8.1賽前培訓(xùn)組織

PAGEPAGE6第8章電子設(shè)計競賽中應(yīng)留意的一些問題內(nèi)容提要電子設(shè)計競賽既不是單純的理論設(shè)計競賽也不僅僅是試驗競賽，而是由一個參賽隊共同設(shè)計、制作完成一個有特定工程背景的題目的優(yōu)劣與快慢的競賽。在競賽中涉及到同學(xué)、老師、學(xué)校方方面面。本章介紹了賽前的培訓(xùn)組織，賽前題目分析和預(yù)備，以及競賽過程中應(yīng)留意的一些問題。學(xué)問要點：培訓(xùn)組織，隊員的組合與分工，賽前題目分析，競賽紀(jì)律，元器件的選購，休息和飲食。教學(xué)建議:本章的重點是留意電子設(shè)計競賽中組織培訓(xùn)、參與競賽中的一些問題。有些問題是同學(xué)應(yīng)當(dāng)留意的，如競賽紀(jì)律、設(shè)計制作、休息和飲食等。有些問題是老師應(yīng)留意的，如賽前題目分析。有些問題是學(xué)校應(yīng)留意的，如元器件的選購，儀器設(shè)備、場地等。全面考慮設(shè)計競賽中可能消滅的問題，做好應(yīng)急預(yù)備，是保證競賽獲得成功的基礎(chǔ)。8.1賽前的培訓(xùn)組織8.1.1參賽隊員的選擇全國高校生電子設(shè)計競賽是教育部提倡的四高校科競賽之一，是面對高校生的群眾性科技活動。

參賽單位以一般高等學(xué)校為參賽單位，參賽學(xué)校應(yīng)成立電子競賽工作領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)本校同學(xué)的參賽事宜，包括組隊、報名、賽前預(yù)備、賽后總結(jié)等。參賽隊和參賽同學(xué)每隊由三名同學(xué)組成，除爭辯生以外全部具有正式學(xué)籍的在校本科生、?？粕加匈Y格參與。各學(xué)?？梢砸罁?jù)本學(xué)校的師資、資金、設(shè)備、場地等實際狀況，組織同學(xué)參與。我們實行的方法是：“自愿報名，多次篩選”，分3個階段進(jìn)行。首先是發(fā)動同學(xué)報名，組織同學(xué)進(jìn)行相關(guān)的理論課程培訓(xùn)。通過第1階段的培訓(xùn)，淘汰一部分同學(xué)。第2階段組織同學(xué)進(jìn)行相關(guān)的實踐課程培訓(xùn)，通過第2階段的培訓(xùn)，再淘汰一部分同學(xué)。第3階段組織同學(xué)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，通過第3階段的培訓(xùn)后，確定參賽隊員。有競爭就有壓力，有壓力就有動力。以南華高校2003年為例，第1階段有160多人，第2階段有80多人，第3階段有30多人，最終參賽隊員24人。全國高校生電子設(shè)計競賽的組織運(yùn)行模式為：“政府主辦、專家主導(dǎo)、同學(xué)主體、社會參與”十六字方針，有條件的學(xué)校也可以動員社會力氣參與，如公司企業(yè)給與肯定的資助，使更多的同學(xué)可以參與競賽，得到這個機(jī)會。8.1.2理論課培訓(xùn)對于本科院校來講，參賽的同學(xué)是大三的同學(xué)，從課程支配來講有些課程如單片機(jī)、可編程規(guī)律器件、傳感與檢測技術(shù)等是需要提前的。我們的組織方法是提前一個學(xué)年開頭培訓(xùn)，基本的支配如下：第1個學(xué)期進(jìn)行理論課程培訓(xùn)，用16周的星期6與星期日，每周8個學(xué)時，16×8＝128學(xué)時。其中：單片機(jī)基礎(chǔ)與編程40學(xué)時，可編程規(guī)律器件與編程40學(xué)時，Protel電路設(shè)計軟件12學(xué)時，EWB/Multisim電路設(shè)計仿真軟件12學(xué)時，傳感與檢測技術(shù)24學(xué)時。單片機(jī)和可編程規(guī)律器件課程按基礎(chǔ)學(xué)問和實際編程兩部分進(jìn)行，以應(yīng)用為導(dǎo)向，對理論學(xué)問不作全面的開放，特殊是單片機(jī)指令和VHDL語言用多少學(xué)多少，依據(jù)實際編程需要講解。特殊留意軟件開發(fā)工具的使用，接口電路的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。傳感與檢測技術(shù)按必需和夠用的原則來支配課程內(nèi)容，盡可能的利用現(xiàn)有的試驗設(shè)備多做試驗。理論培訓(xùn)課程表如表8.1.1所示。表8.1.1理論培訓(xùn)課程表課程名稱主要內(nèi)容（學(xué)問點）教學(xué)建議學(xué)時數(shù)單片機(jī)基礎(chǔ)與編程單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理引腳端、內(nèi)部存儲器、中斷、I/O、T/C、指令系統(tǒng)，介紹基本結(jié)構(gòu)與工作原理，留意從應(yīng)用的角度動身，接受“BlackBox”方法，不過多的涉及內(nèi)部的電路。指令的應(yīng)用在程序設(shè)計與開發(fā)系統(tǒng)使用中加深了解。6單片機(jī)接口電路鍵盤、顯示器、D/A、A/D接口電路工作原理與編程6單片機(jī)程序設(shè)計指令應(yīng)用、程序結(jié)構(gòu)，通過實際應(yīng)用例分析指令特點，講解程序設(shè)計方法6單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)工具使用、程序匯編、試驗系統(tǒng)使用，建議將試驗系統(tǒng)供應(yīng)應(yīng)同學(xué)，利用課余時間多進(jìn)行訓(xùn)練。22可編程規(guī)律器件與編程FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理引腳端、CLB、IOB、內(nèi)部存儲器、互聯(lián)資源，介紹基本結(jié)構(gòu)與工作原理，留意從應(yīng)用的角度動身，接受“BlackBox”方法，不過多的涉及內(nèi)部的電路。4VHDL語言VHDL語言的程序結(jié)構(gòu)、語言元素、基本語句、屬性、子程序、基本數(shù)字電路的VHDL描述，通過實際應(yīng)用例講解VHDL語言，分析其特點，講解程序設(shè)計方法8FPGA接口電路設(shè)計參考單片機(jī)接口電路設(shè)計，重點講解電路結(jié)構(gòu)與編程4FPGA開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)工具使用、編程、試驗系統(tǒng)使用，建議將試驗系統(tǒng)供應(yīng)應(yīng)同學(xué)，利用課余時間多進(jìn)行訓(xùn)練。24Protel電路設(shè)計軟件原理圖設(shè)計Protel/sch環(huán)境設(shè)置、畫圖工具的使用、層次電路圖設(shè)計、報表生成等，通過實際電路設(shè)計例講解，在計算機(jī)多媒體教室講授。6PCB設(shè)計PCB基礎(chǔ)、環(huán)境設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)表的引入與管理、組件管理、報表輸出等，通過實際電路設(shè)計例講解，在計算機(jī)多媒體教室講授。6電路仿真分析仿真元器件、仿真分析、參數(shù)設(shè)置，通過實際電路設(shè)計例講解，在計算機(jī)多媒體教室講授。用多少講多少，如仿真分析不要全部都講。假如講授EWB/Multisim，此部分內(nèi)容也可以不講。6EWB/Multisim電路設(shè)計仿真軟件EWB/Multisim基本操作文件的操作、儀器的使用、電路的創(chuàng)建等，通過實際電路設(shè)計例講解，在計算機(jī)多媒體教室講授。4EWB/Multisim電路仿真和分析講解電路仿真和分析方法，用多少講多少，通過實際電路設(shè)計例講解，在計算機(jī)多媒體教室講授。8傳感與檢測技術(shù)電子測量方法與原理測量方法、數(shù)據(jù)分析與處理，測量誤差等。4傳感器工作原理傳感器基本特性、材料、聲光電等傳感器工作原理，傳感器信號處理等，按必需和夠用的原則講解，盡可能的利用現(xiàn)有的試驗室設(shè)備進(jìn)行。208.1.3實踐課培訓(xùn)第2個學(xué)期進(jìn)行實踐課程培訓(xùn)，也用16周的星期6與星期日，每周8個學(xué)時，16×8＝128學(xué)時。依據(jù)基礎(chǔ)訓(xùn)練、儀器儀表使用、單元電路訓(xùn)練、單片機(jī)系統(tǒng)訓(xùn)練、可編程規(guī)律器件系統(tǒng)訓(xùn)練一步一步的進(jìn)行。以實際動手力量的培訓(xùn)為主?；A(chǔ)訓(xùn)練主要訓(xùn)練裝配工具及使用方法、裝配工藝、元器件識別、印制電路板設(shè)計與制作等內(nèi)容。儀器儀表使用主要訓(xùn)練數(shù)字萬用表、示波器、規(guī)律分析儀、LC測試儀、頻譜分析儀、信號發(fā)生器等儀器儀表的使用。單元電路訓(xùn)練包括電源電路、基本放大電路、射頻功率放大器電路、正弦波發(fā)生器電路、非正弦波發(fā)生器電路、比較器電路、限幅器電路、檢波電路、電壓/頻率變換電路、電壓/電流變換電路、光電、紅外、超聲、金屬傳感器電路、電機(jī)驅(qū)動電路、LED和LCD顯示與驅(qū)動電路、A/D電路、D/A電路等。全部電路訓(xùn)練都要求依據(jù)工作原理、電原理圖、印制板圖、裝配圖、電路調(diào)試進(jìn)行實際制作和整理資料（設(shè)計報告）。單片機(jī)和可編程規(guī)律器件系統(tǒng)訓(xùn)練包括最小系統(tǒng)設(shè)計制作、AD/DA接口電路與程序設(shè)計、LED數(shù)碼管接口電路與程序設(shè)計、LCD接口電路與程序設(shè)計、其他接口電路與程序設(shè)計、以及編程技巧、簡潔混淆的幾個概念、常見錯誤類型及緣由分析等內(nèi)容。全部訓(xùn)練都要求依據(jù)工作原理、電原理圖、印制板圖、裝配圖、電路調(diào)試、程序設(shè)計進(jìn)行實際制作和整理資料（設(shè)計報告）。實踐培訓(xùn)課程表如表8.1.2所示。表8.1.2實踐培訓(xùn)課程表課程名稱主要內(nèi)容（學(xué)問點）教學(xué)建議建議學(xué)時數(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練裝配工具及使用方法、裝配工藝通過實際操作演示與同學(xué)實際操作練習(xí)完成1元器件識別利用實際的元器件進(jìn)行教學(xué)2印制電路板設(shè)計與制作方法，留意事項利用多媒體教學(xué)軟件介紹印制電路板的基本設(shè)計方法，演示實際印制板制作過程2儀器儀表使用穩(wěn)壓電源提示同學(xué)留意電源的操作過程與步驟（如電壓的調(diào)整、電源開/關(guān)機(jī)的循序等）1數(shù)字萬用表檔位調(diào)整，測量原理與方法，結(jié)合實際電路測量進(jìn)行講解。1示波器面板操作，測量原理與方法，結(jié)合實際電路測量進(jìn)行講解。1頻率計面板操作，測量原理與方法，結(jié)合實際電路測量進(jìn)行講解。1函數(shù)發(fā)生器面板操作，工作原理，結(jié)合實際電路測量進(jìn)行講解。1其它儀器儀表使用頻譜分析儀，LC參數(shù)測量議等面板操作，測量原理與方法，依據(jù)同學(xué)所選擇的訓(xùn)練題目要求，進(jìn)行單獨的訓(xùn)練，結(jié)合實際電路測量進(jìn)行講解。4單元電路訓(xùn)練電源電路集成穩(wěn)壓電源、開關(guān)電源，要求同學(xué)完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調(diào)試、設(shè)計總結(jié)報告（以下訓(xùn)練，要求相同）2放大電路測量放大器、功率放大器（低頻、高頻）4運(yùn)算放大器電路線性應(yīng)用電路、非線性應(yīng)用電路8傳感器電路光電、紅外、超聲、金屬傳感器電路，非電量與電量的轉(zhuǎn)換電路，信號形式，與放大器、微把握器的接口電路設(shè)計與制作8驅(qū)動電路繼電器、電機(jī)、LED、LCD等驅(qū)動，與微把握器的接口電路形式設(shè)計與制作，部分電路可以結(jié)合單片機(jī)和FPGA系統(tǒng)訓(xùn)練進(jìn)行。8A/D與D/A電路、與微把握器的接口電路形式，編程，可以結(jié)合單片機(jī)和FPGA系統(tǒng)訓(xùn)練進(jìn)行。6單片機(jī)系統(tǒng)訓(xùn)練單片機(jī)最小系統(tǒng)電路板硬件設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)制作，要求同學(xué)完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調(diào)試、設(shè)計報告（以下訓(xùn)練，要求相同）6單片機(jī)最小系統(tǒng)電路板測試程序設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)電路板測試程序編制4接口電路與程序設(shè)計A/D、D/A、LCD、LED、鍵盤、驅(qū)動電路設(shè)計與制作，部分內(nèi)容可以與單元電路訓(xùn)練結(jié)合起來訓(xùn)練。8編程技巧分析一些程序例，結(jié)合電路進(jìn)行講解。4可編程規(guī)律器件系統(tǒng)訓(xùn)練FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計與制作FPGA最小系統(tǒng)電路、印制板、電源電路的設(shè)計，要求同學(xué)完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調(diào)試、設(shè)計報告（以下訓(xùn)練，要求相同）12FPGA最小系統(tǒng)配置電路的設(shè)計PC并行口配置、單片機(jī)配置、Spartan-Ⅱ器件的配置、各種模式的配置方式2Modelsim仿真工具的使用設(shè)計流程，功能仿真和時序仿真步驟，時序仿真步驟、查錯分析留意基本操作方法。8FPGA的最小系統(tǒng)板的下載設(shè)計的實現(xiàn)過程，使用iMPACT配置FPGA最小系統(tǒng)板的過程，通過實例進(jìn)行教學(xué)分析。2常見錯誤及其緣由分析語法錯誤、信號與變量、IF—ELSE語句特點、CASE語句特點、多時鐘源的解決方案、執(zhí)行時端口丟失等問題，通過實例進(jìn)行教學(xué)分析。6編程技巧程序優(yōu)化、狀態(tài)機(jī)優(yōu)化、片內(nèi)資源的開發(fā)利用、毛刺與抗干擾、宏功能模塊和IP核復(fù)用等，通過實例進(jìn)行教學(xué)分析。68.1.4強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練在暑假中進(jìn)行，按6周進(jìn)行。訓(xùn)練目標(biāo)是模擬實際競賽。以歷年的競賽題目為模板，適當(dāng)進(jìn)行一些調(diào)整。每周一個題目，全部訓(xùn)練要求依據(jù)實際競賽要求進(jìn)行，“競賽接受“半封閉、相對集中”的組織方式進(jìn)行。競賽期間同學(xué)可以查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，隊內(nèi)同學(xué)集體商討設(shè)計思想，確定設(shè)計方案，分工負(fù)責(zé)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務(wù)；競賽期間不允許任何老師或其他人員進(jìn)行任何形式的指導(dǎo)或引導(dǎo)；競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員爭辯商量??！薄Ｃ看沃谱魍瓿珊?，分軟件編程、硬件制作、設(shè)計總結(jié)報告3部分進(jìn)行分