活动简介
大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动，目的是在着重基础、注重前沿的前提下，促进电子信息类专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践素质的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。
全国大学生电子设计竞赛一模拟电子系统专题赛(TI杯)，是全国大学生电子设计竞赛在双数年举办的一项专题赛(以下简称专题赛)，希望通过竞赛促进电子信息类学科专业基础课教学内容的更新、整合与改革，培育大学生创新意识、综合设计和工程实践能力。
活动时间
2016-07-25 - 2016-07-27
活动任务
以下列表中的任务，选择1项完成即可
任务1
2016年_A题：降压型直流开关稳压电源
一、任务
以TI公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件，设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。额定输入直流电压为𝑈IN = 16V时，额定输出直流电压为𝑈O = 5V，输出电流最大值为𝐼Omax = 3A 。测试电路可参考图 1。
二、要求
额定输入电压下，输出电压偏差：|∆𝑈O | = |5V − 𝑈O | ≤ 100mV； （10 分）
额定输入电压下，最大输出电流：𝐼O ≥ 3A； （10 分）
输出噪声纹波电压峰峰值：𝑈OPP ≤ 50mV(𝑈IN = 16V,𝐼O = 𝐼Omax)； （10 分）
𝐼O从满载𝐼Omax变到轻载0.2𝐼Omax 时，负载调整率： （10 分）
𝑈IN变化到 17.6V和13.6V，电压调整率： （10 分）
效率η≥85%（𝑈IN = 16V，𝐼O = 𝐼Omax）； （15 分）
具有过流保护功能，动作电流𝐼Oth = 3.2 ± 0.1A； （10 分）
电源具有负载识别功能。增加 1 个 2 端子端口，端口可外接电阻 R(1kΩ-10kΩ)作为负载识别端口，参考图 1。电源根据通过测量端口识别电阻 R 的阻值，确定输出电压，𝑈O = R/1k Ω (V)； （10 分）
尽量减轻电源重量，使电源不含负载𝑅L的重量≤ 0.2kg。 （15 分）
设计报告 （20 分）
三、说明
该开关稳压电源不得采用成品模块制作。
稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由𝑈IN端口供电，不得增加其他辅助电源。
要求电源输出电压精确稳定，|∆𝑈O | > 240mV或𝑈OPP > 240mV，作品不参与测试
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任务2
2016年_B题：物品分拣搬送装置
一、任务
在一个以木条（截面不大于 3cm×4cm，木质本色）围成的 100cm×150cm的 A 区域内，散落着边长均为4cm的正方体。设计一自动物体搬运系统，能够快速将这些正方体移至指定区域。A 区域的颜色为白色，B 区域为黑色，C 区域为红色。
二、要求
在 A 区域内任意放置了 12 只黑色正方体，以最快的速度将这些正方体移送到 B 区域，完成时间不得超过 180 秒； （24 分）
将 A 区域的 12 只黑色正方体以最快的速度移送到红色 C 区域；完成时间不得超过 180 秒； （26 分）
A 区域 12 只正方体中有桔黄色与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色正方体移送到红色 C 区域； （20 分）
将 A 区域中的正方体改为乒乓球，仍然有桔黄与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色乒乓球移送到红色 C 区域； （25 分）
其他。 （5 分）
设计报告 （20 分）
三、 说明
A、B、C 各区域地面及围栏的高度都是 3cm，A 与 B 之间无间隔，C与 A 之间的边界木条有一个长度为 20cm 的缺口；
搬运物品过程中不得人为干预（如遥控等）；
开始搬运物品前，不得设置搬运物体的数量；运动机构需从右上方指定位置 D 处开始启动；
正方体可采用木质 PVC、泡沫或其他轻质非金属材料，不得含磁性物质，重量不超过 40 克；
不限制移送物品执行机构的形式及搬运方式；执行机构可以进入 A、B、C 各区域；
在要求（3）及（4）中，误搬黑色物体或乒乓球到 C 区扣分；
B、C 区域的颜色如下：红色（R=255、G=0、B=0），黑色（R=0、G=0、B=0）；
乒乓球采用彩色乒乓球中桔黄色和黑色（或比赛用标准桔黄及用黑色喷涂的乒乓球）；正方体的颜色尽量接近乒乓球的颜色，。
测试时，场地和被搬运物自备。
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任务3
2016年_C题-自动循迹小车
一、任务
设计制作一个自动循迹小车。小车采用一片 TI 公司 LDC1314 或LDC1000 电感数字转换器作为循迹传感器，在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进。跑道的标识为一根直径 0.6~0.9mm 的细铁丝，按照图 1 的示意尺寸，用透明胶带将其贴在跑道上。图中所有圆弧的半径均为为 20cm±2cm。
二、要求
在图 1 小车所在的直线区任意指定一起点（终点），小车依据跑道上设置的铁丝标识，自动绕跑道跑完一圈。时间不得超过 10 分钟。小车运行时必须保持轨迹铁丝位于小车垂直投影之下。如有越出，每次扣 2 分。 （40 分）
实时显示小车行驶的距离和运行时间。 （10 分）
在任意直线段铁丝上放置 4 个直径约 19mm 的镀镍钢芯硬币（第五套人民币的 1 角硬币），硬币边缘紧贴铁丝，如图 1 所示。小车路过硬币时能够发现并发出声音提示。（20 分）
尽量减少小车绕跑道跑完一圈运行时间。 （25 分）
其他。 （ 5 分）
设计报告 （20 分）
三、说明
自动循迹小车允许用玩具车改装。小车用自带电池供电运行，不能使用外接电源。小车的尺寸为其在地面的投影不超过 A4 纸大小。小车自动运行后，不得有任何人工干预小车运动的行为，如遥控等。
电感传感器除了使用 TI 公司配发的 LDC1314 芯片外，也可使用 LDC1000芯片或模块，数量也仅限一只。不得使用任何其他类型的传感器用于循迹。
跑道除指定的铁丝外，不得另外增加任何标记。跑道附近不应有其他额外金属物体。
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任务4
2016年_D题：单相正弦波变频电源
一、任务
设计并制作一个单相正弦波变频电源，其原理框图如图 1 所示。变压器输入电压 U1=220V，变频电源输出交流电压 UO为 36V，额定负载电流 IO为 2A，负载为电阻性负载。
二、要求
输出频率范围为 20Hz~100Hz，UO=36±0.1V 的单相正弦波交流电。 （15 分）
输出频率 fO=50±0.5Hz，电流 IO=2±0.1A 时，使输出电压 UO=36±0.1V。 （10 分）
负载电流 IO在 0.2～2A 范围变化时，负载调整率 SI≤0.5%。 （15 分）
负载电流 IO=2A，U1 在 198V～242V 范围变化时，电压调整率 SU≤0.5%。（15 分）
具有过流保护，动作电流 IO(th)=2.5±0.1A，保护时自动切断输入交流电源。（10 分）
IO=2A，UO=36V 时，输出正弦波电压的 THD≤2%。 （15 分）
IO=2A，UO=36V 时，变频电源的效率达到 90%。 （15 分）
其他。 （5 分）
设计报告 （20 分）
三、说明
变频电源系统（包括辅助电源）供电仅由变压器输出 U2 提供。
题中交流参数均为有效值。
本题定义：负载调整率，其中 UOI1 为 IO=0.2A 时的输出，电压；UOI2 为 IO=2.0A 时的输出电压
本题定义：电压调整率，UOU1 为 U1=198V 时的输出电压；UOU2 为 U1=242V 时的输出电压。
辅助电源可购买电源模块（亦可自制），作为作品的组成部分，测试时，不再另行提供稳压电源。
效率测量时，可采用功率分析仪或电参数测量仪测量，损耗应包括辅助电源损耗，效率，PO为变频电源输出功率，P2 为变压器输出功率。
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任务5
2016年_E题：脉冲信号参数测量仪
一、任务
设计并制作一个数字显示的周期性矩形脉冲信号参数测量仪，其输入阻抗为 50Ω。同时设计并制作一个标准矩形脉冲信号发生器，作为测试仪的附加功能。
二·、要求
测量脉冲信号频率𝑓O，频率范围为 10Hz～2MHz，测量误差的绝对值不大于 0.1%。（15 分）
测量脉冲信号占空比 D，测量范围为 10％～90％，测量误差的绝对值不大于 2%。（15 分）
测量脉冲信号幅度𝑉𝑚，幅度范围为 0.1～10V，测量误差的绝对值不大于 2%。（15 分）
测量脉冲信号上升时间𝑡𝑟，测量范围为 50.0～999ns，测量误差的绝对值不大于 5%。（15 分）
提供一个标准矩形脉冲信号发生器，要求： （30 分）
a) 频率𝑓O为 1MHz，误差的绝对值不大于 1%；
b) 脉宽𝑡𝑤为 100ns，误差的绝对值不大于 1%；
c) 幅度𝑉𝑚为 5±0.1V（负载电阻为 50）；
d) 上升时间𝑡𝑟不大于 30ns，过冲σ不大于 5%。
其他。 （10 分）
设计报告。 （20 分）
三、说明
脉冲信号参数的定义如图 1 所示。其中，上升时间𝑡𝑟是指输出电压从0.1𝑉𝑚上升到0.9𝑉𝑚所需要的时间；过冲σ是指脉冲峰值电压超过脉冲电压幅度 𝑉𝑚的程度，其定义为：σ = Δ 𝑉 𝑉 m m × 100%。
被测脉冲信号可采用基于 DDS 的任意波形信号发生器产生的信号。
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任务6
2016年_F题：位同步时钟提取电路
一、任务
设计并制作一个从二进制基带信号中提取位同步时钟的电路，并能测定和显示提取出的位同步时钟频率，设计制作的电路组成框图如图 1 所示。
二、要求
设计制作“基带信号产生电路”，用来模拟二进制数字通信系统接收端中被抽样判决的非逻辑电平基带信号。要求： （15 分）
① m 序列发生器的反馈特征多项式（本原多项式）为 f (x) =x 8+x 4+x 3 +x 2 +1 ，其序列输出信号及外输入 ck 信号均为 TTL 电平。
②设计制作 3dB 截 止频率为 300kHz 的无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波器，对m 序列输出信号进行滤波，并衰减为峰-峰值 0.1V 的基带模拟信号（A 信号）。
当 m 序列发生器外输入 ck 信号频率为 200kHz 时，设计制作可从 A 信号中提取出位同步时钟（B 信号）的电路，并数字显示同步时钟的频率。 （30 分）
改进位同步时钟提取电路，当 m 序列发生器外输入 ck 信号频率在 200kHz~240kHz之间变化时，能从 A 信号中自适应提取位同步时钟，并数字显示同步时钟的频率。（30 分）
降低位同步时钟（B 信号）的脉冲相位抖动量 ，要求 max ≤1 个位同步时钟周期的 10%。 （15 分）
其他。 （10 分）
设计报告。 （20 分）
三、说明
位同步是数字同步传输的基础同步技术，是指接收端提取的位同步时钟与发送端位时钟在频率上严格相等、相位差固定的信号同步状态。接收端位时钟需从收到的基带数据序列中提取，并将作为接收端的抽样判决脉冲及进一步实现其他同步使用。数字通信系统中的“位”指的是最基本的码元，发送端位时钟（题目中 m 序列发生器外输入时钟 ck）是数据序列的码元时钟。
要求“基带信号产生电路”必须制成单独的电路板，只能用两条输出信号线（A 信号线、地线）与位同步时钟提取电路部分连接。
无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波器类型（如切比雪夫型或巴特沃斯型）不限。
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任务7
2016年_G题：简易电子秤
一、任务
设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。如右图所示，铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于 40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
二、要求
电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）；（10 分）
电子秤称重范围 5.00g~500g；重量小于 50g，称重误差小于 0.5g；重量在 50g 及以上，称重误差小于 1g； （50 分）
电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加； （15 分）
电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过 100g； （15 分）
其他。 （10 分）
设计报告： （20 分）
三、说明
称重传感装置需自制，不得采用商用电子称的称重装置。
铁质悬臂梁可用磁铁检验，悬臂梁上所用电阻应变片的种类、型号、数量自定。
测试时以砝码为重量标准。
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活动规则
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竞赛规则
- 参赛学生应是高等学校中具有正式学籍的全日制在校本科或专科学生。每支参赛队限三人组成，协调完成竞赛题目。
- 鼓励参赛学生优先选用TI所推荐的高性能模拟器件及单片机（包括MSP430，Cortex M3或C2000系列）。
- 参赛学生必须按照全省统一时间参加竞赛，按时开赛，准时交卷。赛区各学校要按时收回学生的答卷（报告和实物），及时封存。
- 竞赛期间，参赛学生可以使用各种图书资料和计算机网络资源，但不得以任何方式与队外人员进行讨论交流，教师和其他非参赛队员必须回避。
- 竞赛期间，参赛队学生应尊重有关工作人员，除参赛学生及有关工作外，其他人员不得进入竞赛场地。
- 在竞赛中如发现教师参与、队与队之间交流、队员与队外人员讨论、不按规定时间发题和上交以及赛前泄题等违纪现象，将取消获奖名次并通报批评。
组织形式
- 以各高校为单位组织学生进行课外电子设计、制作及科技活动并组队（3名学生为一队）报名参赛。
- 竞赛结束后，各学校将各参赛队的设计报告（设计报告格式要求见“2015年全国大学生电子设计竞赛实施过程说明”）和制作实物密封后，在指定时间内送交竞赛组委会办公室指定地点。
- 竞赛组委会组织专家对参赛队的作品进行测试和论文评审，根据成绩确定省特等奖和一、二、三等奖，并在特等奖中产生“TI杯”。原则上，获奖总数不超过参赛学生总数的60%。本科组和高职高专组将分开命题和评奖。
其他事项
- 竞赛采用“半封闭，相对集中”的组织方式。“半封闭” 是指赛期内，各参赛队必须独立完成竞赛题目的各项要求，不得与他人商量和交流，任何教师不得介入，但学生可以离开赛场查阅各种有关资料，可以在规定时间内用餐和休息；“相对集中”是指参赛 学校安排本校参赛队集中在不超过三个实验室内完成全部竞赛任务，便于巡视员检查。
- 各参赛学校的组织工作由各校指定的部门（如：教务处）负责，应指定一名学校竞赛负责人。本校参赛队所需竞赛设备和元器件等由参赛学校自行解决。
- 参赛学生必须按统一时间参加竞赛，按时开始和结束竞赛。各学校按时收回学生的设计报告和制作实物后，应及时封存，贴赛区统一制作的封条，然后按竞赛组委会规定的时间和地点送交组委会办公室。
- 评审测试中，参赛队的个人电脑、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场（实际制作实物中凡需要软件编程的芯片必须事先下载脱机工作），竞赛实物制作所使用的“单片机最小系统板”仅含单片机芯片、键盘与显示器、存储器、A/D、D/A，否则取消测试资格。
- 在竞赛中如发现有教师参与、他人代做、抄袭及被抄袭、队与队之间交流，不按规定时间发题和收题等现象，将取消获奖名次，并通报批评。
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赞助商鸣谢
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