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博客

大学生电子设计大赛总结报告

已有 1273 次阅读2011-7-17 12:35

       大学生电子设计大赛(资料信息查询)总结报告

    电子大三要求的参赛队是三个人一组,如果要想取得成功,只靠一个人的单打独斗,希望是非常渺茫的,所以,解决团队合作问题应该是最重要的,选好团队后首先要确定团队核心人物。大家一定都能想得到,一旦进入备战阶段,组员间的探讨是必然的,各抒己见固然好,但往往也比较容易起争执。这时如果有个核心人物,他的话在非常时期大家必须绝对服从,他说了算。另外要想获得成功,就必须认清自己团队的优势,充分调用组员中的优势资源,比如:某个组员在编程方面有优势,那么就应该合理分配编程工作给他,这样大家分工也就相对明确了,也都能充分发挥自己的所长,将团对协作的力量发挥到最大。

既然参加的是全国大学生电子设计大赛,所以打好根基是很重要的,主要的方面有链接常用电路,如高增益放大电路,跟随电路,滤波电路的设计,学习相关的电子制图软件,会画原理图,并会PCB制版。在平常的准备期间要学会用万用板焊接电路或者用三氯化铁腐蚀电路。在正式比赛之前,还要和团队一起在4天内练习做一个完整的电子系统,最重要的是练习联机调试工作,以为做好各个模块相对比较容易,但是联机调试往往就不是很顺利了,这也是大部分参赛队失败的主要原因。

暑假准备期间还要做一些基本的模块,这要在真正参加比赛的时候,才不会手忙脚乱,做到游刃有余,这些模块,如LED,LCD子电路,子程序。AD,DA电路,搞控制的得选好步进电机的型号,驱动电路,驱动程序,无线电类的要了解可能用到的通信协议(如UWBZigbeeRFID和蓝牙)及通信模块。根据网上的介绍,参赛队获胜的一个重要原因是绝对的自信和良好的心态,如果我们把各个模块都做好并且报定必胜的决心,相信现实也不会让我们失望的。

通过对电子竞赛信息的查询,可以看出,每年的竞赛试题都有很多相似的地方,控制类的如简单的工业控制、小车;传统题目如数据调理、数据采集,无线传输系统;电源设计;简单仪器、仪表设计(每年必要一题)2005年的简易频谱分析仪,2003年的简易逻辑分析器。所以我们应该慎重选择发挥自己的强项(作为计通系的学生,感觉在控制,编程方面应该比较好一点,但自己还是对电路搭建比较感兴趣)。从对往届电子设计大赛的总结,题目大概可以分为7类,即:

1)电源类:简易数控直流电源,直流稳压电源

2)信号源类:实用信号源的设计和制作,波形发生器,电压控制LC振荡器(A题);

3)高频无线电类:简易无线电遥控系统,调幅广播收音机,短波调频接收机,调频收音机,

4)放大器类:实用低频功率放大器,高效率音频功率放大器,宽带放大器(B)

5)仪器仪表类:简易电阻、电容和电感测试仪,简易数字频率计,频率特性测试仪,数字式工频有效值多用表,简易数字存储示波器,低频数字式相位测量仪(C题,简易逻辑分析仪(D题,

6)数据采集与处理类:多路数据采集系统,数字化语音存储与回放系统,数据采集与传输系统。

7)控制类:水温控制系统,自动往返电动小汽车,简易智能电动车(E题,液体点滴速度监控装置(F)

试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。涉及到的电子信息类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等;实践性教学环节有:电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等;可选用的器件有:晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等;设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具,如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、 单片机编程器等。

题目分析:

一、电源类题目分析

电源类题目有简易数控直流电源(1994年)和直流稳压电源(1997年)、数控直流电流源(F2005年) 、开关稳压电源(E2007年)、电能收集充电器2009年、A--光伏并网发电模拟装置2009年  。

简易数控直流电源(第一届,1994年)要求设计制作一个输出电压数控可调直流稳压电源。涉及到的基础知识与制作能力包含:交流电源降压和整流,直流电压稳压和调节,单片机,数字显示与控制等。直流稳压电源(第三届,1997年)要求设计制作一个交流变换为直流的稳定电源。涉及到的基础知识与制作能力包含:交流电源降压和整流,直流电压稳压和调节,恒流电流源,DC-DC变换器,单片机,数字显示与控制等。

二、信号源类题目分析
信号源类有实用信号源的设计和制作(1995年)、波形发生器(2001年)和电压控制LC振荡器(2003年) 正弦信号发生器(A题) 2005年、音频信号分析仪(A2007年) 。

实用信号源的设计和制作(第二届,1995年)要求设计制作一个正弦波和脉冲波信号源,频率范围20Hz20kHz,低频信号源。涉及到的基础知识与制作能力包含:RC振荡器,脉冲振荡器,数字可调电位器,单片机,数字显示与控制等。

波形发生器(第五届,2001年)要求设计制作一个能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形的波形发生器,频率范围100Hz20kHz,低频信号源。涉及到的基础知识与制作能力包含:单片机或者可编程逻辑器件,存储器,数字显示与控制,滤波器等。

电压控制LC振荡器(第六届,2003年)要求设计制作一个电压控制LC振荡器,频率范围15MHz35MHz,高频信号源。涉及到的基础知识与制作能力包含:单片机或者可编程逻辑器件,PLLLC振荡器,数字显示与控制,滤波器,高频功率放大器等。

三、放大器类题目分析

       放大器类的题目有实用低频功率放大器(1995年)、测量放大器(1999年)、高效率音频功率放大器(2001年)和宽带放大器(2003年)。集成运放参数测试仪(B2005年)、宽带直流放大器(C2009年)数字幅频均衡的功率放大器 2009年 

实用低频功率放大器(第二届,1995年)要求设计制作一个具有弱信号放大能力的低频功率放大器,额定输出功率POR10W,带宽BW≥(5010000Hz。涉及到的基础知识包含有:电源整流和稳压,方波信号发生器,低频功率放大器等。

测量放大器(第四届,1999年)要求设计制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。差模电压放大倍数 AVD1500。涉及到的基础知识包含有:电源整流和稳压,信号变换放大器,测量放大器等。

高效率音频功率放大器(第五届,2001年)要求设计制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置,3dB通频带为300Hz3400Hz,最大不失真输出功率≥1W。涉及到的基础知识包含有:电源整流和稳压,音频功率放大器等。

宽带放大器(第六届,2003年)要求设计并制作一个3dB通频带10kHz6MHz,最大增益≥40dB的宽带放大器。涉及到的基础知识包含有:电源整流和稳压,AGC,宽带放大器等。

四、无线电类题目分析

    无线电类题目有简易无线电遥控系统(1995年)、调幅广播收音机(1997年)、短波调频接收机(1999年)和调频收音机(2001年)。单工无线呼叫系统(D2005年)、无线识别装置(B2007年)无线环境监测模拟装置 2009年  

    简易无线电遥控系统(第二届,1995年)要求设计制作一个无线电遥控发射机和接收机,频率范围610MHz。涉及到的基础知识包含有:无线电发射与接收,编码与解码,单片机,数字显示等。

    调幅广播收音机(第三届,1997年)要求设计制作一个中波广播收音机,接收频率范围540kHz1600kHz,材料由SONY公司提供。涉及到的基础知识包含有:无线电调幅接收,变容二极管控制,单片机,数字显示等。

    短波调频接收机(第四届,1999年)接收频率范围:8MHz10MHz。涉及到的基础知识包含有:无线电调频接收,变容二极管控制,单片机,数字显示等。

调频收音机(第五届,2001年)用SONY公司提供的FM/AM收音机集成芯片CXA1019和锁相频率合成调谐集成芯片BU2614,制作一台调频收音机接收FM信号频率范围88MHz108MHz。涉及到的基础知识包含有:无线电调频接收,PLL,变容二极管控制,单片机,数字显示等。

五、仪器仪表类题目分析

    仪器仪表类有简易电阻、电容和电感测试仪(第二届,1995年)、简易数字频率计(第三届,1997年)、频率特性测试仪(第四届,1999年)、数字式工频有效值多用表(第四届,1999年)、简易数字存储示波器(第五届,2001年)、低频数字式相位测量仪(第六届,2003年),简易逻辑分析仪(第六届,2003年)。简易频谱分析仪(C2005年) 、数字示波器(C2007年)程控滤波器(D2007年)

    简易电阻、电容和电感测试仪(第二届,1995年)要求设计制作一个测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF10000pF;电感100μH10mH),测量精度:±5%的电阻、电容和电感测试仪。涉及到的基础知识包含有:电阻、电容和电感参数变换,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    简易数字频率计(第三届,1997年)要求设计制作一个测量范围 信号:方波、正弦波;幅度:0.5V5V;频率:1Hz1MHz;测量误差≤0.1%数字频率计。涉及到的基础知识包含有:信号变换与检测,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    频率特性测试仪(第四届,1999年)要求设计制作一个频率范围100Hz100kHz;频率步进:10Hz;频率稳定度:10-4;测量精度:5% ;能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量的频率特性测试仪。涉及到的基础知识包含有:信号变换与检测,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    数字式工频有效值多用表(第四届,1999年)要求设计制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为50±1Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。涉及到的基础知识包含有:电压电流变换与检测,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    简易数字存储示波器(第五届,2001年)要求设计制作一个一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器,频率范围为DC50kHz,误差≤5%。涉及到的基础知识包含有:A/DD/A变换,单片机或者可编程逻辑器件,存储器,数字显示等。

    低频数字式相位测量仪(第六届,2003年)要求设计制作一个低频相位测量系统,包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分。频率范围:20Hz20kHz,相位测量绝对误差≤2°。涉及到的基础知识包含有:相位检测,A/DD/A变换,单片机或者可编程逻辑器件,存储器,RC移相网络,数字显示等。

简易逻辑分析仪(第六届,2003年)要求设计制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪,能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列,输出信号为TTL电平,序列时钟频率为100Hz,并能够重复输出。涉及到的基础知识包含有:单片机或者可编程逻辑器件,存储器,数字显示等。

六、数据采集与处理类题目分析
    数据采集与处理类题目有多路数据采集系统(第一届,1994年),数字化语音存储与回放系统(第四届,1999年),数据采集与传输系统(第五届,2001年)声音导引系统 2009年。

多路数据采集系统(第一届,1994年)要求设计制作一个八路数据采集系统,对50米以外的各路数据,通过串行传输线进行采集和显示。涉及到的基础知识包含有: A/D变换,单片机或者可编程逻辑器件,存储器,数字显示等。

数字化语音存储与回放系统(第四届,1999年)要求设计制作一个数字化语音存储与回放系统。通带为300Hz3.4kHz ADC采样频率f s8kHz,字长=8位;DAC:变换频率f c8kHz,字长=8位;语音存储时间≥10秒。涉及到的基础知识包含有: A/DD/A变换、单片机或者可编程逻辑器件、存储器和数字显示等。

数据采集与传输系统(第五届,2001年)设计制作一个用于8路模拟信号采集与单向传输系统,被测电压为805V分别可调的直流电压。采用8A/D变换器。涉及到的基础知识包含有: A/D变换、噪声模拟发生器、调制与解调、单片机或者可编程逻辑器件、存储器和数字显示等。

七、控制类题目分析

    控制类题目有水温控制系统(1997年)、自动往返电动小汽车(2001年)、简易智能电动车(2003年)、液体点滴速度监控装置(第六届,2003年)。 电动车跷跷板(F2007年)、悬挂运动控制系统(E2005年)。

    水温控制系统(1997年)控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变。温度设定范围为4090℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。涉及到的基础知识包含有:温度检测电路,加热器控制电路,A/DD/A变换,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    自动往返电动小汽车(2001年)设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线),到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线(允许倒车返回)。到达终点线和返回起跑线时,停车位置离起跑线和终点线偏差应最小。在限速区,车辆往返均要求以低速通过,通过时间不得少于8秒。涉及到的基础知识包含有:光电检测电路,电机控制电路,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

简易智能电动车(2003年)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达B点。在“直道区”电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达C点。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片,要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,停车期间发出断续的声光信息。电动车在光源的引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。涉及到的基础知识包含有:光电、金属、超声波检测电路,电机控制电路,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

    液体点滴速度监控装置(2003年)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。通过改变高度h2控制点滴速度;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20~150(/),控制误差范围为设定值10%1滴。当高度h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。涉及到的基础知识包含有:光电检测电路,步进电机控制电路,单片机或者可编程逻辑器件,数字显示等。

此外,印制电路板的设计与制作也是非常重要的。

印刷电路板设计是电子设计制作中很关键的一步。印制电路板的设计软件目前主要有altium designerProtel99se等。

    基本设计步骤:

①设计好电路原理图;

②根据所设计的原理图准备好所需要的元器件;

③根据实物给原理图中的元器件制作或调用封装形式;

④形成网络表连接文件;

⑤在PCB设计环境下,规划电路板的大小、板层数量等;

⑥调用网络表连接文件,并布局元器件的位置(自动加手工布局);

⑦设置好自动布线规则,并自动布线;

⑧形成第二个网络表连接文件,并比较两个网络表文件,若相同则说明没有问题,否则要查找原因;

⑨手工布线并优化处理

⑩输出PCB文件并制版。

在了解这些信息之后,接下来是要进行单元电路的设计与制作(将做成每周计划)。

                                                     


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

发表评论 评论 (1 个评论)

回复 zhangxu9857 2011-7-18 13:56
电子设计大赛越来越变味了

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