电子设计竞赛教练指导工作经验交流课件

1、全国大学生电子设计竞赛竞赛组织与教练工作经验交流西安电子科技大学机电工程学院 谢 楷2019.11.25 桂林2/pp教练工作的普遍问题1）报名人数剧增与培训经费的矛盾2）参赛队伍增加与指导教师紧缺的矛盾3）高水平训练与教学、实验设备资源紧缺的矛盾4）低报名门槛与高评奖标准之间的矛盾自力更生，创造条件，经费用在刀刃上基础是关键，牢固的基础+能力，不怕“小米加步枪”大面积筛选，小范围培养，创造自我激励和竞争氛围训练实施方案时间进度安排原则：1、夯实基础与拔高能力并重 2、合理缓解受众面与教学资源、经费的矛盾 3、合理分配压力，循序渐进，松弛得当 3/pp

2、4、实施方案第一阶段：思想动员参赛的意义：自我提高，学以致用，团队精神 （从学生角度出发）动机和目的：不以获奖为唯一目的。竞争与合作：有压力有竞争才会有动力。失败很重要：知道自己的不足，寻找学习的动力和方向什么学生适合：学有余力、动手能力强、电子方面爱好 有竞赛基础、喜欢挑战时间：大二 形式：报告会、经验交流4/pp训练实施方案第二阶段：初选（笔试）知识面：模电、数电、单片机（或微原）、实验及综合题量：3小时作答，4-5小时平均题量。难度：中等学生可基本作答。题型：开放式、综合型设计或分析。【可参考IT企业面试题】考查目的：知识面是否广泛、牢固，能否灵活运用 以“知识面是否全面牢固”为准则，正

3、向 思维为主，知识面分块考察。参选人数：18003000人-400人时间：寒假前最后一周5/pp训练实施方案第二阶段：初选（笔试）例题1（模拟电路）：考查基本概念6/pp训练实施方案第二阶段：初选（笔试）例题6（综合）：22请简述以下元件的类别和用途 9013 MSP430F169 1N4007 74HC74 LM358 23根据标注写出元件的参数电容： 224 4p7 电阻： 棕红黑红棕 绿蓝红金 金橙橙橙 24如图所示电路中，如果用万用表测得T1集电极的静态电压为12V，请判断电路是否正常；如果不正常，请简单分析故障的原因和确认方法。 25请简述测量放大器输入阻抗所需的仪器，画出测试框图、

4、写出测量和数据处理方法考查实际动手经验训练实施方案第二阶段：初选（笔试）选拔与标准选拔人数：约400人选拔标准：总分之和全校排名，取前400人，成绩公示。 某一单项突出能力者可放宽入选标准。落选学生：本阶段淘汰率高，普遍有心理打击，要合理引导。 认清“学”和“用”之间的差距，戒骄戒躁。 找到不足，激发学习的动力和目标 训练实施方案第三阶段：基础培训（自学为主）时间：寒假前2天。学习任务：学习模拟电路设计、数字逻辑(VHDL)设计、EDA工具软件、功率电子(开关电源)、单片机C语言设计基础讲座4次：模拟系统设计、数字系统设计、嵌入式程序设计、综合技能培训。不具体深入细节，以串通知识点为主线；以课

5、程为中心延伸拓展知识面，提纲式，点明要学习的内容以及在现代电子系统中的关系，布置任务，引导自学。学习时间：寒假假期。 第三阶段：基础培训（自学为主）参考资料（模拟电路类）：训练实施方案第三阶段：基础培训（自学为主）参考资料（功率电子类）：训练实施方案第三阶段：基础培训（自学为主）参考资料（单片机类）：训练实施方案第三阶段：基础培训（自学为主）参考资料（综合类）：训练实施方案第三阶段：基础培训（自学为主）EDA工具软件：电路仿真电路/PCB设计数字仿真/设计滤波器设计单片机开发训练实施方案第四阶段：复选（笔试）时间：寒假收假前1天知识面：模电、数电、功率电子、程序设计、实验及综合题量：3小时作答

6、，4-5小时平均题量。难度：基础较好学生可基本作答。题型：综合型设计。考查目的：知识面是否能否灵活运用于解决设计问题 以“知识能否灵活运用”为准则，设计性 思维为主，知识面串通考察。参选人数：400人-150人训练实施方案第四阶段：复选（笔试）例题1：模拟电路设计综合能力训练实施方案第四阶段：复选（笔试）例题2：含新型IC电路（考查资料理解与消化能力） MC34063为一款常用的开关电源芯片，配合少量的外围元件即可搭建开关电源。下图给出了MC34063芯片内部的等效电路，配合外部元件构成了某种开关电源，试分析电路并回答问题。1）简述开关及反馈过程？2）计算输出电压？3）如何减小输出纹波，提出2

7、种可 行方案？ 训练实施方案第五阶段：基础巩固时间：3月上旬-4月中下旬学习方式：设计+实际动手调试。单人单组，独立完成。验收方式：指标测试，现场打分排名。（感受比赛气氛）试题难度：每题单人3-5天工作量。（压力测试）涵 盖 面：模拟为主（难点多），单片机与数字设计为辅。 焊接及调试技能过关、EDA软件使用、仪器使用。 系统测试、数据整理与分析、撰写报告。 校内选拔赛前的最后集训，全面巩固知识，是最关键的阶段！时间紧，任务重，压力大。训练实施方案2019年全国大学生电子设计竞赛 基础巩固阶段培训时间安排表阶段时间练习内容17天放大器、电源、滤波器27天搭小系统板、频率计设计310天简易幅频特性

8、测试仪46天程控放大+功放56天程控锁相倍频器63天二极管伏安特性测量仪训练实施方案难度不大，无需特殊器件，但涵盖基础点尽量全面从单元模块入手，逐步过渡到系统。不要放过任何细节问题！第五阶段：基础巩固第五阶段：基础巩固练习1：放大器、电源、滤波器设计（7天）训练实施方案第五阶段：基础巩固练习2：单片机小系统+频率计（7天）+常见问题：1、电路搭接可靠性差 2、低频指标反而差（耦合电容不会取）3、低频小信号抗干扰差（比较器无迟滞回差，过于理想） 4、测频方法问题 5、单片机中断内运行时间 训练实施方案第五阶段：基础巩固练习3：单片系统综合设计(10天)+常见问题：1、信号基础理论不过关（抗混叠滤

9、波器参数不会算）2、系统联调的基本思路不会（顺序、方法、找错误点）3、不会调试（例如：量程会调满点但不会调零点）训练实施方案第五阶段：基础巩固练习4：程控放大+功放（7天）+常见问题：1、自激振荡的原因判定和补偿方法未掌握2、不会测量相位裕度3、大功率部分地线布线、防信号串扰/电源耦合概念与方法不清训练实施方案第五阶段：基础巩固练习5：模拟赛（60小时）+常见问题：1、测量电流方法有问题（串阻影响电压精度）未吃透I/V变换器2、缺乏电路自身保护的概念3、对60小时比赛时间分配把握不好训练实施方案第六阶段：校选拔赛时间：4月下旬，60小时比赛+2天测试+1周完善知识面：模电、数电、功率电子、程序

10、设计、实验及综合题 量：60小时工作量。难 度：基本相当于全国赛的基础部分难度。涵盖面：综合型设计，涵盖模拟、单片机、ADC、DAC、 人机交互、基本电参数测量、基本技能等。考查目的：综合能力和技能考察为主，成败以指标为准。 参选人数：150人-90人【确定正式队员】训练实施方案第六阶段：校选拔赛简易阻容网络测试仪（A题）设计并制作一个数字显示的阻容串联网络参数测试仪，能够自动测量RC网络中的电容及电阻值并绘制幅频特性曲线。原理及待测网络参考下图： 原理框图 待测网络A待测网络B训练实施方案第六阶段：校选拔赛 （A题优秀作品）优秀标准：（1）指标全部达到。 （2）作品的完整性、独立性、美观性、

11、可测性。训练实施方案第六阶段：校选拔赛比赛及测试现场训练实施方案第七阶段：真题训练时间：5月初6月底任务1 ：完成3人组队与分工【提倡自由结合】任务2 ：制作正式参赛用的小系统板【单片机+数字逻辑】任务3 ：每个队确立1-2个主攻方向【相互错开，避免扎堆】任务4 ：在主攻方向上，完成3-4道历届真题。 【不求时间进度，要求以满分为目标】任务5 ：积累程序库【通用性、模块化、可移植】训练实施方案第七阶段：真题训练正式制作单片机系统板：A/D保护I/ORAM扩展JTAG稳压器蜂鸣器RTCLCD接口串口KEYA/D 0 | 7矩阵键盘I/O电源防反保护I/OPACK板训练实施方案第七阶段：真题训练正

12、式制作高速数字系统板：Cyclone系列FPGAMAX-II系列CPLD训练实施方案第七阶段：真题训练【根据主攻方向有侧重地训练】（1）仪器仪表方向：音频信号分析仪：2009年A题数字取样示波器：2019年C题简易频谱分析仪：2019年C题简易逻辑分析仪：2019年D题低频相位测量仪：2019年C题数字存储示波器：2019年B题频率特性测量仪：2019年C题数字工频多用表：2019年B题简易数字频率计：2019年B题简易RLC测量仪 ：2019年D题 难点：强调速度、处理能力、显示性能等。需要通过构建新技术硬件平台及运用信号处理算法来实现。系统中的部分任务需要在训练阶段完成。训练：DDS任意信

13、号产生、高速/宽带模拟电路、滤波器、高速ADC/DAC采样与回放、高速数据存储（FIFO）、算法（FFT、卷积、相关、数字滤波等）、显示技术（LCD、绘图、实时曲线等）、强实时性并发多任务软件设计、FPGA/ CPLD与单片机的接口、仪器仪表原理、各类电参数测量、等内容。训练实施方案第七阶段：真题训练（2）电路系统方向：宽带直流放大器：2009年C题简易程控滤波器：2019年D题正弦信号发生器：2019年A题宽 带 放 大 器：2019年B题压控L/C振荡器 ：2019年A题任意波形发生器：2019年A题简易测量放大器：2019年A题录音与回放系统：2019年E题实用信号源制作：2019年B题

14、难点：特别强调指标，通常经典设计、通用IC是难以完成的。训练：（程控）放大器、（程控）滤波器、振荡器、DDS任意信号产生、基本模拟调理电路、电性能指标测试（阻抗、相位、带宽）、开拓设计思路等。训练实施方案第七阶段：真题训练（3）功率电子方向：光伏发电模拟装置：2009年A题电能收集充电器：2009年E题开关型稳压电源：2019年E题数 控 恒 流 源：2019年F题三相正弦变频电源 ：2019年G题高效 D 类放大器：2019年D题直流稳定电源： 2019年A题实用音频放大器：2019年A题难点：大电流、高效率要求。实验过程中烧毁事故率很高！训练：常见DC-DC开关拓扑（Buck/Boost

15、/Backboost/Flyback）、常见PWM控制器（电流/电压控制、单周期关断控制、双环反馈控制）、闭环反馈与稳定性（补偿回路、稳定性与瞬态响应）、功率开关器件（MOSFET/ IGBT）及驱动(半桥/全桥/浮栅)、SPWM正弦波逆变、磁性元件基础知识（各种铁氧体、变压器和电感设计及制作、磁隙调整等动手能力）、MPPT控制算法及拓扑、同步整流。训练实施方案第七阶段：真题训练（4）自动控制方向：声音导引系统： 2009年B题电动车跷跷板： 2019年F题悬挂运动控制系统：2019年E题液体点滴速度监控：2019年F题简易智能电动车： 2019年E题自动往返电动小汽车2019年C题水温自动控

16、制系统：2019年C题难点：构建稳定的反馈，以及设计控制算法是最大难点（要求基础功底），涉及机械、物理等非电专业知识，动手能力挑战。【还有运气成分】训练：控制算法（PID及其改进）、传感器（速度、温度、位移、倾角、红外光电等）、反馈稳定性与控制系统调试技能、电机驱动（步进、直流、角度/速度舵机）、PWM+功率开关及驱动。训练实施方案第七阶段：真题训练（5）高频/通信方向：无线环境监测模拟装置：2009年D题无线识别装置： 2019年B题单工无线呼叫系统： 2019年D题数据采集与传输系统： 2019年E题调频收音机： 2019年F题调幅广播收音机： 2019年D题简易无线电遥控系统： 2019

17、年C题难点：非常规的信道，非常规通信方式，无现成IC可用。训练：调制与解调（ASK、FSK、DPSK、OOK）方法与电路、振荡器、丙类放大器、谐振回路、天线与电磁场基础知识、超低功耗设计。关注近年来的新技术：RFID（传递能量）、无线自组网协议、物联网？训练实施方案第七阶段：真题训练训练实施方案第七阶段：真题训练训练中工作量最大最辛苦的阶段！成功的失败的训练实施方案第八阶段：暑期集训任务1 ：队员进一步加深合作【如有问题及时调整】任务2 ：教练自定题2-3道，加大难度与深度任务3 ：跨学院交流与培训【教练组共同负责】 现代数字系统设计与EDA软件 模块化编程训练 电路板布线 电赛获奖学生经验交

18、流 。任务4 ：练习合理分配96小时，考虑时间进度和休息时间。任务5 ：完善程序库。训练实施方案第九阶段：模拟赛（96小时）目的（1）：感受实际比赛气氛目的（2）：掌握工作、休息节奏目的（3）：加深队员紧密合作目的（4）：暴露潜在问题方 式 ：96小时半封闭式完成设计任务题量和难度：与全国赛尽可能相同，可来源于各校征题时 间：8月下旬，赛前一周左右训练实施方案第十阶段：赛前休息目的（1）：休整，恢复体力目的（2）：保持轻松迎战心态目的（3）：竞赛过程心理预演方 式 ：休息、看闲书、看电影、郊游、慢跑、游泳 等轻体力有氧运动。注意事项 ：注意肠胃，不要拉肚子、感冒。时 间：赛前3-4天左右训练实施方案最后阶段：全国赛时 间：8月底，96小时教练工作至此结束，以下参赛经验供队员参考： （1）切忌中途换提题，必输。 （2）第1天晚上一定要饱满的休息 （2）队员不能有空闲的状态【空隙立即休息】 （3）学会适当放弃，田忌赛马，合理放弃未必输。 （4）第1天：方案、关键难点验证，分工，任务接口。 第2天：主体电路搭建调试、软件主要部分。 第3天：攻克主要功能指标、发挥部分功能。 第4天：收敛整理、测试、整理报告，忌大改。训练实施方案决赛现场训练实施方案培训效果年份参赛队数国家一等奖国家二等奖省三等以上奖获奖比例2019125583%201915