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
更新时间:2024-01-10 22:45:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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,是面向大学生的群众性科技活动。 参赛单位以普通高等学校为参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛后总结等。参赛队和参赛学生每队由三名学生组成,除研究生以外所有具有正式学籍的在校本科生、专科生都有资格参加。
各学校可以根据本学校的师资、资金、设备、场地等实际情况,组织学生参加。我们采取的方法是:“自愿报名,多次筛选”,分3个阶段进行。
首先是发动学生报名,组织学生进行相关的理论课程培训。通过第1阶段的培训,淘汰一部分学生。第2阶段组织学生进行相关的实践课程培训,通过第2阶段的培训,再淘汰一部分学生。第3阶段组织学生进行强化训练,通过第3阶段的培训后,确定参赛队员。有竞争就有压力,有压力就有动力。以南华大学2003年为例,第1阶段有160多人,第2阶段有80多人,第3阶段有30多人,最后参赛队员24人。
全国大学生电子设计竞赛的组织运行模式为:“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”十六字方针,有条件的学校也可以动员社会力量参加,如公司企业给与一定的资助,使更多的学生可以参加竞赛,得到这个机会。 1.1.2
理论课培训
对于本科院校来讲,参赛的学生是大三的学生,从课程安排来讲有些课程如单片机、可编程逻辑器件、传感与检测技术等是需要提前的。我们的组织方法是提前一个学年开始培训,基本的安排如下:
第1个学期进行理论课程培训,用16周的星期6与星期日,每周8个学时,16×8=128学时。其中:单片机基础与编程40学时,可编程逻辑器件与编程40学时,Protel电路设计软件12学时,EWB/Multisim电路设计仿真软件12学时,传感与检测技术24学时。单片机和可编程逻辑器件课程按基础知识和实际编程两部分进行,以应用为导向,对理论知识不作全面的展开,特别是单片机指令和VHDL语言用多少学多少,根据实际编程需要讲解。特别注重软件开发工具的使用,接口电路的学习与训练。传感与检测技术按必需和够用的原则来安排课程内容,尽可能的利用现有的实验设备多做实验。
理论培训课程表如表1.1.1所示。
表1.1.1 理论培训课程表
课程名称
主要内容(知识点)
教学建议
学时数
引脚端、内部存储器、中断、I/O、T/C、指令系统,介绍基本结构与工单片机内部结构
作原理,注重从应用的角度出发,
与工作原理
采用“Black Box”方法,不过多的
涉及内部的电路。指令的应用在程序设计与开发系统使用中加深了单片机基础与
解。
编程
单片机接口电路 键盘、显示器、D/A、A/D接口电路
工作原理与编程
指令应用、程序结构,通过实际应
单片机程序设计 用例分析指令特点,讲解程序设计
方法
开发工具使用、程序汇编、实验系
单片机开发系统 统使用,建议将实验系统提供给学
生,利用课余时间多进行训练。 引脚端、CLB、IOB、内部存储器、FPGA内部结构
互联资源,介绍基本结构与工作原
与工作原理
理,注重从应用的角度出发,采用
“Black Box”方法,不过多的涉及内部的电路。
VHDL语言的程序结构、语言元素、可编程逻辑器
基本语句、属性、子程序、基本数
件与编程
VHDL语言 字电路的VHDL描述,通过实际应用
例讲解VHDL语言,分析其特点,讲解程序设计方法
FPGA接口电路参考单片机接口电路设计,重点讲设计 解电路结构与编程
开发工具使用、编程、实验系统使
FPGA开发系统 用,建议将实验系统提供给学生,
利用课余时间多进行训练。
Protel/sch环境设置、画图工具的原理图设计
使用、层次电路图设计、报表生成
等,通过实际电路设计例讲解,在计算机多媒体教室讲授。
PCB基础、环境设置、网络表的引Protel电路PCB设计
入与管理、组件管理、报表输出等,
设计软件
通过实际电路设计例讲解,在计算
机多媒体教室讲授。
仿真元器件、仿真分析、参数设置,通过实际电路设计例讲解,在计算
电路仿真分析 机多媒体教室讲授。用多少讲多少,
如仿真分析不要全部都讲。如果讲授EWB/Multisim,此部分内容也可
6
6 6
22
4
8
4 24
6
6
6
以不讲。
文件的操作、仪器的使用、电路的
EWB/Multisim
创建等,通过实际电路设计例讲解,
EWB/Multisim基本操作
在计算机多媒体教室讲授。
电路设计仿真
讲解电路仿真和分析方法,用多少
软件 EWB/Multisim
讲多少,通过实际电路设计例讲解,
电路仿真和分析
在计算机多媒体教室讲授。
电子测量方法与测量方法、数据分析与处理,测量原理 误差等。
传感器基本特性、材料、声光电等
传感与检测技
传感器工作原理,传感器信号处理
术
传感器工作原理 等,按必须和够用的原则讲解,尽
可能的利用现有的实验室设备进行。 1.1.3
实践课培训
4
8 4
20
第2个学期进行实践课程培训,也用16周的星期6与星期日,每周8个学时,16×8=128学时。按照基础训练、仪器仪表使用、单元电路训练、单片机系统训练、可编程逻辑器件系统训练一步一步的进行。以实际动手能力的培训为主。
基础训练主要训练装配工具及使用方法、装配工艺、元器件识别、印制电路板设计与制作等内容。
仪器仪表使用主要训练数字万用表、示波器、逻辑分析仪、LC测试仪、频谱分析仪、信号发生器等仪器仪表的使用。
单元电路训练包括电源电路、基本放大电路、射频功率放大器电路、正弦波发生器电路、非正弦波发生器电路、比较器电路、限幅器电路、检波电路、电压/频率变换电路、电压/电流变换电路、光电、红外、超声、金属传感器电路、电机驱动电路、LED和LCD显示与驱动电路、A/D电路、D/A电路等。所有电路训练都要求按照工作原理、电原理图、印制板图、装配图、电路调试进行实际制作和整理资料(设计报告)。
单片机和可编程逻辑器件系统训练包括最小系统设计制作、AD/DA接口电路与程序设计、LED数码管接口电路与程序设计、LCD接口电路与程序设计、其他接口电路与程序设计、以及编程技巧、容易混淆的几个概念、常见错误类型及原因分析等内容。所有训练都要求按照工作原理、电原理图、印制板图、装配图、电路调试、程序设计进行实际制作和整理资料(设计
报告)。
实践培训课程表如表8.1.2所示。
表1.1.2 实践培训课程表
建议学时数
课程名称
主要内容(知识
点)
教学建议
装配工具及使
通过实际操作演示与学生实际操作练习
用方法、装配工1
完成
艺
基础训练 元器件识别 利用实际的元器件进行教学 2
印制电路板设
利用多媒体教学软件介绍印制电路板的
计与制作方法,2
基本设计方法,演示实际印制板制作过程
注意事项
提醒学生注意电源的操作过程与步骤(如
稳压电源 1
电压的调节、电源开/关机的循序等) 档位调节,测量原理与方法,结合实际电
数字万用表 1
路测量进行讲解。
仪器仪表使面板操作,测量原理与方法,结合实际电
示波器 1
用 路测量进行讲解。
面板操作,测量原理与方法,结合实际电
频率计 1
路测量进行讲解。
面板操作,工作原理,结合实际电路测量
函数发生器 1
进行讲解。
面板操作,测量原理与方法,根据学生所
其它仪器仪频谱分析仪,LC
选择的训练题目要求,进行单独的训练,4
表使用 参数测量议等
结合实际电路测量进行讲解。
集成稳压电源、开关电源,要求学生完成电原理图、印制板图、装配图、实际制作、
电源电路 2
电路调试、设计总结报告(以下训练,要求相同)
放大电路 测量放大器、功率放大器(低频、高频) 4
单元电路训运算放大器电
线性应用电路、非线性应用电路 8
练 路
光电、红外、超声、金属传感器电路,非
传感器电路 电量与电量的转换电路,信号形式,与放8
大器、微控制器的接口电路设计与制作 继电器、电机、LED、LCD等驱动,与微控
驱动电路 8
制器的接口电路形式设计与制作,部分电
路可以结合单片机和FPGA系统训练进行。
A/D 与D/A电与微控制器的接口电路形式,编程,可以
6
路、 结合单片机和FPGA系统训练进行。 单片机最小系单片机最小系统制作,要求学生完成电原统电路板硬件理图、印制板图、装配图、实际制作、电6 设计 路调试、设计报告(以下训练,要求相同) 单片机最小系
4 单片机系统统电路板测试单片机最小系统电路板测试程序编制
程序设计 训练
A/D、D/A、LCD、LED、键盘、驱动电路设
接口电路与程
计与制作,部分内容可以与单元电路训练8
序设计
结合起来训练。
编程技巧 分析一些程序例,结合电路进行讲解。 4
FPGA最小系统电路、印制板、电源电路的
FPGA最小系统设计,要求学生完成电原理图、印制板图、
12
设计与制作 装配图、实际制作、电路调试、设计报告
(以下训练,要求相同)
FPGA最小系统
PC并行口配置、单片机配置、Spartan-Ⅱ
配置电路的设2
器件的配置、各种模式的配置方式
计
设计流程,功能仿真和时序仿真步骤,时
Modelsim仿真
序仿真步骤、查错分析注意基本操作方8
可编程逻辑工具的使用
法。
器件系统训
FPGA的最小系设计的实现过程,使用iMPACT配置FPGA练
统板的下载 最小系统板的过程,通过实例进行教学分2
析。
语法错误、信号与变量、IF—ELSE语句特
常见错误及其点、CASE语句特点、多时钟源的解决方案、
6
原因分析 执行时端口丢失等问题,通过实例进行教
学分析。
程序优化、状态机优化、片内资源的开发
编程技巧
利用、毛刺与抗干扰、宏功能模块和IP6 核复用等,通过实例进行教学分析。
4强化训练
强化训练在暑假中进行,按6周进行。训练目标是模拟实际竞赛。以历年的竞赛题目为模板,适当进行一些调整。每周一个题目,全部训练要求按照实际竞赛要求进行,“竞赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行。竞赛期间学生可以查阅有关文献资料,队内学生集体商讨设计思想,确定设计方案,分工负责、团结协作,以队为基本单位独立完成竞赛任务;竞赛期间不允许任何教师或其他人员进行任何形式的指导或引导;竞赛期间参赛队员不得与队外任何人员讨论商量。”。每次制作完成后,分软件编程、硬件制作、设计总结报告3部分进行分析比较和交流,找出存在的问
题。
强化训练可以根据本校的实际情况进行,需要考虑的主要问题有: a.
经费? b.
竞赛选题方向?是全面展开?还是集中在某几个方向? 1.1.5
队员的组合与分工
在训练的第2阶段的后半部分,即单片机和可编程逻辑器件系统训练阶段,组织学生进行分组,分组原则按自愿组合进行。
每组3人,按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作3部分进行分工,每个队员各有侧重,分工合作。
每次制作完成后,分软件编程、硬件制作、设计总结报告3部分进行分析比较和交流,找出存在的问题。
有不少的在校的大学生写信给我,问在学校里应该学习什么电子知识.就业形势越来越严峻,不光是在中国,全球都一样,全球经济的发展速度放慢,至少会持续几年的时间.半导体产业目前进入低潮,很多公司裁员和亏损.但是技术还是在不断进步,摩尔定律还在起作用,半导体产品的集成度,速度,价格都按摩尔定律在发展.在大学里只是混混日子的大学生不少,但也有一些比较努力的学生,想掌握更多的知识,希望能够在毕业之后找到好的工作,或者想创造一番事业,对于这些学生,我是赞赏的.我相信一分辛劳一分收获,你的努力是不会白费的.这个世界是适者生存,不适者淘汰的社会.像华为公司,进进出出的人不计其数,能适应的,留,不适应的,走.
我认为对于搞电子来说,兴趣是最好的老师,如果你没有兴趣,那么最好不要选择电子的专业,因为毕竟有些时候比较累(一个小问题也可能折腾半天),很多时候理论上可以,实践上就不通.
闲话少说,还是讲讲应该掌握哪些东西吧.电子方面的知识很多,比电脑的知识要多不知道多少倍,学习电脑的,只要掌握几门语言就可以了,而搞电子的,需要的知识要全面很多,比如模拟电路,数字电路,单片机,电路制版等.由于电子知识太多,所以一般搞硬件的公司都比较多的员工,分工合作也比较细.因为一个人的能力有限,不可能掌握所有的知识.比如一些人专门设计外壳,一些人专门设计电路板,一些人专门搞出厂测试,一些人专门编写程序,一些人专门从事逻辑设计,一些人专门搞高频无线.
有人问我,你现在想转行吗?我的回答是不会,因为不管你做什么,你学而不精,还是无用武
之地.电子行业需要干一行专一行,而不是学一行丢一行. 我在单片机,CPLD方面有了比较好的基础, 从事这方面的设计会得心应手,如果你改而从事别的设计,比如设计外壳,将一切从头开始.
所以在大学里,必须掌握一些基础知识(这是必要的,毕竟你还不知道毕业后将干什么工作),基础知识主要有模拟电路和数字电路以及高等数学知识(必修课).然后重点学习一些别的知识,比如单片机,FPGA,PCB设计,DSP(这些都是选修课),不要什么都学,自己感兴趣的,有条件的学一学. 有些人的求职简历写着学了什么什么,罗列一大堆,我认为这种人是吹牛,或者是学而不精.每个领域,要想精通,不要说一年两年,可能10年8年,都有的学.如果我去招聘,我反而看重简历里学的知识不是很杂,但有所精通的人.这些人一般有比较多的实践经验.实践比理论要重要的多,对于搞电子的来说.特别是高频,理论通,实践往往不通,但是实践通的,理论上又难于解析.
对于单片机来说,主要学习一下51单片机,尽管有了一些别的单片机,比如AVR,PIC,MSP430,ST,MOTOROLA等,但是51用的企业还是最多的,搞电子的厂家,不用51的,是少数.对于求职,你懂51的话,很多公司都可以去.但是别的单片机,如果对方根本不用,那么他就不会考虑招你进去. 当然对别的单片机进行一些了解,当然是可以的,但重点还是在51上.主要51的开发工具比较成熟,而且供货商相当多,根本不用考虑货源问题.51是开放的内核,多厂家生产,而别的内核都不是开放的,独家生产. 学习51,主要以Keil C51为主,来学习,因为Keil C51是世界上最好的(个人认为)的编译器,懂keil的人也很多,技术支持完备.要以Keil C51 V6.xx版本为基础学习,不要用DOS版或Keil C51 V5.xx,这些版本几乎已经淘汰,只有一些仿真机厂家才当作宝贝,嵌入低版本的编译器,这种做法始终是落后的.目前专门描述Keil C51 V6.xx的书还没有,为了帮助大家学习,与时代同步,我写了一些教程,给大家参考.有时间再看一些别的单片机的资料.
PCB制版,可以学习Protel99,介绍Protel99的书很多,也很容易买到,电路制版需要学习的时间不需要很多,可以掌握一下,有条件的最好自己实际去制作一下电路板.
CPLD,FPGA是可编程逻辑电路,这个很有必要花功夫学习,目前一些企业的技术还是比较落后,还经常使用8155,8237,138等一些老掉牙的芯片.没有办法,学校里学习的都是这些.用gal,CPLD已经可以完全代替这些电路.而且成本还便宜.一些网友发给我的电路我一看就头晕,一堆的74hc00,74hc04,4069,373,138等,板子很大,为何不用一块GAL,或CPLD搞定? 用这些芯片,不但电路布线复杂,容易出问题,而且影响成品率,容易被人复制.要制造更为复杂的逻辑,那就非CPLD,FPGA莫属了.CPLD的设计主要有Xilinx和Altera两个公司的.可以学习其中的一种.这些开发板,一般都可以买到,不少人制作和销售.我的网站将主要以Altera的为主,因为软件是免费的,我的网站有下载,芯片也容易买. 学习的时候主要以图形设计为主,用语言设计毕竟还比较抽象,有时间就可以加深一下,学习一下VHDL语言.
DSP知识,需要学习的人有比较好的数学基础,如果你的数学很好,可以选修一下.DSP设计的门槛比较高,开发工具也比较贵,高校设立dsp课程的也比较少,一般的学校都没有条件去学,有条件学习的,学一下,没有条件的,就不学也罢.
其他知识,比如高频电路,外壳设计(AutoCAD),属于专业性比较强的知识,学习该专业的可以学一下,不是该专业的,可以不学. 总结:
1.学习模拟电路和数字电路,高等数学等基础知识 2.必修单片机,PCB电路板设计
3.选修CPLD,DSP,高频电路,外壳设计等. 4.能力强的学多一些,能力小的,学少一些. 5.注重实践,多动手,理论要联系实际.
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