电子设计大赛（高年级组）习题

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1、智能救援车的设计（A题）一、任务设计制作一个智能小车，该小车能按照要求自动运行，通过一个建筑物中曲折的道路，并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘米，建筑物的墙壁是10厘米高（或与小车高度相同）、2厘米厚的矮墙，建筑物内无引导轨迹（见图示）。二、要求1、基本要求（1）要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，在行进过程中，能自动选择适当的路径，避开墙壁，找到通路，五分钟到达B门；（2）到达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光报警；2、发挥部分（1）自B门外，循

2、弧形引导轨迹BC前进（引导轨迹为2厘米宽）；（2）途中检测到铁片D（铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置）时停车3秒，并声光报警；（3）要求小车拾起铁片D，继续沿引导轨迹前进；（4）到达C点；（5）在C点处，放下铁片D并停止前进。声光显示救援结束，并停止计时，分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘米的圆形薄片。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。模拟路灯控制系统的设计（C题）一、任务设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。图1 路灯控制

3、系统示意图图2 路灯布置示意图（单位：cm）二、要求1、基本要求（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。（5）当路灯出现故障时（灯不亮

4、），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。2、发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在50%～100%范围内设定并调节，调节误差≤10%。（3）其它（性价比等）。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。说明1．光源采用1W的LED灯，LED的类型不作限定。2．自制的LED驱动电源不得使用产品模块。3．自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。4．系统中不得采

5、用接触式传感器。5．基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S’等点）垂线间的距离，要求该距离≤2cm。数控恒压恒流电源的设计（D题）一、任务显示设计并制作简易数控电源。输入直流20～30V；可以在键盘切换下，分别实现恒压恒流源，其原理示意图如下所示。电压、电流等检测负载控制器键盘DCDC恒压恒流二、要求1、基本要求（1）恒压源部分：a．电压调节范围1V-10V，输出电流可以达到3A，调节精度优于0.1V,具有输出电压、电流的测量和数字显示功能；b．输出电压5V，输出电流为3A

6、时，输出纹波电压小于50ｍＶ；c．设定输出电压为5V，输出电流Iout从0至3A变化时输出电压变化小于±0.5%；d．设定输出电压为5V,输出电流3A，输入电压从20～30V变化时输出电压变化小于±0.5%；e．输出电流Iout=3A时，DC-DC恒压恒流部分效率≥50%；f．具有过流保护功能，动作电流Io=3.3A～3.6A。排除过流故障后，自动回复正常工作状态。2、发挥部分（1）恒流源部分：a.在键盘的切换下，可以实现恒流源的功能，负载电阻在1欧姆至3欧姆变化时，要求输出电流Iout=3±0.025A。b

7、．可在键盘的切换下连续调节恒定电流，步进小于100mA。c.输出电流Iout=3A，负载电阻为2欧姆时，输出纹波电压≤50mV。d.输出电流Iout=3A，负载电阻为2欧姆时，DC-DC恒压恒流部分效率≥80%。（2）恒压源部分：e．可以输出5A电流，设定输出电压为5V，输出电流Iout从0至5A变化时输出电压变化小于±0.5%；f．输出电流Iout=5A，输出电压5V时，DC-DC恒压恒流部分效率≥90%；g．体积尽量小。三、目标（1）参阅有关文献资料，设计电路；（2）完成论文。说明（1）DC-DC变换器不

8、允许使用集成场效应管的成品模块，但可使用开关电源控制芯片，DC-DC变换器的辅助电源可以使用成品模块；（2）本题要求只能采用一个拓扑回路，分别实现恒压恒流功能；（3）本题中的输出纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量VOP-P（峰峰值）；（4）DC-DC变换器效率h=PO/PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN