电子竞赛培训资料.ppt

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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2011.6.12 成都,2/pp,内容提纲,1、赛制分析2、培训思路3、组织体系4、实施方案5、培训效果6、经验教训,(1)思想动员(2)笔试1(初选)(3)基础理论培训(4)笔试2(复选)(5)动手能力培训(6)真题训练(7)模拟赛(8)全国赛,1、赛制分析,全国大学生电子设计竞赛 全国大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题赛“Intel”杯 全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛 陕西省大学生电子设计竞赛ALTERA 杯 NIOS 大奖赛 陕西省大学生德州仪器(TI)杯模拟及模数混合电路设计竞赛 全国大

2、学生课外学术科技作品竞赛“挑战杯”西安电子科技大学大学生课外学术科技作品竞赛“星火杯”Microsoft嵌入式应用设计大奖赛 TI DSP应用设计大奖赛 Freescale(Motorola)单片机应用大奖赛/智能车邀请赛 ADI 创新设计竞赛 Xilinx开放源码大奖赛 Linear 模拟电路设计竞赛 NXP(philips)嵌入式系统设计大奖赛 Infineon杯校园设计竞赛,学科/综合 工程师/发明家普及/专题命题/开放,校园赛事(理工科电子类),3/pp,1、赛制分析,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。自1994年以来已举办了10届竞赛和4届专题赛。竞赛以队为基本单

3、位,每队由三名具有正式学籍的在校本、专科生学生组成。竞赛采用全国统一命题、以“半封闭”方式进行。竞赛采用“一次竞赛、二级评奖”的方式进行评奖。竞赛颁发全国统一的获奖证书,竞赛成绩记入学生档案。,全国大学生电子设计竞赛,4/pp,2、培训思路,积极认真参与竞赛,丰富学生科技活动,推动教学改革与课程建设。建立科学有效的培训体系,培养学生提高专业理论水平、工程素质及创新能力,锻炼学生意志品德,树立协作精神。赛出成绩,赛出水平。,指导思想,5/pp,2、培训思路,方法路线,电子设计竞赛赛前训练是精英教育模式的一个重要环节。培训内容应有针对性、继承性和前瞻性 培训应分阶段进行,兼顾知识梯度与受众面 注重

4、基础知识与基本技能的培养 强化综合技能培养,激发创新能力 注意培养协作精神与竞争意识,6/pp,3、组织体系,校竞赛组委会,领导小组,培训组,专家组,校领导院处领导组织成员,顾 问组 长成 员,组 长成 员,学院竞赛委员会,行政组,教练组,领 导成 员,主教练教 练,参赛队,队 长队 员,7/pp,本次报告重点从学生培训和教练角度介绍相关经验,4、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,8/pp,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

5、: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,9/pp,4、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

6、,10/pp,4、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,11/pp,4、实施方案,第二阶段:初选(笔试),例题2(模拟电路):考查分析设计,12/pp,4、实施方案,第二阶段:初选(笔试),例题3(模拟电路):考查对非理想特性理解,13/pp,4、实施方案,第二阶段:初选(笔试),例题4(数字电路):考查基本概念,14/pp,4、实施方案,第二阶段:初选(笔试),例题5(单片机/C语言):考查程序设计能力,1、写一个排序程序,对数组10个元素进行排序2、硬件如下,用C语言编写LED_DisplayNumber(int Val)函数,#define SEG_VALU

7、E0(0 x)/0 的段码#define SEG_VALUE1(0 x)/1 的段码#define SEG_VALUE2(0 x)/2 的段码#define SEG_VALUE3(0 x)/3 的段码#define SEG_VALUE4(0 x)/4 的段码#define SEG_VALUE5(0 x)/5 的段码#define SEG_VALUE6(0 x)/6 的段码#define SEG_VALUE7(0 x)/7 的段码#define SEG_VALUE8(0 x)/8 的段码#define SEG_VALUE9(0 x)/9 的段码#define SEG_VALUEA(0 x)/A

8、的段码#define SEG_VALUEB(0 x)/B 的段码#define SEG_VALUEC(0 x)/C 的段码#define SEG_VALUED(0 x)/D 的段码#define SEG_VALUEE(0 x)/E 的段码#define SEG_VALUEF(0 x)/F 的段码#define SEG_VALUEN(0 x)/消隐 的段码,15/pp,4、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

9、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、写出测量和数据处理方法,考查实际动手经验,4、实施方案,第二阶段:初选(笔试),例题6(实验/综合):考查实验设计与分析能力,4、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

10、力和目标,4、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。,4、实施方案,第三阶段:基础培训(自学为主),参考资料(模拟电路类):,4、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):,4、实施方案,第三阶段:基础培训(自学为主

11、),参考资料(数字设计类):,4、实施方案,第三阶段:基础培训(自学为主),参考资料(单片机类):,4、实施方案,第三阶段:基础培训(自学为主),参考资料(综合类):,4、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,4、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,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

12、通考察。参选人数:400人-150人,4、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,4、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,从下列4种运放(OP07、TL082、AD827、LM358、)中,选择最合适的一款,用于在上题中对热电偶信号放大。通过指标分析对比,说明选择该款运放的理由,4、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

13、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种可 行方案?,4、实施方案,第四阶段:复选(笔试),例题3:滤波器设计(考查基本概念),4、实施方案,第四阶段:复选(笔试),例题4:时序逻辑设计,4、实施方案,第四阶段:复选(笔试),例题5:技能/动手能力,4、实施方案,第四阶段:复选(笔试),例题6:方案制定与综合能力,任务:设计一台数字显示的简易频率计,具体要求如下:(1)基本要求 a测量范围 信号:方波、正弦波;幅度:1V5V,直流偏置 0V1V;频率:1Hz1MHz b测量误差0.1%;c输入阻抗100K;(2)发挥部分 a.扩展测量信号的幅度范围至0.1V5V b.

14、测量误差降低为0.01%(最大闸门时间10s)。1.根据以上要求,请简述所采用频率测量方法的原理(10分)2.画出系统的框图,并说明各单元电路的主要功能,分析系统的主要指标(如闸门时间、基准时钟、信号调理部分的带宽和增益等等)(10分),4、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

15、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。,4、实施方案,2011年全国大学生电子设计竞赛 基础补习阶段培训时间安排表,4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),任务一、用万能板焊接,搭建一个放大器,指标要求如下:1、增益40dB,直流输入时,增益误差不大于0.1dB。2、输入0V时,输出电压漂移不大于10mV。3、输入阻抗100k。4、放大带宽:DC不低于50kHz。说明:1、可以用实验电源提供正负12V电源供电。2、留出关键的测试点(输入、输出、中间某些关键点),以备测试。3、实验设计及记录:1)指标的论证(说明设计思路,如何达到指标)

16、。2)电路图(可以手画)。3)各项测试方法及步骤(如何测各项指标?用什么仪器,怎么连接?步骤?)。4)测试结果及分析计算(原始数据,分析过程,结论:你的电路各 项实际指标是多少?)。,4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),任务二、用万能板焊接,搭建一组电源电路,指标要求如下:1、1630V输入电压。2、一路12V稳压输出,要求:1)开路输出电压误差:小于5%2)最大输出电流:不低于0.3A 3)满载时,纹波电压50mV 4)负载调整率:不超过1%3、一路-12V稳压输出,要求:1)

17、开路输出电压误差:小于5%2)最大输出电流:不低于0.3A 3)满载时,纹波电压100mV 4)负载调整率:不超过1%4、30V输入时,正负输出均满载时,效率不低于70%。,4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习1:放大器、电源、滤波器设计(7天),常见问题:1、不会使用退偶电容 3、不了解元件类型及特性2、不会正确使用接插件 4、对指标不理解(习惯于理想器件),4、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),4、实施方

18、案,第五阶段:基础巩固,练习2:单片机小系统+频率计(7天),4、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),4、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,4、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),4、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),+,信号基础理论不过关;焊接已经基本过关,常见问题:1、信号基础理论不过关(抗混叠滤波

19、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),4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习4:程控放大+功放(7天),4、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,4、实施方案,第五阶段:基础巩固,练习5:模拟赛(60小时),4、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

20、3、对60小时比赛时间分配把握不好,4、实施方案,第五阶段:基础巩固,基础讲座,针对暴露的问题,随时开展基础技能方面讲座。包括:1、基本元器件知识2、运放非理想特性及参数指标含义、应用限制、选型3、焊接、布线、布局、基本技能4、插接件的合理选用,部分课件,4、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

21、人数:150人-90人【确定正式队员】,4、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,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,1、基本部分(1)自动测量待测网络A中R和C的参数。要求测试仪器具有3个对应端子,测量完毕后同时显示电容和电阻的测量结果。(2)量程:电阻R:1K10K,电容C:104105;测量结果要求至少显示3位有效数字;精度:电阻10%,电容20%。(3)实测并在示波器上绘制出待测网络A的幅频特性曲线,坐标系如

22、下:横坐标:频率。对数坐标。纵坐标:增益。单位dB。,2、发挥部分(1)增加实测待测网络B中阻容参数和显示幅频特性的功能(手动切换)。实测试并显示其它网络幅频特性。(2)具有自动识别待测网络类型的功能,并能自动完成测试。(仍要留手动切换模式便于测试)。(3)提高电阻测量精度至5%或更高,并尽可能扩大量程。提高电容测量精度至10%或更高,并尽可能扩大量程。(4)其它(与本题有关的合理发挥,例如自动插入检测等)。,4、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、可测性。,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,简易相频特性测试仪(B题

23、)利用单片机小系统及外部电路,设计并制作一台简易相频特性测量仪,能够改变输出信号的频率,施加于被测电路(二端口网络),测量并显示被测电路的输出与激励之间的相位差。原理可参考下图:,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,(B题优秀作品),4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,比赛及测试现场,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,赛后作品完善(4月底、五一假期),要求1:每人必须达到95分(设有退出机制)。要求2:撰写报告,必须符合全国赛格式及内容要求。时 间:1周或直至完成。,未达标作品,完善后作品,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,撰写报告,报告要求:篇幅:小四字体,不超

24、过6页。(精炼且重点突出,难!)内容:(1)摘要【高度凝练,客观陈述语态】(2)方案对比及论证【重在说理,概念要清晰客观】(3)关键电路设计与参数计算【重在基础扎实】体现基本功和素质的部分,要认真对待。(4)软件设计【突出重点,全局意识,思路清晰】(5)测试【方法合理科学、指标全面覆盖】(6)结论【客观陈述】,4、实施方案,第六阶段:校选拔赛,撰写报告,常见问题:1、写作抓不住重点,流水账,过分纠缠于细节,看不到总体。2、逻辑性差,归纳总结能力差,摘要写不好。3、方案论证与对比中概念含糊、不会写总体方案4、软件流程图不规范5、不会写测试报告(完整性、合理性、科学性)对 策:1、分组交流讨论,练

25、习书面交流。2、指导教练要认真修改,逐字逐句纠正,培养严谨写作习惯3、练习抽象、总体方案制定能力,至少掌握1种矢量绘图软件,4、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】,4、实施方案,第七阶段:真题训练,队员分工:,方案A强队:硬件2人+软件1人,三人空闲随时互相协作。方案A弱队:硬件1人+软件1人+协作1人【根据题

26、目灵活调整】分工原则:(1)每人都能够独立承担任务(2)最多1人具有领导性格【避免性格冲突】(3)交叉覆盖性,避免能力真空区(4)各部份工作之间接口明确【教练必须把关!】,4、实施方案,第七阶段:真题训练,单片机小系统板:,设计原则:资源丰富、接口通用、保护完善、可扩展、易维修CPU 选型:尽可能选用SoC型,带有JTAG在线调试。8位8051系列:C8051Fxxx 16位MSP430系列:MSP430F261x 32位ARM系列:Cortex基本资源:4MIPs以上运算速度、2k以上RAM、8k以上ROM、非易失存储器、8位ADC/DAC、键盘、显示。扩展资源:256k以上扩展RAM、CP

27、LD/FPGA接口(DPRAM)、12-16位ADC/DAC、矩阵键盘、点阵LCD、串口、RTC。,4、实施方案,第七阶段:真题训练,单片机系统板:,I/O,RAM扩展,JTAG,稳压器,蜂鸣器,RTC,LCD接口,串口,KEY,A/D 0|7,矩阵键盘,I/O,电源防反保护,A/D保护,I/O,PACK板,4、实施方案,第七阶段:真题训练,高速数字系统板:,设计原则:资源丰富、接口通用、保护完善、可扩展、易维修选 型:尽可能选用FPGA/CPLD,带有JTAG在线调试。FPGA系列:Altera Cyclone系列 CPLD系列:Altera MAX-II系列基本资源:50-100M时钟、2

28、k以上RAM(或DPRAM)、8位高速 ADC/DAC(10Msps)、基本信号调理电路。扩展资源:256k以上RAM、10-12位高度ADC/DAC(20Msps)。,4、实施方案,第七阶段:真题训练,高速数字系统板:,Cyclone系列FPGA,MAX-II系列CPLD,4、实施方案,第七阶段:真题训练,(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:2007年C题简易频谱分析仪:2005年C题简易逻辑分析仪:2003年D题低频相位测量仪:2003年C题数字存储示波器:2001年B题频率特性测量仪:1999年C题数字工频多用表:1999年B题简易数字频率计:1997年B

29、题简易RLC测量仪:1995年D题,4、实施方案,第七阶段:真题训练,仪器仪表方向训练重点:,内容:包含信号产生、采集、存储、分析、处理、显示、控制等信号处理环节中的大部分或全部。类型:分为时域分析处理和频域分析处理两大类。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、

30、仪器仪表原理、各类电参数测量、等内容。,调理放大,抗混叠滤波,ADC,模数转换,MCU+FPGA,信号处理算法,DAC,数模转换,抗镜频滤波,键 盘,图形显示,信号调理/输出,人机交互,4、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:2007年D题正弦信号发生器:2005年A题宽 带 放 大 器:2003年B题压控L/C振荡器:2003年A题任意波形发生器:2001年A题简易测量放大器:1999年A题录音与回放系统:1999年E题实用信号源制作:1995年B题,4、实施方案,第七阶段:真题训练,电路系统方向训练重点:,内容:偏重概念和指标。

31、涉及到各类经典单元模块电路,及其基本概念、基本原理和新实现方法、性能指标测试方法等。类型:分为功能型(重在新方法)和指标型(重在新设计思路)两大类。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。,4、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:2007年E题数 控 恒 流 源:2005年F题三相正弦变频电源:2005年G题高效 D 类放大器:2001年D题直流稳定电

32、源:1997年A题实用音频放大器:1995年A题,4、实施方案,第七阶段:真题训练,功率电子方向训练重点:,内容:大电流、大功率、三相电、斩波、DC-AC逆变、DC-DC开关电源、变频驱动、Class-D功放、光伏发电、并网、MPPT算法,等电力电子领域的新技术。类型:分为传统技术型(重在指标)和新技术型(重在新设计思路)两大类。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/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

33、(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。,4、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:2007年F题悬挂运动控制系统:2005年E题液体点滴速度监控装置:2003年F题简易智能电动车:2003年E题自动往返电动小汽车:2001年C题水温自动控制系统:1997年C题,4、实施方案,第七阶段:真题训练,自动控制方向训练重点:,内容:涉及非电路系统,要求被控对象“稳”、“快”、“准”地按照既定要求运动。类

34、型:分为动作型(完成预定难度动作)和指标型(控制指标)两大类。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。,4、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:2007年B题单工无线呼叫系统:2005年D题数据采集与传输系统:2001年E题调频收音机:2001年F题调幅广播收音机:199

35、7年D题简易无线电遥控系统:1995年C题,4、实施方案,第七阶段:真题训练,高频/通信方向训练重点:,内容:涉及在特殊信道上以某种调制/解调方式传递信息。类型:可分为传统型(早期试题,公司赞助IC)和新技术型(近两届)两类。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?,4、实施方案,第七阶段:真题训练,4、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,4、实施

36、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 电路板布线 电赛获奖学生经验交流。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。,4、实施方案,第八阶段:暑期集训(部分讲稿),4、实施方案,第八阶段:暑期集训,原则:(1)任何子程序必须是非阻塞性代码(2)完善的临界代码保护,彻底杜绝重入(3)前后台多任务,任意拼接(4)封装,保持接口形式一致(5)统一的变量名、函数名命名规则(6)对所有资源严格要求硬件隔离层,软件中不

37、允许 直接访问硬件,不允许跨层调用。(7)代码100%注释。,模块化编程训练,4、实施方案,第八阶段:暑期集训,例:键盘程序,模块化编程训练,硬件隔离层:键盘缓冲区(FIFO)。用状态机消除阻塞,并带有长短按识别。软件中读键盘只访问FIFO,不操作硬件不等待不阻塞,4、实施方案,第八阶段:暑期集训,例:菜单程序,模块化编程训练,杜绝跨层调用,功能模块可以任意拼接,4、实施方案,第八阶段:暑期集训,变量命名规范,-模块化编程训练,int ADC16_Sample();/16位ADC采样char LCD_Init();/LCD初始化char RTC_GetVal();/获取实时钟的数据void P

38、WM_SetPeriod();/设置PWM周期void PWM_SetDuty();/设置PWM占空比void Flash_WriteChar();/向Flash写入一字节数据char UART_GetChar();/从串口读取一字节数据char Key_GetKey();/从键盘读取一次按键char TouchPad_GetKey();/从触摸板读取一次按键,char ADC_Status;/ADC的状态char T0_IntervalFlag;/Timer0定时到达标志int UART1_RxCharCnt;/串口1收到的字符总数,函数命名规范,模块名_名词 词组(首字母大写),模块名_动

39、词+名词 词组(首字母大写),可读性,If(UART_IsTxBuffFull()UART_ClearTxBuff();else UART_PutChar(0 x55);,可英语朗读作为检验标准,4、实施方案,第八阶段:暑期集训,例:代码风格,模块化编程训练,函数接口简单通用,附详细注释、说明和范例,4、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,4、实施方案,第十阶段:赛

40、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,4、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。

41、第4天:收敛整理、测试、整理报告,忌大改。,4、实施方案,决赛现场,5、培训效果,我校历年获奖统计,5、培训效果,1999年用示波器作为图形显示终端 1999年用数字信号处理方法实现工频交流电测量 1999年采用FPGA实时采集存储、分析显示信号 2001年采用FPGA实现DDS信号产生 2003年使用NIOS作为处理器 2005年使用DSP、MSP430作为处理器 2007年应用SOPC技术在FPGA上完成音频信号分析题目 2009年应用对等自组网无线通信协议完成中继通信,推动新技术应用和融入教学、科研,5、培训效果,部分获奖作品(2009),5、培训效果,部分获奖作品(2003-2007),工频有效值多用表,任意波形发生器,智能电动小汽车,手持式电子阅读器,宽带放大器,数字相位计,5、培训效果,培训使学生的创新实践能力、协作精神明显提高 科学有效的培训是取得较好成绩的关键 培训工作对课程改革及实验室建设有促进作用 培训工作有助于优化教师知识结构 如何培养出顶尖水平的队伍还需要努力探索,总结,6、经验与教训,(1)小心最后8小时“噩梦期”(2)测试过程中的常犯错误(3)切忌中途换题(4)切忌过分追求外观和表面,忽视基础原理和性能指标(5)各队员任务之间的衔接问题:合理规划,制定标准!(6)工作不能同步并行开展,互相耗时:任务接口的重要性!,欢迎交流!西安电子科技大学 谢 楷,

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