电子设计竞赛培训讲座

1、如何(rh)参与2014年电子设计竞赛张海峰HFZHANG0811126.COM2014.3.8共四十页内容提要(ni rn t yo)1、电子设计竞赛的简介2、校电子设计竞赛选拔方法3、组队原则(yunz)及上交作品4、赛前学习培训内容5、借用TI实验仪器箱共四十页一、电子设计竞赛(jngsi)的简介 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四大学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技(kj)活动，目的在于推动全国普通高等学校促进信息与电子类学科面向二十一世纪课程体系和课程内容的改革，促进教育也要实现两个转变重要思想的落实，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的

2、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。共四十页竞赛时间和竞赛周期 竞赛时间定于竞赛举办年度的9月份(yufn)，赛期四天。从1997年开始，每二年举办一届全国大学生电子设计竞赛，即凡逢单数年号时举办全国竞赛，其他时间各省赛区举行竞赛。今年是第5届省赛（浙江省从 2006年开始的）。竞赛方式 竞赛采用(ciyng)全国统一命题、分赛区组织的方式，竞赛采用(ciyng)“半封闭、相对集中”的组织方式进行。竞赛期间学生可以查阅有关文献资料，队内学生集体商讨设计思想，确定设计方案，

3、分工负责、团结协作，以队为基本单位独立完成竞赛任务；竞赛期间不允许任何教师或其他人员进行任何形式的指导或引导；竞赛期间参赛队员不得与队外任何人员讨论商量。参赛学校应将参赛学生相对集中在一个或几个实验室内进行竞赛，便于组织人员巡查。为保证竞赛工作，竞赛所需设备、元器件等均由各参赛学校负责提供。 共四十页我校的电子设计竞赛(jngsi)历史及管理1995年开始参加全国电子设计竞赛，小规模参加。2006年开始逐渐增加(zngji)规模2013年 滑铁卢学校每年花360万元在学科竞赛上（20多个学科），其中电子设计竞赛达35万元。参加校竞赛后，6月18日开始参加集训，在8月中旬参加省竞赛。在8教完成。

4、（学校提供元器件）共四十页二、校电子设计竞赛(jngsi)选拔方法1、2013年3月1日4月20日，报名组队的大学生进行不限制题目内容的实际电子设计作品(zupn)制作。在此期间学院将组织为报名参加电子设计竞赛的大学生举办23次讲座，介绍电子设计方法等内容。2、2014年4月下旬，学院组织对所制作的作品进行评测，成绩合格的队将安排指导教练，准备参加2014年5月举行的校电子设计竞赛。3、校竞赛成绩优良的学生将参加校举办的暑期集训，并参加8月份的浙江省大学生电子设计竞赛。共四十页二、校电子设计竞赛(jngsi)选拔方法4、对2013年参加过全国大学生电子设计竞赛并获省2等奖及以上的队，如果希望参

5、加2014年的省电子设计竞赛，也需要重新报名，该队允许不参加学院组织(zzh)的培训，也可以不参加校竞赛，学院将直接推荐参加暑期集训，并参加浙江省大学生电子设计竞赛。如果由1名获二等奖以上的队员重新与另外获奖队员组队，该队可以不参加学院组织的培训和制作作品，但必须参加校电子设计竞赛的选拔，方可参加暑期集训和浙江省大学生电子设计竞赛。5、获2013年TI创新项目资助的学生必须组队参加校电子设计竞赛、选拔后参加暑期集训和省电子设计竞赛。共四十页三、组队原则(yunz)及上交作品 电子大赛三个人为一组，一般分工为：一个负责软件（至少51单片机要学会），一个负责硬件（电路和画板），一个负责论文。先找好

6、搭档分工好。每位自己硬件和软件都要会一点。负责硬件的多看些模电和数电的知识 。负责软件的多看单片机（重要） 。 注意：比赛时和平时(pngsh)三个人一定要多沟通！共四十页 如何(rh)完成第一个作品1、截止4月20日，每队至少提交1个作品。可以是以前电子设计题目的作品，也可以是自选的题目。一般来说是有单片机控制的，除非是高性能的模拟系统。元器件自费。2、可以采用洞洞板焊接的系统，但要求布局美观，最好是自己制作PCB板。3、学会使用示波器、信号发生器、万用表，调试自己制作的系统。4、第2教中201实验室、电子学院学生科协作为开放实验室，大家可以去预约(yyu)制作调试。5、可以找电子学院的老师

7、作为指导教师在老师的实验室完成。在4月底学院测试时提前向声明。共四十页1、确定试题(sht)方向，补充相关基础知识 从历届电子设计竞赛试题来看，一般可以分为控制类（以小车为代表），仪器仪表类（除了(ch le)示波器，频率计这类题目还包括一些数据采集处理类的题目），通讯类（调制、解调、无线通讯），电源类（电压源，电流源，开关电源等），宽带放大器类等这几个类型。大家应该有针对性地做准备，确定自己的方向，再进行训练。这几年各类之间在相互渗透，出现了交叉的题目。 已经有一定基础后共四十页2、准备常用(chn yn)模块 （1）电源模块 +12V（LM7815），-12V（LM7915），+9V(LM

8、7809)、-9V(LM7909)、 +5V(LM7805)、+3.3V(LM1117)较为常用。如果做成可调的采用正电源LM317，负电源采用LM337 。如果用电池那么还要考虑升压模块（DC/DC)，设计时要有一定的功率；（2）最小系统和系统的扩展，最简单的采用单片机STC89C52,上面(shng min)应该有显示器、按键、晶振、EEPROM等,将I/O引脚引出，可以扩展一些I/O口，如果题目允许干脆加CPLD/FPGA；共四十页2、准备(zhnbi)常用模块 （3）驱动模块，电机驱动L298必备，也可以考虑准备CMOS，步进电机控制可以考虑加L297，继电器电路也可以做一下，用ULN

9、2803或者ULN2003；（4）各类传感器模块，可以准备寻迹光耦（RPR220），霍尔传感器（A04E）和磁钢，光电槽和码盘，避障的光电开关，趋光的光敏电阻(un mn din z)或者光敏二极管，另外最好准备些以前比赛中出现过的传感器，比如接近开关（探测金属），角度传感器，超声波等等； 各类无线传感器(315MHZ，2.4GHZ)共四十页（5）信号处理模块.比如光耦我们希望它输出开关量，所以配合光耦，比较器模块是必备的（推荐LM339、LM393），又比如信号回来需要放大，那就需要用到运放，适当准备几块运放的芯片比如（TL082、TL084）；（6）AD/DA模块。其实在控制类方面DA在历

10、届比赛中用的并不多，但AD却是经常出现，比如角度(jiod)传感器进来的电压信号通过AD转化成数字；2、准备常用(chn yn)模块 共四十页（7）显示模块：LCD，数码管，LED，蜂鸣器一个不能少，为什么用了LED还用数码管呢，为什么峰鸣器也是显示模块呢，这里的显示人机接口，比如在平衡点稳定了，让峰鸣器响；（8）键盘模块，有输出当然要有输入。（9）其他：控制类题目电机是必备的，要有条件把减速电机、步进电机、测速电机都准备好；说到电机，那么(n me)联轴器就要准备了，这说明做电子的时候也要适当准备些机械的东西；又比如说考虑周到点，无线通信模块也加进去，那么(n me)机、电、光、声、磁就都有

11、了。2、准备常用(chn yn)模块 共四十页3、软件(run jin)上的准备（1）LCD显示程序、键盘输入程序；（2）ADDA SPI传输程序；（3）AD采集后数据处理算法；（4）电机控制程序，要把减速电机做到像步进电机一样一步步走，光调速是不够的，提到调速就要说下面一点PWM了，要把步进电机通过频率和细分调速调到满意。（5）PWM通道和比特率输出(shch)；（6）延时和定时（这里的延时指用软件延时，这里的定时指用定时器）；（7）秒表、测速、测距、寻迹算法、避障算法等等；（8）其他。I2C读写程序共四十页4、学会(xuhu)查找DATASHEET可以(ky)查到许多元器件的资料 可以有设

12、计方案文章WWW.TI.COM 是德州公司的网站，可以下载元器件资料和软件资料校图书馆的电子图书共四十页5、报告(bogo)文档（1）正文不超过8000字（6页）；（2）系统方案 包括方案比较、方案论证、方案选择。叙述设计思路，总体方案组成和说明，对各个组成部分作详细说明，给出框图、原理图、软件流程图。通常要提出两、三个方案，并对两、三个方案进行比较，说明采用其中一个方案的理由。（3）理论分析与设计根据(gnj)设计要求达到的性能指标及实现的功能，必须进行理论分析及必要的计算，说明如何保证，进行电路参数的计算及元器件的选择；按题目要求分类写共四十页5、报告(bogo)文档（4）电路与程序设计

13、（a） 说明各单元模块的功能，同时进行电路设计 (b) 特殊器件的简介； (c)说明软件设计原理及设计所用工具； (d) 画出软件设计结构图、说明其功能； (e) 画出主要软件设计流程框图,应包括主程序流程框图、中断服务子程序，简单的通信协议。（5）测试方案与测试结果：包括系统(xtng)指标参数及功能的测试，说明测试方法与测试内容。（a）列出主要的测试仪器、仪表；（b）系统测试：（c）测试结果分析：共四十页四、赛前学习(xux)内容1、学单片机（51、430、PIC、AVR、ARM、STM32）、嵌入式系统、数字电路、CPLD/FPGA设计、C语言、微机接口 RS232RS4852、模拟(m

14、n)电路。放大、低通滤波、高通滤波、带通滤波。3、CPLD/FPGA编程/模拟用QuartusII 4、单片机模拟用Proteus 共四十页四、赛前学习(xux)内容5、模电模拟用Multisim 6、单片机编程用Keil，用的C语言和汇编 7、嵌入式还要用到Linux的内核(ni h) 8、Altium Designer 画PCB板 9、自己制作PCB板，将设计的PCB通过转印纸印到铜箔板上，再用环保腐蚀剂腐蚀得到PCB板共四十页注意事项系统(xtng)的划分电源(dinyun)滤波模拟电路和数字电路屏蔽和匹配布局、布线（地线、电源线、信号线) 及接地10. PCB设计电磁兼容性设计原则：减

15、小循环电流回路面积，从而降低磁场辐射减小导线线路压降，从而降低电场辐射系统硬件制作的三要点系统方案设计、器件选择结构、工艺指标测量共四十页推荐使用双层PCB板底层地线面顶层信号路径顶层电源、信号路径线无路径线处均用地线填充（大面积）顶层地线用多个金属穿线与底层地线面相连集成芯片接地脚尽量穿孔连接到接地层数字地和模拟地分开，单点相连（防止地阻抗耦合）模拟电路数字电路数字电路模拟电路模拟地数字地A.地线原则：回流(hu li)路径尽量短；地电流在关键点处产生的干扰应最小定义电流能够(nnggu)流回源的一条低阻抗路径注意地线是有阻抗的共四十页电源滤波(lb)减小芯片间、芯片内不同区域间耦合B.电源

16、(dinyun)滤波与电源(dinyun)线电源线布线为星形结构VCC1VCC每个节点必须有大的去耦滤波电容（在工作频率处的接地电阻小于1欧）滤波电容的接地点尽量靠近芯片地电源线尽量不要靠近敏感的信号线电源是频率成分最复杂的部件共四十页五、借用TI实验(shyn)仪器箱1、LaunchPad 手持板2、MSP-EXP430F5529实验(shyn)板 3、DY-FFTB6638实验箱4、TIVA Cortex-M4 与TI高性能实验套件 在第2教学楼中楼339共四十页1、LaunchPad 手持板可以每队借用一套MSP-EXP430G2 LaunchPad 。大家可以上/launchpad得到

17、免费的编译器和调试器可以通过USB接口连接到PC机2013年全国电子设计竞赛中有有些高校的参赛队利用该模块作为(zuwi)控制器，最后获奖的。共四十页2、MSP-EXP430F5529实验(shyn)板 MSP430 USB 开发(kif)平台安装有SD卡接口102*64点阵LCD3轴加速度计可以上网/msp430usb等 由于包含部件多，直接利用该板作为控制器会被取消资格，但利用该实验板学习430还是很好的。 我们现在只有40套共四十页3、DY-FFTB6638实验(shyn)箱采用MSP430F6638安装有多种模块，如RS232C、RS485、USB、红外线等的接口(ji ku)TFT

18、LCD显示器,字符型LCD,LED接口有矩阵式按键、TOUCH PAD输入接口有小型的直流电机、步进电机的接口还有2.4GHZ的无线控制接口CC1101模块等该实验箱是上海德研电子公司生产的。 我们现在只有20套。共四十页4、TIVA Cortex-M4 与TI高性能实验(shyn)套件利用(lyng)TIVA Cortex-M4 (TM4C123G).实验控制板进行ARM程序设计实验箱提供了母版、LED板、DC-DC buck模块、测频及锁相环模块、电机驱动模块、MDAC模块、LCD模块等 共四十页2013.08.27 杭州电子科技大学(dxu)国赛电子元器件采购清单1、引脚电阻(dinz)

19、（1/4W）：2、 6.8 、10、 12、15、62 、68、82、91、100、300、 470 、1K、3K、3.3k、4.3K、5.1K、6.2k、9.1K、10K、20K、24K、33K、47K、51K、200K、270K、820K 、4.7M、10M 各1盒2、贴片电阻（0805） 0、2、5.1、10、 20、120、240、330、475、499、680、3K、4.7K、6.8K、8.2K、12K、30K、47K、62K、120K、200K、1.1M、2M、5.1M 各1盘3、精密电位器： 5K、50K、100k、 200K 各50只 100、1K、10K、20k、 各 100

20、只4、电解电容： 10 UF/16V、1000uF/16V 、2200 uF/16V、3300 uF/16V、220 UF/35V， 470 UF/35V 1000 UF/35V 、2200uF/35V、3300uF/35V、4700uF/35V、220 UF/50V， 470 UF/50V 1000 UF/50V 、2200uF/50V、3300uF/50V 各1包共四十页5、独石电容： 0.1uF、0.1uF 各1包6、 可调电容 3-10PF 、6-25PF 各1包7、贴片电容（0805）： 10P、22P、27P、33P、47P、100P、150P、220P、1500P、0.01uF、

21、0.015uF、0.022uF、0.033uF、0.047uF、1uF、 各1合8、功率电阻（1W）： 0.1、0.2、 各100只 （各1小包）（10W）： 1、2、100 各50只 9、热敏电阻： 10k 100只 10、色环电感: 2.2uH、 100uH 各200个11、常用(chn yn)运放： uA741、TL081、LM324 、NE5532 、OP37 各100只12、 单片机： MEGA128 、PIC18F452 、STM32F103ZET6 各 30片共四十页13、比较器：LM311、LM339 各100只14、A/D D/A 转换器 TLV5624、TLC5615 、T

22、LC5540 各30片ADC0809、DAC0832 各30片AD7705 30片15数字电路：(DIP)74HC04、74HC00 、74HC08、74HC07、74HC14、74HC74、74HC123、74HC161、74HC573、CD4051、CD4052 、CD4060 、74LVC4245 各100只16、字符控制器74HC595 100片17、压控振荡(zhndng)：HC4046 50片18、通讯芯片 MAX232C 50片19、串EEPROM AT24C64 50片 20、变容二极管： 1SV215（3.2pf30pf） 1小包共四十页21、三极管 ： 2N3904 、2N

23、3906 各1包2SK332、2SC1971 各1包TIP122、TIP127、IRF540、IRF640、各1包L297、L298N 各100只21、二极管 1N4148、1N4007 各1包 1N5819、1N5408、FR107各1包 SS14 、SS34 各1包22、 AC/DC功率因数变换器 L6561 30片23、 DC/DC变换芯片(xn pin) UC3842 30片24、 两相步进电机驱动芯片 THB7128 30片25、 桥堆： 600V/3A 50只26、 功率MOS管： IRF540、IRF640 、IRF3205 、IRF9540 各100只 共四十页27、 IC管座

24、： DIP8 10条 、DIP14 10条、DIP16 10条DIP20 10条、 DIP24 20条 DIP40 20条28、无线收发模块 433MHZ 20只29、 拨码开关(kigun)： 2位、4位、8位 各20只30、 单股连接线（细）：绿、白、黑 各1卷31、单股连接线（粗）：红、黑、蓝 各1卷32、 带示波器接头连线： 2条33、 杜邦线： 40芯30cm长 100条 34、电压基准芯片： MC1403-2.5V 50只 35. 继电器： G6A274 /DC5V 100只36、 音频放大器： LM386 30片37、 数控电位器：: X9C104ST1 50只38、光耦： 4N

25、25 、4N38 各1包39、发光管： 3mm 红、黄 、绿 各1包40、晶振：24M/22.1184M/16M/10M/11.0592M/7.3728M/32.768KHZ 各1小包共四十页41、 LCD显示器 64128点阵 20个 字符型 5个42、 3V蜂鸣器： 1小包43、红外发光管和HS0038B接收头 100对44、 PCB通用板：大、中、小（有阻焊） 分别100、100、200块 PCB 洞板（小） 200块 PCB敷铜板： 单面 3m2 PCB敷铜板： 双面 1m2 45、 PCB板腐蚀剂（环保） 5kg46、散热片(TO220)（大于4cm高） 1大包47. 电源(diny

26、un)变压器220V/双2只48有源钟振20MHZ/40MHZ 各30只49、 焊丝： 1mm、0.8mm、0.5mm 各3卷 吸枪 2把胶棒 30支 钻头（0.8mm/1.2mm/2mm/3.5mm） 各5盒钻头（1mm）盒共四十页50、电源类芯片：LM1117-3.0V、LM1117-adj 各100片51、电源类芯片 LDO： DC/DC: MC34063 50片DC/DC电荷泵： ICL7660CPAZ 50片DC/DC：LM2575-ADJ 50片 DC/DC：LM2576-ADJ 50片 三端(sn dun)稳压器： 7805 100只7905、7806、7906、7812、791

27、2、 LM317 各只 电压基准芯片： MC1403-2.5V 50只 52、 信号继电器： G6A274/DC5V 50只53、3V蜂鸣器： 50个54、红外发光管和HS0038B接收头 100对55、功率驱动芯片： IR4427S 100片 IR2110 50片 IR2103 50只56、液晶显示器 （） 100块57、数控电位器: X9C104ST1 100只共四十页58、315M/433M模块 （收发） 30对59、通用编解码电路 PT2262 30片60、通用编解码电路 PT2272 30片61、调频接收(jishu)芯片 MC3363 20片62、红外遥控接收,超声波传感器接收用芯

28、片 CX20106A 63、发光管 红、绿、黄 （3mm） 各1包64、轻触按键 （4mm4mm） 1包65、 自锁按键 （4mm4mm） 1包66、短路帽（2.54mm） 1包67、二位接插件（带螺丝） 200只68、二位接线端子 200只69、单排针、座 (2.54mm) 各 2包弯单排针、座 各2包 双排针、座 各2包共四十页70、晶振：22.1184M/12M/11.0592M/7.3728M/6M/4M/32.768KHZ 各1小包71、电源变压器220V/双2 3只72、HT131（达林顿输出）直射式红外光电传感器 100只73、ST198单光束(gungsh)反射式红外光电传感器

29、 200只74、霍尔传感器和磁片 200只75、 455K陶瓷振子 1包76. 数字陀螺仪 L3G4200D 30片77. 加速度计 ADXL345 30片78、 超声波传感器 30片79、 角度传感器 30片共四十页2013年杭州电子科技大学申请芯片赞助序号Part NumberSimple Description1ADS1148IPW用于温度传感器的 16 位模数转换器3ADS7818P12 位高速低功耗采样模数转换器4ADS7883SBDBVT2.7V-5.5V 12 位 3MSPS 串行 ADC5ADS807E12 位 53MSPS ADC，具有单端/差动输入、2 到 3Vpp 范围、内部/外部参考和超出范围指示6ADS831E8 位 80MSPS ADC，具有单端/差动输入、内部基准和可编程输入范围7BUF634P250mA 高速缓冲器8CDCE62002RHBT具有集成双路 VCO 的 4 路输出时钟发生器/抖动消除器10DAC8552IDGKTDAC8552：16 位双路电压输出数模转换器13DRV8332DKD三相 PWM 电机驱动器14INA118P精密低功耗仪表放大器16INA128PA精密低功耗仪器放大器17INA133UA高速精密差动放大器18INA143UA高速精密 G = 10 或 G = 0.1