这里以我们一个实际的比赛题目为例：
悬挂运动控制系统（E题）
一、任务
设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为
二、要求
1、基本要求：
（1）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；
（2）控制物体在
（3）控制物体作圆心可任意设定、直径为
（4）物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于
2、发挥部分
（1）能够显示物体中画笔所在位置的坐标；
（2）控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽
（3）其他。
三、评分标准
|
|
项目 |
满分 |
|
基本要求 |
设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 |
50 |
|
实际制作完成情况 |
50 |
|
|
发挥部分 |
完成第(1)项 |
10 |
|
完成第(2)项中连续线段运动 |
14 |
|
|
完成第(2)项中断续线段运动 |
16 |
|
|
其他 |
10 |
四、说明
1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间；
2、若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分；
3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过
4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中，物体开始运动前，允许手动将物体定位；开始运动后，不能再人为干预物体运动；
5、竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会，测试用板(板上含空白坐标纸) 测试时自带。
单片机最小系统和外围模块
我们的模块化主要是单片机最小系统和相关的外围模块。在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞赛题的设计都会用到单片机系统。
在竞赛中，可以使用单片机开发系统及EDA开发系统、单片机最小系统板（含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器）和可编程逻辑器件。
应用分类
依据单片机系统在设计中的作用和地位，有三种可能的情况：
1、很多赛题以单片机系统为核心进行设计，主要功能由单片机系统完成，如：
测量类的“简易逻辑分析仪”、“数字式工频有效值多用表”等；
数据采集类的“数字化语音存储与回放系统”、“多路数据采集系统”等；
控制类的“悬挂运动控制系统”、 “简易智能电动车”等。
电源类的“简易数控直流电源设计”、“数控直流电流源设计”等。
在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：
信号的采集、输入控制；
信号的存储、运算、分析、判断；
信号的输出控制；
人机交互功能；
多机通讯功能等。
2、有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完成设计要求，如：
信号源类的“正弦信号发生器设计”、“实用信号源设计”等；
无线电类的“调频收音机设计”、“单工无线呼叫系统设计”等；
测量类的“简易数字储存示波器”、 “简易数字频率计”等。
电源类的“三相正弦波变频电源设计”、“开关稳压电源”等。
在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：
信号的输入、输出辅助控制；
信号的存储；
人机交互功能；
多机通讯功能等；
信号的处理过程由专用芯片或可编程器件完成。
3、还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由纯硬件电路完成，如：
放大器类的“测量放大器设计”、 “实用低频功率放大器设计”等。
在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：
信号的辅助控制；
人机交互功能；
主要功能由纯硬件电路完成。
功能划分
单片机系统是一个软、硬结合的系统，系统功能的实现既有硬件设计任务，也有软件设计任务。因此，在进行系统软、硬件设计之前，首先要对系统功能进行软、硬件划分；
单片机系统的硬件与软件之间有密切的相互制约的联系，硬件和软件具有一定的互换性；
由硬件来完成一些功能可以提高工作速度，减少软件工作量；由软件来完成某些功能，可降低硬件成本、简化电路，提高系统可靠性；
可根据系统的运行速度、成本、可靠性和研制周期等要求来确定软、硬件功能的划分。
根据运行速度要求
在绝大多数单片机系统中，划分软、硬件功能往往是由系统的运行速度决定；
例如，单片机的时钟频率一般在6～12MHz左右，执行一条指令至少需要1μs，而完成任何一项工作需要若干条指令，因此比数字逻辑电路(无论是组合电路还是时序电路)都慢得多；
如果某一任务的执行时间要求少于10μs，就必须采用硬件电路实现。否则，如采用确能完成此项任务的高速单片机系统，则会造成浪费。
根据成本要求
单片机系统研的制费用包括硬件和软件费用，软件的费用不仅是设计师所花费的脑力劳动，还有各种调试工具、消耗品的费用；
软件费用的特点是研制费用昂贵，复制费用低廉；
在比赛中也可以适当考虑这点，也可以当做一个亮点来写。
根据可靠性要求
硬件线路越复杂，系统可靠性就越差；
采用软件替代硬件功能，是提高可靠性的一个好办法；
在比赛中能用软件实现的尽量用软件实现，注意要模块化，便于差错。
根据研制周期要求
为了加快单片机系统的研制速度，应尽量考虑采用各种标准软硬件或利用已有成熟的软硬件来完成系统的功能，而不必拘泥于前面所述细节。
比赛的时间是很紧凑的，所以记住：模块化。
单片机系统硬件设计
最小系统组成
单片机最小系统是指能使系统运行的最小配置电路；
大多数单片机芯片内部都缺乏晶振电路和复位电路，因此，最小系统的组成中一般都包含晶振和复位电路；
单片机系统组成
单片机基本系统扩展
当单片机片内集成的功能单元不能满足应用需要时就必须进行基本系统扩展；
在单片机系统中，常用的扩展芯片主要有程序存储器、数据存储器、I/O口，以及其他专用功能芯片如定时/计数器、中断控制器、通信控制器等。
扩展的方法是以接口电路为桥梁，连接CPU与外围芯片或外部设备
扩展的途径是通过单片机的并行总线、串行总线或I/O口进行扩展。
接口的功能
接口是CPU与外界连接的电路部分，是CPU与外界进行信息交换的中转站；
单片机外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片，因此扩展电路及扩展方法都较为典型、规范；
但也有一些外设不能直接与CPU相连，必须通过接口电路使CPU与外设之间达到最佳耦合与匹配；
接口一般有如下功能：数据缓冲功能、设备选择功能和信号转换功能。
Ø 信号锁存与缓冲
信号的锁存与缓冲的目的是解决主机高速与外设低速的矛盾，避免因速度不一致而丢失数据。
锁存器的作用是把输入信号锁存起来，等待外设读取；
缓冲器的作用是在需要时通过选通信号来读取外设提供的信息；
常用的锁存器有74LS273，74LS373，74LS374，74LS377等，缓冲器有74LS240，74LS241，74LS244，74LS245，74LS367等。
Ø 地址译码
单片机系统中通过并行总线扩展的芯片有多种，同一种芯片也可能有多片，而CPU在同一时间里只能与某一芯片交换信息，这就要借助于接口中的地址译码电路对扩展芯片进行寻址，只有被选中的芯片或单元才能与CPU进行数据交换或通信
译码电路直接确定了每个芯片在单片机访问时的唯一编号(接口地址)；
单片机系统常用译码方式有三种：直接译码、译码器译码和完全地址译码。
Ø 信号转换
由于扩展芯片所能提供的状态信号和它所需要的控制信号往往与单片机的总线信号不兼容，所以信号转换不可避免；
信号转换包括CPU信号与外设信号的逻辑关系上、时序配合上、以及电平匹配上的转换；
信号的转换可以通过组合逻辑电路和时序逻辑电路来实现。
时序
时序是指信号变化的先后关系和时间要求；
在进行单片机系统扩展时，主要要解决的问题就是接口的时序配合问题；
如进行串口通信、外部存储器读写时，关键是符合器件的时序要求。
本站相关资讯链接
找不到想要的，那就在这里Google一下！
(责任编辑：admin)
