电子设计大赛（高年级组）习题.docx

智能救援车的设计（A题）一、任务设计制作一个智能小车，该小车能按照要求自动运行，通过一个建筑物中曲折的道路，并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘米，建筑物的墙壁是10厘米高（或与小车高度相同）、2厘米厚的矮墙，建筑物内无引导轨迹（见图示）。二、要求1、基本要求（1）要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，在行进过程中，能自动选择适当的路径，避开墙壁，找到通路，五分钟到达B门；（2）到达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光报警； 2、发挥部分（1）自B门外，循弧形引导轨迹BC前进（引导轨迹为2厘米宽）；（2）途中检测到铁片D（铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置）时停车3秒，并声光报警；（3）要求小车拾起铁片D，继续沿引导轨迹前进；（4）到达C点；（5）在C点处，放下铁片D并停止前进。声光显示救援结束，并停止计时，分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘米的圆形薄片。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。模拟路灯控制系统的设计（C题）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。2、发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在50%100%范围内设定并调节，调节误差10%。（3）其它（性价比等）。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。说明1光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。2自制的LED驱动电源不得使用产品模块。3自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。4系统中不得采用接触式传感器。5基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S等点）垂线间的距离，要求该距离2cm。数控恒压恒流电源的设计（D题）一、任务显示设计并制作简易数控电源。输入直流2030V；可以在键盘切换下，分别实现恒压恒流源，其原理示意图如下所示。电压、电流等检测负载控制器键盘DCDC恒压恒流二、要求1、基本要求（1）恒压源部分：a电压调节范围1V-10V，输出电流可以达到3A，调节精度优于0.1V, 具有输出电压、电流的测量和数字显示功能；b输出电压5V，输出电流为3A时，输出纹波电压小于50；c设定输出电压为5V，输出电流Iout从0至3A变化时输出电压变化小于0.5% ；d设定输出电压为5V, 输出电流3A，输入电压从2030V变化时输出电压变化小于0.5% ；e输出电流Iout=3A时，DC-DC恒压恒流部分效率50% ；f具有过流保护功能，动作电流Io=3.3A3.6A。排除过流故障后，自动回复正常工作状态。2、发挥部分（1）恒流源部分：a. 在键盘的切换下，可以实现恒流源的功能，负载电阻在1欧姆至3欧姆变化时，要求输出电流Iout=30.025A。b可在键盘的切换下连续调节恒定电流，步进小于100mA。c. 输出电流Iout=3A，负载电阻为2欧姆时，输出纹波电压50mV。d. 输出电流Iout=3A，负载电阻为2欧姆时，DC-DC恒压恒流部分效率80%。（2）恒压源部分：e可以输出5A电流，设定输出电压为5V，输出电流Iout从0至5A变化时输出电压变化小于0.5% ；f输出电流Iout=5A，输出电压5V时，DC-DC恒压恒流部分效率90% ；g体积尽量小。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。说明（1） DC-DC变换器不允许使用集成场效应管的成品模块，但可使用开关电源控制芯片，DC-DC变换器的辅助电源可以使用成品模块；（2） 本题要求只能采用一个拓扑回路，分别实现恒压恒流功能；（3） 本题中的输出纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量VOP-P（峰峰值）；（4） DC-DC变换器效率h=PO/ PIN，其中POUOIO，PINUINIIN；（5） 电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）；（6） 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点；（7） 测试前每队有10分钟时间调试系统，10分钟内必须调试完毕并开始 测试,否则视为作品未完成；特殊信号发生器的设计（F题）一、任务设计制作一个特殊信号发生器。二、要求1、 基本要求（1） 正弦波发生器：要求频率和幅度可调，可调范围尽可能宽；（2） 矩形波发生器：要求频率、幅度和占空比可调，可调范围尽可能宽；（3） 利用上面得到的和，设计一电路得到图1所示的输出波形。图12、 发挥部分（1） 进一步可以得到图2所示波形；图2（2）能显示频率或周期；（3）周期可调；（4）其他。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。 电子设计大赛（低年级组）试题简易信号发生器的设计（B题）(大二以下电专业及非电专业)一、任务设计并制作一个幅度和频率可调的简易信号发生器。二、要求1、基本要求（1）明确设计目标，简单介绍电路的结构设计思想；（2）详细说明电路的组成原理、主要元器件的选择依据、某些电路参数的理论分析计算；（3）最后对所设计的信号发生器进行仿真，给出仿真结果，包括输出波形、幅度和频率的调节范围等；（4）实物要求正弦波形无明显失真，周期T和最大输出幅度U分别为1mS和8V；（5）实物要求正弦波形幅度U在08V内连续可调，周期T在0.110mS内连续可调。2、发挥部分（1）幅度和周期调节范围更大；（2）进一步由得到的正弦信号转换成方波和三角波等信号；（3）有较大的输出电流（负载能力）；（4）其他。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。简易手持式超声波测距仪（E题）(大二以下电专业及非电专业)一、任务设计与制作简易手持式超声波测距仪（原理框图如图1所示）。图 1 参考原理框图二、要求 1、基本要求(1) 具有反射式超声波测距功能; (2) 万用表直流档显示测量值，要求提供距离与电压之间的转换关系（或表格）(3) 测量距离精度越高越好；(4) 测量距离越远越好；(5) 全部