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全国大学生设计竞赛
2021年全国大学生电子设计竞赛高职高专题目及相关资料
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2021年全国大学生电子设计竞赛试题高职高专题目
I题 - 具有发电功能的储能小车
J题 - 周期信号波形识别及参数测量装置
任务
设计一个周期信号的波形识别及参数测量装置,该装置能够识别出给定信号的波形类型,并测量信号的参数。
基本要求
(1)能够识别 1V≤VPP≤5V、100Hz≤ f ≤10kHz 范围内的正弦波、三角波和矩 形波信号,并显示类型。
(2)能够测量并显示信号的频率 f,相对误差的绝对值不大于 1%。
(3)能够测量并显示信号的峰峰值 VPP,相对误差的绝对值不大于 1%。
(4)能够测量并显示矩形波信号的占空比 D,D 的范围为 20%~80%,绝对误差的绝对值不大于 2%。
发挥部分
(1)扩展识别和测量的范围。能够识别 50mV≤VPP≤10V、1Hz≤ f ≤50kHz 范 围内的正弦波、三角波和矩形波信号,并显示类型。同时完成与基本部分(2)、 (3)和(4)相同要求的参数测量。
(2)识别结果和所有测量参数同时显示,反应时间小于 3 秒。
(3)增加识别波形的类型不少于 3 种,增加测量参数不少于 3 个。
说明
被测信号由函数发生器产生。测量精度以函数发生器输出显示为基准,测试时函数发生器自带。反应时间从函数发生器输出信号至装置时开始计时。
参考资料
基于LPC824的简易示波器DIY套件
用LPC845制作的多功能测量工具
基于STM32F072的多功能掌中仪器
有信号发生器功能的简易示波器DIY套件V2.0
模拟电路仿真工具 - LTSpice
K题 - 照度稳定可调LED台灯
任务
设计并制作一个照度稳定可调的 LED 台灯和一个数字显示照度表。调光台灯由 LED 灯板和照度检测、调节电路构成,如图 1 所示。
基本要求
(1)数字显示照度表由电池供电,相对照度数字显示不少于 3 位半,不需照度校准。数字显示照度表检测头置于调光台灯正下方 0.5 米处,调整台灯亮度,最大照度时显示数字大于 1000;遮挡检测头达到最低照度时显示数字小于 100。台灯亮度连续变化时,数显也随之连续变化。亮度稳定时,数显稳定,跳变不大于 10。数字显示照度表和调光台灯间不能有信息交换。
(2)调光台灯输入电压 Vi:直流 10V~15V,Vi 变化不影响亮度。
(3)亮度从最亮到完全熄灭连续可调,无频闪(LED 灯板供电电压纹波小于5%)。
(4)台灯供电电压为 12V 时, 电源效率(LED 灯板消耗功率与供电电源输出功率之比)不低于 90%。
发挥部分
(1)将台灯调整到最大亮度,在其下方 0.5 米距离处放置一张 A4 白纸,要求白纸整个区域内亮度均匀稳定,各点照度差小于 5%。台灯的照度检测头可有多个,位于 A4 纸面以外的任何位置。
(2)用另一调至最大亮度的 LED 灯板作为测试用环境干扰光源,改变距离实现干扰光强变化。当环境光缓慢变化时,最弱最强变化时长不小于 10 秒,台灯能自动跟踪环境光的变化调节亮度,保持纸面中心照度变化不大于 5%;当环境光突变时,最弱最强变化时长不大于 2 秒,纸面中心照度突变变化不大于 10%。当环境光增强直至台灯熄灭,纸面中心照度变化不大于 10%。
(3)环境干扰光强变化对纸面照度影响越小越好。
说明
(1)台灯结构不做限制,参赛队自行确定。
(2)供电电源用带输出电压、电流显示的可调稳压电源。
(3)现场测试所用外加干扰光源由参赛队自备。
(4)如果自制数字显示照度表不能使用,可自带成品照度表代替测试,但要扣除基本要求(1)项 20 分。
设计要点
系统构成
选择一款性能比较好的环境光传感器
推荐APDS9600
带有ADC的单片机开发系统
12bit ADC
显示屏可以是OLED、LCD
FPGA + 高分辨率ADC也可以
PWM
FPGA产生
MCU通过定时器产生
使用集成芯片
可以参考LED背光电路
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硬禾发布
2021-11-04
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