数字频率计、风力摆、双向DC-DC变换器

2017年全国大学生电子设计竞赛将在8月中旬拉开帷幕，8月2日瑞萨配合组委会及专家组公布了2017年全国大学生电子设计竞赛仪器和主要元器件清单，如今参数者们正如火如荼地准备中，作为2017年的参数者，看着清单猜题环节已经进行中，本组押宝押了几题，希望能中，嘿嘿！

下面这个资料是15年参赛老司机提供给我们组的，如今借助电路城平台分享给大家，希望大家在此次大赛中共同进步成长。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文1—数字频率计（F题）

数字频率计是数字测量技术中的一个典型应用，虽然一些数字频率计的功能复杂，但是使用起来简单方便，符合时代发展，具有实用功能。本设计与以往单一设计不同，实现了软件硬件应用同步。以单片机DSP为核心，应用单片机的算术运算和控制功能结合可变增益放大器、整形以及时基电路，并运用LCD1602将所测数据显示出来。系统简单理解，操作方便。既保证了系统的测量精度又让系统具有实用性。在满足了电赛基本要求以外，在发挥部分也有一定提高。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文2—数字频率计（F题）

数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，因其测量精度高、速度快、操作简便、数字显示等特点被广泛应用于航天、电子、测控等领域。本设计便是按照题目的要求设计了一款基于单片机自动分频的高精度多功能数字频率计，在测量频率的同时还可以实现周期、占空比以及两路同频信号的时间间隔的测量任务。该数字频率计以STM32为主控器，将输入信号依次通过放大、整形和分频模块处理后再进行测量，为了满足不同频率和电压的输入信号的测量任务，我们在放大电路和整形电路之间加上了钳位电路，用于稳定电压值，最后的测量结果采用液晶显示的形式输出，给使用者更加方便快捷的使用体验。通过实际测试，该数字频率计具有反应快、精度高、操作也非常人性化、而且应用范围广、带宽大以及成本低廉、小巧方便等优点。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文3—数字频率计（F题）

本文设计的是一款基于STM32单片机的数字频率计，它具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点。数字频率计的电路是由信号运放整形、信号分频、单片机控制及显示模块等部分组成，利用单片机的定时器捕获/比较模式测量频率,从而实现对周期信号的频率、时间间隔、占空比的测量，结果在LCD1602液晶显示器上显示，并通过软件设置来提高测量的精度。通过对测量结果的对比, 分析测量误差来源, 提出减小误差应采取的措施。该数字频率计实现了单片频率计、频率采样、与单片微机三者之间与软件接口，使得测频量程的选择、频率数据的测量、采样以及编码的边境转换和数据的转换存储均可通过单片微机的软件编程自动进行，实现测频与采样工作的智能化。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文4—数字频率计（F题）

数字频率计主要由钳位放大，整形，程控分频，控制和液晶显示等模块组成，可准确测量信号频率周期、占空比和双路信号时间间隔，并可自动根据不同数量级显示单位。数字频率计利用钳位放大模块高速高精度放大被测信号；整形模块对信号进行高精度整形；程控分频模块自动对不同数量级频率分频，提高测量精度；基于STM32的控制模块对频率、周期、占空比，以及双路信号时间间隔进行计算，并通过液晶显示模块显示在液晶屏上。它具有高精度的特点，频率范围在1Hz~20MHz时，所测频率和周期的精度可达10^-4以上，；频率范围在20MHz~100MHz时，所测频率和周期的精度可达10^-2以上。测量双路信号时间间隔的精度可达10^-2以上。测量信号占空比的精度可达10^-2以上。此外，它还具有体积小，刷新速度快（1.5s），显示数据稳定等优势。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文1—风力摆控制系统（B题）

该作品采用STM32单片机作为主控芯片，MPU6050作为姿态采集模块,LCD12864作为液晶显示模块，和风力摆机械结构组成闭环控制系统。风力摆由万向节连接碳杆再连接风机组成。位于碳杆最下方的姿态采集模块不断采集风力摆当前姿态角，并将数据返回给单片机。本系统实现了风力摆在仅受轴流风机为动力控制下快速起摆、画线、画圆、恢复静止的功能，并且受风力影响后能快速恢复画圆状态。另外，本系统具有良好的人机交互界面，各参数及测试模块可由按键输入并通过液晶显示，智能性好，反应速度快。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文2—风力摆控制系统（B题）

该系统采用瑞萨RL78/G13开发套件为核心控制板，对从MPU-6050芯片读取到的一系列数据进行的滤波和分析，并通过在无风状态下的大规模数据采样记录系统期望摆角与期望摆角下取得的速度，对数据进行分析处理。然后单片机根据所采集来的角度变化和电机速度反馈环，采用自适应算法算出风摆此时转动的角度，通过三维坐标系变换，使风摆的摆幅倾斜角度满足风机对风摆的作用力（杆的拉力和重力）在水平方向上的分量。继而根据风机的调速，精确地控制不同风机转动对空气的反作用力。结合MPU-6050三轴加速度与加速度实现双闭环PID控制。运用人机交互方式对系统进行设置和显示。该系统布局合理，方案可行，实际运行较为平稳，控制精度较高，基本全部达到了题目的要求。

2015年全国大学生电子设计竞赛论文—双向DC-DC变换器（A题）

本文介绍了以降压式Buck变换器和升压式Boost变换器为核心的双向DC-DC变换器。通过Buck模式和Boost模式互相切换实现电池的充电、放电以及充放电过程。直流稳压源提供输入电压，经采样电阻采样后通过比较器将采样电压与参考电压比较，通过与门控制UC3843或SG3525的切换。主控模块采用电流型控制芯片UC3843，和电压型控制芯片SG3525控制电路，通过调节占空比使得输出电压U2在 24-36V范围内可调。同时电路设有过压保护模块，使充电电池U1超过阈值U1th=24±0.5V 时及时切断电路，实现过充保护。微控制器与液晶显示构成了显示模块，使充电电流I1在1-2A 范围内步进可调，并通过显示屏实现输出电压、电流的测量和数字显示功能。

附件包含以下资料

更多全国大学生电子设计竞赛资料

1. 2013年全国大学生电子设计竞赛题目相关电路资料
2. 厉害了！2017年瑞萨电子为全国大学生电子设计竞赛研发的RX23T开发套件
3. 获奖作品开源大放送！2016电赛一等奖-G题电子称资料
4. 【元器件篇】助力2017年电赛：2015年电子设计大赛主要元器件、模块资料汇总
5. 2017年电子设计竞赛 高频组必备预测模块 基准电压模块（高精度的2.500000V基准）
6. 百篇电路资料助跑2017年电赛，电赛各类主题应有尽有