全国大学生电子设计竞赛系统设计PDF电子书下载

第1章 电源类作品系统设计 1

1.1 三相正弦波变频电源设计 1

1.1.1 三相正弦波变频电源设计要求 1

1.1.2 三相正弦波变频电源系统设计方案比较 1

1.1.3 三相正弦波变频电源系统组成 5

1.1.4 交流电源整流滤波电路设计 7

1.1.5 斩波和驱动电路设计 7

1.1.6 逆变和驱动电路设计 9

1.1.7 真有效值转换电路设计 10

1.1.8 液晶显示及存储电路设计 11

1.1.9 过压保护和过流保护电路设计 13

1.1.10 单片机电路设计 14

1.1.11 电源电路 15

1.1.12 三相正弦波变频电源软件设计 15

1.2 数控直流电流源设计 19

1.2.1 数控直流电流源设计要求 19

1.2.2 数控直流电流源系统设计方案比较 19

1.2.3 数控直流电流源主要单元器件的选择 21

1.2.4 电源输入EMI滤波和主电路前级整流滤波稳压电路设计 24

1.2.5 PWM调制波与MOSFET的驱动电路设计 25

1.2.6 斩波电路与滤波稳流电路设计 26

1.2.7 电流检测电路设计 28

1.2.8 单片机最小系统设计 29

1.2.9 A/D、D/A的转换电路设计 29

1.2.10 键盘和显示电路及辅助电源电路设计 30

1.2.11 系统误差分析 31

1.2.12 系统的热设计与电磁兼容设计 32

1.2.13 提高系统精度的技术措施 32

1.2.14 数控直流电流源软件设计 32

1.3 直流稳定电源设计 33

1.3.1 直流稳定电源系统设计要求 33

1.3.2 直流稳定电源系统设计方案 34

1.3.3 稳压电源电路设计 34

1.3.4 稳流电源电路设计 36

1.3.5 PWM升压型开关稳压电路（DC-DC变换器）设计 37

1.3.6 显示电路设计 39

1.4 简易数控直流电源设计 40

1.4.1 简易数控直流电源设计要求 40

1.4.2 简易数控直流电源系统设计方案 40

1.4.3 AT89S52单片机最小系统设计 41

1.4.4 D/A转换器设计 43

1.4.5 功率输出电路设计 43

1.4.6 过流保护电路设计 45

1.4.7 键盘／显示器电路设计 45

1.4.8 输出电压显示电路设计 46

1.4.9 直流稳压电源电路设计 47

1.4.10 简易数控直流电源系统软件设计 47

1.5 开关稳压电源 49

1.5.1 开关稳压电源设计要求 49

1.5.2 开关稳压电源设计方案 50

1.5.3 Boost升压（斩波）电路设计 53

1.5.4 采用移相全桥软开关的DC-DC变换器电路设计 55

1.5.5 采用推挽结构的DC-DC变换器电路设计 61

1.5.6 保护电路设计 64

1.5.7 辅助电源电路设计 66

1.6 光伏并网发电模拟装置 69

1.6.1 光伏并网发电模拟装置设计要求 69

1.6.2 光伏并网发电模拟装置系统方案设计 69

1.6.3 理论分析与计算 71

1.6.4 DC-DC电路设计 72

1.6.5 DC-AC主回路电路设计 74

1.6.6 保护电路设计 74

1.6.7 低通滤波电路设计 74

1.6.8 辅助电源电路设计 75

1.6.9 并网控制电路设计 76

1.6.10 系统测试与结果分析 76

第2章 信号源类作品系统设计 79

2.1 正弦信号发生器设计 79

2.1.1 正弦信号发生器设计要求 79

2.1.2 正弦信号发生器系统设计方案 79

2.1.3 DDS的理论分析与参数计算 82

2.1.4 正弦信号发生电路设计 83

2.1.5 DDS接口电路设计 86

2.1.6 滤波电路和放大器电路设计 86

2.1.7 键盘和显示电路设计 88

2.1.8 电源电路设计 91

2.1.9 正弦信号发生器软件设计 91

2.2 电压控制LC振荡器系统设计 92

2.2.1 电压控制LC振荡器设计要求 92

2.2.2 电压控制LC振荡器系统设计方案 92

2.2.3 电压控制LC振荡器系统组成 95

2.2.4 压控振荡器和稳幅电路设计 96

2.2.5 前置分频器和锁相频率合成器电路设计 97

2.2.6 低通滤波器电路和电源电路设计 99

2.2.7 功率放大电路和输出电压峰-峰值检测显示电路设计 100

2.2.8 立体声电路模块应用电路设计 101

2.2.9 相关参数的计算 102

2.2.10 电压控制LC振荡器软件设计 103

2.3 波形发生器设计 109

2.3.1 波形发生器设计要求 109

2.3.2 波形发生器系统设计方案 109

2.3.3 晶体振荡器和锁相环电路设计 111

2.3.4 地址计数脉冲产生电路设计 113

2.3.5 波形产生电路设计 113

2.3.6 滤波、稳幅输出电路设计 115

2.3.7 单片机系统设计 116

2.3.8 波形发生器软件设计 117

2.4 实用信号源设计 117

2.4.1 实用信号源设计要求 117

2.4.2 实用信号源设计系统设计方案 118

2.4.3 单片机系统设计 120

2.4.4 主振和吞咽时钟脉冲电路设计 120

2.4.5 正弦波形成电路设计 120

2.4.6 滤波器和方波形成电路设计 121

2.4.7 幅度控制和驱动电路设计 123

2.4.8 实用信号源软件设计 123

2.5 信号发生器 125

2.5.1 信号发生器设计要求 125

2.5.2 信号发生器系统设计方案 125

2.5.3 采用DDS芯片的信号发生器电路设计 127

2.5.4 采用Xilinx DDS IP核的信号发生器电路设计 130

2.5.5 采用Altera的DDS IP核的信号发生器电路设计 136

2.5.6 DAC电路设计 137

2.5.7 可变增益放大电路设计 138

2.5.8 功率放大器电路设计 139

2.5.9 电源电路设计 141

2.5.10 键盘输入电路设计 142

第3章 无线电类作品系统设计 143

3.1 单工无线呼叫系统设计 143

3.1.1 单工无线呼叫系统设计要求 143

3.1.2 单工无线呼叫系统设计方案 143

3.1.3 发射部分电路设计 144

3.1.4 接收部分电路设计 150

3.1.5 PT2262/2272编码／解码电路设计 153

3.1.6 20 dB衰减器的设计 155

3.1.7 单工无线呼叫系统软件设计 155

3.1.8 系统抗干扰措施 155

3.2 调频收音机设计 157

3.2.1 调频收音机设计要求 157

3.2.2 调频收音机系统设计方案 157

3.2.3 收音机电路设计 158

3.2.4 PLL频率合成器及环路滤波电路设计 158

3.2.5 电源电路设计 161

3.2.6 实时时钟电路设计 162

3.2.7 电台锁存电路设计 162

3.2.8 调频收音机软件设计 163

3.3 短波调频接收机设计 164

3.3.1 短波调频接收机设计要求 164

3.3.2 短波调频接收机系统设计方案 164

3.3.3 接收机电路设计 165

3.3.4 输入匹配电路设计 166

3.3.5 音量控制电路设计 167

3.3.6 锁相频率合成电路设计 167

3.3.7 单片机系统设计 169

3.3.8 短波调频接收机软件设计 169

3.4 调幅广播收音机设计 171

3.4.1 调幅广播收音机设计要求 171

3.4.2 调幅广播收音机系统设计方案 171

3.4.3 收音机电路设计 171

3.4.4 AGC电压检出电路设计 171

3.4.5 PLL电路设计 172

3.4.6 电源电路设计 173

3.4.7 单片机系统和显示电路设计 174

3.4.8 实时时钟芯片DS1302应用电路设计 174

3.4.9 调幅广播收音机软件设计 175

3.5 简易无线电遥控系统设计 175

3.5.1 简易无线电遥控系统设计要求 175

3.5.2 简易无线电遥控系统设计方案 175

3.5.3 发射机的按键控制与编码电路设计 175

3.5.4 发射机的调频振荡器和功率放大器电路设计 177

3.5.5 接收机高频放大器电路设计 178

3.5.6 接收机的解调器电路设计 179

3.5.7 解码和控制电路设计 180

3.6 无线识别装置 182

3.6.1 无线识别装置设计要求 182

3.6.2 无线识别装置系统设计方案 183

3.6.3 耦合线圈电路设计 186

3.6.4 阅读器发射电路设计 187

3.6.5 阅读器接收电路设计 188

3.6.6 阅读器FSK接收电路设计 190

3.6.7 应答器电路设计 191

3.6.8 应答器FSK调制电路设计 192

3.7 无线环境监测模拟装置 192

3.7.1 无线环境监测模拟装置设计要求 192

3.7.2 无线环境监测模拟装置系统设计方案 193

3.7.3 理论分析与计算 193

3.7.4 发射电路设计 195

3.7.5 接收电路设计 196

3.7.6 系统软件设计 201

第4章 放大器类作品设计 203

4.1 宽带放大器设计 203

4.1.1 宽带放大器设计要求 203

4.1.2 宽带放大器系统设计方案 203

4.1.3 输入电路设计 204

4.1.4 可控增益宽带放大器设计 204

4.1.5 手动增益预置和控制电路设计 206

4.1.6 功率放大电路设计 207

4.1.7 有效值测量电路设计 208

4.1.8 单片机电路和稳压电源电路设计 208

4.1.9 宽带放大器抗干扰措施 208

4.1.10 宽带放大器软件设计 209

4.2 高效音频功率放大器设计 209

4.2.1 高效音频功率放大器设计要求 209

4.2.2 高效音频功率放大器系统设计方案 209

4.2.3 高效音频功率放大器电路设计 210

4.2.4 信号变换电路和功率测量电路设计 214

4.2.5 短路保护电路设计 215

4.2.6 音量显示电路设计 217

4.2.7 电源电路设计 218

4.2.8 高效音频功率放大器软件设计 218

4.3 测量放大器设计 218

4.3.1 测量放大器设计要求 218

4.3.2 测量放大器系统设计方案 219

4.3.3 前级仪用放大器电路设计 219

4.3.4 数控衰减器电路设计 221

4.3.5 单片机电路和信号变换放大器设计 222

4.3.6 电源电路设计 223

4.3.7 测量放大器软件设计 223

4.4 实用低频功率放大器设计 223

4.4.1 实用低频功率放大器设计要求 223

4.4.2 实用低频功率放大器系统设计方案 223

4.4.3 前置放大器电路设计 225

4.4.4 功率放大器电路设计 227

4.4.5 波形变换电路设计 232

4.4.6 保护电路设计 234

4.4.7 稳压电源电路设计 234

4.5 宽带直流放大器 235

4.5.1 宽带直流放大器设计要求 235

4.5.2 宽带直流放大器系统设计方案 235

4.5.3 宽带直流放大器理论分析与计算 237

4.5.4 信号放大电路设计 239

4.5.5 功率放大器驱动电路设计 242

4.5.6 功率放大器电路设计 242

4.5.7 调零电路设计 246

4.5.8 低通滤波器电路设计 247

4.5.9 微控制器电路设计 248

4.5.10 电源电路设计 249

4.5.11 宽带直流放大器软件设计 249

4.6 低频功率放大器 252

4.6.1 低频功率放大器设计要求 252

4.6.2 低频功率放大器系统设计方案 252

4.6.3 电压放大电路设计 253

4.6.4 功率放大电路设计 253

4.6.5 带阻滤波器的设计 254

4.6.6 显示电路设计 256

4.6.7 电源功率测量电路设计 256

4.6.8 输出信号功率测量电路设计 256

4.6.9 单片机最小系统设计 256

4.6.10 低频功率放大器系统软件设计 258

4.7 程控滤波器 258

4.7.1 程控滤波器设计要求 258

4.7.2 程控滤波器系统设计方案 259

4.7.3 程控放大器电路设计 263

4.7.4 低通滤波器电路设计 266

4.7.5 高通滤波器电路设计 269

4.7.6 椭圆滤波器电路设计 270

4.7.7 用于可控增益放大器增益调节的DAC电路设计 271

4.7.8 用于扫频信号发生器的DAC电路设计 272

4.7.9 有效值测量电路设计 272

4.7.10 扫频信号源电路设计 274

4.7.11 程控滤波器系统软件设计 274

第5章 仪器仪表类作品系统设计 276

5.1 简易电阻、电容和电感测试仪 276

5.1.1 简易电阻、电容和电感测试仪设计要求 276

5.1.2 简易电阻、电容和电感测试仪系统设计方案 276

5.1.3 测量Rx和Cx的RC振荡电路设计 285

5.1.4 多路开关转换电路和单片机最小系统设计 288

5.1.5 电阻、电容和电感参数测试仪软件设计 288

5.2 简易数字频率计 289

5.2.1 简易数字频率计设计要求 289

5.2.2 简易数字频率计系统设计方案 289

5.2.3 输入电路设计 296

5.2.4 分频器电路和三态门电路设计 298

5.2.5 单片机系统和自校电路 298

5.2.6 简易数字频率计软件设计 299

5.2.7 误差分析 300

5.3 频率特性测试仪 300

5.3.1 频率特性测试仪设计要求 300

5.3.2 频率特性测试仪系统设计方案 301

5.3.3 扫频信号源发生器电路设计 305

5.3.4 幅度测量电路设计 311

5.3.5 相位测量电路设计 311

5.3.6 被测网络的制作 313

5.3.7 频率特性测试仪软件设计 314

5.4 数字式工频有效值多用表 315

5.4.1 数字式工频有效值多用表设计要求 315

5.4.2 数字式工频有效值多用表系统设计方案 315

5.4.3 输入放大器电路设计 316

5.4.4 信号采样和保持电路设计 317

5.4.5 A/D采样电路设计 317

5.4.6 信号频率采样和倍频电路设计 320

5.4.7 数字式工频有效值多用表软件设计 320

5.5 简易数字存储示波器 321

5.5.1 简易数字存储示波器设计要求 321

5.5.2 简易数字存储示波器系统设计方案 321

5.5.3 信号调理电路设计 323

5.5.4 触发电路设计 326

5.5.5 A/D转换电路设计 327

5.5.6 数据存储器电路设计 327

5.5.7 D/A转换器和输出电路设计 329

5.5.8 控制器电路设计 331

5.5.9 键盘和显示器设计 332

5.5.10 简易数字存储示波器软件设计 333

5.6 低频数字式相位测量仪设计 334

5.6.1 低频数字式相位测量仪设计要求 334

5.6.2 低频数字式相位测量仪系统设计方案比较 334

5.6.3 相位测量仪测量原理和电路框图 338

5.6.4 相位测量仪通道输入信号调理电路 340

5.6.5 相位测量仪FPGA控制部分电路设计 340

5.6.6 相位测量仪峰值保持、过峰检测电路设计 341

5.6.7 相位测量仪显示电路、按键开关和电源电路设计 342

5.6.8 移相信号发生器数字移相原理和电路框图 342

5.6.9 移相信号发生器中正弦波信号的产生 344

5.6.10 移相信号发生器的其他单元电路 346

5.6.11 低频数字式相位测量仪软件设计 346

5.7 简易逻辑分析仪 349

5.7.1 简易逻辑分析仪设计要求 349

5.7.2 简易逻辑分析仪系统设计方案 349

5.7.3 电路数字信号发生器电路设计 351

5.7.4 8位输入电路设计 351

5.7.5 逻辑分析仪的功能实现 353

5.7.6 双端口RAM电路设计 353

5.7.7 液晶显示器电路设计 355

5.7.8 单片机系统之间的通信 357

5.7.9 简易逻辑分析仪软件设计 358

5.8 集成运放综合参数测试仪 359

5.8.1 集成运放综合参数测试仪设计要求 359

5.8.2 集成运放综合参数测试仪设计方案 359

5.8.3 微控制器电路设计 362

5.8.4 运放参数测试电路设计 363

5.8.5 单位增益带宽测试电路设计 364

5.8.6 DDS信号源电路设计 365

5.8.7 集成运放综合参数测试仪软件设计 368

5.9 简易频谱分析仪 370

5.9.1 简易频谱分析仪设计要求 370

5.9.2 简易频谱分析仪设计方案 370

5.9.3 微控制器电路设计 371

5.9.4 本机振荡器电路设计 371

5.9.5 混频器电路设计 373

5.9.6 可编程放大器电路设计 375

5.9.7 滤波器电路设计 375

5.9.8 检波器电路设计 376

5.9.9 键盘及显示电路设计 376

5.9.10 简易频谱分析仪软件设计 377

5.10 音频信号分析仪 378

5.10.1 音频信号分析仪设计要求 378

5.10.2 音频信号分析仪设计方案 378

5.10.3 理论分析与计算 381

5.10.4 输入放大器电路设计 382

5.10.5 微控制器系统电路设计 384

5.10.6 音频信号分析仪系统软件设计 384

5.11 数字示波器 385

5.11.1 数字示波器设计要求 385

5.11.2 数字示波器设计方案 386

5.11.3 数字示波器的实时采样和等效采样 388

5.11.4 数字示波器的垂直灵敏度和扫描速度 389

5.11.5 输入通道信号调理电路设计 390

5.11.6 采样保持电路设计 392

5.11.7 ADC电路设计 393

5.11.8 触发电路设计 396

5.12 积分式直流数字电压表 397

5.12.1 积分式直流数字电压表设计要求 397

5.12.2 双斜积分式直流数字电压表设计方案 397

5.12.3 三斜积分式直流数字电压表设计方案 400

5.12.4 双斜式积分电路设计 402

5.12.5 三斜式积分电路设计 403

5.12.6 基准电压电路设计 404

5.12.7 微控制器和显示电路设计 404

5.12.8 电源电路设计 405

第6章 数据采集与处理类作品系统设计 407

6.1 数据采集与传输系统 407

6.1.1 数据采集与传输系统设计要求 407

6.1.2 数据采集与传输系统设计方案 407

6.1.3 8路模拟信号的产生与A/D转换器电路设计 408

6.1.4 单片机和键盘显示器的接口电路设计 408

6.1.5 二进制数字调制器电路设计 409

6.1.6 解调器电路设计 410

6.1.7 3 dB带宽为30～50 kHz的带通滤波器电路设计 413

6.1.8 时钟频率可变的测试码发生器电路设计 414

6.1.9 伪随机码发生器和加法电路设计 414

6.1.10 数据通道的切换电路设计 416

6.1.11 数据采集与传输系统软件设计 416

6.2 数字化语音存储与回放系统 417

6.2.1 数字化语音存储与回放系统设计要求 417

6.2.2 数字化语音存储与回放系统设计方案 417

6.2.3 语音前置放大器电路设计 418

6.2.4 带通滤波器电路设计 420

6.2.5 A/D转换器电路设计 424

6.2.6 单片机和D/A转换器电路设计 424

6.2.7 幅频特性校正电路设计 427

6.2.8 音频放大器和自动增益控制（AGC）电路设计 427

6.2.9 数字化语音存储与回放系统软件设计 429

6.3 多路数据采集系统 430

6.3.1 多路数据采集系统设计要求 430

6.3.2 多路数据采集系统设计方案 431

6.3.3 正弦波发生器电路设计 431

6.3.4 F/V变换电路设计 436

6.3.5 A/D转换与数据采集电路设计 437

6.3.6 主从单片机通信电路设计 438

6.3.7 键盘与显示模块电路设计 439

6.3.8 多路数据采集系统软件设计 439

第7章 控制类作品系统设计 442

7.1 悬挂运动控制系统 442

7.1.1 悬挂运动控制系统设计要求 442

7.1.2 悬挂运动控制系统设计方案 442

7.1.3 步进电机的驱动电路设计 448

7.1.4 坐标显示电路和按键输入电路设计 450

7.1.5 黑线检测电路设计 450

7.1.6 主控制器电路设计 451

7.1.7 悬挂运动控制系统软件设计 451

7.1.8 系统测试 456

7.2 简易智能电动车设计 458

7.2.1 简易智能电动车设计要求 458

7.2.2 简易智能电动车系统设计方案 458

7.2.3 轨迹、金属、障碍物、光源检测和路程测量等传感器电路设计 464

7.2.4 单片机控制系统设计 467

7.2.5 电机驱动电路设计 468

7.2.6 数码管动态显示电路设计 469

7.2.7 简易智能电动车系统软件设计 470

7.3 液体点滴速度监控装置 473

7.3.1 液体点滴速度监控装置设计要求 473

7.3.2 液体点滴速度监控装置系统设计方案 473

7.3.3 主站、从站单片机系统电路设计 474

7.3.4 步进电机驱动电路设计 474

7.3.5 液滴检测电路设计 475

7.3.6 声光报警电路设计 476

7.3.7 液体点滴速度监控装置软件设计 477

7.4 自动往返电动小汽车 478

7.4.1 自动往返电动小汽车设计要求 478

7.4.2 自动往返电动小汽车系统设计方案 479

7.4.3 单片机系统电路设计 479

7.4.4 电机驱动调速电路设计 480

7.4.5 路面黑线检测电路设计 481

7.4.6 车速检测电路和电源电路设计 481

7.4.7 自动往返电动小汽车软件设计 482

7.5 水温控制系统 484

7.5.1 水温控制系统设计要求 484

7.5.2 水温控制系统设计方案 485

7.5.3 温度检测电路设计 485

7.5.4 A/D转换器电路设计 488

7.5.5 强电控制与驱动电路设计 490

7.5.6 交流电过零检测电路设计 491

7.5.7 语音电路和打印机接口电路设计 492

7.5.8 水温控制系统软件设计 493

7.6 电动车跷跷板 493

7.6.1 电动车跷跷板设计要求 493

7.6.2 电动车跷跷板设计方案 494

7.6.3 理论分析与计算 495

7.6.4 电动车跷跷板的倾斜角度的测量 497

7.6.5 路径检测电路设计 500

7.6.6 步进电机驱动电路设计 501

7.6.7 电动车跷跷板系统软件设计 501

7.7 声音导引系统 504

7.7.1 声音导引系统设计要求 504

7.7.2 声音导引系统方案设计 504

7.7.3 理论分析及计算 507

7.7.4 主控制台的主控板电路设计 508

7.7.5 音频信号发生电路设计 511

7.7.6 音频信号接收电路设计 511

7.7.7 小车电机驱动电路设计 511

7.7.8 语音播报电路设计 514

7.7.9 舵机控制电路设计 516

7.7.10 显示电路设计 517

7.7.11 声音导引系统软件设计 518

参考文献 521