 線陣LED及控制電路由電池供電 電機及電機驅(qū)動由外接電源供電 C題 智能電動小車 控制類 一 任務(wù) 1 設(shè)計并制作一臺智能電動小車 按照相關(guān)要求和給定的行駛路線軌跡完成各項規(guī)定任務(wù) 智能電動小車行駛路線軌跡如附圖所示 2 跑道基板的網(wǎng)格線為淺色細(xì)虛線 僅作為相對位置尺寸的參照線 不能另作他用 3 網(wǎng)格規(guī)格 100mm 100mm 網(wǎng)格陣列 20 25 4 軌跡線及起點 終點區(qū)域線顏色皆為黑色 寬24mm 且以網(wǎng)格線對稱 5 三段區(qū)域轉(zhuǎn)換標(biāo)志線顏色為黑色 長300mm 寬60mm 且以網(wǎng)格線對稱 6 所有轉(zhuǎn)彎半徑都不小于150mm 7 雙軌跡線之間寬度為250mm 8 障礙物為白色圓木 高400mm 直徑100mm 9 所有的字 字母 數(shù)字與行車方向標(biāo)記箭頭都不標(biāo)示在競賽用跑道基板上 10 比賽時 不得在跑道基板上加裝任何器件 二 要求1 基本要求 1 比賽時 參賽隊員將小車放在起點ABFE區(qū)域的中心位置 當(dāng)參賽隊員發(fā)出聲音命令 內(nèi)容自定 后 小車沿單軌跡前行并完成在第一區(qū)內(nèi)的自動行駛 2 當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)志線1后 小車在第二區(qū)內(nèi)完成在雙軌跡中心線中的自動行駛 3 當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)志線2后 小車在第三區(qū)內(nèi)實現(xiàn)自動避障并且必須在恢復(fù)區(qū)內(nèi)自動尋找到規(guī)定的行駛軌跡 4 在第四區(qū)和第五區(qū)內(nèi)完成規(guī)定路線的行駛 并在到達(dá)標(biāo)志線3后自動停車 5 小車自動按規(guī)定路線倒車并停放在終點DCEF區(qū)域 以車體方位正確且?guī)缀沃行脑趨^(qū)域中心為佳 倒車過程中車體不能罩線 終點區(qū)域的左右邊界線DC EF及底線CF 2 發(fā)揮部分 1 在第五區(qū)內(nèi)除完成規(guī)定路線的行駛?cè)蝿?wù)外 還應(yīng)將安裝在電動智能小車上的激光筆發(fā)出的激光光點投射在目標(biāo)靶上 定位在圖中標(biāo)定的1 4各點位置上停車后定點進(jìn)行激光投射 每點停留時間不超過3秒鐘 光點定位誤差不大于2cm 同時進(jìn)行聲光提示 2 在完成 1 規(guī)定路線的行駛和規(guī)定動作后 繼續(xù)行駛到達(dá)標(biāo)志線3后自動停車3秒鐘 發(fā)出聲光提示 再由標(biāo)志線3處倒車進(jìn)入ABEF發(fā)車區(qū) 3 智能電動小車在行駛過程中激光光點一直投射在目標(biāo)靶的中心 在圖中標(biāo)定的1 4各點位置上進(jìn)行光點投射定位 同時以聲光提示 4 參賽隊員將小車擺放在終點CDEF區(qū)域的中心位置 再次發(fā)出聲音命令 內(nèi)容自定且與發(fā)車時不同 后 小車自動移動到起點區(qū)域的發(fā)車位置 5 其它 四 說明 1 跑道基板材料為廣告用普通KT板 為保證比賽環(huán)境的統(tǒng)一 比賽時由賽會提供 2 小車在行駛過程中不得與外部有電纜 電源線 通訊線等 或機械連接 并且不能有計算機等設(shè)備介入小車全部行駛過程的監(jiān)視或控制 3 智能電動小車結(jié)構(gòu)與輪距不做限制由參賽隊自行確定 4 車體外形尺寸 長不大于350mm 寬不大于220mm 5 目標(biāo)靶中心高度為200mm 靶的有效尺寸為100mm 100mm 靶面中心光電接收裝置有效接收原件個數(shù)及尺寸由參賽隊自定 不做限制 目標(biāo)靶和智能電動小車之間采用無線方式傳輸數(shù)據(jù) 6 目標(biāo)靶在測試時由測試專家現(xiàn)場擺放 目標(biāo)靶距賽道的水平距離不變 在點1 4間任意位置擺放 7 智能電動小車完成整個規(guī)定動作的時間不能大于4分鐘 每超過20秒扣一分 D題脈沖信號參數(shù)測試儀 儀器儀表類 一 任務(wù)設(shè)計制作一個脈沖信號測試儀 可以測量脈沖信號的幅值 頻率 周期 占空比 上升和下降時間等參數(shù) 二 要求1 基本功能 1 脈沖信號幅值范圍為 0 5VP 5VP 測量精度 5 2 脈沖信號頻率范圍為 100Hz 100KHz 頻率測量精度 0 2 周期測量精度 0 2 3 占空比測量范圍為 20 90 測量誤差 10 4 比較電平設(shè)置范圍 0 2V 5V 步進(jìn)小于0 2V 5 上升時間和下降時間測量范圍為1us 1ms 測量誤差 1us 2 發(fā)揮部分 1 脈沖信號頻率范圍為 10Hz 300KHz 頻率測量精度 0 05 周期測量精度 0 05 2 占空比測量范圍為 5 95 測量誤差 5 3 上升時間和下降時間測量范圍為20ns 1ms 測量誤差 20ns 4 其它 三 說明 1 脈沖信號為單極性信號 在測試過程中可以用三角波為被測脈沖信號 簡易無線電遙控系統(tǒng) 高頻無線電子類 一 任務(wù)設(shè)計并制作無線電遙控發(fā)射機和接收機 1 無線電遙控發(fā)射機 2 無線電遙控接收機 二 要求1 基本要求 1 工作頻率 fo 6 10MHz中任選一種頻率 2 調(diào)制方式 AM FM或FSK 任選一種 3 輸出功率 不大于20mW 在標(biāo)準(zhǔn)75 假負(fù)載上 4 遙控對象 8個 被控設(shè)備用LED分別代替 LED發(fā)光表示工作 5 接收機距離發(fā)射機不小于10m 2 發(fā)揮部分 1 8路設(shè)備中的一路為電燈 用指令遙控電燈亮度 亮度分為8級并用數(shù)碼管顯示級數(shù) 2 在一定發(fā)射功率下 不大于20mW 盡量增大接收距離 3 增加信道抗干擾措施 4 盡量降低電源功耗 5 其他注 不能采用現(xiàn)成的收 發(fā)信機整機 F題 可控放大器 信號放大器類 一 任務(wù)設(shè)計并制作一個可控放大器 其組成框圖如圖1所示 放大器的增益可設(shè)置 低通濾波器 高通濾波器 帶通濾波器的通帶 截止頻率等參數(shù)可設(shè)置 二 要求1 基本要求 1 放大器輸入正弦信號電壓振幅為25mV 電壓增益為40dB 通頻帶為200Hz 20kHz 放大器輸出電壓無明顯失真 2 濾波器可設(shè)置為低通濾波器 其 3dB截止頻率fc在1kHz 10kHz范圍內(nèi)可調(diào) 調(diào)節(jié)的頻率步進(jìn)為0 5KHz 2fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB RL 1k 3 濾波器可設(shè)置為高通濾波器 其 3dB截止頻率fc在1kHz 10kHz范圍內(nèi)可調(diào) 調(diào)節(jié)的頻率步進(jìn)為0 5kHz 0 5fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB RL 1k 4 截止頻率的誤差不大于10 5 有設(shè)置參數(shù)顯示功能 2 發(fā)揮部分 1 放大器電壓增益為50dB 輸入正弦信號電壓振幅為20mV 增益10dB步進(jìn)可調(diào) 通頻帶為100Hz 40kHz 2 制作一個帶通濾波器 中心頻率25kHz 通頻帶5kHz 在20kHz和30kHz頻率處 要求放大器與帶通濾波器的總電壓增益不大于45dB 3 上述帶通濾波器中心頻率可設(shè)置 設(shè)置范圍15kHz 35kHz 步進(jìn)為2kHz 4 電壓增益 截止頻率誤差均不大于6 5 其他 三 說明1 正弦輸入信號由信號源提供 2 放大器輸出端應(yīng)留測試端子 3 設(shè)計報告正文應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖 核心電路原理圖和主要的測試結(jié)果 完整的電路原理圖 重要的源程序和完整的測試結(jié)果可用附件給出 G題 波形發(fā)生器 信號放大類 一 任務(wù)設(shè)計制作一個波形發(fā)生器 該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波 方波 三角波 二 要求1 基本要求 1 具有產(chǎn)生正弦波 方波 三角波三種周期性波形的功能 2 具有波形存儲功能 3 輸出波形的頻率范圍為100Hz 20kHz 非正弦波頻率按10次諧波計算 重復(fù)頻率可調(diào) 頻率步進(jìn)間隔 100Hz 4 輸出波形幅度范圍0 5V 峰 峰值 可按步進(jìn)0 1V 峰 峰值 調(diào)整 5 具有顯示輸出波形的類型 重復(fù)頻率 周期 和幅度的功能 2 發(fā)揮部分 1 輸出波形頻率范圍擴展至100Hz 200kHz 2 用鍵盤或其他輸入裝置產(chǎn)生任意波形 3 增加穩(wěn)幅輸出功能 當(dāng)負(fù)載變化時 輸出電壓幅度變化不大于 3 負(fù)載電阻變化范圍 100 4 具有掉電存儲功能 可存儲掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置 5 其它 如增加頻譜分析 失真度分析 頻率擴展 200kHz 掃頻輸出等功能 最后 祝愿大家在本次競賽中設(shè)計制作出最完美的作品 優(yōu)勝者將在暑假集中集訓(xùn) 謝謝大家