全国大学生电子设计竞赛必备知识.docx
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全国大学生电子设计竞赛必备知识
2011年全国大学生电子设计竞赛进度安排
一、第一阶段(2月至6月),报名、征题工作
(1)2月底-3月上旬召开2011年全国大学生电子设计竞赛启动工作会议,并由全国竞赛组委会发出《关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知》。
(2)3月中旬各赛区按《关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知》精神,完善2011年全国大学生电子设计竞赛赛区竞赛组委会和专家组。
各赛区向本地区高校转发有关文件,制定赛区工作计划,组织指导本赛区各高校竞赛准备工作。
(3)3月底-4月初召开全国专家组工作会议。
(4)各赛区竞赛组委会根据《2011年全国大学生电子设计竞赛命题原则及要求》,广泛发动各高等学校、科研单位及有关企事业单位征集本届竞赛题目,并经赛区专家组初选之后,于5月30日前通过电子邮件报送全国竞赛组委会秘书处。
(5)5月底-6月初召开全国专家组工作会议。
(6)6月上旬各赛区将2011年全国大学生电子设计竞赛赛区竞赛组委会和专家组名单报全国大学生电子设计竞赛组委会秘书处备案,赛区竞赛组委会及专家组名单请注明所有成员的单位、职称、邮编、电话(办公室与住宅)、手机、电子信箱等,以方便联系。
(7)6月份各赛区组织学生报名,并于6月30日前将本赛区报名情况(填写《2011年全国大学生电子设计竞赛赛区报名汇总表》,网站下载),报全国竞赛组委会秘书处备案。
学生参赛名单以进入赛场时为准。
二、第二阶段(7月至9月),命题、评审工作
(1)7月份,召开全国专家组工作会议,初步确定竞赛题目基本方向,审议竞赛题目基本框架。
(2)8月13日至8月14日,召开全国大学生电子设计竞赛组织工作会议;部署竞赛事宜,包括宣传竞赛规则及竞赛期间有关注意事项。
(3)8月20日至8月29日,召开全国专家组命题工作会议,编制并确定2011年全国大学生电子设计竞赛题目,报全国竞赛组委会审批,同时,制定评分标准及有关评分原则、表格等。
(4)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。
(5)8月30日召开全国组委会会议,审批2011年全国大学生电子设计竞赛题目。
(6)8月31日(星期三)早晨8:
00时至9月3日(星期六)20:
00时(共四天),举行2011年全国大学生电子设计竞赛,开赛前半小时网上发题,竞赛结束当天晚20:
00时后通过电子邮件向赛区专家组组长发放测试表。
(7)9月4日至11日,各赛区组织评审工作。
填写《2011年全国大学生电子设计竞赛赛区实际参赛队汇总表》(网站下载),并于9月13日前报全国竞赛组委会秘书处备案。
(8)9月13日前各赛区按全国竞赛组委会的要求,各赛区将参加全国评审的优秀参赛队的材料以特快专递方式寄出或派专人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。
(9)9月13日各赛区进行综合测评,题目网上下载,开赛前发题。
(10)9月14日前各赛区将综合测评材料以特快专递方式寄出或派专人报送全国竞赛组委会秘书处。
(11)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。
(12)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。
(13)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)。
三、第三阶段(10月至12月),评奖、颁奖工作
(1)10月12日公布2011年全国大学生电子设计竞赛评审结果。
(2)10月31日前各赛区将本次竞赛的工作总结报全国竞赛组委会秘书处,供评选本年度赛区优秀组织奖时参考,赛区优秀组织奖将按规定程序(即申请、答辩)进行。
(3)11月中旬至12月底的适当时间,召开2011年全国大学生电子设计竞赛组织工作会议,总结交流各赛区组织工作经验,组织申报、答辩、评定赛区优秀组织奖;召开2011年全国大学生电子设计竞赛颁奖大会。
全国大学生电子设计竞赛组委会秘书处
二〇一〇年十二月一日
全国电子设计竞赛(经验之谈)
1、软件与硬件电路最好是同时做,不要前几天都在搞软件,等到最后才来焊板,到时如果出问题都没时间改了,我参加时就是遇到了这种情况。
要么也可以在面包板实践下,有人可能产能用仿真软件仿真,但那毕竟是仿真,有时跟实际相差还是很大的。
反正是不能到最后才来做印制电路板。
2、队员分工好,最大限度发挥整个队的能力,而且经常讨论,让三个人都知道对方的进展,同时也好处理各个负责模块之间的链接。
3、在竞赛前就应该做好准备:
做好一两个单片机最小系统(最好有下载口,支持在线编程)、5V/12V稳压电源和显示板等小模块,将各个模块程序编写好。
如7段数码管的显示(建议使用串口,节省单片机的I/O口,如搭配74LS164或74HC595,我那时是使用两块74HC595芯片,一片位选,一片发送数码)这样可以节省很多时间。
4、由于前期已经做好各模块板了,因此竞赛时具体做板只需改进,从而达到题目要求。
画PCB板我个人认为单面板好,好焊板。
焊接芯片时能用插座的还是用吧。
这样既可以防止焊接时焊坏芯片,而且芯片可以多少使用。
赛前自己也准备些常用的器件。
5、竞赛前还是在图书馆借点书来,方便赛查阅。
6、论文在赛前一定要试写一两篇,至少也应该看过些论文,知道它的格式。
论文可以一个人负责,后面大家一起修好下,也可以个人负责自己模块的,最后再汇总。
7、赛期是4天3夜,时间还是很紧的,但也要注意休息,这几天一定要坚持,能挺住。
最后不管得不得奖,参加过总可以学到很多东西的,最后再说下要多总结,每次工作后总结出做得好和不好的地方方便以后的工作和学习。
电子设计竞赛其实不是很难的,其中,我觉得模数电路基础和单片机这两方面最重要。
一般来说,把这两个方面摸熟一点就行了,像DSP,FPGA/CPLD等都可以不用。
我们碰到的一般都不是很复杂的控制,也没什么数字信号处理方面等对时效较高的东西,没有必要去用DSP。
说实话,DSP的使用可比我们所学的8位单片机复杂得多了。
FPGA/CPLD也可以不怎么管,因为一些低速的时序逻辑也可以用单片机来完成,并且灵活性要高一些。
真正需要高速的地方不是很多,用专用或通用的数字逻辑芯片就行了,如果是因为所用的通用的数字逻辑芯片(如74系列)较多,想综合到一块FPGA/CPLD芯片去实现,这在MAX+plusII中也很容易实现,在它里面就有像74系列这些常用东西的库,在原理图中把它们拉出来,连好线就行了,实在不行的话,还可以找老师帮忙。
对于模数电路,书上最基本的东西要掌握,这些是你的基础。
虽然在竞赛时碰到的东西可能都是你在书本上没有看到过的,但是你可以上网找出它的原理图和实现电路的参考图,你可以用你所学的基础,把它们综合到你的设计中去(不会很困难)。
在网上搜索引擎很多,多找找看,肯定可以找到你感兴趣的东西的。
图书馆也有像实用电路大全这种书,书上可能就有你想要或者差不多的电路,去试试吧。
另外,ElectronicsWorkBench这个东西个人觉得比较有用,你可以先用它来验证你的设想,应该学会使用它。
至于单片机,我们所要用到的东西也不会很多,通常都是一些定时、简单的运算与控制、还有就是键盘与显示等东西。
键盘接口书上可能都有现成的例子。
显示要看是否使用专用的芯片,推荐使用专用的芯片,不然会占用大量单片机的引脚接口的,网上还可以找到对应的发送模块程序,如果不用,直接通过单片机的并口把数据送出去也简单。
控制就不必说了,看你需要什么样的功能吧。
至于运算,有些单片机可能没有乘法和除法指令,需要自己编个移位加减作乘除的子程序来实现,把移位加减作乘除的原理搞懂,浮点运算估计用不上,但最好还是看一看怎样用加减法来实现。
定时书上有说的,看书吧。
编程时,最关键的是搞清楚各种情况下单片机各种状态寄存器的状态:
是否开/关了某个中断(中断允许标志位),中断是否有如你所期望的发生(中断标志位),在条件判断时,各个寄存器的状态是否如你所期望的(是置位还是清零)。
这些才是最重要的,往往程序调试不能通过,都是这里有些地方你没注意到,并且这些错误光靠软件仿真还比较难找出来。
论文很重要,你的作品在测试过后能不能获奖,论文占了一半或以上的因素,因为评审的专家能看到的只有你的测试数据和论文。
论文的写作必须按严格的格式来写,相关的公式和图片是必不能少的。
所以一定要找到相关的公式,即使你不明白它的含义。
其实也不是每一个专家都能真正搞懂它的含义的,有时他们是不会仔细去研究的,但是你的论文如果没有公式,他就会据此来扣你的分。
图片也一定要有,如电路原理图,整体设计图,仿真结果图,测试数据图等,有些可以在Protel和ElectronicsWorkBench里面画,再把它添加到文档就是了。
其它的一些如关键字,引言,原理,测试数据等都是固定的格式。
怎样把你的设计表述得清楚明白,把你的设计的特色展现出来,这就考你的写作水平了。
自己也不清楚的东西不要说太多,含混过去就是了。
不要制造一些自己的术语,所有的术语都应该是公认的。
对于分组,应该是各有分工,各有所长,不要一个人做所有的方面,不然你会忙不过来的,所以开始组队时不要光顾相互的感情,而忘了你是否需要这样的搭档,因为组队一旦定下来以后,很少有机会更改的。
团结很重要,有困难挫折时不要互相指责,应该是齐心协力一块解决问题,当然,学术上的问题可以争辩。
如果你觉得你的搭档有什么东西不对,应该是大家静下心来讨论,解决问题,不要自己在一旁另起炉灶,一切推翻重来,也不要意气用事,发展成相互指责。
在竞赛时,老师虽然可能会给你指导,并可能亲自上阵,但我们并不能一切依赖老师。
川大也参加过这么多届了,每届的参与帮助的老师会少吗?
但川大获过几次国家奖?
学生自己本身的努力也很重要的。
因此,你可以寄望老师给你点明原理,指出实现方案,但你还是得自己去找相关的资料,并自己动手实现方案,不要把这一切都等着老师来帮你完成。
但是我们又不能离开老师的指导,一些老教师实践经验丰富,他做过的一些课题里面可能就包含了你现在要完成的题目,由他来给你点明一下原理,提出一下实现的方案,你去找资料时就有了个目标,不会无所适从。
平常上网时应该多留意一下与电子相关的网站,留意一下找资料的门路,不要到时找不到可以找资料的去向。
找到有用的资料是很关键的,而这些东西在你们上课的书本上都找不到。
虽然题目是希望你可以加进一些创新的东西,但其实真正把基本要求完成了的人都不多。
开始设计时应该立足于基本要求,先把基本要求完成了再说创新的东西,不然,你所谓创新的东西根本无所依附。
做出了完成基本要求的实际东西,你才在上面改进,添加一些花哨的功能,那就OK了。
一定要注意保存成果,不要破坏做出了的东西,不要一切推翻重来,你要做的只是在不破坏原设计的基础上的改进,这很重要。
测试是在电子科大进行的,如果碰到你不会用的仪器,你可以叫他给你讲解示范怎么操作,要么直接换个测试仪器(如那边用的多是数字存储式示波器,跟我们用的不一样)。
测试时不要慌张,一步一步该怎么做,一定心里要清楚。
一定要争取自己操作仪器,不要让其它学校的老师在瞎搞混。
否则,把东西烧坏了,你可就要哭了。
另外,带些备用芯片过去是个明智的办法。
至于焊接方面的,虽然说也要对布局是否合理和焊得是否美观打分,但只要你的东西测试能过关,这个分一般是要给你的。
但如果测试不能过关,你最合理最美观也没有。
最重要的还要焊牢固,以防运送途中出现焊点脱落的情况。
1、4天3夜的竞赛不仅仅是考临时的发挥,而是平时的经验积累,有经历的人都知道,刚开始调试学习一个模块时,可能就需要几天才能调试好,如果按照这个速度怎么能在那么短时间内做出一个系统呢?
2、在4天3夜做的系统,基本好多模块都是提前准备好的。
到时候拼成一个系统,顶多到时再补充一两个模块即可;
3、元器件清单会提前1周发下来,这一周弥足珍贵,有好多题目要求,从题目的中就能反映出来,有经验的老师就能马上猜出题目,这几天就提前准备好几个相关模块,以备使用,并且要搜集起所有相关资料,以防用;
4、竞赛中也要注意,有些人可能会在电路板上直接焊接导线测试,这个也要规范一些,有时去做板子或自己腐蚀电路板,那是估计竞赛也接近尾声了,有时很难在这很短的时间内将电路板调通,这时还需要将以前的实验班拼凑起来,作为备用方案,否则就会前功尽弃。
我们竞赛时就遇到过这种问题。
5、竞赛肯定是非常紧张的,根本就没有时间来休息,就是想睡也睡不着,大多都是连续工作20多个小时以后可能会有点累,好多也只是在桌子上趴一会。
但是一定要注意身体,建议三个人轮流去休息,每次一个人休息,有2个人在做,建议第一天要休息好,第二天趴一会。
第三四天的时候估计大家都紧张到了极限,根本就没心思睡觉啦。
比赛固然很重要,但身体也是很重要的
6、重点:
小组成员一定要同心协力、共同坚持到底比赛期间由于时间非常紧张,难免有些同学会很着急,跟伙伴难免产生摩擦,但大家要互相体谅,每个人在这时都起着至关重要的作用,少了谁这场竞赛就面临失败,这不仅仅是考察个人能力的一场竞赛,更是一个考察团队精神是一场竞赛。
一定要记住这一点,非常重要,也许现在大家感觉不到,在竞赛时就会有深刻的体会。
全国电子设计竞赛(必备知识)
接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?
下面让依依电子来告诉大家:
单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.
对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。
应用89C51(52)单片机设计并制作一个单片机最小系统,达到如下基本要求:
1、具有上电复位和手动复位功能。
2、使用单片机片内程序存储器。
3、具有基本的人机交互接口。
按键输入、LED显示功能。
4、具有一定的可扩展性,单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
51单片机学习想学单片机,有一段时间了,自己基础不好,在网上提了许多弱智的问题,有一些问题网友回答了,还有一些为题许多人不屑一顾。
学来学去,一年多过去了,可是还是没有入门,现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下,希望在大虾的帮助下能快速的入门:
)在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比较多,avr系列这几年在国内比较流行,但是考虑到avr还是没有51系列用的人多,51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决,遇到问题后,有许多高人可以帮助解决,所以这次学习,选用了atmel公司的at89s52,来进行学习。
学习单片机是需要花费时间实践的;学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片;8m晶振一个,30pf的瓷片电容两个;10uf电解电容一个,10k的电阻一个;万用板(多孔板)一块;其他的器件如电烙铁一把30w的,松香,焊锡若干,如果是第一次学习,不知道这些东西,没关系,以下是它们的照片:
Atmel公司生产的at89s52
8m晶振
22pf瓷片电容
电解电容图
1/4w10k的电阻
普通的电木万用板好了,有了这些东西,我们就可以把它们组合到一起做成我们的最小系统了:
)有了这些东西我们怎么焊接丫?
不用着急,过一会我们把原理图给大家画出来大家就会了。
二、51单片机最小系统原理图。
这张图是组成51单片机的最小系统图了,我们把他的功能在这里简单的介绍一下核心器件:
单片机,周围的东西都是使单片机更好的工作而设立的;1、震荡器
单片机系统正常工作的保证,如果振荡器不起振,系统将会不能工作;假如振荡器运行不规律,系统执行程序的时候就会出现时间上的误差,这在通信中会体现的很明显:
电路将无法通信。
他是由一个晶振和两个瓷片电容组成的,x1和x2分别接单片机的x1和x2,晶振和瓷片电容是没有正负的,注意两个瓷片电容相连的那端一定要接地。
2、复位端复位电路,
给单片机一个复位信号(一个一定时间的低电平)使程序从头开始执行;一般有两中复位方式:
上电复位,在系统一上电时利用电容两端电压不能突变的原理给系统一个短时的低电平;手动复位,同过按钮接通低电平给系统复位,这时如果手按着一直不放,系统将一直复位,不能正常工作,如果我们买的小按钮有问题,我们又没有仔细的检查,那可有点麻烦了,呵呵,我估计我们的运气不会那么差,哈哈,在这里我们需要注意用的电容是电解电容,是有正负的,如果接反了,他就会爆炸,哈哈做实践真是不容易,有时要冒着危险的,哈哈。
我们可以用并口或者串口把程序下到单片机中,这样我们就可以省去了买烧录器,3、电源,说了半天还没有说到电源,要不单片机怎么工作呀,图中没有给出,第20管脚是地GND,第40管脚是电源VCC,一般我们在电源vcc处。
加一个0.1uf的瓷片电容,滤掉电源中的高频雑波,使系统更安全。
注意51单片机使用的是5付直流电源。
第一课:
51单片机最小系统
实际上,51单片机核心外围电路是很简单的,一个单片机+一个看门狗+一个晶振
+2个磁片电容;
1.单片机:
atmel的89C51系列、winbond的78E52系列,还有philips的系列,都差
不多;现在有一些有ISP(在线下载的),就更好用了;
2.看门狗:
种类很多,我常用的有max691/ca1161和DS1832等,具体看个人习惯、
芯片工作电压、封装等。
Max系列和DS系列,还有IMP公司的,种类很多,一般只需
要有最基本的功能就可以了;原来我使用max691,但是max691比较贵,因为它有电
池切换功能,后来新设计电路板,就都采用ca1161了。
很早以前的电路设计中,现在可能还有人使用,使用一个电阻和一个电容达成的上
电复位电路;但是,这样的复位电路一个是不可靠,为什么不可靠,网络上能找得
到专门论述复位电路的文章;更重要的是,51系列的单片机比较容易受到干扰;没
有看门狗电路是不行的,当程序跑飞时,回不来了,死在那里。
常规的做法是买一个专门的看门狗电路,完成复位电路和看门狗电路的功能。
这些芯片的资料很容易在网络上找到,通常使用XX搜索就可以了;单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。
如果你的产品是工作在干扰比较大的环境
,可以试试选用不同品牌的单片机;原来我在一个光电所,做YAG激光治疗机的控
制部分,脉冲激光机的电源放电的时候,能量是很大的,在采取了所有能够想到的
光电隔离等措施之后,还是不行;后来,选用了intel的8031,就可以了。
小声的
说:
当时的philips的单片机抗干扰性能是最差的,可能跟Philips主要是用在民用
领域有关。
现在不知道怎么样了,有人知道的话告诉我。
单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方;在严重干扰的情况下,需要将所
有的口线光电隔离。
3.晶振:
一般选用11.0592M,因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率;也
可以使用36.864M,这个频率是1.8432M的20倍,看别人的电路板上用过,我也没有
用到。
这2种晶振很容易买到,价钱跟12M的一样。
书上说,12M的晶振也能得到
9600的波特率,但是,实际用的时候,会每隔一段时间就出错一次,好像累积误差
一样,比较奇怪。
即使你的单片机系统不使用RS232接口,也可以做一个Rs232,留着做测试,或者预
留等等,没有坏处。
除非你的单片机系统的口线不够用了。
4.磁片电容:
22pf~30pf,可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁
片电容,但是,我都是随便拿来使用,反正在11.0592M下,都没有问题;如果你用
到了更高的频率,最好还是找找资料看看。
参见以下电路图:
如果你的单片机系统没有工作,检查步骤如下:
1.查看门狗的复位输出,可能的话在电路板上加一个LED,下拉,这样看起来就更
方便;要是看门狗复位信号有,往下;
2.查单片机,看看管脚有没有问题;一般编程器能够将程序写入,说明单片机是
好的;最好手头上准备一个验证过的单片机,内部有一个简单的程序,比如,在某
个口线上输出1个1秒占空比的方波等,可以使用万用表测量。
加一句:
设计产品时,要在关键的地方:
电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O
口等加不同颜色的LED指示,便于调试;作为批量大的产品,可以去掉部分LED,一
方面是降低成本、一方面是流程保密;
3.再查磁片电容,有些瓷片电容质量不行,干脆换了;顺便说一下,换器件最好
使用吸锡带,将焊盘内的锡吸干净,再将器件拔出,这样不会损伤焊盘内的过孔;
再将新的瓷片电容焊接上去的时候,用万用表量量是好的再焊;
4.最后只有换晶振了;切记要买好的晶振,有些品牌质量比较好。
5.以上按照以上步骤检测时,将无关的外围芯片去掉;因为有一些是外围器件的故障导致单片机最小系统没有工作。
第二课基本的芯片和分立器件
2.1简述
有必要对以下系列的芯片和分立器件进行介绍。
除了单片机作为控制器的核心外,作为一个产品,由很多东西构成;所以,在讲系
统之前,先将这些零零碎碎的东西一并交待。
就好像一栋房子,有各种各样的构件
组成,下面的这些东东就像砖瓦一样,没有不行。
2.274系列芯片
74系列的芯片的下载地址:
.tw/asp/class36_40.htm
74系列的芯片是古老的一族,大部分的芯片现在均已不用了,但是,实际上,在目
前的系统中,还能看到一些芯片,有些芯片现在还在系统中使用,例如:
1、7404–6个反相门
下载地址:
将输入的TTL逻辑反相,如:
0->1,1->0
2、7407–6个集电极开路门
下载地址:
由于集电极开路门可以外接高电压,可以最高到DC30V,电流最大到39mA,通常我
用它驱动8字数码管和继电器等大电流的负载;开路门内部结构是达林顿管的,输
出的逻辑是正的;
与其类似的芯片是7406,只不过是反相开路门。
3、74LS573与74LS373–8数据锁存器
74LS373下载地址:
74LS573下载地址:
引入几个概念:
1.真值表
参见74LS373的PDF的第2页:
DnLEOEOn
HHLH
LHLL
XLLQo
XXHZ
这个就是真值表,表示这个芯片在输入和其它的情况下的输出情况。
每个芯片的数据手册(datasheet)中都有真值表。
布尔逻辑比较简单,在此不赘述;
2.高阻态
就是输出既不是高电平,也不是低电平,而是高阻抗的状态;在这种状态下,可以
多个芯片并联输出;但是,这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态,否则会将芯
片烧毁;
高阻态的概念在RS232和RS422通讯中还可以用到。
3.数据锁存
当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持;
这个概念在并行数据扩展中经常使用到。
4.数据缓冲
加强驱动能力。
74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具备数据缓冲的能力。
OE:
output_enable,输出使能;
LE:
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