大學(xué)生電子設(shè)計大賽（資料信息查詢）總結(jié)報告

    電子大三要求的參賽隊是三個人一組，如果要想取得成功，只靠一個人的單打獨(dú)斗，希望是非常渺茫的，所以，解決團(tuán)隊合作問題應(yīng)該是最重要的，選好團(tuán)隊后首先要確定團(tuán)隊核心人物。大家一定都能想得到，一旦進(jìn)入備戰(zhàn)階段，組員間的探討是必然的，各抒己見固然好，但往往也比較容易起爭執(zhí)。這時如果有個核心人物，他的話在非常時期大家必須絕對服從，他說了算。另外要想獲得成功，就必須認(rèn)清自己團(tuán)隊的優(yōu)勢，充分調(diào)用組員中的優(yōu)勢資源，比如：某個組員在編程方面有優(yōu)勢，那么就應(yīng)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，將團(tuán)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(shè)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(shè)計，學(xué)習(xí)相關(guān)的電子制圖軟件，會畫原理圖，并會PCB制版。在平常的準(zhǔn)備期間要學(xué)會用萬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(tuán)隊一起在4天內(nèi)練習(xí)做一個完整的電子系統(tǒng)，最重要的是練習(xí)聯(lián)機(jī)調(diào)試工作，以為做好各個模塊相對比較容易，但是聯(lián)機(jī)調(diào)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(zhǔn)備期間還要做一些基本的模塊，這要在真正參加比賽的時候，才不會手忙腳亂，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(jī)的型號，驅(qū)動電路，驅(qū)動程序，無線電類的要了解可能用到的通信協(xié)議（如UWB、Zigbee、RFID和藍(lán)牙等）及通信模塊。根據(jù)網(wǎng)上的介紹，參賽隊獲勝的一個重要原因是絕對的自信和良好的心態(tài)，如果我們把各個模塊都做好并且報定必勝的決心，相信現(xiàn)實也不會讓我們失望的。

通過對電子競賽信息的查詢，可以看出，每年的競賽試題都有很多相似的地方，控制類的如簡單的工業(yè)控制、小車；傳統(tǒng)題目如數(shù)據(jù)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集，無線傳輸系統(tǒng)；電源設(shè)計；簡單儀器、儀表設(shè)計（每年必要一題)如2005年的簡易頻譜分析儀，2003年的簡易邏輯分析器。所以我們應(yīng)該慎重選擇發(fā)揮自己的強(qiáng)項（作為計通系的學(xué)生，感覺在控制，編程方面應(yīng)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(shè)計大賽的總結(jié)，題目大概可以分為7類，即：

（1）電源類：簡易數(shù)控直流電源，直流穩(wěn)壓電源

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

（3）高頻無線電類：簡易無線電遙控系統(tǒng)，調(diào)幅廣播收音機(jī)，短波調(diào)頻接收機(jī)，調(diào)頻收音機(jī)，

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

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

（6）數(shù)據(jù)采集與處理類：多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。

（7）控制類：水溫控制系統(tǒng)，自動往返電動小汽車，簡易智能電動車（E題，液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置（F題)

試題具有實用性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、技術(shù)水平發(fā)揮余地大的特點(diǎn)。涉及到的電子信息類專業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理、電子測量、單片機(jī)、可編程邏輯器件、EDA設(shè)計等；實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有：電子線路實驗課、微機(jī)原理實驗課、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)等；可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、單片機(jī)、可編程邏輯器件等；設(shè)計手段必須采用現(xiàn)代電子設(shè)計方法與開發(fā)工具，如VHDL語言、Xilinx Foundation Series EDA工具、 單片機(jī)編程器等。

題目分析：

一、電源類題目分析

電源類題目有簡易數(shù)控直流電源（1994年）和直流穩(wěn)壓電源（1997年）、數(shù)控直流電流源（F題2005年） 、開關(guān)穩(wěn)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  。

簡易數(shù)控直流電源（第一屆，1994年）要求設(shè)計制作一個輸出電壓數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，單片機(jī)，數(shù)字顯示與控制等。直流穩(wěn)壓電源（第三屆，1997年）要求設(shè)計制作一個交流變換為直流的穩(wěn)定電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，恒流電流源，DC-DC變換器，單片機(jī)，數(shù)字顯示與控制等。

二、信號源類題目分析
信號源類有實用信號源的設(shè)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） 。

實用信號源的設(shè)計和制作（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個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(chǔ)知識與制作能力包含：RC振蕩器，脈沖振蕩器，數(shù)字可調(diào)電位器，單片機(jī)，數(shù)字顯示與控制等。

波形發(fā)生器（第五屆，2001年）要求設(shè)計制作一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶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(chǔ)知識與制作能力包含：單片機(jī)或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)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(shè)計制作一個電壓控制LC振蕩器，頻率范圍15MHz～35MHz，高頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：單片機(jī)或者可編程邏輯器件，PLL，LC振蕩器，數(shù)字顯示與控制，濾波器，高頻功率放大器等。

三、放大器類題目分析

       放大器類的題目有實用低頻功率放大器（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(yùn)放參數(shù)測試儀（B題2005年）、寬帶直流放大器（C題2009年）數(shù)字幅頻均衡的功率放大器 2009年 

實用低頻功率放大器（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個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(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)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(shè)計制作一個測量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。差模電壓放大倍數(shù) AVD＝1～500。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)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(shè)計制作一個高效率音頻功率放大器及其參數(shù)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(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，音頻功率放大器等。

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

四、無線電類題目分析

    無線電類題目有簡易無線電遙控系統(tǒng)（1995年）、調(diào)幅廣播收音機(jī)（1997年）、短波調(diào)頻接收機(jī)（1999年）和調(diào)頻收音機(jī)（2001年）。單工無線呼叫系統(tǒng)（D題2005年）、無線識別裝置（B題2007年）無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置 2009年  

    簡易無線電遙控系統(tǒng)（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個無線電遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，頻率范圍6～10MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電發(fā)射與接收，編碼與解碼，單片機(jī)，數(shù)字顯示等。

    調(diào)幅廣播收音機(jī)（第三屆，1997年）要求設(shè)計制作一個中波廣播收音機(jī)，接收頻率范圍540kHz～1600kHz，材料由SONY公司提供。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)幅接收，變?nèi)荻�極管控制，單片機(jī)，數(shù)字顯示等。

    短波調(diào)頻接收機(jī)（第四屆，1999年）接收頻率范圍：8MHz～10MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，變?nèi)荻�極管控制，單片機(jī)，數(shù)字顯示等。

調(diào)頻收音機(jī)（第五屆，2001年）用SONY公司提供的FM/AM收音機(jī)集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片BU2614，制作一臺調(diào)頻收音機(jī), 接收FM信號頻率范圍88MHz～108MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，PLL，變?nèi)荻�極管控制，單片機(jī)，數(shù)字顯示等。

五、儀器儀表類題目分析

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

    簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個測量范圍：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(chǔ)知識包含有：電阻、電容和電感參數(shù)變換，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。

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

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

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

    簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆，2001年）要求設(shè)計制作一個一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數(shù)字存儲示波器，頻率范圍為DC～50kHz，誤差≤5%。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：A/D和D/A變換，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。

    低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆，2003年）要求設(shè)計制作一個低頻相位測量系統(tǒng)，包括相位測量儀、數(shù)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(chǔ)知識包含有：相位檢測，A/D和D/A變換，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，存儲器，RC移相網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字顯示等。

簡易邏輯分析儀（第六屆，2003年）要求設(shè)計制作一個8路數(shù)字信號發(fā)生器與簡易邏輯分析儀，能產(chǎn)生8路可預(yù)置的循環(huán)移位邏輯信號序列，輸出信號為TTL電平，序列時鐘頻率為100Hz，并能夠重復(fù)輸出。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：單片機(jī)或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。

六、數(shù)據(jù)采集與處理類題目分析
    數(shù)據(jù)采集與處理類題目有多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，1994年），數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆，1999年），數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（第五屆，2001年）聲音導(dǎo)引系統(tǒng) 2009年。

多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，1994年）要求設(shè)計制作一個八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對50米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線進(jìn)行采集和顯示。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有： A/D變換，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。

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

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

七、控制類題目分析

    控制類題目有水溫控制系統(tǒng)（1997年）、自動往返電動小汽車（2001年）、簡易智能電動車（2003年）、液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置（第六屆，2003年）。 電動車蹺蹺板（F題2007年）、懸掛運(yùn)動控制系統(tǒng)（E題2005年）。

    水溫控制系統(tǒng)（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(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變。溫度設(shè)定范圍為40～90℃，最小區(qū)分度為1℃，標(biāo)定溫度≤1℃。涉及到的基礎(chǔ)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(jī)或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。

    自動往返電動小汽車（2001年）設(shè)計并制作一個能自動往返于起跑線與終點(diǎn)線間的小汽車。車輛從起跑線出發(fā)（出發(fā)前，車體不得超出起跑線），到達(dá)終點(diǎn)線后停留10秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。到達(dá)終點(diǎn)線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點(diǎn)線偏差應(yīng)最小。在限速區(qū)，車輛往返均要求以低速通過，通過時間不得少于8秒。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電檢測電路，電機(jī)控制電路，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。

簡易智能電動車（2003年）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導(dǎo)線到達(dá)B點(diǎn)。在“直道區(qū)”電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。電動車到達(dá)B點(diǎn)以后進(jìn)入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點(diǎn)。C點(diǎn)下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達(dá)C點(diǎn)檢測到薄鐵片后在C點(diǎn)處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。電動車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。電動車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達(dá)到90秒時必須立即自動停車。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電、金屬、超聲波檢測電路，電機(jī)控制電路，單片機(jī)或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。

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

此外，印制電路板的設(shè)計與制作也是非常重要的。

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

    基本設(shè)計步驟：

①設(shè)計好電路原理圖；

②根據(jù)所設(shè)計的原理圖準(zhǔn)備好所需要的元器件；

③根據(jù)實物給原理圖中的元器件制作或調(diào)用封裝形式；

④形成網(wǎng)絡(luò)表連接文件；

⑤在PCB設(shè)計環(huán)境下，規(guī)劃電路板的大小、板層數(shù)量等；

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

⑦設(shè)置好自動布線規(guī)則，并自動布線；

⑧形成第二個網(wǎng)絡(luò)表連接文件，并比較兩個網(wǎng)絡(luò)表文件，若相同則說明沒有問題，否則要查找原因；

⑨手工布線并優(yōu)化處理

⑩輸出PCB文件并制版。

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