2012年天津市TI杯電子設計大賽元件清單及試題.doc

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2012年“TI杯”大學生電子設計競賽 目錄 2012年“TI杯”大學生電子設計競賽 1 基本儀器、主要元器件和TI公司提供的元器件清單 2 微弱信號檢測裝置（A題） 4 一、任務 4 二、要求 5 三、說明 5 頻率補償電路（B題） 6 一、任務 7 二、要求 7 三、說明 8 簡易直流電子負載（C題） 10 任務 10 要求 10 三、說明： 11 聲音定位系統(tǒng)（D題） 13 一、任務 13 二、要求 14 三、說明 15 激光槍自動射擊裝置（E題） 16 一、任務 17 二、要求 17 三、說明 18 便攜式脈搏測試儀（F題） 20 一、任務 20 二、要求 20 三、說明 21 簡易直流電子負載（G題） 22 任務 22 要求 23 三、說明 24 線陣LED圖文顯示裝置（H題） 26 任務 26 要求 27 說明 27 基本儀器、主要元器件和TI公司提供的元器件清單 本次電子設計競賽除實驗室常備儀器及元器件之外，還需準備以下較特殊的元器件及相關儀器： 1、基本儀器清單 50MHz（以上）雙通道數(shù)字示波器 雙路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 函數(shù)信號發(fā)生器（0.1Hz～20MHz，具有外調(diào)制功能） 通用雙蹤示波器 秒表 10米卷尺 1米卷尺 4位半(以上)數(shù)字多用表 2、在競賽中使用（或選用）的主要元器件清單 單片機最小系統(tǒng)板（僅含單片機芯片、鍵盤與顯示裝置、存儲器、A/D、D/A） Lauchpad (MSP430單片機開發(fā)板)為核心的最小系統(tǒng) ( 請為Launchpad開發(fā)顯示，和鍵盤模塊) 坐標紙（500mm*350mm） 小型直流電機 波長600-1000nm的LED及相應光電接收元件 光敏元件 高亮度LED元件 無線通信模塊（如CC11xx，CC24xx，CC25xx系列） 10pF以下小容量電容器 激光筆 攝像頭 128*64以上分辨率的顯示屏 2歐姆至10歐姆的20W以上的功率電阻 3、TI公司提供的供選用元器件清單 序號 型號 芯片上字符 1 INA2134PA INA2134PA 2 OPA2134PA OPA2134PA 3 OPA2227PA OPA2227PA 4 OPA2340PA OPA2340PA 5 TLV2460IP TLV2460IP 6 ADS1115IDGSR 12BOGI 7 CSD17505Q5A CSD17505 8 INA282AIDR I282A 9 INA333AIDGKR I333 10 LP2950-33LPRE3 23MCYHE 11 TLV5616IDR 5616I 12 TPS5430DDA 5430P 13 TPS54331DR 5433I 14 TPS60400DBVT PFK 15 TPS61070DDCR AUH 注意： TI將至少按參賽隊的50％比例發(fā)放上述芯片，并在25日將上述芯片送到各賽區(qū)組委會。各校前往賽區(qū)組委會領取，請聯(lián)系各自賽區(qū)組委會。 目前，所有上述芯片中國樣片庫已經(jīng)無存貨。我們將不再提供上述芯片的免費樣片。所有申請上述芯片的訂單將被拒絕。 若需購買上面芯片，我們今年和e絡盟配合，開通了特價小批量銷售通道。如果還沒有開通，請聯(lián)系JLiu@element14.com開通。  2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 微弱信號檢測裝置（A題） 【本科組】 一、任務 正弦波信號源 微弱信號 檢測電路 噪聲源 VS VN VC Vo 純電阻 分壓網(wǎng)絡 顯示 電路 加法器 Vi A B C D E 設計并制作一套微弱信號檢測裝置，用以檢測在強噪聲背景下已知頻率的微弱正弦波信號的幅度值，并數(shù)字顯示出該幅度值。為便于測評比較，統(tǒng)一規(guī)定顯示峰值。整個系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。正弦波信號源可以由函數(shù)信號發(fā)生器來代替。噪聲源采用給定的標準噪聲（wav文件）來產(chǎn)生，通過PC機的音頻播放器或MP3播放噪聲文件，從音頻輸出端口獲得噪聲源，噪聲幅度通過調(diào)節(jié)播放器的音量來進行控制。圖中A、B、C、D和E分別為五個測試端點。 圖1 微弱信號檢測裝置示意圖 二、要求 1. 基本要求 （1）噪聲源輸出VN的均方根電壓值固定為1V0.1V；加法器的輸出VC =VS+VN，帶寬大于1MHz；純電阻分壓網(wǎng)絡的衰減系數(shù)不低于100。 （2）微弱信號檢測電路的輸入阻抗Ri≥1 MW。 （3）當輸入正弦波信號VS 的頻率為1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范圍內(nèi)時，檢測并顯示正弦波信號的幅度值，要求誤差不超過5%。 2. 發(fā)揮部分 （1）當輸入正弦波信號VS 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范圍內(nèi)時， 檢測并顯示正弦波信號的幅度值，要求誤差不超過5%。 （2）擴展被測信號VS的頻率范圍，當信號的頻率在500Hz ~ 2kHz范圍內(nèi)，檢測并顯示正弦波信號的幅度值，要求誤差不超過5%。 （3）進一步提高檢測精度，使檢測誤差不超過2%。 （4）其它（例如，進一步降低VS 的幅度等）。 三、說明 本題必須使用TI 的Launchpad（MSP430小開發(fā)板）來完成。 微弱信號檢測電路要求采用模擬方法來實現(xiàn)。常用的微弱信號檢測方法有：濾波，鎖相放大，取樣積分等（僅供參考）。 為便于各個模塊的測試，所有測試端點（A~E）應做成跳線連接方式。 檢測并顯示正弦波信號的幅度值是指輸入正弦波信號VS 的幅度（即峰值）。 賽區(qū)測評時，應固定使用某一裝置（PC機或MP3）來產(chǎn)生噪聲源，所有作品均應采用該噪聲源進行測試。 四、評分標準 設計報告 項 目 滿分 方案論證 5 理論分析與計算 4 電路設計 6 測試方案與測試結(jié)果 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 2 總分 20 基本要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（1）項 13 完成第（2）項 12 完成第（3）項 15 其它 10 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 頻率補償電路（B題） 【本科組】 一、任務 設計并制作一個頻率補償電路，補償“模擬某傳感器特性的電路模塊”（以下簡稱“模擬模塊”）的高頻特性。電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 電路結(jié)構(gòu) 二、要求 1. 基本要求 (1) 按圖1所示組裝“模擬模塊”電路，其中正弦波電壓信號發(fā)生器可使用普通函數(shù)信號發(fā)生器。在開關K接Vs的條件下達到如下要求： ① Vs為200Hz、峰峰值為10V時，“模擬模塊”輸出Vb沒有明顯失真。 ② 以200Hz為基準，Vb 的?3dB高頻截止頻率為4.5 kHz 0.5 kHz。 (2) 設計并制作頻率補償電路，使之達到如下要求： ① 頻率為200Hz時的電壓增益A(200Hz)=|Vo/Vs|=1 0.05。 ② 以電壓增益A(200Hz)為基準，將A(f)=|Vo/Vs|的?3dB高頻截止頻率擴展到大于50kHz。 ③ 以電壓增益A(200Hz)為基準，頻率0~35kHz范圍內(nèi)的電壓增益A(f)的波動在20%以內(nèi)。 (3) 在達到基本要求(2)的第①、②項指標后，將開關K切換到接地端，輸出Vo的噪聲均方根電壓Vn≤30 mV。 2. 發(fā)揮部分 (1) 在達到基本要求(2)的第①項指標后，以電壓增益A(200Hz)為基準，將A(f)的?3dB高頻截止頻率擴展到100kHz 5kHz。 (2) 以電壓增益A(200Hz)為基準，頻率0~70kHz范圍內(nèi)的電壓增益A(f)的波動在10%以內(nèi)。 (3) 在達到基本要求(2)的第①項和發(fā)揮部分(1)的指標后，將開關K切換到接地端，輸出Vo的噪聲均方根電壓Vn ≤10 mV。 (4) 其他。 三、說明 1. 根據(jù)頻帶要求，直流特性和外部元件參數(shù)，自選“模擬模塊”中的運算放大器A，該運放必須為TI公司產(chǎn)品。 2. 要求“模擬模塊”輸出Vb 的?3dB高頻截止頻率為4.5 kHz 0.5 kHz。如果所測高頻截止頻率≥6 kHz，則以后項目將不予評測。 3. 根據(jù)對高頻響應特性的要求，頻率補償電路中插入適當?shù)牡屯V波電路可以有效降低輸出Vo的高頻噪聲。此外，還應注意輸入電路的屏蔽。 4. 在圖1所示開關K切換到接地端的條件下，在T端接入圖2(a)所示的電路可簡化系統(tǒng)頻率特性的測試、調(diào)整過程。設定函數(shù)信號發(fā)生器輸出Vt為頻率500Hz、峰峰值5V的三角波電壓，則輸出Vb的波形應近似為方波脈沖。如果頻率補償電路的參數(shù)已調(diào)整適當，則輸出Vo的方波脈沖會接近理想形狀。若高頻截止頻率為fH=50kHz，則輸出的方波脈沖上升時間應為tr ≈ 7μs；若fH=100kHz，則tr ≈ 3.5μs；tr的定義如圖2(b)所示。應用fHtr ≈ 0.35的原理，可將系統(tǒng)的頻率響應特性調(diào)整到所要求的指標。注意：Ci到運放A反相輸入端的引線應盡量短，以避免引入額外干擾。 (a) (b) 圖2 輔助調(diào)試電路及波形定義 4. 要求在Vb端和Vo端預設測試點（TP1、TP2），以便于測試時連接示波器探頭。 四、評分標準 設計報告 項 目 主要內(nèi)容 滿分 方案論證 比較與選擇 方案描述 3 理論分析與計算 系統(tǒng)傳遞函數(shù)及零、極點分析 頻率補償各部分電路的分析 6 電路設計 頻率補償各部分電路的設計 6 測試方案與測試結(jié)果 測試方法與儀器 測試結(jié)果及分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（1）項 15 完成第（2）項 15 完成第（3）項 15 其他 5 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 簡易直流電子負載（C題） 【本科組】 任務 設計和制作一臺恒流（CC）工作模式的簡易直流電子負載。其原理示意圖如圖1所示。 圖1 直流電子負載原理示意圖 要求 基本要求 （1） 恒流（CC）工作模式的電流設置范圍為100mA～1000mA ，設置分辨率為10mA，設置精度為1%。還要求CC工作模式具有開路設置，相當于設置的電流值為零。 （2） 在恒流（CC）工作模式下，當電子負載兩端電壓變化10V時，要求輸出電流變化的絕對值小于變化前電流值的1％。 （3） 具有過壓保護功能，過壓閾值電壓為18V0.2V。 發(fā)揮部分 （1）能實時測量并數(shù)字顯示電子負載兩端的電壓，電壓測量精度為（0.02%+0.02%FS ），分辨力為1mV。 （2）能實時測量并數(shù)字顯示流過電子負載的電流，電流測量精度為（0.1%+0.1%FS），分辨力為1mA。 （3）具有直流穩(wěn)壓電源負載調(diào)整率自動測量功能，測量范圍為0.1%～19.9%，測量精度為1%。為方便，本題要求被測直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓在10V以內(nèi)。 （4）其他。 三、說明： 在恒流（CC）模式下，不管電子負載兩端電壓是否變化，流過電子負載的電流為一個設定的恒定值，該模式適合用于測試直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整率，電池放電特性等場合。 直流穩(wěn)壓電源負載調(diào)整率是指電源輸出電流從零至額定值變化時引起的輸出電壓變化率。為方便，本題額定輸出電流值設定為1A。 負載調(diào)整率的測量過程要求自動完成，即在輸入有關參數(shù)后，能直接給出電源的負載調(diào)整率。 為了方便負載調(diào)整率的測量，可以在被測直流穩(wěn)壓電源的輸出端串接一個電阻RW，更換不同阻值的RW，可以改變被測電源的負載調(diào)整率。測試示意圖如圖2所示。 圖2 負載調(diào)整率測試示意圖 四、評分標準 設計 報告 項 目 主要內(nèi)容 分數(shù) 系統(tǒng)方案 比較與選擇 方案描述 3 理論分析與計算 電子負載及恒流電路的分析 電壓、電流的測量及精度分析 電源負載調(diào)整率的測試原理 6 電路與程序設計 電路設計 程序設計 6 測試方案與測試結(jié)果 測試方案及測試條件 測試結(jié)果完整性 測試結(jié)果分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本 要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（1）項 10 完成第（2）項 10 完成第（3）項 20 其他 10 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 聲音定位系統(tǒng)（D題） 【本科組】 一、任務 設計一套聲音定位系統(tǒng)。在一塊不大于1m2的平板上貼一張500mm350mm的坐標紙，在其四角外側(cè)分別固定安裝一個聲音接收模塊，聲音接收模塊通過導線將聲音信號傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K，聲音定位系統(tǒng)根據(jù)聲響模塊通過空氣傳播到各聲音接收模塊的聲音信號，判定聲響模塊所在的位置坐標。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。 圖1 聲音定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 二、要求 1. 基本要求 (1) 設計制作一個聲響模塊，含信號產(chǎn)生電路、放大電路和微型揚聲器等，每按鍵一次發(fā)聲一次，聲音信號的基波頻率為500Hz左右，聲音持續(xù)時間約為1s。要求聲響模塊采用3V以下電池供電，功耗不大于200mW。 (2) 設計制作四路聲音接收模塊，由麥克風、放大電路等組成，并分別與信息處理模塊相連接，以便將頻率為500Hz左右的信號傳送至信息處理模塊。 (3) 設計制作一個信息處理模塊，要求該模塊能根據(jù)從聲音接收模塊傳來的信號判斷聲響模塊所在位置的x、y坐標，并以數(shù)字形式顯示x、y坐標值，位置坐標值誤差的絕對值不大于30mm。 2. 發(fā)揮部分 (1) 改善接收信號的放大電路性能，改進算法，進一步提高定位精度。 (2) 控制聲響模塊以不間斷的連續(xù)周期波的形式發(fā)出聲音信號，其基波頻率為500Hz左右。當聲響模塊在坐標紙上移動時，聲音定位系統(tǒng)能連續(xù)跟蹤顯示聲響模塊的x、y坐標值，隨機停止聲響模塊的移動，能立即穩(wěn)定地顯示聲響模塊的x、y坐標值，誤差的絕對值不大于10mm。 (3) 具有顯示聲響模塊移動軌跡的功能。當聲響模塊在坐標紙上按指定路徑移動時，液晶顯示屏能動態(tài)顯示聲響模塊移動的軌跡，顯示的軌跡與聲響模塊移動的路徑一致。 (4) 其它。 三、說明 1. 注意預留測量聲響模塊功耗的電流電壓和信號放大電路輸出信號的測試點。 2. 采用三個聲音接收模塊即可實現(xiàn)定位，第四個模塊可對定位作進一步校正。 3. 不允許聲響模塊與其他電路有任何連接，并要求在聲響模塊上做出明顯標記，以便清晰判讀模塊所在坐標數(shù)值。 4. 聲響模塊移動軌跡的顯示要求采用分辨率不低于12864的液晶顯示屏。 5. 注意聲音通過其它傳播介質(zhì)帶來的影響。 四、評分標準 設計報告 項 目 主要內(nèi)容 滿分 系統(tǒng)方案 聲音定位系統(tǒng)總體方案設計 2 理論分析與計算 聲響模塊分析、計算 聲音接收放大器分析、計算 數(shù)據(jù)處理原理分析、計算 5 電路與程序設計 聲響模塊電路設計 聲音接收放大器電路設計 測量、數(shù)據(jù)處理電路設計 程序設計及其流程圖 8 測試方案與測試結(jié)果 測試方法與儀器 測試數(shù)據(jù)完整性 測試結(jié)果分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（1）項 12 完成第（2）項 16 完成第（3）項 12 其它 10 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 激光槍自動射擊裝置（E題） 【本科組】 一、任務 設計一個能夠控制激光槍擊發(fā)、自動報靶及自動瞄準等功能的電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)由激光槍及瞄準機構(gòu)、胸環(huán)靶、彈著點檢測電路組成，其結(jié)構(gòu)示意見圖1。 二、要求 1．基本要求 用激光筆改裝激光槍，激光槍可受電路控制發(fā)射激光束，激光束照射于胸環(huán)靶上彈著點的光斑直徑＜5mm；激光槍與胸環(huán)靶間距離為3m。 圖1 激光槍自動射擊裝置示意圖 激光槍固定在一機構(gòu)上，可通過鍵盤控制激光槍的彈著點（用鍵盤設置激光束在靶紙上上下、左右移動一定距離）。 制作彈著點檢測電路，通過攝像頭識別激光槍投射在胸環(huán)靶上的彈著點光斑，并顯示彈著點的環(huán)數(shù)與方位信息。其中環(huán)數(shù)包括：10、9、8、7、6、5、脫靶；方位信息是指彈著點與10環(huán)區(qū)域的相對位置，包括：中心、正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下。詳見圖2-b。 2．發(fā)揮部分 在圖形點陣顯示器上顯示胸環(huán)靶的相應圖形，并閃爍顯示彈著點。 自動控制激光槍，在15秒內(nèi)將激光束光斑從胸環(huán)靶上的指定位置迅速瞄準并擊中靶心（即10環(huán)區(qū)域）。 可根據(jù)任意設定的環(huán)數(shù)，控制激光槍瞄準擊中胸環(huán)靶上相應位置。 其他 2-a 胸環(huán)靶尺寸 2-b胸環(huán)靶 環(huán)數(shù)及方位信息示意 圖2 胸環(huán)靶示意圖 三、說明 激光槍可以由市場上的激光筆改造，由電路控制擊發(fā)；每次擊發(fā)使光斑維持3～5s時間，但此期間不得移動光斑。 可采用步進電機、舵機或直流電機等機構(gòu)對激光槍進行兩維控制，以實現(xiàn)瞄準。激光槍及相關機構(gòu)可由支架支撐。 胸環(huán)靶是在不反光的白紙畫有一組相距5cm的同心圓(線寬不超過1mm)，最內(nèi)圓環(huán)直徑10cm，圓環(huán)內(nèi)為10環(huán)區(qū)域，從最內(nèi)環(huán)至最外環(huán)間分別為9、8、7、6、5環(huán)區(qū)域，最外環(huán)外為脫靶。胸環(huán)靶上不允許設置攝像頭以外的傳感器。 當激光槍的彈著點落在胸環(huán)靶的環(huán)線上時，報靶時采取就高不就低的原則。例如，彈著點在8環(huán)與9環(huán)之間的環(huán)線上時，則認為是9環(huán)。 在不影響靶紙上圓環(huán)線的前提下，允許在靶紙上做標記。 在完成發(fā)揮部分要求時，在正式擊發(fā)前允許進行1-2次試射；但試射次數(shù)越少越好。 不限制攝像頭及彈著點檢測電路的安裝位置，但應方便搬運與快速安裝。 測試時自帶胸環(huán)靶紙，測試評審現(xiàn)場可提供粘貼胸環(huán)靶的支架。 四、評分標準 設 計 報 告 項 目 主要內(nèi)容 分數(shù) 系統(tǒng)方案 比較與選擇 方案描述 4 理論分析與計算 激光槍自動控制原理分析、計算 彈著點檢測原理分析、計算 6 電路與程序設計 電路設計 程序設計 4 測試方案與測試結(jié)果 測試方案及測試條件 測試結(jié)果及其完整性 測試結(jié)果分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告結(jié)構(gòu)、版面 圖表的規(guī)范性 3 總分 20 基本 要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（1）項 5 完成第（2）項 20 完成第（3）項 15 完成第（4）項 10 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 便攜式脈搏測試儀（F題） 【高職高專組】 一、任務 設計并制作一個便攜式人體脈搏測試儀，該測試儀采用紅光或紅外光發(fā)射接收技術，從人體手指或耳垂處采樣獲取脈搏信息，并能實時顯示被測者每分鐘的脈搏數(shù)。其系統(tǒng)框圖如圖1所示，其中A、B為2處信號觀測點用于作品評測。 圖1 脈搏測試儀系統(tǒng)方框圖 二、要求 1、基本要求 設計制作光電脈搏探頭，發(fā)射紅外光或紅光作為探測信號，照射到指尖等人體組織后，接收其透射或反射信號。 設計制作脈搏信號調(diào)理電路與信息處理電路，測量并顯示被測人每分鐘脈搏次數(shù)，以醫(yī)學儀器產(chǎn)品同時測量值為對照，測量誤差不大于3次。 測試儀必須采用3.6V電池供電，并盡量降低待機電流與工作電流。作品應留有電池供電電流測試點以便評測時測量功耗。 測試儀能在白天室內(nèi)日常亮度環(huán)境下正常工作。 測試儀在測量狀態(tài)時，能在光電探頭達到合適測試部位時自動啟動測量，1分鐘完成測量后自動待機，直至撤離探頭并再次達到測試部位時自動啟動下一次測量。 2、發(fā)揮部分 可預置脈搏次數(shù)上下告警門限，當脈搏次數(shù)測量值超出告警限時，測試儀告警。 可將測試儀設置為監(jiān)護狀態(tài)或回放狀態(tài)。在監(jiān)護狀態(tài)，測試儀進行定時、連續(xù)長時間測量并保存測量數(shù)據(jù)，在回放狀態(tài)，回放所保存測量數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)時應包括其測量時間。 可在不小于12864點陣的屏幕上實現(xiàn)光電脈搏信號波形動態(tài)顯示。 其它。 三、說明 本題只能使用一個控制器，并指定使用LaunchPad MSP430 單片機開發(fā)板。 不允許使用光電發(fā)射接收器一體化成品。 光電脈搏檢測的基本原理是：隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變。當血液送到人體組織時，組織的半透明度減小；當血液流回心臟，組織的半透明度增大，這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。利用波長600-1000nm的紅光或紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的光線照射到人體的手指尖、耳垂等部位，用裝在該部位另一側(cè)或同側(cè)旁邊的光電接收管來檢測機體組織的透明程度，即可將搏動信息轉(zhuǎn)換成電信號。 評分標準 設計 報告 項 目 主要內(nèi)容 分數(shù) 系統(tǒng)方案 比較與選擇 方案描述 系統(tǒng)總體方框圖 3 理論分析與計算 光電發(fā)射接收參數(shù)分析與計算 脈搏信號參數(shù)分析 信息采樣與處理參數(shù)分析與計算 波形顯示參數(shù)分析與計算 6 電路與程序設計 光電轉(zhuǎn)換電路設計 調(diào)理電路設計 程序設計 6 測試方案與測試結(jié)果 測試方案、條件及儀器 測試結(jié)果完整性 測試結(jié)果分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本 要求 實際制作 50 發(fā)揮 部分 完成第（1）項 15 完成第（2）項 15 完成第（3）項 10 其他 10 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 簡易直流電子負載（G題） 【高職高專組】 任務 設計和制作一臺恒流（CC）工作模式的簡易直流電子負載。其原理示意圖如圖1所示。 圖1 簡易直流電子負載原理示意圖 要求 基本要求 （1）恒流（CC）工作模式的電流設置范圍為100mA～1000mA ，設置分辨率為100mA，設置精度為1%。還要求CC工作模式具有開路設置，相當于設置的電流值為零。 （2）能實時測量并數(shù)字顯示電子負載兩端的電壓，測量精度為（0.1%+0.1%FS）。 （3）能實時測量并數(shù)字顯示流過電子負載的電流，電流測量精度為（0.2%+0.2%FS）。 發(fā)揮部分 （1）自制一個穩(wěn)壓電源(允許采用集成穩(wěn)壓芯片),以供測試直流電子負載性能時使用。要求穩(wěn)壓電源的輸出電壓為5V0.1V，額定輸出電流大于1A，紋波與噪聲電壓（峰峰值）不大于20mV。 （2）編程使制作的簡易直流電子負載具有負載調(diào)整率自動測試功能，要求負載調(diào)整率的測試范圍為1.0%～19.9%，測量精度為1%。采用簡易直流電子負載測試自制穩(wěn)壓電源的負載調(diào)整率，其測試示意圖如圖2所示。為了便于測試，圖中加入了電阻RW，更換不同阻值的RW，可以改變被測電源的負載調(diào)整率。 圖2 穩(wěn)壓電源及負載調(diào)整率測試示意圖 （3） 進一步提高電壓測量和電流測量的精度，并將直流電子負載的負載調(diào)整率測試范圍擴展為0.1%～19.9%，測量精度為1%。 （4）其他。 三、說明 1、在恒流（CC）模式下，不管電子負載兩端電壓是否變化，流過電子負載的電流為一個設定的恒定值，該模式適合用于測試直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整率，電池放電特性等場合。 2、直流穩(wěn)壓電源負載調(diào)整率是指電源輸出電流從零至額定值變化時引起的輸出電壓變化率。本題負載調(diào)整率的測量過程要求自動完成，即在輸入有關參數(shù)后，能直接給出電源的負載調(diào)整率。 四、評分標準 設計 報告 項 目 主要內(nèi)容 分數(shù) 系統(tǒng)方案 比較與選擇 方案描述 3 理論分析與計算 電子負載及恒流電路的分析 電壓、電流測量及精度分析 直流穩(wěn)壓電源的組成原理 電源負載調(diào)整率的測試原理 6 電路與程序設計 電路設計 程序設計 6 測試方案與測試結(jié)果 測試方案及測試條件 測試結(jié)果完整性 測試結(jié)果分析 3 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本 要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（1）項 10 完成第（2）項 10 完成第（3）項 12 完成第（4）項 10 其他 8 總分 50 2012年15省賽區(qū)大學生電子設計TI杯競賽試題 參賽注意事項 （1）2012年8月5日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在A、B、C、D、E題目中任選一題；高職高專組參賽隊原則上在F、G、H題中任選一題，也可以選擇其他題目。 （2）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。 （3）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。 （4）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。 （5）2012年8月7日20:00競賽結(jié)束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。 線陣LED圖文顯示裝置（H題） 【高職高專組】 任務 設計并制作一個線陣LED圖文顯示裝置，裝置的示意圖如圖1所示。 圖1 線陣LED圖文顯示裝置示意圖 要求 1. 基本要求 制作一個由16只 LED構(gòu)成的線狀點陣及其控制電路，安裝于可旋轉(zhuǎn)的平臺上，在平臺的中心設置一個按鍵，用于功能的切換，電機帶動平臺以合適速度旋轉(zhuǎn)。 開機時裝置完成顯示自檢，能對點陣中16只LED逐個點亮，每只LED顯示時間約為1秒，此時平臺不旋轉(zhuǎn)。 通過按鍵切換，實現(xiàn)16個同心圓圖形分別順序（由大到小）和逆序（由小到大）顯示，每個同心圓圖形顯示時間為0.3秒左右。 LED顯示亮度能依據(jù)環(huán)境亮度變化自動調(diào)節(jié)。 2. 發(fā)揮部分 通過按鍵切換，顯示字符“TI杯”，要求字符顯示穩(wěn)定，無明顯漂移。 通過按鍵切換，顯示一個指針式秒表，該秒表以標志桿為起始標志，秒針隨時間動態(tài)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周的時長為601秒。 其它。 說明 顯示裝置利用人眼視覺暫留的生理特性，通過LED在旋轉(zhuǎn)運動過程中經(jīng)過不同位置時，系統(tǒng)點亮相應的LED，實現(xiàn)線陣LED在旋轉(zhuǎn)平面上構(gòu)成不同的靜態(tài)或動態(tài)圖案。為保證顯示時人眼看到的圖形穩(wěn)定清晰，系統(tǒng)設計應注意LED在不同位置點亮與旋轉(zhuǎn)速度匹配；注意每圈旋轉(zhuǎn)時圖像顯示的起始位置一致；同時注意旋轉(zhuǎn)速度適當，滿足人眼視覺暫留的要求。 不得使用LED顯示成品和專用芯片來實現(xiàn)系統(tǒng)。 線陣LED及控制電路由電池供電，電機及電機驅(qū)動由外接電源供電。 四、評分標準 設計 報告 項 目 主要內(nèi)容 分數(shù) 系統(tǒng)方案 比較與選擇 方案描述 系統(tǒng)總體方框圖 2 理論分析與計算 線狀點陣LED驅(qū)動參數(shù)分析與計算 線陣LED運動參數(shù)分析與計算 指針式秒表分析與計算 顯示亮度自動調(diào)節(jié)分析與計算 6 電路與程序設計 電路設計 程序設計 6 測試方案與測試結(jié)果 測試方案、條件及儀器 測試結(jié)果完整性 測試結(jié)果分析 4 設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性 摘要 設計報告正文的結(jié)構(gòu) 圖表的規(guī)范性 2 總分 20 基本 要求 實際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（1）項 20 完成第（2）項 20 其他 10 總分 50 A-28