電子設(shè)計(jì)大賽第一階段題目

1、11級題目（注：12級可以選作）題目一 模擬路燈控制系統(tǒng)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一套模擬路燈控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，路燈布置如圖2所示。圖1 路燈控制系統(tǒng)示意圖圖2 路燈布置示意圖（單位：cm）二、要求1基本要求（1）支路控制器有時(shí)鐘功能，能設(shè)定、顯示開關(guān)燈時(shí)間，并控制整條支路按時(shí)開燈和關(guān)燈。（2）支路控制器應(yīng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開燈和關(guān)燈。（3）支路控制器應(yīng)能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)可移動(dòng)物體M（在物體前端標(biāo)出定位點(diǎn)，由定位點(diǎn)確定物體位置）由左至右到達(dá)S點(diǎn)時(shí)（見圖2），燈1亮；當(dāng)物體M到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，燈1滅，燈2亮；若物體M由右至左移動(dòng)時(shí)，則亮燈次序與上相反。（4）支路控制器能分

2、別獨(dú)立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時(shí)間。（5）當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)（燈不亮），支路控制器應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警信號，并顯示有故障路燈的地址編號。三、說明1光源采用1 W的LED燈，LED的類型不作限定。二、任意波形發(fā)生器 一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)任意波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波，通過一定的通信方式將用戶編輯的任意形狀波形數(shù)據(jù)從PC機(jī)傳輸至微控制器，并從波形生成電路輸出所需的波形。波形發(fā)生器能夠在一定范圍內(nèi)保證恒壓輸出。系統(tǒng)框圖如圖1所示PC機(jī)二、要求1基本要求（1）波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波三種周期性信號。（2）輸出波形的頻率范圍為100Hz50kHz（非正弦波頻率按10次諧波計(jì)算

3、）；重復(fù)頻率可調(diào)，頻率步進(jìn)間隔100Hz。（3）在5K負(fù)載條件下,輸出波形幅度范圍05V（峰-峰值），可按步進(jìn)0.1V（峰-峰值）調(diào)整。（4）顯示輸出波形的類型、重復(fù)頻率（周期）和幅度的功能。 (5)具有掉電波形存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置。三、自動(dòng)尋跡小車通過測試，智能小車能按任意設(shè)定路線行駛，能實(shí)現(xiàn)以下功能：（1） 沿著直線軌跡行使。（2） 沿著S型設(shè)定軌跡行使。（3） 沿著任何設(shè)置的軌跡行使。（4） 小車行使到達(dá)軌跡終點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)停留5秒并發(fā)出聲光報(bào)警之后自動(dòng)尋跡倒回行使到起點(diǎn)。（5） 沿軌跡行使過程中，檢測到障礙物時(shí)，自動(dòng)停止5s，并發(fā)出聲光報(bào)警“請注意倒車”。四 簡易電阻

4、、電容和電感測試儀一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的電阻、電容和電感參數(shù)測試儀，示意框圖如下：二、要求1基本要求 （1）測量范圍：電阻1001M；電容100pF10000pF；電感100H10mH。 （2）測量精度：±5% 。 （3）制作4位數(shù)碼管或液晶顯示器，顯示測量數(shù)值，并用發(fā)光二極管分別指示所測元件的類型。2發(fā)揮部分 （1）擴(kuò)大測量范圍。 （2）提高測量精度。（3）測量量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換（4）其它五 實(shí)用低頻功率放大器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作具有弱信號放大能力的低頻功率放大器。其原理示意圖如下：二、要求1基本要求（1）在放大通道的正弦信號輸入電壓幅度為（5700）mV，等效負(fù)載電阻RL為8下

5、，放大通道應(yīng)滿足： 額定輸出功率POR8W； 帶寬BW（10010000）Hz；在POR下的效率50%； 在前置放大級輸入端交流短接到地時(shí)，RL=8上的交流聲功率20mW。（2）自行設(shè)計(jì)并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。2發(fā)揮部分（1）放大器的時(shí)間響應(yīng) 方波產(chǎn)生：由外供正弦信號源經(jīng)變換電路產(chǎn)生正、負(fù)極性的對稱方波：頻率為1000Hz、峰-峰值電壓為200mVpp。用上述方波激勵(lì)放大通道時(shí)，在RL=8下，放大通道應(yīng)滿足： 額定輸出功率POR10W；帶寬BW（10010000）Hz；（2）放大通道性能指標(biāo)的提高和實(shí)用功能的擴(kuò)展（例如提高效率、減小非線性失真等）。六 簡易電阻、電容和電感測試儀一、

6、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的電阻、電容和電感參數(shù)測試儀，示意框圖如下：二、要求1基本要求 （1）測量范圍：電阻1001M；電容100pF10000pF；電感100H10mH。 （2）測量精度：±5% 。 （3）制作4位數(shù)碼管或液晶顯示器，顯示測量數(shù)值，并用發(fā)光二極管分別指示所測元件的類型。2發(fā)揮部分 （1）擴(kuò)大測量范圍。 （2）提高測量精度。（3）測量量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換（4）其它七 簡易數(shù)字頻率計(jì)一、任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡易頻率計(jì)。二、要求1基本要求（1）頻率測量a測量范圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V5V；頻率：500Hz300KHzb測量誤差1%（2）周期測量a測量范圍

7、 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V5V；頻率：500Hz300KHzb測量誤差1%。（3）顯示 用液晶顯示測量的信號種類、幅度及頻率。2發(fā)揮部分（1）擴(kuò)展頻率測量范圍為50Hz1MHz（信號幅度0.5V5V），測量誤差降低為0.5%.（2）在50Hz1MHz范圍內(nèi)及測量誤差1%的條件下，進(jìn)行小信號的頻率測量，提出并實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。12級題目（注：11級不可以選做）題目一 555簡易電子琴一、 電路原理圖二、 作品說明由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，R1，R2和C是外接定時(shí)元件，電路中將高電平觸發(fā)端（6腳） 和低電平觸發(fā)端（2腳）并接后接到R10和C3的連接處，將放電端（7腳）接到R10，R

8、1R8的連接處。由于接通電源瞬間，電容C3來不及充電，電容器兩端電壓Uc為低電平，小于（1/3）Vcc，故高電平觸發(fā) 端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出Uo為高電平，放電管VT截止。這時(shí)，電源經(jīng)R10，R1R8對電容C3充電，使 電壓Uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Uc上升到（2/3）Vcc時(shí)，輸出Uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間TPH的長短與電容的充電時(shí)間有關(guān) 。充電時(shí)間常數(shù)T充=（R10R1R8）C3。由于放電管VT導(dǎo)通，電容C3通過電阻R1R8和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時(shí)間TPL的長短與電 容的

9、放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)T放R2C0隨著C的放電，Uc下降，當(dāng)Uc下降到（1/3）Vcc時(shí)，輸出Uo。 為高電平，放電管VT截止，Vcc再次對電容C3充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電 路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，Uc電壓總是在（1/32/3）Vcc 之間變化。三、四、 元器件清單元件數(shù)量規(guī)格備注IC1555芯片R11148K電阻R21121K電阻R3195K電阻R4186K電阻R5166K電阻R6148K電阻R7132K電阻R8125K電阻R10150K電阻C114.7uF電容C2110nF電容C3122nF電容J1,J22排針SW8

10、按鈕開關(guān)1喇叭注：J2是用來接喇叭用的，如果用蜂鳴器，可以用蜂鳴器代替J2題目二： 簡易閃爍燈一、 電路原理圖 二、 原件清單：470歐姆電阻5個(gè)、22K電阻5個(gè)、LED 5個(gè)、9014三極管5個(gè)、 22uf電容6個(gè)三、 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）布線-20分 （2）焊接-20分 （3）實(shí)際完成情況-20分 （4）對元器件的認(rèn)識(shí)-40分四、 說明：圖中6V電源用排針代替，三極管BC547用9014三極管代替。 對元器件的認(rèn)識(shí)包括：色環(huán)電阻的讀數(shù)、圖中電容的作用 及三極管的開關(guān)作用等。 相關(guān)知識(shí)大家可以通過書籍或者網(wǎng)絡(luò)來了解，建議自學(xué)為主（當(dāng)然真的不懂的時(shí)候可以問學(xué)長）。五、 注意右下角那根斷線是上下相連

11、，但不與6V負(fù)極相連 題目三：自制小手電筒一、 功能描述使用三端穩(wěn)壓器LM317制作一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓小電源，電源可以供給以后的小板子一個(gè)穩(wěn)定的可調(diào)直流電壓。然后使用lc震蕩原理以及經(jīng)體三極管放大原理做成的小手電筒，LM317模塊可以供給5到8個(gè)小LED供電，實(shí)測2v電壓時(shí)電流為0.12A,可以說使用兩節(jié)小電池就可以給它供電了。特點(diǎn)1. 電源電壓可調(diào)并且可以接直流電源也可接交流電源，實(shí)用性強(qiáng)。2. 小手電亮度較大，使用兩節(jié)電池供電時(shí)可以輕松的照亮一些近距離的物體。3. LED手電的數(shù)量為5到8個(gè)，可以設(shè)計(jì)成自己喜歡的圖形送給別人哦！二、 電路原理圖三、 電路/芯片/工作原理說明以上是LM317穩(wěn)壓模

12、塊的原理圖，該電路圖結(jié)構(gòu)簡單，而且十分容易做成功大家不要擔(dān)心不能夠做出來，只要你有耐心就一定能夠做出來。注意了，由于成本問題，大家不必購買變壓器，感興趣的可以在以后的過程中購買一個(gè)220轉(zhuǎn)12V的變壓器玩玩。至于調(diào)試只需在J1加上12V的直流電壓，接上地然后再測量輸出端J2的電壓能不能夠在調(diào)整R3時(shí)候也跟著調(diào)整就可以了。（J5是交流電壓供給時(shí)使用的。）注意了有紅色箭頭標(biāo)記的是要自己加上手工節(jié)點(diǎn)的地方！四、 元件清單元件數(shù)量三端穩(wěn)壓器LM3171電阻20013.6K15K（精調(diào)電阻）1電解電容100UF 25V11000UF 25V1瓷片電容104（也就是10*10e4 pf）1二極管1N400

13、76排針1排發(fā)光二極管（LED）1個(gè)五、 以下是手電筒的原理圖 1.注意了有紅色箭頭標(biāo)記的是要自己加上手工節(jié)點(diǎn)的地方！ 2.小手電的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)為5到8個(gè)，做的越多越好哦！題目四：光控流水燈一、 任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)光控流水燈。二、電路原理圖三、電路/芯片/工作原理說明1. 由兩個(gè)NPN（8050）三極管T1，T2組成自激多諧振蕩器，R3,R4是T1，T2的集電極負(fù)載電阻，電阻R1,R2分別給T1，T2加以正向偏壓。兩個(gè)三極管T1，T2經(jīng)過兩個(gè)電容C1,C2進(jìn)行交流耦合。通電后，電容C1,C2交替充放電，使T1，T2輪流導(dǎo)通和截止，從T2集電極輸出一定頻率和一定脈沖寬度的方波。2. 方波從CD4017的14腳（時(shí)鐘輸入腳）輸入，給予連續(xù)不斷的時(shí)鐘信號使發(fā)光二極管依次不斷閃爍。R5是光敏電阻，入射光越強(qiáng)電阻越小，反之越大。通過光照可以改變輸出方波的頻率，從而使LED的閃爍速度改變。3. 工作時(shí)序由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時(shí)，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)。四、 注意事項(xiàng)4. 電阻色