2011年全国电子设计竞赛培训

1、2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波1电子设计竞赛培训电子设计竞赛培训基本技能训练电赛简介与赛前准备电赛简介与赛前准备2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波2关于电子设计竞赛的疑惑解答 什么是电子设计竞赛？什么是电子设计竞赛？ 电子设计竞赛是一种以电子电路设计为主的竞赛项目，一般为规定一定时间来电子设计竞赛是一种以电子电路设计为主的竞赛项目，一般为规定一定时间来完成指定要求。完成指定要求。 为什么要参加电子设计竞赛？为什么要参加电子设计竞赛？ 参加电子设计竞赛不仅可以通过获奖来证明自己，更可以提高自身能力，尤其是参加电子设计竞赛不仅可以通过获奖来证明自己，更可以提高自身能力，尤其是实际动

2、手能力，因为实际操作与书本上的理论知识差别很大，每参加一次比赛，都是实际动手能力，因为实际操作与书本上的理论知识差别很大，每参加一次比赛，都是一次锻炼，都为以后无论是保研还是找工作积累资本。不过，最重要的还是兴趣。一次锻炼，都为以后无论是保研还是找工作积累资本。不过，最重要的还是兴趣。 电子设计竞赛适合什么样的同学参加？如何参加？电子设计竞赛适合什么样的同学参加？如何参加？ 大学本科一到三年级同学适合参加由学校，湖北省，教育部，工信部所举办的比大学本科一到三年级同学适合参加由学校，湖北省，教育部，工信部所举办的比赛，如校赛，省赛（赛，如校赛，省赛（TI杯）、国赛，当已经取得一定的成绩时，可以考

3、虑参加由各大杯）、国赛，当已经取得一定的成绩时，可以考虑参加由各大公司举办的竞赛（如公司举办的竞赛（如Intel杯、杯、Altera杯等）。杯等）。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波3 介绍一下各种电子设计竞赛？介绍一下各种电子设计竞赛？ 作为初学者，应该如何做好准备？需要什么？作为初学者，应该如何做好准备？需要什么？ 对于完全的初学者，如大一同学，首先对于完全的初学者，如大一同学，首先 C语言是必须掌握的，这是芯片编程的最重要的语言。语言是必须掌握的，这是芯片编程的最重要的语言。通常在大一学校会有这门课。之后就是学习单片机。单片机一般是学习电子设计，参加竞赛的第通常在大一学校会有这门课

4、。之后就是学习单片机。单片机一般是学习电子设计，参加竞赛的第一个学习目标，因为其与其他科目不相关（一个学习目标，因为其与其他科目不相关（C语言除外），并且相对简单，可以促进了解周边电语言除外），并且相对简单，可以促进了解周边电路知识。通常选择路知识。通常选择MSP430单片机，因其是单片机，因其是TI杯推荐器件，功能强大，功耗低，是医疗电子产品杯推荐器件，功能强大，功耗低，是医疗电子产品设计的首选。之后可以了解一下周围对电子设计有意向的同学，三个人组成一个队，根据兴趣和设计的首选。之后可以了解一下周围对电子设计有意向的同学，三个人组成一个队，根据兴趣和能力进行分工，通常分工为能力进行分工，通常

5、分工为 硬件硬件 软件软件 论文论文，每个人研究自己的方向，并且进行合作，为竞赛做，每个人研究自己的方向，并且进行合作，为竞赛做准备。负责软件的同学需要掌握单片机的操作，电路图的绘制，负责硬件的同学需要掌握各种常准备。负责软件的同学需要掌握单片机的操作，电路图的绘制，负责硬件的同学需要掌握各种常见常用电路，会做万能板或见常用电路，会做万能板或PCB，会对硬件进行调试，负责论文的同学需要了解竞赛论文格式，会对硬件进行调试，负责论文的同学需要了解竞赛论文格式，并严格遵守，了解作品功能并应用到论文中。并严格遵守，了解作品功能并应用到论文中。 校赛校赛，由创新创业中心主办，每两年举办一次，主要目的是为

6、省赛、国赛选拔队伍。，由创新创业中心主办，每两年举办一次，主要目的是为省赛、国赛选拔队伍。省赛省赛（TI杯），每两年一次，逢偶数年举办。杯），每两年一次，逢偶数年举办。国赛国赛（NEC杯），每两年一次，逢奇数年举办。杯），每两年一次，逢奇数年举办。光电赛光电赛，每年举办一次。每年举办一次。飞思卡尔智能车赛飞思卡尔智能车赛，每年举办一次。还有一类是企业为宣传自己产品而举办的，每年举办一次。还有一类是企业为宣传自己产品而举办的专专题竞赛题竞赛，这类比赛要求使用指定的芯片，实验平台都由公司免费提供。，这类比赛要求使用指定的芯片，实验平台都由公司免费提供。 一般是三个人一队，进行分工合作。在各类比赛中

7、获得不同名次可得到不同的奖金和创新学一般是三个人一队，进行分工合作。在各类比赛中获得不同名次可得到不同的奖金和创新学分。分。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波4 大一同学没有专业课，能参加电子设计竞赛么？大一同学没有专业课，能参加电子设计竞赛么？ 可以。等到学专业课就什么都来不及了。可以。等到学专业课就什么都来不及了。 在电子设计方面，学习顺序是什么？在电子设计方面，学习顺序是什么？通常来讲的学习顺序：通常来讲的学习顺序：软件：软件：C语言语言单片机单片机把单片机用熟练把单片机用熟练电路图绘制电路图绘制嵌入式嵌入式ARM/DSP硬件：硬件：C语言语言单片机单片机单片机周边电路单片机周边电

8、路熟练焊接万能板熟练焊接万能板数电数电/模电模电PCB 电子设计大赛是否有必要参加？电子设计大赛是否有必要参加？ 首先要谈谈首先要谈谈上学与就业上学与就业的关系，上学的意义更多在于筑基，模拟电路和数字电路的关系，上学的意义更多在于筑基，模拟电路和数字电路以及高等数学的知识都会学到的，另外还要学一些单片机，以及高等数学的知识都会学到的，另外还要学一些单片机，PCB设计等，这与你以后设计等，这与你以后从事的工作还是有关系的，实际上上学与就业的鸿沟只有两条，一是从事的工作还是有关系的，实际上上学与就业的鸿沟只有两条，一是动手能力动手能力，二就，二就是很多的学生都忽视是很多的学生都忽视基础的重要性基础

9、的重要性。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波5 电子设计大赛是否有必要参加？电子设计大赛是否有必要参加？ 接着来谈接着来谈参加大赛的意义参加大赛的意义。很多人感觉大赛的意义只是在于拿奖或者不拿，也有很多人认为。很多人感觉大赛的意义只是在于拿奖或者不拿，也有很多人认为参加一次大赛自己就多么的阅历，这些都是不对的，就像上学的学习，职场工作一样，为什么是参加一次大赛自己就多么的阅历，这些都是不对的，就像上学的学习，职场工作一样，为什么是同样的环境，有人就能出类拔萃，有人就碌碌无为，关键在于心态，也就是你如何去看待，有了同样的环境，有人就能出类拔萃，有人就碌碌无为，关键在于心态，也就是你如何去看

10、待，有了一个正确的认知，才能让你最大限度的利用大赛达到锻炼自己乃至使其成为自己事业的跳板。我一个正确的认知，才能让你最大限度的利用大赛达到锻炼自己乃至使其成为自己事业的跳板。我认为参加大赛对自己的意义在于认为参加大赛对自己的意义在于以赛促学，工学结合以赛促学，工学结合。 电子专业人才设计与技能大赛之所以能够给学生创造这样的机会，主要是三点，一是大赛的电子专业人才设计与技能大赛之所以能够给学生创造这样的机会，主要是三点，一是大赛的专家都是电子领域的资深人士，他们知道企业里需要什么样的人才，缺少什么样的人才，大赛的专家都是电子领域的资深人士，他们知道企业里需要什么样的人才，缺少什么样的人才，大赛的

11、题目会有很强的导向性；第二点在于这个大赛的指导单位无论是中国电子商会还是中国电子学会，题目会有很强的导向性；第二点在于这个大赛的指导单位无论是中国电子商会还是中国电子学会，或者半导体行业协会都是业界的龙头，这样的行业组织大联合是前所未有的；第三就是很多的企或者半导体行业协会都是业界的龙头，这样的行业组织大联合是前所未有的；第三就是很多的企业都参与到这次的大赛中来，给优秀的人才实习和就业的机会，毕竟这样的选择要比面试的选择业都参与到这次的大赛中来，给优秀的人才实习和就业的机会，毕竟这样的选择要比面试的选择面更大，对于企业的机会也更多。面更大，对于企业的机会也更多。 当然，如果认为一次大赛就是一条

12、缆车可以直接把人拉上山顶，就完全误解了我的意思。如果可以上山顶，也是你靠努力一步一步攀登换来的，正如前面说的，关键在于你怎样对待，快一快一些你就可以抓住鸡喙（机会），慢一些，也就只能抓住鸡肋些你就可以抓住鸡喙（机会），慢一些，也就只能抓住鸡肋。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波6 主要有哪些类型的电子竞赛可以参加？主要有哪些类型的电子竞赛可以参加？目前主要有两种性质的竞赛：目前主要有两种性质的竞赛： 官方（教育部、省教委、工信部）：官方（教育部、省教委、工信部）： 全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛 （ ） “英特尔英特尔”嵌入式系统专题竞赛（嵌入式系统专题竞赛（ http:/

13、 ) “飞思卡尔飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛杯全国大学生智能车竞赛（ http:/http:/） 全国大学生光电设计竞赛全国大学生光电设计竞赛（ http:/ http:/ ） “挑战杯挑战杯”全国大学生课外学术科技作品全国大学生课外学术科技作品竞赛竞赛 非官方（企业组织）：非官方（企业组织）： ADI ADI 中国大学生创新设计竞赛（中国大学生创新设计竞赛（http:/ AlteraAltera 亚洲创新设计大赛（亚洲创新设计大赛（http:/ NXPNXP 创新设计竞赛（创新设计竞赛（http:/ “毕毕昇昇杯杯”全国电子创新设计竞赛全国电子创新设计竞赛 ( (http:/ )2021

14、/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波7 非官方（企业组织）：非官方（企业组织）： “Digilent”Digilent”杯电子设计大赛（杯电子设计大赛（ http:/ ） “TITI杯杯”大学生电子设计竞赛（大学生电子设计竞赛（ http:/www.nuedc- ) “村田杯村田杯”大学生电子设计论文大赛大学生电子设计论文大赛 （ http:/ http:/ ) ) “ZLGZLG杯杯”中国大学生中国大学生ARMARM嵌入式系统电子设计竞赛嵌入式系统电子设计竞赛( (http:/ ) “ActelActel杯杯”中国大学生中国大学生FPGAFPGA设计竞赛决赛入围名单设计竞赛决赛入围名单 ( (h

15、ttp:/ ) 2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波8 电子竞赛常用网络资源有哪些？电子竞赛常用网络资源有哪些？芯片资料查询：芯片资料查询： www.ic-on-www.ic-on- www.ic-on-www.ic-on- http:/ http:/www.maxim- http:/www.maxim- http:/ http:/ http:/ 电子竞赛常用网络资源有哪些？电子竞赛常用网络资源有哪些？元器件芯片购买：元器件芯片购买： 电子设计相关论坛：电子设计相关论坛： http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ htt

16、p:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 更多问题：更多问题： 2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波10送给同学们一句话：积极一点，你离成功就近一些！2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波111.1 全国大学生电子设计竞赛简介政府主办、专家主导、学生主体、社会参与培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波12目的和宗旨目的和宗旨培养大学生动手能力培养大学生动手能力培养大学

17、生创新意识培养大学生创新意识培养大学生团队精神培养大学生团队精神促进高校的教学改革与促进高校的教学改革与实验室建设实验室建设v目的和宗旨：目的和宗旨：v具体要求：具体要求：不仅要有理论知识和设计水平，不仅要有理论知识和设计水平，而且要有制作与调试能力；而且要有制作与调试能力；不仅要掌握书本知识，而且要有不仅要掌握书本知识，而且要有查阅资料的能力，有新的思想和创查阅资料的能力，有新的思想和创新能力；新能力；在短短的在短短的4天时间里完成理论设计、天时间里完成理论设计、实际制作、系统调试和撰写设计总实际制作、系统调试和撰写设计总结报告，没有团队精神是不可能完结报告，没有团队精神是不可能完成的。成的

18、。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波131.2 1.2 命题范围命题范围以电子技术（包括模拟低频、高频和数字以电子技术（包括模拟低频、高频和数字电路）应用设计为主要内容。涉及单片机、电路）应用设计为主要内容。涉及单片机、可编程逻辑器件、可编程逻辑器件、DSPDSP等器件的应用。等器件的应用。题目包括题目包括“理论设计理论设计”和和“实际制作调试实际制作调试”两部分。两部分。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波141.3历届考题分类模电类（电源、放大器、信号源）模电类（电源、放大器、信号源）高频类（无线电接收机、发射机、收发系高频类（无线电接收机、发射机、收发系统）统）仪器仪表类（元器

19、件参数测量、电气参数仪器仪表类（元器件参数测量、电气参数测量、频率测量、频率/ /频谱测量、示波器测量）频谱测量、示波器测量）数电与自控类（数据采集系统、自动控制数电与自控类（数据采集系统、自动控制系统）系统）2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波152.赛前准备2.1 人员组合与分工人员组合与分工u 和谐：大家相处融洽，团队有凝聚力，在学习过程中和谐：大家相处融洽，团队有凝聚力，在学习过程中能互相学习，互相鼓励，形成一个良好的学习氛围。能互相学习，互相鼓励，形成一个良好的学习氛围。u实现较好的知识组合，即队员之间在知识、技能上扬长实现较好的知识组合，即队员之间在知识、技能上扬长避短，科学互

20、补，每组避短，科学互补，每组3人，可以按照软件编程、硬件制人，可以按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分进行分工，每个队员各有侧作、设计总结报告写作三部分进行分工，每个队员各有侧重，分工合作，在制作过程中及时进行分析、交流和经验重，分工合作，在制作过程中及时进行分析、交流和经验总结。总结。 2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波162.2 准备过程准备过程u 要有激情。要有对电子制作的爱好，兴趣是最好要有激情。要有对电子制作的爱好，兴趣是最好的老师。知之者不如好之者，好之者不如乐之者。的老师。知之者不如好之者，好之者不如乐之者。u 要冷静要冷静 。不积跬步，无以至千里；不积小流，不积

21、跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。无以成江海。 u 要坚持。坚持就是胜利。要坚持。坚持就是胜利。比赛的准备过程也是学比赛的准备过程也是学习、进步、挑战自我的过程。习、进步、挑战自我的过程。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波172.32.3元器件的选购与准备元器件的选购与准备u 常用器件，集中采购常用器件，集中采购 电阻、电容、插接件、通用运算放大器等由学院或创新创业中心集中采电阻、电容、插接件、通用运算放大器等由学院或创新创业中心集中采购，备赛期间按需领取。购，备赛期间按需领取。 u 提前准备提前准备 需要提前准备的主要是针对广埠屯电子城买不到的，或者说比较少的，需要提前准备的主要

22、是针对广埠屯电子城买不到的，或者说比较少的，主要有一些特殊传感器。如人体红外传感器、烟雾传感器、温度传感器主要有一些特殊传感器。如人体红外传感器、烟雾传感器、温度传感器（18B20，可测水温，单线数字温度传感器），带字库的液晶如果有需要，可测水温，单线数字温度传感器），带字库的液晶如果有需要也可以准备。备赛期间模块制作所需特殊器件，可以通过淘宝网网上订购，也可以准备。备赛期间模块制作所需特殊器件，可以通过淘宝网网上订购，订购时可以多订购两三个，要不如果比赛时要用在临时买就来不及了。订购时可以多订购两三个，要不如果比赛时要用在临时买就来不及了。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波18“免费的

23、午餐免费的午餐” 样片申请：样片申请：MAXIM（美信）、（美信）、 TI(德州仪器）、德州仪器）、ADI（模拟（模拟器件公司）等。器件公司）等。 ADI： http:/ 放大器（运放、仪用放大器、可变增益放大器、宽带放大器）、比放大器（运放、仪用放大器、可变增益放大器、宽带放大器）、比较器、较器、ADC、DAC、DDS、VCO、混频器（乘法器）、基准源、混频器（乘法器）、基准源、RF产品产品 特色产品：可变增益放大器、特色产品：可变增益放大器、DDS TI：http:/ MCU（MSP430系列）、系列）、DSP、放大器（运放、仪用放大器、宽带、放大器（运放、仪用放大器、宽带放大器）、比较器

24、、放大器）、比较器、ADC、DAC、基准源、基准源、DC/DC转换器、转换器、RF产产品；品；DSP学生申请会被拒绝学生申请会被拒绝 特色产品：特色产品：MCU、DSP2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波19“免费的午餐免费的午餐” Maxim：http:/china.maxim- 放大器（运放、低噪声放大器）、比较器、模拟滤波器放大器（运放、低噪声放大器）、比较器、模拟滤波器（可编程）、数字电位器、基准源、（可编程）、数字电位器、基准源、ADC、DAC、RF产品产品 特色产品：模拟滤波器（可编程）、数字电位器特色产品：模拟滤波器（可编程）、数字电位器 Linear：http:/ ADC、

25、DAC、滤波器（低通）、放大器、比较器、滤波器（低通）、放大器、比较器、RF产产品品 Freescale：http:/ MCU、RF产品、传感器（加速度、压力、触摸）产品、传感器（加速度、压力、触摸） 特色产品：传感器（加速度、压力、触摸）特色产品：传感器（加速度、压力、触摸）2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波202.4 模块化u所谓模块，就是可组合成系统的、具有某种确定功能所谓模块，就是可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构、典型的通用独立单元。和接口结构、典型的通用独立单元。u在实际比赛过程中，只有在实际比赛过程中，只有4天时间，如果真的要完成天时间，如果真的要完成所有要求，那是

26、比较困难的。所以我们在比赛的准备所有要求，那是比较困难的。所以我们在比赛的准备过程中就要将可能用到的功能进行模块化，这样可以过程中就要将可能用到的功能进行模块化，这样可以减少设计、调试时间，有助于在比赛中取得好成绩。减少设计、调试时间，有助于在比赛中取得好成绩。u同时，模块化的设计思想对以后的学习、工作都是很同时，模块化的设计思想对以后的学习、工作都是很重要的。因为现代社会对电子产品的要求越来越高，重要的。因为现代社会对电子产品的要求越来越高，规模和集成度也在一直加大，没有模块化、协同设计规模和集成度也在一直加大，没有模块化、协同设计是不可能的。是不可能的。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈

27、军波21具体步骤：具体步骤：u硬件电路：标识电源线、地线、输入输出接口，每个单独模块都要加上硬件电路：标识电源线、地线、输入输出接口，每个单独模块都要加上电源指示灯（电阻一般选电源指示灯（电阻一般选200-500欧），还有滤波电容欧），还有滤波电容(一大一小两个电一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段,常用的常用的是是0.1UF和和100PF)，因为我们设计的电路频率大多比较低，所以用一个，因为我们设计的电路频率大多比较低，所以用一个0.1UF也就可以了。也就可以了。u软件方面：要有文件说明，主要包括功能、

28、输入输出参数、时间、版本、软件方面：要有文件说明，主要包括功能、输入输出参数、时间、版本、修改历史，在程序中要进行标识、说明，让别人也看的懂你的程序。修改历史，在程序中要进行标识、说明，让别人也看的懂你的程序。u资料整理归档：小组成员要合力做好资料的整理工作，如做硬件的要将资料整理归档：小组成员要合力做好资料的整理工作，如做硬件的要将电路原理、电路图、所用芯片资料整理清楚，做软件的要画出相应设计电路原理、电路图、所用芯片资料整理清楚，做软件的要画出相应设计流程图，将设计思想用文字表诉清楚，这些资料再全部汇总整理后备份、流程图，将设计思想用文字表诉清楚，这些资料再全部汇总整理后备份、保存，就差不

29、多完成了一个模块的设计了。保存，就差不多完成了一个模块的设计了。2021/4/1222.5 模块化实例模块化实例悬挂运动控制系统（悬挂运动控制系统（E题）题）一、任务一、任务 设计一电机控制系统，控制物体设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角在倾斜（仰角100度）的板度）的板上运动。在一白色底板上固上运动。在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为运动范围为80cm100cm。物体的形状不限，质量大于物体的形状不限，质量大于100克。物体上固定有浅色画克。物体上

30、固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距出运动轨迹。板上标有间距为为1cm的浅色坐标线（不同的浅色坐标线（不同于画笔颜色），左下角为直于画笔颜色），左下角为直角坐标原点角坐标原点, 示意图如右所示。示意图如右所示。80cm100cm15cm15cm15cm原点15cm2021/4/123二、要求二、要求1、基本要求：、基本要求：（1）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；（2）控制物体在）控制物体在80cm100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长

31、度不小于度不小于100cm，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒秒内完成；内完成；（3）控制物体作圆心可任意设定、直径为）控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限的圆周运动，限300秒内秒内完成；完成；（4）物体从左下角坐标原点出发，在）物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点秒内到达设定的一个坐标点(两两点间直线距离不小于点间直线距离不小于40cm)。2、发挥部分、发挥部分（1）能够显示物体中画笔所在位置的坐标；）能够显示物体中画笔所在位置的坐标；（2）控制物体沿板上标出的任意曲线运动）控制物体沿板上标出的任意

32、曲线运动(见示意图见示意图)，曲线在测试时现，曲线在测试时现场标出，线宽场标出，线宽1.5cm1.8cm，总长度约，总长度约50cm，颜色为黑色；曲线的，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约前一部分是连续的，长约30cm；后一部分是两段总长约；后一部分是两段总长约20cm的间断的间断线段，间断距离不大于线段，间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在；沿连续曲线运动限定在200秒内完成，秒内完成，沿间断曲线运动限定在沿间断曲线运动限定在300秒内完成；秒内完成；（3）其他。）其他。2021/4/124u单片机选择：控制比较复杂，为了提高精确度，选择凌阳单片机选择：控制比较复杂，为了提高精确

33、度，选择凌阳16位单片机，位单片机，用用C语言编程，而且有相应的数学函数可以调用。（暑假开始准备的）语言编程，而且有相应的数学函数可以调用。（暑假开始准备的）u电机控制模块：选用步进电机，精确度高，便于控制，已有成熟模块。电机控制模块：选用步进电机，精确度高，便于控制，已有成熟模块。u人机交互：键盘、显示等。人机交互：键盘、显示等。u控制选用：红外遥控，方便，也算一个得分点，当然选用键盘也可以控制选用：红外遥控，方便，也算一个得分点，当然选用键盘也可以（从成本考虑）。（从成本考虑）。u显示模块：带字库的液晶模块，更人性化，比如在显示坐标时可以：显示模块：带字库的液晶模块，更人性化，比如在显示坐

34、标时可以：“X轴：轴：20.0，Y轴：轴：40.0”，还可以显示相应运动状态。，还可以显示相应运动状态。u传感器模块：红外，近距离，灵敏度高，实用。传感器模块：红外，近距离，灵敏度高，实用。u创新点和亮点：创新点和亮点：1、用继电器控制画笔的起落；、用继电器控制画笔的起落；2、小物体直接选用成熟、小物体直接选用成熟的硬件（猜一下）。的硬件（猜一下）。模块化实例模块化实例2021/4/125u 串行通信u 串行/并行存储器扩展u 4*4键盘u 人体红外遥感u I/O口扩展（8279，ZLG）u A/D, D/Au 数码管显示模块u 语音控制模块u 电话报警u 数控电源u 小车u 其它。模块化实例

35、（前期准备模块）模块化实例（前期准备模块）2021/4/126u 可以将设计、验证通过的电路画成可以将设计、验证通过的电路画成PCB，并再次验证，并再次验证，保证可行，在比赛时可以提高效率。不过，有个前保证可行，在比赛时可以提高效率。不过，有个前提，就是有相关的制板设备。提，就是有相关的制板设备。u 我们比赛时是直接焊的，更快，这也有个前提，就我们比赛时是直接焊的，更快，这也有个前提，就是电路不能太复杂了。是电路不能太复杂了。u PCB设计是每个硬件工程师的基本功。设计是每个硬件工程师的基本功。模块化实例之模块化实例之PCB设计设计2021/4/1273. 电子竞赛实战题目选择u明确设计任务，

36、即“做什么？”。选择题目时应注意不应该有知识盲点，因为时间有限。u明确系统功能和指标，即“做到什么程度”。选择是要仔细分析各项要求，选择比较有把握的、分值较高的先现实。u要确定是否有完成该设计的元器件、最小系统、相关仪器。 电子竞赛设计制作需经过题目选择、系统方案论证、子系统、模块设计预制作、系统综合、调试与测量等步骤，同时完成作品和设计总结报告。2021/4/128 系统方案论证系统方案论证u 可以分为总体实现方案论证、子系统实现方案论证、部件实可以分为总体实现方案论证、子系统实现方案论证、部件实现方案论证几个层次。现方案论证几个层次。u 首先要确定设计的可行性：首先要确定设计的可行性：1、

37、原理的可行性；、原理的可行性；2、元器件的、元器件的可行性；可行性；3、测试的可行性；、测试的可行性；4、设计、制作的可行性；、设计、制作的可行性；5、时间的可行性。这个过程要查阅相关资料，从分地进行讨论、时间的可行性。这个过程要查阅相关资料，从分地进行讨论、分析后才能确定。分析后才能确定。 明确方案的内容明确方案的内容u 外部特性：外部特性：A、系统所具有的主要功能；、系统所具有的主要功能；B、输入信号和输出、输入信号和输出信号的形式、相互之间的关系；信号的形式、相互之间的关系；C、测量仪器仪表与方法；、测量仪器仪表与方法；u 内部特性：内部特性：A、系统的基本工作原理；、系统的基本工作原理

38、；B、系统实现方法？数、系统实现方法？数字方式？模拟方式？数模混合？字方式？模拟方式？数模混合？C、系统的方框图？、系统的方框图？D、系统、系统的控制流程？的控制流程？E、硬件结构？、硬件结构？F、各子系统、部件之间的关系？、各子系统、部件之间的关系？接口？如何衔接？接口？如何衔接？2021/4/129 系统测量方法和仪器仪表系统测量方法和仪器仪表u作品设计制作是否成功是通过能够实现的功能和达到的技术性能指标来作品设计制作是否成功是通过能够实现的功能和达到的技术性能指标来实现的，在拟定方案时，就应该认真讨论。实现的，在拟定方案时，就应该认真讨论。u仪器仪表的种类？精度？参数形式？测量方法？测试

39、点？测量数据的记仪器仪表的种类？精度？参数形式？测量方法？测试点？测量数据的记录与处理？录与处理？ 制作与调试制作与调试u安装制作与调试是保证设计是否成功的重要环节。安装制作与调试是保证设计是否成功的重要环节。u制作是要考虑：安装工具？元器件选择与采购？最小系统的采用？（单制作是要考虑：安装工具？元器件选择与采购？最小系统的采用？（单片机或者可编程逻辑器件）？片机或者可编程逻辑器件）？PCB还是用万能板？子系统、部件制作的顺还是用万能板？子系统、部件制作的顺序？是否可以并行进行？序？是否可以并行进行？u调试是要考虑：调试参数？调试方法？所需仪器仪表？软件调试是要考虑：调试参数？调试方法？所需仪

40、器仪表？软件/硬件的协同？硬件的协同？修改软件？修改硬件？修改软件？修改硬件？2021/4/1304. 4.单片机系统（平台）及外围模块单片机系统（平台）及外围模块u 模块化过程主要是单片机最小系统和相关的外围模块化过程主要是单片机最小系统和相关的外围模块。在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞模块。在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞赛题的设计都会用到单片机系统。赛题的设计都会用到单片机系统。u 在竞赛中，可以使用单片机开发系统及在竞赛中，可以使用单片机开发系统及EDA开发开发系统、单片机最小系统板（含单片机芯片、键盘与系统、单片机最小系统板（含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器）和可编程

41、逻辑器件。显示装置、存储器）和可编程逻辑器件。2021/4/131在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞赛题的设计都会用在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞赛题的设计都会用到单片机系统；到单片机系统；依据单片机系统在设计中的作用和地位，有三种可能的情况：依据单片机系统在设计中的作用和地位，有三种可能的情况：单片机系统在竞赛中应用单片机系统在竞赛中应用 很多赛题以单片机系统为核心进行设计，主要功能由很多赛题以单片机系统为核心进行设计，主要功能由单片机系统完成，如：单片机系统完成，如：u测量类的测量类的“简易逻辑分析仪简易逻辑分析仪”、“数字式工频有效值多用表数字式工频有效值多用表”等；等；u数

42、据采集类的数据采集类的“数字化语音存储与回放系统数字化语音存储与回放系统”、“多路数据采集多路数据采集系统系统”等；等；u控制类的控制类的“悬挂运动控制系统悬挂运动控制系统”、 “简易智能电动车简易智能电动车”等。等。u电源类的电源类的“简易数控直流电源设计简易数控直流电源设计”、“数控直流电流源设计数控直流电流源设计”等。等。2021/4/132在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：u信号的采集、输入控制；信号的采集、输入控制；u信号的存储、运算、分析、判断；信号的存储、运算、分析、判断；u信号的输出控制；信号的输出控制；u人机交互功能；人机交互

43、功能；u多机通讯功能等。多机通讯功能等。 有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完成设计要求，如：成设计要求，如：u信号源类的信号源类的“正弦信号发生器设计正弦信号发生器设计”、“实用信号源设计实用信号源设计”等；等；u无线电类的无线电类的“调频收音机设计调频收音机设计”、“单工无线呼叫系统设计单工无线呼叫系统设计”等；等；u测量类的测量类的“简易数字储存示波器简易数字储存示波器”、 “简易数字频率计简易数字频率计”等。等。u电源类的电源类的“三相正弦波变频电源设计三相正弦波变频电源设计”、“开关稳压电源开关稳压电源”等。等。在这

44、类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：u信号的输入、输出辅助控制；信号的输入、输出辅助控制；u信号的存储；信号的存储；u人机交互功能；人机交互功能；u多机通讯功能等；多机通讯功能等；u信号的处理过程由专用芯片或可编程器件完成。信号的处理过程由专用芯片或可编程器件完成。2021/4/133 还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由纯硬件电路完成，如：纯硬件电路完成，如：u放大器类的放大器类的“测量放大器设计测量放大器设计”、 “实用低频功率放大器设计实用低频功率放大器设计”等。等。在这类赛题

45、中，单片机系统完成的主要功能有：在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：u信号的辅助控制；信号的辅助控制；u人机交互功能；人机交互功能；u主要功能由纯硬件电路完成。主要功能由纯硬件电路完成。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波34电子线路综合设计电子线路综合设计概述基本方法与调试基本方法与调试2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波35电子线路综合设计基本方法u电子线路综合设计是指在提出一个设计任务后，按照规定的电子线路综合设计是指在提出一个设计任务后，按照规定的技术指标和功能要求设计一个电子系统电路。可以参照一下流技术指标和功能要求设计一个电子系统电路。可以参照一下流程进行：程进行：

46、在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术指标后，根据已掌握的知识和资料，将总体系统功能合理指标后，根据已掌握的知识和资料，将总体系统功能合理的分解成若干个子系统（电路单元），并画出各个电路单的分解成若干个子系统（电路单元），并画出各个电路单元框图相互连接而形成的系统原理框图。元框图相互连接而形成的系统原理框图。 电子系统总体方案的选择，直接决定电子系统设计的电子系统总体方案的选择，直接决定电子系统设计的质量。在进行总体方案设计时，要多思考、多分析、多比质量。在进行总体方案设计时，要多思考、多分析、多比较。较。 要从性能稳定、工作可靠、电路简单

47、、成本低、功耗要从性能稳定、工作可靠、电路简单、成本低、功耗小、调试维修方便等方面，选择出最佳方案。小、调试维修方便等方面，选择出最佳方案。1总体方案确定总体方案确定2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波36 在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要求，详细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的求，详细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的相互联系，注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量相互联系，注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并考虑到各单元电路的少用或不用电平转换

48、之类的接口电路，并考虑到各单元电路的供电电源尽可能统一，以便使整个电子系统简单可靠。供电电源尽可能统一，以便使整个电子系统简单可靠。 另外，尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功另外，尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功能。有时找不到完全满足要求的现成电路，可在与设计要求比能。有时找不到完全满足要求的现成电路，可在与设计要求比较接近的某电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。较接近的某电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。 为了使电子系统的体积小，可靠性高，电路单元尽可能用为了使电子系统的体积小，可靠性高，电路单元尽可能用集成电路组成。集成电路组成。2单元电路设计单元电路设

49、计2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波373参数计算参数计算 在进行电子电路设计时，应根据电路的性能指标要求决定在进行电子电路设计时，应根据电路的性能指标要求决定电路元器件的参数。电路元器件的参数。例如：例如：根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡器要求的振荡频率，利用公式，可计算出决定振荡频率的电阻器要求的振荡频率，利用公式，可计算出决定振荡频率的电阻和电容之值等等。和电容之值等等。 但一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是惟一的，但一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是惟一的，设计者应根据元器件性能、价格、体积、

50、通用性和货源等方面设计者应根据元器件性能、价格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点：灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点：（1）在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考）在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波38（2）对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般取）对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般取1.52倍的额定值。倍的额定值。（3）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称）对于电阻、电容参数的取值，应选计算

51、值附近的标称值。电阻值一般在值。电阻值一般在1MWMW内选择；非电解电容器一般在内选择；非电解电容器一般在100pF0.47m mF选择；电解电容一般在选择；电解电容一般在1m mF2000m mF范围内范围内选用。选用。（4）在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽量减少元）在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种、价格、体积等。器件的品种、价格、体积等。4元器件选择元器件选择 电子电路的设计就是选择最合适的元器件，并把它们有电子电路的设计就是选择最合适的元器件，并把它们有机地组合起来。在确定电子元件时，应根据电路处理信号的机地组合起来。在确定电子元件时，应根据电路处理信号的频

52、率范围、环境温度、空间大小、成本高低等诸多因素全面频率范围、环境温度、空间大小、成本高低等诸多因素全面考虑。具体表现为：考虑。具体表现为：2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波39（1）一般优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子电）一般优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子电路可靠性增强，安装调试方便，可大大简化电子电路的设计。路可靠性增强，安装调试方便，可大大简化电子电路的设计。如随着模拟集成技术的不断发展，适用于各种场合下的集成运算放大器层出如随着模拟集成技术的不断发展，适用于各种场合下的集成运算放大器层出不穷，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构

53、成性能良好的放大不穷，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构成性能良好的放大器。同样，目前我们在进行直流稳压电源设计时，已很少采用分立元器件进器。同样，目前我们在进行直流稳压电源设计时，已很少采用分立元器件进行设计了，取而代之的是性能更稳定、工作更可靠、成本更价廉的集成稳压行设计了，取而代之的是性能更稳定、工作更可靠、成本更价廉的集成稳压器。器。 （2）电阻器和电容器是两种最常用的元器件，它们的种类很多，性能相差）电阻器和电容器是两种最常用的元器件，它们的种类很多，性能相差也比较大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，应该熟悉各种电阻也比较大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，

54、应该熟悉各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求，对元件作出正确的器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求，对元件作出正确的选择。选择。（3）分立半导体元件的选择。首先要熟悉它们的功能，掌握它们的应用范围；）分立半导体元件的选择。首先要熟悉它们的功能，掌握它们的应用范围；根据电路的功能要求和元器件在电路中的工作条件，如通过的最大电流、最根据电路的功能要求和元器件在电路中的工作条件，如通过的最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等，确定元器件型号。大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等，确定元器件型号。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波40

55、5计算机模拟仿真计算机模拟仿真 随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很大变化。目前，大变化。目前，EDA（电子设计自动化）技术已成为现代电子（电子设计自动化）技术已成为现代电子系统设计的必要手段。在计算机工作平台上，利用系统设计的必要手段。在计算机工作平台上，利用EDA软件，软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改，大大提高了电子设可对各种电子电路进行调试、测量、修改，大大提高了电子设计的效率和精确度，同时节约了设计费用。计的效率和精确度，同时节约了设计费用。 目前常用的电子电路辅助分析、设计的常用软件有目前常用的电子电路辅助

56、分析、设计的常用软件有orCAD(pspice)、PROTEL(Altium) 、Multisim（EWB,电子工作台）电子工作台）等。等。6实验实验 电子设计要考虑的因素和问题相当多，由于电路在计算机电子设计要考虑的因素和问题相当多，由于电路在计算机上进行模拟时采用元器件的参数和模型与实际器件有差别，上进行模拟时采用元器件的参数和模型与实际器件有差别，所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实验可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求，应深验可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求，应深入分析问题出在哪些单元或元件上，再对

57、它们重新设计和选入分析问题出在哪些单元或元件上，再对它们重新设计和选择，直到完全满足性能指标为止。择，直到完全满足性能指标为止。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波417绘总体电路图绘总体电路图 总体电路图是在总框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基总体电路图是在总框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计和维修的依据。目前绘电础上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计和维修的依据。目前绘电路图一般是在计算机上利用绘图软件完成。绘制电路图时主要注意以下几路图一般是在计算机上利用绘图软件完成。绘制电路图时主要注意以下几点：点：（2）注意总体电

58、路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。图中元）注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。图中元器件的符号应标准化，元件符号旁边应标出型号和参数。集成电路通常用器件的符号应标准化，元件符号旁边应标出型号和参数。集成电路通常用方框表示，在方框内标出它的型号，在方框的边线两侧标出每根连线的功方框表示，在方框内标出它的型号，在方框的边线两侧标出每根连线的功能和管脚号。能和管脚号。（1）总体电路图尽可能画在同一张图纸上；同时注意信号的流向，一般）总体电路图尽可能画在同一张图纸上；同时注意信号的流向，一般从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路；从输入端画起，由左至右或

59、由上至下按信号的流向依次画出各单元电路；对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张图上，而将其余的单元电对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张图上，而将其余的单元电路画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号，依次说明路画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号，依次说明各图纸之间的连线关系。各图纸之间的连线关系。（3）连线一般画成水平线和垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。对于相）连线一般画成水平线和垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。对于相互交叉的线，应在交叉处用圆点标出。对于连接电源负极的连线，一般用互交叉的线，应在交叉处用圆点标出。对于连接电源负极的连线，一般用接地符号表示；对于连接电源正极的连线，仅需标出电源的电压值即可。接地符号表示；对于连接电源正极的连线，仅需标出电源的电压值即可。2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波42555 Astable MultivibratorFilter2021/4/1陈军波陈军波陈军波陈军波439撰写设计文件撰写设计文件8系统测试系统测试 在各单元电路模块和控制电路达到预期要求以后，可把各在各单元电路模块和控制电路达到预期要求以后，可把各个部分电路连接起来，构成整个电路系统，并对该系统进行功个部分电路连接起来，构成整个电路系统，并对该系统进行功能测试。测试主要包含三部分工作：系统故障诊断与排除、系能测试。测试主要包