全国大学生电子设计竞赛培训教程第3分册——数字系统与自动控制系统设计

作者: 高吉祥

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2019-05

版次: 1

ISBN: 9787121294990

定价: 59.80

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 328页

字数: 525千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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全本书是全国大学生电子设计竞赛培训教程的第3分册，是针对全国大学生电子设计竞赛的特点和需求编写的。全书共4章，内容包括数字系统设计、自动控制系统设计、智能小车设计、智能飞行器设计。书中收集整理了历届电子设计竞赛中关于数字系统与自动控制系统设计方面的试题23道，每道试题均有任务与要求、题目分析、方案论证与比较、理论分析与参数计算、软/硬件设计、测试方法、测试结果及结果分析。内容丰富多彩，叙述简明，概念清晰，工程性和实用性强。高吉祥，男，国防科技大学教授，长期从事电子和通信专业领域教学和科研工作，辅导全国大学生电子设计竞赛，成绩突出，是我社资深作者。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220

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222

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　测试结果与结果分析230

3.3　电动车跷跷板

［2007年全国大学生电子设计竞赛（F题）］231

3.3.1　任务与要求231

3.3.2　题目分析233

3.3.3　系统方案234

3.3.4　理论分析与参数计算239

3.3.5　程序设计240

3.4  声音引导系统

［2009年全国大学生电子设计竞赛（B题）］242

3.4.1　任务与要求242

3.4.2　题目分析247

3.4.3　利用测量时差法被动定位的声音引导系统252

3.4.4　利用测距定位法的声音引导系统256

3.4.5　采用渐近法的声音引导系统262

3.5  智能小车

［2011年全国大学生电子设计竞赛（C题）］264

3.5.1　任务与要求264

3.5.2  题目分析266

3.5.3  系统方案论证与比较266

3.5.4  理论分析与参数计算268

3.5.5  电路与程序设计269

3.5.6  系统测试273

3.5.7  设计总结275

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］275

3.6.1　任务与要求275

3.6.2  题目分析277

3.6.3  系统方案279

3.6.4  理论分析与计算280

3.6.5  电路与程序设计281

3.6.6  测试方案与测试结果283

第4章  智能飞行器设计284

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）］284

4.1.1  任务与要求284

4.1.2  题目分析286

4.1.3  系统方案288

4.1.4  系统设计与论证288

4.1.5  电路与程序设计290

4.1.6  测试方案与测试结果295

4.2  多旋翼自主飞行器

［2015年全国电子设计竞赛（C题）］297

4.2.1  任务与要求297

4.2.2  题目分析300

4.2.3  系统方案301

4.2.4  系统设计与论证303

4.2.5  电路与程序设计304

4.2.6  测试方案与测试结果307

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）］308

4.3.1  任务与要求308

4.3.2  题目分析311

4.3.3  飞行控制器设计案例311

参考文献320
内容简介:
全本书是全国大学生电子设计竞赛培训教程的第3分册，是针对全国大学生电子设计竞赛的特点和需求编写的。全书共4章，内容包括数字系统设计、自动控制系统设计、智能小车设计、智能飞行器设计。书中收集整理了历届电子设计竞赛中关于数字系统与自动控制系统设计方面的试题23道，每道试题均有任务与要求、题目分析、方案论证与比较、理论分析与参数计算、软/硬件设计、测试方法、测试结果及结果分析。内容丰富多彩，叙述简明，概念清晰，工程性和实用性强。
作者简介:
高吉祥，男，国防科技大学教授，长期从事电子和通信专业领域教学和科研工作，辅导全国大学生电子设计竞赛，成绩突出，是我社资深作者。
目录:
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220

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222

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　测试结果与结果分析230

3.3　电动车跷跷板

［2007年全国大学生电子设计竞赛（F题）］231

3.3.1　任务与要求231

3.3.2　题目分析233

3.3.3　系统方案234

3.3.4　理论分析与参数计算239

3.3.5　程序设计240

3.4  声音引导系统

［2009年全国大学生电子设计竞赛（B题）］242

3.4.1　任务与要求242

3.4.2　题目分析247

3.4.3　利用测量时差法被动定位的声音引导系统252

3.4.4　利用测距定位法的声音引导系统256

3.4.5　采用渐近法的声音引导系统262

3.5  智能小车

［2011年全国大学生电子设计竞赛（C题）］264

3.5.1　任务与要求264

3.5.2  题目分析266

3.5.3  系统方案论证与比较266

3.5.4  理论分析与参数计算268

3.5.5  电路与程序设计269

3.5.6  系统测试273

3.5.7  设计总结275

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］275

3.6.1　任务与要求275

3.6.2  题目分析277

3.6.3  系统方案279

3.6.4  理论分析与计算280

3.6.5  电路与程序设计281

3.6.6  测试方案与测试结果283

第4章  智能飞行器设计284

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）］284

4.1.1  任务与要求284

4.1.2  题目分析286

4.1.3  系统方案288

4.1.4  系统设计与论证288

4.1.5  电路与程序设计290

4.1.6  测试方案与测试结果295

4.2  多旋翼自主飞行器

［2015年全国电子设计竞赛（C题）］297

4.2.1  任务与要求297

4.2.2  题目分析300

4.2.3  系统方案301

4.2.4  系统设计与论证303

4.2.5  电路与程序设计304

4.2.6  测试方案与测试结果307

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）］308

4.3.1  任务与要求308

4.3.2  题目分析311

4.3.3  飞行控制器设计案例311

参考文献320