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齐鲁理工学院第四届电子设计大赛题目 爱心 LED 灯设计（A 题） 一、 任务 设计一个心型的 LED 灯，该灯至少由十个小的 LED 发光二极管组成，布置成心型的样 子，大致如图所示。可以选择单色 LED，也可以选择全彩 LED (注 ：全彩 LED 灯是透明树 脂封装，四个引脚，里面一般封装了 3 个芯片(一般是红、绿、蓝三基色)，三种颜色共用一 脚(共阴或共阳)。 二、 要求 1. 基本要求 （1） 用万能板、自己做板、 自己设计板或用万能板焊接。 （2） 十个以上 LED 二极管组成，可以控制全部 LED 亮或灭。 （3）亮度控制：根据光线亮度控制流水速度或亮度。 （4）采用全彩 LED 灯实现颜色变换显示。 （5）实现流水灯功能；实现三种或三种以上的显示模式选择(侧 流水模式，闪光模式， 左右轮流显示，彩模式的不同颜色变换等等。 2. 发挥部分 （1）语音控制：采用柱极体话筒采集声音，根据声音大小控制流水速度或亮度或颜色。 （2）手机音乐指示：从手机的耳机接口采集输出的音频信号来控制流水速度或亮度或颜 色。 （3）采用心跳传感器，实现心跳与 LED 同步跳动显示。 （4）其他。 四、评分标准 项 设计 报告 基本 要求 目 满分 方案论证 5 理论分析与计算 4 电路设计 16 测试方案与测试结果 13 设计报告结构及规范性 2 总分 40 实际制作完成情况 60 发挥 部分 完成第（1）项 15 完成第（2）项 15 完成第（3）项 15 其它 5 总分 50 儿童走失报警器（B 题） 一、任务 制作无线发射、接收装置各一个，用于儿童走失报警，使用时发射机放在儿童口袋内， 接收机由家长携带。 二、要求 1．基本要求 （1）当发射机与接收机相距大于 3～5 米时，接收机应发出提示声，提示音持续时间为 5 秒。 （2） 当发射机与接收机相距大于 15～20 米时，接收机应发出连续报警声。 （3） A、B 部分工作电压不大于 5V，工作电流不超过 20mA。 （4）天线长度不超过 25cm。 （5）发射功率不得超过 20mW。 2．发挥部分 （1）制作多套装置(实际制作两套)，要求不同的发射机唯一识别对应的接收机，而不受 其它收发装置干扰。 （2）采用 3V 纽扣电池供电。 （3）报警距离可调。 （4）实现 15—20 米的报警距离时，发射机和接收机的工作电流均不超过 10mA。 （5）其它创新 三、评分意见 项 目 得 分 应包括：方案设计与论证, 参数计算、 设计报告 20 电路图、 软件流程图、测试方法与数 据,结果分析等、正文内容不超过 6 页 基 完成第一项要求 10 本 完成第二项要求 10 部 完成第三项要求 10 分 完成第四项要求 10 完成第五项要求 10 发 完成第一项要求 10 挥 完成第二项要求 10 部 完成第三项要求 10 分 完成第四项要求 10 特色与创新 10 超声波防撞测速仪（C 题） 一、任务 设计并制作一台超声波测距测速仪。该仪器能在公路旁对周边静止及移动物体测试相对 速度及距离，并能实时显示相应数据。当到达危险距离时能发出警报。 二、要求 1．基本要求 （1）具有超声波测距功能，测量距离 0.2m~ 2.0m，测距精度±1cm； （2）实时显示测量的距离，显示格式为：X.XX m。 2．发挥部分 （1）LED 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。 （2）蜂鸣器提示：随着距离由远及近，蜂鸣器 发声间隔加密。距离在 0.2m~ 1.0m，提 示间隔 0.5m ；距离在 1.0m~ 2.0m, 提示间隔 1m；距离在 2.0m~3.0m，提示间隔 2m；距离在 3.0m 以上，不提示。 （3）具有测速功能，实时报告与显示被测物体的运动速度，测量精度：士 5%。 （4）其他。 三、评分标准 项 设计 报告 基本 要求 发挥 部分 目 满分 方案论证 5 理论分析与计算 4 电路设计 16 测试方案与测试结果 13 设计报告结构及规范性 2 总分 40 实际制作完成情况 60 完成第（1）项 20 完成第（2）项 10 完成第（3）项 10 其它 10 总分 50 锂电池太阳能/市电两用智能充电器（D 题） 二、 任务 设计并制作一个太阳能和市电两用供电的锂电池智能充电器。电池可选 500MAH± 100MAH,额定电压 3.6V,充电器结构如下图所示: DC/DC 太阳能电板 充电器 主电路 3.6V锂电池 市电 220V AC/DC 控制电路 三、 要求 3. 基本要求 用太阳能电板对锂电池进行自动充电。 （1）能用 LED 显示充电状态，充电时绿色 LED 指示灯亮，充电结束后红色 LED 指示 灯亮； （2）要求用 0.1C 恒流充电，电池电压升到 4.2V 时,充电自动结束； （3）实时显示充电电流大小，误差≤±2%； （4）实时显示锂电池电压大小，误差≤±2%； （5）实时显示锂电池充电时的温度，误差≤±1℃。 4. 发挥部分 （1）可用 220V 市电为充电器供电； （2）在市电供电模块下具有快充（1.0C）功能； （3）记录并能显示电池电压随时间变化的充电曲线； （4）其它创新功能 四、评分标准 项 目 得 分 应包括：方案设计与论证, 参数计算、 设计报告 电路图、 软件流程图、测试方法与数 20 据,结果分析等、正文内容不超过 6 页 基 完成第一项要求 10 本 完成第二项要求 15 部 完成第三项要求 10 分 完成第四项要求 10 完成第五项要求 10 发 完成第一项要求 10 挥 完成第二项要求 15 部 完成第三项要求 10 分 特色与创新 10 便携式脉搏测试仪（E 题） 一、任务 设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用红光或红外光发射接收技术，从 人体手指或耳垂处采样获取脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。其系统框图如 图 1 所示，其中 A、B 为 2 处信号观测点用于作品评测。 光电 传感 A 放大 滤波 信号 调理 B 信息 处理 显示 光电脉搏探头 图1 脉搏测试仪系统方框图 二、要求 1. 基本要求 （1）设计制作光电脉搏探头，发射红外光或红光作为探测信号，照射到指尖等人体组织 后，接收其透射或反射信号。 （2）设计制作脉搏信号调理电路与信息处理电路，测量并显示被测人每分钟脉搏次数， 以医学仪器产品同时测量值为对照，测量误差不大于±3 次。 （3）测试仪必须采用 3.6V 电池供电，并尽量降低待机电流与工作电流。作品应留有电 池供电电流测试点以便评测时测量功耗。 （4）测试仪能在白天室内日常亮度环境下正常工作。 （5）测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部位时自动启动测量，1 分钟完 成测量后自动待机，直至撤离探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。 2、发挥部分 （1）可预置脉搏次数上下告警门限，当脉搏次数测量值超出告警限时，测试仪告警。 （2）可将测试仪设置为监护状态或回放状态。在监护状态，测试仪进行定时、连续长时 间测量并保存测量数据，在回放状态，回放所保存测量数据。记录数据时应包括其测量时间。 （3）可在不小于 128×64 点阵的屏幕上实现光电脉搏信号波形动态显示。 （4）其它。 三、说明 1. 本题只能使用一个控制器，并指定使用 LaunchPad MSP430 单片机开发板。 2. 不允许使用光电发射接收器一体化成品。 3. 光电脉搏检测的基本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变。当血液 送到人体组织时，组织的半透明度减小；当血液流回心脏，组织的半透明度增大，这种现象 在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。利用波长 600-1000nm 的红光或红外发光二 极管产生的光线照射到人体的手指尖、耳垂等部位，用装在该部位另一侧或同侧旁边的光电 接收管来检测机体组织的透明程度，即可将搏动信息转换成电信号。 四、评分标准 项 设计 报告 基本 要求 发挥 部分 目 主要内容 比较与选择 系统方案 方案描述 系统总体方框图 光电发射接收参数分析与计算 理论分析与计算 脉搏信号参数分析 信息采样与处理参数分析与计算 波形显示参数分析与计算 光电转换电路设计 电路与程序设计 调理电路设计 程序设计 测试方案、条件及仪器 测试方案与测试结果 测试结果完整性 测试结果分析 摘要 设 计报 告结 构 及 规 范 设计报告正文的结构 性 图表的规范性 总分 实际制作 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 其他 总分 分数 3 6 6 3 2 20 50 15 15 10 10 50 自主命题（F 题） 一、任务 队伍自主命题 二、要求 （1）必须采用嵌入式控制器或 PLC 等编程器件，控制核心自选。 （2）命题结合所学知识，具有实践性以及创新性。 （3）可使用成品器件，但不得从淘宝等交易平台采购成品，作为参赛作品。 （4）能够提供程序原始代码和硬件设计图纸。 三、评分意见 项 设计 报告 要求 发挥 部分 目 满分 方案论证 20 理论分析与计算 14 电路设计 16 测试方案与测试结果 5 设计报告结构及规范性 5 总分 60 实际制作完成情况 40 产品的创新性（必须指明本产品的独有的特点） 15 方案的创新性（必须指明本方案的独有的特点） 25 其它 10 总分 50