电子综合课程设计题目资料说课讲解.docx
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电子综合课程设计题目资料说课讲解
电子综合课程设计题目汇总
1、水温控制系统设计任务:
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。
要求:
1)基本要求
(1)温度设定范围为40〜90C,最小区分度为1C,标定温度W1C。
(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W1C。
(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40C提高到60C)时,减小系统的调节时间和超调量。
(2)温度控制的静态误差W02C。
(3)在设定温度发生突变(由40C提高到60°C)时,自动打印水温随时间变化的曲线。
2、语音提示系统
设计任务:
1)基本要求
设计并制作一个语音提示系统,能对出入口人员进行实时提示。
A.能检测人员的进出方向。
B.能够根据人员不同的进出方向发出不同的提示音。
C.具有录音功能。
根据不同的场合,录制不同的提示音。
录音时间大于4秒。
2)发挥部分
A.统计一天的人流量,通过按键显示。
B.显示当前时间。
C.在语音提示的同时能用灯光显示。
D.录音时间大于等于8秒。
3、程控音频OCL功率放大器
任务:
设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL音频功率放大器
电路。
后级OCL功率放大部分用分立元件制作,供电电源为±5V,输
入信号电压幅度为(10~1000)mVrms,负载为为8欧电阻。
其结构框图如下图所示。
要求:
1)基本要求
用仿真软件对电路进行验证,使其满足以下要求:
(1)失真度W3%寸,输出功率Pq>7.5W
⑵频率响应为(20~22000)Hz;
(3)在信号源的幅度和频率固定为某一值时,可以设置输出功率,并实时测量、显示输出功率,显示的输出功率(Ps)与设定功率(Pg)的相对误差IPsPgI
|Pg|3%;
2)发挥部分
制作一个正弦波信号发生器的实物,使其完成以下功能:
A失真度w10谢,输出功率Pq>6Vy
B频率响应为(30~10000)Hz;
C在输入端交流短路接地时,输出端交流信号w20mVpp
D在信号源的幅度和频率固定为某一值时,可以设置输出功率,并实时
测量、显示输出功率。
说明:
1)设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。
2)因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加,作为参赛者的最后总分。
此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。
4、程控高增益选频放大器设计任务:
1)设计一个程控高增益选频放大器。
2)自制一个幅度按指数规律衰减的正弦波信号源。
要求:
1)基本要求
(1)增益:
80dB〜100dB程控,调整步长:
6dB
⑵中心频率调整范围:
1.3KHZ〜3.1KHz
(3)中心频率调整步长:
不大于50Hz
(4)通频带宽度:
不大于100Hz
(5)增益与中心频率程控方法:
键盘输入增益(dB)与中心频率(Hz),同时显示之。
2)发挥部分
(1)增益:
有较大改进(大于10dB)
(2)中心频率调整步长:
1Hz
(3)自制信号源一一衰减正弦波如下图所示:
1ut>
LJllJi■调
100^1000ms>
正弦波频率1KHz〜4KHz可调;调整步长1Hz;初始相位为零;幅度按指数规律衰减;手动触发一次发出一个衰减正弦波;衰减到初始幅度
的10%需延续时间100ms〜1000mso
(4)注意电磁兼容。
(5)其它。
5、学生宿舍智能报警系统
任务:
设计一个报警系统(低成本),系统应用于学生宿舍,能自动监视宿舍内的安全情况,有异常情况发生时能立即发出报警和求助信息。
要求:
1)基本要求
(1)实现人体检测与声光报警功能。
(2)实现烟雾检测与声光报警功能。
(3)用键盘输入密码完成报警系统的解警等工作状况。
(4)实现异地监控。
(5)能反映宿舍内人员的进出情况及人数的记录。
(6)宿舍无人时提示锁门。
2)发挥部分
(1)人体检测范围5米左右。
(2)能记录最近几天的宿舍安防情况。
(3)实现网络控制,可在监控点监控多个宿舍。
(4)能检测本宿舍贵重物品的进出情况。
6、无线考试作弊监测干扰仪任务:
制作一台无线考试作弊监测干扰仪,用于监测考场内外利用无线通信方式进行作弊的行为,同时还能对通信进行干扰,以抑制作弊活动要求:
1)基本要求
a.能在30MHz-300MHz范围内进行扫描,寻找无线辐射信号
b.信号接收灵敏度不低于-30dBm
c.能同时监控3个指定频率点的信号,指出这些频率是否在工作。
d.对指频率点实施噪声或语音信号干扰,以压制该频率点通信,最大干扰功率1mW
e.对监测到的认为是作弊通信的信号实施干扰,可同时干扰3个频率点的信号。
2)发挥部分
a.将频率范围扩展到30MHz-600MHz
b.将同时监控频点扩展到5个
c.可以监听调频和调幅语音通信信号
d.可以设置保护频率,扫描时不显示保护频率,干扰时不对保护频率进行干扰
3)说明可省略天线的制作,接收可直接用拉杆天线或灌入多个信号源进行测试,发射可直接接频谱仪测试。
控制和显示不得用PC机实现
7、通用可变增益放大器任务:
设计、制作一个通用可变增益放大器,放大器的增益可手动数字设置或程控设置,无调节电位器。
该放大器的增益变化范围、信号输入及输出范围、信号有效频段及幅频特性等具有较高的技术经济指标。
要求:
1)基本要求
(1)放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±3V;
(2)放大器的电压增益可设为三档:
0.10—1.00,1.0—10.0,10—100,放大器在同一档位时增益线性度不低于1%,分辨力不低于1%;(3)增益为100时,在DC—1MHz带宽范围内,输出大信号幅度波动不超过5%;
(4)增益为100时、输入端短路,输出端电压值不超过±5mV;
(5)输入端阻抗可开关设置为大于10M或50,并有过压保护能力;
(6)放大器输出端阻抗可开关设置为50或0。
2)发挥部分
(1)放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于
±8V;
(2)放大器的增益可设为四档:
0.100—1.000,1.00—10.00,
10.0—100.0,100.0—1000,放大器在同一档位时线性度不低于0.5%,分辨力不低于0.1%;
(3)增益为1000,在DC—5MHz带宽范围内,输出大信号幅度波动不超过5%;
(4)放大器输出端阻抗为50,外接负载50,在DC—5MHz频段内,大信号输出时波形失真度小于2%;
(5)增益为1000时、输入端短路,输出端电压值不超过±20mV;
(6)整体电路成本低,电路工艺简单;
(7)其他。
说明:
1)工作电源可用成品,也可自制。
2)设计报告正文中应包括系统总体框图,可变增益发生器工作原理,幅度、频段、增益变化区间、器件选择方法,主要的测试结果。
详细电路原理图以附件形式给出。
3)题目中所有技术参数电路原理及器件硬件指标所能保证,需要有分析说明。
&LED照明用恒流电源变换器任务:
设计并制作LED照明用具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器,为串联的10个LED(单管额定功率1W)供电,结构如下图所示
要求:
1)基本要求
(1)负载条件下,电源变换器为直流恒流输出特性,且输出电流Io可在150mA~350mA范围内可调;
(2)电压调整率Su<1%:
负载为10个LED,调整Ui,使U2在32V40V范围内变化时,Io变化不超过士1%;
(3)负载调整率Sl<1%:
6=36V,负载由5个LED增加至10个,Io变化不超过士1%;
(4)效率>70%:
U2=36V、负载为10个LED、lo=300mA,电源变换器效率>70%;
(5)具有输出过压保护功能,动作电压为Uo=(360.2)V。
2)发挥部分
(1)使变换器具有恒流限压特性:
Uo小于36V时为恒流输出;Uo达到36V后为恒压输出,将Uo稳定在(360.2)V;待Uo降至36V以下则恢复恒流输出;
(2)在电源变换器交流输入侧加入功率因数校正电路,使其功率因数不低于0.95;
(3)LED亮度可随环境光线增强而自动降低:
暗环境,负载为10个LED、Io=300mA条件下,环境变亮后I。
减小至不大于200mA以下;
(4)具有输出电流的步进调整和测量、显示功能:
步进值10mA,测量精度优于2%;
(5)具有交流侧开机冲击电流和EMI抑制功能;
(6)其他。
说明:
1)不得采用各种电源产品改制。
整个作品由一路交流电源供电,不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。
电源变换器
为隔离型,即交流供电侧与直流输出侧具有电气隔离,但不得再
使用工频变压器。
2)制作时考虑测试方便,须合理设置测试点。
10支LED应安装在通用板(或PCB)上,做串联连接,并可方便改变接入个数(10个或5个)。
3)电源变换器效率指直流输出功率与交流输入(U2处)有功功率之比。
4)如果能完成发挥部分
(1),基本要求(5)不必做自然得分。
在做基本要求(5)或发挥部分
(1)测试时,建议使用滑线变阻器作为负载。
在发挥部分(3)中,只需改变对光敏元件的照度,自行设置明、暗两种照度即可。
9、单相正弦波变频电源
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。
要求:
1)基本要求
(1)输出频率范围为20Hz〜100Hz,且输出电压有效值为15V〜36V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198V〜242V,负载电流有效值为0.5〜1A时,输出电压有效值应保持在15V,误差的绝对值小于5%;
(4)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198V〜242V,负载电流有效值为0.5〜1A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)其它。
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。
10、简易数字集成电路参数测试仪
任务:
设计制作一个74系列中小规模数字集成电路参数测试仪。
要求:
1)基本要求:
(1)能对74系列中小规模数字集成电路的VIH(min)、VIL(max)、VOH、VOL、IIL、IOL等参数指标进行单项自动测试。
(2)测量参数项目及指标要求(VCC=5V):
A、ViH(min)、V°h测量范围为0〜5V,误差<1%读数±个字;
B、ViL(max)、Vol测量范围为0〜1V,误差<1%读数±个字;
C、Iil(短路电流),Iol(RL=300Q)测量范围为0〜20mA,误差<1%读数±1个字;
(3)测试项目有对应的指示;
(4)具有自动识别74系列数字集成电路型号功能。
检测芯片有:
00/02/03/08/
10/20/32/48/74/76/83/125/138/139/148/151/153/190/273/386任(选5种)。
2)发挥部分:
(1)能连续自动循环测量,并显示;
(2)能有选择地调阅最后一次测量的任一项参数;
(3)能设置集成电路参数标准值,并判断所测参数是否达标;
(4)测试数字集成电路的电压传输特性,能显示完整的传输特性曲线;从屏幕上读出的指标(如输出高、低电平和开、关门电平)要求精度优于20%;
(5)其他。
说明:
1)为了制作测试方便,规定7404作为被测IC;
2)标准高、低电平值为:
VoH=2.4V、VoL=0.4V、VIH=2.0V、VIL=0.8V。
1.基于单片机/FPGA的LED点阵显示系统的研究
掌握LED汉字点阵显示的设计思想及编码原理;给出基于单片机的LED
汉字点阵显示的硬件设计与软件设计;最后在Keil软件平台上编译LED汉字点阵
显示程序,并在Proteus软件平台上实现LED汉字点阵显示的仿真。
2.基于单片机/FPGA实现的数字密码锁
设计制作一个数字密码锁,数字密码采用6个十进制数,当6个数字输入正确后就可以正确解锁,否则产生错误,使系统报警。
设计各部分单元电路,测试硬件电路功能和技术参数。
3.基于单片机/FPGA实现硬件电子琴电路设计
学习利用数控分频器设计硬件电子琴实验。
Tone
HIGH
TuibCICJI
模块TONE是音阶发生器,当8位发声控制输入INDEX中某一位为高电平时,则对应某一音阶的数值将从端口TONE输出,作为获得该音阶的分频预置值;同时由CODE输出对应该音阶简谱的显示数码,女口‘5’并由HIGH输出指示音阶高8度显示。
其语句结构只是类似与真值表的纯组合电路描述,其中的音阶分频预置值,如Tone<=1290是根据产生该音阶频率所对应的分频比获得的。
Speaker
did
Speaker
冲皿叭嘶■更亜A
ul
|匚空啊辰>
模块SPEAKER中的主要电路是一个数控分频器,它由一个初值可预置的加法计数器构成,当
模块SPEAKER由端口TONE获得一个2进制数后,将以此值为计数器的预置数,对端口
CLK12MHZ输入的频率进行分频,之后由SPKOUT向扬声器输出发声。
4.基于单片机/FPGA实现的4位十进制频率计设计
根据频率的定义和频率测量的基本原理,测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的
对输入信号脉冲计数允许的信号;1秒计数结束后,计数值锁入锁存器的锁存信号
和为下一测频计数周期作准备的计数器清0信号。
这3个信号可以由一个测频控制信号发生器产生,即图中的TESTCTL,它的设计要求是,TESTCTL的计数使能信号CNT_EN能产生一个1秒脉宽的周期信号,并对频率计的每一计数器CNT10的
ENA使能端进行同步控制。
当CNT_EN高电平时,允许计数;低电平时停止计数,并保持其所计的脉冲数。
在停止计数期间,首先需要一个锁存信号LOAD的上跳沿将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中,并由外部的7段译码器译出,显示计数值。
设置锁存器的好处是,显示的数据稳定,不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。
锁存信号之后,必须有一清零信号RST_CNT对计数器进行清
零,为下1秒钟的计数操作作准备。
5基于单片机/FPGA数字温度表设计
设计制作一个具有能测量0~100C的数字温度表,测量值数据用3位数码管显
示,小数点能自动移动。
拟定一种方案绘制系统设计框图和设计流程。
设计各部分
单元电路,测试硬件电路功能和技术参数。
6.基于单片机/FPGA步进电机控制器设计设计一个兼有三相六拍、三相三拍两种工作方式的脉冲分配器,能控制电机做正反向运转。
拟定一种方案绘制系统设计框图和设计流程。
设计各部分单元电路,对电路做功能测试。
用单片机作控制芯片,或用(CPLD/FPGA)为基础制作ASIC。
7.基于单片机/FPGA的可编程时钟控制器设计设计一个数字钟,可以通过数字直观地显示日历、时间、用音乐及语言报时,还可以启动各种设备实现实时控制和顺序控制。
拟定一种方案绘制系统设计框图和设计流程。
设计各部分单元电路,测试硬件电路功能和技术参数。
8.基于单片机/FPGA的可视可听汽车报站器设计用单片机或CPLD/FPGA,设计制作一个公共汽车自动报站器具有语音报站和
LED汉字显示站名两种功能。
控制芯片控制LED发光矩阵显示站名,控制语音芯片实现语音报站。
拟定一种方案绘制系统设计框图和设计流程。
设计各部分单元电路,测试硬件电路功能和技术参数。
9.基于单片机/FPGA控制的秒表的实现设计一个秒表,要求设置复位开关和启/停开关。
精度大于0.01秒。
最长计时
为24小时。
设计各部分单元电路,测试硬件电路功能和技术参数。
10.基于单片机/FPGA的等精度频率计的设计与实现利用等精度测量原理,通过FPGA运用VHDL编程设计一个数字式频率计,精度
范围在DC~100MHz,给出实现代码和仿真波形。
设计具有较高的实用性和可靠性。
11.基于单片机/FPGA的多路彩灯控制电路的设计与实现
利用单片机或FPGA为控制芯片设计制作多路彩灯控制电路,要求设计具有较高的实用性和可靠性。
12.基于单片机/FPGA的温度控制系统研究与设计
以AT89S51单片机为核心,设计单片机温度控制系统。
该系统实现对被测系统温度的检测、分析处理以及结果显示,而且能够很好的实现对被测系统温度预警提示并在Proteus软件平台上实现仿真。
13.基于单片机/FPGA实现的倒计时牌设计
14.基于单片机/FPGA实现的8人抢答器的设计
1、简易数字电流表★★★
a)利用AD转换芯片和精密电阻测量0~200mA电流
b)4位显示
c)系统工作符合一般数字电流表要求
扩展要求:
更多量程,如0~20mA,0~2A等
按键切换量程
2、简易可编程稳压电源★★★★
a)利用DA转换芯片输出3-9V电压信号
b)可设置并显示输出电压给定值
c)系统工作符合一般稳压电源要求
扩展要求:
可步进输出电压,步进值0.1V
保护电路
3、模拟数据采集器★★★
a)利用AD转换芯片采集多路0~5V模拟信号
b)按键选择显示通道温度值,温度值T(?
C)与电压U(V)对应关系:
T=15.4V
c)系统工作符合一般数据采集器要求扩展要求:
循环显示所有通道温度值对采集数据进行一阶惯性数字滤波
4、简易数字信号发生器★★★
a)利用DA转换输出三角波、方波、正弦波、阶梯波
b)按键切换四种波形的输出
c)系统工作符合一般信号发生器的要求扩展要求:
波形频率可调
波形幅值可调
5、简易交通灯控制系统的设计★★★
a)利用定时器产生秒信号,控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭;
b)采用LED数码管显示交通灯剩余时间;
c)系统工作符合一般交通灯控制要求。
扩展要求:
能用按键设置通行时间和暂缓通行时间
能根据各向交通流量自动调整通行时间
6多层电梯控制器^***
a)
可以显示
每层电梯入口处有上下开关,电梯内有设定到达楼层的停站开关电
梯位置及门状态
b)电梯停站时,1s后开门,4s后关门
c)系统工作符合一般电梯要求扩展要求:
电梯内设置开关门按钮电梯门防夹控制
7、自动售货机★★★
a)自动出售多种货物,按键操作及错误提示有指示灯
b)按键选择货物,利用按键模拟5元和10元纸币输入
c)系统工作符合一般自动售货机要求扩展要求:
声音提示
退钱功能
8、出租车计费系统^***
a)脉冲信号模拟车轮转动,3公里以内起步价5元,超过3公里每0.5公里0.9元
b)功能按键,显示公里数和费用
c)系统工作符合一般出租车计价器要求扩展要求:
低速时进入等待计时状态,等待计时超过5分钟后,每分钟0.9元夜班加价功能
9、彩灯控制器★★★
a)按键切换4种以上彩灯花型变化(显示模式)
b)清零复位
c)系统工作符合一般彩灯控制器要求扩展要求:
彩灯变换的快慢节拍可以选择
多种花型可以自动变换,循环往复
10、篮球赛计时计分器★★★
a)倒计时方式显示单节比赛剩余时间,可暂停
b)显示双方得分,按键输入可修改分值
c)系统工作符合一般篮球赛计时计分器要求
扩展要求:
测频范围扩大到99999Hz
13、数字抢答器★★★
a)多人抢答器,显示抢答者台号;
b)时间显示功能,发出抢答指令后,时间清零。
在限时时间内有人抢答,时间停止。
超过限定时间未抢答,时间停止;
c)系统工作符合一般抢答器的要求。
扩展要求:
发出抢答指令时,声音提示,声音停止后才允许抢答。
有人抢答或限时时间到,声音提示
具有计分功能,抢答完毕后打分,答对加1分,答错减1分
14、简易电子琴★★★
a)八音符电子琴,可通过按键输入来控制发出相应音符
b)音符显示
c)系统工作符合一般电子琴的要求
扩展要求:
自动演奏乐曲
录音重放
15、乒乓球游戏机★★★★
a)乒乓球台由9个发光二极管表示,中间的发光二极管表示球网。
乒乓球的位置和移动方向由灯亮及灯的依次点亮表示
b)按键表示击球
c)系统工作符合一般乒乓球比赛规则
扩展要求:
计分功能击球、得分声音提示
16、掷骰子游戏机★★★
a)随机产生掷骰子结果
b)可选择骰子数量
c)系统工作符合一般掷骰子规则
扩展要求:
可作弊,提高或降低某一点数出现的概率
不同点数声音提示
17、RS232通信★★★★
a)双机通过RS232通信
b)主机发送并显示10以下的随机数,从机显示该数是否为质数
c)系统工作符合一般232通信要求扩展要求:
波特率可调
主从机均可发送随机数,在接收机上显示该数是否为质数
18、RS485通信★★★★
a)一主机,二从机。
b)从机上报开机信息给主机,主机显示各从机是否开机。
c)系统工作符合一般485通信要求扩展要求:
主机可主动查询从机是否开机
主机可远程控制从机复位
19、SPI通信★★★
a)系统包括四个数字键1~4,按键后将对应键号存放在AT93C46中
b)系统复位后显示最近一次按键
c)系统工作满足一般I2C通信要求扩展要求:
统计显示系统开机次数
统计显示每个按键的使用次数
20、I2C通信★★★
a)系统包括四个数字键1~4,按键后将对应键号存放在EEPROM24C02中
b)系统复位后显示最近一次按键
c)系统工作满足一般I2C通信要求扩展要求:
统计显示系统开机次数
21、电子密码锁★★★★
a)密码锁采用数字按键,密码有四位数,初始密码为8888,密码可修改
b)连续三次输入错误密码后,系统被锁定,可通过预设超级密码还原系统
c)系统工作符合一般电子密码锁要求
扩展要求:
密码正确或错误时有不同声音提示每输入一位数时有短暂显示,方便确认,然后显示变为“*”号
22、步进电机控制★★★
a)设计步进电机控制器
b)步进电机可正反转
c)系统工作满足一般步进电机控
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