全本書是全國大學生電子設計競賽培訓教程的第3分冊，是針對全國大學生電子設計競賽的特點和需求編寫的。全書共4章，內容包括數字系統設計、自動控制系統設計、智能小車設計、智能飛行器設計。書中收集整理了歷屆電子設計競賽中關于數字系統與自動控制系統設計方面的試題23道，每道試題均有任務與要求、題目分析、方案論證與比較、理論分析與參數計算、軟/硬件設計、測試方法、測試結果及結果分析。內容豐富多彩，敘述簡明，概念清晰，工程性和實用性強。
高吉祥，男，國防科技大學教授，長期從事電子和通信專業領域教學和科研工作，輔導全國大學生電子設計競賽，成績突出，是我社資深作者。
第1章 數字系統設計 1
1.1 數字系統設計基礎 1
1.1.1 數字系統的基本概念 1
1.1.2 數字系統的設計方法 2
1.1.3 數字系統設計的描述方法 3
1.1.4 數字系統的安裝與調測 8
1.1.5 國產半導體集成電路型號命名法 11
1.2 數字化語音存儲與回放系統
［1999年全國大學生電子設計競賽（E題）］ 13
1.2.1 任務與要求 13
1.2.2 題目分析 14
1.2.3 方案論證 14
1.2.4 硬件設計 22
1.2.5 軟件設計 24
1.2.6 測試結果及結果分析 25
1.3 數據采集與傳輸系統設計
［2001年全國大學生電子設計競賽（E題）］ 27
1.3.1 任務與要求 27
1.3.2 題目分析 28
1.3.3 方案論證 29
1.3.4 硬件設計 37
1.3.5 軟件設計 40
1.3.6 測試結果及結果分析 41
第2章 自動控制系統設計 44
2.1 自動控制系統設計基礎 44
2.1.1 自動控制系統概述 44
2.1.2 傳感器及其應用電路 44
2.1.3 電機與驅動電路 65
2.1.4 繼電器電路 78
2.2 水溫控制系統設計
［1997年全國大學生電子設計競賽（C題）］ 81
2.2.1 任務與要求 81
2.2.2 題目分析 81
2.2.3 方案論證 82
2.2.4 硬件設計 84
2.2.5 軟件設計 88
2.2.6 測試結果及結果分析 90
2.3 液體點滴速度監控裝置
［2003年全國大學生電子設計競賽（F題）］ 91
2.3.1 任務與要求 91
2.3.2 題目分析 93
2.3.3 方案論證 93
2.3.4 硬件設計 95
2.3.5 軟件設計 98
2.3.6 測速結果及結果分析 101
2.4 懸掛運動控制系統
［2005年全國大學生電子設計競賽（E題）］ 101
2.4.1 任務與要求 101
2.4.2 題目分析 103
2.4.3 方案論證 103
2.4.4 硬件設計 106
2.4.5 軟件設計 108
2.4.6 測試結果及結果分析 115
2.5 基于自由擺的平板控制系統
［2011年全國大學生電子設計競賽（B題）］ 117
2.5.1 任務與要求 117
2.5.2 題目分析 120
2.5.3 系統方案 121
2.5.4 系統理論分析與參數計算 122
2.5.5 電路與程序設計 124
2.5.6 測試方案及測試結果 127
2.6 簡易旋轉倒立擺控制裝置
［2013年全國大學生電子設計競賽（C題）］ 129
2.6.1 任務與要求 129
2.6.2 題目分析 131
2.6.3 系統方案 132
2.6.4 理論分析與計算 134
2.6.5 電路與程序設計 136
2.6.6 測試方案與測試結果 137
2.7 風力擺控制系統
［2015年全國大學生電子設計競賽（B題）］ 139
2.7.1 任務與要求 139
2.7.2 題目分析 142
2.7.3 方案論證 142
2.7.4 測控方法 144
2.7.5 系統設計 146
2.7.6 系統測試 149
2.8 模擬路燈控制系統
［2009年全國大學生電子設計競賽（I題）（高職高專組）］ 151
2.8.1 任務與要求 151
2.8.2 題目分析 152
2.8.3 模擬路燈控制系統（Ⅰ） 154
2.8.4 模擬路燈控制系統（Ⅱ） 158
2.9 帆板控制系統
［2011年全國大學生電子設計競賽（F題）］ 162
2.9.1 任務與要求 162
2.9.2 題目分析 163
2.9.3 方案論證 164
2.9.4 硬件設計 165
2.9.5 軟件設計 170
2.9.6 測試結果及結果分析 176
2.10 電磁控制運動裝置
［2013年全國大學生電子設計競賽（高職高專組）］ 178
2.10.1 任務與要求 178
2.10.2 題目分析 180
2.10.3 方案論證 180
2.10.4 理論分析與計算 183
2.10.5 程序設計 184
2.10.6 測試結果及結果分析 185
2.11 小球滾動控制系統
［2015年全國大學生電子設計競賽（J題）（高職高專組）］ 186
2.11.1 任務與要求 186
2.11.2 題目分析 188
2.11.3 方案論證 188
2.11.4 測控方法 190
2.11.5 系統設計 190
2.11.6 系統測試 196
2.12 滾球控制系統
［2017年全國大學生電子設計競賽（B題）］ 197
2.12.1 任務與要求 197
2.12.2 題目分析 199
2.12.3 系統方案 200
2.12.4 理論分析與計算 201
2.12.5 電路與程序設計 202
2.12.6 測試結果 206
2.13 管道內鋼珠運動測量裝置
［2017年全國大學生電子設計競賽（M題）（高職高專組）］ 208
2.13.1 任務與要求 208
2.13.2 題目分析 209
2.13.3 省級優秀設計作品案例 211
第3章 智能小車設計 216
3.1 自動往返小車
［2001年全國大學生電子設計競賽（C題）］ 216
3.1.1 任務與要求 216
3.1.2 題目分析 217
3.1.3 方案論證 218
3.1.4 硬件設計 218
3.1.5 軟件設計 219
3.1.6 測試結果及結果分析 220
3.2 簡易智能電動車
［2003年全國大學生電子設計競賽（E題）］ 220
3.2.1 任務與要求 220
3.2.2 題目分析 222
3.2.3 方案論證 222
3.2.4 硬件設計 224
3.2.5 軟件設計 228
3.2.6 測試結果與結果分析 230
3.3 電動車蹺蹺板
［2007年全國大學生電子設計競賽（F題）］ 231
3.3.1 任務與要求 231
3.3.2 題目分析 233
3.3.3 系統方案 234
3.3.4 理論分析與參數計算 239
3.3.5 程序設計 240
3.4 聲音引導系統
［2009年全國大學生電子設計競賽（B題）］ 242
3.4.1 任務與要求 242
3.4.2 題目分析 247
3.4.3 利用測量時差法被動定位的聲音引導系統 252
3.4.4 利用測距定位法的聲音引導系統 256
3.4.5 采用漸近法的聲音引導系統 262
3.5 智能小車
［2011年全國大學生電子設計競賽（C題）］ 264
3.5.1 任務與要求 264
3.5.2 題目分析 266
3.5.3 系統方案論證與比較 266
3.5.4 理論分析與參數計算 268
3.5.5 電路與程序設計 269
3.5.6 系統測試 273
3.5.7 設計總結 275
3.6 自動泊車系統
［2017年全國大學生電子設計競賽（L題）高職高專題］ 275
3.6.1 任務與要求 275
3.6.2 題目分析 277
3.6.3 系統方案 279
3.6.4 理論分析與計算 280
3.6.5 電路與程序設計 281
3.6.6 測試方案與測試結果 283
第4章 智能飛行器設計 284
4.1 四旋翼自主飛行器
［2013年全國大學生電子設計競賽（B題）］ 284
4.1.1 任務與要求 284
4.1.2 題目分析 286
4.1.3 系統方案 288
4.1.4 系統設計與論證 288
4.1.5 電路與程序設計 290
4.1.6 測試方案與測試結果 295
4.2 多旋翼自主飛行器
［2015年全國電子設計競賽（C題）］ 297
4.2.1 任務與要求 297
4.2.2 題目分析 300
4.2.3 系統方案 301
4.2.4 系統設計與論證 303
4.2.5 電路與程序設計 304
4.2.6 測試方案與測試結果 307
4.3 四旋翼自主飛行器探測跟蹤系統
［2017年全國大學生電子設計競賽（C題）］ 308
4.3.1 任務與要求 308
4.3.2 題目分析 311
4.3.3 飛行控制器設計案例 311
參考文獻 320
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