广东工业大学第四届电子设计竞赛题目
一. RFID打卡器和射频卡设计
一、任务
设计并制作一台RFID打卡器及射频卡，使打卡器能识别射频卡，识别后将射频卡输出的信号采集到并输出，射频卡可以做成IC卡样式，也可以采用电路方式实现，可采用集成电路，分立器件实现，其系统框图如图1所示。
图1 射频信号发生器系统框图 二、要求 1．基本要求
（1）射频卡以及打卡器工作频率13.56MHz； （2）最大识别距离不小于5cm；
（3）当射频卡接近到打卡器可识别距离时，打卡器识别到射频卡，并发出声音提示，同时将射频卡发出的信号捕捉到并输出；
（4）采用RIGOL DP1308/1116A稳压电源供电，也可自制。 RFID系统指标要求 工作频率 13.56MH 识别距离 不小于5cm 打卡器RF信号功率 不小于1W 用户接口 蜂鸣器一个，工作以及电源指示灯个一个 识别信号输出功率 >0 dBm 识别信号信噪比 >50dB 输出连接器和阻抗 BNC; 50欧姆 2．发挥部分
（1）增加数据操作功能，打卡器向射频卡发出询问信息和编号查询信息——由按键控制发出信息的类型，射频卡返回相应信息，由数码或者液晶屏显示数据, 参考工作流程：
打卡器轮询“WHO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“DS（电赛）”——打卡器接收到应答，将应答信息解析出来并显示；
打卡器轮询“NO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“001（三位数字即可）”——打卡器接收到应答，将应答信息解析出来并显示；
（2）增加电脑控制功能，打卡器使用串口与电脑相连，自定义软件来使用电脑显示数据和控制打卡器，参考工作流程：
使用RS232接口连接打卡器与电脑——上位机发送询问信息——打卡器发出
蜂鸣声并返回编号001（三位数字即可）——电脑软件显示编号；
三、说明
设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。
四、评分标准
总分150分，采用RIGOL DSA1030频谱分析仪等仪器进行指标的测试，根据完成情况以及具体指标的偏差程度打分。 项 目 主要内容 分数 系统方案 比较与选择；方案描述 5 理论分析与计算 基准源设计；调制器设计 发射天线设计；接收天线设计 15 功率放大电路设计 设计 电路与程序设计 电路设计；程序设计 10 报告 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件；测试结15 果完整性；测试结果分析 设计报告结构及规范摘要；设计报告正文的结构； 5 性 图表的规范性 总分 50 基本 实际制作完成情况 50 要求 完成第（1）项 25 发挥 完成第（2）项 25 部分 总分 50 总分 150 注：射频卡以及打卡器的设计有实用意义，它符合ISO/IEC 14443 近耦合IC卡A类标准要求。
二、直流电子负载
一、任务
电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压方式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。
二、要求 1．基本要求
（1）负载工作模式：恒压 (CV)、恒流 (CC)两种模式可选择。 （2）电压设臵及读出范围：1.00 V～ 20.0 V。 （3）电流设臵及读出范围：100 mA ～ 2.00 A。
（4）显示分辨力及误差：具有三位半数显，相对误差小于5%。 2．发挥部分
（1）增加恒阻（CR）模式。
（2）扩大负载参数的设臵及读出范围。1.00 V～ 36.0 V,100 mA ～ 4.00 A （3）具备自动过载保护设计。 （4）其它。 三、说明
（1）负载参数可调节设臵，人工预臵或数字程控皆可。 （2）负载参数可数字化显示。 （3）实现原理可参考下图。 电压显示 电流显示 负载输电压检 电压比 电压设功率控 制 电流检 电流比较 电流设 负载输 出 四、评分标准 满项 目 主要内容 分 总体方案论证 总体方案描述和方案选择 10 理论分析与计算 设计电路与程序设计 报告 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 小计 基本要求 发挥部分 总分 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 其他 小计 恒压恒流原理、比较和检测电路设计、功率控制方法 总体电路图、工作流程图 调试方法与仪器、测试数据完整性、测试结果分析 摘要、设计报告正文的结构、图表的规范性 10 10 10 10 50 50 20 10 10 10 50 150 三、数字示波器
一、任务
设计制作一个数字示波器，可测量人体心电信号并显示出来，示意图如下：
导联电极说明：
RA：右臂；LA：左臂；LL：左腿；RL：右腿。
第一路心电信号，即标准I导联的电极接法：RA接放大器反相输入端（－），LA接放大器同相输入端（＋），RL作为参考电极，接心电放大器参考点或者浮空。
第二路心电信号，即标准II导联的电极接法：RA接放大器反相输入端（－），LL接放大器同相输入端（＋），RL作为参考电极，接心电放大器参考点或者浮空。
RA、LA、LL和RL的皮肤接触电极分别通过1.5m长的屏蔽导联线与心电信号放大器连接。
二、要求 1、基本要求
制作一路心电信号放大器，技术指标如下： a．电压放大倍数：1000，误差： ?5％；
b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）； c．－3dB高频截止频率：100Hz，误差：?10Hz； d．频带内响应波动：在?3dB之内； e．共模抑制比：? 70dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围：?7.5V）； f．差模输入电阻：? 5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）； g．输出电压动态范围：大于?10V。
按标准I导联的接法对一位参赛队员进行实际心电图测量。
a．能在LCD显示屏上较清晰地滚动显示心电波形。心电波形大致如下图所示：
b．实际测试心电时，放大器的等效输入噪声（包括50Hz干扰）：<400μV（峰-峰值）。
c．动态显示心跳频率，并按心跳同步发出beep声和led闪光。 设计并制作心电放大器所用的电池供电直流稳压电源：
直流稳压电源输出交流噪声：<3mV（峰-峰值，在对放大器供电条件下测试）。 2．发挥部分
扩展为两路相同的心电放大器，可同时测量和显示标准I导联和标准II导联两路心电图，并且能达到基本要求（2）的效果。
具有存储、回放已测心电图的功能。
将心电信号放大器－3dB高频截止频率扩展到500Hz，并且能达到基本要求（2）的效果。
将心电信号放大器共模抑制比提高到90dB以上（含1.5m长的屏蔽导联线）。 其它。
三、评分标准 项 目 应包括的主要内容 分数 系统方案 比较与选择、方案描述 6 理论分析与计算 设计 报告 电路与程序设计 等效采样分析、垂直灵敏12 度、扫描速度 电路设计、程序设计 12 12 8 50 50 12 10 10 8 10 50 150 基本要求 发挥 部分 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件、测试结果完整性、测试结果分析 设计报告结构及规范摘要、设计报告正文的结性 构、图表的规范性 总分 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 完成第（4）项 其他 总分 总分 四、说明： 对人体心电信号进行实测时应注意的事项： 1. 可用20mm×20mm薄铜皮作为皮肤接触电极。
2. 用带有尼龙拉扣的布带或普通布带将电极分别捆绑在四肢相应位臵，如示意图所示。
3. 测量心电图前，应使用酒精棉球仔细将与电极接触部位的皮肤擦净，然后再捆绑电极。为减小电极与皮肤间的接触电阻，最好在电极下滴1－2滴5％的盐水，或用5％盐水浸过的棉球垫在电极与皮肤之间。
4. 被测人员应静卧，以避免测量基线大幅度漂移，降低噪声。
四、电动车运动控制系统
一、任务
设计电动车控制系统，控制电动车平板上运动并画出运动轨迹。