1.3 大學生電子設計競賽培訓計劃
1.3.1 競賽培訓知識體系
表1-2列出的競賽題可劃分為七類：電源類、數據采集類、放大器類、信號源類、高頻無線電類、儀器儀表類和控制類，從教學課程角度來說，電源類、放大器類、信號源類又可歸為模電類。歷屆競賽題涵蓋知識面和知識點范圍極廣，競賽培訓不可能做到面面俱到，其核心知識體系包括基礎理論、基本技能和系統設計三部分，如圖1.2所示。
圖1.2 大學生電子設計競賽培訓知識體系
1.3.2 大學生電子設計競賽培訓流程
從已舉辦過的九屆全國大學生電子設計競賽來看，競賽題目范圍基本確定，因此，部分院校積極組織教師認真解讀歷屆賽題，舉辦賽題解讀講座，研討競賽題的出題意圖，明確培訓內容及課程教學改革的方向、目標和做法等。
“三階段訓練法”是現階段各參賽高校賽前最常采用的培訓方法，如圖1.2所示必備知識貫穿在培訓的每一階段。
（1）基礎訓練階段——達到“六會”（會看圖、會焊接安裝、會測量、會調試、會查資料、會寫文檔）。
（2）模塊訓練階段——建立相關硬件、軟件“資料庫”。
（3）綜合訓練階段——針對歷屆大賽試題，將模塊綜合訓練，合成某種系統。
大學生電子設計競賽隊員選拔及培訓流程如圖1.3所示。
圖1.3 大學生電子設計競賽隊員選拔及培訓流程
第一階段以上一年度省電子設計競賽獲獎學生或上屆全國大學生電子設計競賽學生為核心，從電子信息類專業選拔15名左右在電子系統設計方面有濃厚興趣，并有一定電子技術和電子工藝基礎的學生，采用“1帶2”或“2帶2”等“以老帶新”的形式，圍繞某個專門課題進駐電子設計開放實驗室，指定輔導教師跟蹤輔導。在共同課題研究過程中，用參賽老學生的應用電子系統設計思路、解決問題的方法，以及攻關經歷、參賽經驗教訓等帶動新學生進步，鍛煉他們的基本電子工藝技能、團結協作的精神、解決工程問題的方法和能力，發現和培養9～12名骨干學員。
第二階段面向全校有興趣學生，開設應用電子系統設計（大學生電子設計競賽）系列選修課。通過課堂和課下接觸發現和選拔9名左右大二學生、18名左右大三學生，參加第三階段培訓，以骨干學生為核心組成12個左右“以老帶新”的培訓小組，將歷屆競賽題目分解成模塊，進行模塊電路和模塊軟件訓練和積累。
第三階段根據第二階段培訓完成情況和參訓學生考察情況，確定最后參賽學員名單。按照“重點保證，面上兼顧”的原則組成實際的參賽隊，依據表1-2列出的題目分類，在器件、儀器等資源上重點保證其中2個左右題型，兼及其他。參訓大二學生主要是為次年的省大學生電子設計競賽進行儲備培訓，原則上不參加本年度的全國大學生電子設計競賽。對參賽隊依據確定的方向選擇2～3個往屆競賽題目或者類似應用電子系統，模擬競賽日程進行強化訓練。
1.3.3 賽前準備
1．隊員的組合與分工
組織培訓的老師和參賽的隊員一起，通過對所公布的基本儀器和主要元器件清單進行分析，可以了解一些可能出現的題目和作品應完成的功能。參賽隊員可以根據自己的訓練情況，選擇一兩個題目方向進行準備。
每組3人，按照軟件編程、硬件制作、設計總結報告三部分進行分工，每個隊員各有側重，分工合作。
2．儀器的準備
根據公布的基本儀器清單和選題方向，準備好儀器。熟悉所需要的儀器的使用方法。
例如，選擇無線電類的競賽隊員應該熟悉高頻信號發生器、數字示波器、電感、電容測試儀、頻率特性測試儀、高頻毫伏表的使用方法。而選擇控制類的競賽隊員可以不需要熟悉這些儀器的使用。
3．元器件的準備
根據公布的基本儀器清單和選題方向，準備好一些元器件，建立器件庫。參賽隊員應了解元器件庫中已有的元器件，熟悉所需要的元器件資料，包括技術參數、引腳功能、內部結構、應用電路和使用方法，建立相應的電子文檔。
4．最小系統的準備
在競賽中，可以使用單片機開發系統及EDA開發系統、單片機最小系統（僅含單片機芯片、鍵盤于顯示裝置、存儲器）和可編程邏輯器件下載板（僅含可編程芯片、下載電路、配置存儲器）。了解這些系統器件的使用方法，準備好相關的資料，如文字說明、電原理圖、基本功能程序段等（寫設計報告需要使用）。
5．單元電路的準備
根據公布的基本儀器清單和選題方向，準備好元器件和單元電路（包括文字說明、電原理圖、基本操作控制程序等）。
例如，選擇運動控制類題目的競賽小組可以準備好單片機最小系統板或者可編程邏輯器件最小系統板、電動機正/反轉控制電路與控制程序、光電傳感器檢測電路、超聲傳感器檢測電路、金屬探測傳感器檢測電路、紅外傳感器檢測電路以及相關的數據處理程序。
選擇儀器儀表類的競賽小組可以編制一些波形發生的程序、比較器電路、DDS芯片、A/D轉換器、D/A轉換器電路以及與單片機最小系統板或者可編程邏輯器件最小系統的連接電路、相關的數據處理和控制程序等，或制作相關的小板電路，如DDS小板。
6．資料的準備
競賽期間，可使用各種圖書資料和網絡資源。準備好相關的圖書資料，放在競賽場地。各小組的計算機應該能上網。各小組根據所選擇的題目方向，準備好寫設計總結報告需要使用的相關資料，如最小系統、元器件的文字說明、電原理圖、基本程序段等。
1.3.4 競賽過程中應注意的幾個問題
1．選題
競賽題目在競賽首日8:00通過網絡統一發布，以2009年第九屆本科組為例，共有6題：光伏并網發電模擬裝置（A題）、聲音導引系統（B題）、寬帶直流放大器（C題）、無線環境監測模擬裝置（D題）、電能收集充電器（E題）、數字幅頻均衡功率放大器（F題）。
參賽隊員應仔細閱讀所有的競賽題目，根據自身3個隊員的訓練情況，選擇相應的題目進行參賽制作。選擇時注意題目中不應該有知識盲點，即要能夠看懂題目要求，否則，原則上該題目是不可選擇的。應注意的是，基本部分的各項分值題目中是沒有給出的，但在發揮部分給出了各小項的分值。選擇時要仔細分析各項要求。
競賽時間緊湊，題目一旦選定基本無法更換，所以選題一定要慎重。確定競賽題目的時間一般不超過4小時。
2．方案設計
確定競賽題目后，參賽小組的3個隊員應認真討論設計方案。設計方案應充分考慮制作的可行性，包括元器件是否能夠采購到等。設計方案可以提出一到兩個，或者確定一個方案，對模塊電路做出兩個或者兩個以上的方案。例如，無線環境監測模擬裝置（D題）根據采用單片機還是可編程邏輯器件作為主控制器，配套的接口元器件就會有不同。
應盡快拿出元器件清單，確定元器件庫中沒有的元器件，提出采購清單。元器件采購清單應提供元器件的名稱、型號及規格（如電阻器RJ4-0.25W、-510Ω±5%）、數量、替代型號及規格。
從時間上考慮，確定方案的時間不應該超過6小時。
3．元器件采購
元器件采購是保證競賽順利進行的基礎，缺少元器件，作品就不可能制作成功。因為競賽題目事先是不知道的，學生做出的設計方案也是各有不同的，需要的元器件也會是多種多樣的，可以事先準備一些元器件，但不可能完全備齊。競賽中采購是必需的，不同的院校處在不同的城市，元器件的供應商情況各不相同，平時要同深圳、北京等電子元器件供應商保持良好的交流，到競賽時能根據設計方案需要保證購貨渠道暢通。要求學生應能盡快拿出元器件清單，可以分多次提出，最遲應保證所購器件在競賽開始的第4天上午送到競賽現場。
4．設計裝配制作
在競賽中，各隊學生可以按照在訓練中的分工，按照軟件編程、硬件制作、設計總結報告寫作三部分分頭進行，每個隊員各有側重，注意分工合作。
設計制作過程中，可以分模塊設計、安裝、調試，一步一步地進行。3人之間要注意多溝通、多交流。遇到問題，不要慌張，要冷靜處理。在設計、安裝、調試的每一步，都需要兩人以上進行核對和檢查。特別是總裝調試階段，一定要格外小心，通電前一定要兩人以上進行核對和檢查。不要懵懵懂懂的，一旦通電，可能燒壞器件。
作品應該在第4天的下午全部完成。根據多次競賽總結的經驗，在第4天下午還沒有完成的功能和指標，也就不要再做了。很有可能的是，為了追求更好的指標，或者更完全的功能，結果將已經完成的部分給弄壞了。幾乎在每次的競賽中都有這樣的參賽組，到了最后一步卻前功盡棄。
負責設計總結報告寫作的隊員，要根據軟件和硬件設計隊員提供的電路設計圖紙、程序清單等設計資料，按照設計總結報告寫作的要求進行整理。到第4天的上午，設計總結報告應該可以全部完成，有缺項的應該是測試數據部分，因為作品此時可能還在調試過程中。測試數據部分可以在作品調試完畢、競賽結束前補充到設計總結報告中去。
競賽第4天20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由賽場巡視員封存。封存時應注意文件完整，作品要妥善包裝。競賽基本流程圖如圖1.4所示。
圖1.4 電子設計競賽基本流程圖
5．競賽時間安排
整個競賽時間是4天3夜，以2009年第9屆為例：2009年9月2日8:00競賽正式開始，到2009年9月5日20:00競賽結束。建議的競賽時間安排如下。
第1天8:00開始：確定競賽題目4小時；確定設計方案6小時；設計電路原理圖、PCB圖，程序方框圖設計、功能模塊程序設計，設計總結報告，整體結構布置可以協同進行，到24:00應可以完成部分模塊的設計。
第2天繼續完成設計和開始進行單元模塊電路的設計。
第3天應該開始整機的組裝和調試。調試時首先應完成功能調試，然后進行指標調試。
第4天主要是進行系統的功能和指標調試。最后完成競賽。