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
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