2015年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）8月12日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队
取消评审资格。
（6）8月15日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
【本科组】
一、任务
设计并制作用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，实现电池的充放电功能，功能可由按键设定，亦可自动转换。系统结构如图1所示，图中除直流稳压电源外，其他器件均需自备。电池组由5节18650型、容量2000~3000mAh的锂离子电池串联组成。所用电阻阻值误差的绝对值不大于5%。
图1 电池储能装置结构框图
二、要求
1．基本要求
接通S1、S3，断开S2，将装置设定为充电模式。
（1）U2=30V条件下，实现对电池恒流充电。充电电流I1在1~2A范围内步进可调，步进值不大于0.1A，电流控制精度不低于5%。
（2）设定I1=2A，调整直流稳压电源输出电压，使U2在24~36V范围内变化时，要求充电电流I1的变化率不大于1%。
（3）设定I1=2A，在U2=30V条件下，变换器的效率
190%
η≥。
（4）测量并显示充电电流I1，在I1=1~2A范围内测量精度不低于2%。
（5）具有过充保护功能：设定I1=2A，当U1超过阈值U1th=24±0.5V时，停止充电。
2．发挥部分
（1）断开S 1、接通S 2，将装置设定为放电模式，保持U 2=30±0.5V ，此时变换器效率
295%η≥。
（2）接通S 1、S 2，断开S 3，调整直流稳压电源输出电压，使U s 在32~38V 范围内变化
时，双向DC-DC 电路能够自动转换工作模式并保持U 2=30±0.5V 。
（3）在满足要求的前提下简化结构、减轻重量，使双向DC-DC 变换器、测控电路与辅
助电源三部分的总重量不大于500g 。 （4）其他。
三、说明
1．要求采用带保护板的电池，使用前认真阅读所用电池的技术资料，学会估算电池的荷
电状态，保证电池全过程的使用安全。
2．电池组不需封装在作品内，测试时自行携带至测试场地；测试前电池初始状态由参赛
队员自定，测试过程中不允许更换电池。 2．基本要求（1）中的电流控制精度定义为110
ic 10
100%I I e I -=
?，其中I 1为实际电流、I 10
为设定值。
3. 基本要求（2）电流变化率的计算方法：设U 2=36V 时，充电电流值为I 11；U 2=30V 时，
充电电流值为I 1；U 2=24V 时，充电电流值为I 12，则1112
11
100%I I I S I -=
?。 4. DC-DC 变换器效率1
12100%P P η=
?、221
100%P P η=?，其中111P U I =?，222P U I =?。 5. 基本要求（5）的测试方法：在图1的A 、B 点之间串入滑线变阻器，使U 1增加。 6．辅助电源需自制或自备，可由直流稳压电源（U s 处）或工频电源（220V ）为其供电。 7．作品应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。
8．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试；为方便测重，应能较方便的将
双向DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分与其他部分分开。
9．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、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，在附件中提供作品较清晰的照片。.
数学与统计学院 第三届计算机程序设计竞赛题 竞赛需知： 1、答案必须写在答题纸上。 2、程序采用C/JAVA/VB/VFP语言实现均可。 3、考虑到各种因素，程序的键盘输入和结果输出可以用伪代码或者自然语言表示。但是必 须说明输入变量和输出变量。 4、题目最好能用完整、正确的语言程序来解决问题，如确实无法编写完整语言程序的，可 以写出程序主要框架和流程，必要时可以用伪代码或者自然语言描述算法（程序）。 一、玫瑰花数（20分） 如果一个四位数等于它的每一位数的4次方之和，则称为玫瑰花数。例如： + + 1634+ =， 4^4 4^3 4^6 4^1 编程输出所有的玫瑰花数。 #include
int i,j,k; int n; scanf("%d",&n); for(i=0;i 用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器.......................... 错误!未定义书签。1引言.. (2) 2 双向H桥DC/DC变换器拓扑分析................................ 错误!未定义书签。 双向DC/DC变换器 (3) 双向H桥DC/DC变换器结构分析 (3) 双向H桥DC/DC变换器工作状态分析 (4) 正向工作状态模型分析 (4) 反向工作状态模型分析 (4) 3 硬件电路分析设计............................................ 错误!未定义书签。 器件参数选择分析 (5) 主开关管的选择 (5) 滤波电感参数的计算 (6) 硬件电路分析设计 (6) 驱动电路分析设计 (6) 4 系统结构与控制 (9) 系统结构 (9) 控制系统结构 (9) DC/DC变换器控制方法 (10) 电压控制模式 (10) 电流控制模式 (10) 软件设计 (10) 5 实验调试与结果分析 (11) 实验平台搭建 (11) 样机调试 (12) 供电电源调试 (12) 驱动信号调试 (12) 单片机程序，VB工程调试 (13) 保护与采样电路测试 (14) 开环、闭环测试 (15) 小结 (17) 6 总结 (17) 7 谢辞 (17) 参考文献...................................................... 错误!未定义书签。用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器 摘要：随着锂电池在生活中各个方面的广泛普及，锂电池在生产过程中重要的化成环节逐渐成为关注的焦点。本文主要设计介绍了使用于锂电池化成系统的桥式变换器部分，包含计算机监控、DC/DC双向变换器。双向DC/DC变换器通过调节MOSFET的占空比，实现对锂电池的智能充放电。本文对双向DC/DC变换器的工作原理进行了分析，并通过样机对预期功能进行验证。 关键字：电池化成；双向DC/DC变换器；实验分析 Abstract：As the lithium battery becomes more and more popular in every aspects of 自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件 程序设计比赛试题 最少钱币数： 【问题描述】 这是一个古老而又经典的问题。用给定的几种钱币凑成某个钱数，一般而言有多种方式。例如：给定了6种钱币面值为2、5、10、20、50、100，用来凑15元，可以用5个2元、1个5元，或者3个5元，或者1个5元、1个10元，等等。显然，最少需要2个钱币才能凑成15元。 你的任务就是，给定若干个互不相同的钱币面值，编程计算，最少需要多少个钱币才能凑成某个给出的钱数。 【要求】 【数据输入】输入可以有多个测试用例。每个测试用例的第一行是待凑的钱数值M （1<=M<=2000，整数），接着的一行中，第一个整数K（1<=K<=10）表示币种个数，随后是K个互不相同的钱币面值Ki(1<=Ki<=1000)。输入M=0时结束。 【数据输出】每个测试用例输出一行，即凑成钱数值M最少需要的钱币个数。如果凑钱失败，输出“Impossible”。你可以假设，每种待凑钱币的数量是无限多的。 【样例输入】 15 6 2 5 10 20 50 100 1 1 2 【样例输出】 2 Impossible Feli的生日礼物 【问题描述】 Felicia的生日是11月1日（和Kitty是同一天生的哦）。于是Feli请来Kitty一起过生日。Kitty带来了最新款的“Kitty猫”玩具准备送给Feli，不过她说，这份礼物可不是白送的。Feli要帮她一个忙，才能够得到心仪已久的玩具。Kitty说，“Kitty猫”玩具已经卖出了n!个，n<=10^100*_*，Kitty想知道确切的数字，而不是无聊的“一个数加个感叹号”。Feli听了大吃一惊。要知道，算出n!是一个无比艰巨的任务。Feli告诉Kitty，就算Feli算出n!，Kitty也看不下去，因为当n=20时，计算机的长整型已经存不下了（Kitty只能接受1-9之间的数字）。于是Kitty说，你只要告诉我n!最后一位非0的数就可以了。Feli想了想，立刻动手写了个程序算出了正确的答案。现在，请你也试试看！注意哦，AC的男生将会得到一个“Hello Kitty”计算器（可编程，CPU 1THz，Mem 1TMB），AC的女生将会得到一个仿真“Hello Kitty”宠物（善解人意，无须喂养，智商1101，附带写情书功能）。 【要求】 【数据输入】每行一个n，直到输入数据结束 【数据输出】对应输入的n，每行输出一个答案 【样例输入】 1101 【样例输出】 8 全国大学生电子设计竞赛控制类赛题备战纲要 一笔丹青 QQ：2990731899 2013年，四旋翼飞行器首次出现在全国电赛的本科组题目中，电赛控制类开始从二维平面空间走向三维立体空间。对于这样的“跨越”，当年参赛的学生绝大多数准备并不充分，无可避免，13年四旋翼飞行器项目的比赛情况非常糟糕。本人亲历了13年的电赛，获得了控制类本科组全国一等奖，从2015年开始协助老师指导学生参加全国电赛，相较于13年，15年四旋翼飞行器项目的比赛情况好了很多，某种程度上，这要归功于近几年旋翼飞行器的飞速发展（大疆的崛起是最好的注解），互联网为大量实用的开源程序的传播提供了便利。 不得不说，在电赛所有类别的题目中，控制类绝对是“宠儿”，自2005年开始，每届电赛，控制类赛题几乎都是两个，如2011年：自由摆和小车；2013年：旋转倒立摆和四旋翼飞行器；2015年：风力摆和四旋翼飞行器。近日，收到关于电赛的许多咨询，一一回答效率太低，在此，针对电赛的准备，我列出了几点建议，请大家批评指正。 1.基础知识 1.1硬件方面 数电、模电、电路，熟悉基本元器件的使用，初期至少能够搭建稳定可用的单片机最小系统；后期逐渐掌握基于开关电源芯片的供电电源电路搭建，电机驱动电路搭建，液晶屏及数码管显示电路搭建等等； 1.2软件方面 熟练C语言，掌握模块化编程的思想，掌握硬软件联合调试办法，掌握参数整定办法（如最常用的PID算法，其参数整定尤为重要）。 2、常用元器件 2.1 电机 作为执行机构，一个控制系统中没有执行机构几乎没有意义。电机是最为常用的执行机构，如05年悬挂系统中的步进电机；07年、09年所用到小车的直流电机；11年自由摆的步进电机和智能小车的直流电机；13年旋转倒立摆的直流减速电机和四旋翼飞行器的空心杯直流电机；15年风力摆的直流电机、飞行器的空心杯直流电机。 鉴于此，在准备过程中，要很好的掌握直流电机、步进电机以及空心杯直流电机的使用。 2.2 传感器 控制系统离不开传感器，如：07年电赛跷跷板赛题采用的倾角传感器，09年声音引导系统所采用的拾音器；11年自由摆平板系统采用的角度传感器（光电编码器或者精密电位器）；11年智能小车采用的光电接近开关；13年旋转倒立摆采用的光电编码器；13年四旋翼飞行器采用的三轴倾角传感器、陀螺仪、电子罗盘、测距传感器… 因此，常用的传感器必须掌握，如： ?旋转角度测量：光电编码器，精密电位器； ?倾斜角度测量：单轴倾角传感器，三轴倾角传感器，如SCA1600等； 2011年全国大学生电子设计竞赛 设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题） 2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告 开关电源模块并联供电系统（A题） 摘要 本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。 关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源 Abstract The design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%. Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power 2015年全国大学生电子设计竞赛 双向DC-DC变换器（A题） 学号：1440720117 吕刚 2015年12月30日 摘要 本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成，其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片，最高转换效率可达93%，升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片，具有低纹波，输入范围广，转换效率高的特点。恒流部分采用PWM控制原理，形成一个闭环回路，控制电流恒定，恒压部分完全由硬件控制，单片机辅助控制的方式。以上部分确保系统满足题目要求，实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并且有着较高的转换效率。 在本次设计中恒压部分完全有硬件控制，硬件自身形成一个闭环控制回路，对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停止，恒流部分由PWM调节占空比，使其恒流。 关键字电池充放电升压降压XL4016 XL6019 STM32 目录 一、系统方案 (1) 1、双向DC-DC变换电路的论证与选择 (1) 2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择 (1) 3、控制方法的论证与选择 (1) 二、系统理论分析与计算 (2) 三、电路与程序设计 (3) 1、电路的设计 (3) （1）系统总体框图 (3) 2、程序的设计 (5) （1）程序功能描述与设计思路 (5) （2）程序流程图 (6) 3、程序流程图 (7) 四、测试仪器与数据分析 (7) 附录1：电路原理图 (9) 附录2：源程序 (10) 双向DC-DC变换器（A题） 【本科组】 一、系统方案 本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成，其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片，最高转换效率可达93%，升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片，具有低纹波，输入范围广，转换效率高的特点。恒流部分采用PWM控制原理，形成一个闭环回路，控制电流恒定，恒压部分完全由硬件控制，单片机辅助控制的方式。以上部分确保系统满足题目要求，实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并且有着较高的转换效率。 1、双向DC-DC变换电路的论证与选择 方案1:由降压斩波变换电路(即Buck变换电路)和升压斩波变换电路（即Boost 电路）组成双向DC-DC变换电路，分别各使用一个全控型器件VT（IGBT或MOSFET）,对输入直流电源进行斩波控制通过调整全控型器件VT的控制信号占空比来调整输出电压。 方案2：采用XL4016开关型降压芯片和XL6019开关型升压/降压芯片构成升压、降压电路具有低纹波，内助功率MOS,具有较高的输入电压范围，内置过电流保护功能与EN引脚逻辑电平关断功能。 综合以上两种方案，考虑到时间的限制，选择了比较容易实现的方案2。 2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择 由于瑞萨单片机开发套件数量有限，所以我们选择了一款相对便宜，速度快，性价比较高的STM32103V8T6作为控制器，显示部分由于收到题目对作品重量的要求，选择了质量轻，分辨率较高的0.96寸OLED屏幕显示。由于市场上所售开关电源模块的，纹波大的因素，所以辅助电源选择了一个较小的9V变压器，进行，整流滤波作为辅助电源。 3、控制方法的论证与选择 方案1：采用PWM调节占空比的方法控制降压芯片的控制端，达到控制恒流和控制恒压的目的，采用PWM调节软件较为复杂，而且PWM调节较为缓慢，软件控制难度大。 方案2：恒压部分完全有硬件控制，硬件自身形成一个闭环控制回路，对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停止，恒流部分由PWM调节占空比，使其恒流。 综合以上两种方案，选择软件较为简单，硬件较为复杂的方案2。 全国大学生电子设计竞赛历年题目（1994－2011） 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统 一、任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机。 1．无线电遥控发射机 2．无线电遥控接收机 二、要求 1．基本要求 （1）工作频率：fo=6～10MHz中任选一种频率。 （2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种。 （3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）。 （4）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。 （5）接收机距离发射机不小于10m。 2．发挥部分 （1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级数。 （2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。 （3）增加信道抗干扰措施。 （4）尽量降低电源功耗。 注：不能采用现成的收、发信机整机。 三、评分意见 电子设计大赛控制类题目汇总 ·控制类的题目均要注意外界的干扰。要采取一定的屏蔽措施。 ·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分，分开供电。双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离，利用光电耦合传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活，但可以将电动机所造成的干扰彻底消除，提高了系统稳定性。 ·掌握各种算法。 第三届（1997年） C题水温控制系统 一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1．基本要求 （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度。 2．发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。 三、评分意见 四、说明 (1)加热器用1千瓦电炉。 (2)如果采用单片机控制，允许使用已右的单片机最小系统电路板 (3)数码显示部分可以便用数码显示模块。 (4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点。 (5)在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。 赛题分析： 一、赛题要点： 水温的范围水温调节的误差水温变化的速度打印水温变化的曲线 二、参考设计方案 1、水温的测量。温度传感器（参考型号AD590K） 全国大学生电子设计大赛应该怎么准备？ 最主要的是学习什么课程：:《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。所要学习的科目当然不能定局,知识面越广越好，它是对各个科目综合运用的产物，而且要具有非常强的动手和创新能力，对一个人的动手能力有很大的促进作用．学起来不要急于求成，掌握一些基本电路及调试，焊接技术，Proteｌ软件的使用,能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到,不要在学时表面感觉没用就不注重它，那样就犯了很大的错误了。在电子ＤIY学习过程中你会体会到很多乐趣的。要厚积勃发。 全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块? 主要可以针对以下几类准备模块：电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。 建议现在打好基础,做好知识储备： １．数电,模电,单片机原理,Ｃ语言，这几个是必学的，重要,相当重要。 2．收集相关资料，比如芯片数据手册，应用笔记，源程序，制作实例，现在吧资料积累好了,到时候用起来很方便。 3.多跑电子市场,买些元件回来自己动手做一些东西,锻炼实践能力。４．看往年电子设计大赛的题目,学习别人设计的长处，最好自己总结下，写成自己的东西。 5．找你们学校以前带电子设计竞赛的老师，告诉他你自己的想法,希望他能给你点建议或者帮助。?6.坚持,坚持,再坚持，克服困难，持之以恒!?这些最基本的东西学好了,等你正式参加比赛的时候，什么AＲＭ，DSP,FPGA等用起来也就不是很困难了!切记，不要赶时髦,追新潮,最基本的东西全掌握了,新东西也不就那么神秘了！! 课程方面: ?还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、ＣPＬD/FＰGA设计、C语言、汇编、微机接口 模电要好好学，信号没多大用?CPLD/FPＧA编程/模拟用ＱｕａrtｕsII ?单片机模拟用Proteus ?模电模拟用Multisim 单片机编程用Kｅil,用的Ｃ语言和汇编?嵌入式还要用到Ｌｉnux 的内核 还有个画ＰＣB板的，Protel 99ＳＥ,现在最新的叫“Aｌtiｕm D ｅsigner” ?反正这些东西都会要用的,要学起来东西很多，建议你要用到什么看书吧～而且电子设计竞赛都是几个人一组,分工合作吧~ 在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。在这两年完成自己技能的升级，能力的质变: １.熟练PCB Layｅr Out规则（EDＡ工具Pｒotel99SE,OR ＣAD) 题目：数控电流源设计 摘要 本设计由两部分构成：自制的稳压、稳流、输出过压保护电路和单片机控制与显示系统。稳压电源部分设置有±12V和+5V电压，为整机供电。采用大功率MOS管作为电流源调整管、用锰铜丝自制取样电阻，具有良好的调控线性和稳定性。采用价格低廉的电脑CPU专用散热器作为稳压电源模块和电流调整管的散热装置，散热效率高、性能可靠。控制核心采用内置12位A/D、D/A转换器的高性能单片机C8051F021，电路简洁、控制精度高、电流控制与测量分辨率达0.5mA。用带背光点阵式LCD显示器同时显示设定电流和实测电流数据，直观、方便。给出了多种测试条件下的实测数据，测试数据表明系统性能指标全面超越了题目的基本要求，除系统自测显示电流误差略大以外，其余发挥部分指标也已满足。另外，还增加了预置电流超限保护功能。 详细说明了系统的结构和工作原理，给出了系统的硬件电路图、元器件参数列表和软件流程图，并附有系统操作说明书。 Abstratct This design is consist of two major parts: The self-made constant voltage power supply and the control system which is consist of singlechip and LCD display. The voltage-stabilized source which is the all machine power supply has ±12V and +5V voltage. We Use the high-power MOSFET as the current regulation device, and use the manganese copper wire self-restraint as a sample resistance, and the system has good regulative linearity and stability. The design Uses the price inexpensive computer CPU sink to take the voltage-stabilized source module and the electric current regulation device heat dissipating. The control system is made up of high performance singlechip C8051F021 which includes 12 A/D & D/A converter inside. The electric circuit is succinct and the control precision is high, the controlling resolution of current is up to 0.5mA rate. The setting current and the actual current data are showedby the lattice type LCD display at the same time. Many kinds of test data are presented under the many kinds of tests condition. The test data indicates that the system performance has achieved the demand of design in an all-round way satisfied. In addition, we have set a protecting function of the ultra limit setup of the electric current. This paper is also present The system structure, the work principle, the system hardware circuit diagram, the device parameter, the software flow chart, and the system operating manual in detail. 一、系统整体结构及方案论证 1．1 系统结构 根据题目要求，要能够实现电流步进控制、显示设定电流和实测电流大小，并且输出最大电压小于等于10伏，系统的结构框图如图1－1。 恒流源输出 图1-1系统结构框图 整个系统由稳压电源、恒流控制、单片机、键盘、显示器及输出过压保护<电压限制）等几部分组成。 各部分作用如下 1）稳压电源：向整个系统提高电源，包括供运放使用的±12V、供单片机使用的+5V，其中恒流源<主要功率部分）电压也由+12V提供。 2）恒流控制部分：是一受控电流源，由单片机提供控制指令电压，将12V电源转换成恒定电流。 一、鸡兔同笼 问题描述 一个笼子里面关了鸡和兔子（鸡有2只脚，兔子有4只脚，没有例外）。已经知道了笼子里面脚的总数a，问笼子里面至少有多少只动物，至多有多少只动物 输入数据 第1行是测试数据的组数n，后面跟着n行输入。每组测试数据占1行，包括一个正整数a (a < 32768)。 输出要求 n行，每行输出对应一个输入。输出是两个正整数，第一个是最少的动物数，第二个是最多的动物数，两个正整数用空格分开。如果没有满足要求的情况出现，则输出2个0。 输入样例 2 3 20 输出样例 0 0 5 10 解题思路 这个问题可以描述成任给一个整数N，如果N是奇数，输出0 0，否则如果N是4的倍数，输出N / 4 N / 2，如果N不是4的倍数，输出N/4+1 N/2。这是一个一般的计算题，只要实现相应的判断和输出代码就可以了。题目中说明了输入整数在一个比较小的范围内，所以只需要考虑整数运算就可以了。 参考程序 1.#include 宽带直流放大器（C题） 【本科组】 摘要 本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC 控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件搭建的甲乙类互补对称电路。整个系统通频带可达20MHz，最小增益0dB，最大增益70dB。增益步进ldB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。 关键词 AGC；AD603；OPA642；功率放大；稳压电源 一、方案论证与比较 1.增益控制部分 方案一 原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。 方案二 采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。 方案三 使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。 综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，满足题目要求的精度，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。 2.功率输出部分 此部分采用分立元件对管TIP41与TIP42搭建的甲乙类互补对称电路。 3.自动增益控制（AGC） 利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC 滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工 A 双向 DC-DC 变换器 1 方案论证 1.历届的控制类赛题” 1.历届的“控制类赛题” 在9届电子设计竞赛中，“控制类赛题” 除了1994和1995年外，其它每届都有，共有9题：①水温控制系统（1997年C 题）；②自动往返电动小汽车（2001年C 题）； ③简易智能电动车（2003年 E 题）；④液体点滴速度监控装置（2003年 F 题）；⑤悬挂运动控制系统（2005年 E 题）；⑥电动车跷跷板（2007年F 题本科组）；⑦电动车跷跷板（2007年J 题高职高专组）； ⑧声音引导系统（2009年 B 题）；⑨模拟路灯控制系统（2009年I 题）。 2. 从历届赛题可以看到：从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握：（1）系统控制方案和算法设计（ 2 ）微控制器电路模块制作和编程：如：AT89S52 、MSP430F1611 、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B 、STM32F103VET6等等。（3）微控制器外围电路模块制作和编程：如键盘及LED 数码管显示器模块、RS-485总线通信模块、CAN 总线通信模块、无线收发器电路模块、ADC 模块、DAC 模块等等。（4）传感器电路模块制作和编程：如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。（5）电机控制电路模块制作和编程：如直流电机驱动模块（L298 N）步、进电机驱动模块（L297+L298N，TA8435H）、舵机控制模块、光电隔离模块等等。（6）放大器电路模块制作：小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器（7）电源电路模块制作（8）电动小车制作 建议：3. 建议：“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关 简易智能电动车 学校：辽宁工程技术大学小组成员： 日期：2011年8月4日 摘要 本设计以STC89C52单片机为控制核心。经光敏电阻和红外对射完成循迹，寻光以及躲避障碍物，测距的检测，经比较器LM393进入单片机。单片机通过内部程序完成对小车的控制。 关键字：控制；检测；红外对射；智能小车； The abstract This design to STC89C52 microcontroller as control core. The photoconductive resistance and infrared DuiShe complete follow mark, light and evades obstacles for the detection of comparison, the LM393 into the microcontroller. The internal process of single chip through complete control of the car. Key word: control; Detection; Infrared DuiShe; Intelligent car; 目录 1 方案论证与比较 (1) 2 各模块的选择方案 (1) 2.1电源模块选择方案 (1) 2.2系统控制模块方案 (2) 2.3红外对射模块方案 (2) 2.4恒流源模块 (2) 2.5比较器转换模块 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2恒流源电路设计 (4) 3.3电机驱动模块 (5) 3.4循迹检测设计 (5) 3.5测距检测设计 (6) 3.6避障检测设计 (7) 4 系统软件设计 (7) 5 系统调试 (9) 6 结论 (10) 7 参考文献 (11) 试题 1、数学黑洞（程序文件名maths.c/maths.cpp） 【问题描述】 任给一个4位正整数，其各位数位上的数字不全相同，将数字重新组合成一个最大的数与最小的数相减，重复这个过程，最多7步，必得6174。对任给的4位正整数（各位数位上的数字不全相同），编程输出掉进黑洞的步数。 【输入】 一行，一个4位正整数n（1000< n<9999） 【输出】 掉进黑洞的步数 输入 1234 输出 3 2、进制转换（程序文件名conver.c/conver.cpp） 【问题描述】 任给一个十进制整数n,及正整数m(m<=16且m≠10), 将n转换成m进制并输出。 【输入】 一行，两个整数n，m（0 ≤ n ≤ 500000，2 ≤ m ≤ 16，且m≠10），中间用一个空格隔开，其中n 表示十进制数。 【输出】 转换后的数 【输入输出样例】 输入 255 8 输出 377 3、分数线划定（程序文件名score.c/score.cpp） 【问题描述】 公务员选拔工作正在 A 市如火如荼的进行。为了选拔优秀人才，A 市对所有报名的选手进行了笔试，笔试分数达到面试分数线的选手方可进入面试。面试分数线根据计划录取人数的150%划定，即如果计划录取m名公务员，则面试分数线为排名第m*150%（向下取整）名的选手的分数，而最终进入面试的选手为笔试成绩不低于面试分数线的所有选手。现在就请你编写程序划定面试分数线，并输出所有进入面试的选手的报名号和笔试成绩。 【输入】 第一行，两个整数n，m（5 ≤ n ≤ 5000，3 ≤ m ≤ n），中间用一个空格隔开，其中n 表示报名参加笔试的选手总数，m 表示计划录取的人数。输入数据保证m*150%向下取整后小于等于n。 第二行到第 n+1 行，每行包括两个整数，中间用一个空格隔开，分别是选手的报名号k（1000 ≤ k ≤ 9999）和该选手的笔试成绩s（1 ≤ s ≤ 100）。数据保证选手的报名号各不相同。 【输出】 第一行，有两个整数，用一个空格隔开，第一个整数表示面试分数线；第二个整数为进入面试的选手的实际人数。 从第二行开始，每行包含两个整数，中间用一个空格隔开，分别表示进入面试的选手的报名号和笔试成绩，按照笔试成绩从高到低输出，如果成绩相同，则按报名号由小到大的顺序输出。 【输入输出样例】 输入 6 3 1000 90 3239 88 2390 95 7231 84 1005 95 1001 88 2015年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题） 2015年8月15日 摘要 本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成，其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片，最高转换效率可达93%，升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片，具有低纹波，输入范围广，转换效率高的特点。恒流部分采用PWM控制原理，形成一个闭环回路，控制电流恒定，恒压部分完全由硬件控制，单片机辅助控制的方式。以上部分确保系统满足题目要求，实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并且有着较高的转换效率。 在本次设计中恒压部分完全有硬件控制，硬件自身形成一个闭环控制回路，对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停止，恒流部分由PWM调节占空比，使其恒流。 关键字电池充放电升压降压XL4016 XL6019 STM32 目录 一、系统方案 (1) 1、双向DC-DC变换电路的论证与选择 (1) 2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择 (1) 3、控制方法的论证与选择 (1) 二、系统理论分析与计算 (2) 三、电路与程序设计 (3) 1、电路的设计 (3) （1）系统总体框图 (3) 2、程序的设计 (5) （1）程序功能描述与设计思路 (5) （2）程序流程图 (6) 3、程序流程图 (7) 四、测试仪器与数据分析 (7) 附录1：电路原理图 (9) 附录2：源程序 (10) 双向DC-DC变换器（A题） 【本科组】 一、系统方案 本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成，其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片，最高转换效率可达93%，升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片，具有低纹波，输入范围广，转换效率高的特点。恒流部分采用PWM控制原理，形成一个闭环回路，控制电流恒定，恒压部分完全由硬件控制，单片机辅助控制的方式。以上部分确保系统满足题目要求，实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并且有着较高的转换效率。 1、双向DC-DC变换电路的论证与选择 方案1:由降压斩波变换电路(即Buck变换电路)和升压斩波变换电路（即Boost 电路）组成双向DC-DC变换电路，分别各使用一个全控型器件VT（IGBT或MOSFET）,对输入直流电源进行斩波控制通过调整全控型器件VT的控制信号占空比来调整输出电压。 方案2：采用XL4016开关型降压芯片和XL6019开关型升压/降压芯片构成升压、降压电路具有低纹波，内助功率MOS,具有较高的输入电压范围，内置过电流保护功能与EN引脚逻辑电平关断功能。 综合以上两种方案，考虑到时间的限制，选择了比较容易实现的方案2。 2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择 由于瑞萨单片机开发套件数量有限，所以我们选择了一款相对便宜，速度快，性价比较高的STM32103V8T6作为控制器，显示部分由于收到题目对作品重量的要求，选择了质量轻，分辨率较高的0.96寸OLED屏幕显示。由于市场上所售开关电源模块的，纹波大的因素，所以辅助电源选择了一个较小的9V变压器，进行，整流滤波作为辅助电源。 3、控制方法的论证与选择 方案1：采用PWM调节占空比的方法控制降压芯片的控制端，达到控制恒流和控制恒压的目的，采用PWM调节软件较为复杂，而且PWM调节较为缓慢，软件控制难度大。 方案2：恒压部分完全有硬件控制，硬件自身形成一个闭环控制回路，对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停止，恒流部分由PWM调节占空比，使其恒流。 综合以上两种方案，选择软件较为简单，硬件较为复杂的方案2。双向DCDC变换器设计
电子设计大赛报告.doc
程序设计比赛试题
全国大学生,电子设计竞赛,控制类备战刚要
电子设计竞赛设计报告题
双向DC-DC变换器设计-全国大学生电子设计竞赛
电子设计大赛控制类题目汇总
电子设计大赛我们该做什么
电子设计竞赛设计报告
第六届程序设计比赛题目与答案
电子设计竞赛报告——模板(免费)
A题双向DC-DC
摘要：本设计实现了一种基于 MSP430F2616 单片机的可程控双向 DC-DC 变换器。 系统由 18650 电池组、直流稳压电源充电电路、同步 Boost-Buck 电路、滤波电 路、辅助电源、单片机、键盘、AD 转换电路、显示器等电路组成。充电模式下， 输入为 30V 直流电，通过同步降压拓扑结构形成稳定的约 20V 的直流电压，该直 流电压经过程控降压模块实现可程控输出电流。电流经过二次滤除纹波可得到稳 定的电流输出。放电模式下，通过同步升压拓扑结构形成稳定的 30V 电压输出。 同时该电源变换器具过充保护的功能，提高了电源的安全性和稳定性。本电源效 率高、步进精度高、输出电流稳定、安全性高、重量小轻便可携带；通过按键与 显示器实现人机交互，人机交互友好。 关键字：DC-DC，恒流，效率
变换器设计方案
题目要求电池组在充电模式下，输入直流电为 24~36V 的条件下可以输出恒
流 2A，放电模式可以输出恒压 30V，所以本次设计需要利用双向 DC-DC 拓扑结构。
方案一：采用隔离型 DC-DC 双向变换器。借鉴非隔离单向变换器中反并联开
关管或二极管，以构成非隔离双向变换器的思想，也可以从隔离型单向变换器演
变得到隔离型正激双向 DC-DC 变换器。该方案在需要电气隔离的场合应用比较广
泛。
方案二：采用全桥 DC-DC 双向变换器。通过移相可使控制其开关器件实现零
电压开关。开关器件的电压、电流应尽量小；变压器为双向励磁，利用率较高，
在中、大功率场合有广泛的应用。
方案三：采用 Boost-Buck 双向变换器。常见的非隔离型单向变换器的拓扑
结构有 Buck、Boost、Buck/Boost 等电路。在这些单向变换器的二极管两端反并
联开关管，在开关管两端反并联二极管，即可构成与之对应的 Boost-Buck 双向
变换器电路。
三种方案理论上都能够实现本设计需要的双向 DC-DC 电压变换。正激双向
DC-DC 变换器虽然成本低，驱动电路容易，但由于变压器会处于单向励磁状态，
变压器利用率较低，并且需要额外设计磁复位电路，适用的电路范围较小。全桥
DC-DC 双向变换器虽处于双向励磁状态，利用率较高，但其电路拓扑结构复杂难
以实现；但相比于非隔离双向变换器而言，其效率还是较低的，达不到本设计需
要的效率达到 95%以上的要求。这两种隔离型双向变换器均需要用到变压器，比
较笨重，会超出该设计的系统总质量小于 500g 的要求。而 Boost-Buck 双向变换
器电路精简，无变压器较为轻便，利用率较高，因此本次设计采用 Boost-Buck
双向 DC-DC 拓扑结构。
恒流恒压设计方案
为满足充电模式下，输入为 24~36V 变化时，稳定输出恒定 2A 电流，输入电
压不变情况下充电电流步进可调，充电模式下本电源需要实现降压恒流功能。为
满足放电模式时候，保持输出电压不变，本电源在放电模式下需实现恒压功能。
方案一：采用程序控制 PWM 占空比实现恒压恒流功能。利用高精度 ADC 芯片
对负载进行采样得到负载两端的电压或者电流，根据公式： VOUT VIN TON TON TOFF
（1）
其中
VOU
T
为输出加在负载两端的电压，
VIN
为输入电压，
TON TON TOFF
为控制
PWM
信历年电子设计大赛控制类题目汇总
电子设计大赛智能小车设计报告
程序设计大赛试题及答案
双向DC-DC变换器(全国大学生电子设计竞赛全国二等奖作品)
相关主题
文本预览