今晚躺在床上,回想著剛結(jié)束的全國大學生電子大賽,這四天四夜就像是做了一場夢。頭兩天的事還記得比較清楚,但后面的兩天兩夜已分不清哪部分是現(xiàn)實,哪部分是那唯一的四小時睡眠中的一場夢。-電子大賽已經(jīng)過去,收獲頗豐,感覺還是第一次為做一件事情這么投入,總想寫點什么來紀念一下。
電子大賽前夕-
雖然賽前我們經(jīng)常開玩笑說,要是比賽題目太難就直接拿塊單片機板子,在上面顯示我們的名字交了就行,到那晚確實還是比較興奮的,以至于平時總是七點多才醒來的我一晚上上看了三回表,最后終于在宿舍燈一亮就起床了。
大賽第一天
不到七點就到了賽場,接下來就是等著網(wǎng)上公布題目。第一個題目是做個DA/DA并聯(lián)電源。這道題看過后感覺無從下手。第二道題是做單擺控制。看后有點想法,因為是用單片機的,重點是軟件部分但想到要用到新的傳感器時,有點發(fā)怵。第三道題是做小車。想到?jīng)]有小車模型,也不知道還用什么單片機控制它,所以也不想選這題。第四題是LC諧振放大器,這倒是有個初的方案,但這屬于高頻,后期調(diào)試很麻煩。第五道,數(shù)字信號通道傳輸分析儀。這道題看第一眼感覺用單片機加上AD、DA模塊和幾個模擬電路就能實現(xiàn),就是提到的M序列不清楚怎么回事和后面的分析電路不知道到底要實現(xiàn)什么功能。
(昨晚寫著寫著,就睡著了,呵呵)
最后我的的想法是從第1,4,5道題中選擇。其實作為自動化的學生,應該從另外的兩道題中選的,因為那是控制類的,-屬于自動化方向。但以前我是跟著蕭老師做的都是通信方面,加上自控、PID控制這些學的確實不怎么樣,所以對控制類的題總有點陰影。正好宋艷琴就是電信專業(yè)的,樹龍也覺得做第5道題的話我們的前期準正好能派上用場。所以就鎖定了第5題。(其實這個選擇不能說是錯誤吧,至少和我們想的相差甚遠,題目要求是用移位寄存器做數(shù)字信號發(fā)生器,這點分析題目時沒有看到。而后面電路的數(shù)字信號分析也就是只要提取出同步信號就行,和AD、DA模塊根本不掛鉤,而如果用一般的單片機去提取同步信號的話,運行速度又達不到。最初是認為道題是軟硬件結(jié)合的結(jié)果變成了純硬件的)雖然我們想的第一方案行不通,但也沒辦法,比賽還在進行中,也沒想再去換題,那就只能再想方案了。接下來就是上網(wǎng)查資料,查什么是M序列,怎么產(chǎn)生,等弄懂M序列的原理已經(jīng)到下午了。之后老師給我們講了一下大體的方案。各功能怎么去實現(xiàn)他。方案:用有源晶振產(chǎn)生2M的時鐘信號,經(jīng)100分頻,和鎖相環(huán)電路產(chǎn)生20kHz到200kHz的時鐘信號,2分頻后再送給移位寄存器產(chǎn)生10kbps到100kbps可調(diào)的M序列。再用同樣地方法產(chǎn)生速率為20Mbps的隨機M序列作為干擾信號疊加在10kbps到100kbps的數(shù)字信號經(jīng)低通濾波之后的信號上。其中的所需的同步信號就是移位寄存器之前的時鐘信號。這樣就能完成題目的基本功能。至于發(fā)揮部分(發(fā)送信號端要對信號進行曼徹斯特編碼,數(shù)字分析電路也就是接收信號電路再提取出同步信號),就用一個2選一電路對信號進行曼徹斯特編碼,提取同步信號還是用鎖相環(huán)提取。方案定了接下來就是設(shè)計原理圖,買元器件,確定各個模塊參數(shù)。原理圖部分其實還是等老師給設(shè)計,我們的主要任務是確定參數(shù)。這一天到晚上11點回宿舍時,一直在用multisim仿真低通濾波,確定低通濾波的參數(shù)。
大賽第二天
這天還是6點鐘就起床了,7點到的賽場,老師的原理圖還沒出來,我們就不能畫pcb圖,腐蝕電路板,所以一開始我們還是繼續(xù)仿真低通濾波電路,使達到參數(shù)要求。這一天都是在仿真,除了仿真低通濾波還有M序列發(fā)生電路。關(guān)于M序列發(fā)生電路本來想用Multisim仿真,因為這個軟件比較熟悉,但發(fā)現(xiàn)軟件中沒有4046芯片。沒辦法只能在Quartus中試試,這軟件還是大二的時候?qū)W過點,后來一直沒用過。Quartus中倒是有4046這個元件的庫,但出來的信號不太好觀察,無法檢測是否就是我們需要的M序列(我們的M序列周期是255,但Quartus出來的全是0 1碼,不知是我不知道怎么設(shè)置還是本來就只能這么觀察)后來又想到用protues試試,等電路圖連接好,該觀察了,才發(fā)現(xiàn)protues中的示波器不會使,上網(wǎng)查資料,照著弄也沒有出來。后來把老師叫過來看,也不會用。(現(xiàn)在想想還是以前學東西學的不深入,protues以前也用過很多回,但一直是仿真單片機,結(jié)果直接從數(shù)碼管,或用LED燈顯示,就沒去用過里邊的示波器)沒辦法只能等作出硬件再在示波器上觀察了。這天晚上已經(jīng)有同學開始通宵調(diào)試電路了,而我們的原理圖還沒設(shè)計出來,只能養(yǎng)精蓄銳,11點回去美美的睡了一覺。(現(xiàn)在回想當初低通濾波電路花費的時間確實太長,整整花了兩天時間確定參數(shù)。其實一開始方法就不對,電路圖低通濾波都給整成了高通成正反饋了,所以一直不能達到-40dB每十倍頻的要求)
大賽第三天
還是照常7點到的賽場。老師的原理圖也畫完了。接下來我們就是照個原理圖畫PCB圖,本來PCB畫起來也不難的,但我們這只能做單層板,畫PCB圖布線就比較困難了。一直到下午5點多才畫完P(guān)CB圖,其中還有10多跟飛線。這時老師設(shè)計的PCB圖也出來了,也該腐蝕了。于是我們就把老師的電路板和我們的電路板一起腐蝕出來(這樣確保在自己的電路板有錯誤時就可以使用老師設(shè)計的電路板,可能你們會覺得怎么還可以用老師的做的電路板,但這個比賽這幾年一直都是這樣學生參加,老師們也是幾個一組,負責指導。在這再說說這電子大賽的一些內(nèi)情吧,早期的電子大賽題目比較容易,學生也還能自己獨立完成,但后來監(jiān)督不嚴,水分越來越大,后來就題目出的越來越難,同學就根本不能獨自完成了,或許就個別NB的學生能做出來)。 硬件設(shè)計一般都是焊接一個模塊測試一個模塊,等焊完了信號也就出來了。我們組由我負責調(diào)試電路,樹龍在老師那看他們怎么調(diào)試的,宋艷琴負責寫論文。后來,老師的電路調(diào)試到鎖相環(huán)那時,調(diào)不過去了,鎖相環(huán)就怎么都鎖不住信號。樹龍叫我過去幫著查cd4046的資料。后來就直接給老師打下手,幫著焊電路,查資料。反復查資料,計算出電容電阻值,信號還是出不來。抱著碰碰運氣的態(tài)度,不斷跟換電容電阻值,最后在換成50np的電容時,信號出奇的好。調(diào)了一晚上終于成功喜悅的心情不言而喻。這時已經(jīng)凌晨4點多了,大多數(shù)同學已經(jīng)睡了,有的趴在桌子上睡,有的拿三天凳子和在一起睡,我上了個廁所,沖了把臉,想著剛剛調(diào)出的信號,感覺離成功越來越近了,也越來越有精神了。因為老師看我焊接技術(shù)還可以,他們眼睛不好使,于是叫我給他們焊電路。
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