2013年南京信息工程大學(xué)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題

1、振蕩與測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)（A題）一、任務(wù)設(shè)計(jì)線圈振蕩電路，振蕩產(chǎn)生正弦波，正弦波通過(guò)波形整形電路產(chǎn)生方波，方波通過(guò)單片機(jī)（MCU）作脈沖計(jì)數(shù)，顯示計(jì)數(shù)頻率。當(dāng)有磁性球或金屬板靠近振蕩線圈時(shí)，振蕩電路產(chǎn)生的正弦波的頻率改變，單片機(jī)實(shí)時(shí)顯示變化頻率。二、要求1、基本要求：（1）線圈采用普通導(dǎo)線，線圈直徑為10cm左右；（2）振蕩頻率控制在10KHz100KHz；（3）用示波器觀察波形整形電路，當(dāng)磁性球或金屬板靠近線圈時(shí)，振蕩電路頻率明顯變化；2、發(fā)揮部分:用單片機(jī)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算頻率，顯示。顯示可采用液晶也可選擇LED。信號(hào)源的設(shè)計(jì)和制作(B題)一、任務(wù)在給定iv電源電壓條件下，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)正弦

2、波信號(hào)源。二、要求1、基本要求：(1) 輸出信號(hào)頻率：20Hz300kHz;(2) 信號(hào)幅度：負(fù)載50Q時(shí)，輸出電壓峰峰值為13V可調(diào)；(3) 信號(hào)源輸出電阻為50Q;(4) 顯示信號(hào)的頻率和幅度。2、發(fā)揮部分:(1) 提高信號(hào)的輸出頻率至1MHz;(2) 提高信號(hào)的輸出電壓峰峰值至110V可調(diào)(帶50Q負(fù)載)；(3) 自行擴(kuò)展信號(hào)源功能。程控增益直流放大器(C題)一、任務(wù)在溫度檢測(cè)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)、橋式電路中，輸出的電信號(hào)往往極其微弱，通常為毫伏級(jí)，而環(huán)境共模干擾的幅度往往大于被測(cè)電信號(hào)，放大微弱的電信號(hào)是直流放大器的最基本性能。設(shè)計(jì)一個(gè)直流放大器。輸入信號(hào)Vi取自橋式測(cè)量電路的輸出，如圖1。當(dāng)R

3、1=R2=R3=R4時(shí)，Vi=0。通過(guò)調(diào)節(jié)R4,產(chǎn)生直流電壓信號(hào)Vi,經(jīng)直流放大器放大后，輸出電壓Vo。圖1一、要求1、基本要求差模電壓放大倍數(shù)Avd=1250,可手動(dòng)調(diào)節(jié)；(1) 最大輸出電壓Vo為10V,非線性誤差105。2、發(fā)揮部分采用微控制器設(shè)計(jì)增益可調(diào)的直流放大器，數(shù)碼管或LCD顯示參數(shù)。(1) 可通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)差模電壓放大倍數(shù)Avd,調(diào)節(jié)范圍為1500,步進(jìn)W10;實(shí)時(shí)顯示差模電壓放大倍數(shù)；(2) 測(cè)量并顯示輸出電壓Vo電壓值。3、說(shuō)明放大器設(shè)計(jì)不能采用單片集成儀表放大器實(shí)現(xiàn)。多功能數(shù)字顯示頻率計(jì)(D題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)多功能數(shù)字顯示頻率計(jì)。一、要求1、基本要求(1) 測(cè)量頻率

4、信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V5V,頻率：1Hz1MHz,測(cè)試誤差：W0.1%;(2) 測(cè)量周期信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V5V,周期：1卩s1s,測(cè)試誤差:0.1%;(3) 測(cè)量脈沖寬度信號(hào)：脈沖波幅度：0.5V5V，脈沖寬度：100g,測(cè)試誤差：1%。2、發(fā)揮部分(1) 進(jìn)一步擴(kuò)大頻率測(cè)量范圍；(2) 測(cè)量并顯示周期脈沖信號(hào)的占空比：脈沖幅度：0.5V5V,脈沖頻率：1Hz1KHz,占空比范圍：10%90%,測(cè)試誤差：1%;(3) 在1Hz1MHz范圍內(nèi)及測(cè)試誤差0.1%的條件下，進(jìn)行小信號(hào)的頻率測(cè)量。水溫控制系統(tǒng)(E題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制對(duì)象為0.1升水，

5、容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定，并能實(shí)現(xiàn)1070度范圍內(nèi)對(duì)每一點(diǎn)溫度的自動(dòng)控制。并保持設(shè)定的溫度不變。一、要求1、基本要求(1) 可鍵盤設(shè)定控制溫度，并能用液晶顯示，顯示最小區(qū)分度0.1度(2) 可以測(cè)量并顯示水的實(shí)際溫度，溫度測(cè)量誤差在正負(fù)0.5度內(nèi)。(3) 水溫控制系統(tǒng)應(yīng)具有全量程內(nèi)(1070)的升溫、降溫功能，降溫用半導(dǎo)體制冷片、升溫用80w以內(nèi)電加熱器)(4) 在全量程內(nèi)任意設(shè)定一個(gè)溫度值(例如其實(shí)溫度正負(fù)15度內(nèi))，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)該給定溫度的恒溫自動(dòng)控制?？刂频淖畲髣?dòng)態(tài)誤差小于正負(fù)4度，靜態(tài)誤差小于1度，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間小于15分鐘。2、發(fā)揮部分(1) 當(dāng)設(shè)定溫度突變時(shí)，

6、溫度變化達(dá)到正負(fù)20度，系統(tǒng)要在8分鐘內(nèi)還原設(shè)定溫度，控制的最大動(dòng)態(tài)誤差小于正負(fù)2度。(2) 溫度控制的靜態(tài)誤差小于正負(fù)0.2度，在最小穩(wěn)態(tài)時(shí)間內(nèi)。(3) 在設(shè)定溫度突變時(shí)，溫度變化達(dá)到正負(fù)20度，用液晶顯示水溫水時(shí)間的變化實(shí)時(shí)曲線。三、說(shuō)明(1) 允許使用單片機(jī)小系統(tǒng)(2) 升溫降溫驅(qū)動(dòng)電路自行設(shè)計(jì)，不允許使用成品模塊。(3) 為了測(cè)試方便測(cè)量水溫時(shí)要求在容器內(nèi)自行給定一個(gè)位置，測(cè)試時(shí)放置玻璃水銀溫度計(jì)，作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。(4) 避免測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象，注意做好防護(hù)措施。一種簡(jiǎn)易圖形顯示裝置(F題)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)線陣LED圖文顯示裝置，裝置的示意圖如圖1所示。標(biāo)志桿線盼LED按鍵圖1線

7、陣LED圖文顯示裝置示意圖一、要求1. 基本要求(1) 制作一個(gè)由16只LED構(gòu)成的線狀點(diǎn)陣及其控制電路，安裝于可旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，在平臺(tái)的中心設(shè)置一個(gè)按鍵，用于功能的切換，電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)以合適速度旋轉(zhuǎn)。(2) 開(kāi)機(jī)時(shí)裝置完成顯示自檢，能對(duì)點(diǎn)陣中16只LED逐個(gè)點(diǎn)亮，每只LED顯示時(shí)間約為1秒，此時(shí)平臺(tái)不旋轉(zhuǎn)。(3) 以離按鍵最遠(yuǎn)的一個(gè)LED編號(hào)為16,離按鍵最近的一個(gè)LED編號(hào)為1,能通過(guò)按鍵切換，實(shí)現(xiàn)16個(gè)同心圓圖形中的偶數(shù)序號(hào)同心圓順序顯示(由大到小)和奇數(shù)序號(hào)同心圓逆序(由小到大)顯示。每個(gè)同心圓圖形均顯示時(shí)間為0.5秒左右。2. 發(fā)揮部分(1) 通過(guò)按鍵切換，顯示一個(gè)指針式秒表，該秒表以標(biāo)志桿為起始標(biāo)志，秒針隨時(shí)間動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)長(zhǎng)為601秒。(2) 其它。三、說(shuō)明（1）顯示裝置利用人眼視覺(jué)暫留的生理特性，通過(guò)LED在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)不同位置時(shí)，系統(tǒng)點(diǎn)亮相應(yīng)的LED，實(shí)現(xiàn)線陣LED在旋轉(zhuǎn)平面上構(gòu)成不同的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖案。為保證顯示時(shí)人眼看到的圖形穩(wěn)定清晰，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意LE