湖北工业大学 @Hubei University of Technology

2012年湖北省电子竞赛培训

湖北工业大学

2012 年 5 月

基础知识

主要内容

1 推荐参考书与网站2 芯片的选择3 竞赛前的准备工作4 竞赛题目解析

1 、推荐参考书与网站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

1 、推荐参考书与网站2 全国大学生电子设计竞赛作品选编

1 、推荐参考书与网站3 电子技术

1 、推荐参考书与网站4 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

5 可编程逻辑器件系统 建议做仪器仪表类和数电类的组学习。

1 、推荐参考书与网站

1 、推荐参考书与网站6 其他 C 语言

高频 微弱信号检测 电力电子技术 数字信号处理

1 、推荐参考书与网站电子竞赛 http://www.nuedc.edu.cn http://ee403.hit.edu.cn芯片手册 http://www.21ic.com http://www.datasheet123.com http://www.ic37.com主要芯片厂家 http://www.analog.com http://www.maxim-ic.com.cn http://www.linear.com http://www.ti.com http://www.irf.com

1 、推荐参考书与网站技术资料 http://www.pudn.com http://www.csdn.com http://www.ednchina.com

2 、芯片选择

查找前人的设计 尽量选用常用、便于购买的芯片关键芯片（如单片机）要备用

2 、芯片选择常用处理器 单片机： PIC 系列、 AVR 系列、 STC 系列……

ARM ： STM32F103 、 ARM7

CPLD ： EPM1270 、 EPM7128

FPGA ：EP2C5T144C8 、 EP2C8T144C8 、 EP2C8Q208C8

2 、芯片选择常用运算放大器 通用型： OP07 、 LF356 、 NE5532

小信号放大： OP37 、 AD797

比较器： LM311 、 LM361 、 LM339

单电源： LM358 、 AD8041

历届考题分类 模电类：电源、放大器、信号源等

07 年：开关稳压电源、程控滤波器 09 年：光伏并网发电模拟装置、宽带直流放大器、电能收集充电器

高频类：无线电发射机、接收机，无线收发系统 07 年：无线识别装置 09 年：无线环境监测模拟装置 仪器仪表类：参数测试仪、示波器等

07 年：音频信号分析仪、数字示波器 09 年：数字幅频均衡的功率放大器

数电与自控类：数字电路、控制类 07 年：电动车跷跷板 09 年：声音导引系统

3 、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

3 、竞赛前的准备工作2 实验最小电源板 +5V 、 ±15V 、 +3.3V

稳压芯片： 78xx ， 1117 等 过流保护、散热、纹波 反激电源；

3 、竞赛前的准备工作3 电源类 整流滤波、 PFC 校正、反激变换器、开关电源、变频电源、滤波器等 电压、电流检测、驱动电路设计、隔离设计、功率器件的选用、磁性元件设计、散热设计、闭环控制等

建议采用 16 位的单片机 (AD 、 PWM 、捕获 ) ，

3 、竞赛前的准备工作4 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、 verilog （ VHDL ）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。

3 、竞赛前的准备工作5 控制类 寻线、蔽障、舵机控制、 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。 准备车体，还要能够设计、制作一些基本的机械结构

3 、竞赛前的准备工作6 报告准备

格式正规、标准，排版熟练电路图清楚、规范（ visio ）内容要全面，详略得当，围绕得分点下笔，常识性或无关紧要的内容尽量简述、省略多用理论推导来论述（公式计算、波形）

4 、竞赛题目解析

明确做什么，运用什么知识 找到题目的难点所在 找到题目容易得分的地方 注意细节，仔细揣摩每个指标的含义，不懂的地方不要想当然，多请教老师

5 、控制类赛题

在 9 届电子设计竞赛中，“控制类赛题” 除了 1994 和1995 年外，其它每届都有，共有 9 题：

① 水温控制系统（ 1997 年 C 题）；② 自动往返电动小汽车（ 2001 年 C 题）；③ 简易智能电动车（ 2003 年 E 题）；④ 液体点滴速度监控装置（ 2003 年 F 题）；⑤ 悬挂运动控制系统（ 2005 年 E 题）；⑥ 电动车跷跷板（ 2007 年 F 题本科组）；⑦ 电动车跷跷板（ 2007 年 J题高职高专组）；⑧ 声音引导系统（ 2009 年 B 题）；⑨ 模拟路灯控制系统（ 2009 年 I题）。

其中与电动小车有关的有 6 题。

5 、控制类赛题

从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握：

（ 1 ）系统控制方案和算法设计 （ 2 ） 微控制器电路模块制作和编程：如：

AT89S52 、 MSP430F1611 、 MSP430F2274、 Atmega128 、 PIC16F628A 、 ADuC841 、 C8051F022 、 W78E51B 、 STM32F103VET6 等等。

（ 3 ）微控制器外围电路模块制作和编程：如键盘及 LED 数码管显示器模块、 RS-485总线通信模块、 CAN总线通信模块、无线收发器电路模块、 ADC模块、 DAC 模块等等。

5 、控制类赛题

从历届的赛题来看，主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握：

（ 4 ）传感器电路模块制作和编程：如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。

（ 5 ）电机控制电路模块制作和编程：如直流电机驱动模块（ L298 N ）、 步进电机驱动模块（ L297+L298N ， TA8435H ）、舵机控制模块、光电隔离模块等等。

（ 6 ）放大器电路模块制作：小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器

（ 7 ）电源电路模块制作 （ 8 ）电动小车制作

6 、建议

“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点，特别是有关自动控制理论与算法方面，对有些专业的同学来讲，在专业课程中是没有的，需要自己去搞清楚。这一点很重要。

理论用来指导行动。没有理论基础，盲人摸象，行动一定会有困难。 “系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点，对于不同的赛题，控制目的和要求都是不相同的，其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。

6 、建议

在训练过程中可以选择一些往届的赛题，适当做一随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展，电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高，在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则，训练过程中制作的一些功能模

块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中，对历届赛题中经常出现的基本电路

和功能模块（如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等）进行设计与制作，制作和掌握这些模块的使用，为竞赛做好充分的准备。

6 、建议

根据在培训过程中对学生的了解，主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好，而对模拟电路、小信号处理（如 2009 的音频信号）缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理（如全部都是开关动作），从 2007 、2009 的赛题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。

主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力，考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题，还有可能出现什么样的控制算法，还有哪些传感器可能被使用（如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等），在培训过程中事先训练一下。