全国电子设计方案大赛培训讲义

1、全国电子设计大赛培训讲义历届竞赛赛题解读第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目一、简易数控直流电源二、多路数据采集系统第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作三、简易无线电遥控系统四、简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题 直流稳定电源B题 简易数字频率计C题 水温控制系统D题 调幅广播收音机*第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器B题数字式工频有效值多用表C题 频率特性测试仪D题 短波调频接收机E题数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目A题

2、 波形发生器B题 简易数字存储示波器C题自动往返电动小汽车D题 高效率音频功率放大器E题 数据采集与传输系统F题 调频收音机第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目A题 电压控制LC振荡器B题 宽带放大器C题 低频数字式相位测量仪D题 简易逻辑分析仪E题 简易智能电动车F题 液体点滴速度监控装置第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目A题正弦信号发生器B题 集成运放参数测试仪C题简易频谱分析仪E题悬挂运动控制系统D题单丄无线呼叫系统F题数控直流电流源G题三相正弦波变频电源纵观历届赛题，设计方向大致可以分为四类：（一）功能电路兼控制类系统设计（11项）第一届（1994年）全国大学生电

3、子设计竞赛题目一、简易数控直流电源第二届（1993年）全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题HA题直流稳定电源第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题HA题测量放大器笫五届（2001年）全国大学生电子设汁竞赛题目D题高效率音频功率放大器第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目A题 电压控制LC振荡器B题 宽带放大器第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目A题 正弦信号发生器F题 数控直流电流源G题三相正弦波变频电源（二）测量仪器类系统设计（10项）第二届（1993年）全国大学生电子设计竞赛题目四、简

4、易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题HB题简易数字频率计第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题HB题数字式匸频有效值多用表C题频率特性测试仪第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题忖A题 波形发生器B题 简易数字存储示波器第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题忖C题 低频数字式相位测量仪D题 简易逻辑分析仪第七届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目B题 集成运放参数测试仪C题 简易频谱分析仪（三）通信传输类系统设计（7项）笫一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目二、多路数据采集系统笫二届（1993年）全国大学生电子设计竞赛题忖三、简易无

5、线电遥控系统笫三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题忖D题调幅广播收音机*第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题忖D题短波调频接收机第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题忖E题 数据采集与传输系统F题 调频收音机第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目第七届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目D题单工无线呼叫系统（四）自动控制兼电路类系统设计（6项）笫一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目笫二届（1993年）全国大学生电子设计竞赛题目笫三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题忖C题水温控制系统第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题忖E题数字化语音存储与回

6、放系统第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题忖C题自动往返电动小汽车第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目E题 简易智能电动车F题 液体点滴速度监控装置第七届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目E题悬挂运动控制系二、电子系统设计一般方法这里我们以2005年全国大学生电子设计竞赛A题口来给大家展开讲解以下。正弦信号发生器（A题）一、任务设计制作一个正弦信号发生器。二、要求1、基木要求（1）正弦波输出频率范围:lkHz10MHz：（2）具有频率设迓功能，频率步进：100Hz；（3）输出信号频率稳定度：优于10飞（4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰-峰值（5）失真度：用示波器观

7、察时无明显失真。2、发挥部分在完成基木要求任务的基础上，増加如下功能：（1）増加输岀电乐幅度：在频率范禺内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值P=6V1V：（2）产生模拟幅度调制（AM）信号：在1 MHzlOMHz范鬧内调制度加可在10%100%之间程控涮 节，步进filO%,正弦调制信号频率为1kHz. 制信号自行产生；（3）产生模拟频率调制（FM）信号：在100kHz10MHz频率范圉内产生10kHz最大频偏，且最大频 偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz.调制信号自行产生：（4）产生二进制PSK. ASK信号：在100kHz固定频率載波进行二进制键控.二进

8、制基带序列码速 率固定为10kbps,二进制基帶序列信号自行产生：（5）其他。三、评分标准工程满分基本要求设计与总结报告：方案比较，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实际制作完成悄况50发挥部分完成第（1）项12完成第（2）项10完成第（3）项13完成第（4）项10其他5（一）赛题分析1.即明确所要设讣系统的功能、性能、技术指标及要求、注意事项等，我们推荐尽量把任务书的基本部分和发挥部分一起来考虑。功能：产生频率、幅度产生的AM、FM信号、产生PSK、ASK信号精度要求：波形无明显失真、频率稳定度10-主要技术指标：频率IK10MHz步进值：1

9、00Hz Vp-p=lV等等。注意事项：如实现某功能时规定不用的方法或芯片等等。发挥部分其他部分：即题目的创新点需注意。2. 明确所要测量或实现参数的物理意义，对不明者应迅速查找有关资料。3. 明确所实现参数的值或精度范圉的理论讣算方法、实际测量的方法（包 括测量值的有效数字位数、次数的确定）及测量仪器类型，以便使指标 与测量结果进行比较，来表明所完成任务的优劣度。比如怎样用实际测量数据来说明输出频率的稳定度符合指标的要求。 （二）方案论证与比较即采用什么样的系统框架来实现我们的设计要求，及方案的优缺点比较。 （模仿历届竞赛作品选编）我们选取设计方案的原则有下面儿点：1. 总的原则是使用实验室

10、条件允许的、自己熟悉、易于实现、硬件调试 少、测试效果好、稳定性高的方法和手段来实现设计。2. 确定所设计题訂的系统实现技术。用模拟技术实现，还是用数字技术 实现，如果都可以得话，我们推荐用数字技术来实现（在个人的实现能力允许 的情况下）。3. 对于只能用模拟技术实现的题LI,在硬件芯片选择上我们的原则是： 尽量选取易于调试的器件;2尽量选取自己曾经使用过的器件，因为有些器件在使用时有些特点需要 一段时间摸索才能熟悉。3在赛题允许的情况下，一般优先选择专用集成电路芯片，其次尽量使用 运算放大器，最后在选择使用晶体管等分立元件，这样一方面会减小调试的工 作量，另一方面提高测试结果的准确度。系统框

11、架一般大致以下儿种：1. 以51系列、PIC系列、凌阳系列、AVR系列、ARM单片机为核心控制模 块，辅以传感器、液晶显示、步进电机、数码管显示、外部存储器、键盘等实 现的偏控制的系统框架。如悬挂运动控制系统2. 以Lattice、Altera、xilinx等厂家的FPGA可编程器件所建立的片上 可变成系统（SOPC）为核心，辅以必要的显示、键盘、数模转换、直接数字频 率合成专用芯片DDS等组成的偏波形处理的系统构架。此构架对FPGA的门数要 求相对高一些。3. 以单片机控制、FPGA可编程器件处理为核心模块偏功能实现的系统构 架。此构架对FPGA的门数要求相对低一些。4. 以硬件实现为主，单

12、片机控制兼有的偏功能实现的系统构架。如集成运 放参数测定仪。5. 以单片机、调制芯片、采样电路、频率合成DDS电路、FPGA系统、发 射接受模块中的儿个部分组成的偏通信传输的系统构架。如单工无线呼叫系 统。（三）单元设计即设计系统各个功能模块的具体设计方案。一般有三种类型分为：基于硬 件的数字子系统的设计、模拟子系统的设计、单片机子系统的设计。1. 基于硬件的数字子系统的设计设讣在开发软件平台上Mdxplus进行。设计完毕（编译通过）就利用开发 平台上的Maxplus进行仿真，然后烧录（下载）到芯片中。U前PLD开发软件设计数字子系统的方法有原理图输人法和语言输入法。 这里需要特别提到的是VH

13、DL或Verilog等高级硬件描述语言的使用。所以建议 参加电子设讣竞赛的学生应认真学习，熟练掌握VHDL或Verilog,以便在设计 过程中能很好地运用。一般我们用VHDL或Verilog设讣控制器和某些较特殊的 模块.而一般的模块仍然采用原理图输人方式，尽量利用前人的成果并最终用 原理图输入法完成顶层设计。这种安排比较直观，便于调试和检查，是一种较 好的方法。关键是使用者是否能较熟练地掌挥这些器件及其开发软件的使用.因为， 这些开发软件的使用通常需要一段熟悉的过程，如在相当生疏的情况下使用它 们，则此法有可能成为完成设计工作的瓶颈。2. 模拟子系统的设计我们一般做的工作有设计功能电路、仿真

14、电路、绘制PCB板图。我们用的 软件是Protel99seo有余力的同学可以学习Mult ism 2001进行电路的仿真。（回答protel99se方面的问题）。3、单片机子系统的设计我们主要用的是凌阳单片机进行其软件的设讣，可以参照凌阳单片机参考 书，实现控制液晶、点阵数码管、数码管、步进电机、键盘、外部存储器等 等。具体参看图书馆电子图书数据库。（四）组装调试1. 设讣系统的物理外观尽量美观、位置合理。2. 仔细组装电路，避免手直接接触芯片管脚，牢固固定PCB板防止震动，引 起系统工作不正常。3. 调试要仔细，仔细检查电路后在通电源，防止因电源反接烧毁电路。4. 系统调试通过后，如有富余是

15、需通电是系统工作至少半个小时以上。5. 确保计算机处于正常工作状态（无病毒），做好设计软件程序的备份工 作，以防误删或感染病毒。6. 防止意外事惜造成设讣硬件的损坏。比如饮用水流入设计好的电路板中。（五）撰写设计论文具体参照全国大学生电子设计竞赛获奖作品选集（ 2 0 0 5 ） TN02 8649 b附录参考书目：1 振荡电路实用设讣手册TN710. 2-62/77432 .新型集成器件实用电路TN4 4750a3.次集成电路适用手册TN4-62/47504 .锁相环电路设计与应用TN911. 8/34265 .实用电子电路设计与调试TN702/74446. 通用电子电路应用400例 TN710/21447 .实用电源电路设计TN710/