大學(xué)生電子設計大賽（資料信息查詢(xún)）總結報告

    電子大三要求的參賽隊是三個(gè)人一組，如果要想取得成功，只靠一個(gè)人的單打獨斗，希望是非常渺茫的，所以，解決團隊合作問(wèn)題應該是最重要的，選好團隊后首先要確定團隊核心人物。大家一定都能想得到，一旦進(jìn)入備戰階段，組員間的探討是必然的，各抒己見(jiàn)固然好，但往往也比較容易起爭執。這時(shí)如果有個(gè)核心人物，他的話(huà)在非常時(shí)期大家必須絕對服從，他說(shuō)了算。另外要想獲得成功，就必須認清自己團隊的優(yōu)勢，充分調用組員中的優(yōu)勢資源，比如：某個(gè)組員在編程方面有優(yōu)勢，那么就應該合理分配編程工作給他，這樣大家分工也就相對明確了，也都能充分發(fā)揮自己的所長(cháng)，將團對協(xié)作的力量發(fā)揮到最大。

既然參加的是全國大學(xué)生電子設計大賽，所以打好根基是很重要的，主要的方面有鏈接常用電路，如高增益放大電路，跟隨電路，濾波電路的設計，學(xué)習相關(guān)的電子制圖軟件，會(huì )畫(huà)原理圖，并會(huì )PCB制版。在平常的準備期間要學(xué)會(huì )用萬(wàn)用板焊接電路或者用三氯化鐵腐蝕電路。在正式比賽之前，還要和團隊一起在4天內練習做一個(gè)完整的電子系統，最重要的是練習聯(lián)機調試工作，以為做好各個(gè)模塊相對比較容易，但是聯(lián)機調試往往就不是很順利了，這也是大部分參賽隊失敗的主要原因。

暑假準備期間還要做一些基本的模塊，這要在真正參加比賽的時(shí)候，才不會(huì )手忙腳亂，做到游刃有余，這些模塊，如LED,LCD子電路，子程序。AD,DA電路，搞控制的得選好步進(jìn)電機的型號，驅動(dòng)電路，驅動(dòng)程序，無(wú)線(xiàn)電類(lèi)的要了解可能用到的通信協(xié)議（如UWB、Zigbee、RFID和藍牙等）及通信模塊。根據網(wǎng)上的介紹，參賽隊獲勝的一個(gè)重要原因是絕對的自信和良好的心態(tài)，如果我們把各個(gè)模塊都做好并且報定必勝的決心，相信現實(shí)也不會(huì )讓我們失望的。

通過(guò)對電子競賽信息的查詢(xún)，可以看出，每年的競賽試題都有很多相似的地方，控制類(lèi)的如簡(jiǎn)單的工業(yè)控制、小車(chē)；傳統題目如數據調理、數據采集，無(wú)線(xiàn)傳輸系統；電源設計；簡(jiǎn)單儀器、儀表設計（每年必要一題)如2005年的簡(jiǎn)易頻譜分析儀，2003年的簡(jiǎn)易邏輯分析器。所以我們應該慎重選擇發(fā)揮自己的強項（作為計通系的學(xué)生，感覺(jué)在控制，編程方面應該比較好一點(diǎn)，但自己還是對電路搭建比較感興趣）。從對往屆電子設計大賽的總結，題目大概可以分為7類(lèi)，即：

（1）電源類(lèi)：簡(jiǎn)易數控直流電源，直流穩壓電源

（2）信號源類(lèi)：實(shí)用信號源的設計和制作，波形發(fā)生器，電壓控制LC振蕩器（A題）；

（3）高頻無(wú)線(xiàn)電類(lèi)：簡(jiǎn)易無(wú)線(xiàn)電遙控系統，調幅廣播收音機，短波調頻接收機，調頻收音機，

（4）放大器類(lèi)：實(shí)用低頻功率放大器，高效率音頻功率放大器，寬帶放大器（B題)

（5）儀器儀表類(lèi)：簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測試儀，簡(jiǎn)易數字頻率計，頻率特性測試儀，數字式工頻有效值多用表，簡(jiǎn)易數字存儲示波器，低頻數字式相位測量?jì)x（C題，簡(jiǎn)易邏輯分析儀（D題，

（6）數據采集與處理類(lèi)：多路數據采集系統，數字化語(yǔ)音存儲與回放系統，數據采集與傳輸系統。

（7）控制類(lèi)：水溫控制系統，自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車(chē)，簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車(chē)（E題，液體點(diǎn)滴速度監控裝置（F題)

試題具有實(shí)用性強、綜合性強、技術(shù)水平發(fā)揮余地大的特點(diǎn)。涉及到的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數字電路、微機原理、電子測量、單片機、可編程邏輯器件、EDA設計等；實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節有：電子線(xiàn)路實(shí)驗課、微機原理實(shí)驗課、課程設計、生產(chǎn)實(shí)習等；可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規模集成電路、單片機、可編程邏輯器件等；設計手段必須采用現代電子設計方法與開(kāi)發(fā)工具，如VHDL語(yǔ)言、Xilinx Foundation Series EDA工具、 單片機編程器等。

題目分析：

一、電源類(lèi)題目分析

電源類(lèi)題目有簡(jiǎn)易數控直流電源（1994年）和直流穩壓電源（1997年）、數控直流電流源（F題2005年） 、開(kāi)關(guān)穩壓電源（E題2007年）、電能收集充電器2009年、A題--光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置2009年  。

簡(jiǎn)易數控直流電源（第一屆，1994年）要求設計制作一個(gè)輸出電壓數控可調直流穩壓電源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩壓和調節，單片機，數字顯示與控制等。直流穩壓電源（第三屆，1997年）要求設計制作一個(gè)交流變換為直流的穩定電源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩壓和調節，恒流電流源，DC-DC變換器，單片機，數字顯示與控制等。

二、信號源類(lèi)題目分析
信號源類(lèi)有實(shí)用信號源的設計和制作（1995年）、波形發(fā)生器（2001年）和電壓控制LC振蕩器（2003年） 正弦信號發(fā)生器（A題） 2005年、音頻信號分析儀（A題2007年） 。

實(shí)用信號源的設計和制作（第二屆，1995年）要求設計制作一個(gè)正弦波和脈沖波信號源，頻率范圍20Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：RC振蕩器，脈沖振蕩器，數字可調電位器，單片機，數字顯示與控制等。

波形發(fā)生器（第五屆，2001年）要求設計制作一個(gè)能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶(hù)編輯的特定形狀波形的波形發(fā)生器，頻率范圍100Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：?jiǎn)纹瑱C或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示與控制，濾波器等。

電壓控制LC振蕩器（第六屆，2003年）要求設計制作一個(gè)電壓控制LC振蕩器，頻率范圍15MHz～35MHz，高頻信號源。涉及到的基礎知識與制作能力包含：?jiǎn)纹瑱C或者可編程邏輯器件，PLL，LC振蕩器，數字顯示與控制，濾波器，高頻功率放大器等。

三、放大器類(lèi)題目分析

       放大器類(lèi)的題目有實(shí)用低頻功率放大器（1995年）、測量放大器（1999年）、高效率音頻功率放大器（2001年）和寬帶放大器（2003年）。集成運放參數測試儀（B題2005年）、寬帶直流放大器（C題2009年）數字幅頻均衡的功率放大器 2009年 

實(shí)用低頻功率放大器（第二屆，1995年）要求設計制作一個(gè)具有弱信號放大能力的低頻功率放大器，額定輸出功率POR≥10W，帶寬BW≥（50～10000）Hz。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，方波信號發(fā)生器，低頻功率放大器等。

測量放大器（第四屆，1999年）要求設計制作一個(gè)測量放大器及所用的直流穩壓電源。差模電壓放大倍數 AVD＝1～500。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，信號變換放大器，測量放大器等。

高效率音頻功率放大器（第五屆，2001年）要求設計制作一個(gè)高效率音頻功率放大器及其參數的測量、顯示裝置，3dB通頻帶為300Hz～3400Hz，最大不失真輸出功率≥1W。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，音頻功率放大器等。

寬帶放大器（第六屆，2003年）要求設計并制作一個(gè)3dB通頻帶10kHz～6MHz，最大增益≥40dB的寬帶放大器。涉及到的基礎知識包含有：電源整流和穩壓，AGC，寬帶放大器等。

四、無(wú)線(xiàn)電類(lèi)題目分析

    無(wú)線(xiàn)電類(lèi)題目有簡(jiǎn)易無(wú)線(xiàn)電遙控系統（1995年）、調幅廣播收音機（1997年）、短波調頻接收機（1999年）和調頻收音機（2001年）。單工無(wú)線(xiàn)呼叫系統（D題2005年）、無(wú)線(xiàn)識別裝置（B題2007年）無(wú)線(xiàn)環(huán)境監測模擬裝置 2009年  

    簡(jiǎn)易無(wú)線(xiàn)電遙控系統（第二屆，1995年）要求設計制作一個(gè)無(wú)線(xiàn)電遙控發(fā)射機和接收機，頻率范圍6～10MHz。涉及到的基礎知識包含有：無(wú)線(xiàn)電發(fā)射與接收，編碼與解碼，單片機，數字顯示等。

    調幅廣播收音機（第三屆，1997年）要求設計制作一個(gè)中波廣播收音機，接收頻率范圍540kHz～1600kHz，材料由SONY公司提供。涉及到的基礎知識包含有：無(wú)線(xiàn)電調幅接收，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

    短波調頻接收機（第四屆，1999年）接收頻率范圍：8MHz～10MHz。涉及到的基礎知識包含有：無(wú)線(xiàn)電調頻接收，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

調頻收音機（第五屆，2001年）用SONY公司提供的FM/AM收音機集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成調諧集成芯片BU2614，制作一臺調頻收音機, 接收FM信號頻率范圍88MHz～108MHz。涉及到的基礎知識包含有：無(wú)線(xiàn)電調頻接收，PLL，變容二極管控制，單片機，數字顯示等。

五、儀器儀表類(lèi)題目分析

    儀器儀表類(lèi)有簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）、簡(jiǎn)易數字頻率計（第三屆，1997年）、頻率特性測試儀（第四屆，1999年）、數字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）、簡(jiǎn)易數字存儲示波器（第五屆，2001年）、低頻數字式相位測量?jì)x（第六屆，2003年），簡(jiǎn)易邏輯分析儀（第六屆，2003年）。簡(jiǎn)易頻譜分析儀（C題2005年） 、數字示波器（C題2007年）程控濾波器（D題2007年）

    簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）要求設計制作一個(gè)測量范圍：電阻100Ω～1MΩ；電容100pF～10000pF；電感100μH～10mH），測量精度：±5%的電阻、電容和電感測試儀。涉及到的基礎知識包含有：電阻、電容和電感參數變換，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    簡(jiǎn)易數字頻率計（第三屆，1997年）要求設計制作一個(gè)測量范圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz；測量誤差≤0.1%數字頻率計。涉及到的基礎知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    頻率特性測試儀（第四屆，1999年）要求設計制作一個(gè)頻率范圍100Hz～100kHz；頻率步進(jìn)：10Hz；頻率穩定度：10-4；測量精度：5％ ；能在全頻范圍和特定頻率范圍內自動(dòng)步進(jìn)測量的頻率特性測試儀。涉及到的基礎知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    數字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）要求設計制作一個(gè)能同時(shí)對一路工頻交流電（頻率波動(dòng)范圍為50±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數進(jìn)行測量的數字式多用表。涉及到的基礎知識包含有：電壓電流變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    簡(jiǎn)易數字存儲示波器（第五屆，2001年）要求設計制作一個(gè)一臺用普通示波器顯示被測波形的簡(jiǎn)易數字存儲示波器，頻率范圍為DC～50kHz，誤差≤5%。涉及到的基礎知識包含有：A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

    低頻數字式相位測量?jì)x（第六屆，2003年）要求設計制作一個(gè)低頻相位測量系統，包括相位測量?jì)x、數字式移相信號發(fā)生器和移相網(wǎng)絡(luò )三部分。頻率范圍：20Hz～20kHz，相位測量絕對誤差≤2°。涉及到的基礎知識包含有：相位檢測，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，RC移相網(wǎng)絡(luò )，數字顯示等。

簡(jiǎn)易邏輯分析儀（第六屆，2003年）要求設計制作一個(gè)8路數字信號發(fā)生器與簡(jiǎn)易邏輯分析儀，能產(chǎn)生8路可預置的循環(huán)移位邏輯信號序列，輸出信號為TTL電平，序列時(shí)鐘頻率為100Hz，并能夠重復輸出。涉及到的基礎知識包含有：?jiǎn)纹瑱C或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

六、數據采集與處理類(lèi)題目分析
    數據采集與處理類(lèi)題目有多路數據采集系統（第一屆，1994年），數字化語(yǔ)音存儲與回放系統（第四屆，1999年），數據采集與傳輸系統（第五屆，2001年）聲音導引系統 2009年。

多路數據采集系統（第一屆，1994年）要求設計制作一個(gè)八路數據采集系統，對50米以外的各路數據，通過(guò)串行傳輸線(xiàn)進(jìn)行采集和顯示。涉及到的基礎知識包含有： A/D變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數字顯示等。

數字化語(yǔ)音存儲與回放系統（第四屆，1999年）要求設計制作一個(gè)數字化語(yǔ)音存儲與回放系統。通帶為300Hz～3.4kHz ；ADC采樣頻率f s＝8kHz，字長(cháng)＝8位；DAC：變換頻率f c＝8kHz，字長(cháng)＝8位；語(yǔ)音存儲時(shí)間≥10秒。涉及到的基礎知識包含有： A/D和D/A變換、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數字顯示等。

數據采集與傳輸系統（第五屆，2001年）設計制作一個(gè)用于8路模擬信號采集與單向傳輸系統，被測電壓為8路0～5V分別可調的直流電壓。采用8位A/D變換器。涉及到的基礎知識包含有： A/D變換、噪聲模擬發(fā)生器、調制與解調、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數字顯示等。

七、控制類(lèi)題目分析

    控制類(lèi)題目有水溫控制系統（1997年）、自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車(chē)（2001年）、簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車(chē)（2003年）、液體點(diǎn)滴速度監控裝置（第六屆，2003年）。 電動(dòng)車(chē)蹺蹺板（F題2007年）、懸掛運動(dòng)控制系統（E題2005年）。

    水溫控制系統（1997年）控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現自動(dòng)控制，以保持設定的溫度基本不變。溫度設定范圍為40～90℃，最小區分度為1℃，標定溫度≤1℃。涉及到的基礎知識包含有：溫度檢測電路，加熱器控制電路，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車(chē)（2001年）設計并制作一個(gè)能自動(dòng)往返于起跑線(xiàn)與終點(diǎn)線(xiàn)間的小汽車(chē)。車(chē)輛從起跑線(xiàn)出發(fā)（出發(fā)前，車(chē)體不得超出起跑線(xiàn)），到達終點(diǎn)線(xiàn)后停留10秒，然后自動(dòng)返回起跑線(xiàn)（允許倒車(chē)返回）。到達終點(diǎn)線(xiàn)和返回起跑線(xiàn)時(shí)，停車(chē)位置離起跑線(xiàn)和終點(diǎn)線(xiàn)偏差應最小。在限速區，車(chē)輛往返均要求以低速通過(guò)，通過(guò)時(shí)間不得少于8秒。涉及到的基礎知識包含有：光電檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車(chē)（2003年）電動(dòng)車(chē)從起跑線(xiàn)出發(fā)（車(chē)體不得超過(guò)起跑線(xiàn)），沿引導線(xiàn)到達B點(diǎn)。在“直道區”電動(dòng)車(chē)檢測到薄鐵片時(shí)需立即發(fā)出聲光指示信息，并實(shí)時(shí)存儲、顯示在“直道區”檢測到的薄鐵片數目。電動(dòng)車(chē)到達B點(diǎn)以后進(jìn)入“彎道區”，沿圓弧引導線(xiàn)到達C點(diǎn)。C點(diǎn)下埋有邊長(cháng)為15cm的正方形薄鐵片，要求電動(dòng)車(chē)到達C點(diǎn)檢測到薄鐵片后在C點(diǎn)處停車(chē)5秒，停車(chē)期間發(fā)出斷續的聲光信息。電動(dòng)車(chē)在光源的引導下，通過(guò)障礙區進(jìn)入停車(chē)區并到達車(chē)庫。電動(dòng)車(chē)必須在兩個(gè)障礙物之間通過(guò)且不得與其接觸。電動(dòng)車(chē)完成上述任務(wù)后應立即停車(chē)，但全程行駛時(shí)間不能大于90秒，行駛時(shí)間達到90秒時(shí)必須立即自動(dòng)停車(chē)。涉及到的基礎知識包含有：光電、金屬、超聲波檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

    液體點(diǎn)滴速度監控裝置（2003年）在滴斗處檢測點(diǎn)滴速度，并制作一個(gè)數顯裝置，能動(dòng)態(tài)顯示點(diǎn)滴速度（滴/分）。通過(guò)改變高度h2控制點(diǎn)滴速度；也可以通過(guò)控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來(lái)控制點(diǎn)滴速度。點(diǎn)滴速度可用鍵盤(pán)設定并顯示，設定范圍為20~150(滴/分)，控制誤差范圍為設定值10%1滴。當高度h1降到警戒值（2~3cm）時(shí)，能發(fā)出報警信號。涉及到的基礎知識包含有：光電檢測電路，步進(jìn)電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數字顯示等。

此外，印制電路板的設計與制作也是非常重要的。

印刷電路板設計是電子設計制作中很關(guān)鍵的一步。印制電路板的設計軟件目前主要有altium designer、Protel99se等。

    基本設計步驟：

①設計好電路原理圖；

②根據所設計的原理圖準備好所需要的元器件；

③根據實(shí)物給原理圖中的元器件制作或調用封裝形式；

④形成網(wǎng)絡(luò )表連接文件；

⑤在PCB設計環(huán)境下，規劃電路板的大小、板層數量等；

⑥調用網(wǎng)絡(luò )表連接文件，并布局元器件的位置（自動(dòng)加手工布局）；

⑦設置好自動(dòng)布線(xiàn)規則，并自動(dòng)布線(xiàn)；

⑧形成第二個(gè)網(wǎng)絡(luò )表連接文件，并比較兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )表文件，若相同則說(shuō)明沒(méi)有問(wèn)題，否則要查找原因；

⑨手工布線(xiàn)并優(yōu)化處理

⑩輸出PCB文件并制版。

在了解這些信息之后，接下來(lái)是要進(jìn)行單元電路的設計與制作（將做成每周計劃）。