电子设计竞赛教练指导工作经验交流全国大学生电子竞赛资料).ppt
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全国大学生电子设计竞赛竞赛组织与教练工作经验交流,西安电子科技大学机电工程学院谢楷2013.5.25昆明,2/pp,内容提纲,1、赛制分析2、培训思路3、组织体系4、实施方案5、培训效果6、经验教训,
（1）思想动员
（2）笔试1（初选）（3）基础理论培训（4）笔试2（复选）（5）动手能力培训（6）真题训练（7）模拟赛（8）全国赛,1、赛制分析,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。
自1994年以来已举办了10届竞赛和4届专题赛。
竞赛以队为基本单位，每队由三名具有正式学籍的在校本、专科生学生组成。
竞赛采用全国统一命题、以“半封闭”方式进行。
竞赛采用“一次竞赛、二级评奖”的方式进行评奖。
竞赛颁发全国统一的获奖证书，竞赛成绩记入学生档案。
全国大学生电子设计竞赛,3/pp,2、培训思路,方法路线,电子设计竞赛赛前训练是精英教育模式的一个重要环节。
培训内容应有针对性、继承性和前瞻性培训应分阶段进行，兼顾知识梯度与受众面注重基础知识与基本技能的培养强化综合技能培养，激发创新能力注意培养协作精神与竞争意识,4/pp,3、组织体系,校竞赛组委会,领导小组,培训组,专家组,校领导院处领导组织成员,顾问组长成员,组长成员,学院竞赛委员会,行政组,教练组,领导成员,主教练教练,参赛队,队长队员,5/pp,本次报告重点从学生培训和教练角度介绍相关经验,4、实施方案,时间进度安排,原则：
1、夯实基础与拔高能力并重2、合理缓解受众面与教学资源、经费的矛盾3、合理分配压力，循序渐进，松弛得当,6/pp,4、实施方案,第一阶段：
思想动员,参赛的意义：
自我提高，学以致用，团队精神（从学生角度出发）动机和目的：
不以获奖为唯一目的。
竞争与合作：
有压力有竞争才会有动力。
失败很重要：
知道自己的不足，寻找学习的动力和方向什么学生适合：
学有余力、动手能力强、电子方面爱好有竞赛基础、喜欢挑战,时间：
大二形式：
报告会、经验交流,7/pp,4、实施方案,第二阶段：
初选（笔试）,知识面：
模电、数电、单片机（或微原）、实验及综合题量：
3小时作答，4-5小时平均题量。
难度：
中等学生可基本作答。
题型：
开放式、综合型设计或分析。
【可参考IT企业面试题】考查目的：
知识面是否广泛、牢固，能否灵活运用以“知识面是否全面牢固”为准则，正向思维为主，知识面分块考察。
参选人数：
18003000人-400人,时间：
寒假前最后一周,8/pp,4、实施方案,第二阶段：
初选（笔试）,例题1（模拟电路）：
考查基本概念,9/pp,4、实施方案,第二阶段：
初选（笔试）,例题2（模拟电路）：
考查分析设计,10/pp,4、实施方案,第二阶段：
初选（笔试）,例题3（综合）：
22请简述以下元件的类别和用途9013MSP430F1691N400774HC74LM35823根据标注写出元件的参数电容：
2244p7电阻：
棕红黑红棕绿蓝红金金橙橙橙,24如图所示电路中，如果用万用表测得T1集电极的静态电压为12V，请判断电路是否正常；如果不正常，请简单分析故障的原因和确认方法。
25请简述测量放大器输入阻抗所需的仪器，画出测试框图、写出测量和数据处理方法,考查实际动手经验,4、实施方案,第二阶段：
初选（笔试）,选拔与标准,选拔人数：
约400人选拔标准：
总分之和全校排名，取前400人，成绩公示。
某一单项突出能力者可放宽入选标准。
落选学生：
本阶段淘汰率高，普遍有心理打击，要合理引导。
认清“学”和“用”之间的差距，戒骄戒躁。
找到不足，激发学习的动力和目标,4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,时间：
寒假前2天。
学习任务：
学习模拟电路设计、数字逻辑（VHDL）设计、EDA工具软件、功率电子（开关电源）、单片机C语言设计基础讲座4次：
模拟系统设计、数字系统设计、嵌入式程序设计、综合技能培训。
不具体深入细节，以串通知识点为主线；以课程为中心延伸拓展知识面，提纲式，点明要学习的内容以及在现代电子系统中的关系，布置任务，引导自学。
学习时间：
寒假假期。
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,参考资料（模拟电路类）：
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,参考资料（功率电子类）：
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,参考资料（数字设计类）：
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,参考资料（单片机类）：
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,参考资料（综合类）：
4、实施方案,第三阶段：
基础培训（自学为主）,EDA工具软件：
电路仿真,电路/PCB设计,数字仿真/设计,滤波器设计,单片机开发,4、实施方案,第四阶段：
复选（笔试）,时间：
寒假收假前1天,知识面：
模电、数电、功率电子、程序设计、实验及综合题量：
3小时作答，4-5小时平均题量。
难度：
基础较好学生可基本作答。
题型：
综合型设计。
考查目的：
知识面是否能否灵活运用于解决设计问题以“知识能否灵活运用”为准则，设计性思维为主，知识面串通考察。
参选人数：
400人-150人,4、实施方案,第四阶段：
复选（笔试）,例题1：
模拟电路设计综合能力,4、实施方案,第四阶段：
复选（笔试）,例题2：
含新型IC电路（考查资料理解与消化能力）,MC34063为一款常用的开关电源芯片，配合少量的外围元件即可搭建开关电源。
下图给出了MC34063芯片内部的等效电路，配合外部元件构成了某种开关电源，试分析电路并回答问题。
1）简述开关及反馈过程？
2）计算输出电压？
3）如何减小输出纹波，提出2种可行方案？
4、实施方案,第四阶段：
复选（笔试）,例题3：
滤波器设计（考查基本概念）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,时间：
3月上旬-4月中下旬,学习方式：
设计+实际动手调试。
单人单组，独立完成。
验收方式：
指标测试，现场打分排名。
（感受比赛气氛）试题难度：
每题单人3-5天工作量。
（压力测试）涵盖面：
模拟为主（难点多），单片机与数字设计为辅。
焊接及调试技能过关、EDA软件使用、仪器使用。
系统测试、数据整理与分析、撰写报告。
校内选拔赛前的最后集训，全面巩固知识，是最关键的阶段！
时间紧，任务重，压力大。
4、实施方案,2011年全国大学生电子设计竞赛基础补习阶段培训时间安排表,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习1：
放大器、电源、滤波器设计（7天）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习1：
放大器、电源、滤波器设计（7天）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习1：
放大器、电源、滤波器设计（7天）,常见问题：
1、不会使用退偶电容3、不了解元件类型及特性2、不会正确使用接插件4、对指标不理解（习惯于理想器件）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习2：
单片机小系统+频率计（7天）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习2：
单片机小系统+频率计（7天）,+,常见问题：
1、电路搭接可靠性差2、低频指标反而差（耦合电容不会取）3、低频小信号抗干扰差（比较器无迟滞回差，过于理想）4、测频方法问题5、单片机中断内运行时间,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习3：
单片系统综合设计（10天）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习3：
单片系统综合设计（10天）,+,信号基础理论不过关焊接已经基本过关,常见问题：
1、信号基础理论不过关（抗混叠滤波器参数不会算）2、系统联调的基本思路不会（顺序、方法、找错误点）3、不会调试（例如：
量程会调满点但不会调零点）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习4：
程控放大+功放（7天）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习4：
程控放大+功放（7天）,+,常见问题：
1、自激振荡的原因判定和补偿方法未掌握2、不会测量相位裕度3、大功率部分地线布线、防信号串扰/电源耦合概念与方法不清,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习5：
模拟赛（60小时）,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,练习5：
模拟赛（60小时）,+,常见问题：
1、测量电流方法有问题（串阻影响电压精度）未吃透I/V变换器2、缺乏电路自身保护的概念3、对60小时比赛时间分配把握不好,4、实施方案,第五阶段：
基础巩固,基础讲座,针对暴露的问题，随时开展基础技能方面讲座。
包括：
1、基本元器件知识2、运放非理想特性及参数指标含义、应用限制、选型3、焊接、布线、布局、基本技能4、插接件的合理选用,部分课件,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,时间：
4月下旬，60小时比赛+2天测试+1周完善,知识面：
模电、数电、功率电子、程序设计、实验及综合题量：
60小时工作量。
难度：
基本相当于全国赛的基础部分难度。
涵盖面：
综合型设计，涵盖模拟、单片机、ADC、DAC、人机交互、基本电参数测量、基本技能等。
考查目的：
综合能力和技能考察为主，成败以指标为准。
参选人数：
150人-90人【确定正式队员】,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,简易阻容网络测试仪（A题）设计并制作一个数字显示的阻容串联网络参数测试仪，能够自动测量RC网络中的电容及电阻值并绘制幅频特性曲线。
原理及待测网络参考下图：
原理框图,待测网络A,待测网络B,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,（A题优秀作品）,优秀标准：
（1）指标全部达到。
（2）作品的完整性、独立性、美观性、可测性。
4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,（优秀作品）,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,比赛及测试现场,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,赛后作品完善（4月底、五一假期）,要求1：
每人必须达到95分（设有退出机制）。
要求2：
撰写报告，必须符合全国赛格式及内容要求。
时间：
1周或直至完成。
未达标作品,完善后作品,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,撰写报告,报告要求：
篇幅：
小四字体，不超过6页。
（精炼且重点突出，难！
）内容：
（1）摘要【高度凝练，客观陈述语态】
（2）方案对比及论证【重在说理，概念要清晰客观】（3）关键电路设计与参数计算【重在基础扎实】体现基本功和素质的部分，要认真对待。
（4）软件设计【突出重点，全局意识，思路清晰】（5）测试【方法合理科学、指标全面覆盖】（6）结论【客观陈述】,4、实施方案,第六阶段：
校选拔赛,撰写报告,常见问题：
1、写作抓不住重点，流水账，过分纠缠于细节，看不到总体。
2、逻辑性差，归纳总结能力差，摘要写不好。
3、方案论证与对比中概念含糊、不会写总体方案4、软件流程图不规范5、不会写测试报告（完整性、合理性、科学性）对策：
1、分组交流讨论，练习书面交流。
2、指导教练要认真修改，逐字逐句纠正，培养严谨写作习惯3、练习抽象、总体方案制定能力，至少掌握1种矢量绘图软件,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,时间：
5月初6月底,任务1：
完成3人组队与分工【提倡自由结合】任务2：
制作正式参赛用的小系统板【单片机+数字逻辑】任务3：
每个队确立1-2个主攻方向【相互错开，避免扎堆】任务4：
在主攻方向上，完成3-4道历届真题。
【不求时间进度，要求以满分为目标】任务5：
积累程序库【通用性、模块化、可移植】,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,队员分工：
方案A强队：
硬件2人+软件1人，三人空闲随时互相协作。
方案B弱队：
硬件1人+软件1人+协作1人【根据题目灵活调整】分工原则:
（1）每人都能够独立承担任务
（2）最多1人具有领导性格【避免性格冲突】（3）交叉覆盖性，避免能力真空区（4）各部份工作之间接口明确【教练必须把关！
】,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,单片机小系统板：
设计原则：
资源丰富、接口通用、保护完善、可扩展、易维修CPU选型：
尽可能选用SoC型，带有JTAG在线调试。
8位8051系列：
C8051Fxxx16位MSP430系列：
MSP430F261x32位ARM系列：
Cortex基本资源：
4MIPs以上运算速度、2k以上RAM、8k以上ROM、非易失存储器、8位ADC/DAC、键盘、显示。
扩展资源：
256k以上扩展RAM、CPLD/FPGA接口（DPRAM）、12-16位ADC/DAC、矩阵键盘、点阵LCD、串口、RTC。
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,单片机系统板：
I/O,RAM扩展,JTAG,稳压器,蜂鸣器,RTC,LCD接口,串口,KEY,A/D0|7,矩阵键盘,I/O,电源防反保护,A/D保护,I/O,PACK板,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,高速数字系统板：
设计原则：
资源丰富、接口通用、保护完善、可扩展、易维修选型：
尽可能选用FPGA/CPLD，带有JTAG在线调试。
FPGA系列：
AlteraCyclone系列CPLD系列：
AlteraMAX-II系列基本资源：
50-100M时钟、2k以上RAM（或DPRAM）、8位高速ADC/DAC（10Msps）、基本信号调理电路。
扩展资源：
256k以上RAM、10-12位高度ADC/DAC（20Msps）。
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,高速数字系统板：
Cyclone系列FPGA,MAX-II系列CPLD,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,
（1）仪器仪表方向：
简易数字信号传输特性分析仪2011年E题音频信号分析仪：
2009年A题数字取样示波器：
2007年C题简易频谱分析仪：
2005年C题简易逻辑分析仪：
2003年D题低频相位测量仪：
2003年C题数字存储示波器：
2001年B题频率特性测量仪：
1999年C题数字工频多用表：
1999年B题简易数字频率计：
1997年B题简易RLC测量仪：
1995年D题,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,仪器仪表方向训练重点：
内容：
包含信号产生、采集、存储、分析、处理、显示、控制等信号处理环节中的大部分或全部。
类型：
分为时域分析处理和频域分析处理两大类。
难点：
强调速度、处理能力、显示性能等。
需要通过构建新技术硬件平台及运用信号处理算法来实现。
系统中的部分任务需要在训练阶段完成。
训练：
DDS任意信号产生、高速/宽带模拟电路、滤波器、高速ADC/DAC采样与回放、高速数据存储（FIFO）、算法（FFT、卷积、相关、数字滤波等）、显示技术（LCD、绘图、实时曲线等）、强实时性并发多任务软件设计、FPGA/CPLD与单片机的接口、仪器仪表原理、各类电参数测量、等内容。
调理放大,抗混叠滤波,ADC,模数转换,MCU+FPGA,信号处理算法,DAC,数模转换,抗镜频滤波,键盘,图形显示,信号调理/输出,人机交互,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,
（2）电路系统方向：
LC谐振放大器：
2011年D题宽带直流放大器：
2009年C题简易程控滤波器：
2007年D题正弦信号发生器：
2005年A题宽带放大器：
2003年B题压控L/C振荡器：
2003年A题任意波形发生器：
2001年A题简易测量放大器：
1999年A题录音与回放系统：
1999年E题实用信号源制作：
1995年B题,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,电路系统方向训练重点：
内容：
偏重概念和指标。
涉及到各类经典单元模块电路，及其基本概念、基本原理和新实现方法、性能指标测试方法等。
类型：
分为功能型（重在新方法）和指标型（重在新设计思路）两大类。
难点：
特别强调指标，通常经典设计、通用IC是难以完成的。
训练：
（程控）放大器、（程控）滤波器、振荡器、DDS任意信号产生、基本模拟调理电路、电性能指标测试（阻抗、相位、带宽）、开拓设计思路等。
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,（3）功率电子方向：
开关电源并联供电系统：
2011年A题光伏发电模拟装置：
2009年A题电能收集充电器：
2009年E题开关型稳压电源：
2007年E题数控恒流源：
2005年F题三相正弦变频电源：
2005年G题高效D类放大器：
2001年D题直流稳定电源：
1997年A题实用音频放大器：
1995年A题,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,功率电子方向训练重点：
内容：
大电流、大功率、三相电、斩波、DC-AC逆变、DC-DC开关电源、变频驱动、Class-D功放、光伏发电、并网、MPPT算法,等电力电子领域的新技术。
类型：
分为传统技术型（重在指标）和新技术型（重在新设计思路）两大类。
难点：
大电流、高效率要求。
实验过程中烧毁事故率很高！
训练：
常见DC-DC开关拓扑（Buck/Boost/Backboost/Flyback）、常见PWM控制器（电流/电压控制、单周期关断控制、双环反馈控制）、闭环反馈与稳定性（补偿回路、稳定性与瞬态响应）、功率开关器件（MOSFET/IGBT）及驱动（半桥/全桥/浮栅）、SPWM正弦波逆变、磁性元件基础知识（各种铁氧体、变压器和电感设计及制作、磁隙调整等动手能力）、MPPT控制算法及拓扑、同步整流。
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,（4）自动控制方向：
自由摆平板控制系统：
2011年B题智能小车：
2011年C题声音导引系统：
2009年B题电动车跷跷板：
2007年F题悬挂运动控制系统：
2005年E题液体点滴速度监控装置：
2003年F题简易智能电动车：
2003年E题自动往返电动小汽车：
2001年C题水温自动控制系统：
1997年C题,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,自动控制方向训练重点：
内容：
涉及非电路系统，要求被控对象“稳”、“快”、“准”地按照既定要求运动。
类型：
分为动作型（完成预定难度动作）和指标型（控制指标）两大类。
难点：
构建稳定的反馈，以及设计控制算法是最大难点（要求基础功底），涉及机械、物理等非电专业知识，动手能力挑战。
【还有运气成分】训练：
控制算法（PID及其改进）、传感器（速度、温度、位移、倾角、红外光电等）、反馈稳定性与控制系统调试技能、电机驱动（步进、直流、角度/速度舵机）、PWM+功率开关及驱动。
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,（5）高频/通信方向：
无线环境监测模拟装置：
2009年D题无线识别装置：
2007年B题单工无线呼叫系统：
2005年D题数据采集与传输系统：
2001年E题调频收音机：
2001年F题调幅广播收音机：
1997年D题简易无线电遥控系统：
1995年C题,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,高频/通信方向训练重点：
内容：
涉及在特殊信道上以某种调制/解调方式传递信息。
类型：
可分为传统型（早期试题，公司赞助IC）和新技术型（近两届）两类。
难点：
非常规的信道，非常规通信方式，无现成IC可用。
训练：
调制与解调（ASK、FSK、DPSK、OOK）方法与电路、振荡器、丙类放大器、谐振回路、天线与电磁场基础知识、超低功耗设计。
关注近年来的新技术：
RFID（传递能量）、无线自组网协议、物联网？
4、实施方案,第七阶段：
真题训练,4、实施方案,第七阶段：
真题训练,训练中工作量最大最辛苦的阶段！
成功的,失败的,4、实施方案,第八阶段：
暑期集训,任务1：
队员进一步加深合作【如有问题及时调整】任务2：
教练自定题2-3道，加大难度与深度任务3：
跨学院交流与培训【教练组共同负责】现代数字系统设计与EDA软件模块化编程电路板布线电赛获奖学生经验交流。
任务4：
练习合理分配96小时，考虑时间进度和休息时间。
任务5：
完善程序库。
4、实施方案,第八阶段：
暑期集训（部分讲稿）,4、实施方案,第八阶段：
暑期集训,原则：
（1）任何子程序必须是非阻塞性代码
（2）完善的临界代码保护，彻底杜绝重入（3）前后台多任务，任意拼接（4）封装，保持接口形式一致（5）统一的变量名、函数名命名规则（6）对所有资源严格要求硬件隔离层，软件中不允许直接访问硬件，不允许跨层调用。
（7）代码100%注释。
模块化编程训练,4、实施方案,第八阶段：
暑期集训,例1：
键盘程序,模块化编程训练,三层结构：
硬件层，硬件隔离层，应用接口层
（1）硬件隔离层：
键盘缓冲区（FIFO）。
（2）要求消除阻塞：
并发状态机，长短按识别。
（3）要求API接口：
合理规划函数封装,4、实施方案,第八阶段：
暑期集训,例2：
菜单程序,模块化编程训练,杜绝跨层调用，功能模块可以任意拼接,4、实施方案,第八阶段：
暑期集训,变量命名规范,-模块化编程训练,intADC16_Sample（）;/16位ADC采样charLCD_Init（）;/LCD初始化charRTC_GetVal（）;/获取实时钟的数据voidPWM_SetPeriod（）;/设置PWM周期voidPWM_SetDuty（）;/设置PWM占空比voidFlash_WriteChar（）;/向Flash写入一字节数据charUART_GetChar（）;/从串口读取一字节数据charKey_GetKey（）;/从键盘读取一次按键charTouchPad_GetKey（）;/从触摸板读取一次按键,charADC_Status;/ADC的状态charT0_IntervalFlag;/Timer0定时到达标志intUART1_RxCharCnt;/串口1收到的字符总数,函数命名规范,模块名_名词词组（首字母大写）,模块名_动词+名词词组（首字母大写）,可读性,If（UART_IsTxBuffFull（）UART_ClearTxBuff（）;elseUART_PutChar（0x55）;,可英语朗读作为检验标准,4、实施方案,第九阶段：
模拟赛（96小时）,目的
（1）：
感受实际比赛气氛目的
（2）：
掌握工作、休息节奏目的（3）：
加深队员紧密合作目的（4）：
暴露潜在问题方式：
96小时半封闭式完成设计任务题量和难度：
与全国赛尽可能相同，可来源于各校征题,时间：
8月下旬，赛前一周左右,4、实施方案,第十阶段：
赛前休息,目的
（1）：
休整，恢复体力目的
（2）：
保持轻松迎战心态目的（3）：
竞赛过程心理预演方式：
休息、看闲书、看电影、郊游、慢跑、游泳等轻体力有氧运动。
注意事项：
注意肠胃，不要拉肚子、感冒。
时间：
赛前3-4天左右,4、实施方案,最后阶段：
全国赛,时间：
8月底，96小时,教练工作至此结束，以下参赛经验供队员参考：
（1）切忌中途换提题，必输。
（2）第1天晚上一定要饱满的休息
（2）队员不能有空闲的状态【空隙立即休息】（3）学会适当放弃，田忌赛马，合理放弃未必输。
（4）第1天：
方案、关键难点验证，分工，任务接口。
第2天：
主体电路搭建调试、软件主要部分。
第3天：
攻克主要功能指标、发挥部分功能。
第4天：
收敛整理、测试、整理报告，忌大改。
4、实施方案,决赛现场,5、培训效果,我校历年获奖统计,5、培训效果,部分获奖作品（2009）,5、培训效果,部分获奖作品（2003-2007）,工频有效值多用表,任意波形发生器,智能电动小汽车,手持式电子阅读器,宽带放大器,数字相位计,6、经验与教训,
（1）小心最后8小时“噩梦期”
（2）测试过程中的常犯错误（3）切忌中途换题（4）切忌过分追求外观和表面，忽视基础原理和性能指标（5）各队员任务之间的衔接问题：
合理规划，制定标准！
（6）工作不能同步并行开展，互相耗时：
任务接口的重要性！
欢迎交流！
西安电子科技大学谢楷,
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