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全国电子设计大赛培训讲义一、大赛概述全国电子设计大赛是由全国工程硕士教育指导委员会主办的一项以培养创新精神和工程实践能力为目标的赛事。
该赛事旨在鼓励和促进电子设计和工程实践的发展，为参赛选手提供锻炼的机会，推动电子设计领域的创新与应用。
二、参赛要求1.参赛队伍：每个参赛队伍由3-5名本科生组成，其中必须包含至少1名大三及以下学生。
2.参赛项目：每个参赛队伍可以提交一个电子设计项目，需符合电子设计大赛的赛题要求。
3.参赛材料：参赛队伍需提交设计方案、设计报告等材料，详细要求请参阅比赛官网或官方指南。
三、赛题选择参赛队伍需从指定赛题中选择一个进行电子设计和实践。
赛题包括但不限于以下领域：1.物联网应用：设计与实现智能家居、智能健康监测等物联网应用系统。
2.机器人控制：设计与实现具有特定功能的机器人控制系统。
3.信号处理与嵌入式系统：设计与实现特定应用的信号处理与嵌入式系统。
4.电力电子与电机控制：设计与实现电力电子与电机控制系统。
四、设计流程1.需求分析：明确设计项目的需求和目标，了解相关技术和知识，为后续工作做好准备。
2.方案设计：根据需求分析，制定设计方案，包括系统架构、硬件设计、软件设计等内容。
3.系统实现：按照设计方案，逐步实现电子设计项目，包括电路设计、PCB布局、程序编写等。
4.测试与优化：对实现的电子设计项目进行测试，从硬件和软件两方面进行优化和调试，确保项目的性能和稳定性。
5.报告撰写：根据参赛要求，撰写设计报告，包括项目背景、需求分析、设计流程、实现方案、测试结果等内容。
五、技术建议1.团队协作：参赛队伍成员之间要相互合作，密切沟通，共同制定设计方案和实现项目。
2.时间管理：制定合理的进度安排，合理分配时间，确保项目能够按时完成。
3.创新思维：鼓励参赛队伍在设计中灵活运用创新思维，提出独特的解决方案。
4.实践能力：注重实际操作和实践能力的培养，将理论知识与实际应用相结合。
5.资源利用：充分利用实验室等各类资源，选择适合的硬件和软件工具进行设计和实现。
全国⼤学⽣电⼦设计竞赛培训课全国⼤学⽣电⼦设计竞赛培训课核⾃院电⼦设计竞赛指导教师组第⼀讲1、何谓“电⼦系统”由电⼦元器件构成，能独⽴完成特定功能（⾮电量-电信号转换、信号产⽣、处理、显⽰、传输、、、）的物理实体。
2、开设本课的⽬的（1）我国当前的科技现状麦肯锡咨询报告（2）⼈才市场的需求（3）电⼦信息技术的两个重要特征⾼速的发展（知识、More定律、计算机）强烈的实践属性（4）电⼦信息类本科毕业⽣的培养⽬标（5）电⼦信息类本科毕业⽣应具有的能⼒分析（读图）设计（元器件正确使⽤、硬件电路设计、软件程序编写、⼯艺设计、安装调试）（6）当前⼤多数学⽣的状态（7）本课的内容a.补充⽋缺的知识；b.学会单元电路和⼩规模系统的初步设计⽅法；c.学习必要的新知识；（8）⽹站/数据库中国期刊全⽂数据库VIP中⽂科技期刊数据库超星数字图书馆/doc/2113040533.html/doc/2113040533.html………….3、教学⽅式⾃学+讨论+实践4、教材《电⼦系统设计》（基础篇）（第2版）《电⼦系统设计》（专题篇）《全国⼤学⽣电⼦设计竞赛系列培训教程》电⼦⼯业出版社…………..5、时间安排第⼀阶段：3⽉中~6⽉第⼆阶段：6⽉底~8⽉底本次课⾃学内容简介设计练习设计的电路所⽤的元器件（LED除外）必须标明其具体参数，如：IC须给出型号；R须给出种类、额定功率、标称阻值、允许误差。
可以直接在⿊板上画，也可以使⽤PPT。
1、利⽤LED为~200V交流电设计⼀个指⽰灯电路。
提⽰：LED特性参阅2.9.2。
2、AT89C51拟⽤某I/O⼝驱动⼀只LED来显⽰系统运⾏的某种状态，试设计相应电路。
3、某HCMOS数字芯⽚的V OH=3.3V，I OH=-4mA（拉电流），V OL=0V，I OL=4mA(灌电流)，拟利⽤其中的⼀根I/O线驱动红、绿⼆只LED，以指⽰该I/O⼝线的⾼低电平，试设计其电路。
4、ICL7135是数字万⽤表中常⽤的4 1/2位的ADC，其参考电压要求V R=2.000V，基准电压源若采⽤MC1403（VOUT=2.5V），试设计⼀提供符合V R要求的电路。
电子设计大赛培训讲义电子基本知识和protel基本知识一、电子基本知识1、常用的元器件介绍及识别方法一、电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（M Ω）等。
换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。
a、数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：472 表示47×100Ω（即4.7K）；104则表示100Kb、色环标注法使用最多，现举例如下：四色环电阻五色环电阻（精密电阻）2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：颜色有效数字倍率允许偏差（）银色/ x0.01 ±10金色/ x0.1 ±5黑色0 0 /棕色1 x10 ±1红色2 x100 ±2橙色3 x1000 /黄色4 x10000 /绿色5 x100000 ±0.5蓝色6 x1000000 ±0.2紫色7 x10000000 ±0.1灰色8 x100000000 /白色9 x1000000000 /二、电容1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。
电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。
电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
全国电子设计大赛培训讲义一、历届竞赛赛题解析第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目一、简易数控直流电源二、多路数据采集系统第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作三、简易无线电遥控系统四、简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源B题简易数字频率计C题水温控制系统D题调幅广播收音机*第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器B题数字式工频有效值多用表C题频率特性测试仪D题短波调频接收机E题数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目A题波形发生器B题简易数字存储示波器C题自动往返电动小汽车D题高效率音频功率放大器E题数据采集与传输系统F题调频收音机第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目A题电压控制LC振荡器B题宽带放大器C题低频数字式相位测量仪D题简易逻辑分析仪E题简易智能电动车F题液体点滴速度监控装置第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目A题正弦信号发生器B题集成运放参数测试仪C题简易频谱分析仪D题单工无线呼叫系统E题悬挂运动控制系统F题数控直流电流源G题三相正弦波变频电源纵观历届赛题，设计方向大致可以分为四类：（一）功能电路兼控制类系统设计(11项)第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目一、简易数控直流电源第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目一、实用低频功率放大器二、实用信号源的设计和制作第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目D题高效率音频功率放大器第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目A题电压控制LC振荡器B题宽带放大器A题正弦信号发生器F题数控直流电流源G题三相正弦波变频电源（二）测量仪器类系统设计（10项）第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目四、简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目B题简易数字频率计第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目B题数字式工频有效值多用表C题频率特性测试仪第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目A题波形发生器B题简易数字存储示波器第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目C题低频数字式相位测量仪D题简易逻辑分析仪第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目B题集成运放参数测试仪C题简易频谱分析仪（三）通信传输类系统设计（7项）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目二、多路数据采集系统第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目三、简易无线电遥控系统D题调幅广播收音机*第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目D题短波调频接收机第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目E题数据采集与传输系统F题调频收音机第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目D题单工无线呼叫系统（四）自动控制兼电路类系统设计（6项）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目C题水温控制系统第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目E题数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目C题自动往返电动小汽车第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目E题简易智能电动车F题液体点滴速度监控装置第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目E题悬挂运动控制系二、电子系统设计一般方法这里我们以2005年全国大学生电子设计竞赛A题目来给大家展开讲解以下。
正弦信号发生器（A题）一、任务设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求1、基本要求（1）正弦波输出频率X围：1kHz～10MHz；（2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz；（3）输出信号频率稳定度：优于10-4；（4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰-峰值V opp≥1V；（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：（1）增加输出电压幅度：在频率X围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V；（2）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHzX围内调制度m a可在10%～100%之间程控调节，步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；（3）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率X围内产生10kHz最大频偏，且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；（4）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生；（5）其他。
三、评分标准（一）赛题分析1. 即明确所要设计系统的功能、性能、技术指标及要求、注意事项等，我们推荐尽量把任务书的基本部分和发挥部分一起来考虑。
功能：产生频率、幅度产生的AM、FM信号、产生PSK、ASK信号精度要求: 波形无明显失真、频率稳定度〉10-4主要技术指标：频率1K—10MHz 步进值：100Hz Vp-p>=1V等等。
注意事项：如实现某功能时规定不用的方法或芯片等等。
发挥部分其他部分：即题目的创新点需注意。
2.明确所要测量或实现参数的物理意义，对不明者应迅速查找有关资料。
3.明确所实现参数的值或精度X围的理论计算方法、实际测量的方法（包括测量值的有效数字位数、次数的确定）及测量仪器类型，以便使指标与测量结果进行比较，来表明所完成任务的优劣度。
比如怎样用实际测量数据来说明输出频率的稳定度符合指标的要求。
（二）方案论证与比较即采用什么样的系统框架来实现我们的设计要求，及方案的优缺点比较。
（模仿历届竞赛作品选编）我们选取设计方案的原则有下面几点：1. 总的原则是使用实验室条件允许的、自己熟悉、易于实现、硬件调试少、测试效果好、稳定性高的方法和手段来实现设计。
2. 确定所设计题目的系统实现技术。
用模拟技术实现，还是用数字技术实现，如果都可以得话，我们推荐用数字技术来实现（在个人的实现能力允许的情况下）。
3.对于只能用模拟技术实现的题目，在硬件芯片选择上我们的原则是:①尽量选取易于调试的器件；2 尽量选取自己曾经使用过的器件，因为有些器件在使用时有些特点需要一段时间摸索才能熟悉。
3 在赛题允许的情况下，一般优先选择专用集成电路芯片，其次尽量使用运算放大器，最后在选择使用晶体管等分立元件，这样一方面会减小调试的工作量，另一方面提高测试结果的准确度。
系统框架一般大致以下几种：1. 以51系列、PIC系列、凌阳系列、AVR系列、ARM单片机为核心控制模块，辅以传感器、液晶显示、步进电机、数码管显示、外部存储器、键盘等实现的偏控制的系统框架。
如悬挂运动控制系统2. 以Lattice 、Altera、xilinx等厂家的FPGA可编程器件所建立的片上可变成系统（SOPC）为核心，辅以必要的显示、键盘、数模转换、直接数字频率合成专用芯片DDS等组成的偏波形处理的系统构架。
此构架对FPGA的门数要求相对高一些。
3. 以单片机控制、FPGA可编程器件处理为核心模块偏功能实现的系统构架。
此构架对FPGA的门数要求相对低一些。
4. 以硬件实现为主，单片机控制兼有的偏功能实现的系统构架。
如集成运放参数测定仪。
5. 以单片机、调制芯片、采样电路、频率合成DDS电路、FPGA系统、发射接受模块中的几个部分组成的偏通信传输的系统构架。
如单工无线呼叫系统。
（三）单元设计即设计系统各个功能模块的具体设计方案。
一般有三种类型分为：基于硬件的数字子系统的设计、模拟子系统的设计、单片机子系统的设计。
1.基于硬件的数字子系统的设计设计在开发软件平台上Maxplus 进行。
设计完毕（编译通过）就利用开发平台上的Maxplus进行仿真，然后烧录（下载）到芯片中。
目前PLD开发软件设计数字子系统的方法有原理图输人法和语言输入法。
这里需要特别提到的是VHDL或Verilog等高级硬件描述语言的使用。
所以建议参加电子设计竞赛的学生应认真学习，熟练掌握VHDL或Verilog，以便在设计过程中能很好地运用。
一般我们用VHDL或Verilog设计控制器和某些较特殊的模块．而一般的模块仍然采用原理图输人方式，尽量利用前人的成果并最终用原理图输入法完成顶层设计。
这种安排比较直观，便于调试和检查，是一种较好的方法。
关键是使用者是否能较熟练地掌挥这些器件及其开发软件的使用．因为，这些开发软件的使用通常需要一段熟悉的过程，如在相当生疏的情况下使用它们，则此法有可能成为完成设计工作的瓶颈。
2.模拟子系统的设计我们一般做的工作有设计功能电路、仿真电路、绘制PCB板图。
我们用的软件是Protel99se。
有余力的同学可以学习Multism 2001进行电路的仿真。
（回答protel99se方面的问题）。
3、单片机子系统的设计我们主要用的是凌阳单片机进行其软件的设计，可以参照凌阳单片机参考书，实现控制液晶、点阵数码管、数码管、步进电机、键盘、外部存储器等等。
具体参看图书馆电子图书数据库。
（四）组装调试1.设计系统的物理外观尽量美观、位置合理。
2.仔细组装电路，避免手直接接触芯片管脚，牢固固定PCB板防止震动，引起系统工作不正常。
3.调试要仔细，仔细检查电路后在通电源，防止因电源反接烧毁电路。
4.系统调试通过后，如有富余是需通电是系统工作至少半个小时以上。
5.确保计算机处于正常工作状态（无病毒），做好设计软件程序的备份工作，以防误删或感染病毒。
6.防止意外事情造成设计硬件的损坏。
比如饮用水流入设计好的电路板中。
（五）撰写设计论文具体参照全国大学生电子设计竞赛获奖作品选集（２００５）ＴＮ02 8649 b附录参考书目：１.振荡电路实用设计手册TN710.2-62/7743２.新型集成器件实用电路TN4 4750a３.一次集成电路适用手册TN4-62/4750４.锁相环电路设计与应用TN911.8/3426５.实用电子电路设计与调试TN702/7444６.通用电子电路应用400例TN710/2144７.实用电源电路设计TN710/3233８.电源集成电路手册TN86-62/4426９.实用电子电路精选TN710/474410.运算放大器应用技巧100例TN722.7/455011.无线发射与接受电路系统TN839/448212.VHDL数字电路设计与应用实践教程TN79/105213.控制专用集成电路及应用TN4/072514 集成电路应用500例TN4/6001主要仪器：数字和模拟示波器万用表稳压电源频率计DDS芯片液晶数码管外部ROM 语音芯片步进电机基本电子元器件的识别和使用方法。
