全国电子设计大赛培训教程.ppt

2009年全国电子竞赛培训,哈尔滨工业大学 汪开灿 2009年7月20日,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,主要内容,PCB设计,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,1 新建工程、sch文件、pcb文件，保存 2 新建schlib文件，制作元件 3 新建pcblib文件，制作封装 4 绘制sch文件 5 给各元件标号 6 update到PCB 7 摆放元器件 8 更改焊盘大小 9 连线 10 加泪滴、加地网等 11 导出.pcb文件,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,注意事项： 1 原理图直观、可读性强 2 PCB设计走线尽量短，不要使用自动布线 3 注意自造封装大小，不要产生错误 4 注意焊盘大小 5 注意每个芯片电源做好滤波措施 6 注意模拟地和数字地分开 7 注意地线尽量短而粗，减小EMI,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,谢谢！,汪开灿 实验室：逸夫楼207室 电话：13704801805 E_mail：wcc215163.com,2009年全国电子竞赛培训,哈尔滨工业大学 汪开灿 2009年7月20日,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,主要内容,1 单片机C语言编程 2 Mutisim软件仿真 3 PSpice软件仿真,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 单片机C语言编程,1 51单片机C语言举例,#include void delay(void); void main(void) unsigned char data i; while(1) delay(); P1 = i; i+; ,void delay(void) int i; for (i = 0; i 30000; i+); ,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 单片机C语言编程,2 数据类型,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,3 存储类型,一 单片机C语言编程,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 单片机C语言编程,4 中断举例,#include sbit LIGHT = P20; void int0(void) interrupt 0 using 1 LIGHT = !LIGHT; void main(void) EA = 1; EX0 = 1; IT0 = 1; /负跳沿触发 LIGHT = 1; while (1); ,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 单片机C语言编程,5 keil和proteus联合仿真 6 Wave仿真器的用法 7 51单片机程序下载方式 8 参考资料： 电子书51单片机C语言编程 附：编写程序中一定注意保存,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,二 Mutisim软件仿真,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 PSpice软件仿真,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,谢谢！,汪开灿 实验室：逸夫楼207室 电话：13704801805 E_mail：wcc215163.com,2009年全国电子竞赛培训,哈尔滨工业大学 汪开灿 2009年7月20日,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,主要内容,1 全国电子竞赛简介 2 历届考题分类 3 竞赛前一周的准备 4 竞赛注意事项 5 题目解析,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 全国电子竞赛简介,组织机构：教育部高等教育司和信息部人事司 举办时间：9月份，赛期为4天3夜。今年时间为9月2日8：009月5日20：00。 竞赛流程 竞赛分为国家奖和省奖 哈工大战绩：03-1、05-3、07-5 一般为6个题，题目以电子技术应用设计为主要内容，涉及到单片机、可编程逻辑器件、EDA软件工具等。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,二 历届考题分类,模电类：电源、放大器、信号源等 05年：数控恒流源、三相正弦变频电源 07年：开关稳压电源、程控滤波器 高频类：无线电发射机、接收机，无线收发系统 05年：单工无线呼叫系统 07年：无线识别装置 仪器仪表类：参数测试仪、示波器、频率计等 05年：集成运放测试仪、简易频谱分析仪 07年：音频信号分析仪、数字示波器 数电与自控类：数字电路、控制类 05年：悬挂运动控制系统 07年：电动车跷跷板,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前一周的准备,首先：睡好觉、吃好饭、注意身体 竞赛前一周会公布竞赛基本仪器和主要元器件清单 重要！,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前一周的准备,2007年全国大学生电子设计竞赛基本仪器和主要元器件清单 1、基本仪器清单 20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入） 60MHz双通道数字示波器 低频信号发生器（1Hz1MHz） 高频信号发生器（1MHz40MHz） 函数发生器 低频毫伏表 高频毫伏表 普通频率计 失真度测试仪 直流稳压电源 秒表 2米卷尺 游标高度尺 单片机开发系统及EDA开发系统 单相自耦调压器（200W） 五位半数字万用表（电压表） 四位半数字万用表,可能会涉及到用此示波器描绘波形,信号发生器作为信号输入，宽带，可能会用在放大器上,测试电源用,辅助测试频率用的仪器，测试题目中有涉及测频部分，不太可能有频率计的题目,题目中涉及到失真度测量，题目可能涉及到FFT,测试运行时间用，控制类题目,测试距离不远,测试涉及到高度的精密测量,电源类题目用,功率较大，应该是开关电源,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前一周的准备,2007年全国大学生电子设计竞赛基本仪器和主要元器件清单 2、主要元器件清单 单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A） A/D、D/A转换器 1MHz采样频率的8位A/D转换器 运算放大器、电压比较器 可编程逻辑器件及其下载板 显示器件 小型电动车（最大尺寸300mm×200mm，高度不限） 小型继电器 康铜、锰铜电阻丝 漆包线（直径不大于1mm） 光电传感器 角度传感器 隔离变压器（150W，220V/18V） DDS集成芯片,电源用，作为采样电阻,小车，寻线用,小车，检测角度,信号发生，可能作为扫频芯片使用,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 竞赛注意事项,1 明确竞赛的目的 学习知识第一，成绩第二，尽自己最大的努力。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 竞赛注意事项,2 选题 不可草率 针对本组实力，不要追求太高难度的题 注意明确所选题目的每一个指标，不要对题目理解上产生偏差 明确题目各个指标的分数，明确什么是题目的关键点 最好选择自己有经验的题,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 竞赛注意事项,3 方案设计 明确总体结构，对比各种方案，选择适合自己做的，量力而行 画出系统的总体结构框图，将各部分功能分解，合理分工 多参考别人的设计 方案要详细，最好细到每个核心芯片的选型,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 竞赛注意事项,4 设计与调试 合理分工，各尽其能 有耐心，不要想当然 细心，不急躁 不到最后一刻，不要放弃,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,五 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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,五 题目解析,一、任务 设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。 二、要求 1基本要求 （1）输入阻抗：50 （2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV5V （3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz10kHz （4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。） （5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。 （6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,五 题目解析,2发挥部分 （1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。 （2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz10kHz。 （3）增加频率分辨力20Hz档。 （4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。 （5）测量被测正弦信号的失真度。 （6）其他。 三、说明 1电源可用成品，必须自备，亦可自制。 2设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,五 题目解析,四、评分标准,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,谢谢！,汪开灿 实验室：逸夫楼207室 电话：13704801805 E_mail：wcc215163.com,2009年全国电子竞赛培训,哈尔滨工业大学 汪开灿 2009年7月20日,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,主要内容,1 推荐参考书 2 推荐网站 3 竞赛前的准备工作 4 芯片的选择 5 芯片手册,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 推荐参考书,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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 推荐参考书,2 全国大学生电子设计竞赛作品选编,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 推荐参考书,3 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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 推荐参考书,4 电子技术基础,王淑娟,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,一 推荐参考书,5 其他 电子技术 单片机 微弱信号检测 C语言 电力电子技术 开关电源与软开关技术 数字信号处理,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,二 推荐网站,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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,二 推荐网站,技术资料 http:/www.pudn.com http:/www.csdn.com,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,2 可编程逻辑器件系统 CPLD、FPGA最小系统板 建议使用Altera的MaxII系列CPLD、CycloneII系列FPGA，建议使用Verilog HDL语言编写。 建议做仪器仪表类和数电类的组学习。,三 竞赛前的准备工作,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前的准备工作,3 实验最小电源板 ±5V、 ±15V、+3.3V 稳压芯片：78xx，1117等 电流、散热、纹波,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前的准备工作,4 电源类 整流滤波、PFC校正、电压反馈、电流反馈、霍尔传感器、LC滤波、电压基准、PID。 线性电压源、恒流源、开关电源、变频电源等。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前的准备工作,5 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、HDL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。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,三 竞赛前的准备工作,6 控制类 寻线、蔽障、电机PWM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。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 芯片的选择,1 查找前人的设计 主要参考推荐参考书1、2、4等，多在网上搜索。 注意尽量选用较新款、便于购买的芯片。 芯片购买途径（省内外）。,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 芯片的选择,2 常用处理器 单片机：C8051F020、AT89S52 ARM：STM32F103、ARM7 CPLD：EPM1270、EPM7128 FPGA：EP2C5T144C8、EP2C8T144C8、EP2C8Q208C8,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 芯片的选择,3 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,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,四 芯片的选择,4 申请样片 http:/www.maxim-ic.com.cn http:/www.linear.com.cn http:/www.analog.com http:/www.ti.com http:/www.irf.com,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,五 芯片手册,1 功能、电源 2 输入、输出范围 3 电平标准 4 主要参数 5 参考电路 6 封装,哈尔滨工业大学 Harbin Institute of Technology,谢谢！,汪开灿 实验室：逸夫楼207室 电话：13704801805 E_mail：wcc215163.com,