全国电子设计竞赛培训饶.ppt

2011年全国大学生电子设计竞赛赛前准备,主讲：饶连周教授,一、竞赛章程二、竞赛题目分析三、赛前安排四、赛前准备工作五、论文写作六、比赛期间时间安排,一、竞赛章程,（一）竞赛目的,全国大学生电子设计竞赛是教育部高教司、工业和信息化部人教司共同主办 着重基础、注重前沿，注重培养大学生的创新能力、协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。,一、竞赛章程,（二）竞赛内容,1、竞赛题目为两套，即本科生组题目和高职高专学生组题目。2、以电子电路（含模拟和数字电路）设计应用为基础，可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件的应用。参赛队的个人计算机、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场（实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下载脱机工作）。,一、竞赛章程,（三）竞赛进度安排,1、8月24日上午，网上公布和启封竞赛元器件及设备清单，并相应做好准备工作；2、8月31日早晨8:00时至9月3日（星期六）20:00时（共四天）,举行2009年全国大学生电子设计竞赛。开赛前半小时网上发题。3、9月4日至13日，各赛区组织评审工作。,一、竞赛章程,（三）竞赛进度安排,4、9月14日前各赛区将参加全国评审的优秀参赛队的材料报送全国竞赛组委会秘书处，并妥善保存本次竞赛全部制作实物及剩余的文字材料，以备全国竞赛组委会和专家组抽调检查。5、9月17日至26日召开全国专家组评审工作会议。期间请各赛区浏览全国组委会网站，关注复评时间及名单。,一、竞赛章程,（三）竞赛进度安排,6、9月27日召开全国竞赛组委会会议，审批全国专家组评审结果。7、9月28日公示2011年全国大学生电子设计竞赛评审结果(初评)。8、10月12日公布2011年全国大学生电子设计竞赛评审结果。,一、竞赛章程,（四）评奖,评奖工作分“赛区奖”和“全国奖”1、赛区奖的评奖等级及各奖项获奖比例由各赛区根据实际情况自行确定。2、凡按时完成竞赛内容、达到基本要求的参赛队发“成功参赛证书”,一、竞赛章程,3、赛区评审结束后，各赛区竞赛组委会将本赛区竞赛优秀参赛队的设计报告及有关材料报送全国竞赛组委会。报送全国评奖的优秀参赛队数不超过本赛区实际参赛队总数的10%。全国一、二等奖总数原则上不超过全国实际参赛队总数的8%。对于同一题目，同一所学校获得全国一、二等奖的队数分别不超过3个。,（四）评奖,一、竞赛章程,全国竞赛评审分为初评和复评两个阶段。组委会按照命题时制定的全国统一评分及测试标准，参考赛区评审原始记录进行初评。全国一等奖候选队一律集中在一地参加复评，原则上不再另行命题，以原竞赛题目为基础，由专家组确定测试内容和方式，参加复评的代表队名单以全国竞赛组委会届时公布的有关通知为准。,变化,1、从2009年全国大学生电子设计竞赛开始采用网上发题方式，今年在8月31日开赛时依托数个网站进行竞赛题目下载。2、加入 DSP、ARM。,二、竞赛题目分析,（一）涉及到的基础理论知识,大赛试题涉及的主要课程有：模拟电子技术、数字电子技术、低频、高频电路、单片机原理及应用。其次是：电子测量技术、可编程器件、通信、计算机应用基础、自控原理和自控系统等。题目包括理论设计和实际操作。,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,1、电源类（电力电子）2、信号源类3、高频无线电类4、放大器类5、仪器仪表类6、数据采集与控制类,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,1、电源类简易数控直流电源（第一届）直流稳定电源（第三届）数控恒流源（第七届）三相正弦波变频电源（第七届）开关稳压电源（第八届）光伏并网发电模拟装置（第九届）电能收集充电器（第九届）,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,2、信号源类实用信号源的设计和制作（第二届）波形发生器（第五届）正弦信号发生器（第七届）,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,3、高频无线电类简易无线电遥控系统（第二届）调幅广播收音机（第三届）短波调频接收机（第四届）调频收音机（第六届）单工无线呼叫系统（第七届）无线识别装置（第八届）无线环境监测模拟装置（第九届）,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,4、放大器类实用低频功率放大器（第二届）测量放大器（第四届）高效率音频功率放大器（第六届）宽带直流放大器（第九届）数字幅频均衡功率放大器（第九届）,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,5、仪器仪表类简易电阻、电容和电感测试仪（第二届）简易数字频率计（第三届）频率特性测试仪（第四届）数字式工频有效值多用表（第四届）简易数字存储示波器（第五届）集成运放测试仪（第七届）简易频谱分析仪（第七届）音频信号分析仪（第八届）数字示波器（第八届）程控滤波器（第八届）,二、竞赛题目分析,（二）题型分类（按功能）,6、数据采集与控制类多路数据采集系统（第一届）水温控制系统（第三届）数字化语音存储与回放系统（第四届）自动往返电动小汽车（第五届）数据采集与传输系统（第六届）简易智能电动车（第六届）悬挂运动控制系统（第七届）电动车跷跷板（第八届）声音导引系统（第九届）,二、竞赛题目分析,（三）题目解析,一、任务设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。二、要求1基本要求（1）输入阻抗：50（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV5V（3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz10kHz（4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。）（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。（6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。,二、竞赛题目分析,2发挥部分（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。（2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz10kHz。（3）增加频率分辨力20Hz档。（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。（5）测量被测正弦信号的失真度。（6）其他。三、说明1电源可用成品，必须自备，亦可自制。2设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。,二、竞赛题目分析,四、评分标准,二、竞赛题目分析,三、赛前安排,第一阶段：前期准备（7月1日前）,1、基础理论（模电、数电、单片机等）2、基本操作（焊接、PCB板、仪器等）3、基本模块训练单片机系统、放大电路、滤波电路常用仪器的工作原理和结构，等,三、赛前安排,第二阶段：基本功能训练（7月1日-20日）,1）每组一套单片机开发套件，含：单片机小系统、下载线、A/D、D/A、键盘显示等。2）结合训练板，制作作品，强化训练。具体内容由指导教师安排。,三、赛前安排,第三阶段：强化训练（8月1日-8月26日）,由指导教师根据往届赛题确定模题目，选择方向，确定训练内容，进行实际制作，强化训练。,三、赛前安排,第四阶段：总结，准备,1）根据实战结果进行总结，分析原因；2）将前期训练、设计的资料进行整理；3）根据网上公布的元器件及设备清单，购买准备元件。,三、赛前安排,四、赛前的准备工作,主要内容,1 推荐参考书2 推荐网站3 竞赛前的准备工作4 芯片的选择5 芯片手册,(一)推荐参考书,1 全国大学生电子设计竞赛培训系列教程 基本技能训练与单元电路设计 模拟电子线路设计 高频电子线路设计 电子仪器仪表设计 数字电路与自动控制系统设计,2 全国大学生电子设计竞赛作品选编,(一)推荐参考书,3 新编MCS-51单片机运用技术,张毅刚等哈尔滨工业大学出版社,(一)推荐参考书,4 电子技术基础,王淑娟,(一)推荐参考书,5 其他 电子技术 单片机 微弱信号检测 C语言 电力电子技术 开关电源与软开关技术 数字信号处理,(一)推荐参考书,(二)推荐网站,电子竞赛 1.全国竞赛组委会网站：ftp:/2.高等教育出版社网站：http:/3.北京赛区组委会指定网站：http:/4.上海赛区组委会指定网站：/5.湖北赛区组委会指定网站：http:/6.四川赛区组委会指定网站：http:/7.陕西赛区组委会指定网站：http:/8.黑龙江赛区组委会指定网站：9.瑞萨电子网站：http:/,芯片手册 主要芯片厂家 http:/http:/http:/http:/http:/,(二)推荐网站,技术资料中国电子开发网论坛：http:/程序员联合开发网：csdn 下载网：电子工程世界论坛：电子工程世界：http:/电子产品世界：http:/,(二)推荐网站,(三)竞赛前的准备工作,1 单片机最小系统 MCU、液晶显示、键盘、AD、DA、IO扩展等 处理器：8051、C8051F、PIC、AVR、Freescale、ARM、DSP、FPGA,2 可编程逻辑器件系统 CPLD、FPGA最小系统板 建议使用Altera的MaxII系列CPLD、CycloneII系列FPGA，建议使用Verilog HDL语言编写。建议做仪器仪表类和数电类的组学习。,(三)竞赛前的准备工作,(三)竞赛前的准备工作,3 实验最小电源板 5V、15V、+3.3V 稳压芯片：78xx，1117等 电流、散热、纹波,(三)竞赛前的准备工作,4 电源类 整流滤波、PFC校正、电压反馈、电流反馈、霍尔传感器、LC滤波、电压基准、PID。线性电压源、恒流源、开关电源、变频电源等。,三 竞赛前的准备工作,5 仪器仪表类及数电类 程控增益、各种运放电路、模拟滤波器、锁相环电路、乘法器电路、滞回比较器、液晶波形描绘、AD、DA、信号发生器、HDL语言等。FFT、数字滤波、PID，各种仪器原理。此类题建议使用32位处理器，芯片选择很关键。,三 竞赛前的准备工作,6 控制类 寻线、蔽障、电机PWM控制、PID、称重、检测金属物、检测角度、光线等。此类题建议使用带PWM输出的处理器，注意电源的设计、电机的选取。,(四)芯片的选择,1 查找前人的设计 主要参考推荐参考书1、2、4等，多在网上搜索。注意尽量选用较新款、便于购买的芯片。芯片购买途径（省内外）。,(四)芯片的选择,2 常用处理器 单片机：C8051F020、AT89S52 ARM：STM32F103、ARM7 CPLD：EPM1270、EPM7128 FPGA：EP2C5T144C8、EP2C8T144C8、EP2C8Q208C8,(四)芯片的选择,3 常用运算放大器 通用型：OP07、LF356、NE5532 小信号放大：OP37、AD797 比较器：LM311、LM361、LM339 单电源：LM358、AD8041 高频放大：AD603,(四)芯片的选择,4 申请样片 http:/,(五)芯片手册,1 功能、电源2 输入、输出范围3 电平标准4 主要参数5 参考电路6 封装,1Pispice9.2 是业内公认的模拟器件仿真工具2Mutisum10.0是学习模拟电路的软件首选。3protel99SE 电路设计的入门级工具软件。4Proteus7.4（现在最新版本为7.6）Proteus软件也是基于Spice模型的一类及原理图设计，系统级电路仿真和PCB设计制作为主的EDA工具。目前Proteus所支持的软件模拟仿真MCU包括大多数51单片机和LPC的ARM7系列单片机。5KeiluVision3 uVision3是keil的设计产品，增加了对32为MCU的支持，主要针对ARM7/ARM9/Cortex等系列ARM芯片的汇编及C语言编程，调试。6CCS3.1 DSPSTM54XX，其编程设计软件。7QuartusII4.2/5.1/6.0/8.0/9.0 FPGA设计软件8ModelsimSE6.1/6.5 Mentor公司推出的功能强大的图形化仿真工具，是目前业内公认的最优秀的EDA仿真工具。,(六)电子设计软件,五、设计总结报告写作,1、设计总结报告的评分标准,设计总结报告的评分是一个独立环节，评分过程是在专家测试后进行。专家参照全国大学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进行评分。设计总结报告的评分项目由方案设计与论证、理论设计计算、电路图及设计文件、测试方法与数据、结果分析、设计总结报告的工整性等6个方面组成。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（1）题目名称 题目名称必须与全国大学生电子设计竞赛组委会发给的题目名称相同，不能改变。注意：题目名称后面不能提供参赛设计者的姓名、学校名称和指导教师的姓名以及相关的标记。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（2）摘要 摘要是对设计总结报告的总结。摘要一般在300字左右。摘要的内容应包括目的、方法、结果和结论。即应包含设计的评分内容、设计的主要方法和设计的主要创新点。关键词：一般选36个,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（3）目录 目录包括设计总结报告的章节标题、附录的内容，以及章节标题、附录的内容所对应的页码。章节标题的安排建议按如下格式进行：,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,目录格式 1.(第1级)1.1(第2级)1.1.1(第3级)(1)(第4级)(第5级),五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（4）正文 正文是设计总结报告的核心。设计总结报告正文的主要内容包含有：系统设计、单元电路设计、软件设计、系统测试、结论。,五、设计总结报告写作,（一）设计总结报告写作基本要求,系统设计 主要介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能模块的划分与组成，介绍系统的工作原理或工作过程。注意：在总体方案的可行性论证中，应提出23种总体设计方案进行分析与比较，总体设计方案的选择既要考虑它的先进性，又要考虑它实现的可能性。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,单元电路设计 单元电路设计不需要进行多个方案的比较与选择，只需要对已确定的各单元电路的工作原理进行介绍，对各单元电路进行分析和设计，并对电路中的有关参数进行计算及元器件的选择等。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,单元电路设计 应注意：理论的分析计算是必不可少的。在理论计算时，要注意公式的完整性，参数和单位的匹配，计算的正确性；注意计算值与实际选择的元器件参数值的差别。电路图应注意元器件符号、参数标注、图纸页面的规范化。如果采用仿真工具进行分析，可以将仿真分析结果表示出来。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,软件设计 应注意介绍软件设计的平台、开发工具和实现方法。应详细介绍程序的流程图，实现的功能以及程序清单等。如果程序很长，可在附录中列出（程序需给出注释）。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,系统测试 应详细介绍系统的性能指标或功能的测试方法、步骤，所用仪器设备名称、型号，测试记录的数据和绘制图表曲线。应注意：要根据竞赛题目的技术要求和所制作的作品，正确地选择测试仪器仪表和测试方法。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,结论 对作品的测试结果和数据进行分析和计算，也可以利用MATLAB等软件工具制作一些图表，必须对整个作品进行一个完整的、结论性的评价，也就是说要有一个结论性的意见。,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（5）参考文献 参考文献部分应列出在设计过程中参考的主要书籍、刊物、杂志等。参考文献的格式如下：,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,参考文献的格式如下：专著、论文集、学位论文、报告序号 主要责任者.文献题名专著(M.);论文集(C.);学位论文(D.);报告(R.)(.)出版地(:)出版者(,)出版年(.)起止页码期刊文章序号 主要责任者.文献题名(J.)刊名(,)年(,)卷(期)(:)起止页码,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,参考文献格式举例:1 余永权.ATMEL89系列单片机应用技术M.北京:北京航空航天大学出版社,20022 周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京:北京航空航天大学出版社,19913程明,陈莹.一种基于DDS芯片AD9835的信号源J.自动化与仪器仪表,2005,26:25-28,五、设计总结报告写作,2、报告基本内容及格式要求,（6）附录 附录包括元器件明细表、仪器设备清单、电路图图纸、设计的程序清单（注释）、系统（作品）使用说明等。,五、设计总结报告写作,注意：,1）元器件明细表栏目应包含：序号 名称、型号及规格（如：电阻RJ14-0.25W-510 5%）数量 备注（元器件位号）2）电路图要注意选择合适的图幅大小、标题栏3）程序清单要有注释，包括总功能和模块功能,2、报告基本内容及格式要求,（7）字体要求一级标题：小二号黑体，居中占五行，标题与题目之间空一个汉字的空。二级标题：三号黑体，居中占三行，标题与题目之间空一个汉字的空。,五、设计总结报告写作,比赛期间时间安排,竞赛时间是4天3夜。竞赛时间安排建议：第一天：确定题目2小时；确定设计方案6小时；设计原理电路图、程序流程图设计、功能模块程序设计，设计总体报告整体结构布置可同时协同进行，到24：00，应完成部分模块设计。第二天：继续完成设计和并进行单元电路的制作。第三天：开始整机的组装和调试。调试时首先应该完成的是功能的调试，然后进行指标的调试。第四天：主要是进行系统的功能和指标调试。最后完成竞赛。注意休息和饮食！,竞赛作品 全国一等奖,参加电子竞赛注意点,参加电子竞赛注意点,1、设计电路板时，硬件原理图务必正确，否则布线再漂亮也是枉然。2、要注意系统供电，电源极性不要搞错，要有相关保护措施。调试前先测电源。,参加电子竞赛注意点,3、软件模块化设计后，调试某个具体模块时最好不要脱离软件环境（编写的应用软件），否则，即便模块单独调试成功了，放到软件整体中统调时仍有可能出问题。毕竟，系统硬件资源有限，不同模块之间总是有可能冲突的地方。,参加电子竞赛注意点,4、不同板子之间的连线要规范牢靠，否则自找麻烦。最好注明接口各脚定义。5、强电、弱电、模拟、数字，最好分开设计。,参加电子竞赛注意点,6、能用软件实现的功能优先考虑软件，除非性能无法满足非用硬件不可。7、团结协作，分工明确，相互体谅，劳逸结合。8、要有善始善终，持之以恒的决心。不求最好，只求成功。,谢谢！,