山东省电子设计大赛.docx
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山东省电子设计大赛
A题多功能电子计价秤制作
一、任务
本题目最好采用广州周立功单片机发展有限公司赞助提供EasyARM2103主机板为主控器,设计并
制作一个多功能电子计价秤。
称重传感器及变换电路(0-2V)
其它功能
二、制作要求
1.基本部分:
(1)能用键盘设置单价,称重后能同时显示重量、单价和总额;
电子计价秤:
最大称重为15.000公斤,重量误差不大于±0.1%;
(2)具有数码显示,显示重量、单价、总额等信息。
a.重量显示为5位数码,单位为公斤,最大重量显示值为99.999公斤;
b.单价金额显示为5位数码,单位为元,最大单价金额显示值值为999.99元;
c.总价金额显示为6位数码,单位为元,最大总价金额显示值值为9999.99元,
总价金额误差不大于0.01元;
(3)具有去皮功能和总额累加计算功能;
(4)能预存10种商品的单价;可以随意调出使用
(5)测量并显示环境温度,温度测量误差不大于1℃;
(6)自制可以连续可调高稳定度0-2V直流电源,用于模拟称重传感器输出的称重信号源。
采用0-2V模拟0-20kg称重;
(7)制作工艺。
2.发挥部分:
(1)具有实时时钟显示并具有掉电保护,可显示日历时钟(年、月、日、时、分、秒);
(2)扩展高精度A/D转换器,提高电子计价秤测量精度,测量误差不大于±0.01%;
(3)采用称重传感器及相应信号处理电路与自制电子计价秤实测物品(1kg,5kg,10kg),重量测量误差小;称重数据稳定,数据稳定时间不小于2秒;
(4)能预存10种商品的名称(或代号)和商品的单价;能存储100组购物清单并显示,数据具有掉电保护,清单内容包括:
购货日期、收银员编号、商品名称、数量、单价、金额、本次购物总金额。
购物清单可以打印输出;
(5)商品名称可以中文输入和显示;
(6)其它特色发挥功能。
三、评分标准
项目
满分
设计报告
设计与总结报告:
方案比较、设计与论证,分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及误差分析。
50
实际制作
基本部分
完成第
(1)项
10
完成第
(2)项
5
完成第(3)项
10
完成第(4)项
5
完成第(5)项
10
完成第(6)项
5
完成第(7)项
5
实际制作
发挥部分
完成第
(1)项
5
完成第
(2)项
10
完成第(3)项
10
完成第(4)项
10
完成第(5)项
5
完成第(6)项
10
四、说明
1. 不采用中文显示和打印时,相关内容可采用代号、拼音或英文显示。
2. 测试基本要求功能时,使用自制可以连续可调高稳定度0-2V直流电源模拟称重传感器及相应变换电路的输出电压信号(0-2V)。
3. 测试发挥功能时,第(3)项需要配接称重传感器及相应变换电路实测物品重量。
4. 本科生需要完成所有项(基本要求7项,发挥部分6项,作品完成制作满分100分。
5. 专科生需要完成以下各项:
基本要求部分中
(1)、
(2)、(3)、(6)和(7)项,满分35分;发挥部分中
(1)、
(2)、(3)和(6)项,满分35分;
6. 专科生若完成基本要求部分中(4)和(5))项,发挥部分中(4)和(5)项,可获相应项目的加分。
B题单相电参数测量仪
一、任务
设计制作一台电子式电参数测量仪,该电参数测量仪能测量电压、电流、有功功率、功率因数、电量、频率等电参量。
二、要求
1.基本要求
(1)电压测量值取3位整数;
(2)电流测量范围为0--10A,保留2位小数;
(3)有功功率只取整数,功率因数和电量取2位小数,频率取1位小数;
(4)电压、电流、电量允许误差2%;
(5)上述各参数能实时显示;
(6)设计参数测量仪所用的电源。
2.发挥部分
(1)各参数允许误差0.5%;
(2)具有打印功能,可打印当前时间的电参数值和累计电能值;
(3)可设置大负载断电报警功能,大负载报警电流可任意设置;
(4)可实现预购置电能功能,当有剩余电量为10kwh时,测量仪将断电工作10秒以示报警;
(5)可实现分时计量电量功能,时段不少于8段;
(6)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,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
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
10
完成第(4)项
10
完成第(5)项
5
完成第(6)项
10
C题超低功耗电子温度计
一、 任务:
设计一个电子温度计,能够通过温度传感器测量并显示被测量点的温度。
原理方框图如下:
图片1
二、 设计要求:
1.
(1) 检测温度范围10~30℃,分辨率1℃;
(2) 正确显示温度
(3) 整机静态功耗小于5微安(关闭LCD显示,时钟正常运行)
(4) 按键唤醒显示
2. 发挥部分:
(1) 温度控制功能(能够演示出控制功能的存在)
(2) 显示时分秒的时钟功能(能够正常切换和显示)
(3) 其他功能
三、 评分标准
项目
基本要求
检测温度范围10~30℃,分辨率1℃
15分
正确显示温度
15分
静态功耗小于3微安
10分
按键唤醒功能
10分
发挥部分
每显著的增加一项功能或性能加10分,直到满分为止。
增加的部分不局限于“发挥部分”的规定。
50分
四、 说明
1. 显示驱动可以根据自己的实际性况确定,但要注意低功耗的问题;
2. 不局限于上面的原理方框图,但必须包括上面的部分。
3. 允许选择容量大的单片机,或使用多个单片机。
4. 发挥部分“控制功能”的输出控制部分不应对控制功能产生明显的干扰。
D题函数信号发生器
一、任务
设计并制作一台函数信号发生器,使之能产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号,其系统框图如图1所示。
图1函数信号发生器方框图
二、要求
1.基本要求
(1)函数信号发生器能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波四种周期性波形;
(2)输出信号频率在100Hz~100kHz范围内可调,输出信号频率稳定度优于10-3;
(3)在1k负载条件下,输出信号的电压峰-峰值Vopp在0~5V范围内可调;
(4)可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值;
(5)输出信号波形无明显失真;
(6)自制稳压电源。
2.发挥部分
(1)将输出信号频率范围扩展为1Hz~1MHz,输出信号频率可分段调节:
在1Hz~1kHz范围内步进间隔为1Hz;在1kHz~1MHz范围内步进间隔为100Hz。
频率值可通过键盘进行设置;
(2)在50负载条件下,输出信号的电压峰-峰值Vopp在0~5V范围内可调,调节步进间隔为0.1V,输出信号的电压值可通过键盘进行设置;
(3)可显示输出信号的波形;
(4)其他。
三、说明
(1)设计制作中不能够采用DDS芯片。
(2)设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。
四、评分标准
项目
满分
设计
报告
系统方案
10
理论分析与计算
10
电路与程序设计(最好用Multisim软件)
20
测试方案与测试结果
5
设计报告结构及规范性
5
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
20
完成第
(2)项
10
完成第(3)项
15
其他
5
总分
50
E题简易数控充电电源
一、任务
设计并制作简易数控充电电源。
输入交流200~240V,50Hz;输出:
当负载电压小于10V时为恒流充电状态,当负载电压为10V时为恒压充电状态。
其原理示意图如下所示。
二、要求
1、基本要求
(1)输出恒流时:
电流100mA(慢充)和200mA(快充)可设置;改变负载电阻,要求输出电流变化的绝对值≤5mA;纹波电流≤2mA。
(2)输出恒压时,改变负载电阻,输出电压波动小于0.5V;输出纹波电压小于20mV。
(3)具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
2、发挥部分
(1)输出恒流时:
改变负载电阻,要求输出电流变化的绝对值≤3mA;纹波电流≤1mA。
(2)输出恒压时:
改变负载电阻,输出电压波动小于0.2V;输出纹波电压小于10mV。
(3)具有过热(≥60°)保护功能,降温后自动恢复工作。
(4)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,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
实际完成情况
50
发挥部分
完成第
(1)项
15
完成第
(2)项
15
完成第(3)项
15
其他
5
四、说明
1、需留出输出电流和电压测量端子;能演示过热(≥60°)保护功能。
2、输出电流可用高精度电流表测量;如果没有高精度电流表,可在采样电阻上测量电压换算成电流;
3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压,换算成纹波电流。
F题简易多功能计数器
一、任务
设计制作一个简易多功能计数器。
该计数器能够接收函数信号发生器产生的信号,实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能。
二、要求
1.基本要求
(1)具有能够周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能;
(2)可以用键盘选择上述三种功能之一;
(3)周期、时间间隔测量:
0.1mS~1S,误差≤1%;
(4)频率测量:
1Hz~200kHz,误差≤1%;
(5)能够显示至少6位数码;
(6)自制计数器的电源。
2.发挥部分
(1)周期、时间间隔测量:
1µS~10S,误差≤0.1%;
(2)频率测量:
0.01Hz~10MHz,误差≤0.1%;
(3)可以记忆10个测量的历史数据,且能够随时查看;
(4)实现语音报数功能;
(5)能够显示被测信号的峰值;
(6)其它(如温度、时间等功能)。
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,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
实际制作完成情况
50
发
挥
部
分
完成第
(1)项
15
完成第
(2)项
10
完成第(3)项
5
完成第(4)项
10
完成第(5)项
5
完成第(6)项
5
专科要求:
专科不要求测量时间间隔。
基本要求部分满分41分,发挥部分满分43分。
G题智能救援车
一、任务
设计制作一个智能小车,该小车能按照要求自动运行,通过一个建筑物中曲折的道路,并完成规定的动作。
设矩形建筑物有两个门A、B,门宽24厘米,建筑物的墙壁是10厘米高(或与小车高度相同)、2厘米厚的矮墙,建筑物内无引导轨迹(见图示)。
二、要求
1.基本要求
(1)要求智能小车从A门进入并开始自动计时,从B门出来,在行进过程中,能自动选择适当的路径,避开墙壁,找到通路,三分钟之内到达B门;
(2)到达B门,停5秒,小车自动计时并数字显示AB段所用的时间,并声光报警;
2.发挥部分:
(1) 自B门外,循弧形引导轨迹BC前进(引导轨迹为2厘米宽);
(2) 途中检测到铁片D(铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置)时停车3秒,并声光报警;
(3) 要求小车拾起铁片D,继续沿引导轨迹前进;
(4) 到达C点;
(5) 在C点处,放下铁片D并停止前进。
声光显示救援结束,并停止计时,分别显示BD、DC段所用的时间。
铁片为直径2厘米的圆形薄片。
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,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
实际制作完成情况
50
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