电子设计竞赛培训数字电路.pptx
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大学生电子设计竞赛培训课件
无人机控制系统
总结词
无人机控制系统案例介绍了如何设计、制作和调试无人机飞行控制系统，实现稳定、安全的飞行。
详细描述
无人机控制系统案例包括飞行控制算法设计、传感器数据融合、导航定位等方面的内容。通过这个案 例，学生可以学习无人机的整体设计和实现过程，为将来从事无人机相关领域的工作打下基础。
智能家居系统
详细描述
介绍电阻、电容、电感等基本元件的 特性、参数和使用方法。
嵌入式系统
总结词
嵌入式系统是现代电子产品的重要组成部分，掌握其原理和应用是电子设计的 重要技能。
详细描述
介绍嵌入式系统的基本概念、常见嵌入式处理器及其应用，以及嵌入式系统的 开发流程。
传感器与执行器
总结词
传感器和执行器是电子系统中感知和操控外部环境的重要元件。
竞赛时间
每年XX月份举行， 历时XX天。
评分标准
作品的设计方案、实 现效果、团队协作和 答辩表现等。
02
基础知识培训
电路基础
总结词
电路是电子设计的基础，掌握电 路的基本原理和元件是必不可少 的。
详细描述
介绍电路的基本概念、欧姆定律 、基尔霍夫定律等，以及如何分 析基本电路。
电子元件
总结词
了解和掌握各种电子元件的特性是电 子设计中的关键。
元件焊接
掌握焊接技巧，熟悉常用 焊接工具和材料，能够准 确、快速地完成元件焊接。
单片机编程
单片机选型
根据项目需求选择合适的单片机型号，了解单片机的 资源、性能和特点。
编程语言
掌握C语言或汇编语言等单片机编程语言，能够编写 程序实现基本功能。
开发环境
熟悉单片机开发环境，如Keil、IAR等，能够进行项 目开发和调试。
全国大学生电子设计竞赛培训精品PPT课件
常用传感器及应用
光电二极管和光电三极
330
+12V 10K
10n
4
3
8
VO
LM567 10K
1
2
7
6
5
10K
10K
10u 1u
1n
常用传感器及应用
光电二极管和光电三极 VCC
VCC
常用传感器及应用
光敏电阻 额定功率 亮电阻、暗电阻 亮电流、暗电流 时间常数
VREF R
常用传感器及应用
热释电红外传感器（PIR）
集成运放的基本应用
反相放大器
RF
Vi
R1
VO
RP
闭
环
增
益
：
A
＝
VF
－
RF R1
输
入
电
阻
：
R
＝
i
R
1
输出电阻：R 0 O
平
衡
电
阻
：
R
＝
P
R
1
//
R
F
集成运放的基本应用
同相放大器
RF
闭
环
增
益
：
A
＝
VF
1+
R R
F 1
R1
输
入
电
阻
：
R
＝
i
ric
Vi RP
VO
输出电阻：R 0
O
平
衡
电
阻
：
R
＝
P
R
1
//
的电流也就必趋于零，即
i 0
运放主要性能参数（直流）
输入失调电压：一个理想的运放，当两个输入端加相 同的电压或直接接地时，其输出电压应为零，但实际 上不为零。为使输出电压为零，在两个输入端间加有 补偿直流电压VIO，该VIO称为输入失调电压。
电子设计竞赛培训.ppt
（2）目录 目录包括设计总结报告的章节标题、附 录的内容，以及章节标题、附录的内容所对 应的页码。 章节标题的安排建议按如下格式进行：
二、设计总结报告写作
2、报告基本内容及格式要求
目录格式 1. (第 1级 ) 1.1 ( 第 2级 ) 1.1.1 (第 3 级 ) (1) ( 第 4级 ) ① (第 5 级 )
buck converter
boost converter
buck-boost converter
无隔离的DC→DC变换电路
（4）整机联调
各单元电路调试完成后就为整机调 试打下了基础。整机联调时应观察 各单元电路连接后各级之间的信号 关系，主要观察动态结果，检查电 路的性能和参数，分析测量的数据 和波形是否符合设计要求，对发现 的故障和问题及时采取处理措施。
3）电路故障的排除
（1）信号寻迹法 寻找故障时，一般可按信号的流程逐级进 行。从电路的输入端加入适当信号，用示波器 或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分 传输的情况，根据电路的工作原理分析电路的 功能是否正常，如果有问题，应及时处理。 调试电路时也可以从输出级向输入级倒推进行， 信号从最后一级电路的输入端加入，观察输出 端是否正常，然后逐级将适当信号加入前面一 级电路输入端，继续进行检查。
（6）性能指标测试
以设计任务与要求为依据，应用电 子仪器进行各项指标测试，观察是 否达到要求。 记录测试条件，测试方法，详细测 试数据及波形。
二、设计总结报告写作
二、设计总结报告写作
1、设计总结报告的评分标准
设计总结报告的评分是一个独立环节，评分 过程是在专家测试后进行。专家参照全国大 学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进 行评分。 设计总结报告的评分项目由方案设计与 论证、理论设计计算、电路图及设计文件、 测试方法与数据、结果分析、设计总结报告 的工整性等6个方面组成。
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。
电子竞赛培训内容-50页PPT资料
寒假培训
赛题分析及综合技能培训
梁西银 2019.1.18
主要内容
• 1.赛况介绍 • 2.赛题分析 • 3.获奖赛题深度剖析 • 4.准备及训练要点 • 5.电子系统设计方法 • 6.PIC单片机介绍
1.全国大学生电子设计竞赛 赛况介绍
竞赛介绍
大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四 大学科竞赛之一，是面向大学生的群众性 科技活动
仪器仪表
(1)常用仪器仪表的工作原理与构成：示波器、频 率计、逻辑分析仪、失真度仪
(2)常用仪器仪表的一般使用与特殊应用：万用表、 程控数字电源、函数信号发生器、示波器（模 拟、数字、存储、多通道、触发电平、外触发 等等）、频率计、逻辑分析仪、失真度仪、LCR 测试仪、交流毫伏表等。
应用软件及开发工具
分组参赛
• 本科与高职高专分组参赛
– 组委会统一、专家组统一
• 在全国专家组中增补高职高专学校专家
– 分组出题
• 本科学生只能选择本科组赛题 • 高职高专可以选择 高职组 赛题 或本科组 赛题
– 分组评审
• 分组评审 • 奖项单列 • 上报全国评审比例单列
竞赛日程
• 7月份，审议征集竞赛题 • 8月17 日至 8月26 日，专家命题 • 8月26 日至 8月28 日，发放竞赛题 • 8月30 日网上公布和启封竞赛元器件及设备
• 通过竞赛把对人才素质的检验反馈到 教改 中去，以期推动全国普通高等学校 信息与 电子类学科课程体系和内容的改 革，促进 教育教学改革。
• 以赛促教、促学
竞赛规模
竞赛的现状与影响
• 大学生电子设计竞赛的现状
– 规模扩大 – 参赛学校类型 – 参赛队数
• 社会关注 • 功利影响
– 教师的参与程度 – 他人代做 – 评审的不公正现象
赛题分析及综合技能培训
梁西银 2019.1.18
主要内容
• 1.赛况介绍 • 2.赛题分析 • 3.获奖赛题深度剖析 • 4.准备及训练要点 • 5.电子系统设计方法 • 6.PIC单片机介绍
1.全国大学生电子设计竞赛 赛况介绍
竞赛介绍
大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四 大学科竞赛之一，是面向大学生的群众性 科技活动
仪器仪表
(1)常用仪器仪表的工作原理与构成：示波器、频 率计、逻辑分析仪、失真度仪
(2)常用仪器仪表的一般使用与特殊应用：万用表、 程控数字电源、函数信号发生器、示波器（模 拟、数字、存储、多通道、触发电平、外触发 等等）、频率计、逻辑分析仪、失真度仪、LCR 测试仪、交流毫伏表等。
应用软件及开发工具
分组参赛
• 本科与高职高专分组参赛
– 组委会统一、专家组统一
• 在全国专家组中增补高职高专学校专家
– 分组出题
• 本科学生只能选择本科组赛题 • 高职高专可以选择 高职组 赛题 或本科组 赛题
– 分组评审
• 分组评审 • 奖项单列 • 上报全国评审比例单列
竞赛日程
• 7月份，审议征集竞赛题 • 8月17 日至 8月26 日，专家命题 • 8月26 日至 8月28 日，发放竞赛题 • 8月30 日网上公布和启封竞赛元器件及设备
• 通过竞赛把对人才素质的检验反馈到 教改 中去，以期推动全国普通高等学校 信息与 电子类学科课程体系和内容的改 革，促进 教育教学改革。
• 以赛促教、促学
竞赛规模
竞赛的现状与影响
• 大学生电子设计竞赛的现状
– 规模扩大 – 参赛学校类型 – 参赛队数
• 社会关注 • 功利影响
– 教师的参与程度 – 他人代做 – 评审的不公正现象
《数字电路~》PPT课件
N OH I OH 0 .4 10 I IH IIH
综上所述，扇出系数NO=10
例：为保证G1输出的高低电平 能正确传递到G2，要求vO1=VOH、 vI2≥VIH(min)；vO1=VOL、 vI2≤VIL(max)，试计算RP的最大允 许值。所有参数见前
tpHL < tpLH
8ns，12ns
T5管导通时工作在深度饱和状态，其从导通转换为截 止（对应输出从低电平跳变为高电平）的开关时间较 长，因此tpHL < tpLH
二.功耗： 分为静态、动态功耗 见前……
对于TTL电路静态功耗是主要的
§2.4.3 其他类型的TTL门电路
一. 其他逻辑功能的门电路
74S00，问此时GP能驱动多
少同类门？
解： (1) 74LS00 为2输入与非门： 门GP输出低电平时，设可带同类门数为NOL：
N OL
I OL 20 | | 14 I IL 1.43
门GP输出的高电平时，设可带同类门数为NOH：
I OH 1.0 N OH | | 10 由于与非门的输入端为多发射极，当前一级门输出低电 2 I IH 2 T 02.、 05 平时，负载门只要一个输入端为低电平， T5就截止。
悬空的输入端相当于接高电平。
为了防止 干扰，一般应将悬空的输 入端人为接高电平。
例：判断如图TTL电路输出为何状态？ VCC
1 1
Y0
1 0
Y1
10KΩ
1 0
10KΩ
10Ω
Y2
Y0=0
Y1=1
Y2=0
3. 电压传输特性： VO= f（VI）输出电压随输入电压变化
R1 3k
&
R2
VI
综上所述，扇出系数NO=10
例：为保证G1输出的高低电平 能正确传递到G2，要求vO1=VOH、 vI2≥VIH(min)；vO1=VOL、 vI2≤VIL(max)，试计算RP的最大允 许值。所有参数见前
tpHL < tpLH
8ns，12ns
T5管导通时工作在深度饱和状态，其从导通转换为截 止（对应输出从低电平跳变为高电平）的开关时间较 长，因此tpHL < tpLH
二.功耗： 分为静态、动态功耗 见前……
对于TTL电路静态功耗是主要的
§2.4.3 其他类型的TTL门电路
一. 其他逻辑功能的门电路
74S00，问此时GP能驱动多
少同类门？
解： (1) 74LS00 为2输入与非门： 门GP输出低电平时，设可带同类门数为NOL：
N OL
I OL 20 | | 14 I IL 1.43
门GP输出的高电平时，设可带同类门数为NOH：
I OH 1.0 N OH | | 10 由于与非门的输入端为多发射极，当前一级门输出低电 2 I IH 2 T 02.、 05 平时，负载门只要一个输入端为低电平， T5就截止。
悬空的输入端相当于接高电平。
为了防止 干扰，一般应将悬空的输 入端人为接高电平。
例：判断如图TTL电路输出为何状态？ VCC
1 1
Y0
1 0
Y1
10KΩ
1 0
10KΩ
10Ω
Y2
Y0=0
Y1=1
Y2=0
3. 电压传输特性： VO= f（VI）输出电压随输入电压变化
R1 3k
&
R2
VI
大学生电子设计竞赛培训课件
介绍常用的电子设计工具和软件， 如EDA工具和仿真软件。
学习使用电路板设计软件创建和 优化电路板布局。
微控制器编程工具
了解微控制器编程工具和调试器 的使用。
项目规划与管理
1
项目计划和目标
制定电子设计项目的计划和目标，确保顺利完成。
2
资源分配
了解如何合理分配资源，包括时间、人力和材料。
3
风险管理
识别和管理项目中的风险，以确保项目的成功。
大学生电子设计竞赛培训 课件
探索电子设计竞赛的奥秘，了解参与竞赛的好处，培养电子设计技能，成为 顶尖的大学生电子工程师。
电子设计竞赛简介
1 什么是电子设计竞赛？ 2 竞赛概览
3 参与电子设计竞赛的
好处
了解电子设计竞赛的流程、
介绍电子设计竞赛的定义、
参与条件以及奖励和机会。
探索参与电子设计竞赛的
目标和背景。
学习如何确保物联网系统的安全性。
传感器和执行器
传感器技术
介绍常见的传感器技术和应用。
执行器技术
了解不同类型的执行器技术和应 用。
物联网设备
探索物联网设备，如智能家居和 智能城市。
电子系统集成
1
系统集成概述
探索电子系统集成的基本概念和流程。
软硬件接口
2
了解软硬件接口设计和集成的要点。
3
系统测试和调试
益处，如技能提升、职业
发展和个人成长。
电子电路与器件
电子电路理论
入门级电子电路理论，包括基 本组件、电阻、电容等。
电子电路模拟与数字 处理
讲解电子电路和数字信号处理， 如滤波器和信号解调。
电子器件和元件
深入了解电子器件和元件，如 二极管、晶体管和集成电路。
电子设计竞赛培训-数字电路
2. 用二进制译码器实现组合逻辑函数 一、基本原理与步骤 1. 基本原理：二进制译码器又叫变量译码器或最小项
译码器,它的输出端提供了其输入变量的 全部最小项。
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
S1 1, S 2 S 3 0
Y0 A2 A1 A0 m0
2.施密特触发器
特点
• • 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某 一定电压值时，输出电压会发生突变 阈值电压
– – – 正向阈值电压 ( VT+ )：输入信号增加 负向阈值电压 ( VT-)：输入信号减少 回差电压△V＝VT+－VT-
• • •
两种输出形式：同相输出和反相输出 工作波形、传输特性 VT+ 、VT-、△V
非二进制计数器
• • • 纹波计数器（各级延时） 各级输出构成分频器 74HC/HCT390：双异步二－十进制计数器
4.典型时序逻辑集成电路
任意进制（N）计数器
• • • • 采用M进制集成计数器实现 反馈清零法 反馈置数法 进制扩展（N>M）
– 进位控制
4. 脉冲波形的变换与产生
1.单稳态触发器
n1 n n
n1
n
n
n1
n
n
n
n1
n
3 .时序逻辑电路
一、时序电路的特点 1. 定义 任何时刻电路的 输出，不仅和该时刻 的输入信号有关，而 且还取决于电路原来 的状态。 2. 电路特点 (1) 与时间因素 (CP) 有关； (2) 含有记忆性的元件(触发器)。
…
x 入i q1
…
组合逻辑 电 路
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R
U1
C U0
U0
(a)
(b)
加滤波电路排除冒险
2. 引入选通脉冲法 毛刺仅发生在输入信号变化的瞬间，因此在这段时间
内先将门封锁，待电路进入稳态后，再加选通脉冲使输出 门电路开门。这样可以抑制尖峰脉冲的输出。该方法简单 易行，但选通信号的作用时间和极性等一定要合适。
D7 … …
D7
D0 A2 A1 A0 EN
S
D0
10 A3 A2 A1 A0 0 7
用 MSI 实现组合逻辑函数
1. 用数据选择器实现组合逻辑函数 一、基本原理和步骤 1. 原理：选择器输出为标准与或式，含地址变量的
全部最小项。例如
4 选 1 Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138
S1 1, S 2 S 3 0 Y0 A2 A1 A0 m0 Y1 A2 A1 A0 m1
…
A0 A1 A2 STB STC STA
Y7 A2 A1 A0 m7
A0 A1 A2 S3 S2 S1
任何一个函数都可以 写成最小项之和的形式
A0 A1 A2 STBSTCSTA
A0 A1 A2 A3 A4
DD80 DD175
Y
≥1
两片 8 选 1（74151） 16 选 1数据选择器
Y2 0D8 D15 Y
74151 (2) 禁高使止位能
D7 … D0 A2 A1 A0 EN
…
S
D15 D8
1
Y1 D0 0D7 Y
74151 (1) 低使禁位能止
数据选择器输出端为地址选择端最小项与各输入数据源端 乘积之和
74HC151：地址选择端－3、数据源端－ 8
Y mi Di
➢ 数值比较器
3个输出端：FA>B，FA<B，FA=B 位数扩展
确定高低位比较顺序，扩展输入端连接 串/并联比较方式选择
74HC85：4位数值比较器
➢ 半加器、全加器
Y15 Y16
Y23
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138 (1)
74LS138 (2)
A0 A1 A2 STBSTCSTA A0 A1 A2 STBSTCSTA
1
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y774Fra bibliotekS138 (3)
A0 A1 A2 STB STC STA
80175 A0 A1 A2 A3 01
三片 3 线- 8 线
A4 A3 （1）（2）（3） 输 出
00 01
工禁禁 禁工禁
Y0 ~ Y7
Y8 ~ Y15
5 线 - 24 线
10 11
禁禁工 禁禁禁
Y16 ~ Y23 全为 1
…… …… …… Y0
Y7 Y8
电子设计竞赛培训 数字电路
黄正华 2013年8月
1.组合逻辑电路 2.锁存器与触发器 3.时序逻辑电路 4.脉冲波形的变换与产生 5.EDA设计
1.组合逻辑电路
一、组合电路的特点
Y (tn ) F [I (tn )]
I0 I1
组合逻辑 电路
Y0 = F0（I0、I1…, In - 1） Y1 = F1（I0、I1…, In - 1）
8 选 1 Y D0 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和 的形式，故可用数据选择器实现。
2. 步骤 (1) 根据 n = k - 1 确定数据选择器的规模和型号
(n —选择器地址码，k —函数的变量个数)
(2) 写出函数的标准与或式和选择器输出信号表达式
2. 基本步骤 (1) 选择集成二进制译码器 (2) 写函数的标准与非-与非式
(3) 确认变量和输入关系 (4) 画连线图
三、竞争－冒险现象的消除
1. 接入滤波电容法 毛刺很窄，因此常在输出端对地并接滤波电容C，或
在本级输出端与下级输入端之间，串接一个积分电路，可 将尖峰脉冲消除。但C或R、C的引入会使输出波形边沿变 斜，故参数要选择合适，一般由实验确定。
In-1
Ym-1 = F1（I0、I1…, In - 1）
1. 逻辑功能特点 电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入
状态，而与原来的状态无关。
2. 电路结构特点 (1) 输出、输入之间没有反馈延迟电路
(2) 不包含记忆性元件(触发器)，仅由门电路构成
二、组合电路逻辑功能表示方法
真值表，卡诺图，逻辑表达式，时间图(波形图)
通过选择端实现各种不同功能
两片3 线 – 8 线 4 线-16 线
Y0
有无输出
Y7 Y8
无有输出
Y15
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138 工 禁低作止位
A0 A1 A2 STB STC STA 1
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138 禁工高止作位
(3) 对照比较确定选择器各个输入变量的表达式
(4) 根据采用的数据选择器和求出的表达式画出连 线图
2. 用二进制译码器实现组合逻辑函数 一、基本原理与步骤
1. 基本原理：二进制译码器又叫变量译码器或最小项
译码器,它的输出端提供了其输入变量的 全部最小项。
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
➢ 译码器/数据分配器： n → 2n
译码器扩展：正确设置使能端 逻辑函数用译码器实现：译码器输出端为输入
函数最小项 74X138：2－4线译码器 74X139：3－8线译码器
➢ 数据选择器MUX
地址选择端－n、输入数据源端－ 2n ，输出端－单/互补 数据选择器扩展 逻辑函数发生器：类似译码器
三、组合电路分类
1. 按逻辑功能不同：
加法器
比较器
数据选择器和分配器
编码器 译码器 只读存储器
2. 按开关元件不同： CMOS TTL
3. 按集成度不同： SSI MSI LSI VLSI
典型组合逻辑集成电路
➢ 真值表，功能表 ➢ 编码器：2n→ n
普通编码器/优先编码器 使能端 CD4532： 8－3线优先编码器
区别：进位操作
➢ 串行进位加法器
结构简单，速度慢
➢ 超前进位加法器
位数扩展
确定高低位顺序 上级进位输出端与下级进位输入端连接 串/并联方式选择；级间超前进位
74HC283：4位超前进位加法器 74LS182：超前进位产生器
➢ 减法器
正数用原码表示，负数用补码表示 用加法器实现
➢ 74HC181：集成算术/逻辑单元ALU