十届长通杯电子竞赛校竞赛赛题.doc

A题 直流电机转速控制一、任务单片机转速测量PWM驱动转速显示按键接口供电电源直流电机图1 转速控制器原理框图设计一个数字式直流电机转速控制系统,包括控制器、直流电机和转速检测装置.要求采用PWM方式驱动直流电机.控制系统原理可按图1所示框图设计.二、基本要求1能以数字形式显示转速和给定转速,能通过按键设置转速给定值.2给定转速从1000转/分变化到1500转/分时,控制超调100转,由给定阶跃变化开始到转速控制在150050转地时间10秒,稳态误差15转.三、发挥部分1进一步改善控制质量,给定转速从1000转/分变化到1500转/分时,控制超调20转,由给定阶跃变化开始到转速控制在150050转地时间5秒,稳态误差5转.2能通过按键设置直流电机按正反两个方向旋转.四、评分标准 项 目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证,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.50完成基本要求第1项30完成第基本要求2项20发挥部分完成发挥部分第1项25完成发挥部分第2项15B题：单相正弦稳压变频电源一、任务设计并制作单相正弦稳压变频电源,框图如下图所示：二、基本要求1输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真；2输出频率范围为20Hz100Hz（调频步进值为1Hz）电压有效值在10V18V之间地正弦交流电；3当输入电压为198V242V,负载电流有效值为0.5A1A时,输出电压有效值应保持在15V,误差小于5%；4DCAC逆变器效率大于等于70%. 三、发挥部分1当输入电压为198V242V,负载电流有效值为0.5A1A时,输出电压有效值应可在10V-18V调整,步进值1V,误差小于5%；2具有过流保护,输出电流有效值达1.5A时动作；3. 设计制作具有测量、显示该变频和稳压电源输出电压、电流、频率、功率地电路,测量误差小于5%；4其它.四、说明不能使用SPWM专用芯片.五、评分标准 项 目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证,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.50完成基本要求第1项20完成第基本要求2项10完成第基本要求3项10完成第基本要求4项10发挥部分完成发挥部分第1项15完成发挥部分第2项15完成发挥部分第3项15完成发挥部分第4项5C题：单相AC-DC变换电路一、任务设计并制作如下图所示地单相AC-DC变换电路：输出直流电压稳定在18V-36V,输出电流额定值为1A.二、基本要求1在输入交流电压Us=24V、输出直流电流Io=1A 条件下,使输出直流电压为360.1V .2实现功率因数校正,在Us=24V、Uo=36V、Io=1A条件下,使ACDC变换电路交流输入侧功率因数不低于0.98.3具有输出过流保护功能,动作电流为1.5A0.1A.三、发挥部分1在输入交流电压Us=24V、输出直流电流Io=1A 条件下,使输出直流电压在18-36V可调（步进值1V,误差小于0.1V）.2在Us=24V,Io=1A,Uo=36V条件下,使ACDC变换电路效率不低于90%.3在输入交流电压Us=24V、输出直流电流Io=2A 条件下,使输出直流电压为360.1V,过流保护动作电流为2.5A0.1A4其它.四、说明图中地变压器为隔离变压器.五、评分标准 项 目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证,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.50完成基本要求第1项20完成第基本要求2项20完成第基本要求3项10发挥部分完成发挥部分第1项15完成发挥部分第2项15完成发挥部分第3项15完成发挥部分第4项5D题：半双工有线通讯广播一、 任务设计并制作半双工有线通讯广播2台,广播采用两线制通讯,网络结构如图1所示,广播参考结构如图2所示.有线广播1有线广播2 有线广播N 图1有线广播网络结构图驻极体 话筒 扬声器 音频信号处理功率驱动信号放大 解调处理音频功率放大 输入输出电路信号调制有线 网络 图2：有线广播结构 二、 要求1. 基本要求（1）实现任意广播喊话时,其他广播系统即可通过扬声器播放语音信息,信号可不调制,语音信号基带传输.（25分）（2）增加待机电路,所有广播在空闲时处于低功耗状态,当有任何广播喊话,自动启动其他广播接收电路,其他广播可以同时从扬声器输出语音信号,当喊话广播停止喊话约58秒后,所有广播自动处于低功耗待机接收状态.（15分）（3）广播驱动网络负载能力不小于5台,传输距离不应小于100米,可用假负载模拟或者理论证明.（10分）2发挥部分（1）增加调制解调功能（调频、调相等）,提高网络地抗干扰性.（20分）（2）增加通讯距离到1Km,广播驱动网络负载能力不小于30台,可用假负载模拟或者理论证明.（15分）（3）增加网络通讯语音自动记录功能,记录时间不小于2小时.（10分）（4）其他（5分）三、 说明1可若需要微处理器,可以采用成品开发板进行二次开发.2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、主要地测试结果.完整地电路原理图、重要地源程序、和完整地测试结果用附件给出.四、 评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择、方案描述5理论分析与计算放大、调制、传输15电路与程序设计电路设计、程序设计10测试方案与测试结果测试方案及测试条件、测试结果完整性、测试结果分析12设计报告结构及规范性摘要、设计报告正文地结构、图表地规范性8总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项15完成第（3）项10其他5总分50E题：单工多通道有线控制系统一、 任务设计并制作1个控制器与1个执行器,两者独立供电并采用2根线进行通信.控制器包括2个I/O通道K1、K2和1个模拟输入通道W1,模拟通道用电位器代替输入信号；执行器包括3个灯L1、L2和L3.结构如图1所示,按照要求完成以下任务.L1L2图1控制系统结构框图控制器执行器 K1K2W1L3二、 要求1、 基本要求（1）任意时刻闭合K1时,L1即亮,断开K1即L1即灭；任意时刻闭合K2时,L2即亮,断开K2即L2即灭；两者可以同时操作.（15分）；（2）任意时刻调整W1,可以改变L3 地亮度,调整时亮度要有明显变化.（20分）（3）三者同时操作互不影响.（15分）2、 发挥部分（1）增加1路数字通道或1路模拟通道.（20分）（2）控制器或者执行器有1个不用单片机,并完成基本要求,发挥项加30分,再完成发挥项（1）,发挥项即得45分.（3）系统中无CPU等微处理器,全部采用晶体管、数字器件与运放等完成基本要求,其他发挥项不用完成,发挥项目得40分,再完成发挥项（1）,发挥项即得50分.（4）系统中无CPU等微处理器,全部采用晶体管与阻容等基本元件完成基本要求,其他发挥项不用完成,发挥项目即可满分50分.（5）其他.（10分）三、 说明1发挥项总分满分50分,不多累计.2可以采用单片机开发板等进行扩展或者二次开发完成本题,但禁止使用专用通讯编码芯片.3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、主要地测试结果.完整地电路原理图、重要地源程序、和完整地测试结果用附件给出.四、 评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择、方案描述5理论分析与计算传输协议等15电路与程序设计电路设计、程序设计10测试方案与测试结果测试方案及测试条件、测试结果完整性、测试结果分析12设计报告结构及规范性摘要、设计报告正文地结构、图表地规范性8总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分、完成第（1）项20完成第（2）项即30分,同时完成第（1）项,发挥项得45分30完成第（3）项即40分,同时完成第（1）项,发挥项得50分40完成第（4）发挥项得50分,无须完成其他项50其他10总分（注：满分50分,不逐项累积,超50分按50分处理）50F题目：迷宫寻迹机器人一、 任务制作轮式寻迹机器人,该机器人机电部分是以电动机直接驱动地两轮式小车（可加装12个导轮）,转向可以选择舵机或电机驱动转向轮实现,机器人地控制器可以采用单片机、数字信号处理器或嵌入式系统.机器人在比赛时按照图示迷宫跑道从起点延轨迹到达终点.（1）迷宫路面为白色基板制作,面积不大于5m5m,轨迹为黑线宽约20mm；（2）轨迹交叉角为90度；（3）平行轨迹之间距离大于0.5m；（4）终点标志地黑白间隔为20mm.二、 要求1、基本要求以机器人中轴线为准画出行程轨迹（2B铅笔）,从迷宫起点出发,沿轨迹寻找,直到达到终点为止.要求轨迹不得偏离黑线边缘30mm,每超出一次扣除1分.2、发挥部分(1)能准确显示机器人行驶时间（记录显示装置要求安装在机器人上）；(2)到达终点后,能自动按照最优路径返回起点；(3)其它自己发挥有一定意义地部分.三、 评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证、理论分析与计算、电路图及有关设计文件、测试数据与测试结果地分析50按要求完成寻迹到达终点50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项30完成第（3）项10四、 说明1、机器人允许用玩具车改装,结构及尺寸不作具体规定,但不能应用其人工遥控或外接遥控,可以外接电源连线.2、寻迹所用传感器亦不作具体规定. 3、正式比赛时可以由竞赛组委会临时更换迷宫跑道轨迹式样.G题目：宿舍智能防盗防火报警系统一、 任务设计一个报警系统（低成本）,系统应用于学生宿舍,能自动监视宿舍内地安全情况,有常情况发生时能立即发出报警和求助信息.二、 要求1、基本要求（1）系统具有温度检测功能,温度检测范围-20150,且温度报警值根据实际情况可在-10+120内设定.（2）系统具有烟雾检测功能,且根据实际情况可设定报警值.（3）系统具有人体红外检测功能,检测距离大于5米.（4）系统具有声光报警功能.（5）能反映宿舍内人员地进出情况及人数地记录.（6）宿舍无人时提示锁门,熄灯等信息.2、发挥部分（1）系统具有语音报警功能,能说明各种报警情况.（2）系统具有红外遥控功能,遥控距离大于5米,能对各种报警进行相应地屏蔽.（3）其它（附加功能、低功耗、性价比等）.三、 评分标准任 务要 求分值设计报告设计与总结报告：方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析.50基本部分完成第（1）项任务10完成第（2）项任务10完成第（3）项任务10完成第（4）项任务10完成第（5）项任务5完成第（6）项任务5发挥部分完成第（1）项任务20完成第（2）项任务20完成第（3）项任务10H题目：多功能数字钟一、 任务设计制作一个24小时制多功能数字钟.二、 要求1、基本要求（1）具有时间设置（小时和分钟）、闹钟时间设置、闹钟开、闹钟关功能.（2）数字显示小时、分钟,有AM、PM指示器,闹钟就绪灯指示.（3）显示温度、湿度等信息,具有上、下限设置功能和超限报警功能.（4）系统具有整时语音播报功能.（5）220V供电.2、发挥部分（1）具有电网频率、电压显示功能.（2）具有门铃功能,当有人按下时,语