电子设计竞赛论文1

电子设计竞赛论文

题目智能声控小车

学生姓名闫龙举李保成郑春

专业自动化

指导教师张福安葛汝明董文慧范海涛

二OO七年五月

目录

摘要（中文）........................................................................|3 摘要（英文） (3)

第一部分设计任务及要求

一、任务 (4)

二、功能和要求 (4)

第二部分方案分析与论证

一、主控系统分析与论证 (4)

二、机械系统分析与论证 (5)

三、电机驱动模块分析与论证 (6)

第三部分系统原理框图 (7)

第四部分系统硬件设计

一、后轮电机驱动模块设计 (7)

二、前轮电机驱动模块设计 (10)

第五部分系统软件设计

一语音识别原理简介 (12)

二、程序总体流程图 (13)

第六部分系统检测与整机指标 (15)

第七部分参考资料与文献 (15)

第八部分总结与致谢 (15)

摘要（中文）

随着电子业的发展，自动化已不再是一个新鲜的话题，无人驾驶的小汽车也必将进入实用阶段，本系统模拟将来的智能小车。本次设计为声控智能电动车，主要采用凌阳61板单片机控制小车的行使。这部智能的声控小车可以实现前进，左传，右转，后退，左后转，右后转，矩形运动等功能，整个过程还是声控的，并且可以实现调速且能在前进时能播放音乐，这样的设想很新颖．独特。

关键词语音识别智能声控SPCE061A

摘要（英文）

Along with the electronics industry development, the automation no longer is a new topic. The pilotless compact car also will certainly to enter the practical stage, this system simulation future intelligent car.This design for the voice control intelligence electric car, mainly uses insults the positive 61 board monolithic integrated circuit to control the car exertion.This intelligent voice control car may realize the advance, Annals of Zuo, the right-turn, the backlash, after left transfers, after right transfers, functions and so on rectangular movement, entire process or voice control, and may realize the velocity modulation also can when the advance can broadcast music, such tentative plan is very novel and unique.

第一部分设计任务与要求

1.1 任务

设计并制作一个智能声控小车，使用凌阳61板并用它的语音功能控制小车

的行使，并且小车在行使中播放音乐。

1.2 功能及要求

1.2.1通过声音来控制小车的动作，可以实现前进，后退，左转，右转，左后转，右后转等基本动作。

1.2.2 利用声控实现走圆形路径和方形路径，在行使功能之前先播放音乐。

1.2.3小车在前进，左转，右转时，小车实现慢速行驶。

1.2.4 车体以凌阳迷你型赛车为限，单片机用SPCE061A

第二部分方案的分析与论证

2.1 主控系统分析与论证

［方案设计与论证］

本系统为典型的实时控制系统，易用单片机控制来实现，这里以凌阳SPCE061A单片机为主控元件，提出两种设计方案。

方案一

采用凌阳SPCE061A十六位单片机，对小车的整个行驶过程进行实时监控，完成我们设计的功能需要4个I/O口，由于凌阳SPCE061A单片机提供32个I/O 口，一片即可实现所有功能，这为设计过程提供了极大方便。其主要设计思想是：在车体的控制板上连接凌阳SPCE061A单片机使小车可以语音遥控，使用分组识别方法编程，实现多指令运动，利用IOB8、IOB9、IOB10 、IOB11用扫描的方式来控制10条指令，并利用程序完成小车的预定轨迹运动；利用单片机的IOB8 、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车行驶速度，用凌阳SPCE061A十六位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制，这大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性，这种方案可以使程序简单，易于控制。

方案二

此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机，与第一种方案不同之处在于利用单片机的IOB8-IOB13控制直流斩波电路选择小车的正、反向和加、减速行驶；凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断，给设计者以大量的选择空间，并给设计者提供精确的时基计数，其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现，但对直流斩波电路要求较高，并且实现难度比较大。

结论：我们选第一个方案。

2.2 机械系统分析与论证

本题目要求小车的机械系统稳定、简单，而四轮运动系统具备以上特点。我们使用的是凌阳公司生产的迷你型赛车：

2.2.1 驱动部分：小车自带的直流电机驱动后轮，其电机性能很好，可以很好的驱动小车实现各种功能，故我们没有进行重新焊接驱动部分的电路板，

2.2.2 转向部分：我们使用了小车的自带转向系统。实际使用中发现其性能很好。原理如图2.2.1：

图2.2.1 转向机械原理

2.2.3 车体：由于小车底盘为塑料材质，将电池放置在车体的正下方，并

将电池盖用螺丝拧紧，以避免车体中部承受过多压力，同时可增加驱动轮的抓地

力，减小轮子空转所引起的误差。

2.3 电机驱动模块分析与论证

2.3.1 后轮电机驱动模块

方案一：采用桥式可逆斩波电路对电动机的开或关进行控制,通过对IGBT 开关切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是桥式可逆斩波电路的响应时间慢,可靠性不高。

方案二：通过PWM 脉宽调制的方法,实现对小车速度的控制。这种调速方式可使用凌阳SPCE061A 自带的PWM 输出，实现频繁的无级快速启动、制动和反转。

结论：决定采用PWM 脉宽调制的方法控制直流电机。 2.3.2 转向控制模块

方案一：采用普通电机控制电动机的转向,虽然此种电机的控制很简单

,但是其不能实现精确的转向。

方案二：用步进电机来控制电动车的转向,此方法的优点是转向算法易实现且能实现具体角度的转向,可靠性较高,但步进电机价格较高，且本设计对方向的控制要求也不是那么严格，故我们选用方案一。

左前轮 电机

第三部分系统原理框图

经过方案论证的过程之后，我们选定了仅采用单片机作为核心部件的方案，

其系统总方框图如图3.0.0所示。

具体的功能设置已通过该图做了直观的说明。

第四部分系统硬件设计

4.1后轮电机驱动模块设计

后轮采用普通直流电机，通过控制脉冲占空比算法,实现对小车速度的控制。这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、带载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。

调速系统分析与论证：

1调速论证：

电机分析：

由直流电机调速公式：n=Un/Ceφ-IaRa/Ceφ可知直流电机的调速基本上有三种方法：.改变电源电压,.电枢回路电阻，即改变Ra,.减弱磁通φ。由于是玩具电动车电机是永磁性电机，其励磁是无法改变的，故选用方案和. 分别如图1，图2

由于受电机电枢额定电压及换相等问题的限制，只可能减小电源电压来达到调枢的目的。有电机的转速-转矩特性曲线可以分析得：电源电压降低，转速也随之降低，若拖动恒转矩负载（如电动小车），电动机运行于不同的转速上，电动机的电枢电流Ia也是不变的，因为：

电磁转距 T=CtφIa=TL

电枢电流 Ia=TL/Ctφ

因此，TL=常数时，Ia=常数。即：Ia与电机转速无关。再者电动机的机械特性的硬度较硬，且不随电压的变化而变化。这样就更加容易稳定电机的运行。即使转距变化电机的速度变化也是很小的。当电源电压连续变化时，转速的变化也是连续的，这就可以实现无极调速，能很好的适应不同时候的转速要求。

2 后电机H桥的工作原理：

H桥有四个臂分别为B1、B2、B3、B4，分别对应图 2.7中的Q2、Q3、Q7、Q8。四个臂分为两组Q2、Q3和Q7、Q8，每一组的两个臂都是同时导通，同时关断的。如果让Q2、Q3导通Q7、Q8关断，电流会流经Q3、负载、Q2组成的回路，加在负载Load两端的电压左正右负，此时电机正转；如果让Q7、Q8导通Q2、Q3关断，电流会流经Q8、负载、Q7组成的回路，加在负载Load两端的电压为左负右正，此时电机反转。另外如果让Q2、Q3关断Q7、Q8也关断，负载Load两端悬空，此时电机停转。这样就实现了后电机的正转、反转、停止三态控制。

3pwm输出调速信号

PWM（脉冲宽度调制）控制，通常配合桥式驱动电路实现直流电机调速，非常简单，且调速范围大，它的原理就是直流斩波原理。如图1所示，

若S3、S4 关断，S1、S2受PWM控制，假设高电平导通，忽略开关管损耗，则在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压为： U=Vcc t/ T=αVcc ，其中，α=t/T称为占空比，Vcc为电源电压（电源电压减去两个开关管的饱和压降）。

电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快，当占空比α＝1时，电机转速最大。

我们使用的是凌阳公司的SPCE061单片机，它是16位单片机，频率最高达到49MHz，可提供2路PWM 直接输出，频率可调，占空比16级可调，控制电机的调速范围大，使用方便。SPCE061单片机有32个I/O口，内部设有2个独立的计数器，完全可以模拟任意频率、占空比随意调节的PWM信号输出，用以控制电机调速。如果需要调速，我们利用程序使端口产生PWM波形，调用SPCE061A 的PWM资源，通过调节PWM的占空比来实现速度的调节。当IOB11~IOB8输出的逻辑电平组合为“0001”时，加在后轮电机上的驱动电压为VCC；而当IOB11~IOB8输出“0000”时，加在后电机上的电压为0V。如果交替地向端口送“0001”和“0000”两种组合（PWM输出端口自动实现），那么加在小车电机两端的电压就在VCC和0V之间不停的跳变，对应的电机电压波如下图：

4.2 前轮电机驱动模块设计t

前电机H桥的工作原理：H桥有四个臂分别为B1、B2、B3、B4，分别对应图2.7中的Q2、Q3、Q7、Q8。四个臂分为两组Q2、Q3和Q7、Q8，每一组的两个臂都是同时导通，同时关断的。如果让Q2、Q3导通Q7、Q8关断，电流会流经Q3、负载、Q2组成的回路，加在负载Load两端的电压左正右负，如图 2.8所示，此时电机正转；如果让Q7、Q8导通Q2、Q3关断，电流会流经Q8、负载、Q7组成的回路，加在负载Load两端的电压为左负右正，此时电机反转，对应图 2.9所示。另外如果让Q2、Q3关断Q7、Q8也关断，负载Load两端悬空，此时电机停转。这样就实现了前电机的正转、反转、停止三态，以实现小车的左转、右转、直走的方向控制。

由于Q2、Q3，Q7、Q8的导通和关断是通过Q1、Q6控制，而Q1、Q6的导通和关断又是通过MOT1（IOB10）、MOT2（IOB11）控制的，所以电机的状态还是通过I/O端口来控制的。下表描述了IOB10和IOB11所控制电机运行状态与端口数据的对应关系

表I/O端口状态与电机运行状态的对应关系。

小车的运动是靠轮子带动的，而轮子的转动是靠电机带动的，所以在确定了电机的运行状态之后就能够推断出小车的运行状态。下面是小车运行状态与61板端口数值对照表（表 2.2）：

表小车的动作和端口输出对照表

、

第五部分系统软件设计

5.1 语音识别原理简介：

语音识别主要分为“训练”和“识别”两个阶段。在训练阶段，单片机对采集到的语音样本进行分析处理，从中提取出语音特征信息，建立一个特征模型；在识别阶段，单片机对采集到的语音样本也进行类似的分析处理，提取出语音的特征信息，然后将这个特征信息模型与已有的特征模型进行对比，如果二者达到了一定的匹配度，则输入的语音被识别。

语音识别的具体流程如下图所示：

5.2、程序总体流程图

流程说明：语音识别小车的程序流程如上图所示，分为四大部分来说明：初始化部分、训练部分、识别部分、重训操作。

初始化部分：初始化操作将IOB11~IOB8设置为输出端，用以控制电机，将IOA 的低8位设置为下拉的输入端，用来连接按键。

训练部分：训练部分完成的工作就是建立语音模型。程序一开始就会去判断小车是否被训练过，如果没有训练过则会要求对其进行训练，并且会在训练成功之后将训练的模型存储到Flash当中，在以后使用时就不需要重新训练了；如果已经训练过会把存储在Flash中的模型调出来装载到辨识器中。

识别部分：在识别环节当中，如果辨识结果是名字，直接置待命标志，然后等待动作命令。只有检测到待命标志，小车才会根据相应的辨识结果执行动作，如果没有待命标志即使识别到动作命令也不会执行动作。小车在执行完对应的命令之后，将清除待命标志，结束待命状态。

重训操作：考虑到有重新训练的需求，所以在这里设置了重新训练的按键，程序运行时循环扫描该按键，什么时间检测到此键按下，则将擦除语音模型存储区首单元（0xe000）所在的页，等待复位到来。复位后，程序重新从头开始执行，当检测到语音模型存储区首地址为0xffff（擦除后的值）时会要求重新对其进行训练。

以语音识别程序（Car_Demo）为例，说明语音识别小车的实现过程，下图

第六部分系统检测与整机指标

本系统经测试运行效果良好，达到了预期的目的，语音控制和音频播放带给人耳目一新的感觉。为了更好的实现语音辨识，本系统机械性能要求较高，噪声不能太大，行使速度不宜太快。

第七部分参考资料与文献

《SPCE061A单片机原理及其应用技术》

《DSP理论基础于应用技术》

《电子实习指导书》

《凌阳16位单片机C语言程序设计》

《凌阳16位单片机应用基础》

参考网站 https://www.sodocs.net/doc/c916229231.html,

第八部分总结与致谢

经过着五天艰苦却很充实的制作与培训，使我们感受颇多，并且收获了许多。

从中我们学到了许多课本上学不到的知识，更学会了分析，学会了坚持，学会了忍耐。这次培训不仅锻炼了我们的动手能力，激发了我们的创新思维，提高了我们的团队合作精神，而且培养了我们面对挫折勇于克服的意志品质和吃苦耐劳的精神。我们也深深的体会到理论结合实际的重要性，体会到知识是无尽，激发我们去追求。经历了这次全新的学习和实践的过程后，我们深深的感悟到了“学海无涯”的真正含义，我们要学习的知识真的是太多太多了！但我们也暗自庆幸，我们已经意识到了，并开始了积极的“充电”，我们感激有这么好的机会参加这次五一的培训，虽然不能回家甚至不能休息，但我们知道这会更有意义和价值；并且我们感慨时间飞逝，短短的培训竟已接近尾声。

在这次实践中，我们对单片机有了很深的理解，而且能够还学会了应用C语言自己编写程序。对于焊接61板，我们掌握了电烙铁的使用方法，懂得了各种零件的检查、检测方法，熟悉了各种仪表的使用。在对硬件电路连接中，我们学会了用各种方法来分析电路及其性能，这样不知不觉之中便把各种知识融入其

中。

我们非常感激有如此好的老师，他们放弃了这珍贵的五一长假，细心的给我们进行讲解和辅导；我们感激学校给我们这样一个认识自我提高自我的机会，我们感激有这么好的环境和设备进行学习和制作。

要感谢的真的是太多太多了，我们会在以后的工作与学习中继续努力，用我们的实际行动来回报老师和一切支持和鼓励我们的人们。

机器人电子设计竞赛论文

序号： 编码： 2011年第二届机器人电子设计大赛 作品论文 论文名称： 2011年第二届机器人电子设计大赛 院系全称：电气工程学院 申报者姓名：崔振男 （集体名称）：傲视群雄

目录 第一章前言 (2) 第二章设计分析 (4) 2.1分析要求 (4) 2.2 总体分析 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 小车布局 (6) 3.2 显示按键电路设计 (8) 3.3 测速电路设计 (9) 3.4 电机驱动电路设计 (9) 第四章调试 (10) 1 软件调试 (10) 2 硬件调试 (10) 设计感言 (11) 参考文献 (12) 附录（一） (13) 附录（二） (14) 附录（三） (18)

第一章前言 论文深入研究了ZigBee网络技术，在考察和比较目前我国矿井生产现状的基础上，得出了ZigBee技术用于矿井人员管理的可行性与优势。在做了上述调研工作后，提出了基于ZigBee技术和CAN总线技术的矿井人员管理系统的总体方案。 整个系统通过ZigBee网络实现矿井人员的考勤管理和实时定位，通过CAN总线方式将井下ZigBee无线网络采集到的信号强度、人员信息以及环境参数及时地传送到地面监控中心，监控中心对取得的数据进行处理并将井下人员在各个巷道的动态分布以及每个矿工的运轨迹显示在Gls地图上，实现对矿井人员的实时管理。在矿井人员定位时，论文通过对多种定位技术的比较，结合煤矿井下的实际环境和定位要求，选择了基于RSSI的定位技术。 关键词:ZigBee技术;矿井人员管理;人员定位;CAN总线;RSs Abstract The paper has depth studied of the ZigBee network technology, in the study and comparison of the current status of China's mine production, based on ZigBee technology for mine obtained the feasibility and advantages of personnel management.In doing the above research work is proposed based on ZigBee technology and CAN mines the overall program technology of personnel management system. ZigBee networks through the entire system of mine management and real-time attendance officer position, way underground through the CAN bus collected ZigBee wireless network signal strength, personnel information, and environment parameters in a timely manner to send to the ground control center, monitoring center of the data obtainedprocessing and tunnel underground personnel in all the dynamic distribution and transport path for each miner on a map displayed on the Gls achieve real-time management of the mine personnel.Positioning in the mine workers, the paper by comparing a variety of positioning technologies, combined with the actual

2007全国电子设计大赛E题获奖论文报告

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全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块

全国大学生电子设计大 赛应该准备哪些模块 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

2012-04-24 3:55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II 单片机模拟用P 模电模拟用M 单片机编程用K，用的C语言和汇编 嵌入式还要用到L的内核还有个画PCB板的，P 99SE，现在最新的叫“A D” 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 L O规则（EDA 工具P99SE，OR CAD） 2熟练基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的内核设计 3熟练基于M的电路仿真分析 4熟练基于MCS-51或其它系列的单片机程序设计（C/A混合编程） 5熟练基于ASIC 的中小规模时序及组合数字电路设计 6熟练基于ASIC 的通用模拟及高频通信电路设计 7熟练基于ASIC 的DA/AD及传感器检测电路设计 8熟练基于ASIC 的锁相环电路及近代频率合成技术 9熟练单片机的外围扩展电路设计及MCU标准通信协议 10掌握基于VB/VC 的上位机程序设计（串并口通信） 11熟练各种通用电参量的定义及测量方法 12熟练万用表、示波器、扫频仪、信号源、频率计等仪表的使用 13能在规定时间内独立完成业余条件下的PCB制作

电子设计竞赛论文要点

程控增益放大器（B题）

程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波

目录 1、引言： (1) 2、方案设计： (1) 2.1 总方案框图 (1) 2.2 DDS模块选择 (1) 2.3 滤波电路的选择 (2) 2.4 增益控制部分，放大器的选择 (2) 3、设计实现： (2) 3.1 硬件设计 (2) 3.1.1 最小系统设计 (3) 3.1.2 滤波电路 (3) 3.1.4 放大电路 (3) 3.1.5 数模转换，电压输出电路 (4) 3.2软件设计 (4) 4、测试： (5) 4.1、测试方法 (5) 4.2、测试条件 (5) 4.3、测试仪器 (5) 4.4、测试结果 (6) 5、结论及体会： (6) 5.1 结论 (6) 5.2 体会 (6) 参考文献： (7) 附录一： (8) 1 最小系统和按键模块电路原理图 (8) 2 滤波电路原理图 (8) 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 (9) 4 增益控制电路原理图 (10) 5 DAC8032数模转换电路图 (11) 附录二：主要源程序 (12)

电子设计竞赛论文

1系统方案设计与论证 1.1设计要求 （1）设计一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态的装置，电器电流范围 0.005A – 10.0A，用电器包括LED 灯、节能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。 （2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过程。 （3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不大于2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、性质，数量自定。电器 的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。 （4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。 （5）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。 1.2设计基本思路 题目要求设计可根据电参数分析用电器类别的装置，区分用电器的方法可以是电流的 大小，电压电流的相位差。因此，装置采用ZMPT101B电压互感器、ZMCT103C电流 互感器采集电压电流信息，判断用电器类型，并经28027单片机程序控制在显示屏显示。该装置可以检测键盘的输入，处于学习、识别两种不同模式，存储信息的模块采 用AT24C64，存储用电器的信息。为完成便携终端信息的接收和提示，系统还加入蜂 鸣器和WIFI无线传输模块。 1.3系统框图 1.4方案比较与选择 （1）控制器 方案一：TMS320F28027是一种高效 32 位中央处理单元，具有分析和断点功能。可 以借助硬件进行实时调试。60MHz器件，3.3V 单电源集成型加电和欠压复位，两个内部 零引脚振荡器多达 22 个，复用通用输入输出 (GPIO) 引脚三个，32 位 CPU 定时器片载 闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存。

全国大学生电子设计竞赛论文模板

2017年全国大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【本科组】 2017年9月7日

摘要 本系统以飞思卡尔单片机MC9S12XS128作为主控制芯片，通过数字摄像头OV7620采集靶面图像，进行图像信息的处理，得到靶面上弹着点的位置信息，并在OLED上显示弹着点的环数、方位。同时为了方便摄像头的图像的校准，设计了激光三点定位装置。另外设计了以步进电机和直流减速电机驱动的二维激光头移动调节架，通过按键控制可实现激光点在靶面上的移动、自动中心打靶、定位打靶。 关键词：激光打靶单片机数字摄像头步进电机 Abstract This system adopts the Freescale MCU(MC9S12XS128) as the core processing chip, target surface image are gained by the digital camera OV7620, the spot position information on the target is got after the image information processing, the ring number and location are displayed on the OLED. At the same time , in order to facilitate the image of the calibration of cameras, the laser at 3 o 'clock positioning device is designed. In addition , step motor and DC gear motor are designed to drive 2D position control frame, it can be realized through the key control that the laser spot on the target mobile, automatic target and hit the bull 's-eye, automatic positioning. Key words: laser-shooting microcomputer digital camera step motor 电子设计大赛论文报告格式 **设计报告内容： 1．封面：单独1页（见样件） 2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页 3．目录：内容必要对应页码号 4．设计报告正文： 一、前言： 二、总体方案设计： 包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 三、单元模块设计：

全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告

放大器的应用 [摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器 目录 一、设计任务 (2) 二、设计方案及比较 (2) 1. 三角波产生器 (2) 2. 加法器 (2) 3. 滤波器 (3) 4. 比较器 (3) 三、电路设计及理论分析 (3) 四、电路仿真结果及分析 (4) 1. U端口 (4) 1o 2. U端口 (4) 1i 3. U端口 (4) 2i 4. U端口 (4) 2 o 5. U端口 (4) 3o 五、总结 (4)

一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 二、设计方案及比较 设计有五个部分，其中低频信号源使用信号发生器，其余四部分设计方案如下： 1.三角波产生器 初始方案： 根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波，然后再采用微分电路对信号处理，输出即为三角波。 图1.1 图中：R 1 = 6.8k ?，R 2 = 10k ?，R 3 = 30k ?，R 0 = 3.9k ?，R 4 = 10k ?，R 5 = 20k ?，C = 0.1?F ， D Z1和D Z2采用稳压管。 运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3及R 0、D Z1、D Z2组成电压比较器。当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为： 改进方案： 由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路中有一个无法实现，所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。 对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。设计电路如图1.2 图1.2 2.加法器 方案： 由于加法器输出11210o i i u u u +=，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数值，电路

第十届中国研究生电子设计竞赛-技术论文格式要求

附件2：技术论文格式要求 一、技术论文正文的基本结构和要求 技术论文正文建议8000-10000字，须包括以下部分： （一）作品难点与创新 （二）方案论证与设计 （三）原理分析与硬件电路图 （四）软件设计与流程 （五）系统测试与误差分析 （六）总结 二、技术论文正文以外应包括的其他内容 除正文以外，技术论文必须包括以下内容：论文封面、中文摘要、英文摘要、中英文关键字、目录、参考文献，以及页眉页码。 封面内容包括作品题目、参赛单位、参赛队伍名称、指导老师、参赛队员、完成时间。中文摘要500-1000字，简要说明作品的现实意义、设计思路及创新点。英文摘要与中文摘要相对应。关键词3-5个。目录包含三级标题。参考文献没有数量要求，列出写作过程中所参考的论文和书籍。 技术论文正文中的每一页都必须有页眉，页眉的内容分两行，第一行内容为“第十届中国研究生电子设计竞赛”字样，第二行内容为论文的题目。居中排列。 技术论文必须有页码，页码需放到每一页下方的右侧，编码从正文开始。 三、技术论文中图表脚注的处理 1、图题和表题 技术论文中的图表需要有图题、表题（图表的序号和名称）。图题放在图的下方，表题放在表的上方。 2、图表的序号使用 技术论文中图表的序号统一使用“图1-1”（第1章第1图），“表1-1”（第1章第1表）的形式。图和表的序号分开排列，图表的序号顺

序要在每一章重新编号，如第1章的图表从“图1-1”、“表1-1”开始，第2章的图表从“图2-1”、“表2-1”开始。 3、图表的资料来源 图表下方应注明资料来源。表的资料来源注释应放到表的下方，图的资料来源注释应放到图题下方。 4、脚注的使用 技术论文中凡是引用和参考别人的研究成果以及有数据的地方都要用脚注注明出处。论文需使用全文连续脚注，脚注放在每一页的页面底端。脚注的具体内容应包括作者、题目、出版要素三个部分，脚注的序号统一使用“①”“②”“③”…的形式。如使用网络文章，要注明详细网址。 四、技术论文排版要求 论文封面单独占一页，目录单独占一页。论文的每一章开始必须另一起一页，每一节开始时应另起一行。正文段落和标题一律采用固定行间距20pt。 版式与字体要求 1.封面： 第十届中国研究生电子设计竞赛 技术论文（一号黑体） 论文题目： （中文）（小二号黑体） （英文）（小二号黑体） 参赛单位：

全国电子设计大赛论文-电源设计

一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统

的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）

2016年电子设计竞赛论文

2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源（A题） 论文编号： 参赛学校： 参赛学院； 参赛队员: 联系方式： 2016年7月28日

为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出，本系统以buck电路为核心，利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点，通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率，通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制，进而实现对输出电压的控制，使其输出稳定的5V直流信号，转换效率高，且具有过流保护等功能。本系统具有转换效率高、稳定性强等优点，满足设计要求。 关键词：DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs

一、方案论证与选取 (1) 1.1 方案论证 (1) 1.2 方案的选取 (1) 1.3 总体设计 (1) 二、理论分析与参数计算 (2) 2.1降低纹波的方法 (2) 2.2 DC-DC变换方法 (2) 2.3 稳压控制方法 (2) 2.4 Buck电路参数的计算 (3) 2.4.1电感值的计算 (3) 2.4.2 电容的计算 (3) 三、电路与程序设计 (3) 3.1 LM5117与buck主电路模块 (3) 3.2 过流保护电路 (4) 3.3 反馈电路 (4) 四、测试方案与测试结果 (5) 4.1测试方案及测试条件 (5)

4.2测试结果及分析 (5) 五、参考文献 (7) 六、附录 (7)

A 题：降压型直流开关稳压电源 一、 方案论证与选取 1.1 方案论证 方案一：采用简易的Buck 电路，用单片机输出PWM 波。Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑，通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。 方案二：采用反激式拓扑结构，能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。 方案三：利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压，电路结构简单，输出功率大，效率高，具有良好的输出特性。 1.2 方案的选取 方案一设计复杂，程序编写繁琐，出错率高；方案二反激式开关电源初级和次级线圈的漏感都比较大，工作效率低，电路复杂，短时间难以实现题目要求；而方案三电路结构简单，易于连接，且所用芯片稳定，不需编写繁琐程序，完全由电路控制，所以我们选择方案三。 1.3 总体设计 图1：系统方框图

2016年吉林省大学生电子设计竞赛论文--模板

2016年吉林省大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【XX组】 2016年8月30日

摘要 11.《设计报告》写作与装订要求 《设计报告》文字应控制在8000字以内，第一页为300字以内的设计中文摘要，正文采用小四号宋体字，标题字号自定，一律采用A4纸纵向打印。《设计报告》每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下端注明页码。 报告封面及每页纸上一律不得出现参赛队的学校、代码、姓名等文字，否则取消评审资格。

目录 1系统方案 (1) 1.1 XXXX的论证与选择 (1) 1.2 XXXX的论证与选择 (1) 1.3 控制系统的论证与选择 (1) 2系统理论分析与计算 (1) 2.1 XXXX的分析 (1) 2.1.1 XXX (1) 2.1.2 XXX (1) 2.1.3 XXX (1) 2.2 XXXX的计算 (1) 2.2.1 XXX (1) 2.2.2 XXX (2) 2.2.3 XXX (2) 2.3 XXXX的计算 (2) 2.3.1 XXX (2) 2.3.2 XXX (2) 2.3.3 XXX (2) 3电路与程序设计 (2) 3.1电路的设计 (2) 3.1.1系统总体框图 (2) 3.1.2 XXXX子系统框图与电路原理图 (2) 3.1.3 XXXX子系统框图与电路原理图 (2) 3.1.4电源 (2) 3.2程序的设计 (3) 3.2.1程序功能描述与设计思路 (3) 3.2.2程序流程图 (3) 4测试方案与测试结果 (3) 4.1测试方案 (3) 4.2 测试条件与仪器 (3) 4.3 测试结果及分析 (4) 4.3.1测试结果(数据) (4) 4.3.2测试分析与结论 (4) 附录1：电路原理图 (5) 附录2：源程序 (6)

2015年全国大学生电子设计竞赛A题论文

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 本系统以STM32单片机为主控制器，以非隔离式Buck-Boost型电路为核心，设计并制作用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，实现可按键设定亦可自动转换电池充放电模式的功能。系统由STM32内部寄存器及扩展口功能，加上按键模块、集成运放模块、LCD液晶显示模块、双向DC-DC变换电路组成。提高了电源效率，有效的保护了电路，经测试，系统能够实现基础部分所有要求。 关键词：DC-DC变换器；高效率；STM32；电流控制精度 Bbstract This system is given priority to with STM32 MCU controller, with the isolation type Buck - Boost circuit as the core, the design and construction of double DC - DC converter for battery energy storage device, implement key setting can be automatically switched to the battery charging and discharging mode function.System of STM32 internal registers and extension mouth function, and key module, integrated operational amplifier module, LCD liquid crystal display module, two-way DC - DC conversion circuit.Improve the efficiency of the power, the effective protection circuit, after the test, the system can realize all basic requirements. Keywords:DC-DCconverter;Highefficiency;STM32;Current control accuracy I

电子设计竞赛经验

全国电子设计竞赛（经验之谈） 1、软件与硬件电路最好是同时做，不要前几天都在搞软件，等到最后才来焊板，到时如果出问题都没时间改了，我参加时就是遇到了这种情况。要么也可以在面包板实践下，有人可能产能用仿真软件仿真，但那毕竟是仿真，有时跟实际相差还是很大的。反正是不能到最后才来做印制电路板。 2、队员分工好，最大限度发挥整个队的能力，而且经常讨论，让三个人都知道对方的进展，同时也好处理各个负责模块之间的链接。 3、在竞赛前就应该做好准备：做好一两个单片机最小系统（最好有下载口，支持在线编程）、5V/12V稳压电源和显示板等小模块，将各个模块程序编写好。如 7段数码管的显示（建议使用串口，节省单片机的I/O口，如搭配74LS164或74HC595，我那时是使用两块74HC595芯片，一片位选，一片发送数码）这样可以节省很多时间。 4、由于前期已经做好各模块板了，因此竞赛时具体做板只需改进，从而达到题目要求。画PCB板我个人认为单面板好，好焊板。焊接芯片时能用插座的还是用吧。这样既可以防止焊接时焊坏芯片，而且芯片可以多少使用。赛前自己也准备些常用的器件。 5、竞赛前还是在图书馆借点书来，方便赛查阅。 6、论文在赛前一定要试写一两篇，至少也应该看过些论文，知道它的格式。论文可以一个人负责，后面大家一起修好下，也可以个人负责自己模块的，最后再汇总。 7、赛期是4天3夜，时间还是很紧的，但也要注意休息，这几天一定要坚持，能挺住。最后不管得不得奖，参加过总可以学到很多东西的，最后再说下要多总结，每次工作后总结出做得好和不好的地方方便以后的工作和学习。电子设计竞赛其实不是很难的，其中，我觉得模数电路基础和单片机这两方面最重要。一般来说，把这两个方面摸熟一点就行了，像DSP，FPGA/CPLD等都可以不用。 我们碰到的一般都不是很复杂的控制，也没什么数字信号处理方面等对时效较高的东西，没有必要去用DSP。说实话，DSP的使用可比我们所学的8位单片机复杂得多了。FPGA/CPLD也可以不怎么管，因为一些低速的时序逻辑也可以用单片机来完成，并且灵活性要高一些。真正需要高速的地方不是很多，用专用或通用的数字逻辑芯片就行了，如果是因为所用的通用的数字逻辑芯片(如74系列)较多，想综合到一块FPGA/CPLD芯片去实现，这在MAX+plus II中也很容易实现，在它里面就有像74系列这些常用东西的库，在原理图中把它们拉出来，连好线就行了，实在不行的话，还可以找老师帮忙。 对于模数电路，书上最基本的东西要掌握，这些是你的基础。虽然在竞赛时碰到的东西可能都是你在书本上没有看到过的，但是你可以上网找出它的原理图和实现电路的参考图，你可以用你所学的基础，把它们综合到你的设计中去(不会很困难)。在网上搜索引擎很多，多找找看，肯定可以找到你感兴趣的东西的。图书馆也有像实用电路大全这种书，书上可能就有你想要或者差不多的电路，去试试吧。另外，Electronics WorkBench这个东西个人觉得比较有用，你可以先用它来验证你的设想，应该学会使用它。 至于单片机，我们所要用到的东西也不会很多，通常都是一些定时、简单的运算与控制、还有就是键盘与显示等东西。键盘接口书上可能都有现成的例子。显示要看是否使用专用的芯片，推荐使用专用的芯片，不然会占用大量单片机的引脚接口的，网上还可以找到对应的发送模块程序，如果不用，直接通过单片机的并口把数据送出去也简单。控制就不必说了，看你需要什么样的功能吧。至于运算，有些单片机可能没有乘法和除法指令，需要自己编个移位加减作乘除的子程序来实现，把移位加减作乘除的原理搞懂，浮点运算估计用不上，但最好还是看一看怎样用加减法来实现。定时书上有说的，看书吧。编程时，最关键的是搞清楚各种情况下单片机各种状态寄存器的状态：是否开/关了某个中断(中断允许标志位)，中断

全国电子设计大赛一等奖论文

题目名称：音频信号分析仪（A题） 华南理工大学电子与信息学院参赛队员：陈旭张洋林士明 摘要：本音频信号分析仪由32位MCU为主控制器，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT快速傅氏变换运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率范围为20Hz-10KHz，其幅度范围为5mVpp-5Vpp，分辨力分为20Hz和100Hz两档。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期，是理想的音频信号分析仪的解决方案。 关键词：FFT MCU 频谱功率 Abstract: The audio signal analyzer is based on a 32-bit MCU controller, through the AD converter for audio signal sampling, the continuous signal discrete, and then through the FFT fast Fourier transform computing, in the time domain and frequency domain of the various audio frequency signal weight and power, and other indicators for analysis and processing, and then through the high-resolution LCD display signals in the spectrum. The system can accurately measure the audio signal frequency range of 20 Hz-10KHz, the range of 5-5Vpp mVpp, resolution of 20 Hz and 100 Hz correspondent. Power measurement accuracy up to 1%, and be able to accurately measuring the periodic signal cycle is the ideal audio signal analyzer solution. Keyword:FFT MCU Spectrum Power