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2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖：数字示波器

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简介：
本项目荣获2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖，成功开发了一款数字示波器。该作品具有高精度、多功能等特点，在众多参赛作品中脱颖而出。 2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品是数字示波器。

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  • 2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖：数字示波器
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    本项目荣获2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖，成功开发了一款数字示波器。该作品具有高精度、多功能等特点，在众多参赛作品中脱颖而出。 2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品是数字示波器。
     
  • 2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品：简易数字存储示波器
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    本作品为2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖获得者创作的简易数字存储示波器。该设备采用先进的电路设计与编程技术，实现了对电信号进行高速采样和数字化处理的功能，满足了实验教学及科研的基本需求，具有操作简便、性能稳定等特点，在当时展现了创新性和实用性并存的设计理念。 2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品为简易数字存储示波器的PDF格式文档。
     
  • 2007年全国大学生数学建模竞赛一等奖论文
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    本论文为2007年全国大学生数学建模竞赛一等奖作品，通过建立创新性的数学模型解决实际问题，展现了作者团队卓越的问题分析和解决能力。 2007年全国大学生数学建模竞赛A、B题一等奖论文收集。
     
  • 2011年全国大学生电子设计竞赛国家一等奖（A题）
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    在2011年的全国大学生电子设计竞赛中荣获国家一等奖(A题)，展现了卓越的技术创新能力和团队合作精神。 2011年全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题的系统以ATmega128为主要控制核心，包括DC/DC变换电路、恒流源控制电路、D/A数模转换模块、电流电压测量模块、电源模块、显示模块和过流过压保护模块等组成部分。其中，DC/DC变换电路采用简单的Buck型拓扑结构；恒流源控制系统则利用集成运算放大器构建具有深度负反馈的数字可控直流源。 系统的核心控制部分由ATmega128微控制器负责，用于管理整个系统的运行流程。在设计过程中，我们针对关键模块——即DC/DC降压电路和恒流源控制模块，制定了多种设计方案并进行了详细论证。 对于DC-DC降压模块，我们考虑了反激变换器、推挽式变压器以及Buck型斩波电路三种方案，并最终选择了结构简单且易于调试的Buck型设计。在恒流源控制器方面，则有软件闭环与硬件闭环两种方式可供选择；经过比较后确定采用后者以实现快速稳定的电流输出。 此外，我们还开发了包括测量、供电及保护在内的各种辅助模块，它们协同作用确保系统的稳定性和安全性。此项目的设计成果适用于多种电子设备的电源系统，并且具有广泛的实用价值和参考意义。同时，整个设计过程展示了复杂电子工程项目所需的专业技能与经验积累的重要性。通过详尽地评估并优化设计方案，我们最终实现了系统性能与可靠性的最佳化配置。
     
  • 2011年全国大学生电子设计竞赛国家一等奖（A题）
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    该奖项获得者在2011年的全国大学生电子设计竞赛中凭借卓越的设计能力荣获A题国家一等奖，展现了其在电子工程领域的杰出才能和创新精神。 2011年全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题。
     
  • 2007年全国竞赛数字示波器
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    2007年全国竞赛数字示波器是一场专注于评估和展示数字示波器技术与应用能力的比赛。参与者展示了最新的技术创新和设计思路，促进了电子测量领域的发展和进步。 基于FPGA的数字示波器制作报告在07年国赛中获得了一等奖。
     
  • 2011年全国大学生电子设计竞赛国家级一等奖（B题）
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    在2011年全国大学生电子设计竞赛中荣获国家级一等奖（B题），展现了卓越的电子设计能力和创新思维，在众多参赛队伍中脱颖而出。 ### 基于自由摆的平板控制系统关键技术解析 #### 一、系统方案分析与选择 ##### 1.1 控制器选用与控制系统方案选择 **控制器选用：** 本设计选择了STC89C51单片机作为核心控制器。这款单片机具有较高的集成度，包括8K字节的Flash存储器、256字节的RAM以及丰富的IO资源，支持两个数据指针和三个16位定时器计数器等特性。这些特点使得STC89C51单片机非常适合用于实时控制和数据处理任务。 **控制系统方案选择：** - **方案一**：采用面包板搭建简易单片机系统，虽然灵活性较高但可靠性较低且连线复杂，不适合本设计。 - **方案二**：自制单片机印刷电路板，能够提高性能但耗时较长且成本较高，不适用于本设计。 - **方案三**：采用单片机最小系统，并包含显示、矩阵键盘、AD和DA等模块。此方法能简化外围电路设计并提升稳定性，因此被选为最佳方案。 ##### 1.2 角度测量模块的论证与选择 **角度测量方案选择：** - **方案一**：采用加速度传感器需要额外放大电路及AD转换，信号易受干扰且增加系统复杂性。 - **方案二**：使用电位器作为角度传感器价格低廉、分辨率高但输出为模拟信号需进行AD转换，增加了设计难度。 - **方案三**：选择增量式光电旋转编码器具有体积小、精度高等优点，并便于安装减少了硬件设计的复杂度。因此被选作最佳方案。 #### 二、系统理论分析与计算 ##### 2.1 自由摆平板控制系统的分析 **自由摆平板系统模型建立：** 为了准确地控制平板的角度变化，首先需要构建自由摆平板系统的数学模型。这涉及到质量分布及物理特性等因素。通过该模型可以更精确预测运动状态，并设计有效的控制策略。 **角度测量原理分析：** 增量式光电旋转编码器利用检测脉冲数量来计算角度变化。具体而言，每转过一定角度会产生固定数目的脉冲，计数这些脉冲即可获得当前的旋转位置。 **平板角度的分析：** 精确调节平板的角度直接影响到硬币平衡和激光笔定位精度。通过实时监测自由摆的角度并结合步进电机控制可实现对平台角度的调整从而保持硬币稳定及减少偏移误差。 **角度测量计算方法：** - **单位脉冲转过角度计算**：根据编码器脉冲数与旋转角度的比例关系，可以确定每个脉冲代表的角度变化。 - **编码器可行性分析**：通过最大分辨率和最小可检测角位移的计算验证其是否满足控制精度要求。 **步进电机模块论证** - **节拍数与螺旋码盘输出脉冲之间的联系**：每次转动角度直接相关于脉冲数量，调整脉冲量可以精确地操控旋转。 - **空载启动频率分析**：评估最大空载启动频率确保在所需响应时间内达到预期速度。 #### 三、电路设计和程序编写 **电路的设计** - **系统总体框图**：展示了各模块之间的连接关系以及单片机与其他部件的协作方式。 - **整体电路原理图**：详细描绘了元件间的连接，为实际制作提供了依据。 - **显示子系统的结构与工作原理介绍**。 **程序编写** - **功能描述**: 程序主要实现角度测量、电机控制和结果展示等核心任务。 - **具体分析设计**: 详述中断服务程序、主循环框架及数据处理算法等方面的内容。 #### 四、测试方案及结果 **测试计划制定：** 详细规划了硬件检测、软件验证以及综合调试的步骤流程。 **所需设备与工具列表：** 列出所有用于执行测试所需的仪器和装置，确保准确无误地完成各项检验工作。 - **具体实施情况**: 通过严格的试验确认系统的稳定性和精确性，并根据数据反馈进行必要的优化调整。 #### 总结 回顾整个设计过程并总结出成功经验和不足之处。同时提出改进措施以提高未来项目的质量和效率。 #### 参考文献 列出在项目开发过程中参考的主要资料和技术规范，为后续研究提供理论依据和支持。 #### 附录 包括电路图、源代码和主要元器件清单等详细信息供读者进一步了解设计细节。
     
  • 2007年电子设计大赛D题程控滤波器（全国一等奖，国防科技大学）
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    本作品为2007年电子设计大赛D题《程控滤波器》的一等奖获奖项目，由国防科技大学团队完成。该项目创新性地实现了可编程控制的数字信号滤波技术，在各项性能测试中表现出色。 2007年电子设计大赛D题程控滤波器（全国一等奖，国防科技大学）
     
  • 全国大学生电子设计竞赛数字示波器作品
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    本作品参加全国大学生电子设计竞赛，是一款功能全面的数字示波器。它能够捕捉并显示电信号的变化情况，适用于多种信号分析场合。 本数字示波器以单片机与FPGA为核心技术，在采样方式的选择及等效采样技术的实现上进行了重点设计，使其不仅具备实时采样的功能，并且通过随机等效采样技术实现了利用1MHz ADC进行最高200MHz的等效采样。该设备还配备有测量微弱信号（最小值为2mV）、波形存储与回放、频率测量、触发沿选择以及校准信号输出等功能，以满足各种复杂的测试需求。 在设计阶段，开发者对比了纯单片机方案和基于FPGA的混合设计方案，并最终选择了后者。由于高速信号处理及时序控制对精度的要求较高，因此采用了结合高性能计算能力的FPGA来负责采样时钟控制与信号处理任务；而单片机则用于执行信号调理以及用户交互功能。 在前级信号调理电路设计中，使用了压控放大器AD603和BUFFER634器件以提高输入阻抗并适当放大信号，从而适应宽频率及幅度范围的测试要求。而在理论分析与参数计算阶段，则着重讨论等效采样技术的应用。其中随机等效采样方法被选定为本设计的核心方案，因为该方法更适合于无法精确测量输入信号频率的情况。 具体而言，在实现200MHz的等效采样速率时，需要在1微秒内获取到200个时间间隔数据点，并且要求FPGA工作速度达到至少200MHz。此外，垂直灵敏度方面示波器设定为8位分辨率，对应显示屏上每格代表约0.625V峰峰值的信号范围。 通过上述精心设计与先进科技的应用，这款数字示波器实现了高性能采样处理及全面功能配置，在全国大学生电子设计竞赛中展现出了卓越的表现力。同时该设计方案也展示了如何在实际应用过程中兼顾成本、性能和复杂度之间的平衡问题，为类似项目提供了重要参考价值。
     
  • 2015年全国大学生电子设计竞赛F题一等奖作品——数字频率计
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    本作品为2015年全国大学生电子设计竞赛中荣获F题一等奖的数字频率计项目。该设计实现了高精度、宽范围内的信号频率测量，充分展现了参赛团队卓越的技术能力和创新思维。 2015年全国大学生电子设计大赛F题一等奖作品——数字频率计。