2015年全国大学生电子设计竞赛培训计划

一、指导思想:

为进一步贯彻落实怀化学院“一个中心,两个突破”的改革发展思路,积极推进“三位一体”育人模式,实现我院以专业能力培养为核心的应用型人才培养目标,以参赛获奖为动力,积极组织开展有针对性的培训指导活动,有助于实施素质教育,培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。借鉴去年湖南省大赛、2013年全国大赛的培训与参赛经验,结合我系实际情况,特制定2015年物信系全国大学生电子设计竞赛培训计划。

二、组织机构:

 1、领导小组成员

贺达江、王晓鹏、向少华、杨恒玲、沈志新

 2、指导老师:

组织负责人: 李晓帆

日常工作组织:朱俊标、舒军

元器件供给:张学斌

指导老师:拟聘请以下老师作为本次培训与大赛辅导老师,根据具体情况进行分组。聘请以下老师作为本次暑期培训与大赛辅导老师,其中第一位加粗者为本小组组长。

电源组:左鹏(电力电子、单片机)、贺达江、杨恒玲、张东海、陈雷平(高频)、朱俊标、舒薇、郑勇

仪器仪表组:肖  景(仪表)、宋庆恒、张学斌、向腊(模电)、舒君、张乐冰、

电子电路组:周  群(高频)、蔡鹃、简小明(模电)、张沛(模数电)、周妮(模电)、张耀东(高频)杨会平

三、培训地点、阶段及方式

培训地点:理论培训:科技楼412、112   设计制作:科技楼102、106、108

培训阶段:  

1.基础知识培训: 2015年5月4日~6月30日

2.实训(包括模块准备):2015年7月1日~7月31日

3.模拟实战: 2015年8月1日~8月10日

4.竞赛:2015年8月 12日~8月15日

5.后续工作: 2015年8月16日-2015年12月30日

培训方式:

基础知识培训阶段采用辅导老师以专题形式,集中授课,授课地点为科技楼412或112室。

实训和模拟实战阶段分为电子电路组、自动控制组、仪器仪表组、电源组,以项目设计与制作形式,每组设定负责人,在实训阶段完成3-4个项目,在模拟实战阶段完成1-2个项目的设计与制作,进行实物验收,提交相关报告。

竞赛阶段:选拔6-10组,参加全国电子设计大赛;

后续工作由组织负责人提交培训总结,完成大赛的后续工作,包括文档归档、展出,以资料形式供今后学生学习。

整个培训以老师辅导和学生制作相结合,辅导老师帮助学生提出可行性设计方案。

培训内容最好从专业课程教学中提出,可参考高吉祥主编的全国大学生电子设计大赛培训系列教程,设计实训阶段的项目。

四、培训内容

2013年参加5月25日昆明会议时,据大赛组委会组长张晓琳教授透露,今后大赛重点解决以前存在的以下4个方面的问题:1重数字轻模拟,2重低频怕高频,3重软件轻硬件,4轻视基本知识。这些问题是学生解决问题的能力欠缺和书写设计报告空洞的体现,本着培养学生的动手能力,本着竞赛是推进教学改革的原则,今年培训的重点考虑基本电路的分析和理解,基础知识的积累和综合,加大基础知识的培训和基本电路的分析力度,要求将知识点讲深讲透。

电源组:侧重于直流稳压电源,开关电源,光伏并网,双电压源并联,实用型的光伏并网系统。

电子电路组:侧重于模拟电路、高频电路,放大器、信号源,接收发射机等。

仪器仪表组:网络阻抗测试仪,数字电压表,简易频谱分析仪,简易数字存储示波器设计。

1.基础知识培训阶段:

第一层次:基本技能训练与电源电路设计

 

根据大二学生和大三学生的基本情况,基础培训阶段考虑夯实基础和熟练掌握设计工具的培训。

在培训前期重点提高学生对模拟电路、数字电路、高频电路、滤波电路、电源电路以及通信电路的理解,夯实单片机设计与编程等基础知识。要求学生在熟练地掌握焊接技术、识别常用电子元器件、操作通用电子设备(如万用表、信号源、示波器)等的基础上,熟练使用Multisim 10.1/ Protues等软件进行电路设计与仿真,以缩短设计时间;熟练掌握用Protel99 SE/Altium Designe软件绘制原理图和制作PCB板图;熟练使用KeilC51等进行C语言程序设计与调试。

完成电源电路的设计与制作,要求每个小组自行制作常用测试和设计用的电源,使用集成电路设计稳压电源,减小输出纹波的同时保证输出能力,确保培训与比赛的正常电源供应,避免因电源设计不足导致的比赛失败。

第二层次:单片机、CPLD/FPGA等EDA技术培训,提高系统化设计能力

单片机:熟练掌握STC51单片机的工作原理及接口技术(并行接口、串行接口、I/O三态驱动、内部ADC、LCD与数码管显示接口和键盘接口),能按要求绘制出单片机应用系统的原理电路图,能用C语言写出较复杂的应用程序、监控程序,能熟练驾驭单片机及其外部接口,能使用键盘、显示器实现人机交互要求。

CPLD/FPGA及EDA:熟练掌握图形输入的设计方法,对由单元电路构成的功能电路能够打包建库;能够掌握硬件描述语言,能使用VHDL语言设计程序与单元功能部件; 熟练掌握QuartusII设计软件的使用;能用CPLD/FPGA设计较复杂的数字电路或系统。

2.模块准备阶段:

在具备了基本的竞赛能力后,对竞赛分为3个方向进行重点培训,包括每个方向内的模块设计、专题训练与报告训练,使其真正具备参赛水平。

第一层次:分方向进行单元电路设计培训。

模电、仪表、高频类:结合题目进行包括电源设计、信号放大电路、信号处理电路(有源滤波、V/F转换、F/V转换、A/D转换和D/A转换等)、信号产生电路(振荡电路和各种波形发生器等)、的设计、安装与调试。基本的传感器电路模块制作和编程:如光电传感器模块、超声波发射与接收模块、温湿度传感器模块、倾角传感器模块、角度传感器模块、音频信号检测模块等等。基本的电机控制电路模块制作和编程:如直流电机驱动模块(L298 N)、 步进电机驱动模块(L297+L298N,TA8435H)、舵机控制模块、光电隔离模块等等。声音引导类放大器电路模块制作:小信号放大器电路模块、滤波器电路模块、音频放大器;基本通信协议(RS232.RS485.I2C.SPI)、常用控制算法(PID)等的编程与实现。汽车自动行驶相关算法(摄像头处理图像)的设计、编程与实现。具体模块设计的内容可参照附录2。

第二层次:设计报告写作和综合运用技能培训。

要求学生能按规范要求写出合格的设计报告;能综合运用模电、数电、高频、单片机、CPLD/FPGA、DSP等基础知识解决工程设计问题,为达此目的需挑选几个有代表性的题目,组织学生进行专题训练。

3. 实例训练阶段:

各分组指导老师自拟题目,按全国大赛流程对学生进行一次考察,要求学生能在规定时间内拿出设计方案,设计并制作出题目要求的硬件电路与软件,按规范要求写出合格的设计报告。

4. 模拟实战及预测题目阶段:

    各方向指导老师参考竞赛题目出题,然后由实训中心按照比赛要求进行模拟考试。元件清单下来后,全体指导老师对竞赛题进行预测并做好相关准备。

5. 开发工具:

开发工具的培训内容主要包括:

(1)、Protel/Altium Designer的使用与高级应用(层次原理图、双面板设计等)

(2)、51系列单片机C语言程序设计编译环境(Keil C51)与调试方法

(3)、QuartusII的使用以及VHDL程序设计与调试方法

(4)、Multisim / Protues电子设计仿真软件的应用

六、培训目标

短期目标是为2015年全国大学生电子设计竞赛做人才准备,长期目标则是提高整个系部学生的动手能力,为就业、深造打下坚实基础。通过该课程基础巩固、能力提升、项目攻关三个层次的训练,激发学生的兴趣,挖掘潜能,使学生具备以下基本能力和素质:

1、由需求分析至总体方案、详细设计的创造性设计能力;

2、熟练运用设计工具,设计原理图、绘制PCB板,编写调试MCU、CPLD、FPGA可编程逻辑软件的能力;

3、熟练运用仿真器、示波器、信号发生器调试硬件的能力;

4、掌握常用的典型电路及其应用的能力;

5、故障定位、解决问题的能力;

6、文档写作技能;

7、团队协作精神和大局意识,处变不惊、沉着冷静的良好心理素质。

同时培训过程中及时掌握学生动态,遇到问题组织小组讨论,总结经验,不断探索,逐步形成一整套行之有效的训练组织方式方法。力争在2013年全国大学生电子设计竞赛中取得优异成绩。

七、培训管理

1、实验室管理:

设置科技楼102、106、108为电子设计大赛专用实训实验室,对所有参赛人员开放,每天开放时间为8:00—22:00,所有进出人员皆要履行登记手续(即登记进出时间,如有特殊要求可填写在备注栏),并严格遵守创新实验室管理条例。

2、培训项目管理:

每个参赛队员或队的每个项目在实施前,需写设计方案报告,设计方案内容为:项目名称,原理框图(要求标注器件参数、计划进度、元器件清单)。

每个项目完成后需验收,并书写总结报告,报告内容为项目名称、实验电路图,测试方法、测试数据以及总结。并将项目设计方案、总结报告电子版(文件夹名:学号+姓名+项目名称)交朱俊标老师处备案。

3、书籍管理:

实训中心已购买一批图书资料,只限参赛队员在实验室查阅,如有特殊要求,需报请指导老师批准后,方可借阅一周时间。

4、设备器件管理:

所有调试设备皆由实验室提供,由朱俊标老师统一调度,不得随意挪动及拆卸。培训及竞赛所需器件由各小组列出清单随方案一起提交,经各方向指导教师签字批准后,交给朱俊标老师汇总,然后由实验室统一提供。

 

 

 

物理与信息工程系  实训中心

2015年5月20日   



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