電子競賽培訓教程之一：賽前培訓1.1.1參賽隊員的挑選全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的四大學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動。 參賽單位以普通高等學校為參賽單位，參賽學校應成立電子競賽工作領導小組，負責本校學生的參賽事宜，包括組隊、報名、賽前準備、賽后總結等。參賽隊和參賽學生每隊由三名學生組成，除研究生以外所有具有正式學籍的在校本科生、專科生都有資格參加。各學校可以根據本學校的師資、資金、設備、場地等實際情況，組織學生參加。我們采取的方法是：“自愿報名，多次篩選”，分3個階段進行。首先是發(fā)動學生報名，組織學生進行相關的理論課程培訓。通過第1階段的培訓，淘汰一部分學生。第2階段組織學生進行相關的實踐課程培訓，通過第2階段的培訓，再淘汰一部分學生。第3階段組織學生進行強化訓練，通過第3階段的培訓后，確定參賽隊員。有競爭就有壓力，有壓力就有動力。以南華大學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，最后參賽隊員24人。全國大學生電子設計競賽的組織運行模式為：“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針，有條件的學校也可以動員社會力量參加，如公司企業(yè)給與一定的資助，使更多的學生可以參加競賽，得到這個機會。1.1.2理論課培訓對于本科院校來講，參賽的學生是大三的學生，從課程安排來講有些課程如單片機、可編程邏輯器件、傳感與檢測技術等是需要提前的。我們的組織方法是提前一個學年開始培訓，基本的安排如下：第1個學期進行理論課程培訓，用16周的星期6與星期日，每周8個學時，168128學時。其中：單片機基礎與編程40學時，可編程邏輯器件與編程40學時，Protel電路設計軟件12學時，EWB/Multisim電路設計仿真軟件12學時，傳感與檢測技術24學時。單片機和可編程邏輯器件課程按基礎知識和實際編程兩部分進行，以應用為導向，對理論知識不作全面的展開，特別是單片機指令和VHDL語言用多少學多少，根據實際編程需要講解。特別注重軟件開發(fā)工具的使用，接口電路的學習與訓練。傳感與檢測技術按必需和夠用的原則來安排課程內容，盡可能的利用現有的實驗設備多做實驗。理論培訓課程表如表1.1.1所示。表1.1.1理論培訓課程表課程名稱 主要內容（知識點） 教學建議 學時數 單片機基礎與編程 單片機內部結構與工作原理 引腳端、內部存儲器、中斷、I/O、T/C、指令系統(tǒng)，介紹基本結構與工作原理，注重從應用的角度出發(fā)，采用“Black Box”方法，不過多的涉及內部的電路。指令的應用在程序設計與開發(fā)系統(tǒng)使用中加深了解。 6 單片機接口電路 鍵盤、顯示器、D/A、A/D接口電路工作原理與編程 6 單片機程序設計 指令應用、程序結構，通過實際應用例分析指令特點，講解程序設計方法 6 單片機開發(fā)系統(tǒng) 開發(fā)工具使用、程序匯編、實驗系統(tǒng)使用，建議將實驗系統(tǒng)提供給學生，利用課余時間多進行訓練。 22 可編程邏輯器件與編程 FPGA內部結構與工作原理 引腳端、CLB、IOB、內部存儲器、互聯資源，介紹基本結構與工作原理，注重從應用的角度出發(fā)，采用“Black Box”方法，不過多的涉及內部的電路。 4 VHDL語言 VHDL語言的程序結構、語言元素、基本語句、屬性、子程序、基本數字電路的VHDL描述，通過實際應用例講解VHDL語言，分析其特點，講解程序設計方法 8 FPGA接口電路設計 參考單片機接口電路設計，重點講解電路結構與編程 4 FPGA開發(fā)系統(tǒng) 開發(fā)工具使用、編程、實驗系統(tǒng)使用，建議將實驗系統(tǒng)提供給學生，利用課余時間多進行訓練。 24 Protel電路設計軟件 原理圖設計 Protel/sch環(huán)境設置、畫圖工具的使用、層次電路圖設計、報表生成等，通過實際電路設計例講解，在計算機多媒體教室講授。 6 PCB設計 PCB基礎、環(huán)境設置、網絡表的引入與管理、組件管理、報表輸出等，通過實際電路設計例講解，在計算機多媒體教室講授。 6 電路仿真分析 仿真元器件、仿真分析、參數設置，通過實際電路設計例講解，在計算機多媒體教室講授。用多少講多少，如仿真分析不要全部都講。如果講授EWB/Multisim，此部分內容也可以不講。 6 EWB/Multisim電路設計仿真軟件 EWB/Multisim基本操作 文件的操作、儀器的使用、電路的創(chuàng)建等，通過實際電路設計例講解，在計算機多媒體教室講授。 4 EWB/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，通過實際電路設計例講解，在計算機多媒體教室講授。 8 傳感與檢測技術 電子測量方法與原理 測量方法、數據分析與處理，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，按必須和夠用的原則講解，盡可能的利用現有的實驗室設備進行。 20 1.1.3實踐課培訓第2個學期進行實踐課程培訓，也用16周的星期6與星期日，每周8個學時，168128學時。按照基礎訓練、儀器儀表使用、單元電路訓練、單片機系統(tǒng)訓練、可編程邏輯器件系統(tǒng)訓練一步一步的進行。以實際動手能力的培訓為主?；A訓練主要訓練裝配工具及使用方法、裝配工藝、元器件識別、印制電路板設計與制作等內容。儀器儀表使用主要訓練數字萬用表、示波器、邏輯分析儀、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、電機驅動電路、LED和LCD顯示與驅動電路、A/D電路、D/A電路等。所有電路訓練都要求按照工作原理、電原理圖、印制板圖、裝配圖、電路調試進行實際制作和整理資料（設計報告）。單片機和可編程邏輯器件系統(tǒng)訓練包括最小系統(tǒng)設計制作、AD/DA接口電路與程序設計、LED數碼管接口電路與程序設計、LCD接口電路與程序設計、其他接口電路與程序設計、以及編程技巧、容易混淆的幾個概念、常見錯誤類型及原因分析等內容。所有訓練都要求按照工作原理、電原理圖、印制板圖、裝配圖、電路調試、程序設計進行實際制作和整理資料（設計報告）。實踐培訓課程表如表8.1.2所示。表1.1.2實踐培訓課程表課程名稱 主要內容（知識點） 教學建議 建議學時數 基礎訓練 裝配工具及使用方法、裝配工藝 通過實際操作演示與學生實際操作練習完成 1 元器件識別 利用實際的元器件進行教學 2 印制電路板設計與制作方法，注意事項 利用多媒體教學軟件介紹印制電路板的基本設計方法，演示實際印制板制作過程 2 儀器儀表使用 穩(wěn)壓電源 提醒學生注意電源的操作過程與步驟（如電壓的調節(jié)、電源開/關機的循序等） 1 數字萬用表 檔位調節(jié)，測量原理與方法，結合實際電路測量進行講解。 1 示波器 面板操作，測量原理與方法，結合實際電路測量進行講解。 1 頻率計 面板操作，測量原理與方法，結合實際電路測量進行講解。 1 函數發(fā)生器 面板操作，工作原理，結合實際電路測量進行講解。 1 其它儀器儀表使用 頻譜分析儀，LC參數測量議等 面板操作，測量原理與方法，根據學生所選擇的訓練題目要求，進行單獨的訓練，結合實際電路測量進行講解。 4 單元電路訓練 電源電路 集成穩(wěn)壓電源、開關電源，要求學生完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調試、設計總結報告（以下訓練，要求相同） 2 放大電路 測量放大器、功率放大器（低頻、高頻） 4 運算放大器電路 線性應用電路、非線性應用電路 8 傳感器電路 光電、紅外、超聲、金屬傳感器電路，非電量與電量的轉換電路，信號形式，與放大器、微控制器的接口電路設計與制作 8 驅動電路 繼電器、電機、LED、LCD等驅動，與微控制器的接口電路形式設計與制作，部分電路可以結合單片機和FPGA系統(tǒng)訓練進行。 8 A/D 與D/A電路、 與微控制器的接口電路形式，編程，可以結合單片機和FPGA系統(tǒng)訓練進行。 6 單片機系統(tǒng)訓練 單片機最小系統(tǒng)電路板硬件設計 單片機最小系統(tǒng)制作，要求學生完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調試、設計報告（以下訓練，要求相同） 6 單片機最小系統(tǒng)電路板測試程序設計 單片機最小系統(tǒng)電路板測試程序編制 4 接口電路與程序設計 A/D、D/A、LCD、LED、鍵盤、驅動電路設計與制作，部分內容可以與單元電路訓練結合起來訓練。 8 編程技巧 分析一些程序例，結合電路進行講解。 4 可編程邏輯器件系統(tǒng)訓練 FPGA最小系統(tǒng)設計與制作 FPGA最小系統(tǒng)電路、印制板、電源電路的設計，要求學生完成電原理圖、印制板圖、裝配圖、實際制作、電路調試、設計報告（以下訓練，要求相同） 12 FPGA最小系統(tǒng)配置電路的設計 PC并行口配置、單片機配置、Spartan-器件的配置、各種模式的配置方式 2 Modelsim仿真工具的使用 設計流程，功能仿真和時序仿真步驟，時序仿真步驟、查錯分析注意基本操作方法。 8 FPGA的最小系統(tǒng)板的下載 設計的實現過程，使用iMPACT配置FPGA最小系統(tǒng)板的過程，通過實例進行教學分析。 2 常見錯誤及其原因分析 語法錯誤、信號與變量、IFELSE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，通過實例進行教學分析。 6 編程技巧 程序優(yōu)化、狀態(tài)機優(yōu)化、片內資源的開發(fā)利用、毛刺與抗干擾、宏功能模塊和IP核復用等，通過實例進行教學分析。 6 1.1.4強化訓練強化訓練在暑假中進行，按6周進行。訓練目標是模擬實際競賽。以歷年的競賽題目為模板，適當進行一些調整。每周一個題目，全部訓練要求按照實際競賽要求進行，“競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行。競賽期間學生可以查閱有關文獻資料，隊內學生集體商討設計思想，確定設計方案，分工負責、團結協作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務；競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導；競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量?！薄Ｃ看沃谱魍瓿珊?，分軟件編程、硬件制作、設計總結報告3部分進行分析比較和交流，找出存在的問題。強化訓練可以根據本校的實際情況進行，需要考慮的主要問題有：a.經費？b.競賽選題方向？是全面展開？還是集中在某幾個方向？1.1.5隊員的組合與分工在訓練的第2階段的后半部分，即單片機和可編程邏輯器件系統(tǒng)訓練階段，組織學生進行分組，分組原則按自愿組合進行。每組3人，按照軟件編程、硬件制作、設計總結報告寫作3部分進行分工，每個隊員各有側重，分工合作。每次制作完成后，分軟件編程、硬件制作、設計總結報告3部分進行分析比較和交流，找出存在的問題。 本文來自: 大學生電子設計聯盟(http:/www.nuedc.net.cn/) 詳細內容請參考：http:/www.nuedc.net.cn/thread-3104-1-1.html