专题讲座资料（2021-2022年）单片机竞赛题目.doc

关于开展单片机应用制作竞赛的通知为了调动通信工程专业学生学习专业技术的积极性，提高学生的综合技术能力，决定在通信工程07、08各班开展单片机应用制作竞赛的活动，（注：通信工程09级各班可自愿参加，但可不作要求）。请通信工程07、08各班专业导师下班作动员，并组队。每班可组35个队，每对35个人。竞赛选题可从下面6个题目中选择，也可自选。建议同一班级的各组中不要做相同的题目。竞赛所用单片机开发板可由学生自备，也可向系里借用。单片机开发板的借用由专业导师负责并出具导师签字的借条，竞赛结束后由专业导师负责收回并归还。损坏或丢失由专业导师负责赔偿，每块单片机开发板50元。竞赛时间从 2010年5月 到2010年12月；竞赛结束后，每个队须提交“单片机应用制作技术报告”（见附件），并进行演示性答辩。通过答辩，确定成绩和奖项。 通信工程系 题目一 基于单片机的数字万用表一、任务：设计制作一个基于单片机的数字万用表，实现测量交流电压值测量、直流电压值测量、直流电流测量和电阻测量等功能二、要求1基本要求 （1）具有测量交流电压值、直流电压值、直流电流、电阻的功能。（2）实现：多级量程的直流电压测量，其范围是200mv、2v ,20v,200v和500v；多级量程的交流电压测量，其范围是200mv、2v ,20v,200v和500v；多级量程的直流电流测量，其范围是2mA ，20mA，200mA、2A和20A；多级量程的电阻测量，其量程范围是200、2k ,20k,200k和2M。（3）所实现的万用表为三位半()数字表，并用LED进行显示测量数据。（4）测量误差不大于0.01。2发挥部分（1）能测量电容、电感。（2）测量精度能扩展到不大于0.001。（3）各种物理量的测量量程课扩大（大于基本要求即可）。（4）具有超出测量量程自动保护和报警功能。（5）具有断电保护模式（超过10秒钟不使用，自动断电）。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 题目二 水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对换为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变。二、要求 1基本要求 温度设定范围为40至900C，最小区分度为10C，标准温差10C。 环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差10C。 用十进制数码显示水的实际温度。 2发挥部分 采用适当的控制方式，当设定温度突变（由400C提高到600C）时，减少系统的调节时间和超调量。 温度控制的静态误差0。20C 在设定温度发生突变（由400C提高到600C）时，自动打印水温随时间变化的曲线。三、评分标准 项 目得 分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分减少调节时间和超调量20温度控制的静态误差0。20C10实现打印曲线功能10特色与创新10四、说明 加热器用一千瓦电炉。 如果采用单片机控制，允许使用已有的单片机最小系统电路板。 数码显示部分可以使用数码显示模块。 测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点。 在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。题目三 多路数据采集系统一、任务地址、数据、时钟现场信号产生器八路数据采集器主控器数据显示地址显示 设计一个八路数据采集系统，系统框图如图所示。 主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。具体设计任务是： 现场模拟信号产生器。 八路数据采集器。 主控器。二、要求 1基本要求 现场模拟信号产生器 自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V） 八路数据采集器 数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。 主控器 主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路、8路、1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。2发挥部分 利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； 尽可能减少传输线数目； 其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）三、评分标准项 目得 分基本要求方案设计与论证，理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20发挥部分完成第项5完成第项15完成第项20题目四 数字化语音存储与回放系统一、任务 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。拾音器放大器1带通滤波器耳机ADC放大器2带通滤波器DAC存储器微处理器二、要求1基本要求 放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调； 带通滤波器：通带为； ADC：采样频率fs=8kHz，字长=8位； 语音存储时间10秒； DAC：变换频率fC=8kHz，字长=8位； 回放语音质量良好。2发挥部分在保证语音质量的前提下： 减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能； 语音存储时间增加到20秒以上； 提高存储器的利用率（在原有存储器不变的前提出下，提高语音存储时间）； 其它（例如：校正等）。 三、评分标准 项 目得 分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第项15完成第项5完成第项15完成第项15题目五 波形发生器    一、任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下：     二、要求   1基本要求 （1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。 （2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。 （3）具有波形存储功能。 （4）输出波形的频率范围为100Hz20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔100Hz。 （5）输出波形幅度范围05V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。 （6）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。   2发挥部分 （1）输出波形频率范围扩展至100Hz200kHz。 （2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。 （3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：100）。 （4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。 （5）可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。 （6）其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）。    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 10 完成第（2）项 10 完成第（3）项 10 完成第（4）项 5 完成第（5）项 5 完成第（6）项 10     题目六 自动往返电动小汽车    一、任务 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。 跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。      二、要求   1基本要求 （1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。 （2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。 （3）DE间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。   2发挥部分 （1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 （2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。 （3）其它特色与创新。   三、评分标准 项目与指标 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 25 完成第（3）项 10     四、说明 （1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。 （2）车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度35 cm，宽度15cm。 （3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。    【附件】 单片机应用制作技术报告1 目的及意义：2 基本内容和技术方案：2.1基本内容：2.2技术方案：3 制作情况总结： 4 答辩情况与评价：