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2020年TI杯省赛大学生电子设计竞赛题目

2020年TI杯省赛大学生电子设计竞赛题目
A:无线运动传感器节点设计
任务
基于 TI 模拟前端芯片 ADS1292 和温度传感器 LMT70 设计制作无线运动传 感器节点,节点采用电池供电,要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表 温度和运动信息。
要求
(1)基于 ADS1292 模拟前端芯片设计心电检测电路,完成使用者的心电信 号实时测量,要求: (40 分)
①实时采集和记录使用者的心电信号,实现动态心电图的测试与显示;
②在心电波形上标注 Q、R、S 点,并测量显示 R、S 两点时间;
③分析计算使用者的心率,心率测量相对误差不大于 5%;
④心律不齐时报警(相邻两次心跳用时差异超过 20%)。
(2)基于 LMT70 温度传感器测量使用者体表温度,要求:(20分)
①实时采集和记录使用者的体表温度,温度采样率不低于 10 次/分钟;
②体表温度测量误差绝对值不大于 2℃。
(3)基于加速度计等传感器检测使用者运动信息,实现运动步数和运动距 离的统计分析,要求: (15 分)
①运动距离记录相对误差不大于 10%;
②运动步数记录相对误差不大于 5%。
(4)无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温 度和运动信息,并在移动终端(手机、Pad 等,笔记本电脑除外)端实时显示动 态心电图、体表温度和运动信息,要求传输时延不大于 1 秒。
要点
熟练使用了TI的这两款器件
B:单相在线式不间断电源
任务
设计并制作交流正弦波在线式不间断电源(UPS),结构框图如图 1 所示。
要求
(1) 交流供电,U 1 =36V,输出交流电流 I o =1A 时,输出交流电压 U o =30V±0.2V,频率 f =50±0.2Hz。 (10 分)
(2) 交流供电,U 1 =36V,I o 在 0.1A~1.0A 范围变化,负载调整率 S I ≤0.5%。(20 分)
(3) 交流供电,I o =1A,U 1 在 29V~43V 范围内变化,电压调整率 S U ≤0.5%。(20 分)
(4) 在要求(1)条件下,不间断电源输出电压为正弦波,失真度 THD≤2%。 (15 分)
(5) 断开交流电源,即时切换至直流(储能器件侧)供电,U d =24V,输出交流电流 I o =1A 时,输出交流电压 U o =30V±0.2V,频率 f =50±0.2Hz。 (10 分)
(6) 直流供电,U d =24V,在 U o =30V,I o =1A 的条件下,使在线式不间断电源效率 ƞ 尽 可能高。
要点
参照往年的电源题目, Just Do It
C:坡道行驶电动小车
任务
利用 TI 的 MSP430/MSP432 平台,设计制作一个四轮电动小车。要求小车 能沿着指定路线在坡道上自动循迹骑线行驶。小车必须独立运行,车外不能使用 任何设备(包括电源)。小车(含电池)重量小于 1.5kg,外形尺寸在地面投影不 大于 25cm×25cm。坡道用长、宽约 1m 的细木工板制作,允许板上有木质本色及 自然木纹。木工板表面铺设画有 1cm×1cm 黑白间隔的纸条(以下简称为标记线) 作为路线指示;标记线起始段为直线,平行于木板两边;标记线在坡顶转向 90°, 转弯半径 20cm;标记线平行坡顶距离≥30cm,距坡顶距离≤20cm;标记线总长 度为 1m。停车标记为宽 1cm 长 5cm 的黑色线条,垂直于坡顶标记线。小车坡度 角示意及行驶线路顶视图如图 1 所示。
要点
TI的器件,用好就行
D:绕障飞行器
任务
基于多悬翼飞行器设计一个绕障飞 行器(简称飞行器)。飞行器活动区域示 意图如图 1 所示。在图 1 中,地面上标有 起飞点与降落点,并且还放置了 2 个杆 塔;起飞点用空心黑色矩形框标识,降落 点实心黑色圆标识,杆塔有红、绿两种颜 色。
要点
玩飞行器的,这是基础,参照往年的题目做就好
E:放大器非线性失真研究装置
任务
设计并制作一个放大器非线性失真研究装置,其组成如图1所示,图中的 1× 切换开关,晶体管放大器只允许有一个输入端口和一个输出端口。
要点
三极管状态的调整
几路GPIO开关控制不同的电阻
DAC产生不同的电压值
一根IO线 + 一个电阻 + 一个电容
通过PWM的占空比调节得到不同的输出电压
推荐使用的模拟开关器件
F:非接触物体尺寸形态测量
任务
设计并制作一个非接触式物体形状和尺寸自动测量装置,装置的布置图如 图 1 所示,测量装置放置在图中所示的测量装置区内,被测目标放置在图中被测 目标放置区内,装置能测量被测目标的形状、尺寸、测量头中心点与被测目标之 间的距离等参数,并用激光束指示出被测目标的中心位置。背景板竖立放置在目 标后 5cm 处,图 2 为目标和背景板放置示意图。
图1
图2
子曰
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2020-10-10