备战2015全国大学生电子设计竞赛 数据采集与处理类赛题分析.pdf

  南华大学黄智伟 备战2015 全国大学生电子设计竞赛 数据采集与处理类赛题分析 六、 数据采集与处理类作品 6.1 数据采集与处理类赛题分析 6.1.1 历届的“数据采集与处理类”赛题 在11 届电子设计竞赛中，“数据采集与处理类”赛题共有7 题： ① 红外光通信装置（第11 届，2013 年，F 题，本科组） ② 手写绘图板（第11 届，2013 年，G 题，本科组） ③ 波形采集、存储与回放系统（第10 届，2011 年， H 题，高职高专组） ④ LED 点阵书写显示屏（第9 届，2009 年，高职高专组） ⑤ 数据采集与传输系统（第5 届，2001 年，E 题） ⑥ 数字化语音存储与回放系统（第4 届，1999 年，E 题） ⑦ 多路数据采集系统（第1 届，1994 年） “数据采集与处理类”赛题在前面连续有几届没有出现，当近几届每届都有。赛题的难 度和广度都有扩展。 6.1.2 历届“数据采集与处理类”赛题的主要知识点 从历届“数据采集与处理类”赛题来看，主攻“数据采集与处理类”赛题方向的同学需要了 解和掌握的主要知识点如下： 红外光通信原理、实现方法和电路 红外发光管和红外接收器收发电路设计与制作 语音信号的数字化处理 温度检测电路设计与制作 恒流源电路设计与制作 仪表放大器电路设计与制作 LCD 显示器电路设计与制作 ADC 电路设计与制作 DAC 电路设计与制作 F/ V 变换和V/F 变换电路设计与制作 幅频特性的测试电路和方法 相频特性的测试电路和方法 方波、正弦波信号的频率、周期测量方法和电路 脉冲宽度的测量方法和电路 信号存储方法和电路 LED 驱动电路设计与制作 光敏传感器电路设计与制作 二进制数字调制器/解调器（FSK）电路设计与制作 方波、正弦波信号发生器电路设计与制作   1   时钟频率可变的测试码发生器电路设计与制作 伪随机码形成的噪声模拟发生器电路设计与制作 数据通道切换电路设计与制作 语音前置放大器电路设计与制作 放大器电路设计与制作 音频功率放大器电路设计与制作 自动增益控制电路（AGC ）电路设计与制作 低通、高通、带通、带阻滤波器电路的设计与制作 直流稳压电路设计与制作 单片机、FPGA 、ARM 最小系统电路设计与制作 微控制器外围电路（显示器、键盘、开关等）的设计与制作 6.1.3 “数据采集与处理类”赛题培训的一些建议 “数据采集与处理类”赛题涉及面广，需要掌握的理论知识和方法也很多，训练要求高。 所涉及到的一些知识点，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清 楚。 一个“数据采集与处理类”赛题，实现的方法可能是多种多样的，由于工作原理与实现方 法的不同，设计制作的难度和能够达到的技术指标也可能完全不同。注意选择合适的工作原 理与实现方法，是赛题能否制作成功和获得好的竞赛成绩的关键。 例如：2013 年本科组G 题“手写绘图板”。设计要求利用普通PCB 覆铜板设计和制作 手写绘图板输入设备。系统构成方框图如图6.1.1 所示。普通PCB 覆铜板尺寸为15cm×10cm， 其四角用导线连接到电路，同时，一根带导线的普通表笔连接到电路。表笔可以与覆铜板表 面任意位置接触，电路应能够检测表笔与铜箔的接触，并测量触点位置，进而实现手写绘图 功能。选择不同的测量方法，其电路设计与制作是完全不同的。相同的方案，选择不同的电 路参数（例如恒流源电流的大小），选择不同的IC 芯片（例如运算放大器？仪表放大器？） 能够实现的技术指标也是完全不同的。 图6.1.1 手写绘图板系统方框图