通用组培训选拔题目.docx
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通用组培训选拔题目
2009年物理与信息工程学院电子设计竞赛通用组培训选拔题目
第一题可控脉冲电源
1.任务
设计并制作一台可控脉冲电源
2.要求
（1）基本要求
1）缓启动0-3分钟可设定，斜坡启动。
2）输入：
220VAC±10%，50Hz，输出矩形脉冲波形，输出：
DC0-60V，0-2A
波形如图所示
其中：
V1在0-60V、V2在0-50V内可任意设定；高电平维持时间0.1-9S、低电平维持时间0.1-9S可任意设定。
3）电压精度：
≤±10%，纹波电压：
△VP-P≤1%
4）具有电压、电流显示功能
5）具有漏电、过载保护功能。
6）可在0-20min内任意设定声光报警信号
（2）发挥部分
1）可以动态显示时间-电压、时间-电流曲线。
2）可在恒压、恒流两种输出方式间切换
3）单、双极性据需要可任意切换，正、负向高、低脉冲个数可以任意单独组合调定
第二题双路输出直流稳压电源
1．任务
设计并制作两路输出的直流稳压电源：
前一路为线性稳压电源，后一路为开关稳压电源。
2.要求
（1）基本要求
1）线性稳压电源
稳压电源在输入电压220V、50HZ、电压变化范围+15％～-20％条件下：
a.输出电压为+15V；
b.最大输出电流为1A
c.电压调整率不大于0.5％，负载调整率不大于2％；
d.最高输入电压、满载时的输出纹波电压不大于10mV
2）开关稳压电源
DC-DC变换器，在输入电压+12V～+18V条件下：
a.输出电压为+36V；
b.最大输出电流为300mA；
c.电压调整率不大于1.5％，负载调整率不大于3％；
d.最高输入电压、满载时的输出纹波电压不大于1.2V
（2）发挥部分
（1）具有过流及短路保护功能；
（2）具有声光报警功能；
（3）输出电压在LED数码管上准确显示，精确到小数点后2位；
（4）线性稳压电源输出电压可调，可调范围为+12V～+18V。
三、说明
1.电压调整率（相对稳压系数）：
定义为输出电压相对变化率
与输入电压相对变化率
的比值，即电压调整率为：
2.负载调整率（电流调整率）：
输出电流IO在允许使用的最大范围内变化时，引起输出电压UO的最大变化量
与标称电压UO的比值，即负载调整率为：
第三题16灰阶点阵电子显示屏制作
1.任务
设计并制作一台简易LED电子显示屏，16行*16列*16灰阶点阵显示，
原理示意图如下：
PC机
LED灰阶电子显示屏原理框图
2.要求
（1）基本要求：
设计并制作LED电子显示屏和控制器。
1）自制一台简易16行*16列*16灰阶点阵显示的LED电子显示屏；
2）自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，显示屏显示16灰阶图像（可以是渐变灰阶条纹）、数字和字母亮度适中，应无闪烁。
3）显示屏通过按键切换显示图像、数字和字母；
4）显示屏能显示3组特定图像、数字或者英文字母组成的句子，通过按键切换显示内容；
5）能显示2组特定汉字组成的句子，通过按键切换显示内容。
（2）发挥部分：
1）自制一台简易16行*32列*256灰阶点阵显示的LED电子显示屏；
2）LED显示屏亮度连续可调。
3）实现信息的左右滚屏显示，预存信息的定时循环显示；
4）实现实时时间的显示，显示屏数字显示：
时∶分∶秒（例如18∶38∶59）；
5）增大到10组（每组汉字8个或16个数字和字符）预存信息，信息具有掉电保护；
6）实现和PC机通讯，通过PC机串口直接对显示信息进行更新（须做PC机客户程序）；
7）其他发挥功能。
3.说明
（1）显示格式和显示信息可以自定义。
（2）电子显示屏LED显示灯只允许使用8*8LED点阵显示模块。
（3）显示屏的显示控制方案和控制器的选择方案任选。
（4）不允许使用LED集成驱动模块和集成灰阶产生模块，可用CPLD或FPGA。
第四题信号发生器
一、任务
设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图所示。
信号发生器系统框图
二、要求
1．基本要求
（1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；
（2）输出信号频率在100Hz～1MHz范围内可调,输出信号频率稳定度优于10-5；
（3）在1k负载条件下，输出正弦波信号的电压峰—峰值Vopp在0～5V范围内可调；
（4）输出信号波形无明显失真；
（5）自制稳压电源。
2．发挥部分
（1）将输出信号频率范围扩展为10Hz～10MHz，输出信号频率可分段调节：
在10Hz～100kHz范围内步进间隔为10Hz；在100kHz～1MHz范围内步进间隔为100Hz；在1MHz～10MHz范围内步进间隔为1kHz。
输出信号频率值可通过键盘进行设置；
（2）在50Ω负载条件下，输出正弦波信号的电压峰—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）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；
（4）其他。
第五题数控恒功率源
一、任务：
设计制作一个数控恒流功率源
二、基本要求：
1、基本部分
（1）输入电压：
AC220V
输出电压：
0～24V
输出电流：
0～3A
输出功率0～3w
（2）显示当前实际电压、电流、并计算出功率等参数，显示精度：
电压：
5％±0.1V，
电流：
5％±1mA
（3）可由单片机设置输出功率：
0～3W，步进0.1W
2、发挥部分：
（1）扩大输出电流，使输出电流扩大到0～10A，输出功率0～10W
（2）提高显示电压电流精度
电压：
1％±0.01V
电流 1％±0.1mA
（3）扩大输出功率：
0～10W
（4）其它
说明：
测试：
用标准电阻1欧、10欧、22欧，100欧，分别设置输出功率0.5W、1W、2.5W，测试输出电压，算出功率
第六题基于无线网络的温度监测系统
一、任务
设计并制作一个基于无线网络的温度监测系统，实现主站至子站间的温度监测。
二、要求
1、基本要求
（1）设计并制作一个主站，配无线接口，有显示。
通信频率、通信协议任选。
（2）设计并制作一个从站，配无线接口。
从站必须采用电池组供电，能够采集一路温度数据，温度测量范围为0°C--100°C，精度为正负1°C；
（3）从站按照每分钟1次的频率采集温度数据，通过无线通信接口发送给主站，主站显示从站测量温度。
（4）主、从站室内通信距离在无障碍条件下通信距离不小于10米。
2、发挥部分
（1）从站数量扩展至2个，构成一点对多点的分布式温度监测系统。
要求从站号码可任意改变；主站在显示温度的同时能够显示从站号码。
（2）要求主站具有改变从站温度采集周期时间的功能；
（3）要求主站能显示当前日期和时间，并能够设置初始日期、时间。
（4）其他。
三、说明
1、温度数据的测量采用精度为0.5°C的数字温度计进行测量；
第七题基于新型规则的可编程交通控制系统设计
一．任务
设计制作基于新型规则的可编程交通控制系统，其中包括人行道，左转，右转，以及原有的交通灯的功能。
示意图如下：
图7系统设计模块图
二．要求
1．基本要求
（1）交通灯的工作步骤是：
红、黄、绿，左转，右转，人行道分时间段开通，计时电路以秒为单位作倒计时，计数为0时进行切换，倒计时的时间可由数码管显示。
（2）可以通过按键来使芯片内部清零，再由键盘输入红、黄、绿、左转、右转及人行道的放行时间，其规则应补充合理（可参照交警现行的交通规则制定）。
*（3）若有交通异常情况，可以通过按键处理目前的紧急状态。
2．发挥部分
（1）红绿灯输出的扩展（如人行时可显示提示）。
（2）可以使用LCD显示提示信息。
（3）根据不同时段对主要交通方向的信号进行调整。
雨雪天等恶劣天气时配有语音提示。
第八题角度传感器简单应用系统
一、任务
设计制作一个角度传感器应用系统，该系统能倾斜显示角度值，控制倾斜角度，保持水平等功能，系统如图1。
图1
二、要求
1、基本要求
a．具有时时显示角度值的功能（精度千分之一）。
b．用键盘输入角度，通过控制部分（如电机）按输入角度完成倾斜动作。
2、发挥部分
a．使屏幕显示与倾斜联动，如图2。
图2
b．使平衡板部分始终保持水平（粗黑线部分为平衡板），如图3。
图3
c．其他
三、说明
基本功能a时可以显示左倾，右倾。
基本功能b时可以完成左倾、右倾。
基本功能b和保持平衡时，时时显示角度值精度可十分之一。
角度传感器可测量范围大于等于15度。
第九题简易网络导纳测量仪
一、任务
设计并制作一个简易网络导纳测量仪，示意图如下：
二、要求
1、基本要求
（1）制作正弦波信号发生器，技术指标如下：
a.能产生100Hz、300Hz、1kHz、3kHz、10kHz五个频率，频率误差的绝对值小于所要求频率的1%；
c.输出电压峰-峰值为1V，输出电压误差的绝对值小于20mV；
d.输出电阻小于1Ω（在设计报告中给出推导和计算结果，不进行测试）；
e.输出波形无明显失真。
（2）制作一端口网络N0的导纳模|Y|和导纳角φY测量电路，技术指标如下：
a.导纳模|Y|的测量范围为0.1mS~10mS，可分为若干量程；测量误差的绝对值小于理论计算值的10%；
b.导纳角φY的测量范围为±90º，测量误差的绝对值小于理论计算值的5%；
c.用数字方式显示|Y|和φY的值（允许使用数字电压表）。
2．发挥部分
（1）将导纳模|Y|的测量范围扩展到0.01mS~100mS，测量误差仍达到基本要求
（2）中的要求。
（2）具有计算并显示网络电导Re[Y]和电纳Im[Y]的功能。
（3）对导纳模|Y|的测量具有量程自动转换功能。
（4）其他。
三、说明：
1.根据GB3102-93，导纳Y=G+jB，导纳模
，导纳角φY=arctan（B/G）。
其中，G=Re[Y]=|Y|cosφY，B=Im[Y]=|Y|sinφY。
2.简易网络导纳测量仪的校准方法：
a.选择稳定性较好、参数适当的电阻、电容、电感作为标准元件；
b.用2％以上精度级别的仪器分别测量出它们的参数值；
c.用上述标准元件组成结构不同的一端口网络对制作的仪器进行校准。
3.设计时要注意仪器各部分电路的误差分配，以保证对一端口网络的测量误差在允许的
范围之内。
在报告中要求包含对仪器各部分误差分配的分析。
第十题自动排爆车
一、任务
设计并制作一个能自动进入危险现场排除险情的简易排爆机器人小车，危险现场如图1所示。
进入危险现场通道起点距危险现场1.3m，通道宽25cm，画有1cm宽的黑色中心线，危险现场为直径1m的圆形平面场所，边长1.5cm的黑色可疑铁磁材料薄片任意放置于场内，现场所有的边界均为宽2cm的黑线。
二、基本要求
1．要求机器人小车进入现场找到黑色可疑铁磁材料薄片，并将其转移到防爆处理库的危险品储仓，在整个搜索和转移过程中机器人小车除探头和机械手外均不得接触边线和黑色可疑铁磁材料薄片。
2．送入危险品储仓后机器人小车要回到出发点。
三、发挥部分
1．车辆从起点出发，进入圆形现场后开始计时，找到黑色可疑铁磁材料薄片停止计时。
2．拿到黑色可疑铁磁材料薄片后到送入危险品储仓前有声光警报。
第十一题智能搬运车
一、任务
设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。
图中，左边为停车区、货物存储区A和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30cm处共放置3片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。
二、要求
1、基本要求
（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A存放，或在光源B的引导下将白色铁片搬运到存储区B存放。
（2）搬运铁片的过程中，一次只允许搬运1片，且必须搬运到存储区域内。
（3）要求智能车在5分钟之内能取走全部铁片，并能返回车库，否则就地停车。
（4）智能车检测到铁片时能发出声光信息，并实时显示铁片数目。
2、发挥部分
（1）距右边线90cm处设有障碍线，线上任意位置放有两个障碍物，在有障碍物的情况下，完成基本要求
（1）、
（2）中的相关操作，且不得与障碍物碰撞。
（2）要求智能车在8分钟之内取走全部铁片，并准确返回车库，否则就地停车。
（3）停车后，能准确显示智能车全程行驶的时间，显示误差的绝对值应小于5秒。
（4）其它。
三、说明
1、测试时共放置3片铁片，每片的厚度为0.5～1.0mm，面积为2cm×2cm，黑、白铁片的比例任意给定、初始位置任意给定。
2、两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm和12cm×6cm×12cm，建议用白纸包砖代替。
3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5cm，制作时可以涂墨或粘黑色胶带。
图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
4、智能车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控，其外围尺寸（含车体上附加装置）的限制为：
长度小于40cm，宽度小于15cm。
5、光源A、B均采用40W射灯，其底部距地面10cm左右，摆放位置如图所示，测试前，射灯的照射方向允许微调。
第十二题国旗升降自动控制系统
一、任务
设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。
二、要求
1、基本部分
（1）按下上升按键后，国旗匀速上升，同时流畅地演奏国歌，显示国歌演奏时间等参数；上升到最高端时自动停止上升，国歌停奏；按下下降按键后，国旗匀速下降，降旗的时间不放国歌，下降到最低端时自动停止。
（2）为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。
（3）数字实时显示旗帜所在的高度，误差不大于2厘米。
2、发挥部分
（1）半旗状态。
升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止（要有标志指示）；降旗时，按下降键，国歌停奏，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止。
（2）不论旗帜是在顶端还是在底端，关断电源之后重新合上电源，旗帜所在的高度数据显示不变。
（3）要求升降旗的速度可调整，旗杆高度不变的情况下，升降旗时间的调整范围是20—60秒钟，步进1秒。
此时国歌停奏。
国歌从PC机以通讯方式下载，（国歌从PC机上任意选择，模拟给出各国国歌演奏时间）。
（4）具有无线遥控升、降旗及停止功能。
说明：
旗帜重量约100克。
滑轮
最高点
1．8米
电动机
起始点
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