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第三届“优利特”杯大学生科技创新设计大赛 电子组竞赛试题 步进电机闭环控制系统 任务描述 设计并制作一个控制系统，控制对象为 命令交互单元：能够人工输入控制信号，交互接口可为按键+数码管、 串口+PC等(方式不限)，能够进行步进电机运行步数控制、运行速 度控制、细分控制、半流锁使能控制、运动/停止控制，能够实现精 确步数控制。 控制计算单元：可选择任意一款Cortex-M?芯片作为控制核心。 驱动单元：可选择如THB6128?、A3983等任意一款常见开环控制 芯片。 反馈单元：可选择任意一款编码器（encoder）作为反馈单元核心器 件。 做出电路原理图，PCB原理图，控制代码。 出具命令交互说明文档，流程设计文档。 描述所实现功能的可靠性、稳定性，给出测试验证方案。 有实物可供当场测试验证。 发挥部分 实现电机启动加速、停止减速方案，给出控制频率——时间曲线， 并阐述原理。注意加减速方案的泛用性，考虑支持电机规格，运动频 率区间，细分补偿等。 添加使用FPGA作为控制单元核心，给出FPGA代码。FPGA输出驱动 信号给予驱动单元，接收反馈单元信号。 答辩考核设计思路。 评分标准 项目 得分 基本要求 项目文档：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 完成第（2）项 15 完成第（3）项 10 特色与创新 10 高增益宽带滤波器 任务描述 设计并制作一 基本要求 能够实现信号的2000倍放大，放大误差±5%。 滤波器为带通滤波器，通带频率为20KHz～100KHz。 最大输出幅值Vcc。 当输入正弦波信号VS 的频率Hz、幅度峰峰值在2mV～5mV范围 输出方案设计、原理图、PCB等设计文档。 发挥部分 提高正弦波信号的识别能力，当输入正弦波信号VS 的频率Hz～ 100kHz范围内、幅度峰峰值在2mV～5mV范围 当输入正弦波信号VS 的频率Hz～100kHz范围内、幅度峰峰值 在2mV～5mV范围 测评方案 提交设计文档，如有作品须现场演示。 面试考核设计思路，主要阐述方案的设计过程。 评分标准 项目 得分 基本要求 项目文档：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 完成第（2）项 10 完成第（3）项 20 特色与创新 10 试题三、蓝牙电压表 1.任务描述 使用蓝牙4.0芯片(如Nordic 51822、TI CC2540/CC2540/CC2640)作为微控制器，设计一个具有蓝牙功能的四通道数字电压表。 2.基本要求 测量范围:0mV-2500mV； 测量精度：±10%； 具备按键输入、实现采样通道切换； 双向蓝牙通信正常，并在手机/电脑上显示对应通道测量电压； 3.发挥部分 (1)提高测量精度到±5%； (2)手机/电脑操作下位机，实现采样通道的切换； 4.测评方案 使用四位半的万用表，核对所设计电压表的精度是否符合要求； 通过实际操作，确认按键功能、显示功能和蓝牙通信等相关功能是否满足要求； 5.评分标准 项目 得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证、理论分析与计算、电路图、测试方法与数据、对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成(1)项 10 完成(2)项 10 其它特色与创新 10 试题四、手机音频温湿度计 1.任务描述 设计并制作一个温、湿度实时监测系统，测量周围环境的温、湿度将数据通过音频传输(耳机口)的方式发送给安卓手机，在安卓手机上显示当前的温、湿度值。 2.基本要求 (1)能够正常显示当前的环境温、湿度，数值每分钟刷新一次；温度范围-10℃—60℃，温度精度±1℃，分辨率为1℃；湿度范围0—100%RH，湿度精度±10%，湿度分辨率1%RH； (2)手机和单片机双向通信正常； (3)手机能够正常显示实时的温、湿度，数据每分钟更新一次； (4)能在安卓2.3及以上版本的操作系统中实现通信； 3.发挥部分 (1)温度的精度为0.1℃，湿度的精度为0.1%RH； (2)温度的误差范围为±0.5℃，湿度误差为±5%； (3)手机屏幕能够显示出温度和湿度的实时变化曲线； 4.测评方案 (1)使用S300EX 温湿度记录仪（冷库版）作为标准设备，对温、湿度进行核对，确认相关参数指标； (2)使用目测记录的方法，确认误码情况（手机型号任选）。 5.评分