历年电子设计大赛竞赛题目

2021年1月22日发(作者：游善良)
“美亚光电”杯安徽省第一届大学生电子设计竞赛题


任意波形发生器（
A
题）


一、任务


设计制作一个波形发生器，
该波形发生器能产生正弦波、
方波、
三角波和由用 户编辑的
特定形状波形。示意图如下：


二、要求

1
、基本要求


（
1
）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。


（
2
）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其
谐波（
5
次以下）线性组合的波形。


（
3
）具有波形存储功能。


（
4
）输出波形的频率范围为
100 Hz
～
20 k Hz
（非正弦波频率按
10
次谐波计算）
；频
率可调，频率步进间隔 ≤
100 Hz
。


（
5
）输出波形幅度范围
0
～
5 V
（峰—峰值）
，可按步进
0.1 V
（峰—峰值）调整。


（
6
）具有显示输出波形的类型、频率（周期）的功能。

2
、发挥部分


（
1
）输出波形频率范围扩展至
100 Hz
～
200 kHz
。


（
2
）用键盘或其他输入装置产生任意波形。


（
3
）
增加稳幅输出功能，当负载变化时，
输出电压幅度变化不大于±
3
％
（负载电阻变
化范围：
100
Ω

～

∞）
。


（
4
）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。


（
5
）特色与创新。


三、评分标准



项

目

满分

50
50
10
15
10
10
5
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
3
）项

部分

完成第（
4
）项

特色与创新


1
/
34
完成第（
2
）项

远程温湿度测量系统（
B
题）


一、任务


制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。

其结构框图如下：


二、要求

l
、基本要求


（
1
）通过可编程控制器、变换器和 温湿度传感器采集温湿度数据并在
LED
上显示。


（
2
）温度误差＜
1
℃，
湿度误差＜
1
％，
温度测 量范围
0
℃～
120
℃，湿度测量范围
1
％～
99
％。


（
3
）可用电池供电。

2
、发挥部分


（
1
）
设计红外二极管发射 电路和红外接收电路，
实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。


（
2
）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。


（
3
）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞
5
米。

（
4
）特色与创新。


三、评分标准



项

目

满分

50
50
15
15
10
10
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
2
）项

部分

完成第（
3
）项

特色与创新








2
/
34
多功能电话防盗报警器（
C
题）


一、任务


设计并制作一个电话防盗报警器。包括电源、控制、报警、探测电路。系统基本方框图
如图所示。


二、要求

1
、基本要求


（
1
）设计一个单片机小系统，包括：主控、存储、显示、键盘输入电路。


（
2
）具有两个不同类型有线探测器（系统能力达能到
5
～
10
个接口）
，监控范围在
50
米左右。


（
3
）探测到异常信号时，自动启动本地声光报警。


（
4
）探测到异常信号时，自动通过固定电话线路向以设定的不同电话报警。

2
、发挥部分


（
1
）报警电话号码可以任意设定、掉电不丢失，可以设定和撤销报警功能。


（
2
）可预先录制语音，报警时提供给接警单位，说明出警地址。


（
3
）采用无线探测、传输电路。

（
4
）特色与创新。

（
5
）特色与创新。


三、评分标准



项

目

满分

50
50
20
15
10
5
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
2
）项

部分

完成第（
3
）项

特色与创新


3
/
34

直流稳定电源（
D
题）


一、任务


设计并制作交流变换为直流的稳定电源。


二、要求

1
、基本要求


（
1
）稳压电源在输入电压
220V
、
50Hz
、电压变化 范围＋
15
％

～

－
20
％条件下：

a
．输出电压可调范围为＋
9V
～

＋
12V
b
．最大输出电流为
1.5 A
c
．电压调整率≤
0 .2
％（输入电压
220V
变化范围＋
15
％

～

－
20
％下，空载到满

载）


d
．负载调整率≤
1
％（最低输入电压下，满载）

e
．纹波电压（峰—峰值）≤
5mV
（最低输入电压下，满载）

f
．效率≥
40
％（输出电压
9V
、输入电压
220V下，满载）

g
．具有过流及短路保护功能


（
2
）稳流电源

在输入电压固定为＋
12V
的条件下：

a
．输出电流：
4
～
20mA
可调

b
．负载调整率≤
1
％（输入电压＋
12V
、负载电阻由
2 00
Ω～
300
Ω变化时，输出电
流为
20 mA
时的相对变化率）


（
3
）
DC- DC
变换器在输入电压为＋
9V
～

＋
12V
条件下：

a
．输出电压为＋
100V
，输出电流为
10 mA
b
．电压调整率≤
1
％（输入电压变化范围＋
9V
～

＋
12V
）

c
．负载调整率≤
1< br>％（输入电压＋
12V
下，空载到满载）

d
． 纹波电压（峰—峰值）≤
100mV
（输入电压＋
9V
下，满载）


2
、发挥部分


（
1
）扩充功能

a
．排除短路故障后，自动恢复为正常状态

b
．过热保护

c
．防止开、关机时产生的“过冲”

（
2
）提高稳压电源的技术指标

a
．提高电压调整率和负载调整率


b
．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值

（
3
）改善
DC
－
DC
变换器

a
．提高效率（在
100V
、
100mA
下）

b
．提高输出电压

（
4
）用数字显示输出电压和输出电流

（
5
）特色与创新。


三、评分标准


4
/
34

项

目

满分

50
50
10
15
5
10
10
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
3
）项

部分

完成第（
4
）项

特色与创新



完成第（
2
）项


电梯控制模型（
E
题）


一、任务


设计并制作一个电梯控制模型。示意图如图
1
所示。




图
1
中：电梯间竖井模型部分

可由有机玻璃粘成无上盖板的六面

体
ABCDEFGH
．高度AE
为
1.2m
；电梯

桥厢模型
J
通过滑轮悬挂并由电动机

M
牵引，可在电梯间竖井模型的空间

内上下运动。该电梯间竖井模型每隔

20cm
自下向上分成
5
层，其楼层编号

如图
1
所示。






二、要求

l
、基本要求


（
1
）当某层有呼叫并有呼叫信号显示时，
桥厢模型作相应的运动，
并准确平层，平层的
位置误差≤
10mm
。要求平均每层运行时间不超过
5
秒，平层结束 时给出提示信号。


（
2
）
当有多层呼叫时，
桥厢模型将按说明中的电梯模型运行规则作相应的运动，
并依次
在呼叫的楼层停留
5
秒。


（
3
）能自动记录、显示桥厢模型当前到达的楼层编号。

< br>（
4
）
要求桥厢模型在加载
400
克的条件下，
从< br>1
层到
5
层和从
5
层到
1
层的往返时间相< br>等，单程时间不超过
12
秒，往、返时间之差不大于
1
秒，并自动记录 、显示运行时间。


2
、发挥部分


（
1
）要求桥厢模型能够加载
0
～
500
克的重 物，显示并存储该物体的重量，显示分辨率
为
1
克，误差：±
3
％。

5
/
34

（
2
）
桥厢模型的额定负荷可以预置，
当加载的物体超过预置值时，
将发出超重报警信号。


（
3
）
增设模拟桥厢内表示乘客欲到达层数的按钮，
桥厢 模型将按照电梯模型运行规则作
相应的运动。


（
4
）特色与创新。


三、评分标准



项

目

满分

50
50
20
5
15
10
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
2
）项

部分

完成第（
3
）项

特色与创新


四、说明

1
、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。

2
、电梯竖井间部分也可简化，由一垂直平面代替。
如图
2
所示。

3
、平层的要求是以桥厢模型
J
的底平而（或自定标
志）与 表示楼层的标志线平齐。

4
、要求平层过程中桥厢模型
J
移动方向保持不变。

5
、关于电梯模型运行规则的说明：


（
1
）

电梯有两种类型的按钮；第一种为各楼层上的
“向 上”
、
“向下”按钮；第二种为电梯桥厢内表示要到达
楼层编号的数字按钮。实际制作 时，按钮的安装位置不作
任何限制。

（
2
）各按钮呼叫时应有指示 灯显示，电梯响应该按
钮的呼叫后，其指示灯应自动熄灭。


（
3
）电梯运行时响应按钮的优先顺序如下：

A
、方向优先：电梯按某方向运行时，优先响应该运行方向的按钮；

B
、距离优先：同一方向有多个按钮呼叫时，优先响应最近的楼层。




灭火机器人（
F
题）


一、任务


设计制作一个消防智能小车模型，能到指定区域进行抢险 灭火工作。以蜡烛模拟火源，
随机分布在场地中，场地如下图所示。

6
/
34

二、要求

1
、基本要求


（
1
）智能小车从安全区域启动，自动寻找火源灭火。


（
2
）除安全区外，场地随机出现
3
个火源，要求智 能小车能够发现一个并扑灭。


（
3
）抢险完毕后机器人能够返回至安全区域。


（
4
）救火总时间不超过
90
秒。


2
、发挥部分


（
1
）可以追踪移动火源进行扑灭。


（
2
）能够扑灭三个火源，总时间可适当增加。


（
3
）自够有声音报警。

（
4
）能够自动计算和显示路程和扑灭的火源数。

（
5
）特色与创新。


三、评分标准



项

目

满分

50
50
15
10
10
10
5
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥

完成第（
3
）项

部分

完成第（
4
）项

特色与创新


7
/
34
完成第（
2
）项

四、说明

l
、小车尺寸小于
30cm
×
30cm
，所用电源电压小于等于
24V
。


2
、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。

3
、灭火方式不限，但不允许碰倒蜡烛。

4
、小车不能开出场地。

5
、允许重启动一次。

6
、蜡烛高度：
20
厘米。蜡烛置于方框线的中间位置。

7
、障碍物尺寸
15cm
×
15cm
×
15cm
。





基于新型规则的可编程交通控制系统设计（
G
题）


一、任务


设计制作基于新型规则的可编程交通控制系统，其中包括 人行道，
左转，
右转，
以及原
有的交通灯的功能。示意图如下：



二、要求

l
、基本要求


（
1
）交通灯的工作步骤是：红、黄、绿，左转，右转，人行道分时间段开通，计时电
路以秒为单位作倒计时，计数为
0
时进行切换，倒计时的时间可由数码管显示。


（
2
）可以通过按键来使芯片内部清零，再由键盘输入红、黄、绿、 左转、右转及人行
道的放行时间，其规则应补充合理（可参照交警现行的交通规则制定）
。

（
3
）若有交通异常情况，可以通过按键处理目前的紧急状态。


2
、发挥部分


（
1
）红绿灯输出的扩展（如人行时可显示提示）
。


（
2
）可以使用
LCD
或
LED
显示提示信息，信 号灯转换同时以发声告知。


（
3
）根据不同时段对主要交通方向的信号进行调整。


（
4
）雨雪天等恶劣天气时配有语音提示。


（
5
）特色与创新。



三、评分标准


8
/
34


项

目

满分

50
50
10
10
10
10
10
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有
基本

关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

要求

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

完成第（
2
）项

发挥

完成第（
3
）项

部分

完成第（
4
）项

特色与创新





2008
年赛题

集成电路芯片测试仪（
A
题）

一、任务

设计制 作一个集成电路芯片测试仪，能对常用的
74
系列逻辑芯片进行逻辑
功能测试，以确定 芯片的好坏和型号。

二、要求

1.
基本要求

（
1
）
通过键盘输入型号，
可以对
74
系列的
00 /02/04/08/10/11/20/21/27/30
十种组合逻辑芯片进行逻辑功能测试，确定 其功能正确性；

（
2
）
通过键盘输入管腿特性，
可以确定 上述
74
系列的组合逻辑芯片的型号；

（
3
）显示上述芯片的逻辑符号和逻辑表达式。

2.
发挥部分

将上述三项基本要求扩展到
74
系列时序电 路：
74/109/160/245
等。

（
1
）通过键盘 输入型号，可以对
74
系列的
74/109/160/245
等芯片进行逻< br>辑功能测试，确定其功能正确性；

（
2
）通过键盘输入管腿特性，可 以确定上述
74
系列时序逻辑芯片的型号；

（
3
）显示上述芯片的逻辑符号和状态转换图；

9
/
34
（
4
）其它特色与创新。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第一项

发挥部分

完成第二项

完成第三项

完成第四项

项


目

满

分

50
50
15
15
15
5

四、说明

要求用单片机或
DSP
模块做成一个相对独立的整体，不 能用
PC
机实现。

10
/
34
LED
显示棒（
B
题）

一、任务

设计制作一个依靠摇动能显示字符、图形的
LED
显示棒。

二、要求

1.
基本要求

（
1
）设计一 个基于
LED
的显示棒，
LED
灯必须线状排列，至少使用
16只。

（
2
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出“
A< br>”字符。

（
3
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出“电”字。

（
4
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出国际奥委会五环图形。

（
5
）用按键实现显示切换，用电池供电。

2.
发挥部分

（
1
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人 分辨出英文单词“
Welcome
”。

（
2
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出汉字词组“美亚”。

（
3
）摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出北京奥运会会徽图形。

（
4
）其它特色与创新。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第一项

发挥部分

完成第二项

完成第三项

完成第四项

项


目

满

分

50
50
15
15
15
5
四、说明

不得用
LED
棒专用芯片实现。

11
/
34
具有实时语音播报的超声波测距测速仪（
C
题）

一、任务

设计并制作一台具有实时语音播报的超声波测距测速仪，
被测物为 一块面积
不大于
30cmX20cm
的实物
（可以和小车装在一起）
。
测距测速仪用
4
节干电池供
电。

二、要求

1
．基本要求

（
1
）具有超声波测距功能，测量距离0.2m
～
3.0m
，测距精度±1cm；

（
2）自动语音实时播报测量距离数值，格式：几点几几米；实时播报时间
间隔≤10s；实时播报声音 清晰明亮、无明显失真，在
1
米距离处人耳能准确分
辨。

（
3
）实时显示测量的距离，显示要与语音播报同步，显示格式为：

m
。

2
．发挥部分

（
1
）测 量距离：
0.2m
～
20.0m
，测距精度：±0.3cm，并实时播报与显 示。

（
2
）汉字提醒显示：距离在
0.2m
～
2 .0m
，显示“危险距离”并用红色
LED
灯指示；距离在
2.0m
～
3.0m
，显示“保持距离”并用黄色
LED
灯指示；距离在
3. 0m
以上
,
显示“安全距离”并用绿色
LED
灯指示。

（
3
）具有测速功能，实时播报与显示被测物运动速度，测量精度：±
5%< br>。

（
4
）其他特色与创新。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥部分

完成第（
2
）项

完成第（
3
）项

完成第（
4
）项

项

目

得

分

50
50
15
15
15
5
四、说明

在测试过程中，
10
分钟内不准更换电池。

12
/
34
温度遥测遥控（
D
题）

一、任务

在遥控点的上位机借助无线通信模块获得远方测量点的温度信息并控制温
度变化。整个系统如下图所示 。
上位机

通信

模块

通信

模块

微处理
器系统

加热

单元


二、要求

1.
基本要求
（
1
）对水容器中的水或冰块温度进行测量，测温范围
0
～
8< br>0℃，误差
<1
℃，

遥控点和测量点均可实时显示水容器中水的温度值；

（
2
）控制水 容器中电加热器件，使水温在
5
分钟内从室温升到
45
℃，并在
随后
5
分钟内，将水温稳定在
45
℃，误差±
2
℃上；

（
3
）上位机实时显示水容器中水温度值随时间变化曲线，刷新频率小于等
于
20
秒；

（
4
）遥测遥控距离
>10
米；

（
5< br>）对加热单元设置总控开关，上位机可直接控制总控开关的通断，用
25w/220V
灯 泡显示开关通断状态。

2.
发挥部分

（
1
）可 通过上位机设置上限、下限温度和上限、下限液位，当超出上下温
度和上下液位范围时，在测量点用灯光 报警，在遥控点用特殊显示和声音报警；

（
2
）可对水温按照如下图所示预 定规律进行控制，其中坐标值（
t1
，
T1
）、
（
t2，
T2
）、
（
t3
，
T3
）、
（t4
，
T4
）通过上位机输入进行设置，时间单位为秒，
温度单位为℃。 总时间
t4
不超过
15
分钟；最高温度
T4
不超过
80
℃。

13
/
34
温度
/
℃< br>T4
T3
T2
T1
室温
0
t1
第一段
第二段
t2
第三段
t3
t4
第四段
时间
/s
设定温度变化示意图

（
3
）用同一套装置和传输通道遥测遥控两个容器中的水；

（
4
）其他特色与创新。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥部分

完成第（
2
）项

完成第（
3
）项

完成第（
4
）项

项

目

得

分

50
50
15
20
10
5
14
/
34
简易自动仓储搬运智能小车（
E
题）

一、任务

设计制作一个简易智能小车，将四个带有三角形（▲）、圆形（●）、四方
形（■）和十字形（╋）标志 的立方体分别运送到指定的位置。立方体尺寸为

（
8cm
×
8cm
×
8cm
），随机放置在四个初始位置上，仓储场地示意图如图所示。


场地示意图


二、要求

1.
基本要求

（
1
）采用图形识别方法识别四个立方体；

（
2
）将带有三角形的立方体目标送到
1
号位置；

（
3
）将带有圆形的立方体目标送到
2
号位置；

（
4
）将带有四方形的立方体目标送到
3
号位置；

（
5
）将带有十字形的立方体目标送到
4
号位置。

2.
发挥部分

15
/
34
（
1
）能显示走过的路径长度、时间和路径示意图；

（
2
）以最快速度完成上述功能；

（
3
）以最高精度将立方体摆到目标位置；

（
4
）具有最优路径选择能力。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

发挥部分

完成第（
2
）项

完成第（
3
）项

完成第（
4
）项

项

目

得

分

50
50
10
15
15
10
四、说明

（
1
）
可以使用
PC
机以及有线、
无线通信系统对小车进行遥测遥控，
但必须
是全自 动控制。

（
2
）小车一旦启动，不再允许人工干预和控制。

（
3
）小车动力必须使用电池，不得用外接电源。

（
4
）立方体随机放置，搬运顺序不限。

（
5
） 发挥部分第（
2
）项和第（
3
）项按名次给分，第一名
15
分，第二名
12
分，第三名
9
分，依此类推，第六名以后不给分。

（
6
）参赛队自制立方体和场地。允许场地上有寻迹标志，但不允许立方体
上 有任何其它标志和识别用物件。

16
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34
简单汉字自动书写笔（
F
题）

一、任务

用一支笔自动在一张
A4
白纸上写上“电子”两个汉字。

二、要求

1
．基本要求

（
1
）笔可以抬起和放下；

（
2
）在一张
A4
白纸的中间位置写“电子”两个汉字；

（
3
）汉字字体大小要求大于二号字体；

（
4
）字体工整、匀称、美观，大小和笔划粗细协调，纸面整洁。

2
．发挥部分

（
1
）可以改变写的字、字体、字的大小和写的个数；

（
2
）可以以指定的大小写指定的汉字；

（
3
） 具有换页功能，存放两张以上的
A4
白纸，将写完汉字“电子”后的
A4
纸移 动到其它位置；

（
4
）换页之后，在另一张
A4
白纸的中 间位置上写上“技术”两个汉字；

（
5
）其它特色和创新。

三、评分标准



基本要求

设计与总结报告

实际制作完成情况

完成第（
1
）项

完成第（
2
）项

发挥部分

完成第（
3
）项

完成第（
4
）项

完成第（
5
）项

项

目

得

分

50
50
13
12
15
5
5
四、说明

书写笔不能采用现成的打印产品。
A4
白纸上不能有任何 标记。书写笔一旦
启动，不再允许人工控制。

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