手持数字示波器(a题)
一、任务。设计并制作一台手持数字示波器。示意图如下：
二、要求。1、基本要求。
1）示波器为电池供电，便于携带。
2）示波器的屏幕能显示输入信号的曲线及相关的参数。键盘能进行相关参数的调节。屏幕的水平刻度为10div，垂直刻度为8div。
3）触发方式：自动。触发边沿：上升。
4）信号电压范围：+/50v。最高实时取样率：1m点/秒，精度8bit。
5）模拟频带宽度： 0~1mhz。
6）输入阻抗：1mω。耦合方式：dc/ac，2、发挥部分。
1）示波器显示的曲线可以进行水平、垂直的移动。
2）垂直灵敏度：100mv/div~ 5v/div(按1-2-5 方式递进)。
3）水平时基范围： 5μs/div - 50ms/div (按1-2-5 方式递进)。
4）增加示波器与pc机的接口，可以把采集的数据上传到pc机，并显示。
声音定位系统（b题）
一、任务 设计一套声音定位系统。在一块不大于1m2的平板上贴一张500mm×350mm的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。系统结构示意图如图1所示。
图1 声音定位系统结构示意图。
二、要求。1. 基本要求。
1) 设计制作一个声响模块，含信号产生电路、放大电路和微型扬声器等，每按键一次发声一次，声音信号的基波频率为500hz左右，声音持续时间约为1s。要求声响模块采用3v以下电池供电，功耗不大于200mw。
2) 设计制作四路声音接收模块，由麦克风、放大电路等组成，并分别与信息处理模块相连接，以便将频率为500hz左右的信号传送至信息处理模块。
3) 设计制作一个信息处理模块，要求该模块能根据从声音接收模块传来的信号判断声响模块所在位置的x、y坐标，并以数字形式显示x、y坐标值，位置坐标值误差的绝对值不大于30mm。
2. 发挥部分。
1) 改善接收信号的放大电路性能，改进算法，进一步提高定位精度。
2) 控制声响模块以不间断的连续周期波的形式发出声音信号，其基波频率为500hz左右。当声响模块在坐标纸上移动时，声音定位系统能连续跟踪显示声响模块的x、y坐标值，随机停止声响模块的移动，能立即稳定地显示声响模块的x、y坐标值，误差的绝对值不大于10mm。
3) 具有显示声响模块移动轨迹的功能。当声响模块在坐标纸上按指定路径移动时，液晶显示屏能动态显示声响模块移动的轨迹，显示的轨迹与声响模块移动的路径一致。
4) 其它。
三、说明 1. 注意预留测量声响模块功耗的电流电压和信号放大电路输出信号的测试点。
2. 采用三个声音接收模块即可实现定位，第四个模块可对定位作进一步校正。
3. 不允许声响模块与其他电路有任何连接，并要求在声响模块上做出明显标记，以便清晰判读模块所在坐标数值。
4. 声响模块移动轨迹的显示要求采用分辨率不低于128×64的液晶显示屏。
5. 注意声音通过其它传播介质带来的影响。
x-y信号产生与图形显示（c题）
一、任务 设计制作一个x-y信号产生与图形显示装置，示意图如图1所示。图中示波器工作在x-y方式；外加正弦信号的频率为1mhz左右，电压峰峰值为2v。
图1 电路示意图。
二、要求 1、基本要求。
1） 设计并制作一组移相分别为°的移相电路，完成对外加正弦信号的移相，作为y轴信号。要求移相电路的增益为1，增益误差不大于5%，移相误差不大于5°。
2） 直接使用外加信号作为x轴信号（见图1的a信号），示波器显示的x-y图形正确。
3） 设计并制作一个2分频电路，完成对外加正弦信号的2分频，作为x轴信号（见图1的b信号）。要求分频输出为正弦信号，电压峰峰值为2v，波形无明显失真；示波器显示的x-y图形正确。
4） 设计并制作一个单位增益的程控移相电路，要求移相范围为0～45°；移相的步进不大于15°，移相误差不大于5°，增益误差不大于5%。相移值可以通过msp430进行设置。
二、发挥部分。
5） 利用要求（1）中的移相电路组和要求（4）中的程控移相电路，组合成一个移相范围为0～180°的移相电路，相移值可以通过msp430进行设置，移相的步进不大于15°，移相误差不大于5°，并能结合a和b两种x轴信号，在示波器上显示对应的x-y图形，要求x-y图形显示正确。
6） 能在msp430的控制下完成0～180°的自动循环移相，并能结合a和b两种x轴信号，在示波器上动态地显示x-y图形。要求x-y图形显示正确，循环移相周期大约为15秒。
7） 其他。
三、说明 1）题目要求（1）中的°四个移相电路是独立的，它们可以单独使用，也可以串联使用。
2）题目要求（4）中的程控移相电路可采用变容二极管。若采用变容二极管方案，可通过dac产生的电压来改变其电容值，实现程控移相。
3）题目要求（5）中的0～180°程控移相可采用如下方案：
0～45°的移相可以直接由要求（4）中的程控移相电路产生；
45～90°的移相可由要求（1）中的45°移相电路与要求（4）中的程控移相电路串联产生 …
135～180°的移相可由要求（1）中的45°移相电路、90°移相电路与要求（4）中的程控移相电路串联产生。
4）题目要求（1）中移相电路组和要求（4）中的程控移相电路，都需要提供测试端口。
5）本题目的x-y图形就是李沙育（lissajous）图形的多种扩展。比如，假设x轴信号和y轴信号分别为0.5mhz和1mhz的正弦信号，信号电压峰峰值相等，在起始时刻相位相同，对应的x-y图形，也就是lissajous图形，如图2所示。
图2 x-y图形举例。
可控白光led照明灯(d题)
一、任务。设计并制作一个高效可控白光led照明灯及检测装置，采用5v单电源供电，建议用ti的tps61062芯片驱动4－5只白光led进行照明。
二、要求。1、led照明部分要求。
1) 能对输出到led上的功率进行测量和显示，测量误差小于1%。
2) 能对输出到led上的电流进行预置和控制，预置和控制值范围：0.1-20ma，按照最小0.1ma的步进递增。
3) 在输出到led上的电流为10ma时该电源转换驱动装置的效率大于75%。
2、照明检测部分的要求。
1) 用光敏器件制作一个照度测试仪，其分辨率不低于二进制10位。
2) 照度仪可以将检测到的照度显示，对其单位(勒克斯)和线性度不作要求。
3、综合要求。
1) 将照度仪放在离led灯15cm处，使其能同时接受自然光和led灯的照射，仪器能对照射到光敏器件上的照度进行控制和显示。
2) 能对照射到光敏器件上的照度进行预置和控制，预置成某一特定值后，环境冶金部的改变对照射到光敏器件上的照度不发生明显影响。
4.、发挥部分。
(1) 对照度仪的显示进行标定，与实际照度的误差小于5%。
(2) 整机的工作效率不小于75%。
(3) 其他。
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。
二、要求：1、 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。
4） 要求桥厢模型在加载400克的条件下，从1层到5层和从5层到1层的往返时间相等，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%。
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） 其它。
说明。3、 控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。
4、 电梯竖井间部分也可简化，由一垂直平面代替，如图2所示。
5、 平层的要求是以桥厢模型j的底平面（或自定标志）与表示楼层的标志线平齐。
6、 要求平层过程中桥厢模型j移动方向保持不变。
7、 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：
1 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；
2 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。
城市交道**通灯控制系统(f题)
一、任务。设计并制作一个城市交道**通灯控制糸统。
二、要求。1、基本要求。
1) 在1平方米左右木板上制作交道口模型，装上交通灯。交道口模型如图所示。
2) 交通灯控制规则如下：
1）每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。
2）共有四种通行方式：
车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。
③ 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。
3）在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。
3)不必自制电源。
2、 发挥部分。
1）有倒计时时间显示。
2）若交道口出现紧急情况，交警可将糸统设置成手动：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。
3）当有等特种车辆通过时，糸统自动转为特种车放行，其它车辆禁止状态。特种车辆通过15秒钟后，糸统自动恢复，用模型车演示。
4）其它自选措施。
2019电子竞赛题
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