2015年全国大学生电子设计竞赛题目汇总.pdf

E-1/3 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。80MHz100MHzMHz 频谱分析仪频谱分析仪（E E 题）题）【本科组】【本科组】一、一、任务任务 设计制作一个简易频谱仪。频谱仪的本振源用锁相环制作。频谱仪的基本结构图如图 1 所示。二、要求二、要求 1.基本要求基本要求 制作一个基于锁相环的本振源：（1）频率范围 90MHz110MHz；（2）频率步进 100kHz；（3）输出电压幅度 10100mV，可调；（4）在整个频率范围内可自动扫描；扫描时间在 15s 之间可调；可手动扫描；还可预置在某一特定频率；混频 滤波 显示 频率显示 本振源 信 号源 输入 图 1 频谱仪的基本结构图 E-2/3 （5）显示频率；（6）制作一个附加电路，用于观测整个锁定过程；（7）锁定时间小于 1ms。2.发挥部分发挥部分 制作一个 80MHz100MHz 频谱分析仪：（1）频率范围 80MHz100MHz；（2）分辨率 100kHz；（3）可在频段内扫描并能显示信号频谱和对应幅度最大的信号频率；（4）测试在全频段内的杂散频率(大于主频分量幅度的 2%为杂散频率)个数；（5）其他。三三、说明说明 在频谱仪滤波器的输出端应有一个测试端子，便于测量。E-3/3 四四、评分标准、评分标准 设计设计 报告报告 项项 目目 主要内容主要内容 分数分数 系统方案 方案选择、论证 4 理论分析与计算 进行必要的分析、计算 4 电路与程序设计 电路设计 程序设计 4 测试方案与测试结果 表明测试方案和测试结果 4 设计报告结构及规范性 图表的规范性 4 小计 20 基本基本 要求要求 完成第（1）项 10 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 完成第（7）项 5 小计 50 发挥发挥 部分部分 完成第（1）项 15 完成第（2）项 5 完成第（3）项 15 完成第（4）项 10 其他 5 小计 50 总分总分 120 .H-1/2 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。LED LED 闪光灯电源闪光灯电源（HH 题）题）【高职高专【高职高专组】组】一、一、任任务务 设计并制作一个 LED 闪光灯电源。该电源的核心为直流-直流稳流电源变换器，它将电池的电能转换为恒流输出，驱动高亮度白光 LED。电源有连续输出和脉动输出两种模式，并具有输出电压限压保护和报警功能。二、要求二、要求 1基本要求（1）输入电压 3.0V3.6V。（2）连续输出模式输出电流可设定为 100、150、200mA 三档，最高输出电压不低于 10V，最低输出电压为 0V(输出短路)。（3）在规定的输入电压和输出电压范围内，输出电流相对误差小于 2%。（4）等效直流负载电阻过大时，输出电压限幅值不高于 10.5V 并报警。（5）输出电流 200mA，输出电压 10V 时，效率不低于 80%。（6）自制一个 LED 闪光灯，用于演示。2发挥部分（1）具备脉动输出模式，输出占空比为 13，相对误差小于 2%。（2）输出电流峰值可设定为 300、450、600mA 三档，相对误差小于 5%，间歇期电流小于 1mA。（3）脉冲周期可设定为 10、30、100ms 三档，相对误差小于 2%，上升时间、下降时间均不大于 100s，电流过冲不大于 10%。（4）输出脉冲个数可设定为 1 到 5 个和连续的脉冲串(以便测试)，每按一次启动键输出一次脉冲串。（5）其他。H-2/2 三三、说明说明 除基本要求(6)以外所有测试均用电阻代替 LED 作为负载。四四、评分标准评分标准 设计报告 项 目 主要内容 满分 系统方案 电源变换及控制方法实现方案 4 理论分析与计算 提高效率方法的分析及计算 4 电路与程序设计 电路设计与参数计算 启动电路设计与参数计算 设定电路的设计 5 测试结果 测试数据完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要，设计报告正文的结构 图表的规范性 4 小计 20 基 本要求 完成第（2）（3）项 24 完成第（4）项 6 完成第（5）项 18 完成第（6）项 2 小计 50 发挥部分 完成第（1）项 3 完成第（2）项 30 完成第（3）项 10 完成第（4）项 2 其他 5 小计 50 总分 120 G-1/4 2015年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。短距视频信号无线通信网络短距视频信号无线通信网络（GG题）题）【本科【本科组组】一、任务一、任务 设计并制作一个短距视频信号无线通信网络。通信网络如图 1 所示。该网络包括主节点 A、从节点 B 和 C，实现从节点 B 和 C 到主节点 A 的视频信号传输。传输的视频信号为模拟彩色视频信号（彩色制式不限），由具有 AV输出端子的彩色摄像头提供。每个从节点预留 AV 视频输入（莲花 RCA）插座，通过一根 AV 连接电缆与摄像头 AV 输出端子连接。节点须使用水平全方向天线，确保节点在水平全方向上都能达到要求的通信距离。图 1 短距视频信号无线传输网络示意图 摄像头电视机从节点BAV电缆AV电缆从节点C摄像头主节点AAV电缆G-2/4 二、要求二、要求 1基本要求基本要求（1）实现由从节点 B 到主节点 A 的单向视频信号传输。主节点 A 预留 AV视频输出（莲花 RCA）插座，可以输出 AV 模拟彩色视频信号。采用具有 AV 输入端子的电视机显示通信的视频内容，电视机的彩色制式应与彩色视频信号制式一致。要求电视机显示的视频内容应清晰无闪烁、色彩正常，与摄像头直接用 AV 电缆连接到电视机的图像质量无明显差异（可拍摄题目附件的电视测试卡作为图像比较的参照物），最小通信距离不小于 5m。（2）实现由从节点 C 到主节点 A 的单向视频信号传输，图像质量与通信距离要求同基本要求（1）。（3）同时实现两个从节点 B 和 C 到主节点 A 的单向视频信号传输。图像质量与通信距离要求同基本要求（1）。主节点 A 可通过开关选择显示从节点 B 或 C 的视频内容。（4）通过开关控制，从节点 B 和 C 在其发射的视频信号中，分别叠加对应字符“B”和“C”的图案，在主节点 A 的电视机屏幕上与视频内容叠加显示。字符显示颜色、位置与大小自定。2发挥部分发挥部分（1）从节点 B 和 C 必须分别采用 2 节 1.21.5V 电池独立供电。摄像头也要求采用电池独立供电，摄像头功耗不计入从节点 B 和 C 的功耗。启动产生叠加字符功能，在通信距离为 5m 时，图像质量要求同基本要求（1）。从节点 B 和 C 的功耗均应小于 150mW。（2）可以指定从节点 C 为中继转发节点（指定的方式任意），实现由从节点B 到主节点 A 间的视频信号中继通信。要求 B 节点到主节点 A 总的通信距离不小于 10m，图像质量要求同基本要求（1）。（3）从节点 C 在转发从节点 B 视频信号到主节点 A 的同时，仍能传输自己的视频信号到主节点 A。主节点可通过开关选择显示从节点 B 或 C 的视频内容，图像质量与通信距离要求同基本要求（1）。（4）其他（如尽可能降低从节点 B 和 C 的功耗等）。三、说明三、说明 1.网络节点可以使用成品收发模块，但其工作频率和发射功率应符合国家相关规定（http:/ 2.摄像头与从节点间的信号连接仅限一根 AV 视频电缆，传输 AV 模拟彩色视频信号，不得再使用其他有线或无线连接方式。3.本题所述的通信距离指两个节点设备外边沿间的最小直线距离。4.发挥部分必须在完成基本要求（4）的功能后才能进行，否则发挥部分不计入成绩。5.发挥部分（2）、（3）必须在发挥部分（1）要求的供电方式下进行。四、评分标准四、评分标准 项目 主要内容 满分 设计报告 方案论证 比较与选择 方案描述 4 理论分析与计算 系统相关参数设计 6 电路与程序设计 系统组成，原理框图 与各部分的电路图 系统软件与流程图 4 测试方案 与测试结果 测试结果完整性 测试结果分析 4 设计报告结构 及规范性 摘要 正文结构规范 图表的完整与准确性 2 小计 20 基本要求 完成第（1）项 16 完成第（2）项 14 完成第（3）项 8 完成第（4）项 12 小计 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（4）5 小计 50 总分 120 G-4/4 附件附件：电视测试卡（该卡 A4 纸彩色打印，不得改变图片大小）C 1/4 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。多多旋翼旋翼自主自主飞行飞行器器（C C 题）题）【本科【本科组组】一、任务一、任务 设计并制作一架带航拍功能的多旋翼自主飞行器。飞行区域俯视图和立体图分别如图 1 和图 2 所示。图 1 飞行区域俯视图（图中长度单位：cm）500 100 A 区 B 区 75 75 75 75 75 指示线 75 75 5 100 指示线 指示线 20 20 示高线 h1、h2 100 C D E F 100 400 C 2/4 图 2 飞行区域立体示意图（图中长度单位：cm）二、要求二、要求 1.1.基本要求基本要求 （1）多旋翼自主飞行器（下简称飞行器）摆放在图 1 所示的 A 区，开启航拍，一键式启动，飞行器起飞；飞向 B 区，在 B 区中心降落并停机；航拍数据记录于飞行器自带的存储卡中，飞行结束后可通过 PC 回放。飞行高度不低于 30cm；飞行时间不大于 30s。（2）飞行器摆放在图 1 所示的 A 区，一键式启动，飞行器起飞；沿矩形 CDEF逆时针飞行一圈，在 A 区中心降落并停机；飞行高度不低于 30cm；飞行时间不大于 45s。（3）制作一个简易电子示高装置，产生示高线 h1、h2(如激光等)，h1、h2位于同一垂直平面，飞行器触碰 h1、h2线时该装置可产生声光报警。示高线 h1、h2的高度在测试现场可以调整。调整范围为 30cm120cm。2.2.发挥部分发挥部分 （1）飞行器摆放在 A 区，飞行器下面摆放一小铁板 M1，一键式启动，飞行器拾取小铁板 M1并起飞。飞行器携带小铁板 M1从示高线 h1、h2间飞向B 区，并在空中将小铁板 M1投放到 B 区中心；飞行器从示高线 h1、h2间飞回 A 区，在 A 区中心降落并停机。飞行时间不大于 30s。小铁板M1形状不限，重量 20g、100g、200g 三挡自选，重量重得分高。h1、h2高度差小得分高。400 250 200 示高线 h2 示高线 h1 A 区 250 B 区 C 3/4 （2）飞行器摆放在 A 区，小铁板 M2摆放在 B 区任意位置；一键式启动，飞行器飞到 B 区寻找并拾取小铁板 M2，携带小铁板 M2飞回 A 区，在 A区中心降落并停机。飞行高度不低于 30cm；飞行时间不大于 30s。小铁板 M2 为边长 5cm 的正方形，重量不限。（3）其他。三、评分标准三、评分标准 项目项目 主要内容主要内容 满分满分 设计设计 报告报告 系统方案 方案比较，方案描述 3 设计与论证 控制方法描述与参数计算 5 电路与程序设计 系统组成，原理框图与各部分电路图，系统软件与流程图 6 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要 正文结构完整性 图标的规范性 3 小计小计 20 基本要求基本要求 完成（1）20 完成（2）25 完成（3）5 小计小计 50 发挥发挥 部分部分 完成（1）35 完成（2）10 其他 5 小计小计 50 总分总分 120 四、四、说明：说明：1飞行器桨叶旋转速度高，有危险！请务必注意自己及他人的人身安全。2飞行器的飞行控制板可自行选择，数据处理数据处理及导航及导航板板必须必须使用使用组委会统一组委会统一下发的下发的 2015 全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛 RL78/G13 开发套件中开发套件中 RL78/G13 MCU 板（芯片型号板（芯片型号 R5F100LEA）。3飞行器可自制或外购，带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定为：长度50cm，宽度50cm。飞行器机身必须标注参赛队号。4多旋翼指旋翼数量不少于两个。5飞行区域地面为白色；A 区、B 区形状大小相同，由直径 20cm 黑色实心圆和直径 75cm 的同心圆组成，同心圆虚线线宽小于 0.1cm；引导线宽度C 4/4 5cm，可用黑色胶带；场地四周设 30cm 等高线；飞行区域不得额外设置任何标识、引导线或其他装置。6简易电子示高装置不得与飞行器间有任何形式的通讯。7每项允许测试 2 次，每次测试全程不得更换电池。2 次测试之间允许更换电池，更换电池时间不超过 2 分钟。8飞行器不得遥控，飞行过程中不得人为干预。9飞行器降落和小铁板 M1投放于 A 区和 B 区以外，酌情扣分。10飞行器飞行期间，触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后 5s 内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成的动作仍计分。11飞行器起飞，距地面高度 30cm 以上视为飞离地面。12参赛队自备发挥部分所需小铁板 M1、M2，小铁板 M1重量不得低于规定重量的 95%，M2上不得附加任何其他装置，颜色不限。13一键式启动是指飞行器摆放在 A 区后，只允许按位于飞行器上的一个键启动。如有飞行模式设置应在飞行器摆放在 A 区前完成，不得使用可编程设备进行设置。14为保证安全，可沿飞行区域四周架设安全网（长 500cm，宽 400cm，高200cm），顶部无需架设。若安全网采用排球网、羽毛球网时可由顶向下悬挂不必触地，不得影响视线。安装示意图如图 3 所示。图 3 飞行区域安全网示意图 示高线 h2 示高线 h1 A 区 B 区 I-1/3 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 风板控制装置（风板控制装置（I I 题）题）【高职高专组】【高职高专组】一、任务一、任务 设计并制作一个风板控制装置。该装置能通过控制风机的风量来控制风板完成规定动作，风板控制装置参考示意图见图 1。图 1 风板控制装置参考示意图 二、要求二、要求 1 1基本要求基本要求 （1）预置风板控制角度（控制角度在 45 135 之间设定）。由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于 10s，控制角度误差不大于 5，在预置角度上的稳定停留时间为 5s，误差不大于 1s。动作完成后风板平稳停留在终点位置上；参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。I-2/3 （2）在 45 135 范围内预置两个角度值（1和 2）。由终点开始启动装置，在 10s 内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做 3 次摆动，摆动周期不大于 5s，摆动幅角误差不大于 5，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）显示风板设置的控制角度。风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示。2 2发挥部分发挥部分 用细线绳将一个重量为 10g 物体（可以用 10g 砝码代替），拴在小长尾金属夹的尾端上，小长尾金属夹与重物的总长度不小于 50mm，并整体夹在图 1 所示风板对应位置上。（1）预置风板控制角度（控制角度在 45 135 之间设定）。由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于 15s，控制角度误差不大于 5，在预置角度上的稳定停留时间 5s，误差不大于 1s，最后控制风板平稳停留在终点位置上；（2）在 45 135 范围内预置两个角度值（1和 2）。由终点开始启动装置，在 15s 内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做 4 次摆动，摆动周期不大于 5s，摆动幅角误差不大于 5，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）其他。三、三、说明说明 1.给出的图 1 仅作参考，风板的外形尺寸要求为：高 150mm宽 200mm，厚度和制作材料及风板支架的机械连接方式不做限定；风板上除安装风板转动轴、角度指示针和传感器外，不能安装其他任何装置；风机数量和控制风向方式可自行设计确定；可以设置风板起始位置、终点位置的限位装置，限定风板能在与水平线成 30 150 的夹角内摆动；2.风板的运动状态，都要通过控制风机的风量来完成，不能受机械结构或其它外力的控制。控制角度误差为实测角度与预置角度之差的绝对值。风板由静止开始运动到规定控制角度的时间定义为过渡过程时间。风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示，声光提示只作为测评计时的参考，以现场实测数据为准。I-3/3 四、评分标准四、评分标准 项项 目目 内内 容容 得得 分分 设计报告设计报告 摘要、设计报告正文的结构及图表规范性 2 系统方案描述、方案比较与选择 2 理论分析计算与控制软件说明 6 主要控制电路设计、控制过程说明 6 测试方法、测试数据、测试结果分析 4 小计小计 2020 基本要求基本要求 完成第（1）项 20 完成第（2）项 24 完成第（3）项 6 小计小计 5050 发挥部分发挥部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 25 其他 5 小计小计 5050 总分总分 120120 B-1/3 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。风力摆控制系统风力摆控制系统（B B 题）题）【本科组】【本科组】一、任务 一长约 60cm70cm 的细管上端用万向节固定在支架上，下方悬挂一组（24 只）直流风机，构成一风力摆，如图 1 所示。风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过 20cm。设计一测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面画出要求的轨迹。二、要求 1.基本基本要求要求（1）从静止开始，15s 内控制风力摆做类似自由摆运动，使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于 50cm 的直线段，其线性度偏差不大于2.5cm，并且具有较好的重复性；（2）从静止开始，15s 内完成幅度可控的摆动，画出长度在 3060cm 间可设置，长度偏差不大于2.5cm 的直线段，并且具有较好的重复性；（3）可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15s 内按照设置的方向（角度）摆动，画出不短于 20cm 的直线段；（4）将风力摆拉起一定角度（3045）放开，5s 内使风力摆制动达到静止状态。图 1 风力摆结构示意 B-2/3 2发挥部分发挥部分（1）以风力摆静止时激光笔的光点为圆心，驱动风力摆用激光笔在地面画圆，30s 内需重复 3 次；圆半径可在 1535cm 范围内设置，激光笔画出的轨迹应落在指定半径2.5cm 的圆环内；（2）在发挥部分（1）后继续作圆周运动，在距离风力摆 12m 距离内用一台 5060W 台扇在水平方向吹向风力摆，台扇吹 5s 后停止，风力摆能够在 5s 内恢复发挥部分（1）规定的圆周运动，激光笔画出符合要求的轨迹；（3）其他。三、说明 1.任务中各项要求，均要考察完成时间及准确性。2.风力摆的制作方法建议：方案 1：如 2 图所示，一组直流风机用细管或棒（如碳素纤维管、PVC 管等）通过万向节固定在一支架上；方案 2：用粗单股导线（减少自旋）将风力摆吊挂在支架上。3.参赛队可以自行选定一方向为 0，以此为起始，顺时针依次为 90、180、270等，详见图 3，测试现场将提供此图。4.直流风机是驱动风力摆的唯一动力，不得以任何其它方式影响风力摆的运动；启动后，不得以任何形式人为影响风力摆运动。5.各项目中，运动到达要求时需有明显声或光提示，以便开始测试及记录。6.发挥部分施加干扰的方式是在12m 的距离，用 5060W 台扇在水 平 方 向 吹 风 力 摆，风 速 在1.02.0m/s 范围内。7.风力摆在圆周运动时的旋转方向不限；测试时考察在 6 个均匀分布点上激光轨迹是否落在圆环内，见图 3。2-4只轴流风机万向节硬质管棒图 2 风力摆实现方案示意 9018020021015022023010003060405070801020110120130140160170190250240260270280290300310320330340350图 3 方向角度示意 B-3/3 8.各项要求中，长度均以厘米（cm）为单位，角度以 10为最小单位。9.赛题中要求的各项动作完成时间越短越好，超过规定时间 1 倍时不计成绩。四、评分标准 设计设计 报告报告 项项 目目 分数分数 方案论证 系统结构及风力摆运动控制方案论证 4 测控方法 风力摆状态测量及运动控制 6 系统设计 系统结构，电路设计 4 系统测试 测试方法及测试数据 3 格式规范 摘要 设计报告内容完整性 公式、图表的规范性 3 小计 20 基本基本 要求要求 完成第（1）项 15 完成第（2）项 15 完成第（3）项 10 完成第（4）项 10 小计 50 发挥发挥 部分部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 20 完成第（3）项 10 小计 50 总分 120 F-1/2 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。数字频率计数字频率计（F 题题）【本科组】【本科组】一、任务一、任务 设计并制作一台闸门时间为 1s 的数字频率计。二、要求二、要求 1基本要求基本要求(1)频率和周期测量功能 a被测信号为正弦波，频率范围为 1Hz10MHz；b被测信号有效值电压范围为 50mV1V；c测量相对误差的绝对值不大于 10-4。(2)时间间隔测量功能 a被测信号为方波，频率范围为 100Hz1MHz；b被测信号峰峰值电压范围为 50mV1V；c被测时间间隔的范围为 0.1s100ms；d测量相对误差的绝对值不大于 10-2。(3)测量数据刷新时间不大于 2s，测量结果稳定，并能自动显示单位。2发挥部分发挥部分(1)频率和周期测量的正弦信号频率范围为 1Hz100MHz，其他要求同基本要求（1）和（3）。(2)频率和周期测量时被测正弦信号的最小有效值电压为 10mV，其他要求同基本要求（1）和（3）。F-2/2 (3)增加脉冲信号占空比的测量功能，要求：a被测信号为矩形波，频率范围为 1Hz5MHz；b被测信号峰峰值电压范围为 50mV1V；c被测脉冲信号占空比的范围为 10%90%；d显示的分辨率为 0.1%，测量相对误差的绝对值不大于 10-2。(4)其他（例如，进一步降低被测信号电压的幅度等）。三、说明三、说明 本题时间间隔测量是指 A、B 两路同频周期信号之间的时间间隔 TA-B。测试时可以使用双通道 DDS 函数信号发生器，提供 A、B 两路信号。四、四、评分标准评分标准 设计设计 报告报告 项项 目目 应包括的主要内容应包括的主要内容 分数分数 系统方案 比较与选择 方案描述 3 理论分析与计算 宽带通道放大器分析 各项被测参数测量方法的分析 提高仪器灵敏度的措施 8 电路与程序设计 电路设计 程序设计 4 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 2 小计 20 基本基本 要求要求 完成第（1）项 32 完成第（2）项 14 完成第（3）项 4 小计 50 发挥发挥 部分部分 完成第（1）项 21 完成第（2）项 8 完成第（3）项 16 其他 5 小计 50 总分总分 120 A-1/3 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。双向 DC-DC 变换器（A 题）【本科组】一、任务 设计并制作用于电池储能装置的双向 DC-DC 变换器，实现电池的充放电功能，功能可由按键设定，亦可自动转换。系统结构如图 1 所示，图中除直流稳压电源外，其他器件均需自备。电池组由 5 节 18650 型、容量 20003000mAh 的锂离子电池串联组成。所用电阻阻值误差的绝对值不大于 5%。双向DC-DC变换电路U1I1+-RL电池组U2+-直流稳压电源I2+-S1S2US=30RS=5测控电路辅助电源S3DAB 图 1 电池储能装置结构框图 二、要求 1基本要求 接通 S1、S3，断开 S2，将装置设定为充电模式。（1）U2=30V 条件下，实现对电池恒流充电。充电电流 I1在 12A 范围内步进可调，步进值不大于 0.1A，电流控制精度不低于 5%。（2）设定 I1=2A，调整直流稳压电源输出电压，使 U2在 2436V 范围内变化时，要求充电电流 I1的变化率不大于 1%。（3）设定 I1=2A，在 U2=30V 条件下，变换器的效率190%。（4）测量并显示充电电流 I1，在 I1=12A 范围内测量精度不低于 2%。（5）具有过充保护功能：设定 I1=2A，当 U1超过阈值 U1th=240.5V 时，停止充电。A-2/3 2发挥部分（1）断开 S1、接通 S2，将装置设定为放电模式，保持 U2=300.5V，此时变换器效率295%。（2）接通 S1、S2，断开 S3，调整直流稳压电源输出电压，使 Us在 3238V 范围内变化时，双向 DC-DC 电路能够自动转换工作模式并保持 U2=300.5V。（3）在满足要求的前提下简化结构、减轻重量，使双向 DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分的总重量不大于 500g。（4）其他。三、说明 1要求采用带保护板的电池，使用前认真阅读所用电池的技术资料，学会估算电池的荷电状态，保证电池全过程的使用安全。2电池组不需封装在作品内，测试时自行携带至测试场地；测试前电池初始状态由参赛队员自定，测试过程中不允许更换电池。2基本要求（1）中的电流控制精度定义为110ic10100%IIeI，其中 I1为实际电流、I10为设定值。3.基本要求（2）电流变化率的计算方法：设 U2=36V 时，充电电流值为 I11；U2=30V 时，充电电流值为 I1；U2=24V 时，充电电流值为 I12，则111211100%IIISI。4.DC-DC 变换器效率112100%PP、221100%PP，其中111PUI，222PUI。5.基本要求（5）的测试方法：在图 1 的 A、B 点之间串入滑线变阻器，使 U1增加。6辅助电源需自制或自备，可由直流稳压电源（Us处）或工频电源（220V）为其供电。7作品应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。8制作时应合理设置测试点（参考图 1），以方便测试；为方便测重，应能较方便的将双向 DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分与其他部分分开。9设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、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，在附件中提供作品较清晰的照片。.A-3/3 四、评分标准 项 目 主要内容 满 分 设计报告 方案论证 比较与选择；方案描述。2 电路与 程序设计 双向 DC-DC 主回路与器件选择；测量控制电路、控制程序。5 理论分析 与计算 主回路主要器件参数选择及计算；控制方法与参数计算；提高效率的方法。5 测试方案 与测试结果 测试方案及测试条件；测试结果及其完整性；测试结果分析。5 结构及 规范性 摘要的规范性；设计报告正文的结构；图表的规范性。3 小 计 20 基本要求 完成第（1）项 16 完成第（2）项 10 完成第（3）项 10 完成第（4）项 8 完成第（5）项 6 小 计 50 发挥部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 20 完成第（3）项 5 其他 5 小计 50 总分 120 J-1/3 2015年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项（1）8 月 12 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）8 月 15 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。小球小球滚动控制滚动控制系统系统（J 题题）【高职高专高职高专组】组】一、任务一、任务 如图 1 所示门形支架的一个立柱上用转轴固定一根 U 型导轨，导轨的另一端可由固定在顶梁上的电机控制其上下运动，使小球在导轨上按要求灵活滚动或定位。导轨以转轴处为原点，以厘米（cm）为单位标注位置（见图中放大部分）。二、要求二、要求 1.基本部分基本部分（1）在导轨两端头设置触发机构，小球触碰时有明显声或光指示；（2）15s 内自动将导轨从15范围内的任一位置调整至水平状态，小球放置在导轨 2535cm 区间某一位置时静止不滚动；（3）小球在原点从静止开始，15s 内使小球在导轨上做 3 次往复运动，且运动控制在 555cm 区间范围内；051015图 1 系统结构示意 J-2/3 （4）在往复运动状态下，通过设置指令（按键）使小球在 15s 内稳定停止在 302 cm 位置区域内，并至少保持 10s。2.发挥部分发挥部分（1）小球在原点从静止开始，在 30s 内完成不少于 3 次往复运动，往复运动周期在 38s 间可设置；（2）小球在原点从静止开始，在 30s 钟内控制小球在导轨上以 30cm 处为中心，做不少于 4 次往复运动；往复运动偏离中心的最大位移可在15cm25cm 区间设置，且最大位移偏差不超过 2cm。（3）其他。三、说明三、说明 1.系统系统结构及实现方法说明结构及实现方法说明（1）导轨为硬质材料，轨道必须