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第1章 数字系统设计1

1.1 数字系统设计基础1

1.1.1 数字系统的基本概念1

1.1.2 数字系统的设计方法2

1.1.3 数字系统设计的描述方法3

1.1.4 数字系统的安装与调测8

1.1.5 国产半导体集成电路型号命名法11

1.2 数字化语音存储与回放系统[1999年全国大学生电子设计竞赛（E题）]13

1.2.1 任务与要求13

1.2.2 题目分析14

1.2.3 方案论证14

1.2.4 硬件设计22

1.2.5 软件设计24

1.2.6 测试结果及结果分析25

1.3 数据采集与传输系统设计[2001年全国大学生电子设计竞赛（E题）]27

1.3.1 任务与要求27

1.3.2 题目分析28

1.3.3 方案论证29

1.3.4 硬件设计37

1.3.5 软件设计40

1.3.6 测试结果及结果分析41

第2章 自动控制系统设计44

2.1 自动控制系统设计基础44

2.1.1 自动控制系统概述44

2.1.2 传感器及其应用电路44

2.1.3 电机与驱动电路65

2.1.4 继电器电路78

2.2 水温控制系统设计[1997年全国大学生电子设计竞赛（C题）]81

2.2.1 任务与要求81

2.2.2 题目分析81

2.2.3 方案论证82

2.2.4 硬件设计84

2.2.5 软件设计88

2.2.6 测试结果及结果分析90

2.3 液体点滴速度监控装置[2003年全国大学生电子设计竞赛（F题）]91

2.3.1 任务与要求91

2.3.2 题目分析93

2.3.3 方案论证93

2.3.4 硬件设计95

2.3.5 软件设计98

2.3.6 测速结果及结果分析101

2.4 悬挂运动控制系统[2005年全国大学生电子设计竞赛（E题）]101

2.4.1 任务与要求101

2.4.2 题目分析103

2.4.3 方案论证103

2.4.4 硬件设计106

2.4.5 软件设计108

2.4.6 测试结果及结果分析115

2.5 基于自由摆的平板控制系统[2011年全国大学生电子设计竞赛（B题）]117

2.5.1 任务与要求117

2.5.2 题目分析120

2.5.3 系统方案121

2.5.4 系统理论分析与参数计算122

2.5.5 电路与程序设计124

2.5.6 测试方案及测试结果127

2.6 简易旋转倒立摆控制装置[2013年全国大学生电子设计竞赛（C题）]129

2.6.1 任务与要求129

2.6.2 题目分析131

2.6.3 系统方案132

2.6.4 理论分析与计算134

2.6.5 电路与程序设计136

2.6.6 测试方案与测试结果137

2.7 风力摆控制系统[2015年全国大学生电子设计竞赛（B题）]139

2.7.1 任务与要求139

2.7.2 题目分析142

2.7.3 方案论证142

2.7.4 测控方法144

2.7.5 系统设计146

2.7.6 系统测试149

2.8 模拟路灯控制系统[2009年全国大学生电子设计竞赛（I题）高职高专组）]151

2.8.1 任务与要求151

2.8.2 题目分析152

2.8.3 模拟路灯控制系统（Ⅰ）154

2.8.4 模拟路灯控制系统（Ⅱ）158

2.9 帆板控制系统[2011年全国大学生电子设计竞赛（F题）]162

2.9.1 任务与要求162

2.9.2 题目分析163

2.9.3 方案论证164

2.9.4 硬件设计165

2.9.5 软件设计170

2.9.6 测试结果及结果分析176

2.10 电磁控制运动装置[2013年全国大学生电子设计竞赛（高职高专组）]178

2.10.1 任务与要求178

2.10.2 题目分析180

2.10.3 方案论证180

2.10.4 理论分析与计算183

2.10.5 程序设计184

2.10.6 测试结果及结果分析185

2.11 小球滚动控制系统[2015年全国大学生电子设计竞赛（J题）（高职高专组）]186

2.11.1 任务与要求186

2.11.2 题目分析188

2.11.3 方案论证188

2.11.4 测控方法190

2.11.5 系统设计190

2.11.6 系统测试196

2.12 滚球控制系统[2017年全国大学生电子设计竞赛（B题）]197

2.12.1 任务与要求197

2.12.2 题目分析199

2.12.3 系统方案200

2.12.4 理论分析与计算201

2.12.5 电路与程序设计202

2.12.6 测试结果206

2.13 管道内钢珠运动测量装置[2017年全国大学生电子设计竞赛（M题）（高职高专组）]208

2.13.1 任务与要求208

2.13.2 题目分析209

2.13.3 省级优秀设计作品案例211

第3章 智能小车设计216

3.1 自动往返小车[2001年全国大学生电子设计竞赛（C题）]216

3.1.1 任务与要求216

3.1.2 题目分析217

3.1.3 方案论证218

3.1.4 硬件设计218

3.1.5 软件设计219

3.1.6 测试结果及结果分析219

3.2 简易智能电动车[2003年全国大学生电子设计竞赛（E题）]220

3.2.1 任务与要求220

3.2.2 题目分析221

3.2.3 方案论证222

3.2.4 硬件设计224

3.2.5 软件设计228

3.2.6 测试结果及结果分析229

3.3 电动车跷跷板[2007年全国大学生电子设计竞赛（F题）]230

3.3.1 任务与要求230

3.3.2 题目分析232

3.3.3 系统方案233

3.3.4 理论分析与参数计算238

3.3.5 程序设计239

3.4 声音引导系统[2009年全国大学生电子设计竞赛（B题）]241

3.4.1 任务与要求241

3.4.2 题目分析246

3.4.3 利用测量时差法被动定位的声音引导系统251

3.4.4 利用测距定位法的声音引导系统255

3.4.5 采用渐近法的声音引导系统261

3.5 智能小车[2011年全国大学生电子设计竞赛（C题）]263

3.5.1 任务与要求263

3.5.2 题目分析265

3.5.3 系统方案论证与比较265

3.5.4 理论分析与参数计算267

3.5.5 电路与程序设计268

3.5.6 系统测试272

3.5.7 设计总结274

3.6 自动泊车系统[2017年全国大学生电子设计竞赛（L题）高职高专题]274

3.6.1 任务与要求274

3.6.2 题目分析276

3.6.3 系统方案278

3.6.4 理论分析与计算279

3.6.5 电路与程序设计280

3.6.6 测试方案与测试结果282

第4章 智能飞行器设计283

4.1 四旋翼自主飞行器[2013年全国大学生电子设计竞赛（B题）]283

4.1.1 任务与要求283

4.1.2 题目分析285

4.1.3 系统方案287

4.1.4 系统设计与论证287

4.1.5 电路与程序设计289

4.1.6 测试方案与测试结果294

4.2 多旋翼自主飞行器[2015年全国电子设计竞赛（C题）]296

4.2.1 任务与要求296

4.2.2 题目分析299

4.2.3 系统方案300

4.2.4 系统设计与论证302

4.2.5 电路与程序设计303

4.2.6 测试方案与测试结果305

4.3 四旋翼自主飞行器探测跟踪系统[2017年全国大学生电子设计竞赛（C题）]306

4.3.1 任务与要求306

4.3.2 题目分析309

4.3.3 飞行控制器设计案例310

参考文献318