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1、电子设计竞赛培训方案温州大学 物理与电子信息学院（2008.6.23）一、竞赛内容规定“以电子技术(包括模拟电路和数字电路)的应用设计为主,可以涉及单片机、可编程器件及微机(微机主要作开发用)。题目应尽可能考虑到教学的基本要求、并兼顾新技术的发展,同时对教学内容和课程体系的改革起到引导作用。”二、培训教师队伍培训教师队伍主要由以下人员组成：吴桂初、朱翔鸥、郑崇伟、李方洲、张耀举、庄友谊、吴平、施肖菁、赵升、徐孟、陈博、王环、管晓春、宋元平、蔡启博、黄孝调、胡旭鸣。三、培训原则与计划 主要由基础理论知识和实践训练组成，由于时间紧迫，因此暑假培训的指导原则为：以实践训练为主，应用过程中领会和掌握理
2、论知识。具体计划方案如下表所示。暑假培训内容与方案日期内容备注2008.7.9暑假培训开始进行有关电子大赛的说明，讲述注意事项（特别是平时收集材料的时候主要整理文档，分类），公布训练方案，分小组（3人一组，有一个组长（熟悉从设计到焊接的一切流程，负责组中人员协调工作）。搬运需要的仪器。学会利用互联网查阅资料，每个小组完成一个原理图的设计（每个小组必须不同），尽量绘制PCB板。具体有：设计15V、12V、5V 直流稳压电源（在同一块PCB板）以及正负输出电压可调稳压电路（输出电压调节范围为1.220V，输出电流1.53A）；前置放大器的设计（第一级放大5倍，第二级放大20倍）；多种信号发生电路（
3、参考电子培训教程P90，同时考虑怎样可以产生任意波形）；信号处理电路如：有源低通滤波电路，有源高通滤波电路，有源带通滤波电路，电压频率、频率电压转换电路，电流-电压变换电路，加法电路、减法电路、积分电路、对数电路，分立元件制作的声音报警电路，与单片机接口的声音报警电路；直流电机PWM驱动电路、电磁继电器驱动电路(8路)、功率增益数控电路的设计。所有指导老师参加与学生见面会。吴桂初、朱翔鸥介绍电子大赛情况，注意事项（严格的请假制度，一般不允许请假）。指导教师（赵升）负责讲解关于查找资料的注意事项。日期内容备注2008.7.102008.7.12根据绘制的电路原理图完成实际制作，并满足一定的性能指
4、标。各个小组组长负责整理文档（将原理、计算过程、使用场合等详细列出），各小组集中在一起讲自己的电路图，教师进行点评，找出不足，提出改进的方法。见值日表2008.7.132008.7.17熟悉并掌握C51或者汇编的编程环境，领取电路板和元器件，焊接电路板。每个小组对最小单片机系统与外围硬件电路进行熟悉，准备编程。每个小组编写各个模块的软件，在编译环境中进行调试，保证没有语法错误。具体的功能模块是：键盘、显示部分。如果编程完成，准备连接调试。调试键盘、显示部分。注意：编程人员要编写一些常用的子程序，注释该子程序的功能，每个指令后面要尽可能详细的解释其意思。编写单片机与D/A（型号待定），A/D（型
5、号待定）转换电路之间子程序。见值日表2008.7.182008.7.20学生分组（每组3人）第1轮项目训练（主要是小的功能模块），并完成项目制作，三人分工合作软、硬件及书写论文。具体的项目暂定为以下（随时可以补充）：红外线发射器部分和接受部分电路要求自主选择器件设计一个门控式频率计,频率测试范围从1HZ-100KHZ,设置三个量程分别为1档、10档、100档。设计一数据采集系统,具体要求如下:对8路模拟信号进行采样并显示,每通道每秒采样次数不低于10次,需要观察某个通道的采样值时,可通过键盘选择通道号并显示被选通道的通道号及其当前的采样值。峰值检波电路的设计，直接数字频率合成DDS电路的设计（
6、使用单片机和可编程器件实现）。见值日表日期内容备注2008.7.212008.7.22基于单片机最小系统的方波信号采集与方波信号输出2天完成2008.7.23各组交流，介绍课题项目、总结。（下午可以休息）2008.7.242008.7.25CPLD培训与对CPLD板进行调试见值日表2008.7.262008.7.29FPGA/CPLD与单片机总线接口的设计，移相电路的设计。见值日表2008.7.30各组交流，介绍课题项目、总结。（下午可以休息，31号休息）2008.8.12008.8.6学生分组（每组3人）第2轮项目训练，并完成项目制作，三人分工合作软、硬件及书写论文。题目待定2008.8.7
7、各组交流，介绍课题项目、总结。2008.8.82008.8.13学生分组（每组3人）第3轮项目训练，并完成项目制作，三人分工合作软、硬件及书写论文。题目待定2008.8.14各组交流，介绍课题项目、总结。2008.8.15学生通过网络等渠道查阅资料，了解器件、单元电路以及各种电子制作课题等。汇总、总结。2008.8162008.8.21学生分组（每组3人）第4轮项目训练，并完成项目制作，三人分工合作软、硬件及书写论文。2008.8.22各组交流，介绍课题项目、总结。2008.8.232008.8.26学生分组（每组3人）第5轮项目训练，并完成项目制作，三人分工合作软、硬件及书写论文。日期内容备
8、注2008.8.27各组交流，介绍课题项目、总结。2008.8.282008.8.31休息。2008.9.12008.9.6课余整理软、硬件材料，准备竞赛。注：我们要求选手们必须牢固巩固所学的电子基础知识,特别是与应用密切相关的基础知识,例如对于模拟电路要求学生在懂得基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用,运算放大器、比较器的原理及应用,各种振荡器的应用,电源等。对于数字电路则要求学生切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想。（摘自浅谈全国大学生电子设计大赛辅导经验）2008浙江省电子设计竞赛培训题目 第一阶段：7月9日7月29日培训内容：EDA软件使用、
9、基本电路设计与制作、单片机最小系统应用、CPLD的应用。具体内容参考培训安排表。第二阶段：8月1日8月26日培训内容：分类培训。一、电源类题目一：单相正弦波变频电源1、 任务设计并制作一个单相正弦波变频电源，输出电压有效值为1536V可调，最大负载电流有效值为1A，负载为电阻负载。变频电源框图如下图所示。2、要求 1.基本要求 （1）输出频率范围为20Hz100Hz，且输出电压有效值为15V36V可调的单相交流电；（2）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真；（3）当输入电压为198V242V，负载电流有效值为0.51A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于5%；（4
10、）具有过流保护(输出电流有效值达1.5A时动作)，保护时自动切断输入交流电源。2.发挥部分 （1）当输入电压为198V242V，负载电流有效值为0.51A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于2%；（2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；（3）其他。2发挥部分 （1）三角波发生器电路的频率范围可以扩展到1KHz300KHz； 占空比变化范围(即图2中AO/OB)可以扩展到2080。 （2）将三角波测量电路的频率误差减小到不大于5%； （3）将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于5%； （4）将三角波测量电路的幅度误差减小到不
11、大于5%； （5）可测量其他波形及相应参数。 3、竞赛说明 1.不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片；2.必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压；可用滑动变阻器或电阻箱模拟负载； 3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。题目二：12V/220V逆变电源1、任务 设计并制作一12V/220V逆变电源 2、要求 1、基本要求 （1）输入12V直流（汽车蓄电池提供） （2）额定输出电压：V0=220V交流； （3）额定输出功率150W； （4）输出有过压保护； （5）输入有过压保护和过热保护； 2、发挥部分 （1）增加输出电压显示（LED数码显示，3 1/2位）； （
12、2）增加输出频率显示（LED数码显示，3 1/2位）； （3）提高输出功率到200W； （4）提高性能指标。 题目三：设计并制作一个DC-DC 稳压电源。 1、要求 1、基本要求 在输入直流电压变化范围+7V+12V 的条件下 ： （1）第1 路输出 a. 输出电压：+5V/DC，误差的绝对值小于1%； b. 最大输出电流：1A； c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V+12V，满载）； d. 负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A1A）； e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）； （2）第2 路输出 a. 输出电压：+9V+15V/DC，
13、连续可调 b. 最大输出电流：1A； c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V+12V，满载）； d. 负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A1A）； e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）； （3）电路效率大于70%（满载时） 。 2、发挥部分 （1）电路效率大于85%，纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.2%； （2）增加输出过载（大于1.2A）、输入过压（大于+13V）、欠压（小于+6V）保护功能， 并报警指示； （3） 设计并制作一个输出电压、输出电流的测量电路，并能实时显示测量值，要求测量误差的绝对值小于1%； （4） 设计并制作
14、一个电子负载，用于测试上述电源的负载调整率，电子负载恒定电流可 设定的范围为0.1A1.2A，设定值能以0.1A 步进； （5） 其他。题目四：可调压变频电源设计并制作变压交流电源1、要求（1）基本要求输入：单相220V10%、50HZ.输出：单相,电压5V20V连续可调；频率1HZ100HZ连续可调（不准使用SPWM专用芯片）.输出最大电流：0.5A,负载调整率5%.具有20%的欠电压、过电压、过载保护及报警功能.显示输出电压、电流、频率的值，误差小于5.输出谐波失真度10. （2）发挥部分输出参数可传至上位PC机(具有电气隔离电路，作用将本电路强电部分和电脑之间隔离开来，保护电脑)。满负载（阻性负载）输出谐波失真度5.0%,空载谐波失真度5.0%。具有短路保护功能。其他特色与创新2、说明 负载调整率的测定可选定输出电压由低到高三个点，分别测得空载和满载时输出电压，其差值与对应电压点值之比，取所得三个比值最大项作为该电源指标。二、仪器仪表类题目一：电压控制振荡器1、任务设计并制作一个电压控制振荡器（VCO）2、要
