最新“天华杯”全国电子专业人才设计与技能大赛培训资料
大学生电子竞赛的组织和培训
实 验 动 手 是 整个 培 训 的最 重 要环 节 。它 不 是 普 通 教 学 里 常 见 的那 种 呆 板 、机 械 式 的验 证 性 实 验 ，而 是 集 资 料 搜 集 、 电 子元 件 焊 接 、 电路调 试 和 文 档 撰 写 在
２ １ 年第１期 ０１ ３
总 １期 第２ ５
中 砚代 袭 国 孝 各
ｌＮ ２４ ＳＮ４９－Ｔ Ｃ１７１８ Ｓ１ ９４／ １ ３ ６
－
大学生电子竞赛的组织和培训
黄 磊
南京林业大 学机 电学院 自动化系
摘
江苏 南京 ２ ０ ３ １０ ７
要：在多次指导 学生参加全 国大学生 电子竞赛 的基础 上 ，总结 出全面系统 的组织和培 训方法 。包括 理论 、实验 、选
技巧， 因此在培训时也需要对这些 内容做一定的传授。
１ ． ３模拟 比赛和 选 拔 最 后 的选 拔 工 作遵 循 公 开 公正 的 原则 ， 理 论考 分成
试和分组模拟 比赛两个部分， 按照综合成绩高低确定最 后的参赛选手。理论考试是对理论培训阶段传授知识 掌握情况的考查， 占总评成绩的３ ％左右。分组模拟 比 ０ 赛是对竞赛的实战模拟， 占总评 成绩的７％左右。方 它 ０ 法是直接从以往电子竞赛试题 中精选出合适的题 目， 让 同学们在规定的时间内完成， 期间教师的指导和干预要 尽量少。通过分组模拟 比赛， 既准确地考察出学生的水 平， 合理地确定出最后 的参赛人员， 又给 了学生（ 特别是 最后参赛 的学生） ～次难得 的实践锻炼机会， 增强 了他
全国大学生电子设计竞赛培训系列教程
全国大学生电子设计竞赛培训系列教程《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——基本技能训练与单元电路设计》内容简介本书是全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之一——《基本技能训练与单元电路设计》分册。
全书共7章，主要介绍了“全国大学生电子设计竞赛”的基本情况、设计竞赛命题原则及要求、历届考题的类型、考题所涉及的知识面和知识点、竞赛培训流程，以及赛前、竞赛期间的注意事项等内容；并较详细地讲解了电子竞赛制作的基础训练、单片机最小系统和可编程逻辑器件系统设计制作；最后介绍了单元电路的工作原理、设计与制作。
本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程性强，可作为高等学校电子信息科学与工程类专业、电气工程及自动控制类专业的大学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材，也可作为各类电子制作、详程设计、毕业设计的教学参考书，以及电子工程技术工程师的参考书。
前言全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办的面向大学生、大专生的群众性科技活动，目的在于推动普通高等学校的信息电子类学科面向21世纪的课程体系和课程内容改革，引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，加强学生工程实践能力的训练和培养，鼓励广大学生踊跃参加课外活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校形成良好的学习风气，同时也为优秀人才脱颖而出创造条件。
全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了七届。
深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、队和学生逐年递增。
全国大学生电子设计竞赛组委会为了组织好这项竞赛事，编写了电子设计竞赛获奖作品选编，深受参赛队员的喜爱。
有许多参赛队员和辅导教师反映，若能编写一部从基本技能训练、单元电路设计直至综合设计系列教程，那将是锦上添花。
2006年北京理工大学罗伟雄教授在湖南指导工作时也曾提出这个设想。
当时就得到了国防科技大学的领导和教员响应。
立即组建了“全国大学生电子设计竞赛培训系列教程编写委员会”。
“天华杯”全国电子专业人才设计与技能大赛培训资料共51页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特
大学生电子设计竞赛培训课件
理操作相关的公共关键点。
3
熟悉常见开发板
Arduino、ESP系列等开源硬件平台，掌握 上手及基础使用。
Autocad和Altium设计软件入门
简介
Autocad和Altium设计软件是 电子设计中最为常见的制图 和PCB软件。
基本操作
掌握常规绘图操作，熟悉引 入器件库、布局和路由、调 试等操作。
应用技巧
掌握更高级的应用技巧，并 注重掌握技巧的实际应用。
数字信号处理在电子设计中的 应用
数字信号处理在电子设计领域中非常重要，广泛应用于音频处理、图像和视 频处理、控制领域等。
基于单片机的能源管理系统
太阳能电池板
可将太阳能转化为电能，是一种 常用能量获取方法，可应用于各 种电子产品中的充电。
Arduino开发板
大学生电子设计竞赛培训 课件
欢迎来到电子设计竞赛的培训课件！本课件将带您深入了解大学生电子设计 竞赛的基本理念和实战技巧。
如何打造强大的比赛团队？
1 明确分工
确定各成员的具体角色和任务，充分发挥每 个人的专业能力。
2 注重实践
鼓励团队成员多学习、多实践，并及时总结 经验教训。
3 切磋互助
鼓励成员之间交流互动，促进团队凝聚力的 形成。
4 借力发展
与其他电子爱好者或机构进行合作，实现资 源共享，推动团队发展。
有效电子设计项目的关键组成部分
目标和指标 电路和PCB设计 控制系统和编程 原材料和供应商
需求分析和制定设计方案 模拟仿真分析和测试验收 固件和软件编写和测试 生产和装配管理及质量控制
电子设计项目规划策略和最佳实践
明确目标和时间表
3
太阳能电子器件的密封设计
对于使用在户外环境的太阳能电子系统 来说，坚固的密封设计和合理的材料选 择是至关重要的。
“天华杯”全国电子专业人才设计与技能大赛培训资料PPT文档52页
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
“天华杯”全国电子专业人才设计与 技能大赛培训资料
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
END
电路设计方案——“天华杯”资料
电路设计——“天华杯”资料一、硬件篇1、三极管及其应用2、光耦及其应用3、继电器及其应用4、595应用及其应用5、164及其应用6、74HC573及其应用7、74LS245及其应用 <样题中要求的芯片）8、光电传感器 <反射式和对射式）9、数码管及其应用<共阴和共阳）10、按键及其应用 <独立按键、矩阵按键、矩阵转独立按键）11、电机及其应用12、温馨提示二、软件篇1、Keil 仿真及延时语句的精准计算2、c51 常用头文件3、Keil C 编译器常有警示与错误信息的解决方法4、应用单片机端口输出 PWM5、应用反射式光电传感器进行转速检测“天华杯”指定下载软件 ISP-Pgm30a仅供参照，相互沟通，共同进步一：三极管PNP：8550NPN：90139014 8050在单片机应用系统中，三极管一般起开关作用，比方蜂鸣器控制电路电阻 R6主要起限流作用，只需保证三极管工作在饱和区即可，一般采纳 1k, 因为51单片机上电是高电平，所以一般都采纳 PNP管<8550），这样的话不会因为上电的高电平产生误动作。
假如碰到功率不够的话，能够采纳达林顿管:达林顿管就是两个三极管接在一同，极性只认前方的三极管。
详细接法以下，以两个同样极性的三极管为例，前方为三极管集电极跟后边三极管集电极相接，前方为三极管射极跟后边三极管基极相接，前方三极管功率一般比后边三极管小，前方三极管基极为达林顿管基极，后边三极管射极为达林顿管射极，用法跟三极管同样，放大倍数是两个三极管放大倍数的乘积。
二：光耦注意： R1 ，R2 取值均为 1k ，当 IO=1 时，三极管截止，灯不亮；当 IO=0 时，三极管导通，灯亮；本质应用中，两个VCC 应当是不一样的，这样才真实起到隔绝的作用三、继电器⊙1、12 为线圈的两头， 1 为正端， 12 为负端。
<线圈本质是个电磁铁）⊙3、4、5 为一个单刀双掷开关， 8、9、10 为一个单刀双掷开关。
电子设计大赛培训系列
类型 符号
关键字
有
整 型
无
实有 型有
字有
符 型
无
(signed) int (signed) short (signed) long
unsigned int unsigned short int unsigned long int
float double char unsigned char
所占位数
数的表示范围
什么是单片机？ ◆单片机
在一片集成电路芯片上集成微处理器、 存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片 微型计算机，即单片机。 Intel公司推出了 MCS-51系列单片机：集成 8位CPU、4K字 节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个 全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址 范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。
10
如：0001B -> 1 -> 1H(汇编),0x1(C语言) B表示为二进制，H为十六进制
1001B -> 9H,0x9 1010B -> AH,0xa 0010 1100 -> 2CH,0x2c
11
各种进位制的对应关系123、二进制数的逻辑运算
（1） “与” “与”运算是实现“必须都有, 否 则就没有”这种逻辑关系的一种运算。 运算符为“·”, 其运算规则如下: 0·0=0, 0·1=1·0=0, 1·1=1
机器周期和指令周期 （1） 振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提
供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上为 11.0592MHZ。
（2） 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的。
（3） 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期 S1~S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。
电子设计竞赛培训控制类
功能
在该引脚和地之间接小阻值电阻可用来检测电流 内置驱动器A的输出端1，接至电机A 内置驱动器A的输出端2，接至电机A 内置驱动器A的逻辑控制输入端1 内置驱动器A的使能端 内置驱动器A的逻辑控制输入端2 电机供电输入端,电压可达46V 逻辑地 逻辑控制电路的电源输入端为5V 内置驱动器B的逻辑控制输入端1 内置驱动器B的使能端 内置驱动器B的逻辑控制输入端2 内置驱动器B的输出端1，接至电机B 内置驱动器B的输出端2，接至电机B 在该引脚和地之间接小阻值电阻可用来检测电流
控制专题（一）：直流电机控制
➢循迹模块设计
•传感器布局：
•数量：最少2个，越多探测信息越丰富，但也要考虑电路复杂
•
度和功耗等
•排列：单排，双排，八字形排列、W型排列等
控制专题（一）：直流电机控制
➢循迹算法设计 •2传感器布局为例：
•状态一：小车走直线
P0.0
P0.1
当前状态标记
0
0
0
•控制策略：左右轮电机转速相同
•电机电枢两端的电压平均值Uo为：
控制专题（一）：直流电机控制
➢生成PWM波的方法
✓延时程序 ✓专用PWM波生成器 ✓带PWM模块的单片机 ✓单片机的定时器
•STC12C60S2 STC12C2052
控制专题（一）：直流电机控制
➢定时中断法生成PWM波
•设51单片机晶振12MHz，利用P2.0口发出周期为10ms，占空比 为50%的PWM波信号
控制专题（一）：直流电机控制
电子设计大赛培训讲义
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）。
电子设计大赛高频部分培训
发射出去。
电子设计大赛高频部分培训
•各部分作用 传输媒质：信息的传送通道（自由空间） 接收机：把高频振荡信号转换成原始电信号
• • •
• • •
信变发 号换射 源器机
接变受 收换信 机器者
•图1 无线通信系统组成框图
受信者：信息的最终接收者
电子设计大赛高频部分培训
•1.1 无线电广播发送设备的基本原理和组成
电子设计大赛高频部分培训
•3.高频功率放大器电路
• 3） 基极偏置电路 • 图(a)是利用iB的直流分量IBo在RB上产生所需的负偏 压，并通过高频扼流圈LB加到基极上，使UBE=-IBORB ；
电子设计大赛高频部分培训
•3.高频功率放大器电路
• 3） 基极偏置电路 • 图(c) 是利用iE的直流分量IEo在RE上产生所需的负偏 压，并通过高频扼流圈LB 加到基极上，使UBE =-IEO RE ；
电子设计大赛高频部分培训
•第三章 小信号谐振放大电路
•51k
•LC回路决定了放大
器带通特性，电阻R
•R
是用来降低回路Q值，
•10k
扩展通频带的。
•10k
•510 •0.01u
•小信号调谐放大器
•带宽增益乘积等于常数
•上面是以f0=30MHz为例的电路，如果要改变中心 频率，电路形式不变，只需重新设计LC回路即可。
电子设计大赛高频部分 培训
2023/5/20
电子设计大赛高频部分培训
•第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 •C题 简易无线电遥控系统
•一、任务 •设计并制作无线电遥控发射机和接收机
•1．无线电遥控发射机
•控制键
•编码
电子设计竞赛培训教程(ppt 37页)
竞赛注意事项
4 设计与调试
合理分工，各尽其能 有耐心，不要想当然 细心，不急躁 不到最后一刻，不要放弃
27
第二部分课程内容
28
推荐参考书
电子线路设计 试验 测试
29
推荐参考书
1 全国大学生电子设计竞赛培训系列教程
基本技能训练与单元电路设计 模拟电子线路设计 高频电子线路设计 电子仪器仪表设计 数字电路与自动控制系统设计
p 第七届（2005年） A题 正弦信号发生器 G题 三相正弦波变频电源
F题 数控直流电流源
10
历届考题分类
测量仪器类系统设计（10项）
p 第二届（1995年） 四、简易电阻、电容和电感测试仪
p 第三届（1997年） B题 简易数字频率计
p 第四届（1999年） B题 数字式工频有效值多用表 试仪
变频技术，变流技术
• AC-DC,DC-DC,DC-AC • 直流电机，步进电机控制驱动
19
赛前准备
20
赛前准备
培养各方面的能力 掌握各种基础知识 掌握各种技术、技能
21
赛前准备
赛前----磨刀
比赛----小试牛刀
22
竞赛注意事项
23
竞赛注意事项
24
竞赛注意事项
2 选题
不可草率 针对本组实力，不要追求太高难度的题 注意明确所选题目的每一个指标，不要对题目理解上
35
芯片手册
基础培训\datasheet阅读攻略.pdf 基础培训\SG1525AJ.pdf
36
认识元器件
电阻知识.ppt 电子元器件—电阻_电容_电感_知识大全
_PPT版.ppt
37
全国电子设计方案大赛培训讲义
全国电子设计大赛培训讲义、历届竞赛赛题解读第一届＜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 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第三届<1997年）全国大学生电子设计竞赛题目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。
电子设计大赛培训(1)
（三）IO口的第二功能用法： 初学时往往对的IO口的第二功能用法迷惑不解，认为第 二功能和原功能之间要有一个切换的过程，或者说要 有一条指令，事实上，各端口的第二功能完全是自动 的，不需要用指令来转换。 如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号，当微片理机外接 RAM或有外部I/O口时，它们被用作第二功能，不能 作为通用I/O口使用，只要一微处理机一执行到MOVX 指令，就会有相应的信号从P3.6或P3.7送出，不需要 事先用指令说明。
RAM按 照存储信息的方式，又可分为静态和 动态两种。 静态SRAM：其特点是只要有电源加于存储器， 数据就能长期保存。 动态DRAM：写入的信息只能保存若干ms时间， 因此，每隔一定时间必须重新写入一次，以保 持原来的信息不变。
中断：中断是一种使CPU中止正在执行的程序 而转去处理特殊事件的操作，这些引起中断的 事件称为中断源，它们可能是来自外设的输入 输 出请求，也可能是计算机的一些异常事故 或其它内部原因。 中断处理 程序：当中断发生时，处理器中止 当前正在运行的程序，而转到处理特殊事件的 程序段中去执行，这种处理中断的子程序就是 中断处理程序，又称为中断服务程序。 中断 处理程序的入口地址被安排在中断向量表中。
就以两个数相加这一简单的运算来说，当需要 运算的数已 存入存贮器后，还需要进行以下 几步：
第一步：把第一个数从它的存贮单元（Location）中 取出来，送至运算器。 第二步：把第二个数从它所在的存贮单元中取出来， 送至运算器； 第三步：相加； 第四 步：把相加完的结果，送至存贮器中指定的单元。
所有这些取数、送数、相加、存数等等都是一 种操作（Operation），我们把要求计算机执 行的各种操作用命令的形式写下来，这就是指 令。 但是怎样才能辨别和执行这些操作呢？这是在 设计单片机时由设计人员赋予它的指令系统所 决定的。 一条指令，对应着一种基本操作；单片机所能 执行的全部指令， 就是该单片机的指令系统 （Iustruction Set），不同种类的单片机，其 指令系统亦不同。
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三、知识准备及训练内容
单片机用于工业测控时，典型单片机应用系 统结构：
三、知识准备及训练内容
1、单片机系统
硬件设计
1）单片机基本系统（最小系统） 2）I/O接口 3）输入/输出通道 4）传感器及检测装置 5）执行机构 6）人机界面
程序设计
2、模拟、数字电子
1）单片机基本系统（最小系统）
并不强，复杂一点的程序就更是难读懂。 C语言提供了很多数学函数并支持浮点运算，
开发效率高，移植性强，故可缩短开发时间， 增加程序可读性和可维护性。 要熟悉基本语法、指令，开发环境的应用，常 用功能模块程序设计，程序设计调试方法。
3、模拟数字电子知识
1）电阻、电容、电感、二极管、三极管 等分立元件的应用
按信号的种类分为：
模拟量通道和数字量通道。
按信号传输的方向分为：
输入通道和输出通道 或前向通道和后向通道。
模拟量输入输出通道
模传 放 滤
拟 量
1
感 器
1
大 器
1
波 器
1
多 路
采 样 保
开持 模传 放 滤
拟感 大 波关 量器 器 器
n
n
n
n
计
A/D 算
控制 对象
机
执行部件
放大器
D/A
模拟量输入通道涉及：
① 违反规定提前进行操作的，由现场 评委负责记录，扣5-10分；
② 上交作品中，部件松动扣10分、工 作不稳定扣5-10分、不能正常工作扣 20-30分、电路短路扣30分；
③ 完成工作任务过程中，因操作不当 使自己或他人受伤扣10分；
④ 发生损坏赛场设备、污染赛场环境、 将工具遗忘在赛场等不符合职业规范的 行为，视情节扣5-10分。
“天华杯”全国电子专业人 才设计与技能大赛培训资料
单片机设计与开发大赛
一、大赛规则 二、单片机设计与开发资源主板电路图 三、知识准备及训练内容 四、单片机系统设计调试方法
4、评分
满分为100分 ① 硬件电路设计（20分） 根据电路设计质量评分。设计原理正确，
用配发元件易于实现，注重设计成本和 可靠性。 ② 电路板焊接与装配（15分） 根据焊接和装配工艺质量评分。焊接和 装配正确，符合工艺、安全、电气要求， 作品整洁、美观、可靠。
输入进行事件计数，实现脉冲的频率、 周期测量。
数字量输入输出通道
输入：电平转换、隔离、防抖动。 输出：功率驱动、电磁隔离。 需要注意的是：
继电器、固态继电器的控制 常用的开关量功率驱动电路，如：功率三极
管、达林顿管驱动、晶闸管驱动等 光电耦合器
4）传感器
传感器：把各种非电量信息转换为电信 号，实现现场信息的采集。
2）运放的应用：在信号运算、信号 处理、运放在波形产生、信号测量方 面的应用
3）常用芯片的原理：7407、 7404、
74LS573、 74LS244、74LS138等
四、单片机系统设计调试方法
1、单片机系统设计的指标 满足工艺要求 操作性要好 可靠性高 实时性强 经济效益好
2、单片机控制系统的设计步骤
保证单片机工作的最小应用系统 电源、晶振、复位、程序下载接口等
2）I/O接口
单片机主机和外围电路的连接部件。
对于51单片机，P0~P3四个基本口； P0+锁存器，可扩展数据和地址线； 若外围设备较多，需扩展接口资源，如
8255等 注意：驱动能力的扩展
3）输入/输出通道
计算机和生产过程之间进行信息传送和 变换的连接通道。
传感器、信号调理（放大、滤波等）、多路 开关、采样保持、A/D转换。
模拟量输出通道涉及：
D/A、放大、多路切换、执行机构驱动， V/I变换等。
数字量输入输出通道
数字量是相对同的信号处理方式不同。 对脉冲信号，可通过I/O口输入或中断源
思考：DAC0832的应用. 输出电压的范围？
8、电源 思考：J20~J26的作用？D9~D13的作用
上交电子文档必须以选手比赛编号命名，不得 使用实名，否则比赛成绩记为0分。
假如比赛编号为200917234，则四个电子文 档依次命名为：
200917234示意图.BMP； 200917234原理图； 200917234流程图.BMP； 200917234源程序.TXT
③ 产品硬件电路调试（20分）
根据测试、调试情况评分。各元器件 和部件连接正确，电路参数设置合理， 符合工艺、安全和技术要求。调试合理， 方法正确，测量工具的使用符合规范。
④ 编写程序及软、硬统调（45分）
根据编写程序、在线下载程序情况评 分。
违规扣分
选手有下列情形时，需从参赛成绩中 扣分:
接线端子排
2、键盘
思考： J1的作用？ J5的作用？ J7的作用？
注：矩阵键盘的工作原理
3、拨码开关
4、LED显示
思考：J13、U3、的作用？ RP3、RP4、RP5的作用？是否必须？
5、LED指示灯
6、A/D转换器
思考：J6、UJ10、J11、J12的作用？ ADC809的应用。
7、D/A转换器
传感器一般由敏感元件、传感元件和转 换电路三部分组成。
对转换后的电信号进行测量，并进行放 大、转换等处理等功能，——输入通道。
5）执行机构
计算机的计算输出，最终是要通过执行 机构作用于对象的。
执行器按动力源可分为：
电动式、液压式和气动式。 在电动执行器中，一般有直流电机、步进电
机、电磁线圈等。
因此需注意：直流电机、步进电机、继 电器、晶闸管的驱动控制。
6）人机界面
设置参数，控制系统的运行，指示系统 运行的状态。
对单片机系统来说，主要是：
键盘（矩阵、独立式），拨码开关 LED数码管显示、LCD液晶显示 打印机
2、软件设计
51的编程语言常用的有二种： 一种是汇编语言，一种是C语言。 汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却
⑤ 发生严重违规操作或作弊等情况时， 确认后由主评委宣布终止该选手的比赛， 其成绩以0分计。
二、主板电路图
1、单片机小系统 2、键盘 3、拨码开关 4、LED显示 5、LED指示灯 6、A/D转换器 7、D/A转换器 8、电源
1、单片机小系统 思考：J2的作用？ PR1的作用？