2011电子设计大赛分析总结.doc

2011仪器器件清单分析（全）决战2011全国大学生电子设计竞赛决战2011全国大学生电子设计竞赛仪器器件清单分析2009 、1.基本仪器清单 20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入） 20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入）60MHz双通道数字示波器 60MHz双通道数字示波器低频信号发生器（1Hz1MHz） 低频信号发生器（1Hz1MHz）高频信号发生器（1MHz40MHz） 标准高频信号发生器（1MHz30MHz，可输出1mV小信号）函数发生器 函数发生器（10 MHz，DDS）低频毫伏表 低频毫伏表高频毫伏表 高频毫伏表普通频率计 100 MHz频率计失真度测试仪 失真度测试仪直流稳压电源 直流稳压电源秒表 秒表2米卷尺 量角器四位半数字万用表 四位半数字万用表单片机开发系统及EDA开发系统 单片机开发系统及PLD开发系统扫频仪（15MHz） 扫频仪（20MHz）低频扫频仪 100温度计 20112.主要元器件清单 单片机最小系统板 单片机最小系统板A/D、D/A转换器 A/D、D/A转换器运算放大器、电压比较器 运算放大器、电压比较器可编程逻辑器件及其下载板 可编程逻辑器件及其下载板显示器件 显示器件小型电动车 小型电动车小型继电器 小型继电器小型步进电机漆包线 漆包线电子开关高频磁芯电阻器：30/30W，36/30W 滑线变阻器（100/2A、10/5A）变容二极管（2pF30pF）光电传感器 光电传感器角度传感器超声传感器大功率电阻（2/36W、10/36W等）无线收发模块 无线收发模块红外收发管隔离变压器：额定功率50W，3个绕组变比n1:n2:n3=20:10:1,电流依次为I1=1.5A、I2=3A、I3=0.1A 小型直流风扇控制类每届电设，做控制类题目的同学都是最多的，这我在之前文章中好几次都说到了。先来分析控制类清单。需要注意的几个大变化，我在第一弹中已经用红色标记出了：仪器里面增加了量角器和温度计；元器件里面增加了一大堆，步进电机、角度传感器、超声传感器、红外收发管、小型直流风扇。所以看来今年控制类有大变化的消息并不是空穴来风。虽然今年还有小型电动车，但这个是每年都有的，不要做太大希望。那么我们怎么来应对？我觉得上来不应该先去猜题，如果没有内部人员，不但猜不准，反而还会干扰视线，舍本逐末。我建议，上来第一步，先去把该买的器件和仪器买全了！第二步，把这些器件基本功能用起来；第三步，进行逻辑组合，进行应用。买器件，常用的就不说了，电子市场或者淘宝搞定。今年我觉得角度传感器和超声传感器买的时候需要注意。现在都是最后冲刺阶段了，别再花时间自己研究，能买现成的模块就买现成的模块，买不到的，买那些别人常用的模块，短时间就能用起来的！另外注意封装，就角度传感器而言，好多芯片是球栅封装，自己不腐蚀板子靠万用板没法搞，一定要注意！接下来是把器件用起来，作控制的，步进电机肯定要会用，直流风扇肯定要会用，各个传感器的信号采集一定要弄清楚。简单的就是模拟信号的采集，大部分芯片上面都带了很多AD口，这个问题不大。另外有的传感器是UART通信，也就是串口通信，那也不难。另外有的传感器是SPI口或者IIC口通信，里面寄存器还是蛮复杂的，这个就要好好弄一下了。最后是组合应用，究竟这些传感器怎么能和量角器、温度计联系到一起，我暂时是没什么思路，大家一起探讨了。最后还是希望大家抓住重点，稳住稳住，脚踏实地一步一步来！另外本文分析谨代表自己观点，一家之言，请大家注意甄别。通信高频类今年从器件方面，通信高频类可以看出的东西较少。准备通信类高频题目的同学也知道，这种技术内涵深的题目，并不过多借助于外在的表现形式。但是，依然有迹可循，大家一同来看：高频信号发生器的指标最高30M比09年下降了10M，但提出了可输出1mV小信号的要求，这点很重要。09年有个题目，要对小信号进行处理，那时只有5mV，今年更小。所以前端的小信号放大器一定要找好！如果没有的话，申请估计现在是来不及了，赶紧查好了能用的芯片后离开去买！我印象中TI公司的INA系列做小信号放大不错，大家可以查查。另外函数发生器提出了10MHz,DDS的要求，这个或许跟通信和高频有关，还是要留有准备。频率计今年明确指出了是100MZ，所以做高频的同学对于最终要生成的频率的范围心中也应该有数了。元器件方面，无线收发模块每年都有，这个你们应该早就准备好了，再把参数定一下吧。另外红外收发管可能跟通信会有关，因为控制类已经说了有光电传感器了，没必要再来个红外管。多加注意！最后还是希望大家抓住重点，稳住稳住，脚踏实地一步一步来！另外本文分析谨代表自己观点，一家之言，请大家注意甄别。电源电气类做电源强电的同学，第一眼看到器件清单应该注意的是什么？我觉得是大功率电阻。这东西就是用来同强电，测试你们稳压后或者功率放大后带负载能力的！另外电子开关也属于强电范畴，基本的选购和使用要弄清楚。高频磁芯是不是也属于这方面的？这我就不是太清楚了，问问你们老师去吧。剩下我觉得没什么大变化，根据历年的题目，做好最后的准备吧。另外本文分析谨代表自己观点，一家之言，请大家注意甄别。仪器仪表、放大器类每届比赛，仪器清单里面将尽一半的仪器都是对付做放大器、仪器仪表的同学们的，所以要特别关注。高频信号发生器里面提出了1mV小信号的说明，这个我在第二弹里面已经说过了，小信号放大器一定要找好！各种匹配、滤波要做好。函数发生器的10Mhz，DDS很有可能就是这类题目的输入信号，自己手里面的器件到底是在低频、音频？是否到了Mhz的频率，要多多注意。扫频仪去年首次出现，就专门针对放大器那个题目的，而今年的指标更高了，飙到了20Mhz。一定要注意这些仪表的信号的范围，看看手里面的模块、板子能不能达到要求！今年仪器里还明确指出了PLD开发系统，我觉得就是应付高频用的，而器件里面的AD和DA模块也要做好和PLD通信的准备，位数不一定，但并行、高频估计是必然的事情。最后还是希望大家抓住重点，稳住稳住，脚踏实地一步一步来！另外本文分析谨代表自己观点，一家之言，请大家注意甄别。零碎但是重要的东西还有一些东西无法归类，再跟大家说道说道：首先是准备不同题目的同学，要知道你们这类题目的重点是什么，是各传感器？是角度温度的精确度？是频率？是功率？还是编码正确度？这些指标对应于官方给出的元件清单的具体项目。l 失真度测试仪，每年到时都有，但没见怎么用过。l 直流稳压源，在基本仪器里列出来了，到时候你们验收的时候现场也会提供，但对于很多赛区，某些类题目，如果电压源可以自制，会有附加分数的，希望大家有时间做个准备。l 单片机和PLD开发系统，今年不说EDA了，而说PLD，有可能是官方为了突出重点，PLD的使用就代表着频率的提升，但也不会无止境的提高，毕竟有的FPGA的频率也就只有50M，但总归是比2K20K的频率高多了。大家有条件同样要做准备。另外单片机还要继续用熟，尤其是控制类同学，你们应该不会用到PLD，虽然有的单片机强悍，有的简单，但现在就不要换了，用熟就好。l 还有扫频仪，今年频率又提高了，去年15M的扫频仪大部分学校就没有，一台都没有。还有好多赛区在最终现场演示的时候还是没有扫频仪，就靠函数发生器和示波器手动扫描了。但组委会依然坚持提出扫频仪，还提高频率，做相关题目的同学不得不防。l AD、DA、运放、比较器，这些每年都有，这些没有就真不叫电设了，而这些都没有准备好也没法电设拿奖吧。相信大家都准备差不多了，还是强调一句，指标要符合！今年我个人认为真的可能是频率更高，信号更小，大家要保证手里的模块储备能够满足要求。我说的是模块储备，不是芯片储备。芯片有还不够，都到这个时候了，应该都已经做成模块调试通过了，最后比赛就像拼积木一样拼拼凑凑，编个程就ok！l 显示器件。什么叫显示器件，LED叫，数码管叫，LCD屏叫，触摸彩屏也叫。我觉得大家怎么也准备个12864大小的LCD屏吧？当然，准备了更好，剩下时间不多了，大家还是现抓重点，毕竟屏幕只是个表现形式，做好了能加分，但基本功能做不出来，好看也没用。l 变容二极管这个东西是新出来的，用途有检波、整流、限幅、调制、混频、放大、开关、变容、倍频、稳压。用途挺多，但我认为做通信、高频和放大器的同学应重点准备，这应该是今年的题眼。最后，大家动起来吧，赶紧去准备！大赛就要开始了！从历届赛题可以看到： 从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握： （1）系统控制方案和算法设计 （2） 微控制器电路模块制作和编程：如：AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B、STM32F103VET6等等。 （3）微控制器外围电路模块制作和编程：如键盘及LED数码管显示器模块、RS-485总线通信模块、CAN总线通信模块、无线收发器电路模块、ADC模块、DAC模块等等。 （4）传感器电路模块制作和编程：如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。 （5）电机控制电路模块制作和编程：如直流电机驱动模块（L298 N）、 步进电机驱动模块（L297+L298N，TA8435H）、舵机控制模块、光电隔离模块等等。 （6）放大器电路模块制作：小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器 （7）电源电路模块制作 （8）电动小车制作3. 建议： “控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关自动控制理论与算法方面，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点，对于不同的赛题，控制目的和要求都是不相同的，其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题，适当做一些修改，进行培训。 随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展，电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高，在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则，训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块（如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使用，为竞赛做好充分的准备。 根据我们在培训过程中对学生的了解，主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好，而对模拟电路、小信号处理（如2009的音频信号）缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理（如全部都是开关动作），从2007、2009的赛题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题，还有可能出现什么样的控制算法，还有哪些传感器可能被使用（如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等），在培训过程中事先训练一下。4. 准备:1、 电源模块：常用的电源稳压模块12V,9V,5V,3.3V和双电源5V，12V；可调升压电源模块；2、 最小系统:确定一类竞赛用的单片机，C51,AVR,FPGA,STM32等，做一个最小系统，引出所以端口。3、 驱动模块：这个应该是属于必备的模块（如果选择控制类题目），常用的L298，L297，UNL2003，UNL2803等。4、 信号处理模块：信号处理模块主要把一模拟信号转为开关量。把一些信号转为其他信号（把正弦波转为方波），电压比较器（LM393，LM339）,信号放大（常用运放TL082，TL084）.5、 AD,DA模块，现在高级一点的单片机基本都带有AD，但是还是要准备一些DA模块。AD，DA模块能在一些传感器场合中用到。6、传感器模块