2016江苏省大学生电子设计竞赛D题(附源程序)
2016江苏省大学生电子设计竞赛参赛试题（含题号）：D 简易电子秤
摘要
本设计以MSP430单片机为控制核心，设计并实现了一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，具有“称重”、“计价”、“去皮”等功能。具体来说，采用自制的电阻应变片称重传感器将砝码重量变化转换为电压信号的变化，并用精密仪用放大器放大信号以及A/D转化，最终将信号送往单片机处理，得到物体重量，同时，该设计还实现了通过按键对电子秤设置单价并计价与“去皮”功能。
关键词：电阻应变片称重传感器仪用放大器简易电子秤
1.方案设计与论证
本设计运用到五个模块，分别是主控芯片模块、HX711AD转换、LCD液晶显示模块、独立按键、称重传感器模块以及蓝牙数据传输（测试专用）。系统方案框图如图1所示。
图1 系统方案框图
主控芯片模块
方案一：采用51单片机，但是51单片机的IO口个数较少，同时处理性能较低，无法满足本设计的工作要求。故我们不采用此方案。
方案二：采用MSP430单片机，该芯片由TI公司生产，它是一种16位超低功耗，具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，具有丰富的寻址方式，简洁的27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。该芯片有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富、开发环境方便高效的优点。故我们采用此方案。
A/D转换+仪用放大器模块
方案一：采用MSP430处理器自带的A/D接入口，但是A/D的位数较低，无法适应我们的转换精度。故我们不采用此方案。
方案二：采用ADC0809转换芯片，该芯片是8位逐次逼近式A/D模数转换器，A/D的位数也较低，无法适应我们的转换精度。故我们不采用此方案。
方案三：采用HX711芯片，它是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D 转换器芯片，与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括、片内等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有高、响应速度快、性强等优点。该芯片的特点是两路可选择差分输入；有片内低噪声可编程放大器，选择增益为128；片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D转换器提供电源；片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时也可使用外接晶振或时钟；上电自动复位电路；数字控制和串口通讯简单，所有控制由管脚输入，芯片内寄存器无需编程。综合以上所述优点，故我们选择此方案。
液晶显示模块
液晶显示采用LCD1602液晶屏，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。显示的内容为16X2即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）
独立键盘模块
在计价功能上要用到数字键盘，所以我们自己焊制了4X4独立键盘，可以有16个IO口，IO口较多，比较稳定，可靠性高，各个按键之间不会相互干扰。
称重传感器模块
我们在材料力学的基础上对悬臂梁进行受力分析来确定悬臂梁的尺寸，联系工厂进行加工。将4片电阻应变片以全桥电路的形式贴于悬臂梁上，经过测试，自制成功称重传感器。
图2 自制称重传感器实物图
2理论分析与计算
全桥电路分析
图3是直流电桥的基本结构。以电阻R1、R2、R3、R4组成电桥的四个桥臂，在电桥的对角点A 、B 端接入直流电源Ue 作为电桥的激励电源，从另一对角点C 、D 两端输出电压Uo 。使用时，电桥四个桥臂中的一个或多个是阻值随被测量变化的电阻传感器元件，如电阻应变片。电桥的输出电压Uo 可通过下式确定
1324
1234()()
o e R R R R U U R R R R -=
++ (1)
图3 直流电桥
图4为全桥接法。工作中四个桥臂阻值都随被测量而变化，即11R R +?,
22R R +?,33R R +?,44R R +?，当12340R R R R R ====,1234R R R R R ?=?=?=?=?时，电桥输出
e R
Uo U R ?=
(2)
图4 全桥接法
可以看出，电桥的输出电压o U 与激励电压e U 成正比，只是比例系数不同。现定义电桥的灵敏度为
/o
U S R R
=
? (3) 全桥的灵敏度为e U ，全桥接法可以获得最大的灵敏度。在这里，电阻应变片的阻值即R =350Ω。
悬臂梁尺寸分析与计算
题目的要求检测出的砝码变化精度是，即砝码变化，相应的经过A/D 转换器输出的数字量变化为1，由全桥电路分析可知
o e R
U U R ?=
(4) 同时
R
S R
ε?=? (5) 其中S 为灵敏度，ε为正应变。
综合上述两式，得出
o e U S U ε=?? (6) 因为采用的是HX711A/D 转换器，里面自带128增益，所以
1128o o U U = (7)
从A/D 转换的分辨率角度考虑可得
24
12o e
U D U ?= (8) 式中D =1。因为e U 已知，所以可计算得出1,o o U U ,又因为灵敏度S =， 最后求出ε的最小值为2.2×10?10。 由材料力学可知
E σε=? (9) 式中，E 为弹性模量，E =69KN/mm 2
在max y y =即横截面上离中性轴最远的各点处，弯曲正应力最大，其值为
max
max z
My I σ=
(10) 式中M 为弯矩，z I 为惯性矩。
我们设计了一串数据，最后选出了一组符合题目最小精度要求的数据，再将计算得到的数据代入材料力学的相关公式中进行强度校核，经校核，这组数据满足力学强度要求，保证了悬臂梁的稳定性和可靠性。
图5 悬臂梁尺寸设计图
悬臂梁尺寸设计仿真图见附录图Ⅰ
3电路与程序设计
本设计中的主控芯片用的是MSP430149，由TI公司生产，它是一种16位超低功耗，具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器，在设计中起着至关重要的作用，图6是它的电路原理图。
A/D转换器采用的是HX711芯片，是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片，图7是它的电路原理图。
液晶显示采用LCD1602液晶屏，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，图8是它的电路原理图。
图6 MSP430电路图
图7 HX711电路图
图8 LCD1602电路图
在软件代码实现方面，我们采用基于IAR SYSTEMS的C编译器嵌入式开发软件，支持众多知名半导体公司的微处理器。整体程序按照如下的流程进行:
图9 程序设计流程框图
关键程序代码详见附录程序源码。
4测试方法与测试结果
原始数据通过HX711的A/D转换变为一串十进制数据，通过蓝牙模块，将测得的数据传入电脑，并用Matlab对接收到的数据进行拟合，发现原始数据和重量呈线性关系，拟合出的函数代入程序中进行测试，再根据实际测量情况软件补偿，最终可以达到理想的称重效果。
测试结果如下：
表1 实验测试结果
5设计总结
本设计以TI公司MSP430F149为核心控制单元，采用自制的电阻应变片称重传感器采集砝码重量变化，并转换为电压信号的变化，用精密仪用放大器放大信号以及A/D转化，最终将信号送往单片机进行处理，得到物体重量，考虑到自制的称重传感器系统的非线性，系统通过单片机对测量结果进行分段比例因子补偿，测试结果显示系统已经很好地实现了线性测量以及优于1%的称重精度。同时，该设计还实现了通过按键对电子秤设置单价，可计算物品金额并实现金额累加与“去皮”功能，去皮范围不超过100g。在圆满完成题目要求的同时，本系统还实现了称重超过量程5g时报警的功能，为系统设置了安全保障。
最后，感谢大赛组委会以及为比赛提供众多帮助的TI公司。
附录
图Ⅰ悬臂梁尺寸设计软件仿真图
图Ⅱ队员贴电阻应变片
图Ⅲ指导老师、小组成员合影
图Ⅳ作品实物图片
程序源码
转换程序
unsigned long ReadCount(void)
{
unsigned long Count;
unsigned char i;
ADSK_0; 键检测函数
#include ""
#include ""
#include ""
int num=0;
int GetKey()
{
if((P1IN & BIT0)==0)
{
delay_ms(30); 函数
#include <>
#include""
#include""
#include ""
#include ""
#include ""
#include ""
#include ""
#include <>
#define threshold 9390000 //有人无人阀值此处需要根据实际修改，阀值=读取40公斤值的AD值-零点AD值
float temp=0;
//unsigned char PeopleFlag;
//unsigned char buf[20];
int key=20;
float
sum=0,price=0,weight=0,error=0,vesweight=0,realweight=0,SUM=0,AVG=0;; uint qupiflag=0,dotflag=0;
void start_check()
{
uchar i=0;
float SUM=0;
for(i=0;i<50;i++)
{
temp=ReadCount();
weight=temp*4877/;
SUM+=weight;
}
error=SUM/50;
}
void Function1()
{
uchar i=0;
SUM=0;
for(i=0;i<5;i++)
{
temp=ReadCount();
weight=temp*4877/-error;
SUM+=weight;
//SendData(10*weight);
}
AVG=SUM/5;
if(AVG>=200 && AVG<300) AVG=;
if(AVG>=300 && AVG<400) AVG=;
if(AVG>=400 && AVG<=500) AVG=AVG-1; if(AVG>500) AVG=;
if(qupiflag!=0&&vesweight<=100)
{
realweight=AVG-vesweight;
lcd_result((int)(10*realweight));
}
else
{
lcd_result((int)(10*AVG));
}
}
void Function2()
{
//weight=100;
key=GetKey();
if(key==13) //清除键
{
lcd_sum(0);
sum=0;
}
if (key==14)
{
qupiflag=~qupiflag;
vesweight=AVG;
}
if(key==15)
{
error=;
}
if(key==16)
{
error=error+;
}
if(key==12) //单价输入完成
{
sum+=price*AVG;
// SendData((long int)sum);
lcd_sum((long int)(10*sum));
price=0;
}
if(key>=0 && key<12)
{
if(key==11) //小数点
{
//key=GetKey();
dotflag=1;
}
else
{
if(dotflag==1)
{
price=price+(float)key/10; dotflag=0;
}
else
{
price=price*10+key;
}
}
}
//SendData((long int)price);
key=20;
//delay_ms(100);
}
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗 Clock_Init(); //时钟初始化，使用外部8M晶振，MCLK SMCLK
Port_Init(); //HX711端口初始化
UART1_Init(); //串口1初始化9600波特率
lcd_init(); //1602液晶初始化
//TimerInit();//定时器初始化 1S中断一次
start_check();
P6OUT&=~BIT7;
delay_ms(50);
P6OUT|=BIT7;
delay_ms(50); //蜂鸣器响一声表示完成启动
while(1)
{
Function1();
Function2();
}
}
C语言程序设计竞赛题及其答案
数学与统计学院 第三届计算机程序设计竞赛题 竞赛需知： 1、答案必须写在答题纸上。 2、程序采用C/JAVA/VB/VFP语言实现均可。 3、考虑到各种因素，程序的键盘输入和结果输出可以用伪代码或者自然语言表示。但是必 须说明输入变量和输出变量。 4、题目最好能用完整、正确的语言程序来解决问题，如确实无法编写完整语言程序的，可 以写出程序主要框架和流程，必要时可以用伪代码或者自然语言描述算法（程序）。 一、玫瑰花数（20分） 如果一个四位数等于它的每一位数的4次方之和，则称为玫瑰花数。例如： + + 1634+ =， 4^4 4^3 4^6 4^1 编程输出所有的玫瑰花数。 #include
int i,j,k; int n; scanf("%d",&n); for(i=0;i 序号： 编码： 2011年第二届机器人电子设计大赛 作品论文 论文名称： 2011年第二届机器人电子设计大赛 院系全称：电气工程学院 申报者姓名：崔振男 （集体名称）：傲视群雄 目录 第一章前言 (2) 第二章设计分析 (4) 2.1分析要求 (4) 2.2 总体分析 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 小车布局 (6) 3.2 显示按键电路设计 (8) 3.3 测速电路设计 (9) 3.4 电机驱动电路设计 (9) 第四章调试 (10) 1 软件调试 (10) 2 硬件调试 (10) 设计感言 (11) 参考文献 (12) 附录（一） (13) 附录（二） (14) 附录（三） (18) 第一章前言 论文深入研究了ZigBee网络技术，在考察和比较目前我国矿井生产现状的基础上，得出了ZigBee技术用于矿井人员管理的可行性与优势。在做了上述调研工作后，提出了基于ZigBee技术和CAN总线技术的矿井人员管理系统的总体方案。 整个系统通过ZigBee网络实现矿井人员的考勤管理和实时定位，通过CAN总线方式将井下ZigBee无线网络采集到的信号强度、人员信息以及环境参数及时地传送到地面监控中心，监控中心对取得的数据进行处理并将井下人员在各个巷道的动态分布以及每个矿工的运轨迹显示在Gls地图上，实现对矿井人员的实时管理。在矿井人员定位时，论文通过对多种定位技术的比较，结合煤矿井下的实际环境和定位要求，选择了基于RSSI的定位技术。 关键词:ZigBee技术;矿井人员管理;人员定位;CAN总线;RSs Abstract The paper has depth studied of the ZigBee network technology, in the study and comparison of the current status of China's mine production, based on ZigBee technology for mine obtained the feasibility and advantages of personnel management.In doing the above research work is proposed based on ZigBee technology and CAN mines the overall program technology of personnel management system. ZigBee networks through the entire system of mine management and real-time attendance officer position, way underground through the CAN bus collected ZigBee wireless network signal strength, personnel information, and environment parameters in a timely manner to send to the ground control center, monitoring center of the data obtainedprocessing and tunnel underground personnel in all the dynamic distribution and transport path for each miner on a map displayed on the Gls achieve real-time management of the mine personnel.Positioning in the mine workers, the paper by comparing a variety of positioning technologies, combined with the actual 程序设计比赛试题 最少钱币数： 【问题描述】 这是一个古老而又经典的问题。用给定的几种钱币凑成某个钱数，一般而言有多种方式。例如：给定了6种钱币面值为2、5、10、20、50、100，用来凑15元，可以用5个2元、1个5元，或者3个5元，或者1个5元、1个10元，等等。显然，最少需要2个钱币才能凑成15元。 你的任务就是，给定若干个互不相同的钱币面值，编程计算，最少需要多少个钱币才能凑成某个给出的钱数。 【要求】 【数据输入】输入可以有多个测试用例。每个测试用例的第一行是待凑的钱数值M （1<=M<=2000，整数），接着的一行中，第一个整数K（1<=K<=10）表示币种个数，随后是K个互不相同的钱币面值Ki(1<=Ki<=1000)。输入M=0时结束。 【数据输出】每个测试用例输出一行，即凑成钱数值M最少需要的钱币个数。如果凑钱失败，输出“Impossible”。你可以假设，每种待凑钱币的数量是无限多的。 【样例输入】 15 6 2 5 10 20 50 100 1 1 2 【样例输出】 2 Impossible Feli的生日礼物 【问题描述】 Felicia的生日是11月1日（和Kitty是同一天生的哦）。于是Feli请来Kitty一起过生日。Kitty带来了最新款的“Kitty猫”玩具准备送给Feli，不过她说，这份礼物可不是白送的。Feli要帮她一个忙，才能够得到心仪已久的玩具。Kitty说，“Kitty猫”玩具已经卖出了n!个，n<=10^100*_*，Kitty想知道确切的数字，而不是无聊的“一个数加个感叹号”。Feli听了大吃一惊。要知道，算出n!是一个无比艰巨的任务。Feli告诉Kitty，就算Feli算出n!，Kitty也看不下去，因为当n=20时，计算机的长整型已经存不下了（Kitty只能接受1-9之间的数字）。于是Kitty说，你只要告诉我n!最后一位非0的数就可以了。Feli想了想，立刻动手写了个程序算出了正确的答案。现在，请你也试试看！注意哦，AC的男生将会得到一个“Hello Kitty”计算器（可编程，CPU 1THz，Mem 1TMB），AC的女生将会得到一个仿真“Hello Kitty”宠物（善解人意，无须喂养，智商1101，附带写情书功能）。 【要求】 【数据输入】每行一个n，直到输入数据结束 【数据输出】对应输入的n，每行输出一个答案 【样例输入】 1101 【样例输出】 8 全国大学生电子设计竞赛控制类赛题备战纲要 一笔丹青 QQ：2990731899 2013年，四旋翼飞行器首次出现在全国电赛的本科组题目中，电赛控制类开始从二维平面空间走向三维立体空间。对于这样的“跨越”，当年参赛的学生绝大多数准备并不充分，无可避免，13年四旋翼飞行器项目的比赛情况非常糟糕。本人亲历了13年的电赛，获得了控制类本科组全国一等奖，从2015年开始协助老师指导学生参加全国电赛，相较于13年，15年四旋翼飞行器项目的比赛情况好了很多，某种程度上，这要归功于近几年旋翼飞行器的飞速发展（大疆的崛起是最好的注解），互联网为大量实用的开源程序的传播提供了便利。 不得不说，在电赛所有类别的题目中，控制类绝对是“宠儿”，自2005年开始，每届电赛，控制类赛题几乎都是两个，如2011年：自由摆和小车；2013年：旋转倒立摆和四旋翼飞行器；2015年：风力摆和四旋翼飞行器。近日，收到关于电赛的许多咨询，一一回答效率太低，在此，针对电赛的准备，我列出了几点建议，请大家批评指正。 1.基础知识 1.1硬件方面 数电、模电、电路，熟悉基本元器件的使用，初期至少能够搭建稳定可用的单片机最小系统；后期逐渐掌握基于开关电源芯片的供电电源电路搭建，电机驱动电路搭建，液晶屏及数码管显示电路搭建等等； 1.2软件方面 熟练C语言，掌握模块化编程的思想，掌握硬软件联合调试办法，掌握参数整定办法（如最常用的PID算法，其参数整定尤为重要）。 2、常用元器件 2.1 电机 作为执行机构，一个控制系统中没有执行机构几乎没有意义。电机是最为常用的执行机构，如05年悬挂系统中的步进电机；07年、09年所用到小车的直流电机；11年自由摆的步进电机和智能小车的直流电机；13年旋转倒立摆的直流减速电机和四旋翼飞行器的空心杯直流电机；15年风力摆的直流电机、飞行器的空心杯直流电机。 鉴于此，在准备过程中，要很好的掌握直流电机、步进电机以及空心杯直流电机的使用。 2.2 传感器 控制系统离不开传感器，如：07年电赛跷跷板赛题采用的倾角传感器，09年声音引导系统所采用的拾音器；11年自由摆平板系统采用的角度传感器（光电编码器或者精密电位器）；11年智能小车采用的光电接近开关；13年旋转倒立摆采用的光电编码器；13年四旋翼飞行器采用的三轴倾角传感器、陀螺仪、电子罗盘、测距传感器… 因此，常用的传感器必须掌握，如： ?旋转角度测量：光电编码器，精密电位器； ?倾斜角度测量：单轴倾角传感器，三轴倾角传感器，如SCA1600等； 程控增益放大器（B题） 程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波 目录 1、引言： 1 2、方案设计： 1 2.1 总方案框图 1 2.2 DDS模块选择 1 2.3 滤波电路的选择 2 2.4 增益控制部分，放大器的选择 2 3、设计实现： 2 3.1 硬件设计 2 3.1.1 最小系统设计 3 3.1.2 滤波电路 3 3.1.4 放大电路 3 3.1.5 数模转换，电压输出电路 4 3.2软件设计 4 4、测试： 5 4.1、测试方法 5 4.2、测试条件 5 4.3、测试仪器 5 4.4、测试结果 6 5、结论及体会： 6 5.1 结论 6 5.2 体会 6 参考文献： 7 附录一： 8 1 最小系统和按键模块电路原理图 8 2 滤波电路原理图 8 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 9 4 增益控制电路原理图 10 5 DAC8032数模转换电路图 11 附录二：主要源程序 12 1、引言： 放大器是电子系统中最基本的单元电路，放大器的增益又是其中一个重要的性能参数，随着电路控制的日益精细，对放大器增益的控制和调整也变得越来越细致。程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变且受控于控制接口的输出信号。不同的控制信号，将产生不同的反馈系数，从而改变放大器的闭环增益。通过单片机用程序来控制放大的增益，通过键盘输入放大倍数，再利用单片机输出相应的数字信号，然后通过DA变换，换成模拟电压信号，使用这个电压信号来控制放大器的放大倍数，实现了程控增益放大。在灵活性方便性上远远优于传统的放大器。 2、方案设计： 2.1 总方案框图 Ui 本系统原理方框图如图2.1所示。本系统由DDS模块、51单片机、滤波电路、键 全国大学生电子设计竞赛历年题目（1994－2011） 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统 一、任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机。 1．无线电遥控发射机 2．无线电遥控接收机 二、要求 1．基本要求 （1）工作频率：fo=6～10MHz中任选一种频率。 （2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种。 （3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）。 （4）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。 （5）接收机距离发射机不小于10m。 2．发挥部分 （1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级数。 （2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。 （3）增加信道抗干扰措施。 （4）尽量降低电源功耗。 注：不能采用现成的收、发信机整机。 三、评分意见 电子设计大赛控制类题目汇总 ·控制类的题目均要注意外界的干扰。要采取一定的屏蔽措施。 ·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分，分开供电。双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离，利用光电耦合传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活，但可以将电动机所造成的干扰彻底消除，提高了系统稳定性。 ·掌握各种算法。 第三届（1997年） C题水温控制系统 一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1．基本要求 （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度。 2．发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。 三、评分意见 四、说明 (1)加热器用1千瓦电炉。 (2)如果采用单片机控制，允许使用已右的单片机最小系统电路板 (3)数码显示部分可以便用数码显示模块。 (4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点。 (5)在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。 赛题分析： 一、赛题要点： 水温的范围水温调节的误差水温变化的速度打印水温变化的曲线 二、参考设计方案 1、水温的测量。温度传感器（参考型号AD590K） 程序设计竞赛试题和题解 付浩fuch@https://www.wendangku.net/doc/aa6473137.html, Contents 完全平方数 (2) 拉丁方阵 (3) 取石子游戏 (5) 乡村医院 (7) 未知星球 (9) 无聊的游戏 (10) 最短路径 (12) 完全平方数 描述 一个非负整数n是完全平方数当且仅当存在非负整数m，使得n=m2 据说完全平方数具有某种神奇的力量，谁知道呢。 聪明的你一定想到了，这道题的任务就是编写一个程序，判断给定的n是否是完全平方数。 输入格式 输入包含多组数据。 每组数据占一行，包含一个非负整数n，n不超过109 输入以n=-1结束 输出格式 对每组输入数据输出一行，如果n是完全平方数则输出”Yes”，否则输出”No” 输入样例 1 2 3 4 -1 输出样例 Yes Yes No No Yes 解答 一般的语言都有开平方运算吧？ 拉丁方阵 描述 拉丁方阵是一种n×n的方阵，方阵中恰有n种不同的元素，每种元素恰有n个，并且每种元素在 一行和一列中恰好出现一次。著名数学家和物理学家欧拉使用拉丁字母来作为拉丁方阵里元素的 符号，拉丁方阵因此而得名。例如下图是一个3×3的拉丁方阵： 如果一个拉丁方阵的第一行和第一列按照元素的先后顺序来排列，那么这称为拉丁方阵的标准型，例如下图就是一个3x3的拉丁方阵标准型，第一行和第一列都是”1 2 3”。 你的任务是，编写一个程序读入一个方阵，判断其是否为拉丁方阵；进一步地，判断是否为标准型。 输入格式 输入包含多组数据。 每组数据第一行为正整数n，表示方阵的大小。 其后n行，每行有n个1到n之间的整数，整数之间恰有一个空格，表示方阵的内容。 输入保证1≤n≤100 输入以n=0结束，不要处理这个数据。 输出格式 每组数据对应于一行输出。如果输入是拉丁方阵，但不是标准型则输出1；如果输入是标准型则 输出2；如果输入不是拉丁方阵则输出0 输入样例 2 1 1 程控增益放大器（B题） 程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波 目录 1、引言： (1) 2、方案设计： (1) 2.1 总方案框图 (1) 2.2 DDS模块选择 (1) 2.3 滤波电路的选择 (2) 2.4 增益控制部分，放大器的选择 (2) 3、设计实现： (2) 3.1 硬件设计 (2) 3.1.1 最小系统设计 (3) 3.1.2 滤波电路 (3) 3.1.4 放大电路 (3) 3.1.5 数模转换，电压输出电路 (4) 3.2软件设计 (4) 4、测试： (5) 4.1、测试方法 (5) 4.2、测试条件 (5) 4.3、测试仪器 (5) 4.4、测试结果 (6) 5、结论及体会： (6) 5.1 结论 (6) 5.2 体会 (6) 参考文献： (7) 附录一： (8) 1 最小系统和按键模块电路原理图 (8) 2 滤波电路原理图 (8) 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 (9) 4 增益控制电路原理图 (10) 5 DAC8032数模转换电路图 (11) 附录二：主要源程序 (12) 全国大学生电子设计大赛应该怎么准备？ 最主要的是学习什么课程：:《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。所要学习的科目当然不能定局,知识面越广越好，它是对各个科目综合运用的产物，而且要具有非常强的动手和创新能力，对一个人的动手能力有很大的促进作用．学起来不要急于求成，掌握一些基本电路及调试，焊接技术，Proteｌ软件的使用,能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到,不要在学时表面感觉没用就不注重它，那样就犯了很大的错误了。在电子ＤIY学习过程中你会体会到很多乐趣的。要厚积勃发。 全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块? 主要可以针对以下几类准备模块：电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。 建议现在打好基础,做好知识储备： １．数电,模电,单片机原理,Ｃ语言，这几个是必学的，重要,相当重要。 2．收集相关资料，比如芯片数据手册，应用笔记，源程序，制作实例，现在吧资料积累好了,到时候用起来很方便。 3.多跑电子市场,买些元件回来自己动手做一些东西,锻炼实践能力。４．看往年电子设计大赛的题目,学习别人设计的长处，最好自己总结下，写成自己的东西。 5．找你们学校以前带电子设计竞赛的老师，告诉他你自己的想法,希望他能给你点建议或者帮助。?6.坚持,坚持,再坚持，克服困难，持之以恒!?这些最基本的东西学好了,等你正式参加比赛的时候，什么AＲＭ，DSP,FPGA等用起来也就不是很困难了!切记，不要赶时髦,追新潮,最基本的东西全掌握了,新东西也不就那么神秘了！! 课程方面: ?还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、ＣPＬD/FＰGA设计、C语言、汇编、微机接口 模电要好好学，信号没多大用?CPLD/FPＧA编程/模拟用ＱｕａrtｕsII ?单片机模拟用Proteus ?模电模拟用Multisim 单片机编程用Kｅil,用的Ｃ语言和汇编?嵌入式还要用到Ｌｉnux 的内核 还有个画ＰＣB板的，Protel 99ＳＥ,现在最新的叫“Aｌtiｕm D ｅsigner” ?反正这些东西都会要用的,要学起来东西很多，建议你要用到什么看书吧～而且电子设计竞赛都是几个人一组,分工合作吧~ 在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。在这两年完成自己技能的升级，能力的质变: １.熟练PCB Layｅr Out规则（EDＡ工具Pｒotel99SE,OR ＣAD) 一、鸡兔同笼 问题描述 一个笼子里面关了鸡和兔子（鸡有2只脚，兔子有4只脚，没有例外）。已经知道了笼子里面脚的总数a，问笼子里面至少有多少只动物，至多有多少只动物 输入数据 第1行是测试数据的组数n，后面跟着n行输入。每组测试数据占1行，包括一个正整数a (a < 32768)。 输出要求 n行，每行输出对应一个输入。输出是两个正整数，第一个是最少的动物数，第二个是最多的动物数，两个正整数用空格分开。如果没有满足要求的情况出现，则输出2个0。 输入样例 2 3 20 输出样例 0 0 5 10 解题思路 这个问题可以描述成任给一个整数N，如果N是奇数，输出0 0，否则如果N是4的倍数，输出N / 4 N / 2，如果N不是4的倍数，输出N/4+1 N/2。这是一个一般的计算题，只要实现相应的判断和输出代码就可以了。题目中说明了输入整数在一个比较小的范围内，所以只需要考虑整数运算就可以了。 参考程序 1.#include 1系统方案设计与论证 1.1设计要求 （1）设计一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态的装置，电器电流范围 0.005A – 10.0A，用电器包括LED 灯、节能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。 （2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过程。 （3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不大于2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、性质，数量自定。电器 的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。 （4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。 （5）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。 1.2设计基本思路 题目要求设计可根据电参数分析用电器类别的装置，区分用电器的方法可以是电流的 大小，电压电流的相位差。因此，装置采用ZMPT101B电压互感器、ZMCT103C电流 互感器采集电压电流信息，判断用电器类型，并经28027单片机程序控制在显示屏显示。该装置可以检测键盘的输入，处于学习、识别两种不同模式，存储信息的模块采 用AT24C64，存储用电器的信息。为完成便携终端信息的接收和提示，系统还加入蜂 鸣器和WIFI无线传输模块。 1.3系统框图 1.4方案比较与选择 （1）控制器 方案一：TMS320F28027是一种高效 32 位中央处理单元，具有分析和断点功能。可 以借助硬件进行实时调试。60MHz器件，3.3V 单电源集成型加电和欠压复位，两个内部 零引脚振荡器多达 22 个，复用通用输入输出 (GPIO) 引脚三个，32 位 CPU 定时器片载 闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存。 1.历届的控制类赛题” 1.历届的“控制类赛题” 在9届电子设计竞赛中，“控制类赛题” 除了1994和1995年外，其它每届都有，共有9题：①水温控制系统（1997年C 题）；②自动往返电动小汽车（2001年C 题）； ③简易智能电动车（2003年 E 题）；④液体点滴速度监控装置（2003年 F 题）；⑤悬挂运动控制系统（2005年 E 题）；⑥电动车跷跷板（2007年F 题本科组）；⑦电动车跷跷板（2007年J 题高职高专组）； ⑧声音引导系统（2009年 B 题）；⑨模拟路灯控制系统（2009年I 题）。 2. 从历届赛题可以看到：从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握：（1）系统控制方案和算法设计（ 2 ）微控制器电路模块制作和编程：如：AT89S52 、MSP430F1611 、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B 、STM32F103VET6等等。（3）微控制器外围电路模块制作和编程：如键盘及LED 数码管显示器模块、RS-485总线通信模块、CAN 总线通信模块、无线收发器电路模块、ADC 模块、DAC 模块等等。（4）传感器电路模块制作和编程：如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。（5）电机控制电路模块制作和编程：如直流电机驱动模块（L298 N）步、进电机驱动模块（L297+L298N，TA8435H）、舵机控制模块、光电隔离模块等等。（6）放大器电路模块制作：小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器（7）电源电路模块制作（8）电动小车制作 建议：3. 建议：“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关 试题 1、数学黑洞（程序文件名maths.c/maths.cpp） 【问题描述】 任给一个4位正整数，其各位数位上的数字不全相同，将数字重新组合成一个最大的数与最小的数相减，重复这个过程，最多7步，必得6174。对任给的4位正整数（各位数位上的数字不全相同），编程输出掉进黑洞的步数。 【输入】 一行，一个4位正整数n（1000< n<9999） 【输出】 掉进黑洞的步数 输入 1234 输出 3 2、进制转换（程序文件名conver.c/conver.cpp） 【问题描述】 任给一个十进制整数n,及正整数m(m<=16且m≠10), 将n转换成m进制并输出。 【输入】 一行，两个整数n，m（0 ≤ n ≤ 500000，2 ≤ m ≤ 16，且m≠10），中间用一个空格隔开，其中n 表示十进制数。 【输出】 转换后的数 【输入输出样例】 输入 255 8 输出 377 3、分数线划定（程序文件名score.c/score.cpp） 【问题描述】 公务员选拔工作正在 A 市如火如荼的进行。为了选拔优秀人才，A 市对所有报名的选手进行了笔试，笔试分数达到面试分数线的选手方可进入面试。面试分数线根据计划录取人数的150%划定，即如果计划录取m名公务员，则面试分数线为排名第m*150%（向下取整）名的选手的分数，而最终进入面试的选手为笔试成绩不低于面试分数线的所有选手。现在就请你编写程序划定面试分数线，并输出所有进入面试的选手的报名号和笔试成绩。 【输入】 第一行，两个整数n，m（5 ≤ n ≤ 5000，3 ≤ m ≤ n），中间用一个空格隔开，其中n 表示报名参加笔试的选手总数，m 表示计划录取的人数。输入数据保证m*150%向下取整后小于等于n。 第二行到第 n+1 行，每行包括两个整数，中间用一个空格隔开，分别是选手的报名号k（1000 ≤ k ≤ 9999）和该选手的笔试成绩s（1 ≤ s ≤ 100）。数据保证选手的报名号各不相同。 【输出】 第一行，有两个整数，用一个空格隔开，第一个整数表示面试分数线；第二个整数为进入面试的选手的实际人数。 从第二行开始，每行包含两个整数，中间用一个空格隔开，分别表示进入面试的选手的报名号和笔试成绩，按照笔试成绩从高到低输出，如果成绩相同，则按报名号由小到大的顺序输出。 【输入输出样例】 输入 6 3 1000 90 3239 88 2390 95 7231 84 1005 95 1001 88 2017年全国大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【本科组】 2017年9月7日 摘要 本系统以飞思卡尔单片机MC9S12XS128作为主控制芯片，通过数字摄像头OV7620采集靶面图像，进行图像信息的处理，得到靶面上弹着点的位置信息，并在OLED上显示弹着点的环数、方位。同时为了方便摄像头的图像的校准，设计了激光三点定位装置。另外设计了以步进电机和直流减速电机驱动的二维激光头移动调节架，通过按键控制可实现激光点在靶面上的移动、自动中心打靶、定位打靶。 关键词：激光打靶单片机数字摄像头步进电机 Abstract This system adopts the Freescale MCU(MC9S12XS128) as the core processing chip, target surface image are gained by the digital camera OV7620, the spot position information on the target is got after the image information processing, the ring number and location are displayed on the OLED. At the same time , in order to facilitate the image of the calibration of cameras, the laser at 3 o 'clock positioning device is designed. In addition , step motor and DC gear motor are designed to drive 2D position control frame, it can be realized through the key control that the laser spot on the target mobile, automatic target and hit the bull 's-eye, automatic positioning. Key words: laser-shooting microcomputer digital camera step motor 电子设计大赛论文报告格式 **设计报告内容： 1．封面：单独1页（见样件） 2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页 3．目录：内容必要对应页码号 4．设计报告正文： 一、前言： 二、总体方案设计： 包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 三、单元模块设计： 第三届（1997 年）全国大学生电子设计竞赛题目 C 题水温控制系统 一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1 升净水，容器为搪瓷器皿。水温可 以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1．基本要求 （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度。 2．发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调 节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。三、评分意见 第五届（2001 年）全国大学生电子设计竞赛题目 C 题自动往返电动小汽车 一、任务 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽'BB车。允许用玩具汽车改装，但 不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。 跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。 在跑道的B、C、D、E、F、G 各点处画有2cm 宽的黑线，各段的长度如图1 所示。 二、要求 1．基本要求 （1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10 秒， 然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。 （2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中 心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。 （3）D～E 间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8 秒，但不允 许在限速区内停车。 2．发挥部分 （1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 （2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。 （3）其它特色与创新。 三、评分标准 四、说明 （1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。 （2）车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35 cm，宽度≤15cm。（3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目 简易智能电动车（E 题） 一、任务 放大器的应用 [摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器 目录 一、设计任务 (2) 二、设计方案及比较 (2) 1. 三角波产生器 (2) 2. 加法器 (2) 3. 滤波器 (3) 4. 比较器 (3) 三、电路设计及理论分析 (3) 四、电路仿真结果及分析 (4) 1. U端口 (4) 1o 2. U端口 (4) 1i 3. U端口 (4) 2i 4. U端口 (4) 2 o 5. U端口 (4) 3o 五、总结 (4) 一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 二、设计方案及比较 设计有五个部分，其中低频信号源使用信号发生器，其余四部分设计方案如下： 1.三角波产生器 初始方案： 根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波，然后再采用微分电路对信号处理，输出即为三角波。 图1.1 图中：R 1 = 6.8k ?，R 2 = 10k ?，R 3 = 30k ?，R 0 = 3.9k ?，R 4 = 10k ?，R 5 = 20k ?，C = 0.1?F ， D Z1和D Z2采用稳压管。 运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3及R 0、D Z1、D Z2组成电压比较器。当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为： 改进方案： 由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路中有一个无法实现，所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。 对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。设计电路如图1.2 图1.2 2.加法器 方案： 由于加法器输出11210o i i u u u +=，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数值，电路 小学生程序设计比赛练习题 1.幸运数字 (luck.pas/c/cpp) 【问题描述】 今年圣诞节，小明收到了很多礼物，每个礼物上都有一个数字，表示对小明的祝福。可是小明有自己的想法，对小明来说，4或者7的倍数是幸运数字。 现在，小明想要知道所有数字中幸运数字之和是多少？请你帮帮小明！ Sheryl gōngchéng zài quánguó de Brada ruǎnjiàn gōngsī. Tā de gōngzuò shì kāifā Windows cāozuò xìtǒng. Zài Brada bǎoshǒu de ràng rén nányǐ zhìxìn. Tāmen shènzhì cónglái méiyǒu shǐyòng de túxíng xiǎnshìqì! Yīncǐ,Sheryl de cāozuò xìtǒng yùnxíng zài wénběn móshì hé zài yóu zìfú zǔchéng de xìtǒng chuāngkǒu. Sheryl juédìng, měi gè chuāngkǒu dōu yǒu yīgè ID, zhè shì yīgè zīběn yīngwén zìmǔ ('yī'dào'Z'). Yóuyú měi gè chuāngkǒu yǒu yīgè wéi yī de ID, bùnéng yǒu chāoguò 26 gè chuāngkǒu zài tóngyī shíjiān. Rú nǐ suǒ zhī, suǒyǒu de Windows shì chángfāngxíng. Zài zhè zhǒng chǒulòu de Windows xìtǒng de píngmù, chuāngkǒu de kuàngjiàyǐ jīběn xíngchéng yóu tā de ID xìn. Tú 1 xiǎnshì, zhǐyǒu píngmù shàng de yīgè chuāngkǒu, gāi chuāngkǒu de ID shì'A'. Windows kěnéng huì chóngdié. Tú- 2 xiǎnshì chuāngkǒu de qíngkuàng B duì chuāngkǒu a. Hé tú- 3 de dǐng bù shì tígōng le gèng fùzá de chóngdié. Dāngrán, rúguǒ yīgè chuāngkǒu de mǒu xiē bùfèn shì yóu qítā chuāngkǒu zhē zhù, nǐ bùnéng zài píngmù shàng kàn dào de bùfèn. 字典- 查看字典详细内容 【输入】 第一行一个整数n，表示小明收到了n份圣诞礼物。 第二行包含n个整数，第i个数a[i]表示第i份礼物上的数字。 【输出】 输出小明心目中的幸运数字之和。 【样例解释】 小明的幸运数字必须是4或者7的倍数，这里符合条件的有：12+14+16=42 【数据范围】 40%的数据，n<=100, 0机器人电子设计竞赛论文
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