TI杯电子设计大赛C题金属循迹小车

2018年TI杯大学生电子设计竞赛A题：电流信号检测装置（本科）1．任务如图1所示，由任意波信号发生器产生的信号经功率放大电路驱动后，通过导线连接10Ω电阻负载，形成一电流环路；设计一采用非接触式传感的电流信号检测装置，检测环路电流信号的幅度及频率，并将信号的参数显示出来。

图1 电流信号检测连接图2．要求（1）设计一功率放大电路，当输入正弦信号频率范围为50Hz~1kHz时, 要求流过10Ω负载电阻的电流峰峰值不小于1A，要求电流信号无失真。

（25分）（2）用漆包线绕制线圈制作电流传感器以获取电流信号；设计电流信号检测分析电路，测量并显示电流信号的峰峰值及频率。

（15分）（3）被测正弦电流峰峰值范围为10mA~1A，电流测量精度优于5%，频率测量精度优于1%。

（25分）（4）任意波信号发生器输出非正弦信号时，基波频率范围为50Hz~200Hz，测量电流信号基波频率，频率测量精度优于1%；测量基本及各次谐波分量的幅度（振幅值），电流谐波测量频率不超过1kHz，测量精度优于5%。

（25分）（5）其他。

（10分）（6）设计报告（20分）项目主要内容满分系统方案方案描述、比较与选择 4理论分析与计算电流测量方法谐波分量测量方法5 电路设计电路设计 5测试方案与测试结果测试方案测试结果完整性测试结果分析4设计报告结构及规范性摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和规范性2 总分203．说明（1）为提高电流传感器的灵敏度，可用用漆包线在锰芯磁环上绕制线圈，制作电流传感器。

（2）在锰芯磁环上绕N2匝导线，将流过被测电流的导线从磁环中穿过（N1=1），构成电流传感器。

2018年TI 杯大学生电子设计竞赛B 题：灭火飞行器（本科）1．任务基于四旋翼飞行器设计一个灭火飞行器（简称飞行器）。

飞行器活动区域示意图如图1所示。

在图1中，左下方的圆形区域是飞行器起飞及降落点；右侧正方形区域是灭火防区，防区中有4个用红色LED 模拟的火源（火源用单只0.5W 红色发光二极管来实现，建议LED 电流不超过25mA ）。

2015年校第二届“TI杯”电子设计大赛题目A题：可编程控制直流电压源设计一、任务采用TI公司提供的Msp-Exp430G2开发板Launchpad以及主办方提供的功率管、运算放大器、OLED等元器件，设计并制作可编程控制直流电压源。

二、基本要求（80分）（1）输入为直流电压8V，输出直流电压+3V到+5V可调，负载为1KΩ。

（2）具有显示功能①显示“可调直流电压源”及参赛人姓名。

②实时显示当前输出电压值。

三、发挥部分（40分）（1）电压调整率：输入电压在8V±1V范围变换时，负载电阻1KΩ，输出电压为+5V，变化不超过0.1V。

（2）输入电压为8V，负载电阻为1KΩ，输出电压自动为1V-3V-5V，每个电压值保持30S，最终输出电压为1V。

（3）测纹波：包含有规律无规律的电压总和，要求小于20mV。

四、设计报告（30分）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要程序流程图、主要的测试结果。

完整的电路原理图、源程序和测试结果可用附件给出。

B题：烟雾报警及自动喷淋控制电路设计一、任务采用TI公司提供的Msp-Exp430G2开发板Launchpad以及主办方提供的烟雾报警器、电磁阀、OLED等器件，设计并制作烟雾报警自动喷淋控制电路。

二、基本要求（70分）（1）利用传感器的数字输出接口实现烟雾检测。

（2）实现报警功能①使用自带或外接蜂鸣器报警。

②LED闪烁。

（3）具有显示功能①当无烟雾时显示参赛题目“烟雾报警控制电路”、参赛人姓名及时间。

②烟雾超标时，显示“烟雾超标”四个字并闪烁。

（4）烟雾持续10s后开启电磁阀，实现自动喷淋功能。

三、发挥部分（50分）（1）利用传感器的模拟输出接口实现上述功能。

（2）具有手动解除警报的功能。

（3）其他创新。

四、设计报告（30分）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要程序流程图、主要的测试结果。

完整的电路原理图、源程序和测试结果可用附件给出。

大学生电子设计竞赛自动循迹小车目录摘要 (1)1.方案论证 (2)1.1方案描述 (2)1.2单片机方案的比较与论证 (2)1.3编码器选择与论证 (2)1.4 LDC1000与LDC1314选择与论证 (3)1.5 OLED显示方案 (3)1.6蜂鸣器发声方案 (3)2.理论分析与计算 (3)2.1速度增量式PID计算 (3)2.2舵机位置式PID算法 (3)3.电路与程序设计 (4)3.1系统组成 (4)3.2系统流程图 (5)4.测试方案与测试结果 (5)4.1测试方案 (5)4.1.1舵机测试方案 (6)4.1.2电机测试方案 (6)4.2系统测试结果分析 (6)5.结论 (6)6.参考文献 (7)摘要本循迹小车以单片机XS128为控制核心，主要由LDC1314感应模块、稳压模块、液晶显示模块、驱动控制模块、蜂鸣器模块、编码器、舵机以及小车组成。

跑道的标识为一根直径0.6~0.9mm的细铁丝，小车在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进。

在任意直线段铁丝上放置4个直径约19mm的镀镍钢芯硬币（第五套人民币的1角硬币），硬币边缘紧贴铁丝。

实验结果表明，在直线区任意指定一起点（终点），小车都能够依据跑道上设置的铁丝标识，能够自动绕跑道跑完一圈，而且时间不超过10分钟，小车运行时始终保持轨迹铁丝位于小车垂直投影之下，小车路过硬币时能够发现并发出声音提示，显示屏上能够实时显示小车行驶的距离和运行时间。

关键词：自动循迹 LDC1314 实时显示自动循迹小车1.方案论证1.1方案描述自动循迹小车依据电磁感应原理，由单片机XS128控制，控制系统是由XS128控制模块、LDC1314感应模块、稳压模块、液晶显示模块、驱动控制模块、蜂鸣器模块、编码器、舵机以及电动小车组成的闭环控制系统。

LDC1314感应模块采集小车在跑道上位置与角度信息，利用XS128单片机处理位置与角度数据后调节舵机打角并通过PID精确算法调整后轮速度。

2016年T I杯大学生电子设计大赛自动循迹小车（C题）【本科组】摘要：该系统以STM32F103VET6和89C52单片机为控制核心，采用了比赛指定的LDC1000电感传感器来探测铁丝和硬币，通过单片机产生的PWM和LM298模块控制电机，通过光耦传感器测量小车轮胎转动圈速，并应用LCD1602显示模块，以LM2596S为核心的电源电路为系统供电，从而实现了电动小车循迹、检测到硬币后蜂鸣器发出声响和实时显示小车行驶的距离和运行时间等功能。

整个系统的电路结构简单明了，可靠性能高，多次实验测试结果满足基本要求和大部分发挥部分的要求。

关键词：STM32F103VET6 89C52 LDC1000 智能小车一、方案论证1.方案选择1.1电机驱动方案的选择方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车进行调整，此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案二：采用专用L298N作为电机驱动。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动，它相应频率高，一块L298N可以分别控制两个直流电机。

用该模块驱动电机，操作方便，稳定性好，性能优良。

因此决定采用方案二。

1.2电机的选择方案一：采用步进电机，步进电机具有快速启动和停止能力，其转换灵敏度比较高，正转、反转控制灵活。

但是步进电机的价格比较昂贵，且该实验对小车速度等没有特殊要求，因而，不选取该方案。

方案二：采用普通的直流电机。

直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便。

调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。

可以满足实验要求。

因此选择方案二1.4探测线圈的选择方案一：使用TI公司生产的LDC1000模块自带的PCB线圈，其优点是布线精致，感应灵敏，但其探测范围小，对小车探测载体的机械结构要求较高。

方案二；使用自制线圈，其优点是检测范围大，但其精度不够高，且绕制难度较高。

LED 照明用恒流电源变换器（本科组）(A 题)一、任务设计并制作LED 照明用具有直流恒流输出特性的电源变换器，为串联的5个LED （单管额定功率1W ）供电，结构如下图所示。

二、要求 1．基本要求（1）负载条件下，电源变换器为直流恒流输出特性，且输出电流I O 可在150mA~350mA 范围内可调；（2）电压调整率S u ≤5%：负载为5个LED ， U 2在16V~20V 范围内变化时，I O 变化不超过±5%；（3）负载调整率S L ≤5%：U 2=18V ，负载由3个LED 增加至5个，I O 变化不超过±5%； （4）效率η≥50%：U 2=18V 、负载为5个LED 、I O =300mA ，电源变换器效率η≥50%； （5）具有输出过压保护功能，动作电压为U O =（2.018±）V 。

2．发挥部分（1）使变换器具有恒流限压特性：U O 小于18V 时为恒流输出；U O 达到18V 后为恒压输出，将U O 稳定在（2.018±）V ；待U O 降至18V 以下则恢复恒流输出；（2）LED 亮度可随环境光线增强而自动降低：暗环境，负载为5个LED 、I O =300mA 条件下，环境变亮后I O 减小至不大于200mA 以下；（3）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：步进值10mA ，测量精度优于2%； （4）尽量提高电源变换器的效率。

（5）其它。

三、评分标准四、说明1. 不得采用各种电源产品改制。

整个作品由一路直流电源供电，不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。

2. 制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。

5支LED应安装在通用板（或PCB）上，做串联连接，并可方便改变接入个数（5个或3个）。

3．电源变换器效率指直流输出（U0处）功率与直流输入（U2处）功率之比。

4. 如果能完成发挥部分（1），基本要求（5）自然得分。

在做基本要求（5）或发挥部分（1）测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。

2020年TI 杯大学生电子设计竞赛试题库（精品）A 题：降压型直流开关稳压电源1．任务以TI 公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件，设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。

额定输入直流电压为U IN =16V 时，额定输出直流电压为U O =5V ，输出电流最大值为I Omax =3A 。

测试电路可参考图1。

U O R L降压直流稳压电源I OU IN－＋＋－R负载识别端口图1 电源测试连接图2．要求（1）额定输入电压下，输出电压偏差：|∆U O |=|5V −U O |≤100mV ； （10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：I O ≥3A ； （10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：U OPP ≤50mV(U IN =16V,I O =I Omax )；（1分）（4）I O从满载I Omax变到轻载0.2I Omax时，负载调整率：S i=|UO轻载UO满载−1|×100%≤5% (U IN=16V)；（10分）（5）U IN变化到17.6V和13.6V，电压调整率：S V=max (|U O17.6V−U O16V|,|U O16V−U O13.6V|)U O16V×100%≤0.5% (R L =U O16VI Omax)（10分）（6）效率η≥85%（U IN=16V，I O=I Omax）；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流I Oth=3.2±0.1A；（10分）（8）电源具有负载识别功能。

增加1个2端子端口，端口可外接电阻R(1kΩ-10kΩ)作为负载识别端口，参考图1。

电源根据通过测量端口识别电阻R的阻值，确定输出电压，U O=R1kΩ(V)；（10分）（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载R L的重量≤0.2kg。

（15分）（10）设计报告（20分）项目主要内容满分方案论证比较与选择方案描述3理论分析与计算降低纹波的方法DC-DC变换方法稳压控制方法6电路与程序设计主回路与器件选择其它控制电路与控制程序(若有)6测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和规范性2总分203．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。

全国电⼦设计⽐赛题名⼩车题C题⾃动往返电动⼩汽车⼀、任务设计并制作⼀个能⾃动往返于起跑线与终点线间的⼩汽车。

允许⽤玩具汽车改装，但不能⽤⼈⼯遥控（包括有线和⽆线遥控）。

跑道宽度0.5m，表⾯贴有⽩纸，两侧有挡板，挡板与地⾯垂直，其⾼度不低于20cm。

在跑道的B、C、D、E、F、G 各点处画有2cm宽的⿊线，各段的长度如图1所⽰。

⼆、要求1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后⾃动返回起跑线（允许倒车返回）。

往返⼀次的时间应⼒求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。

（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最⼩（以车辆中⼼点与终点线或起跑线中⼼线之间距离作为偏差的测量值）。

（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。

2．发挥部分（1）⾃动记录、显⽰⼀次往返时间（记录显⽰装置要求安装在车上）。

（2）⾃动记录、显⽰⾏驶距离（记录显⽰装置要求安装在车上）。

（3）其它特⾊与创新。

简易智能电动车（E题）⼀、任务设计并制作⼀个简易智能电动车，其⾏驶路线⽰意图如下：⼆、要求1、基本要求（1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B点。

在“直道区”铺设的⽩纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁⽚。

电动车检测到薄铁⽚时需⽴即发出声光指⽰信息，并实时存储、显⽰在“直道区”检测到的薄铁⽚数⽬。

（2）电动车到达B点以后进⼊“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。

C点下埋有边长为15cm的正⽅形薄铁⽚，要求电动车到达C点检测到薄铁⽚后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。

（3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进⼊停车区并到达车库。

电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。

（4）电动车完成上述任务后应⽴即停车，但全程⾏驶时间不能⼤于90秒，⾏驶时间达到90秒时必须⽴即⾃动停车。

2016年TI杯大学生电子设计竞赛C题：自动循迹小车1．任务设计制作一个自动循迹小车。

小车采用一片TI公司LDC1314或LDC1000电感数字转换器作为循迹传感器，在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进。

跑道的标识为一根直径0.6~0.9mm的细铁丝，按照图1的示意尺寸，用透明胶带将其贴在跑道上。

图中所有圆弧的半径均为为20cm±2cm。

图1 跑道示意图2．要求（1）在图1小车所在的直线区任意指定一起点（终点），小车依据跑道上设置的铁丝标识，自动绕跑道跑完一圈。

时间不得超过10分钟。

小车运行时必须保持轨迹铁丝位于小车垂直投影之下。

如有越出，每次扣2分。

（40分）（2）实时显示小车行驶的距离和运行时间。

（10分）（3）在任意直线段铁丝上放置4个直径约19mm的镀镍钢芯硬币（第五套人民币的1角硬币），硬币边缘紧贴铁丝，如图1所示。

小车路过硬币时能够发现并发出声音提示。

（20分）（4）尽量减少小车绕跑道跑完一圈运行时间。

（25分）（5）其他。

（ 5分）（6）设计报告（20分）3．说明（1）自动循迹小车允许用玩具车改装。

小车用自带电池供电运行，不能使用外接电源。

小车的尺寸为其在地面的投影不超过A4纸大小。

小车自动运行后，不得有任何人工干预小车运动的行为，如遥控等。

（2）电感传感器除了使用TI公司配发的LDC1314芯片外，也可使用LDC1000芯片或模块，数量也仅限一只。

不得使用任何其他类型的传感器用于循迹。

（3）跑道除指定的铁丝外，不得另外增加任何标记。

跑道附近不应有其他额外金属物体。

智能循迹小车2016年TI杯大学生电子设计竞赛自动循迹小车（C题）摘要本次设计的智能循迹小车是以单片机MSP430F5529为主控制器运用TI 公司提供LDC1314和LDC1000电感数字装换器作为循迹传感器与速度监测模块。

将检测数据传回单片机进行处理，同时，用单片机产生PWM波来控制小车的行进速度，并实时控制小车的行进状态。

另外，在小车上还扩展了LCD作为人机交互界面，以便于实时了解小车各个监测传感器的状态机小车的实时数据，由于本次设计的是自动循迹小车，整个任务过程无需人工的任何干预，故而没有进行键盘及遥控等的人工操作设备。

用多路传感器的实时监测和算法的紧密配合来保证小车的顺畅完成任务。

报告是以小车的总体设计为主要线索，包括小车的设计分析及发案论证、小车的软件设计、小车的硬件设计、以及总体的设计流程。

共分为六章xxx小结。

其中第一章主要是对小车总体设计及各个设计方案进行了论证，第二章是对小车硬件部分的设计做了详细的介绍，第三章重点叙述了软件的设计及流程和各种相关的算法，第四章介绍了我们小车设计的开发流程，第五章叙述了我们在设计过程中遇到的问题和解决方法，并对本次的设计活动做了总结报告和在本次活动中的心得。

The design of intelligent tracking car based on MCU msp430f5529 based controller using Ti provides LDC1314 and LDC1000 digital inductance loading converter as the tracking sensor and speed monitoring module. Will the detection data returned microcontroller for processing, at the same time, MCU to produce PWM waves to control the moving speed of the car, and real-time control of the car moving state. Also in the car also expanded the LCD as the man-machine interface, in order to facilitate the real-time data of real-time understanding of the car each monitoring sensor state machine car, because the design of the automatic vehicle tracking, the whole process of task without any manual intervention is required, and therefore no rowkeyboard and remote control and manual operation of the equipment. To ensure the smooth completion of the vehicle, the real-time monitoring and algorithm of the multi-channel sensor are closely combined to ensure the smooth completion of the task.The report is in the overall design of the car as the main clues, including the hardware design of the software design of the car design analysis and demonstration of incidence, the car, the car, and the overall design process. The total is divided into six chapters XXX summary. The first chapter is mainly the car overall design and various design schemes are discussed. Chapter two is, a detailed introduction of the car hardware design, in the third chapter, the author describesthe software design and the various processes and related algorithms, chapter four introducesthe development process of our car design, the fifth chapter describes the problems we encountered in the design process and the methods to solve, and of the design activities do the summary report and experience in the event.目录第一章：方案设计与分析 (8)一、设计要求 (8)二、总体设计 (9)三、方案论证 (10)1. 小车主体设计方案 (10)2. 电机设计方案 (11)3. 传感器使用设计方案 (12)4. 显示模块设计方案 (13)5. 电源设计方案 (14)四、单片机资源分配 (14)五、电源分配 (16)第二章：智能循迹小车硬件设计 (17)一、机械设计 (17)1．小车模块分布 (17)2．小车传感器位置排布 (18)3．测速计程 (19)4．小车骨架设计 (20)二、电路设计 (21)1. 驱动 (21)2. LDC1000 (23)3. 1602液晶显示 (24)4. 蜂鸣器 (25)5. 单片机 (25)三、元件清单 (27)元件 (27)数量 (27)元件 (27)数量 (27)元件 (27)数量 (27)第三章：智能循迹小车软件设计 (28)第四章：总结与心得 (31)一、开发与调试 (31)1．总体方案论证和确立 (31)2.各分立模块调试 (32)二、典型问题举例 (32)1.电感切割铁线产生电流 (32)2. (32)三、总结与展望 (33)第一章：方案设计与分析一、设计要求本次比赛要求任务是，在规定的平面自动按顺时针方向循迹前进。

2016年河北省普通本科院校大学生电子设计竞赛赛题C：自动循迹小车设计报告摘要本文描述了循迹车系统的软硬件设计方法。

本设计使用了LDC1000金属探测传感器、STM32单片机最小系统板、OLED液晶显示屏、syn6288语音播报模块、编码器等模块。

金属探测器能实时检测路线上的金属轨道，单片机通过对实时采集到的信号进行分析预判，利用PWM信号控制驱动电机以调整小车转向。

本设计通过控制两个电机不同的转速，形成蛇形路线。

本设计完成赛题所有要求，并在此基础上实现如下创新点：1、人性化语音提示功能。

2、多按键参数调整修正功能，以适应不同环境要求。

3、OLED人性化人机交互界面设计。

4、增加按键暂停功能，方便调试。

关键字：LDC1000金属探测器、蛇形路线、语音提示、差速转弯一、方案论证1、核心控制单片机模块选择方案一：STC89C51系列单片机。

优点：价格便宜，控制简单。

缺点：io口引脚太少、运算速度太慢，片内资源太少，无法做复杂程序和实现复杂算法。

方案二：TI公司的TM4C123GXL 32位微控制器。

优点：运算速度快、外部扩展能力强、库开发简单、资源丰富。

缺点：开发经验少、价格高。

方案三：STM32F10x系列微控制器。

优点：价格低、运算速度快、资源丰富，开发经验丰富。

缺点：功耗相对较大。

基于以上分析，TM4C123GXL和STM32均可实现题目要求功能，考虑到开发经验，方案使用STM32作为主控芯片。

2、自动循迹模块方案一：LDC1314金属探测器。

TI公司出品的四通道金属探测器。

优点：四通道传感器能同时使用4个线圈进行数据采集。

缺点：价格昂贵、资料匮乏、购买难度大。

方案二：LDC1000金属传感器。

TI公司出品的单通道金属探测器。

优点：价格较低、手边有。

缺点：探测距离短、仅能使用一个线圈。

基于以上分析，设计采用蛇形路线增大LDC1000扫描范围大，与LDC1000的不足相互抵消。

最后设计选择LDC1000金属探测器。

2016年TI杯西安邮电大学大学生电子设计竞赛
两轮自平衡小车的设计（C题）
1．任务
设计一辆两轮自平衡小车，小车的结构示意图如下图所示（仅供参考）。

小车在运行时，仅依靠两轮维持自身平衡，不得有第三接触点与地面接触。

小车站立平稳后，从起点出发，直线走向终点，全程约10m。

在行进过程中，若小车倒地，可从原地站立继续前进，但每倒地一次，时间加3s（车子有除轮子外的第三点接触地面即视为倒地）。

2．要求
2.1基本要求
小车能实现长时间稳定的自平衡站立（20s以上）。

2.2发挥部分
（1）小车在原地站立2秒后加速前进，并走完全程。

（2）终点处设置黑线，小车检测到终点后要在规定区域内停下，制动距离不大于2m。

（3）小车走完全程总耗时不超过10s（过起跑线后开始计时）。

3．说明
（1）电路板、电池等物件应粘附在车体表面，以保证车子总体重心位于车轮轮轴上方。

（2）如果需打样印制电路板，则需要在丝印层标明队员姓名及日期。

4．评分标准。

2011年全国大学生电子设计竞赛智能小车（C题）2011年9月3日摘要本设计是以STC89C52单片机为智能小车的控制核心，采用直流电机驱动小车前进及转向,电机驱动采用电磁继电器和L298芯片,电源主要是由以充电电池为动力。

系统由单片机通过IO口控制小车的前进避线及转向,通过硬件和软件的调试,最终在预设黑线的白色区域内完成循环超车任务。

目录1系统方案 (1)1.1 主控制器的论证与选择 (1)1.2 电机与驱动的论证与选择 (1)1.3 检测系统的论证与选择 (2)1.4 无线通信系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 小车模型的分析 (2)2.1.1 智能小车控制系统 (2)2.1.2 智能小车转向和速度的控制 (2)2.2 赛道记忆的计算 (2)2.2.1判断黑线记忆 (2)3电路与程序设计 (3)3.1电路的设计 (3)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 电机子系统框图 (3)3.1.3 红外检测子系统框图 (4)3.1.4电源 (4)3.2程序的设计 (4)3.2.1程序功能描述与设计思路 (4)3.2.2程序流程图 (4)4测试方案与测试结果 (5)4.1测试方案 (5)4.2 测试条件与仪器 (5)4.3 测试结果及分析 (5)4.3.1测试结果(数据) (5)4.3.2测试分析与结论 (5)附录1：电路原理图 (7)附录2：源程序 (8)智能小车（C题）【本科组】1系统方案本系统主要由单片机最小系统模块、直流电机驱动模块、红外光检测模块、锂电池模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

1.1 主控制器的论证与选择方案一：采用FPGA（Field Programmable Gate Array）控制方案。

FPGA内部具有独立的I/O接口和逻辑单元，使用灵活、适用性强，且相对单片机来说，还具有速度快、外围电路较少和集成度高的特点，因此特别适用于复杂逻辑电路设计。

2016年TI杯大学生电子设计竞赛A题：降压型直流开关稳压电源1．任务以TI公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS场效应管为核心器件，设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。

额定输入直流电压为U IN=16V时，额定输出直流电压为U O=5V，输出电流最大值为I Omax=3A。

测试电路可参考图1。

LR图1 电源测试连接图2．要求（1）额定输入电压下，输出电压偏差：|∆U O|=|5V−U O|≤100mV；（10分）（2）额定输入电压下，最大输出电流：I O≥3A；（10分）（3）输出噪声纹波电压峰峰值：U OPP≤50mV(U IN=16V,I O=I Omax)；（10分）（4）I O从满载I Omax变到轻载0.2I Omax时，负载调整率：S i=|UO轻载UO满载−1|×100%≤5% (U IN=16V)；（10分）（5）U IN变化到17.6V和13.6V，电压调整率：S V=max (|U O17.6V−U O16V|,|U O16V−U O13.6V|)U O16V×100%≤0.5% (R L=U O16VI Omax)（10分）（6）效率η≥85%（U IN=16V，I O=I Omax）；（15分）（7）具有过流保护功能，动作电流I Oth=3.2±0.1A；（10分）（8）电源具有负载识别功能。

增加1个2端子端口，端口可外接电阻R(1kΩ-10kΩ)作为负载识别端口，参考图1。

电源根据通过测量端口识别电阻R的阻值，确定输出电(V)；（10分）压，U O=R1kΩ（9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载R L的重量≤0.2kg。

（15分）分）（103．说明（1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。

（2）稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由U IN端口供电，不得增加其他辅助电源。

（3）要求电源输出电压精确稳定，|∆U O|>240mV或U OPP>240mV，作品不参与测试。

2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C-无线充电电动小车2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车1. 任务设计并制作一个无线充电电动车，包括无线充电装置一套。

电动小车机械部分可采用成品四轮玩具车改制。

外形尺寸不大于30cm;26cm，高度重量不限。

2．要求（1）制作一套无线充电装置，其发射器线圈放置在路面。

发射器采用具有恒流恒压模式自动切换的直流稳压电源供电，供电电压为5V，供电电流不大于1A。

无线充电接收器安装在小车底盘上。

每次充电时间限定1分钟。

（10分）（2）制作一个无线充电电动车。

电动车使用适当容量超级电容（法拉电容）储能，经DCDC变换给电动车供电。

车上不得采用电池等其他储能供电器件。

（10分）（3）充电1分钟后，当电动车检测到无线充电发射器停止充电时，立即自行启动，向前水平直线行驶，直至能量耗尽，行驶距离不小于1m。

（20分）（4）充电1分钟后，电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶，路面长度不大于1m，斜坡倾斜角度θ自定。

综合多方因素设计，使电动车在每次充电1分钟后，电动车爬升高度h=lsinθ最大。

式中l为小车直线行驶的距离。

（50分）（5）其他。

（10分）（6）设计报告：（20分）3．说明（1）DCDC变换建议采用TI公司TPS63020芯片。

（2）超级电容的容量可根据充电器在1分钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时间和重量等因素综合考虑。

（3）行驶距离以小车后轮触地点为定位点。

倾斜坡度θ自定。

（4）测试时，要求小车先充电、放电运行数次。

保证测试时，小车无预先额外储能。

以保证测试公平性。

正式测试允许运行两次，取最好成绩记录。

违规车辆不予测试。

（5）无线充电电动车是一个比较复杂的工程问题，通过提高充、放电效率，减轻车重，优化电机驱动，适当选取超级电容（法拉电容）容量及路面倾斜角度θ等，提高电动车的爬升高度。

（6）通过设置直流稳压电源的输出电压为5V，最大输出电流为1A，确保发射器供电为5V，电流不大于1A。