浙江省第一第二第三第四届大学生电子设计竞赛题目.docx
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浙江省第一第二第三第四届大学生电子设计竞赛题目
第一届：
A题：
汽车入库门控装置
一、任务
设计制作一个汽车入库门控装置
二、要求
1、基本要求
（1）在不大于1平方米的场地上，演示汽车由外归来进入自家车库的全过程。
车库长度为汽车长度的1.5倍、车库宽度为汽车宽度的1.5倍。
可用拦栅代表卷闸门。
车库用三块木板搭建。
车库位置（含栏栅）以及汽车起始位置，由评测专家现场决定。
场地上不得设置任何标置。
（2）每次入库时间应不大于5分钟。
2、发挥部分
（1）汽车倒车入库
（2）汽车未能准确入库时，栏栅无法落下。
栏栅在2分钟内未落下，发出报警信号。
（3）自行发挥部分，要求实用、合理。
三、评分标准
基本部分：
60分
设计报告：
20分
发挥部分：
50分
B题：
矩形脉冲信号发生器
一、任务
设计并制作一个矩形脉冲信号发生器
二、要求
1、基本要求
（1）输出波形如图所示。
脉冲上升边tr、脉冲下降边tf均应小于脉冲宽度tp的10%。
（2）脉冲宽度tp及重复周期T的数值可用键盘输入，并有相应的数字显示。
时间量纲分0.1μs、1μs、1ms三档。
有效数字为4位。
显示值与实测值之间的误差≯±5%。
（3）输出正极性矩形脉冲，可以外同步工作。
幅度可连续调节，最大幅度Vmmax≮6V。
另有专用于TTL或CMOS负载的输出端口，输出阻抗约为75Ω。
（4）电源可用实验室设备，不必自行制作。
2、发挥部分
（1）输出幅度Vm可用键盘输入，并有相应数字显示。
可从0.1V变化到5.5V，以0.1V步进。
显示值与实测值之间的误差≯±5%。
（2）可将输出改为伪随机序列脉冲，长度为15bit（其它指标同基本部分）。
（3）自拟其它功能，要求实用。
三、评分标准
基本部分：
60分
设计报告：
20分
发挥部分：
50分
C题：
太阳能LED交通警示板
一、任务
设计并制作一个交通警示板。
该装置以太阳能为能源，铅酸蓄电池为蓄能部件和电路工作电源。
该警示板设置在夜间有事故隐患的路段，LED不间断地闪烁。
白天可关闭。
二、要求
1、基本要求
（1）设计并制作太阳能光伏板对电池的充电装置。
（2）设计并制作以电池为电源的LED闪烁工作的装置。
（3）设计并制作以太阳能光伏板为传感器的光控电路，控制LED在白天关闭、夜间开启。
2、发挥部分
（1）在基本要求的基础上，利用LED作显示单元，设计制作该路段的白天通过车辆数量的传感、计数、显示装置。
最大显示数为99。
该装置在光控开关控制下，白天开启、晚上关闭。
（2）给蓄电池加上充、放电保护装置。
防止过充电和过放电。
（3）给光控电路增加避免瞬时光照（如夜间闪电、过往车辆灯光等）引起误动作的功能电路。
（4）采取各种措施降低蓄电池的工作电流，延长电池工作时间。
（5）其它自选功能。
三、说明
1、推荐选用6V，2AH铅酸蓄电池。
2、基于上述蓄电池，建议太阳能光伏板的参数为：
峰值电压8.5V、峰值电流310mA、峰值功率2.5W。
3、警示LED与显示LED可共用。
推荐选用1英寸LED数码管。
作警示灯光时，可显示为‘日’字。
三、评分标准
基本部分：
60分
设计报告：
20分
发挥部分：
50分
D题：
城市交道口交通灯控制系统
一、任务
设计并制作一个城市交道口交通灯控制系统
二、要求
1,基本要求
（1）在1平方米左右木板上制作交道口模型，装上交通灯。
交道口模型如图所示。
（2）交通灯控制规则如下：
1）每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。
每个灯有红、绿两种颜色。
自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。
2）共有四种通行方式：
①车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。
南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
②南北向左拐、各路右拐，行人禁行。
通行时间为1分钟。
③东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。
东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
④东西向左拐、各路右拐。
行人禁行。
通行时间为1分钟。
3）在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。
（3）不必自制电源。
2,发挥部分
（1）有倒计时时间显示。
（2）若交道口出现紧急情况，交警可将糸统设置成手动：
全路口车辆禁行、行人通行。
紧急情况结束后再转成自动状态。
（3）当有119、120等特种车辆通过时，糸统自动转为特种车放行，其它车辆禁止状态。
特种车辆通过15秒钟后，糸统自动恢复，用模型车演示。
（4）其它自选措施。
三、评分标准
基本要求：
60分
设计报告：
20分
发挥部分：
50分
E题：
婴儿监护器
一、任务
在母婴分房睡觉的情况下，使用婴儿监护器。
使母亲能够监听到婴儿的啼哭和吵闹声。
设计并制作婴儿监护器。
二、要求
1、基本要求
（1）在婴儿卧室中设置监控器，在母亲卧室中设置监听器，两者用调频发射、接收装置连系。
调频频率定为30MHz～40MHz之间。
（2）监听器可通过监控器听到婴儿实时发出的各种声响。
（3）监听器与监控器之间的距离不小于10米。
2、发挥部分
（1）当监控器不工作时（如：
关机、电源供电不足等情况），监听器会发出报警。
（2）当婴儿哭声、吵闹声持续一定时间（用户可自行设置）时，监控器不仅传送实时声响，还会发送报警信号。
（3）作为商品，不同的婴儿监护器同时工作时互不干扰。
（4）其他自选功能，要求实用、合理。
三、评分标准
1、基本部分：
60分。
2、设计报告：
20分
3、发挥部分：
50分。
第二届：
单相高功率因数整流电源（A题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台单相高功率因数整流电源，输入单相交流电压有效值为220V，50Hz，输出电压为直流36V，输出功率为100W。
电源框图如下图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）输入电流波形为基本正弦；
（2）输入电压为220V±10%，50Hz时，输出电压36V±2%；
（3）当输入电压为220V，负载电流从0A～2.8A时，输出电压36V±5%；
（4）效率70%以上；
（5）输入输出隔离；
（6）具有过流保护（输出电流≥3.5A时动作）,保护时无直流电压输出；
（7）输出纹波电压峰-峰值＜1V（满负荷下）。
2．发挥部分
（1）功率因数达到0.95以上（功率因数达不到要求时，所有发挥部分不计分）；
（2）当输入电压由198V变化至242V，负载电流2.8A时,输出电压36V±0.2%；
（3）当输入电压为220V，负载电流从0A变化至2.8A时，输出电压36V±0.5%；
（4）效率85％以上；
（5）过流故障排除后，电路自动恢复正常输出；
（6）输出纹波电压峰-峰值＜0.4V（满负荷）；
（7）其它。
三、说明
1．电路中必须设置一些测试点，提供测试方便；
2．在调试过程中,要注意安全；
3．DC/DC模块不允许使用成品模块，不得另加辅助电源；
4．本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合，扫描速度20ms/div）测量；
5．电源应能在测试过程中连续安全工作。
四、评分标准
项目
得分
设计报告
设计方案与论证
5分
理论分析与软件说明
5分
主要电路说明、测试方法
6分
数据、结果分析
4分
合计
20分
基本部分
完成1项：
5分
完成2项：
10分
完成3项：
10分
完成4项
5分
完成5项
5分
完成6项
5分
完成7项
10分
合计
50分
发挥部分
完成1项
10分
完成2项
10分
完成3项
10分
完成4项
5分
完成5项
5分
完成6项
5分
其它
5分
合计
50分
低频三相函数信号发生器（B题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台低频三相函数信号发生器，电路组成框图如图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）制作完成一路正弦波信号输出，频率范围20Hz～20kHz；
（2）具有频率设置和频率步进功能，频率步进10Hz；
（3）输出信号频率稳定度优于10-5，用示波器观察时无明显失真；
（4）输出电压幅度：
在10kΩ负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥20V；
（5）数字显示正弦波的电压有效值、频率等，电压有效值精度5%，频率精度0.1%。
2．发挥部分
（1）将正弦波输出信号扩展到三相输出，波形无明显失真，频率可调范围扩展到1Hz～30kHz，频率步进1Hz；
（2）在上述信号频率范围内，任两相间的相位差在0°～359°范围内可任意预置，相位差步进1°；
（3）在1Hz～30kHz频率范围内，增加矩形波输出信号，频率可任意预置，频率步进2Hz，频率精度0.05%；矩形波信号的占空比可以预置，占空比步进
，当占空比为
时，误差≤±
；
（4）信号发生器能输出载波频率约为10kHz的调频信号输出，要求调制信号频率在100Hz～1kHz频率范围内可变，用示波器观察载波信号无明显失真；
（5）其它。
三、评分标准
项目
得分
设计报告
设计方案与论证
5分
理论分析与软件说明
5分
主要电路说明、测试方法
6分
数据、结果分析
4分
合计
20分
基本部分
完成1项：
25分
完成2项：
5分
完成3项：
5分
完成4项
5分
完成5项
10分
合计
50分
发挥部分
完成1项
15分
完成2项
10分
完成3项
10分
完成4项
10分
其它
5分
合计
50分
基于自动寻迹的智能公交车系统（C题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一套用电池供电的智能公交车系统，包括一台能沿着黑色引导线自主行驶的公交车和两个电子公交站，公交车行驶线路如下图所示。
公交道路宽为60cm，公交道路用光滑平整的白纸制作，黑色小车引导线和状态标识线（可用电工胶带）宽度为1.8±0.1cm，站台停靠标识线长为20cm。
起点与终点之间公交车道总长约25m，公交站点B、C、D的位置在示意图位置附近任意放置。
二、要求
1．基本要求
（1）电子公交站具有数据输入和显示功能，能在电子公交站上输入站台号以及本站与起始站间的距离。
（2）公交车从起始站点A出发，沿着黑色引导线，经站点前下车提示、停靠动作后，自动驶到终点站C，行驶过程中不允许驶出公交车道，要求在1分钟内完成全程行驶；
（3）公交车行驶到离站点100cm±10cm处时（以公交站台标识线为基准），应提前发出下车提示声5s；
（4）公交车驶入站台停靠时，其车身中心标识线与站台停靠标识线间误差应不超过10cm，站台停靠时间为5s；
2．发挥部分
（1）把5s下车提示声改为下车语音提示（如：
“B站到了，旅客请下车”，播报的站名必须是B站或C站）；
（2）撤消C站（将站台移动到D点），要求公交车能在2分钟内从起始点A出发自动驶到D点（需要经过环行车道，不允许直接在十字路口右转弯），经过B站点时仍应有下车语音提示及停靠动作（公交车下车语音提示的距离及站台停靠的位置要求仍同基本部分的相关要求）；
（3）通过无线传输，公交站台上能实时显示驶向本站公交车的当前车速（单位米/秒）、到站时间（单位秒）及两者的距离（单位米），误差要求不超过5%；
（4）其它。
三、说明
1．站台可设置在公交线路上的任意位置；
2．公交车可用各类小车改装，其尺寸不限，但公交车必须标出中心标识线。
四、评分标准
设计报告
项目
满分
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。
20
基本要求
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
15
完成第（3）项
15
完成第（4）项
10
总分
50
发挥部分
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
5
完成第（3）项
25
完成第（4）项
10
总分
50
调频扫描接收机（D题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台调频（FM）扫描接收机。
接收机接收的信号频率在25MHz左右，调制方式为模拟调频信号（FM），调制音频为300Hz～3000Hz，额定频偏为3kHz，最大频偏为5kHz。
原理框图如下：
二、要求
1、基本要求
（1）接收机有10个信道，信道间隔约为32kHz。
可设置在任一信道工作，也可10个信道自动循环扫描工作；
（2）扫描工作时，每个信道停留时间不小于2s，不大于5s。
当接收到相应频率的信号时，自动停止扫描，处于接收该信号状态。
若不想收听此信号，用一手动按钮，使接收机继续向下一个信道扫描；
（3）无论单一信道或扫描工作时，能显示相应的信道标号以及对应的工作频率；
（4）在每个信道输入标准高频信号（幅度1mV，频偏3kHz）时，音频输出电压峰-峰值不小于5V（50负载），波形无明显失真；
（5）使接收机能锁定的输入信号不大于100μV。
2、发挥部分
（1）信道为20个，信道间隔为100kHz左右；
（2）具有静噪控制功能（设置一旋钮，使接收机处于静噪或不静噪状态）；
（3）音频响应特性：
在每个信道输入标准高频信号（幅度1mV，频偏3kHz）时，调制频率在300Hz至3000Hz范围内，接收机音频输出电压峰-峰值平坦（50负载），3000Hz以上按每倍频程约6dB衰减（去加重特性）；
（4）使接收机锁定的输入信号不大于10μV；
（5）其它。
三、说明
测量接收机的音频响应及去加重性能：
1.高频信号源的输出载波值调整到幅度1mV频偏3kHz，分别用300Hz、1000Hz、3000Hz音频调制，测出接收机对应的输出音频电压，观察其平坦度。
2.高频信号源的输出值调整到幅度1mV频偏3kHz，分别用4kHz、6kHz、12kHz音频调制，测出接收机对应的输出音频电压，观察其衰减情况，并画出曲线（对数坐标）。
3.在整个测量过程中，接收机始终需要接50负载。
四、评分标准
项目
得分
设计报告
设计方案与论证
5分
理论分析与软件说明
5分
主要电路说明、测试方法
6分
数据、结果分析
4分
合计
20分
基本部分
完成1项：
15分
完成2项
10分
完成3项
10分
完成4项：
5分
完成5项：
10分
合计
50分
发挥部分
完成1项
20分
完成2项
6分
完成3项
10分
完成4项
10分
完成5项
4分
合计
50分
数字式电参数测试仪（E题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台用单5V直流电源供电，能测量电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数的数字式测试仪。
单5V直流电源自备。
二、要求
1、基本要求
（1）电阻测量范围：
10Ω～100KΩ，相对误差<2%；
（2）电流测量范围：
100µA～10mA（电流源开路电压为10V），相对误差<2%；
（3）电压测量范围：
100mV～10V，相对误差<2%；
（4）频率测量范围：
100Hz～10kHz，相对误差<0.1%，输入信号为50mV的正弦交流信号；
（5）显示刷新周期≤2s；
（6）使用单5V直流电源供电。
允许使用小于5V的单直流电源供电，要求线路板上留出5V直流电源电压测试接口。
2、发挥部分
（1）电阻测量范围：
10Ω～1MΩ，相对误差<0.3%；
（2）电流测量范围：
100µA～10mA（电流源开路电压为10V），相对误差<0.2%；
（3）电压测量范围：
100mV～10V，相对误差<0.1%；
（4）频率测量范围：
10HZ～100kHZ，相对误差<0.01%，输入信号为50mV的正弦交流信号；
（5）整机工作电流≤10mA。
要求线路板上留出负载电流测试接口；
（6）其它。
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，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。
20
基本要求
完成第
（1）项
8
完成第
（2）项
8
完成第（3）项
8
完成第（4）项
8
完成第（5）项
8
完成第（6）项
10
合计
50
发挥部分
完成第
（1）项
8
完成第
（2）项
8
完成第（3）项
8
完成第（4）项
11
完成第（5）项
10
完成第（6）项
5
合计
50
第三届：
宽带前置放大电路（A题）
【本科组】
一．任务
设计一个前置放大电路，使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性。
电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节，采用单端输入单端输出方式实现信号变换，电路方框如图A-1所示。
图A-1
二．要求
2．1基本要求
（1）输入阻抗：
直流输入阻抗50Ω和1MΩ可选，允许误差2%。
（2）输入过载能力：
50Ω阻抗可承受5V输入过载，1MΩ阻抗可承受36V输入过载，过载时间不低于1分钟。
（3）直流零点：
输入短路时，电路输出直流电压偏离零点在2mV范围内。
（4）大信号1倍放大宽带特性：
输入峰值为1V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～10MHz，在1MΩ输入阻抗条件下测试，示波器监视无明显失真。
（5）大信号衰减10倍带宽特性：
输入峰值为5V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～10MHz，在1MΩ输入阻抗条件下测试，示波器监视无明显失真。
（6）用单片机和显示装置显示输入信号频率。
2．2发挥部分
（1）10倍放大带宽特性：
输入峰值为0.1V的正弦信号，放大10倍，电路的工作带宽为DC～10MHz，示波器监视无明显失真。
（2）大信号1倍放大扩展宽带特性：
输入峰值为1V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～35MHz。
（3）输入峰值为0.1V正弦，设置衰减10倍，再放大10倍，电路工作带宽为DC～35MHz，输出信号的幅度过冲可控制在理论输出值的10%内。
（4）在
（2）的条件下，输出阻抗尽可能小。
（5）特色创新。
三、说明
1．该电路要求选用三个以上TI公司的器件（单片机和模拟器件）。
2．基本部分在放大电路负载开路的条件下测试。
发挥部分在放大电路带1kΩ电阻负载下测试。
3．有源放大电路采用正负5V电源，电源可由外部直接提供。
4．状态的选择可由手动开关实现，禁止输入输出端直通短接。
5．电路中设置有必要的测试点。
四．评分标准
内容
得分
设计报告
20分
基本部分
50分
发挥部分
50分
运水机器人（B题）
【本科组】
一．任务
如图B-1所示,有A、B、C三个区，A区为给水区，有给水装置（简称A容器），B区为输送线路，C区为存水区，有存水装置（简称C容器）。
在比赛开始时A容器装一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B区有一条黑色引导线，引导线两端有两条与引导线垂直的黑色边界线，线宽不大于20mm；其尺寸如图B-2所示。
C容器的形状、容量及放置方式在固定底板上自定，口径不得大于100mm，比赛开始把C容器清空。
设计一套自动送水机器人系统，由送水机器人（以下简称小车）将水从A区通过B区运至C区。
该系统包括A区的自动（或手动）给水装置；往返于A、C区之间的小车；C区存水装置；固定底板。
图B-1参考图（单位：
mm）
图B-2线路图（单位：
mm）
二．要求
2．1基本要求
（1）小车能完成运水和自动贮水功能。
（2）小车可显示运水量和运水时间。
（3）小车上的贮水器水溢出时有自动报警功能。
（4）在1分钟内运送尽可能多的水。
（5）小车及安放的运水容器总垂直高度不得超过300mm，小车上的储水装置容量小于等于600ml,口径小于100mm。
小车所载的水卸到C容器采用自动贮水。
2．2发挥部分
（1）A区给水采用自动方式完成。
（2）小车在1分钟内完成100ml定量自动取水、送水和贮水，误差＜5%。
（3）小车在尽可能短的时间内，完成1000ml自动取水，送水和贮水，误差＜5%。
（4）小车在1分钟内运送100ml水时必须绕过D障碍物（放置在B区，距黑色引导线5cm的任意一点，直径为5cm，高度10cm的黑色园柱体）。
（5）其它特色与创新。
三、说明
小车运行过程中不得人工参与，小车要自备电源，不得有任何外部引线。
四．评分标准
内容
得分
设计报告
20分
基本部分
50分
发挥部分
50分
简易电能质量监测装置（C题）
【本科组】
一．任务
设计并制作一个能同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等进行测量的数字式电能质量监测装置（图C-1虚线框内电路）。
为便于本试题的设计与制作，设定待测的100～500V交流输入电压、10～50A交流输入电流均经由相应的变换器转换为对应的1～5V交流电压。
图C-1
二．要求
2.1基本部分
（1）测量交流输入电压有效值。
频率：
50Hz；测量范围：
100～500V；准确度：
±1％。
（2）测量交流输入电流有效值。
频率：
50Hz；测量范围：
10～50A；准确度：
±1％。
（3）测量并显示有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数PF。
（4）在测试5组交流电压、交流电流有效值过程中，能显示它们的最大值和最小值。
（5）自制直流电源。
2.2发挥部分
（1）测量交流输入电压频率，精度为±0.5%。
（2）采用LCD显示，能够同时显示一个周期的输入电压、输入电流曲线。
（3）测量电压和电流的各次谐波含量
以N次电压谐波含有率为例，N次谐波含有率为N次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比，电流谐波含有率计算方法同电压谐波含有率。
测量至5次谐波，采用列表和百分数形式显示，测量误差＜1%。
（4）各次电流谐波含有率在列表显示方式中除了能够以百分比显示外，还能够显示各次谐波的有效值。
（5）其他
三、说明
1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号，移相网络自制。
2．检查交流电压、交流电流有效值、电压和电流谐波时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。
电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号。
3．本题目不得采用电能计量专用芯片实现。
四．评分标准
内容
得分
设计报告
20分
基本部分
50分
发挥部分
50分
24V交流单相在线式不间断电源（D题）
【本科组】
一．任务
设计并制作输出电压为24VAC在线式不间断电源，结构框图如图D-1所示。
图D-1
二．要求：
2.1基本要求
（1）在交流供电U1=36VAC和直流供电U3=36VDC两种情况下，保证输出电压U2=24VAC，且保证其频率为50±1Hz，额定输出电流1A；
（2）切断交流电源后，在输出满载情况下工作时间不少于30秒钟；
（3）交流供电时，电源达到以下要求：
1）电压调整率：
满载条件下，U1从29VAC增加至43VAC，U2变化不超过5%；
2）负载调整率：
U1=36VAC、U2=24VAC，从空载到满载，U2变化不超过5%；
（4）蓄电池供电时，满载条件下，效率
升级会员 