電子設(shè)計大賽題目作品（多功能計數(shù)器、高功率因數(shù)電源、位移測量裝置、溫度自動控制系統(tǒng)）

電子設(shè)計大賽題目：多功能計數(shù)器-華中科技大學(xué)
本設(shè)計給出了以CycloneII型FPGA EP2C8為核心的多功能計數(shù)器的基本原理與實現(xiàn)方案。FPGA片內(nèi)包括測頻模塊，測相模塊，DDS查表模塊及NIOSII處理器； NIOS核調(diào)節(jié)頻率字與相位字控制DDS查表模塊并經(jīng)片外高速DA DAC900輸出正弦波。測頻測相模塊的片外輸入采用TI公司的寬帶運放OPA699放大，并使用TL3116構(gòu)建遲滯比較器整形為方波送入FPGA片內(nèi)，由可編程邏輯在FPGA內(nèi)部組建的測頻測相邏輯單元，采用等精度測量方法測得結(jié)果并送NIOS核處理，在LCD上顯示。經(jīng)測試，頻率測試范圍達(dá)到1Hz~14MHz,準(zhǔn)確度達(dá)0.1ppm，相位測量范圍0~360°準(zhǔn)確度1°，信號靈敏度達(dá)到8mvRMS。

原理分析和硬件電路圖

多功能計數(shù)器實物圖

電子設(shè)計大賽題目：多功能計數(shù)器—武漢大學(xué)
本系統(tǒng)以單片機(jī)和FPGA構(gòu)成的最小系統(tǒng)為控制核心，由寬帶放大模塊，比較整形模塊，頻率、相位差測量模塊等模塊構(gòu)成。在FPGA內(nèi)采用等精度測頻法測出頻率和周期，可實現(xiàn)對有效值為0.005V~5V，頻率范圍1Hz~35MHz 信號的頻率、周期的測量。用計數(shù)法測出相位差，可實現(xiàn)對有效值0.5V~5V，頻率10Hz~100KHz 信號的相位差測量。系統(tǒng)功能由按鍵控制，可對測量結(jié)果實時顯示，人機(jī)交互界面友好，達(dá)到了較好的性能指標(biāo)。另外我們系統(tǒng)還具有自動校準(zhǔn)和手動校準(zhǔn)的功能。

控制核心模塊

多功能計數(shù)器系統(tǒng)

電子設(shè)計大賽題目：高功率因數(shù)電源（第6組）—三峽大學(xué)
該系統(tǒng)采用TI 公司專用APFC 整流控制芯片UCC28019 作為控制核心，構(gòu)成電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制，構(gòu)建了有源功率因數(shù)校正（APFC）的高功率因數(shù)整流電源。其中，電流內(nèi)環(huán)作用是使網(wǎng)側(cè)交流輸入電流跟蹤電網(wǎng)電壓的波形與相位；電壓外環(huán)為輸出直流電壓控制環(huán)，外環(huán)電壓調(diào)節(jié)器的輸出控制內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)器的增益，使輸出直流電壓穩(wěn)定。系統(tǒng)采用ATmega16單片機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，完成輸出電壓的可調(diào)以及相關(guān)測量參數(shù)顯示功能,系統(tǒng)通過ATmega16單片機(jī)以及其外圍器件實現(xiàn)系統(tǒng)功率因數(shù)、輸出電壓、電流的實時測量、人機(jī)交互、輸出過流保護(hù)等功能。實際測試表明，采用UCC28019作為本系統(tǒng)的APFC芯片完全達(dá)到或超過題目要求的所有指標(biāo)。

高功率因數(shù)電源實物圖

電子設(shè)計大賽題目：簡易心電圖儀—江漢大學(xué)
本系統(tǒng)以TI公司的高精度儀表放大器INA2331和低功耗MSP430單片機(jī)為核心，實現(xiàn)了兩路心電信號的采集、存儲和顯示。設(shè)計采用右腿驅(qū)動電路和高通負(fù)反饋濾波器等抑制干擾措施，提高了放大器的共模抑制比；選用內(nèi)部資源豐富的MSP430 單片機(jī)和液晶顯示器LCD 實現(xiàn)了心電信號的存儲和回放。結(jié)果表明系統(tǒng)各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，具有低功耗低成本的特點。

簡易心電圖儀實物圖

電子設(shè)計大賽題目：位移測量裝置—華中科技大學(xué)
本系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，線性可變差動變壓器為傳感器，輔以相應(yīng)的模擬電路，能實現(xiàn)較精確的位移測量功能。主要模塊有正弦波產(chǎn)生、差分放大、差動變壓、整流濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中運用DDS芯片產(chǎn)生正弦波，經(jīng)過差分放大后進(jìn)入可變差動變壓器。依據(jù)磁通改變原理，通過移動變壓器線圈內(nèi)部的磁棒可以改變次級線圈輸出電壓，經(jīng)整流濾波（真有效值轉(zhuǎn)換）后電壓改變值通過單片機(jī)處理即可得到位移值。系統(tǒng)電路構(gòu)造簡單，通過較少的元件就可以達(dá)到一定精度的測量。本系統(tǒng)一大特色就是具有電機(jī)驅(qū)動部分，可以利用單片機(jī)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動磁棒移動到指定位移。另外系統(tǒng)通過鍵盤輸入預(yù)定位移值，由LCD液晶屏顯示，人機(jī)交互界面良好，方便用戶使用。

硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖

位移測量裝置作品全圖

電子設(shè)計大賽題目：溫度自動控制系統(tǒng)—武漢工業(yè)學(xué)院
本溫度自動控制系統(tǒng)以TI 16Bit 超低功耗單片機(jī)MSP430F247 為核心控制單元，以 LTC1923 PWM 雙極性電流控制器和大功率MOSFET 構(gòu)成的半導(dǎo)體電熱致冷器（TEC）功率驅(qū)動模塊，以負(fù)溫度系數(shù)NTC 熱敏電阻為溫度傳感器把溫度信號變?yōu)殡妳⒘啃盘?，再變換成電壓信號并放大后和DACTLV5616 輸出設(shè)定的目標(biāo)溫度電壓值進(jìn)行比較，得到的誤差電壓經(jīng)PID 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后反饋到LTC1923 的控制端，由LTC1923 來控制功率驅(qū)動模塊，從而對木盒的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確穩(wěn)定的控制。

硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖

溫度自動控制系統(tǒng)實物圖

電子設(shè)計大賽題目：智能萬用表設(shè)計-湖北師范學(xué)院
本設(shè)計能夠精確的測量直流電壓、交流電壓和電阻，具有測量精度高，抗干擾能力強(qiáng)等特點。整個系統(tǒng)可以用一塊9V電池供電，實現(xiàn)了低功耗和便攜功能。小電阻測量是采用獨立恒流供電端口四端子測量法，從而減小了接觸電阻的影響，實現(xiàn)了小電阻高精度測量；交流測量是用AD637真有效值轉(zhuǎn)換芯片將交流信號轉(zhuǎn)換成直流電壓后測量；用帶鉗位保護(hù)的反向放大器進(jìn)行輸入電壓轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了10MΩ的輸入阻抗和高安全性。電路中關(guān)鍵器件采用TI公司的精密運算放大器OPA07和儀表放大器INA128，實現(xiàn)了高精度的測量；ADC采用MC14433芯片；控制器選用TI公司的MSP430單片機(jī)，實現(xiàn)了低功耗，量程自動切換功能。另外，通過利用和改裝波段開關(guān)，實現(xiàn)了測量檔位轉(zhuǎn)換的便捷和可靠。該作品的所有性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出題目的設(shè)計要求。

硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖

智能萬用表設(shè)計作品實物照及TI公司器件標(biāo)注

附件包含以下資料