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| 內容簡介： |
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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。
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| 關於作者： |
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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。
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| 目錄：
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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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| 內容試閱：
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全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司共同主办的，面向全国高等学校本科、专科学生的一项群众性科技活动，目的在于推动普通高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的能力，加强学生工程实践能力的训练和培养；鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校学生形成良好的学习风气；同时，也为优秀人才脱颖而出创造条件。
全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办13届，深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、参赛队和参赛学生的数量逐年增加。对参赛学生而言，通过参加电子设计竞赛和赛前系列培训，获得了电子综合设计能力，巩固了所学知识，培养了用所学理论指导实践，团结一致，协同作战的综合素质；通过参加竞赛，参赛学生可以发现学习过程中的不足，找到努力的方向，为毕业后从事专业技术工作打下更好的基础，为将来就业做好准备。对指导老师而言，电子设计竞赛是新、奇、特设计思路的充分展示，更是对各高等学校电子技术教学、科研水平的检验，通过参加竞赛，可以找到教学中的不足之处。对各高等学校而言，全国大学生电子设计竞赛现已成为学校评估不可缺少的项目之一，这种全国大赛是提高学校整体教学水平、改进教学的一种好方法。
全国大学生电子设计竞赛只在单数年份举办。然而，近年来，许多地区、省、市在双数年份也单独举办地区性或省内电子设计竞赛，许多学校甚至每年举办多次电子设计竞赛，目的在于通过这类电子设计大赛，让更多的学生受益。
全国大学生电子设计竞赛组委会为组织好这项赛事，于2005年编写了《全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（2005）》。我们在组委会的支持下，从2007年开始至今，编写了全国大学生电子设计竞赛培训教程（共14册），深受参赛学生和指导教师的欢迎与喜爱。
据不完全统计，培训教程出版发行后，已被数百所高校采用为全国大学生电子设计竞赛及各类电子设计竞赛培训的主要教材或参考教材。读者纷纷来信、来电表示，这套教材写得很成功、很实用，同时也提出了许多宝贵的意见。因此，从2017年开始，我们对培训教程进行了整编。新编写的5本培训教程包括《基本技能训练与综合测评》《模拟电子线路与电源设计》《数字系统与自动控制系统设计》《高频电子线路与通信系统设计》《电子仪器仪表与测量系统设计》。
《数字系统与自动控制系统设计》是新编系列教材的第3分册，是在前几版的基础上修订而成的，增加了2013年、2015年和2017年的竞赛内容，删除了2000年以前的部分内容。全书共4章，第1章主要介绍数字系统的基本概念、设计方法、描述方法、安装和调试，以及数字化语音存储与回放系统（1999年）、数据采集与传输系统设计（2001年）。第2章主要介绍自动控制系统设计基础，以及水温控制系统设计（1997年）、液体点滴速度监控装置（2003年）、悬挂运动控制系统（2005年）、基于自由摆的平板控制系统（2011年）、简易旋转倒立摆控制装置（2013年）、风力摆控制系统（2015年）、模拟路灯控制系统（2009年）、帆板控制系统（2011年）、电磁控制运动装置（2013年）、小球滚动控制系统（2015年）和滚球控制系统（2017年）、管道内钢珠运动测量装置（2017年）。第3章主要介绍自动往返小车（2001年）、简单智能电动车（2003年）、电动车跷跷板（2007年）、声音引导系统（2009年）、智能小车（2011年）和自动泊车系统（2017年）。第4章主要介绍四旋翼自主飞行器（2013年）、多旋翼自主飞行器（2015年）和四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（2017年）。列举的每道试题均设有任务与要求、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。
参加本书编写工作的有高吉祥、谢明华、王彦、李月华、熊跃军等。高吉祥、谢明华担任主编，王彦担任副主编，李月华、熊跃军等人参加了部分章节的编写。西安电子科技大学傅丰林教授在百忙之中对本书进行了主审。长沙学院电子信息与电气工程学院院长刘光灿为本书的立项和组织做了大量工作。南华大学王彦教授、湖南科技大学吴新开教授为本书的编写提供了大量优秀作品和论文资料。北京理工大学罗伟雄教授、武汉大学赵茂泰教授等人为本书编写出谋划策，并对本书的修订提出了宝贵意见。在此表示衷心的感谢。
由于时间仓促，本书难免存在疏漏和不足，欢迎广大读者和同行批评指正。
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