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科達(dá)杯 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽校內(nèi)選拔賽宣講會(huì) 主講者 繆文南 選題要求 大一 根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和實(shí)踐能力 本次競(jìng)賽設(shè)兩類(lèi)題 硬件設(shè)計(jì) 一題 和軟件設(shè)計(jì) 兩題 學(xué)生根據(jù)興趣選擇其中一題進(jìn)行設(shè)計(jì)制作 每組不超過(guò)兩人 一 硬件題 循跡小車(chē)制作 1 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)電路圖進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì) 并進(jìn)行硬件調(diào)試 最終在規(guī)定的跑道上形式 2 競(jìng)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(jiǎng)項(xiàng) 以此類(lèi)推 硬件電路原理圖 實(shí)物圖 元器件清單 購(gòu)買(mǎi)車(chē)模類(lèi)型 二 軟件設(shè)計(jì)題目 1 辦公小助手 設(shè)計(jì)要求及功能描述 1 軟件能開(kāi)機(jī)自啟動(dòng) 主界面能顯示系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間 并能如QQ般自動(dòng)隱藏 2 計(jì)算器 能進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減乘除 平方 開(kāi)方等運(yùn)算 3 備忘錄功能 能自動(dòng)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(duì)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(jì)題 2 屏幕錄像軟件 設(shè)計(jì)要求及功能描述 1 軟件能開(kāi)機(jī)自啟動(dòng) 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(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽校內(nèi)選拔賽題目 大二以上同學(xué) 要求 要求每個(gè)隊(duì)不超過(guò)三個(gè)人 按照題目任務(wù)和要求完成作品 按照全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題型要求五大類(lèi)題 題目類(lèi)型為 電源類(lèi) 控制類(lèi) 儀器儀表類(lèi) 高頻無(wú)線電子類(lèi) 信號(hào)放大器類(lèi) A題 單相正弦波逆變電源 電源類(lèi) 一 任務(wù)設(shè)計(jì)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(guò)流保護(hù)功能 動(dòng)作電流值為Io 0 8 0 1A 具有自恢復(fù)功能 5 具有輸入過(guò)壓 欠壓保護(hù)功能 欠壓保護(hù)點(diǎn)9 0 5V 過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)16 0 5V 當(dāng)滿(mǎn)足過(guò)壓 欠壓條件時(shí) 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(hù)功能 可自恢復(fù) 具有工作及保護(hù)指示 5 其他 三 說(shuō)明 1 輸入電源可來(lái)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(lèi)產(chǎn)品改制 不得采用各種電源和逆變模塊 不得采用各類(lèi)集成功率放大電路 4 不得采用SPWM專(zhuān)用芯片 5 注意作品制作工藝 留出測(cè)試端口 6 盡可能降低制作成本 7 測(cè)試開(kāi)始后 不允許對(duì)電路進(jìn)行任何調(diào)整 B題 線陣LED圖文顯示裝置 控制類(lèi) 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)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(gè)由16只LED構(gòu)成的線狀點(diǎn)陣及其控制電路 安裝于可旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上 在平臺(tái)的中心設(shè)置一個(gè)按鍵 用于功能的切換 電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)以合適速度旋轉(zhuǎn) 2 開(kāi)機(jī)時(shí)裝置完成顯示自檢 能對(duì)點(diǎn)陣中16只LED逐個(gè)點(diǎn)亮 每只LED顯示時(shí)間約為1秒 此時(shí)平臺(tái)不旋轉(zhuǎn) 3 通過(guò)按鍵切換 實(shí)現(xiàn)16個(gè)同心圓圖形分別順序 由大到小 和逆序 由小到大 顯示 每個(gè)同心圓圖形顯示時(shí)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(dòng)調(diào)節(jié) 2 發(fā)揮部分 1 通過(guò)按鍵切換 顯示字符 科達(dá)杯 要求字符顯示穩(wěn)定 無(wú)明顯漂移 2 通過(guò)按鍵切換 顯示一個(gè)指針式秒表 該秒表以標(biāo)志桿為起始標(biāo)志 秒針隨時(shí)間動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)長(zhǎng)為60 1秒 3 能顯示華南理工大學(xué)廣州學(xué)院logo 說(shuō)明 1 顯示裝置利用人眼視覺(jué)暫留的生理特性 通過(guò)LED在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)不同位置時(shí) 系統(tǒng)點(diǎn)亮相應(yīng)的LED 實(shí)現(xiàn)線陣LED在旋轉(zhuǎn)平面上構(gòu)成不同的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖案 為保證顯示時(shí)人眼看到的圖形穩(wěn)定清晰 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意LED在不同位置點(diǎn)亮與旋轉(zhuǎn)速度匹配 注意每圈旋轉(zhuǎn)時(shí)圖像顯示的起始位置一致 同時(shí)注意旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng) 滿(mǎn)足人眼視覺(jué)暫留的要求 2 不得使用LED顯示成品和專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 3 線陣LED及控制電路由電池供電 電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)由外接電源供電 C題 智能電動(dòng)小車(chē) 控制類(lèi) 一 任務(wù) 1 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)智能電動(dòng)小車(chē) 按照相關(guān)要求和給定的行駛路線軌跡完成各項(xiàng)規(guī)定任務(wù) 智能電動(dòng)小車(chē)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(duì)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(diǎn) 終點(diǎn)區(qū)域線顏色皆為黑色 寬24mm 且以網(wǎng)格線對(duì)稱(chēng) 5 三段區(qū)域轉(zhuǎn)換標(biāo)志線顏色為黑色 長(zhǎng)300mm 寬60mm 且以網(wǎng)格線對(duì)稱(chēng) 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(chē)方向標(biāo)記箭頭都不標(biāo)示在競(jìng)賽用跑道基板上 10 比賽時(shí) 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(shí) 參賽隊(duì)員將小車(chē)放在起點(diǎn)ABFE區(qū)域的中心位置 當(dāng)參賽隊(duì)員發(fā)出聲音命令 內(nèi)容自定 后 小車(chē)沿單軌跡前行并完成在第一區(qū)內(nèi)的自動(dòng)行駛 2 當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)志線1后 小車(chē)在第二區(qū)內(nèi)完成在雙軌跡中心線中的自動(dòng)行駛 3 當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)志線2后 小車(chē)在第三區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障并且必須在恢復(fù)區(qū)內(nèi)自動(dòng)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(dòng)停車(chē) 5 小車(chē)自動(dòng)按規(guī)定路線倒車(chē)并停放在終點(diǎn)DCEF區(qū)域 以車(chē)體方位正確且?guī)缀沃行脑趨^(qū)域中心為佳 倒車(chē)過(guò)程中車(chē)體不能罩線 終點(diǎn)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(dòng)智能小車(chē)上的激光筆發(fā)出的激光光點(diǎn)投射在目標(biāo)靶上 定位在圖中標(biāo)定的1 4各點(diǎn)位置上停車(chē)后定點(diǎn)進(jìn)行激光投射 每點(diǎn)停留時(shí)間不超過(guò)3秒鐘 光點(diǎn)定位誤差不大于2cm 同時(shí)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(dòng)作后 繼續(xù)行駛到達(dá)標(biāo)志線3后自動(dòng)停車(chē)3秒鐘 發(fā)出聲光提示 再由標(biāo)志線3處倒車(chē)進(jìn)入ABEF發(fā)車(chē)區(qū) 3 智能電動(dòng)小車(chē)在行駛過(guò)程中激光光點(diǎn)一直投射在目標(biāo)靶的中心 在圖中標(biāo)定的1 4各點(diǎn)位置上進(jìn)行光點(diǎn)投射定位 同時(shí)以聲光提示 4 參賽隊(duì)員將小車(chē)擺放在終點(diǎn)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(chē)時(shí)不同 后 小車(chē)自動(dòng)移動(dòng)到起點(diǎn)區(qū)域的發(fā)車(chē)位置 5 其它 四 說(shuō)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(shí)由賽會(huì)提供 2 小車(chē)在行駛過(guò)程中不得與外部有電纜 電源線 通訊線等 或機(jī)械連接 并且不能有計(jì)算機(jī)等設(shè)備介入小車(chē)全部行駛過(guò)程的監(jiān)視或控制 3 智能電動(dòng)小車(chē)結(jié)構(gòu)與輪距不做限制由參賽隊(duì)自行確定 4 車(chē)體外形尺寸 長(zhǎng)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(gè)數(shù)及尺寸由參賽隊(duì)自定 不做限制 目標(biāo)靶和智能電動(dòng)小車(chē)之間采用無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù) 6 目標(biāo)靶在測(cè)試時(shí)由測(cè)試專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)擺放 目標(biāo)靶距賽道的水平距離不變 在點(diǎn)1 4間任意位置擺放 7 智能電動(dòng)小車(chē)完成整個(gè)規(guī)定動(dòng)作的時(shí)間不能大于4分鐘 每超過(guò)20秒扣一分 D題脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)試儀 儀器儀表類(lèi) 一 任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)脈沖信號(hào)測(cè)試儀 可以測(cè)量脈沖信號(hào)的幅值 頻率 周期 占空比 上升和下降時(shí)間等參數(shù) 二 要求1 基本功能 1 脈沖信號(hào)幅值范圍為 0 5VP 5VP 測(cè)量精度 5 2 脈沖信號(hào)頻率范圍為 100Hz 100KHz 頻率測(cè)量精度 0 2 周期測(cè)量精度 0 2 3 占空比測(cè)量范圍為 20 90 測(cè)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(shí)間和下降時(shí)間測(cè)量范圍為1us 1ms 測(cè)量誤差 1us 2 發(fā)揮部分 1 脈沖信號(hào)頻率范圍為 10Hz 300KHz 頻率測(cè)量精度 0 05 周期測(cè)量精度 0 05 2 占空比測(cè)量范圍為 5 95 測(cè)量誤差 5 3 上升時(shí)間和下降時(shí)間測(cè)量范圍為20ns 1ms 測(cè)量誤差 20ns 4 其它 三 說(shuō)明 1 脈沖信號(hào)為單極性信號(hào) 在測(cè)試過(guò)程中可以用三角波為被測(cè)脈沖信號(hào) 簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控系統(tǒng) 高頻無(wú)線電子類(lèi) 一 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī) 1 無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī) 2 無(wú)線電遙控接收機(jī) 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(duì)象 8個(gè) 被控設(shè)備用LED分別代替 LED發(fā)光表示工作 5 接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)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(jí)并用數(shù)碼管顯示級(jí)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(jī)整機(jī) F題 可控放大器 信號(hào)放大器類(lèi) 一 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)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(hào)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(wú)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(hào)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(gè)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(shuō)明1 正弦輸入信號(hào)由信號(hào)源提供 2 放大器輸出端應(yīng)留測(cè)試端子 3 設(shè)計(jì)報(bào)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(cè)試結(jié)果 完整的電路原理圖 重要的源程序和完整的測(cè)試結(jié)果可用附件給出 G題 波形發(fā)生器 信號(hào)放大類(lèi) 一 任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)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(chǔ)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(jì)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(lèi)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(kuò)展至100Hz 200kHz 2 用鍵盤(pán)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(shí) 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(chǔ)功能 可存儲(chǔ)掉電前用戶(hù)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(kuò)展 200kHz 掃頻輸出等功能 最后 祝愿大家在本次競(jìng)賽中設(shè)計(jì)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