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在9届电子设计竞赛中,“控制类赛题”除了1994和1995年外,其它每届都有,共有9题:
①水温控制系统(1997年C题);
②自动往返电动小汽车(2001年C题);
③简易智能电动车(2003年E题);
④液体点滴速度监控装置(2003年F题);
⑤悬挂运动控制系统(2005年E题);
⑥电动车跷跷板(2007年F题本科组);
⑦电动车跷跷板(2007年J题高职高专组);
⑧声音引导系统(2009年B题);
⑨模拟路灯控制系统(2009年I题高职)。
其中与电动小车有关的有6题。
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从历届的赛题来看,主攻“控制类”赛题方向的同学需要了解和掌握:
(1)系统控制方案和算法设计
(2)微控制器电路模块制作和编程:如:AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B
、STM32F103VET6等等。
(3)微控制器外围电路模块制作和编程:如键盘及LED数码管显示器模块、RS-485总线通信模块、CAN总线通信模块、无线收发器电路模块、ADC模块、DAC模块等等。
(4)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。
(5)电机控制电路模块制作和编程:如直流电机驱动模块(L298N)、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。
(6)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
(7)电源电路模块制作
(8)电动小车制作
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“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点,特别是有关自动控制理论与算法方面,对有些专业的同学来讲,在专业课程中是没有的,需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础,盲人摸象,行动一定会有困难。
“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点,对于不同的赛题,控制目的和要求都是不相同的,其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题,适当做一些修改,进行培训。
随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展,电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高,在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则,训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中,对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块(如直流电机驱动模块、步进电机驱动模块、传感器模块等)进行设计与制作,制作和掌握这些模块的使用,为竞赛做好充分的准备。
根据我们在培训过程中对学生的了解,主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好,而对模拟电路、小信号处理(如2009的音频信号)缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理(如全部都是开关动作),从2007、2009的赛题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。
主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力,考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题,还有可能出现什么样的控制算法,还有哪些传感器可能被使用(如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等),在培训过程中事先训练一下。
准备:
电源模块:①常用的电源稳压模块12V,9V,5V,±5V,±12V;②可调升压电源模块;
2、最小系统:确定一类竞赛用的单片机,C51,AVR,FPGA,STM32等,做一个最小系统,引出所以端口。
3、驱动模块:这个应该是属于必备的模块(如果选择控制类题目),常用的L298,L297,UNL2003,UNL2803等。
4、信号处理模块:信号处理模块主要把一模拟信号转为开关量。把一些信号转为其他信号(把正弦波转为方波),电压比较器(LM393,LM339),信号放大(常用运放TL082,TL084).
5、AD,DA模块,现在高级一点的单片机基本都带有AD,但是还是要准备一些DA模块。AD,DA模块能在一些传感器场合中用到。
6、传感器模块:这一块应该说是准备阶段重点要准备的。①循迹光耦(一般是黑线)也可以借鉴飞思卡尔只能车大赛,循导线(带有一定频率的导线)。②趋光模块(光敏电阻或者光敏二极管);③霍尔传感器④接近开关(探测金属)⑤超声波传感器(测距,避障)⑥红外(无线遥控,避障)⑦角度传感器⑧加速度传感器⑨湿度传感器⑩烟雾传感器,温度传感器⑪颜色传感器7、声控模块,语音播放模块,录音模块
8、单片机外接人机模块:数码管显示,液晶显示,LED灯,蜂鸣器,矩阵键盘,独立键盘。
9、无线模块(无线串口模块,NRF905,CC1100等选择一种)。
10、电机类(减速电机,步进电机,测速电机)