长通杯科技竞赛

1、第十二届长通杯大学生电子设计大赛东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题A: 悬浮式分拣器一、任务设计并制作一个基于伯努利原理的分拣器，示意图如图所示。分拣器示意图图中，上方为可旋转的托盘，其中可以放置至少3个乒乓球。每个放置点下方均有一个小于乒乓球直径的开口。下方为一个通风管。在通风管下有一个风扇，当托盘旋转时每个开口都会经过该风扇。 当乒乓球经过通风管时判断其颜色，如果是选定颜色的乒乓球，则停止托盘旋转，并利用风扇将乒乓球经通风管吹起且使其保持悬浮状态。二、要求1基本要求（1）制作一个能够吹起并保持乒乓球悬浮状态的平台。（2）能够判断乒乓球的颜色并将特定颜色的乒乓球吹起。（3）

2、三个乒乓球、两个白色一个彩色，在1分钟内使彩色球被吹起并保持悬浮状态。（4）循环放入彩球，每选出一次显示设备示数加一（至少3次）。2发挥部分（1）托盘能够放置更多的乒乓球，并且能够识别多种颜色的乒乓球。（2）可以接收键盘、语音、无线等输入参数，选择颜色及筛选次数。（3）每次筛选后，能够通过显示设备显示被选出的乒乓球的颜色及个数。（4）在被吹起的乒乓球被拿走后，自动进行下次筛选。（5）能够改变乒乓球的悬浮高度并且在不同高度保持基本稳定（1个乒乓球直径）。三、说明1. 本题仅利用简单二极管及数字门电路就可完成基本要求。2. 如要识别多种颜色，建议使用A/D、颜色传感器或摄像头。3. 如有与题目相关

3、的创意设计部分，评审老师在总得分的基础上酌情加分（1-10分）。4、 评分标准项目主要内容分数设计报告系统方案整体方案比较5控制方案设计与论证设计、计算10控制理论简单计算系统组成各种电路图设计报告摘要5正文结构完整性图表的规范性总分20基本要求基本要求实际完成情况30发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项10完成第（5）项10总分50东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题B: 简易热量表一、 任务 设计并制作一个利用模拟乘（除）运算芯片为处理单元的简易热量表。 热量的多少是流经散热器的温差（入口温度与出口温度的差值）与流量的乘积，可以利用模

4、拟乘（除）运算芯片（AD633或其它同类芯片），对上述参数进行计算可以得到热量值。二、 要求1 基本要求 （1）设计并完成一个热量表的制作。 （2）能够完成热量的测量，根据测量的准确度给成绩。 （3）能够显示热量值。 2 发挥部分 （1）可以由分立元件自己设计乘法运算电路。 （2）可以实现多测点同时（顺序）测量。 （3）其它四、评分标准项目得分基本要求方案设计与论证，理论分析，电路图30完成情况50总结报告20发挥部分完成第一项20完成第二项15其它15东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题C: 简易机动车无线门禁装置设计一、任务设计并制作一个机动车无线门禁装置，无线门禁装置的基

5、本结构示意图如图1所示，要求无线信号的传输必须采用蓝牙或者WiFi模块完成。图1 无线门禁装置基本结构示意图二、要求1基本要求（1） 可被系统识别的车载无线节点接近系统节点时，可自动完成无线连接；（2） 可被系统识别的机动车驶入入口抬杠检测区后，控制系统能够自动抬升通行杆，同时保证通行过程中通行杆处于抬升状态，防止机动车在通行时出现降杆砸车现象；（3） 机动车通过出口抬杠检测区后，控制系统能够自动降落通行杆；（4） 不可非识别的机动车进入抬杠检测区时，门禁系统声光报警并且保持门禁关闭；（5） 控制系统可以记录车辆进入和离开时间，以控制系统时间为基准。2发挥部分（1） 能被系统识别的机动车可采用

6、手动（按键）方式抬升通行杆后进入门禁系统，通过通行杆后控制系统能自动降落通行杆；（2） 可为进行小区的机动车增加简易的防盗功能，当机动车被盗欲出门禁系统时，系统进行声光报警提示，同时门禁装置应当闭锁。（3） 门禁控制系统可以自动的通过微信、短信等形式向机动车用户发送报警信息；（4） 其他部分。三、说明1. 参赛队员需要自己按照门禁装置的基本结构示意图完成整个装置的制作；抬杠检测区的检测方式可以采用感应线圈、红外等各种方式实现；2. 机动车可以采用小车模拟（推荐，可加分），也可以采用手推无线节点实现，采用小车模拟时，可以设置循迹线进行导航；3. 装置中使用的蓝牙模块可以购买现成模块，也可以自己设

7、计和制作，但是每个模块成本低于20元；四、评分标准项目主要内容分数系统方案比较与选择2方案描述理论分析与程序框图各项功能与单片机接口设计8主体程序框图电路与程序设计电路设计4主程序内容测试方案与测试结果测试方案及测试条件4测试结果完整性测试结果分析设计报告结构与规范性摘要2设计报告正文的结构图表规范性总分20基本要求完成（2）10完成（3）10总计20发挥部分完成（1）10完成（2）15完成（3）15完成（4）20总计60东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题D: 二维平面内物体定位一、任务 对放置在水平平面内的三维物体进行目标定位。如图所示。可以在给定长宽的矩形平面的四个顶点放

8、置测距传感器，对被测物体进行距离和方位角度进行测量，并显示测量结果。 示意图二、要求1、基本要求1.对矩形平面内的物体进行距离测量，给出其距离矩形四个顶点中任意两个顶点间的距离，并显示，误差5cm。2.当平面内没有被测物体时，给出相应的声光报警信息。3.给出物体相对于其中一条边的方位角度，误差。 2、发挥部分1.移动被测物体，传感器可以捕获到物体的移动，并重新给出距离和方位角度。注：物体的移动可以人为手动移动，但传感器不能手动对准物体，捕获时间小于2分钟。2.物体连续运动时，可以记录物体移动的轨迹，并绘图显示。3.进一步提高测量精度。三、说明 1、测距传感器可以采用成品模块，如自己制作可适当加

9、分，传感器个数不限。 2、被测物体的运动可人为手动放置，也可选择成品遥控装置。 3、矩形局域四条边小于100cm,大于40cm。放置测距传感器的深色局域如图为10cm*10cm正方形区域。四、评分标准项目主要内容分数系统方案比较与选择方案描述2理论分析与程序框图各项功能与单片机接口设计主体程序框图8电路与程序设计电路设计主程序内容4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4设计报告结构与规范性摘要设计报告正文的结构图表规范性2总分20基本要求完成（3）5完成（3）5完成（3）5完成（3）5总计20发挥部分完成（1）5完成（2）10完成（3）10完成（4）15总计60东北电

10、力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题E: 1Wire总线多器件测温一、任务设计并制作1Wire总线多器件测温系统，同时对至少10个测试点温度进行监测。理论框图如下：被测端 C测量端 B显示端 A无线传输1Wire二、要求1基本要求(1)利用1Wire方式对至少20米远端的10个测温点进行温度测量； (2) 通过无线传输的方式定时回传上位机显示；(3) 测量误差小于0.5度；(4) 上位机上有对应各点温度显示；2发挥部分(1) 显示端A能够控制测量端B的采样间隔和回传间隔；(2) 被测端某个传感器损坏时，不会打乱原有编号顺序；(3) 具有定点删除插入传感器功能；(4) 测量精度不受测量

11、端B和被测端C的距离影响，考虑距离值在20米至100米之间变化；其它。三、说明（1）测量端B和被测端C之间最多只能使用3根导线。（2）测量端B与显示端A之间必须采用无线传输的方式。（3）报告要详细写明制作原理及编程方法。四、评分标准项目内 容得 分设计报告方案比较与论证：方案描述、比较与论证5理论分析与设计：单元设计、系统设计5电路图和设计文件：完整性、规范性10测试数据与分析：系统测试、结果分析10分项满分值合计30基本要求实际完成情况 （1）20实际完成情况 （2）20实际完成情况 （3）10实际完成情况 （4）10分项满分值合计60发挥部分 完成第（1）项 10完成第（2）项 20完成第

12、（3）项10完成第（4）项10其他 10分项满分值合计60总分150东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题F: DC-AC逆变电源一、任务设计并制作交流逆变电源，输入电压范围为DC 15V18V，输出电压为工频10V。逆变电源框图如下所示：+Ui-逆变桥控制+Uo-二、要求在电阻负载条件下，使电源满足以下要求：1基本要求(1)输入直流电压变化范围15V18V，输出电压保持为工频10V；(2)最大输出电流IOmax：1A；(3)输入电压UI从15V18V变化时，电压调整率SU5%（IO=1A）；(4)电流IO从0.11A变化时，负载调整率SI5%（UI=15V）；(5) DC-AC

13、逆变电源的效率70%（UO =10V, IO =1A）；2发挥部分(1) 具有频率步进调整，步进值不得大于5Hz；(2) 具有过流保护功能，动作电流Ioj=1.0±0.2A；(3) 具有键盘设定功能，输入电压、输出电压、负载电流显示功能；(4) 其它。三、说明（1）DC-AC逆变电源不允许使用成品模块。（2）输入直流电源自备。（3）留出相应的测试端子。（4）报告要详细写明制作原理及实现方法。四、评分标准 项目内 容得 分设计报告方案比较与论证：方案描述、比较与论证10理论分析与设计：单元设计、系统设计10电路图和设计文件：完整性、规范性10测试数据与分析：系统测试、结果分析10分项满

14、分值合计40基本要求实际完成情况 （1）30实际完成情况 （2）10实际完成情况 （3）10实际完成情况 （4）10实际完成情况 （5）10分项满分值合计70发挥部分 完成第（1）项 10完成第（2）项 10完成第（3）项5其他5分项满分值合计40总分150东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题G: 绘图机械手臂设计一、 设计任务如图1，利用舵机、步进电机、绘图笔机构（自己制作）及木条或有机玻璃等制作如图所示绘图机械手臂，并设计制作相关控制电路，通过控制电路的键盘及显示，完成在平面直角坐标系（主要在一、二象限）绘图板（自己制作）下的绘图任务。图1 机械绘图手臂及绘图板二、 具体要

15、求1、 基本要求(1) 绘制出绘图范围如图1的L1；(2) 绘制简单线条，根据图2所示，位置坐标、长度、角度等信息绘制L2L5线条；图2 绘制简单线条(3) 绘制简单图形，根据图3所示，位置坐标、长度、角度等信息绘制L6L9的简单图形； (4) 绘制函数曲线L10 : (-4x12)。图3 绘制简单图形2、 发挥部分(1) 采用液晶显示键盘所选择的图形的xy坐标系下L210的函数描述；（如：L2: y = 21 （-10x12）(2) 可实现通过键盘操作改变24基本要求函数中，位置、长度、角度等具体相关参数，并绘图范围内绘制相应图形；(3) 通过舵机、步进电机的速度等协调控制，以及步进电机微步

16、进控制等技术手段，实现图形的精细、平滑的绘制；(4) 优化算法实现快速流畅的绘制；(5) 其它。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，系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、程序清单及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。30实际完成L1L5绘制10实际完成L6L9绘制15实际完成L10 绘制20发挥部分实际完成情况（每项5分）25东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题H: 具有万年历的计算器一、任务 设计并制作一种简易计算器，可实现整数、浮点数的四则运算，并具有万年历功能。二、要求1.基本要求设计并制作一种具有万年历功能的简易计算器

17、，可实现整数、浮点数的四则运算。禁用成品计算器模块，显示器件无限制。要求系统具有如下功能：（1） 能够显示当前实时时间，精确到秒，并能够随时修改时间误差；（2） 能够显示当前日期，并可修正日期；（3） 具有闹钟功能，闹钟时间可以任意设定；（4） 采用电池供电，计算器可以开、关机，关机不影响日期、时间的正常运行；（5） 最低显示8位数字。2.发挥部分（1） 具有测量、显示当前温度的功能。（2） 具有语音报时功能，例如：按报时按键，可播报语音“现在时刻 上午九点十五分”，具有自动整点报时功能。（3） 具有语音播报计算过程功能，例如:播报语音“一 加 一 等于 2”。（4） 具有计算常用三角函数、开

18、平方、取对数的功能。（5） 具有显示农历日期的功能。（6） 其它创新性。三、评分标准 成绩由成品、设计报告、答辩三部分构成项目满分基本要求实际制作完成情况（包括工艺结构及经济性）30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答辩20发挥部分完成第（1）项5完成第（2）项15完成第（3）项15完成第（4）项15完成第（5）项15其它创新性51. 无设计报告者无成绩2. 答辩不及格者无成绩东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题I: 三极管值测量仪一、任务 设计制作一个能够自动测量NPN型三极管放大倍数值的装

19、置。该装置能够实现三极管放大倍数档位判断，显示放大倍数，报警提示等功能。图1 实现功能的基本框图二、要求（1） 基本要求1.电路能够判别出三极管是否正确接入电路中，若接入电路有误，能够发出报警信号。2.电路能将NPN型三极管的值分别分为：小于50；50-80；80-120；120-200共四档进行判断可以手动调节档位值具体大小。并用发光二极管来指示放大倍数所处的档位。3.能够实现放大倍数的可调，当值大于200时，发出报警信号。4.能够显示电压或者电流的值，和显示放大倍数，并在数码管或LCD上显示，电压或电流值要求保留小数点后两位的值，放大倍数显示整数。（2） 发挥部分1. 能够记录测试的值，可

20、以查询上一次的检测结果。2.电路能够检测三极管是NPN还是PNP。3.电路能够将PNP型三极管按照基本要求中2-4进行测试。4.创新性三、说明1，电源电压为5V。2，取样电路出需要留出相应的测量端子。 四、评分标准设计报告项 目应包括的主要内容分数系统方案比较与选择方案描述6理论分析与计算硬件电路的仿真与参数计算12电路与程序设计电路设计程序设计12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的结构图表的规范性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10完成第（2）项5完成第（3）项25创新性10东北电力大学第十二届

21、“长通杯”大学生电子设计竞赛试题J: 多功能数字式万用表一、任务设计并制作一个多功能数字万用表。二、要求1、基本要求（1） 使用STC51等单片机作为处理器。（2）使用12864等设备作为显示部分。实现功能如下： 有直流电压(0-12V)、电流测量(0-500mA)功能，精度要求不低于23/4精度(即最大量程显示为499)。 有交流电压(0-12Vrms)、电流测量(0-500mA)功能，精度要求不低于23/4精度(即最大量程显示为499)。 具有电阻测量功能，电阻测量的量程为500、5k、50k三档电阻测量误差不大于1%。 具有电容测量功能，电容测量的量程为50nF、500nF二档， 电容测

22、量误差的绝对值不大于5%。 2、发挥部分 （1）具有自动筛选功能。即在进行筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻、电容值和筛选的误差值；测量时，仪器在显示被测电阻、电容值的同时，能给出是否符合筛选要求的指示 （2）在测量电压，电流，电阻时具有自动换挡功能。 （3）进一步提高万用表各项测量精度。三、说明 1、发挥中自动换挡功能为在测量不同大小的电压电流电阻值时自动根据被测量的值选择合适的档位。 2、制作过程中必须使用独立器件搭接，禁止使用市面所售的模块、套件进行制作。 3、使用单片机自带AD或外置AD均可。 4、电容测量所需要的振荡器等需自制，频率自定。四、评分标准项目主要内容分数系统方案比较与

23、选择方案描述2理论分析与程序框图各项功能与单片机接口设计主体程序框图8电路与程序设计电路设计主程序内容4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4设计报告结构与规范性摘要设计报告正文的结构图表规范性2总分20基本要求完成（2）5完成（2）5完成（2）5完成（2）5总计20发挥部分完成（1）15完成（2）20完成（3）25总计60东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题K: 多功能数字示波器一、任务 设计并制作一个多功能数字示波器。二、要求 1、基本要求 （1）用12864等设备作为显示部分。 （2）采样频率为0-1MHz。 （3）具有直流测量功能和交流测量功能

24、。（4）能够显示规则标准被测信号波形（方波、正弦波、三角波） （5）测量电压范围为0-5V。 2、发挥部分 （1）进一步提高采样频率范围。（2）能够显示任意被测信号波形。 （3）可以显示所测信号的峰峰值。 （4）可以显示被测信号的频率。 （5）可以对两路信号进行同时测量并予以显示。三、说明1、可以使用51系列单片机或其他单片机作为处理器部分。2、制作成品需预留标准BNC座作为测试端口。3、使用单片机自带AD或外置AD均可。4、制作过程中必须使用独立器件搭接，禁止使用市面所售的模块、套件进行制作四、主要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2理论分析与程序框图各项功能与单片机

25、接口设计主体程序框图8电路与程序设计电路设计主程序内容4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4设计报告结构与规范性摘要设计报告正文的结构图表规范性2总分20基本要求完成（1）5完成（2）5完成（3）10完成（4）10总计30发挥部分完成（1）10完成（2）10完成（3）15完成（4）15总计50东北电力大学第十二届“长通杯”大学生电子设计竞赛试题L: 简易声光行为识别系统一、任务设计并制作一个具有识别简单声音节拍和光照的行为识别系统。二、要求智能家居环境中，系统应具备识别简单节拍声音和场景光照度的功能。基于以上问题，实现具有简易声光行为识别的系统。具体包括简单节拍声音（击掌）的识别和场景光照强度亮暗的识别，并将识别的信号转换成对应的信息显示出来。1.通过麦克风的声音采样，可以区别出击掌1声，2声等。2.通过对场景光照度的判别，实现对声音识别功能的使能，当场景光照强的情况，声音识别功能开启，开始对简单节拍声音进行判别，当场景光照弱的情况，表示