山东省08年电子设计大赛试题教案资料.doc

山东省08年电子设计大赛试题

精品文档
A题 多功能电子计价秤制作
一、任务
本题目最好采用广州周立功单片机发展有限公司赞助提供EasyARM2103主机板为主控器，设计并制作一个多功能电子计价秤。
显示器

其它
功能
测量控制器
EasyARM2103主机板
称重传感器
及变换电路

(0-2V)

键盘

二、制作要求
1.基本部分：
（1）能用键盘设置单价，称重后能同时显示重量、单价和总额；
电子计价秤：最大称重为15.000公斤，重量误差不大于±0.1％；
（2）具有数码显示，显示重量、单价、总额等信息。
a.重量显示为5位数码，单位为公斤，最大重量显示值为99.999公斤；
b.单价金额显示为5位数码，单位为元，最大单价金额显示值值为999.99元；
c.总价金额显示为6位数码，单位为元，最大总价金额显示值值为9999.99元，
总价金额误差不大于0.01元；
（3）具有去皮功能和总额累加计算功能；
（4）能预存10种商品的单价；可以随意调出使用
（5）测量并显示环境温度，温度测量误差不大于1℃；
（6）自制可以连续可调高稳定度0-2V直流电源，用于模拟称重传感器输出的称重信号源。采用0-2V模拟0-20kg称重；
（7）制作工艺。
2.发挥部分：
（1）具有实时时钟显示并具有掉电保护，可显示日历时钟（年、月、日、时、分、秒）；
（2）扩展高精度A/D转换器，提高电子计价秤测量精度，测量误差不大于±0.01％；
（3）采用称重传感器及相应信号处理电路与自制电子计价秤实测物品（1kg,5kg,10kg），重量测量误差小；称重数据稳定，数据稳定时间不小于2秒；
（4）能预存10种商品的名称（或代号）和商品的单价；能存储100组购物清单并显示，数据具有掉电保护，清单内容包括：购货日期、收银员编号、商品名称、数量、单价、金额、本次购物总金额。购物清单可以打印输出；
（5）商品名称可以中文输入和显示；
（6）其它特色发挥功能。
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，分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及误差分析。
50
实际制作
基本部分
完成第（1）项
10
完成第（2）项
5
完成第（3）项
10
完成第（4）项
5
完成第（5）项
10
完成第（6）项
5
完成第（7）项
5
实际制作
发挥部分
完成第（1）项
5
完成第（2）项
10
完成第（3）项
10
完成第（4）项
10
完成第（5）项
5
完成第（6）项
10
四、说明
1. 不采用中文显示和打印时，相关内容可采用代号、拼音或英文显示。
2. 测试基本要求功能时，使用自制可以连续可调高稳定度0-2V直流电源模拟称重传感器及相应变换电路的输出电压信号（0-2V）。
3. 测试发挥功能时，第(3)项需要配接称重传感器及相应变换电路实测物品重量。
4. 本科生需要完成所有项（基本要求7项，发挥部分6项，作品完成制作满分100分。
5. 专科生需要完成以下各项：基本要求部分中(1)、(2)、(3)、(6)和(7)项，满分35分；发挥部分中(1)、(2)、(3) 和(6)项，满分35分；
6. 专科生若完成基本要求部分中(4)和(5))项，发挥部分中(4)和(5)项，可获相应项目的加分。
7. B题 单相电参数测量仪
8. 一、任务
9. 设计制作一台电子式电参数测量仪，该电参数测量仪能测量电压、电流、有功功率、功率因数、电量、频率等电参量。
10. 二、要求
11. 1．基本要求
12. 　　（1）电压测量值取3位整数；
13. （2）电流测量范围为0--10A，保留2位小数；
14. 　　（3）有功功率只取整数，功率因数和电量取2位小数，频率取1位小数；
15. （4）电压、电流、电量允许误差2％；
16. （5）上述各参数能实时显示；
17. （6）设计参数测量仪所用的电源。
18. 2．发挥部分
19. （1）各参数允许误差0.5％；
20. （2）具有打印功能，可打印当前时间的电参数值和累计电能值；
21. 　　（3）可设置大负载断电报警功能，大负载报警电流可任意设置；
22. 　　（4）可实现预购置电能功能，当有剩余电量为10 kwh时，测量仪将断电工作10秒以示报警；
23. （5）可实现分时计量电量功能，时段不少于8段；
24. （6）其它。
25. 　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

5
完成第（3）项

10
完成第（4）项

10
完成第（5）项

5
完成第（6）项

10
26.
C题 超低功耗电子温度计

一、 任务：
设计一个电子温度计，能够通过温度传感器测量并显示被测量点的温度。原理方框图如下：
MSP430单片机
温度传感器
显示驱动
显示
按键

二、 设计要求：
1. 基本部分：
(1) 检测温度范围10～30℃，分辨率1℃；
(2) 正确显示温度
(3) 整机静态功耗小于5微安(关闭LCD显示,时钟正常运行)
(4) 按键唤醒显示
2. 发挥部分：
(1) 温度控制功能(能够演示出控制功能的存在)
(2) 显示时分秒的时钟功能(能够正常切换和显示)
(3) 其他功能
三、 评分标准

项 目

基本要求
检测温度范围10～30℃，分辨率1℃
15分
正确显示温度
15分
静态功耗小于3微安
10分
按键唤醒功能
10分
发挥部分
每显著的增加一项功能或性能加10分，直到满分为止。增加的部分不局限于“发挥部分”的规定。
50分
四、 说明
1. 显示驱动可以根据自己的实际性况确定，但要注意低功耗的问题；
2. 不局限于上面的原理方框图，但必须包括上面的部分。
3. 允许选择容量大的单片机，或使用多个单片机。
4. 发挥部分“控制功能”的输出控制部分不应对控制功能产生明显的干扰。
5. D题 函数信号发生器
6. 一、任务
7. 设计并制作一台函数信号发生器，使之能产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号，其系统框图如图1所示。
输出信号显示
8.
9.
信号发生
参数调整
稳压电源
信号输出
输出信号
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17. 图1 函数信号发生器方框图
18. 二、要求
19. 1．基本要求
20. （1）函数信号发生器能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波四种周期性波形；
21. （2）输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于10-3；
22. （3）在1kW负载条件下，输出信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；
23. （4）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；
24. （5）输出信号波形无明显失真；
25. （6）自制稳压电源。
26. 2．发挥部分
27. （1） 将输出信号频率范围扩展为1Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在1Hz～1kHz范围内步进间隔为1Hz；在1kHz～1MHz范围内步进间隔为100Hz。频率值可通过键盘进行设置；
28. （2）在50W负载条件下，输出信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置；
29. （3）可显示输出信号的波形；
30. （4）其他。
31. 三、说明
32. （1）设计制作中不能够采用DDS芯片。
33. （2）设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。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。
34. 四、评分标准

项目
满分
设计
报告
系统方案
10
理论分析与计算
10
电路与程序设计(最好用Multisim软件)
20
测试方案与测试结果
5
设计报告结构及规范性
5
总分
50
基本
要求
实际制作完成情况
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
5
总分
50
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57. E题 简易数控充电电源
58. 一、任务
显示
59. 设计并制作简易数控充电电源。输入交流200～240V，50Hz；输出：当负载电压小于10V时为恒流充电状态，当负载电压为10V时为恒压充电状态。其原理示意图如下所示。
电压、电流等检测
负载
充电电源
控制器
键盘
60.
61.
62.
63.
64. 二、要求
65. 1、基本要求
66. （1）输出恒流时：电流100mA（慢充）和200mA（快充）可设置；改变负载电阻，要求输出电流变化的绝对值≤5mA；纹波电流≤2mA。
67. （2）输出恒压时，改变负载电阻，输出电压波动小于0.5V；输出纹波电压小于2０ｍＶ。
68. （3）具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
69. 2、发挥部分
70. （1）输出恒流时： 改变负载电阻，要求输出电流变化的绝对值≤3mA；纹波电流≤1mA。
71. （2）输出恒压时：改变负载电阻，输出电压波动小于0.2V；输出纹波电压小于1０ｍＶ。
72. （3）具有过热（≥60°）保护功能，降温后自动恢复工作。
73. （4）其它。
74. 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
实际完成情况
50
发挥部分
完成第(1)项
15
完成第(2)项
15
完成第(3)项
15
其他
5
75. 四、说明
76. 1、需留出输出电流和电压测量端子；能演示过热（≥60°）保护功能。
77. 2、输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电流；
78. 3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。
79. F题 简易多功能计数器
80. 一、任务
81. 设计制作一个简易多功能计数器。该计数器能够接收函数信号发生器产生的信号，实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能。
82. 二、要求
83. 1．基本要求
84. 　　（1）具有能够周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能；
85. 　　（2）可以用键盘选择上述三种功能之一；
86. 　　（3）周期、时间间隔测量：0.1mS～1S，误差≤1%；
87. 　　（4）频率测量：1Hz～200kHz，误差≤1%；
88. （5）能够显示至少6位数码；
89. （6）自制计数器的电源。
90. 2．发挥部分
91. 　　（1）周期、时间间隔测量：1µS～10S，误差≤0.1%；
92. 　　（2）频率测量：0.01Hz～10MHz，误差≤0.1%；
93. 　　（3）可以记忆10个测量的历史数据，且能够随时查看；
94. 　　（4）实现语音报数功能；
95. 　　（5）能够显示被测信号的峰值；
96. 　　（6）其它（如温度、时间等功能）。
97. 三、评分标准
98. 　

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
15
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
99.  
100. 专科要求：专科不要求测量时间间隔。基本要求部分满分41分，发挥部分满分43分。
101. 　
102.
103.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
G题 智能救援车
一、任务
设计制作一个智能小车，该小车能按照要求自动运行，通过一个建筑物中曲折的道路，并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘米，建筑物的墙壁是10厘米高（或与小车高度相同）、2厘米厚的矮墙，建筑物内无引导轨迹（见图示）。
二、要求
1．基本要求
（1）要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，在行进过程中，能自动选择适当的路径，避开墙壁，找到通路，三分钟之内到达B门；
（2）到达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光报警；
2．发挥部分：
（1） 自B门外，循弧形引导轨迹BC前进（引导轨迹为2厘米宽）；
（2） 途中检测到铁片D（铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置）时停车3秒，并声光报警；
（3） 要求小车拾起铁片D，继续沿引导轨迹前进；
（4） 到达C点；
（5） 在C点处，放下铁片D并停止前进。声光显示救援结束，并停止计时，分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘米的圆形薄片。
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

D

0.5米

C 墙壁
B

24厘米

30厘米 50厘米

E

30厘米
1.5米

30厘米

24厘米
A

1.5米

G题 图示

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