蓝桥杯 EDA 组 2023模拟+真题原理图解析

本文解析了标题内的原理图蓝桥杯EDA组真题，2021-2022 省赛真题/模拟题在上一篇文中。本文中重复或者是简单的电路节约篇幅不在赘述。

其中需要补充和计算原理图的题目解析都放在最下面

一、2023 年第十四届省赛模拟题1

1.1 Type-C 接口电路

 

通过 CH340N 将数据转化为差分信号，后接入 type-c 的 A6、A7、B6 和 B6 差分口。其中最重要的 type-c 的CC1 和 CC2口，这两个数据口决定了插入方向，插入的版本等。

CC1 和 CC2 都接入下拉电阻即可配置 type-c 为 UFP 模式，即为被供电设备，下表中说明了 UFP 几种子模式。图中说的 Ra下拉是 1.2k 下拉电阻。Rd 下拉是 5.1k 下拉电阻。

1.2 稳压二极管电路 

与其他的 ams1117 不同的是，这前置并联了一个 SMD1210P050TF 自恢复保险丝。

 

1.3  LMV358 运放电路

LMV358 是一个含有两个运放的八脚，图中两个运放是一颗。

去其他图中运放不同的是，这里并联了 C13 和 C1 两颗电容在反馈电路中。他是相位补偿电容，其作用是减少运放自激。可以看看下面的视频：

运放反馈电阻上并联小电容的作用_哔哩哔哩_bilibili

1.4  题目1——设计可编程供电电压电路

题目所给的是PMOS，低电平导通，因为默认的 R21/R23 上拉电阻会导致 MOS 管不导通。此时我们使用单片机给G极一个低电平，便可以导通 mos 管，使得 VO1 供电了。

这种场景比较适合用 mos 管，如果使用三极管他本身也放大不了多少电流。

此外可以通过 mos 管控制输出的电压。

 

1.5 总结

这是一个使用USB-TypeC供电 0-5V 模拟信号输出，0-5V 模拟信号采集的和编程的供电输出和控制系统。

二、2023 年第十四届省赛模拟题2

2.1 LM386D 运放电路

这是一颗音频功率放大器，猜测是驱动蜂鸣器使用的，我不懂运放，便不再作解析了。

2.2 数码管驱动电路

 

段选涉及控制数码管中不同段的点亮。每个段都需要一定的电流来发光。然而，具体每个段所需的电流取决于数码管的类型（例如，共阳极还是共阴极）以及LED的规格。通常，段选电流是较小的，因为每个段只是一个LED或LED组合。

一般来说，段选所需的电流会比位选大，因为段选涉及到实际点亮LED，而位选只是控制哪个数码管被激活。所以在图中段选使用三极管控制。

2.3 CS100 超声波测距电路

CS100A  CS100A 内部集成超声波发射电路，超声波接收电路，数字处理电路等，单芯片即可完成超声波测距，测距结果通过脉宽的方式进行输出，通信接口兼容现有超声波模块。

全球首款超声波测距芯片 | 岸歌 angoSense

1.4  题目1——ams1117线性稳压器电路搭建

ams1117是一个低压差线性稳压器（LDO）

它有两种版本：固定输出版本和可调版本。对于ams1117 TAB 引脚不能确实是不是可调版本。

因为可调端一般为叫 ADJ。所以我们不能确定，所以就不使用这个引脚。

三、2023 年第十四届省赛模拟题3

3.1 LM2576SX 和 AMS1117 电源电路

LM2576SX 开关电源芯片，其中 FB 是反馈引脚，OUT 引脚是输出电源。通过不断开关输出和反馈之间调节电压。

AMS1117 已经重复过很多次了，电源滤波先过大电容，再过小电容，分别过滤高频和低频。

在这里 VOUT 输出的两个电容位置应该需要颠倒下，先过大电容再过小电容。

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3.2 红外、蓝牙、编码器接口电路

其中 U18、H5、CN3、CN4 是外部设备的排插。

红外输出使用了 R12 上拉电阻，蓝牙接口读写使用 R9、R10 上拉。

编码器电源使用 C32、C33 电容滤波。

 

3.3 TB6612 电机驱动电路

TB6612 可以驱动两个电机，在图中，MA_PWM、MB_PWM 是电机 A、B 的 PWM 调速引脚。

MA_IN2 和 MA_IN1 是控制电机正反转和刹车的引脚。

STBY 是使能引脚。

为了提供带载能力，电机正负极均用两个引脚输出，如1、2引脚就是连在一起的。

 

3.4 GD32F303CBT6 主控电路

没什么特别的，标准的最小系统电路

 

3.5 MPU-6050 电路

INT	中断数字输出引脚。
AD0	I2C从地址LSB引脚。这是器件7位从机地址中的第0位。如果连接到VCC，则将其读为逻辑高电平，并且从机地址发生变化。
XCL	辅助串行时钟引脚。该引脚用于将其他启用I2C接口功能的传感器SCL引脚连接到MPU-6050。
XDA	辅助串行数据引脚。该引脚用于将其他启用I2C接口功能的传感器SDA引脚连接到MPU-6050。
SCL	串行时钟引脚。将此引脚连接到微控制器的SCL引脚。
SDA	串行数据引脚。将此引脚连接到微控制器的SDA引脚。
GND	接地引脚。将此引脚接地。
VCC	电源引脚。将此引脚连接到+ 5V DC电源。

其中 CN2 是外部 I2C 的插口。 

 AXCL和 XDA，这个接口可用来连接外部从设备,比如磁传感 器,这样就可以组成一个九轴传感器。

3.4 题目1——设计供电开关电路

 

 

稍有经验就能看出，10k 和 1k 电阻同时出现一般是要做一个分压处理。

一般在蓝桥杯设计题中，多出来的电容都是作为电源的滤波电容使用。所以我们将 C34 放置在 DC和地之间。

最后使用一个稳压二极管保护 BAT_AIN 引脚。

四、2023 年第十四届省赛真题

4.1 CH395Q 以太网协议栈芯片电路

在电源端每个引脚 3V3 或 1V8 均需要一颗靠近引脚的电容。所以才有这么多，其中有一部分是给以太网接口电路使用的。

RXP、RXN、TXP和TXN 均是连接以太网连接器的端口。

ELINK# 引脚用于以太网状态连接与通讯指示，就是网口一闪一闪的小灯。

SDO、SDI、SCK 和 SCS 是连接单片机电路的 SPI 接口引脚，如下图：

4.2 HY911105AE 以太网连接器电路

其实这个东西下面这个玩意：

RXP、RXN、TXP和TXN。均接上拉电阻。

ELINK# 引脚用于以太网状态连接与通讯指示，就是网口一闪一闪的小灯。

3V3 供电还是最常见的大小电容供电，大小滤波。

4.3 ULN2003 达林顿电路和 HF49FD 继电器电路

在单片机首先连接 ULN2003 达林顿电路，达林顿电路可以看作一个功率开关，提高 IO 口的功率。其中 M_K1、M_K2、M_K3 均连接到 ULN2003。之后输出则 M_KC1、M_KC2、M_KC3 则直接连接继电器开关。

 

 最后 HF49FD 继电器电路启动就可以将 CN1、CN2、CN3、CN4 连接起来。

4.4 485驱动电路

M_RXD 和 M_TXD 是单片机串口收发。使用上拉电阻增加驱动能力（不接也可以）。A、B是差分输出，分别接入上拉下拉增加驱动能力，

R21 是终端电阻。一般情况下不需要增加终端电阻，只有在485通信距离超过300米的情况下，要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。尤其是485总线上设备数量较少时。RS485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，为避免信号反射，导致信号传输不稳定，当线缆长度较长时（譬如超过100米），数据传输线必须有终点，并且分支长度尽可能的短。

4.5 M24C02 储存芯片和 OLED 屏电路

均接入到 I2C 总线中，没什么可说的。在网络中 M_SCL 和 M_SDA 均上拉 3V3，符合 I2C 规则。

上拉画在主控引脚，不另截图展示。

4.6 烟雾气体传感器

 V_HU 是传感器加热供电，为传感器提供特定的工作温度。

3V3 则是则是传感器测试电源，我们通过和 R22 电阻并联就可以得到当前想要的数据。

4.7 题目1——设计供电开关控制电路

控制烟雾报警器的的开关供电芯片，看上去应该是通过 EN# 使能控制。照着连上就ok了。