2013年南京信息工程大学电子设计竞赛试题

1、振荡与测量系统设计（A题）一、任务设计线圈振荡电路，振荡产生正弦波，正弦波通过波形整形电路产生方波，方波通过单片机（MCU）作脉冲计数，显示计数频率。当有磁性球或金属板靠近振荡线圈时，振荡电路产生的正弦波的频率改变，单片机实时显示变化频率。二、要求1、基本要求：（1）线圈采用普通导线，线圈直径为10cm左右；（2）振荡频率控制在10KHz100KHz；（3）用示波器观察波形整形电路，当磁性球或金属板靠近线圈时，振荡电路频率明显变化；2、发挥部分:用单片机对脉冲进行计数，并计算频率，显示。显示可采用液晶也可选择LED。信号源的设计和制作(B题)一、任务在给定iv电源电压条件下，设计并制作一个正弦

2、波信号源。二、要求1、基本要求：(1) 输出信号频率：20Hz300kHz;(2) 信号幅度：负载50Q时，输出电压峰峰值为13V可调；(3) 信号源输出电阻为50Q;(4) 显示信号的频率和幅度。2、发挥部分:(1) 提高信号的输出频率至1MHz;(2) 提高信号的输出电压峰峰值至110V可调(带50Q负载)；(3) 自行扩展信号源功能。程控增益直流放大器(C题)一、任务在温度检测、力学实验、桥式电路中，输出的电信号往往极其微弱，通常为毫伏级，而环境共模干扰的幅度往往大于被测电信号，放大微弱的电信号是直流放大器的最基本性能。设计一个直流放大器。输入信号Vi取自桥式测量电路的输出，如图1。当R

3、1=R2=R3=R4时，Vi=0。通过调节R4,产生直流电压信号Vi,经直流放大器放大后，输出电压Vo。图1一、要求1、基本要求差模电压放大倍数Avd=1250,可手动调节；(1) 最大输出电压Vo为10V,非线性误差105。2、发挥部分采用微控制器设计增益可调的直流放大器，数码管或LCD显示参数。(1) 可通过按键调节差模电压放大倍数Avd,调节范围为1500,步进W10;实时显示差模电压放大倍数；(2) 测量并显示输出电压Vo电压值。3、说明放大器设计不能采用单片集成仪表放大器实现。多功能数字显示频率计(D题)一、任务设计并制作一台多功能数字显示频率计。一、要求1、基本要求(1) 测量频率

4、信号：方波、正弦波幅度：0.5V5V,频率：1Hz1MHz,测试误差：W0.1%;(2) 测量周期信号：方波、正弦波幅度：0.5V5V,周期：1卩s1s,测试误差:0.1%;(3) 测量脉冲宽度信号：脉冲波幅度：0.5V5V，脉冲宽度：100g,测试误差：1%。2、发挥部分(1) 进一步扩大频率测量范围；(2) 测量并显示周期脉冲信号的占空比：脉冲幅度：0.5V5V,脉冲频率：1Hz1KHz,占空比范围：10%90%,测试误差：1%;(3) 在1Hz1MHz范围内及测试误差0.1%的条件下，进行小信号的频率测量。水温控制系统(E题)一、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为0.1升水，

5、容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内设定，并能实现1070度范围内对每一点温度的自动控制。并保持设定的温度不变。一、要求1、基本要求(1) 可键盘设定控制温度，并能用液晶显示，显示最小区分度0.1度(2) 可以测量并显示水的实际温度，温度测量误差在正负0.5度内。(3) 水温控制系统应具有全量程内(1070)的升温、降温功能，降温用半导体制冷片、升温用80w以内电加热器)(4) 在全量程内任意设定一个温度值(例如其实温度正负15度内)，控制系统可以实现该给定温度的恒温自动控制。控制的最大动态误差小于正负4度，静态误差小于1度，系统达到稳定时间小于15分钟。2、发挥部分(1) 当设定温度突变时，

6、温度变化达到正负20度，系统要在8分钟内还原设定温度，控制的最大动态误差小于正负2度。(2) 温度控制的静态误差小于正负0.2度，在最小稳态时间内。(3) 在设定温度突变时，温度变化达到正负20度，用液晶显示水温水时间的变化实时曲线。三、说明(1) 允许使用单片机小系统(2) 升温降温驱动电路自行设计，不允许使用成品模块。(3) 为了测试方便测量水温时要求在容器内自行给定一个位置，测试时放置玻璃水银温度计，作为标准温度计。(4) 避免测试过程中出现烧伤现象，注意做好防护措施。一种简易图形显示装置(F题)任务设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示。标志杆线盼LED按键图1线

7、阵LED图文显示装置示意图一、要求1. 基本要求(1) 制作一个由16只LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。(2) 开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。(3) 以离按键最远的一个LED编号为16,离按键最近的一个LED编号为1,能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示(由大到小)和奇数序号同心圆逆序(由小到大)显示。每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。2. 发挥部分(1) 通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为601秒。(2) 其它。三、说明（1）显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LE