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目录 1

第1章 电子设计竞赛题目与分析 1

1.1 全国大学生电子没计竞赛简介 1

1.2 全国大学生电子没计竞赛命题原则及要求 2

1.2.1 命题范围 2

1.2.2 题目要求 2

1.2.3 题目类型 2

1.2.4 命题格式 3

1.2.5 征题办法 3

1.3 电子设计竞赛的题目分析 4

1.3.1 电源类题目分析 5

1.3.2 信号源类题目分析 8

1.3.3 无线电类题目分析 12

1.3.4 放大器类题目分析 17

1.3.5 仪器仪表类题目分析 23

1.3.6 数据采集与处理类题目分析 32

1.3.7 控制类题目分析 36

第2章 电子设计竞赛制作基础训练 43

2.1 电子元器件的识别 43

2.1.1 电阻器 43

2.1.2 电位器 45

2.1.3 电容器 46

2.1.4 电感器 47

2.1.5 半导体分立器件 48

2.1.6 半导体集成电路 51

2.1.7 表面贴装元件 52

2.2 装配工具及使用方法 56

2.2.1 装配工具 56

2.2.2 焊接材料 57

2.2.3 焊接工艺和方法 59

2.3.1 印制电路板设计 66

2.3.2 印制电路板的制作 66

2.3 印制电路板设计与制作 66

3.1.2 三端固定式正压稳压器 71

第3章 基本单元电路设计制作训练 73

3.1 集成直流稳压电源的设计 73

3.1.1 直流稳压电源的基本原理 73

3.1.3 三端固定式负压稳压器 75

3.1.4 三端可调式稳压器 75

3.1.5 正负输出稳压电源 76

3.1.6 斩波调压电源电路 77

3.1.7 精密稳压电源电路 79

3.1.8 DC-DC电源电压 79

3.1.9 受控稳压电源 79

3.1.10 LCD显示器用负压电源 80

3.2 运算放大器电路 82

3.2.1 运算放大器基本特性 82

3.2.2 基本运算放大器应用电路 84

3.2.3 测量放大电路 85

3.3 信号产生电路 87

3.3.1 分立模拟电路构成矩形波产生电路 87

3.3.2 正弦波产生电路 88

3.3.3 三角波产生电路 89

3.3.4 多种信号发生电路 89

3.4.1 有源滤波电路 90

3.4 信号处理电路 90

3.4.2 电压-频率、频率-电压变换电路 91

3.4.3 电流-电压变换电路 92

3.5 声音报警电路 93

3.5.1 分立元件制作的声音报警电路 93

3.5.2 与单片机接口的声音报警电路与程序 93

3.5.3 与可编程逻辑器件接口的声音报警电路与程序 94

3.6 传感器及其应用电路 95

3.6.1 传感器种类介绍 95

3.6.2 霍尔传感器与应用电路 96

3.6.3 金属传感器与应用电路 98

3.6.4 温度传感器与应用电路 100

3.6.5 光电传感器与应用电路 105

3.6.6 超声波传感器与应用电路 107

3.7 功率驱动电路 112

3.7.1 直流电动机驱动接口电路 112

3.7.2 步进电动机及驱动电路 115

3.7.3 继电器电路 118

3.7.4 固态继电器电路 118

3.8 显示电路 120

3.8.1 LED显示器接口电路 120

3.8.2 LCD显示器的控制 123

3.9.1 A／D转换器的分类及简介 126

3.9 A／D转换器 126

3.9.2 A／D转换器的主要技术指标 127

3.9.3 A／D转换器及其相应接口电路选择原则 128

3.9.4 常用的A／D转换器 129

3.9.5 A／D接口电路及程序设计 133

第4章 单片机最小系统设计制作训练 142

4.1 单片机最小系统设计制作 142

4.1.1 单片机最小系统电路板硬件设计 142

4.1.2 最小系统电路PCB印制板电路图 146

4.1.3 单片机最小系统电路板测试程序设计 146

4.2.1 通用可编程键盘和显示器的接口电路芯片8279 152

4.2 通用键盘显示电路设计 152

4.2.3 8279与单片机最小系统电路板的连接 153

4.2.4 基于8279的通用键盘和显示电路程序设计 153

4.2.2 基于8279的通用键盘和显示电路硬件设计 153

4.3 单片机与液晶显示电路接口电路设计 162

4.3.1 MDLS点阵字符型液晶显示模块及程序设计 162

4.3.2 LMA97SOO5AD点阵图形型液晶显示模块及程序设计 168

4.4 单片机与D／A及A／D转换电路制作 181

4.4.1 D／A转换电路及程序设计 181

4.4.2 A／D转换电路及程序设计 186

5.1.1 Xilinx公司的FPGA器件 194

第5章 可编程逻辑器件系统设计制作训练 194

5.1 FPGA最小系统的设计制作 194

5.1.2 FPGA最小系统电路设计 199

5.1.3 FPGA最小系统印制板设计 199

5.1.4 FPGA最小系统电源电路的设计 199

5.2 FPGA最小系统配置电路的设计 199

5.2.1 使用PC并行口配置FPGA 199

5.2.2 使用单片机配置FPGA 202

5.2.3 Spartan-Ⅱ器件的配置 206

5.2.4 各种模式的配置方式 207

5.3.1 设计流程 212

5.3 ModelSim仿真工具的使用 212

5.3.2 功能仿真和时序仿真 213

5.3.3 功能仿真（Function Simulation）步骤 214

5.3.4 功能仿真（Function Simulation）查错分析 220

5.3.5 时序仿真（Timing Simulation）步骤 222

5.4 FPGA的最小系统板的下载 225

5.4.1 设计的实现过程 225

5.1.2 使用1MPACT配置FPGA最小系统板的过程 228

5.5 常见错误及其原因分析 240

5.5.1 避免语法错误 240

5.5.2 信号与变量 241

5.5.3 IF ELSE语句 242

5.5.4 CASE语句 245

5.5.5 多时钟源的解决方案 247

5.5.6 仿真无波形 249

5.5.7 执行时端口丢失 250

5.6 编程技巧 252

5.6.1 程序优化 252

5.6.2 状态机优化 252

5.6.3 片内资源的开发利用 254

5.6.4 毛刺与抗干扰 258

5.6.5 宏功能模块和IP核复用 259

6.1.1 概述 262

第6章 电子设计竞赛系统设计训练 262

6.1 电子系统设汁的基本方法 262

6.1.2 现代电子系统的设计方法 263

6.1.3 EDA技术 264

6.2 电子竞赛作品设计制作步骤 267

6.2.1 题目选择 267

6.2.2 系统方案论证 268

6.2.3 安装制作与调试 269

6.3 子系统的设计制作步骤 270

6.3.1 单片机与可编程逻辑器件子系统设计步骤 270

6.2.4 电子设计竞赛作品设计制作的全过程 270

6.3.2 数字／模拟子系统设计步骤 271

第7章 电子设计竞赛设计总结报告写作 274

7.1 设计总结报告写作基本要求 274

7.1.1 设计总结报告的评分标准分析 274

7.1.2 设计总结报告的内容、要求与应注意的一些问题 275

7.2 设计与总结报告示例 278

7.2.1 电压控制LC振荡器（A题）设计与总结报告示例 278

7.2.2 低频数字式相位测量仪（C题）设计与总结报告示例 283

7.2.3 简易智能电动车（E题）设计与总结报告示例 286

8.1.1 参赛队员的挑选 289

8.1 赛前的培训组织 289

第8章 电子设计竞赛中应注意的一些问题 289

8.1.2 理论课培训 290

8.1.3 实践课培训 291

8.1.4 强化训练 293

8.1.5 队员的组合与分工 293

8.2 赛前题目分析和准备 293

8.2.1 赛前公布的基本仪器和主要元器件清单 293

8.2.2 赛前题目分析 294

8.2.3 赛前准备 297

8.3.1 注意竞赛纪律 298

8.3 竞赛过程中应注意的一些问题 298

8.3.2 竞赛题目的分析 299

8.3.3 方案的设计 299

8.3.4 元器件的采购 299

8.3.5 设计装配制作 299

8.3.6 竞赛时间安排 300

8.3.7 注意休息和饮食 300

附录A 电压控制LC振荡器（A题）设计与总结报告 302

附录B 低频数字式相位测量仪（C题）设计与总结报告 326

附录C 简易智能电动车（E题）设计与总结报告 348

参考文献 372