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  • 电子设计从这开始——51单片机25个小作品

    万次阅读 多人点赞 2016-09-23 13:09:09
    2基于51单片机的声光电子琴 3基于51单片机的音乐喷泉 4基于51单片机的智能温控风扇 5基于51单片机的超声波测距 6基于51单片机的无线温湿度控制系统设计 7基于51单片机脉搏心率计 8.基于51单片机led音乐频谱

            这是我大二做某实验室管理员,为了方便自己管理整理,都是一些51单片机的小作品,适合给刚学完51单片机的新手练手!

                  时间好快,目前我已经研二了,没有想到底下会有这么多评论,谢谢各位学弟学妹捧场!我在这统一回复,这些是我总结的可以用来练手的关于51单片机的小项目,不过我自己没有做过,真的没有资料。          

    一目录

    1基于51单片机的火灾温度烟雾报警器

    2基于51单片机的声光电子琴

    3基于51单片机的音乐喷泉

    4基于51单片机的智能温控风扇

    5基于51单片机的超声波测距

    6基于51单片机的无线温湿度控制系统设计

    7基于51单片机脉搏心率计

    8.基于51单片机led音乐频谱

    9.基于51单片机的智能充电器

    10.基于51单片机的贪吃蛇游戏

    11.基于51单片机的电子秤

    12.基于51单片机的视力保护器

    13.基于51单片机防人水位检测报警系统

    14.基于51单片机的声光控制器设计

    15.基于51单片机的红外计数器

    16.基于51单片机的自行车码表设计

    17.基于51单片机的计算器的设计

    18.基于51单片机的酒精浓度测试仪设计

    19.基于51单片机的智能台灯设计

    20.基于51单片机的卫星定位

    21.基于51单片机防尘PM2.5灰尘设计

    22.基于51单片机的无线音乐门铃

    23基于51单片机的短信收发控制器

    24.基于51单片机的智能插座定时开关设计

    25.基于51单片机的4*4*4单片机的光立方设计

     

    二.作品参考图

     

    1基于51单片机的火灾温度烟雾报警器

     

     

     

     

     

    2基于51单片机的声光电子琴

     

     

     

     

    3基于51单片机的音乐喷泉

     

     

     

     

    4基于51单片机的智能温控风扇

     

     

     

     

    5基于51单片机的超声波测距

     

     

    6基于51单片机的无线温湿度控制系统设计

    7基于51单片机脉搏心率计

    8.基于51单片机led音乐频谱

    9.基于51单片机的智能充电器

    10.基于51单片机的贪吃蛇游戏

    11.基于51单片机的电子秤

    12.基于51单片机的视力保护器

    13.基于51单片机防人水位检测报警系统

    14.基于51单片机的声光控制器设计

    15.基于51单片机的红外计数器

    16.基于51单片机的自行车码表设计

    17.基于51单片机的计算器的设计

    18.基于51单片机的酒精浓度测试仪设计

    19.基于51单片机的智能台灯设计

    20.基于51单片机的卫星定位

    21.基于51单片机防尘PM2.5灰尘设计

    22.基于51单片机的无线音乐门铃

    23基于51单片机的短信收发控制器

     

    24.基于51单片机的智能插座定时开关设计

     

    25.基于51单片机的4*4*4单片机的光立方设计

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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  • 2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)

    万次阅读 多人点赞 2020-03-09 20:54:24
    2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创) 本人自己根据电赛题做的仿真,完全原创,转载请注明出处。 设计要求 使用题目指定综合测评板上的一片LM324AD(四运放)和一片SN74LS00D(四与非门)芯片设计制作一个...

    2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)
    本人自己根据电赛题做的仿真,完全原创,转载请注明出处。

    另外本人近期有时间,可接受有偿硬件电路、课设、毕设等指导。本人为某985大学控制学科与工程硕士,有较强设计能力。欢迎有需要的朋友私聊详谈。或者简单(主要看耗费时间多少)的问题也可免费帮助解决。

    (已上传multisim仿真源文件)

    仿真源文件下载链接:https://download.csdn.net/download/suiji2442/12236826

    仿真源文件下载链接

    需要详细理论推导的朋友参考这篇文章:2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)-理论计算及元件参数选择(应求)

    1. 设计要求
      使用题目指定综合测评板上的一片LM324AD(四运放)和一片SN74LS00D(四与非门)芯片设计制作一个多路信号发生器,如下图所示。
      设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形(一律手写),综合测评板编号及3个参赛同学签字须在密封线内,限2页,与综合测评板一同上交。

    在这里插入图片描述

    约束条件:

    1. 一片SN74LS00D四与非门芯片(综合测评板上自带);

    2. 一片LM324AD四运算放大器芯片(综合测评板上自带);

    3. 赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件(数量不限、参数不限);

    4. 赛区提供直流电源。
      设计任务及指标要求:
      利用综合测评板和若干电阻、电容元件,设计制作电路产生下列四路信号:

    5. 频率为19kHz ~ 21kHz连续可调的方波脉冲信号,幅度不小于3.2V;

    6. 与方波同频率的正弦波信号,输出电压失真度不大于5%,峰峰值(VPP)不小于1V;

    7. 与方波同频率占空比5% ~ 15%连续可调的窄脉冲信号,幅度不小于3.2V;

    8. 与正弦波相交的余弦波信号,相位误差不大于5°,输出电压峰峰值(VPP)不小于1V。
      各路信号输出必须引至测评板的标注位置并均需接1kΩ负载电阻(RL),要求在引线贴上所属输出信号的标签,便于测试。
      说明:

    9. 综合测评应在模电或数电实验室进行,实验室提供常规仪器仪表和工具;

    10. SN74LS00D和LM324AD芯片使用说明书随综合测评板一并提供;

    11. 参赛队应在理论设计基础上进行实验调试,理论设计占一定分值,各部分分数(包括理论设计)分配为:方波占10分、正弦波占8分、窄脉冲占6分、正交的余弦波占6分;

    12. 不允许在测评板上增加使用IC芯片,如果增加芯片则按0分记;

    13. 原则上不允许在测评板上增加使用BJT、FET和二极管,如果增加则按3分/只扣分;

    14. 原则上不允许参赛队更换测评板,如果损坏测评板只可更换一次并扣10分;

    15. 各路信号测试应在电路互联且加负载情况下进行,单独模块测试相应得分减半;

    16. 本科组只允许使用单一+5V电源,增加使用直流电源的扣除10分。

    17. 整体实现框图
      在这里插入图片描述

    图3.1 2019年综合测评整体实现框图

    1. 实现方案
      3.1 第一级:产生方波Uo1
      要求:产生频率为19kHz ~ 21kHz连续可调的方波脉冲信号,幅度不小于3.2V。
      在第一级电路中使用了运放搭建的正反馈震荡电路和与非门波形整形电路。
      具体的电路仿真如下图3.2所示。

    在这里插入图片描述
    图3.2 运放构成的正反馈震荡电路仿真原理图

    图3.2电路中,通过可调电位器R2来调节输出波形的频率,R4、R5、C3组成了偏置电路提供“虚地”,R1和R3两个电阻为正反馈震荡网络。其次题目要求输出端需要连接1kΩ的负载电阻,同时输出的电压幅度不小于3.2V。
    但是LM324因为压摆率不足的原因输出的方波波形上升和下降沿过于缓慢,基本不接近为方波;且LM324不能达到轨到轨输出,无法满足题目3.2V幅度的要求。所以在震荡电路后级需要连接一个非门(与非门两个输入端连接在一起即可构成非门,后文亦是如此,不再赘述)对波形进行整形,最终输出的方波就可以满足题目的要求。
    下图3.3所示为系统第一级的输出波形。

    在这里插入图片描述
    图3.3 运放构成的正反馈震荡电路仿真波形图

    如图3.3仿真结果可知,通过光标读数,当前输出方波频率约为20kHz,幅度约为5V,满足题目的设计要求。
    仿真结果可能有些许误差,可以通过调节电路中电位器微调,这里仅是为了说明原理未进行精确调节。后文亦是如此,相同情况不再赘述。

    3.2 第二级:产生正弦波Uo3
    要求:产生与方波同频率的正弦波信号,输出电压失真度不大于5%,峰峰值(VPP)不小于1V。
    根据题目中给出的整体原理框图,本级需要将第一级产生的方波中的高频谐波进行滤波以得到复合波形及基波,即20kHz的正弦波。
    在本级中使用了一个运算放大器搭建了一个二阶有源低通滤波器,最终可以输出方波的20kHz基波正弦波。
    具体的电路仿真如下图3.4所示。

    在这里插入图片描述
    图3.4 运放构成的二阶有源低通滤波器仿真原理图

    图3.4电路中,使用到了一个运算放大器,因为题目中只提供了单电源+5V,且要处理的信号为高频信号,无需考虑直流分量,所以这里将输出信号进行了隔直和偏置处理以使得运放正常工作。
    电路中,使用了二阶低通滤波器的基本拓扑形式,设定该低通滤波器的截止频率为22kHz左右,经计算后选择C6和C7的电容值为6.8nF,R11和R12的电阻值为1.5k,此时,计算得到的截止频率为15.6kHz(实际调节电阻值发现此时滤波效果较好),此滤波器可以滤除掉方波的高次谐波,最终将得到20kHz左右的正弦波。
    此时将该有源滤波器的增益设置为1即可得到题目要求的正弦波幅度。
    下图3.5所示为系统第二级的输出波形。

    在这里插入图片描述
    图3.5 运放构成的二阶有源低通滤波器仿真波形图

    如图3.5仿真结果可知,通过光标读数,当前输出正弦波频率为20kHz左右峰峰值超过了1V,满足题目的设计要求。

    3.3 第三级:产生占空比可调窄脉冲Uo2
    要求:产生与方波同频率占空比5% ~ 15%连续可调的窄脉冲信号,幅度不小于3.2V。
    根据题目中给出的整体原理框图,本级需要产生一个与Uo1同频的窄脉冲信号,即要求可以调整方波的占空比至非常小。而题目中未给出二极管非线性器件,此时可以由方波Uo1积分产生一个三角波,然后使用模拟比较器将该三角波与一个直流电平进行比较输出,则可以生成一个占空比可调的窄脉冲信号。
    具体的电路仿真如下图3.6所示。

    在这里插入图片描述
    图3.6 无源积分电路和比较器电路仿真原理图

    图3.6电路中,使用到了一个运算放大器作为模拟比较器使用。因为运放的数目有限,使用了R20和C12搭建了无源积分电路生成与Uo1同频的三角波。使用R16和R17分压产生一个直流电平,通过改变该直流电平的电压可以改变输出的窄脉冲占空比。
    电阻R19为一个正反馈电阻,该电阻可以提供一定的迟滞作用,仿真产生杂乱脉冲。
    比较器输出端的U1B和U1C为两个级联的与门,相当于一个缓冲器。该缓冲器的作用是使输出的窄脉冲信号的上升沿和下降沿更陡峭,为整形作用。
    下图3.7所示为系统第二级的输出波形。

    在这里插入图片描述
    图3.7 无源积分电路和比较器电路仿真波形图

    如图3.7仿真结果可知,通过光标读数,当前输出窄脉冲波形频率为20kHz左右峰峰值超过了3.2V,且占空比可以进行连续调节,满足题目的设计要求。

    3.4 第四级:产生与正弦正交的余弦波Uo4
    要求:产生与正弦波相交的余弦波信号,相位误差不大于5°,输出电压峰峰值(VPP)不小于1V。
    根据题目中给出的整体原理框图,本级需要产生一个相对Uo3正弦信号有90°相移的余弦信号。
    而有源积分和微分电路均可以完成90°的相移,根据题意,本级使用LM324运放搭建了有源积分电路将Uo3正弦波信号转换为余弦信号。
    具体的电路仿真如下图3.8所示。

    在这里插入图片描述
    图3.8 有源积分电路移相仿真原理图

    图3.8电路中,C10为隔直电容,仅容许交流信号(正弦信号)传入积分器的输入端。R9、C8为积分器的主要元件,R14、R15、C9为电路提供一个直流偏置时运放在单电源供电的条件下正常工作。
    下图3.9所示为系统第三级的输出波形。

    在这里插入图片描述
    图3.9 有源积分电路移相仿真波形图

    如图3.9仿真结果可知,通过光标读数,当前输出的余弦波频率为20kHz左右,峰峰值超过了1V。且通过光标读数,与Uo3正弦信号有着12.374us的延时,而余弦波周期为50us左右,此时的相位差为89.1°,满足题目的设计要求。

    至此,所有电路的仿真已经完成,整体的仿真电路图如下图3.10所示。

    在这里插入图片描述
    图3.10 2019年综合测评赛题完整系统仿真图

    最后附上整体的仿真源文件供大家参考测试。

    需要详细理论推导的朋友参考这篇文章:2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)-理论计算及元件参数选择(应求)

    需要详细理论推导的朋友参考这篇文章:2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)-理论计算及元件参数选择(应求)

    需要详细理论推导的朋友参考这篇文章:2019年电子设计竞赛综合测评解析及仿真(原创)-理论计算及元件参数选择(应求)

    该仿真已经过硬件验证,硬件电路板照片及波形如下:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    可以看到方波50%占空比,窄脉冲5%~15%占空比可调,各波形幅度均满足要求,正弦波失真度THD只有3%多一些,余弦波相移90.8°,误差非常小,只有0.8°。
    整个实物完全满足题目要求。

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  • 如何准备全国大学生电子设计大赛控制题?

    万次阅读 多人点赞 2019-06-19 03:04:07
    全国电子设计大赛马上就要开始了,最近有很多同学在询问如何准备电子设计大赛的测控类(控制题),我在这里做一个较为详细的备赛过程,为新手、老鸟们做一个简单的梳理,简化大家的参赛准备流程。帮助一些较为迷茫的...

    写在最前

    全国电子设计大赛马上就要开始了,最近有很多同学在询问如何准备电子设计大赛的测控类(控制题),我在这里做一个较为详细的备赛过程,为新手、老鸟们做一个简单的梳理,简化大家的参赛准备流程。帮助一些较为迷茫的同学快速获取奖项。整体指南分为三部分:硬件准备建议、软件准备建议、重要细节。

    阅读前重要须知:今年TI承包电子设计大赛,从比赛形式或者题目上可能会产生一些未知的新改变,包括但不限于指定主控(优点:公平了些。缺点:可能导致硬件被垄断,一片难求、TI的代码生态圈做得很差,没例程。)、搞一些难度过高的东西(ROS、视觉、人工智能)、搞一些算控制但又不算控制的奇葩题目(参见18年手势识别系统)。具体还需要看官方通知。凡是涉及到xxxx芯片能不能用等【官方规则】性质的问题,请一定注意要询问当地赛区指导老师、负责人。以官方为准。别人说的都不管事。

    硬件准备

    首先我们来回顾一下最近三届比赛的题目。分别是风力摆、倒立摆、板球系统。硬件还需要在细分成两个方面。一个是主控等电子设备,在一个是控制题所需要的机械硬件。首先我们来看电子设备。电子设备从控制题目的角度来说大约分为四个小部分。分别是传感器、主控、执行器和供电电源。

    这三届主流的方案用到的传感器有如下几种:陀螺仪姿态传感器、旋转电位器、AB相增量编码器等旋转位置测量传感器、摄像头。

    比赛没有用到并且在电子设计中常用的传感器:人体红外开关、超声波、光电距离传感器、颜色传感器、激光距离传感器、电子罗盘(指引平面航向角,很少用到,但是yaw比陀螺仪准)、磁场传感器(测量磁场强度、或者是开关量等,同样很少用到)等等(欢迎补充)。

    比赛中用到的主控主流有:

    (1)51单片机系列:我个人认为很便宜,而且很多初学者探寻寄存器位操作都是51入门,但是遇到驱动摄像头这种任务,很多萌新都问51能做板球吗?我只能打个比方,假设驱动摄像头这个任务,好比让你从中国去俄罗斯。51单片机就好比自行车,STM32单片机就好比空客飞机,树莓派就好比任意门。同样几千公里的旅程,你选择哪个?如果非要从能不能这个角度回答,我必定说能,但是背后付出的时间和成本就完全不值得。总而言之,51在处理复杂任务方面力不从心,主频太低。

    (2)MSP430系列:低功耗确实做得不错,但是关键在于,学生做比赛要的不是多强的芯片,多么低功耗的设计,他们要的是支持和资料,就算给他一台银河超级计算机,他可能都不会用。Ti所有系列的芯片都缺乏有效、有力的社区支持,和相关的资料(编码器范例、显示屏范例、摄像头等等)。网络上抄来的代码错误百出,虽然ti推出了energia这个编译器来解决不同硬件的兼容和资料库问题,但是感觉是个半拉子工程,函数库的丰富程度远远没有达到预期。Ti也有dsp、fpga,但是那些资料和入门学习,对于新手来说基本tan90,语言难懂加上资料紧缺,基本很少有学生使用ti系列芯片。Ti飞控是一个个例,因为背后有专业的工程师团队在给你写库函数,拿钱做事,减轻了你的工作量,也方便了很多。

    (3)STM32系列。32在学生圈中资料可谓是超级多,要啥有啥,基本没有生态圈和资料缺乏这种问题。32主要分为F1和F4系列。F1和F4我个人认为在电赛中最明显的区别就是F1不能或者说不适合驱动、处理摄像头。他驱动摄像头帧率低的可怕,并不能满足控制系统需求。那些询问F1能不能做板球的同学可以否定这个方案了。如果非要说能,那得用openmv或者树莓派、nano等作为图像协处理器,数据出来给F1做pid控制,单独F1是很难完成摄像头处理任务的。相比之下,F4具有DCMI解码,且主频比F1高出1倍,经过测试可以稳定30FPS提供较低画质的图像处理,是满足图像处理的最低配置。其他功能二者没有过大的差别。如果你强行询问F1是否能够做板球,我给你的回答是:你可以把F1扔了,用51就够了。

    (4)Arduino系列 arduino系列资料丰富程度可以与32相媲美,甚至开源的设计远远多于32。调试超级无脑,调用库函数超级无脑,不用说大学生了,就是一个基本没有基础的高中生也能完成arduino的程序设计。(本人高二自学的arduino)。它最大的优点就是函数库超级超级超级多,要mpu6050的数据,加个函数库抄抄代码就出来了,要编码器的换个编码器库函数抄一抄又出来了,Rush题目速度出奇的快,缺点是不支持在线debug,不能直接查看内存里面运行的数据,需要在串口打印flag和运行数据用于查找错误和测试,并且工程大了以后,例如300行以上编译器看起来很难受,过于简洁。更加致命的是无法添加中断,添加了显示屏等外设以后会导致pid运行周期变化。但是如果题目超级简单,使用arduino是最佳选择。

    接下来是执行器系列。近年来主要使用的执行器有:步进电机、直流减速电机、空心杯电机、舵机、三相无刷电机。基本都是电机为核心作为执行器。驱动方式基本也就是PWM波了。需要注意的是需要购买相关电机驱动。

    实物最后是机械部分。机械部分主要准备2-5mm各种螺丝螺母,3mm最常用。螺母最好买防滑防震带胶圈的,谁也不想装置运过去散架。以及各种长度、单通双通螺柱,可以买一个20-50元左右的各种型号螺柱盒子。需要联系最近的建材市场五金店寻找木材、包括木板或者木条,还有铝型材例如3030铝型材等等,以及铝型材配套的螺丝、倒角固定、支撑装置。有条件的实验室可以优先配备一台3D打印机,其次可以配备一台激光切割机。我使用的3D打印机行程是15cmx 15cm x15cm。我使用的激光切割机行程80cmx60cm,仅供参考。激光切割准备材料厚度为亚克力3mm-5mm。比如板球装置地板用了5mm,jetson nano外壳和摄像头支架用了3mm。还需要准备适当型号的碳纤维管,适当型号的万向节、法兰盘、联轴器。导电滑环这个倒立摆用了一次,可买可不买。如果赛题大致方向不发生变动,还是以操控某种机械达到闭环控制,以上清单应该够用。欢迎补充。工具在此不做赘述。

    软件准备

    软件准备应分为三方面。

    (1)熟悉往年赛题以及常用传感器,执行器,确保每一个关键电子元器件自己都有驱动、都能通过程序实现正常功能。比如摄像头能正常读取图像、陀螺仪正确读取角度、电机可以正常转动、编码器正确读取角度等等,这些需要赛前准备好,赛时copy就用,这是提升速度的关键。关于传感器和执行器的资料建议找卖家要,也可以自行寻找、设计编程。主控需要至少熟悉多路pwm输出、细分度占空比调整、按键中断、显示屏驱动、定时器中断等功能。说白了就是你得有工程文件,这些工程文件可以满足你手里型号的各种外设使用。一定要确保能够正常驱动,等比赛搞,或者比赛现看别人的“烂七八糟型号完全不对的驱动”自己改大概率没戏。

    (2)在(1)的基础上熟悉pid算法,通过练习往年题,了解什么是pid,什么是位置式pid和增量式pid,pid如何通过单片机c语言实现,pid的输入、输出、限制幅度、pid控制的频率、pid串级控制、pid参数调整。这里还要说个细节,pid调整时完全可以通过Keil(以STM32为例)编译器,通过Jlink、STlink开启Debug模式用软件自带的Watch Window来查看变量和计算结果,使用熟练以后,基本不用什么上位机示波器之类的。既节省了串口上传的算力又节省了时间,

    (3)前面的全部做完以后,准备一份工程,无论你是什么单片机,这份工程都需要实现以下几点功能,这非常重要!:实现显示屏驱动,能够显示自己想要的。实现按键切换数字(用于赛题切换)。实现按键控制单片机中变量0和1翻转(一键启动和紧急停止标志位)。实现按键参数调整,无论是通过9字键盘输入还是偷懒使用数码手表双按键上下调整均可。(用于赛中测评调整参数)。说白了就是提前把赛题确定的部分准备好,什么是确定的部分呢?按键切换题目、一键启动停止、参数调整。到时候把pid输入输出、传感器读取和执行器部分往里面一丢就行了,不用再花时间去搞这些确定的部分。

    重要细节

    细节之一:一定要练习往年题,风力摆,倒立摆,板球,至少一道题。前期的投入带来的是解决问题的经验,经验在后期赛题较为困难时刻可以带来强大的优势,因为这种情况你见过,所以处理起来得心应手。如果你熟悉赛题考察的传感器、执行器、有自己常用的主控,那么很多工程可以copy过来直接用。如果三天比赛时期你还在纠结6050无法读数字、电机舵机不会驱动、按键如何读取,中断挂了导致单片机卡死,那么你将会浪费大部分宝贵的时间。同时也说明你没有一个扎实的基础。

    细节之二:如果你前面的都照做了,往年题也设计实现了,那么电赛最终考察你的,实际上是设计方案和发现、解决问题的能力。比赛三天内你最先会遇到方案设计问题。一套好的技术方案决定了你会遇到多少问题。举个例子,板球用推杆电机做的人基本都是GG,用舵机的获奖最后最多。经过技术方案设计以后你会遇到技术方案中隐藏的问题,比如板球系统中舵机力臂、安装方式等等。这一系列需要你通过合理的推测加上控制变量法理性的去测试和解决问题,脑子要灵光,不要把注意力放在不重要的问题上。也不要眉毛胡子一把抓一边改机械一边调整pid然后还换了传感器,你都不知道是哪里带来的问题就直接乱改,肯定是问题越来越多。最后如果你顺利解决了这些问题,等待评测,记得留后路,易坏物品和零件一定要备份,设计的时候最好模块化、快拆化、防止测评出问题直接GG。

    细节之三:硬件采购的话,我的意见是先做往年题,做完了往年题你基本就已经有了相关硬件和耗材。第一波硬件购买是随着你做往年题的过程中完成的。第二波硬件购买需要等官方清单出了以后再去购买,一般来说官方会提前一周发布需要的清单以供大家参考。到时候也会出现猜题目等等。

    细节之四:组员的分工合作。我认为我的团队是在控制题目中较为均衡的。队伍三名成员,一名专门负责硬件电路设计和机械设计,擅长CAD、SW和AD,比赛时期11个按键的键盘就是这个老哥用洞洞板焊接制作的,机械图纸也是他转化出来的。另外两名成员更偏向于软件,一位负责单片机底层硬件和GUI,包括了各种外设驱动、按键切换、GUI显示等等较为偏向于驱动层的程序。我主要负责应用层,负责各个赛题的解决方案、pid控制、摄像头数据处理、参数调整等等偏向于控制应用的东西。这是我们队伍的组成,个人来说还是比较满意的,希望大家能够合理分工,共同努力。

    细节之五:这个放在最后说,只要是人办的事情,肯定有空子钻。我之前一直在说树莓派等用来做电赛基本属于技术作弊,实际上也是因为使用linux系统外带opencv库过于简单了,板球这种简直是易如反掌,使用单片机做板球的同学驱动摄像头这一环节挂了一波人,噪点又挂了一拨人,寻找小球算法又是挂了一波,然后pid和机械没时间做了,可惜啊,用opencv几行代码就完全能够避开、解决这些问题。很多人会说了,‘’电赛是一个开放性的比赛,你做不出来是你自己菜,和我们用树莓派没关系。你行你也能用树莓派,有本事你来用啊,别看着我们用在那里吃柠檬。‘’这个我只能说,电赛的题目设计的略微过于困难,导致对于硬件有了苛刻的需求。但是由于主办方的某种程度上不作为、导致了硬件性能对赛题影响过大时,有人钻了空子。就像15年的轴流风机和空心杯电机大战,就像17年单片机和树莓派的争议,这感觉很像一场拳击比赛,两边都想赢,一边只找到了60公斤级的选手,另一边请到了200斤的相扑大师,打都没打一屁股就把对面压倒了。归根结底,主要是官方赛题门槛设计不合理、主控和硬件性能未能建立起一个合理的分级制度或者是考察方案。这点可以参考飞思卡尔,主控限制主频或者硬件指定,增强比赛的合理性和公平性。但是如果官方今年还是未有动作,那我只能说,法不责众,作弊的人多了就不叫作弊了。叫钻空子。钻空子的人多了,也不叫钻空子了,叫正当合理。至于今年控制题让用什么不让用什么,请参考官方后续规则。

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  • 电子设计竞赛应该如何准备?

    千次阅读 多人点赞 2021-02-16 14:11:17
    作为一个大二参加过全国大学生电子设计竞赛(2019年),并且拿到过全国二等奖的往届学长,我将我自己的学习路线呈现给大家,希望能帮助到大家,同时有需要电子设计大赛资料的可以私聊我,我无偿提供给大家。...

    全国大学生电子设计竞赛,当初我听到这个比赛的时候心中还有些胆怯,毕竟它含金量确实高,而且要想在全国去的好的名次,也确实不是一件容易的事情。但经过我大二一年的准备,我还是在自己的努力下,拿到了全国二等奖,现在都还清楚地记得但是得知我们的团队获奖时的激动心情。
    或许很多人会问参加这个比赛有什么用?下面我首先就要给大家讲一讲这个比赛的用处。
    首先这个比赛含金量特别高,高到什么程度。如果拿到了国奖的话,再加上本科成绩不是那么的差,保研几乎是没有什么问题的;即使是退一步考研,面试和找导师的时候,一个国奖都会为你带来你意想不到的便利,面试时候只要不跟老师干起来,基本上已近稳了;同样的,导师都喜欢有科研经历或者有比赛经历的同学,这个奖就是最好的证明。同样,找工作的时候,一个国奖也许就能帮你撬开一个优秀企业的大门,升职加薪的话也说不定可以的。
    建议电子信息类专业的学弟学妹有机会的话都可以尝试一下,即便没有得奖,对大家来说都是一个不错的经历,会让你的知识阅历都上一个台阶,并且也能够给你一个优秀的标准。
    接下来我想说一下这个比赛的简介,这可能是最枯燥的一项了,我尽量给大家讲的浅显易懂一些。
    这个比赛时教育部的高等教育司和信息产业部人事司一起办的,负责领导全国范围内的电子设计竞赛工作。
    而每个地区的赛事就分配给地方的教育局管,全国各个地区就是各个赛区,都会有本地的竞赛组委会和专家组。
    两年一届,单数年是大电赛,偶数年时小电赛,对于不考研的大学生来说,想参加大电赛还是小电赛就看自己意愿了,考研的话就要考虑一下时间的局限性了,或许你只有大二一年的时间。
    下面回到赛前准备的这个问题上:我将分为两方面为大家展示,分别是软件类和硬件类
    软件类:
    现在电赛普遍运用的都是32位单片机(不论是stm32还是msp430等都是32位的)同时编程语言运用的最为广泛的也是C语言。所以电赛软件准备第一步–>学好C语言,这里我首推谭浩强老师的教材《c语言程序设计第五版》淘宝有卖,大家有需要可以去搜一下,同时在B站上有相应的视频,可以配套学习。
    学好C语言后,接下来就要上手单片机了,我的学习路线是51单片机–>32单片机
    学习都是要由浅入深的,单片机学习亦是如此,51单片机虽说在现在的电赛中运用的并不多,或者说几乎没人用,但是作为一个启蒙或者过度的工具是非常不错的(这里举一个不恰当的例子,51单片机就好比初等数学,32单片机就好比高等数学,你跳过初等数学直接去看高等数学也可,但是我相信很多概念和知识点你是不能够看懂的,或者说如同看天书一样,所以需要由浅入深)
    51单片机我首推郭天祥的《51单片机C语言教程》这是我觉得迄今为止市面上讲解51单片机的教材中最容易上手也是最适合初学者的辅导书,同时也有配套视频讲解和51单片机学习板,淘宝可搜。51单片机重点应掌握IO口、定时器和寄存器的配置,AD\DA转换、串并行口通信原理,I2C通信原理,按键及数码管显示等。同样每种类型的函数配置也要掌握。
    学完51后,趁热打铁做几个小项目练练手,紧接着就要上手32单片机,32单片机我首推正点原子的stm32单片机,资料详细,视频讲解全面,同时例程配套可以说是市面上最好的。32学习时不光要搞懂代码层面的含义,同时要更深层次的去理解原理、函数配置,学会举一反三。32单片机的学习需要按照正点原子的视频和教材步骤,每个模块每个项目的去学习,搞懂深层次的原理,同时需要多加练习,自己多做项目来巩固。
    学完32单片机后就要开始分方向学习了,电子设计大赛一共分为电源类、高频信号类、仪器仪表类、控制类四大方向,这里简单给大家解释下每个方向大概的题目需要掌握的知识,其他具体的知识,有需要交流的朋友可以私聊交流
    1)电源类:简易数控直流电源、直流稳压电源,交流<->直流变换、DSP等;
    2)高频信号类:简易无线电遥控系统、实用信号源的设计和制作、波形发生器、电压控制LC振荡器,实用低频功率放大器、高效率\功率放大器、宽带放大器、DDS\锁相环配置,FPGA等;
    3)仪器仪表类:简易电阻、电容和电感测试仪、简易数字频率计、频率特性测试仪、数字式工频有效值多用表、简易数字存储示波器、低频数字式相位测量仪、简易逻辑分析仪,FPGA等
    7)控制类:多路数据采集系统、数字化语音存储与回放系统、数据采集与传输系统,树莓派图像采集,PID算法、四旋翼无人机,视觉采集,Linux嵌入式系统等。
    说完软件我们来看看硬件类。
    硬件类:
    硬件类主要就是焊接模块和板子\线路等,这里需要用到两个软件–Altium Designer和Multisim。Altium Designer主要用于刻画电路板,制作模块电路等用途,Multisim主要用于电路仿真和波形仿真等,B站上都有对应的视频,可以去参考学习
    最后再说下最重要的小组配合:电子设计大赛为三人一组,一般最佳配置为一人主打硬件,两人主打软件,三人团队在四天三夜的时间里不仅要完成软件程序的编写,硬件电路的焊接与仿真,上机调试等,同时需要撰写相应题目的说明论文。这就需要小组三人有很强的默契与配合能力,建议尽早确定团队成员,多在一起做项目和往年真题,比赛时才能游刃有余。
    同时现在的任务是多看看老师的讲座,对电赛的分析和押题,以及器件清单下来了之后赶紧研究器件清单,和老师学长多交流,或者同一学校的队伍交流,b站也有很多大佬们在分析器件清单。总之器件清单很重要,器件清单里没有的东西也要赶紧买,晚了淘宝都没有了,一定要第一时间去下单买,不然就会被淘宝商家坐地起价了。
    文章有限,可能有些地方没有写到,欢迎私信或评论交流

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