大學生電子設計競賽賽題分析

1賽項簡介

高校生電子設計競賽(以下簡稱大賽)是由訓練主管部門主辦的電子相關專業的傳統賽項，每年8～9月份舉辦一次，由訓練部主辦的國賽和由各省訓練廳主辦的省賽輪番交替進行。因競賽規格高，參賽院校掩蓋面很廣，幾乎全部開設電子類專業的學校都參與，參賽隊伍近年來都達1萬支以上。與職業技能大賽不同的是，賽前沒有規定競賽內容和范圍，直到競賽開頭才公布賽題。競賽共持續4天3夜，不間斷進行。參賽同學每3人為一組，需在規定的時間內制定方案、設計電路、制作電路板、撰寫設計報告等。競賽采納“半封閉、相對集中”的組織方式進行，競賽期間同學可以查閱有關紙介或網絡技術資料，隊內同學可以集體商討設計思想，確定設計方案，分工負責、團結協作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務;競賽期間不允許任何老師或其他人員進行任何形式的指導或引導①。競賽結束后，各個賽點經初步測試優秀的隊伍可選送到各賽區指定院校進行正式測試。假如是國賽年份，還需進行半天左右封閉競賽，成果好的再選送至全國競賽組委會制定院校進行復測，并依據復測狀況確定獲獎名次。

從競賽的賽事規程來看，競賽雖然是公開的，但難度大，技術指標要求高，持續時間相對技能大賽要長。從最初確定方案到產品制作完成，各項指標都能滿意要求的的確不多。從歷年的競賽成果來看，獲獎的比例并不高。以2024年為例，全國共有1097所高校、13063支代表隊，共計39189名同學報名參賽。其中獲得全國一等獎有287支隊伍②，占總數的2．2%，可見難度較大。福建省自參與該項賽事以來，本科組近年來獲得全國一等獎的次數漸漸增多，但高職院校參賽獲獎很少。說明高職同學參與該項賽事存在較大困難，主要緣由是同學在設計、編程、調試等方面力量訓練不足，離賽項要求存在肯定差距，需要在平常訓練中加以提高。然而同學的訓練只有暑期1個多月的時間，涉及的課程多，學問面廣，學問點特別多，要想取得好成果，必需要有針對性的訓練方法，有的放矢才能達到目的。本文試圖從高職組的賽題要求動身，分析、歸納出應具備的學問點及其實現方法，并給出根據模塊劃分的訓練方法。

2賽題分析

近年來大賽的出題以電子技術應用設計為主要內容，涉及模－數混合電路、單片機、可編程器件、EDA技術，運用到模擬電路、數字電路、高頻電路、PCB設計、傳感器技術、單片機技術等課程的學問，體現了教學基本內容和新技術應用趨勢。競賽題目主要測試同學運用基礎學問的力量、實際設計力量和獨立工作力量。題目包括基本要求部分和發揮部分，使大多數參賽同學能在規定時間內完成基本要求部分的設計工作，優秀同學還可以完成發揮部分的內容。

2．1賽題內容統計大賽的題目類型一般分為信號采集類、儀器儀表類、掌握類、無線通信類、電源類等類型，表1列出近5年來高職高專組的大賽題目及統計狀況(省賽均指福建省競賽)。從競賽題目類型來看，掌握類題目每年至少有一題，是競賽必出的題目，其他類型相對較少，均為輪番消失。說明掌握類題目仍舊是競賽的重點，平常訓練時需要做好充分的預備。

2．2賽題涉及的學問點各個題目所涉及到的學問點內容，詳見表2所示。對以上的學問點進行歸納、總結，可以看出近年來賽題所需具備的學問點有:A/D采樣，位置檢測，角度檢測，電機掌握，LED亮度掌握，無線通信，按鍵掃描、數據顯示、報警輸出、DC/DC變換器設計等。對各個學問點所涉及的詳細內容進一步細分，并給出其實現方法，如表3所示。

3集訓方法

從上面對競賽題目的分析可知，所涉及到學問點許多，內容很廣，對于大二甚至是大一同學來說，完全靠同學自學、自練，要想取得好成果很難，需要指導老師依據同學選題意愿，制定具體的訓練方案并實施。

3．1掌握系統結構分析一般同學對掌握系統沒有什么概念，面對一個題目往往不知道該如何下手，若能夠對系統的整體結構有一個較完整的熟悉，將有助于同學理解題目要求，制定切實可行的方案，并付諸實施。對一個掌握系統來說，系統一般都具有如圖2所示的結構:圖2是一個典型掌握系統結構圖，采納閉環掌握方式。對于現在競賽的題目而言，技術指標要求越來越高，假如僅僅采納開環掌握方式，將很難滿意指標的要求。如電源類題目，常見的問題是當負載變化時，輸出的電壓或電流隨著變化，不能穩定在一個給定值上，主要緣由就是沒有采納閉環掌握所導致。同樣其他類型的題目也相類似，如角度掌握、風板掌握、平衡掌握等，一般也要求系統是一個閉環的掌握系統。對于不同的掌握系統，結構圖可能會有所差別，如圖2中反饋環節有的可能沒有傳感器，而是只有信號采集電路;有的信號采集或輸出掌握是通過無線通信的方式進行，需要詳細問題詳細分析。

3．2系統模塊劃分競賽所涉及的學問比較分散，同學學習、訓練時毫無頭緒，不能形成一個系統整體。因此需要對學問點進行歸納，將其劃分到在系統各個模塊中。依據上面的系統結構圖，可以將系統分解為各個單元電路模塊，并將所需把握的學問點和技能點整理對應起來，根據這些模塊進行訓練更具有針對性。一般可將系統分解如表4所示。

3．3訓練的組織電子設計賽所涉及學問點許多，讓每個隊伍全部成員都對全部模塊進行訓練明顯是不現實的，需進行分工。一般可將一個參賽隊的人員分為兩組，一組負責硬件電路的設計、制作與調試;另一組則負責程序的編程。至于一組需要多少人需依據題目的類型來定，如掌握類的題目以程序掌握為重點，宜支配2個人進行程序編程，1人負責主控程序的設計，1人負責傳感器及信號的采集與處理。而對于電源類的題目，電路設計是關鍵，宜支配2個人進行電路的設計，包含高頻變壓器的設計、PWM掌握電路設計、濾波電路的設計、電壓、電流采集及愛護電路的設計與調試等，另1人可進行信號采集顯示、掌握的編程。分工確定后，一般參賽學校都有多支隊伍參與競賽，將全部參賽隊伍中相同分工的人員集中起來，根據表4所劃分的模塊進行針對性培訓，比一個指導老師單獨指導多個隊伍的全部項目效率要高。假如條件允許，可在組員分工的基礎上，再根據題目類型進行分類培訓，效果則會更好。

4結語

通過以上對賽題的學問點進行分析、歸納，并將系統分為6大模塊進行訓練，同學的訓練內容更為詳細，更具有針對性。再加上組員分工、分類培訓，同學的訓練的樂觀性得到提高，收獲也較大。以我院近年來的培訓為例，今年開頭實行分工集中培訓的方式，20多支隊伍報名參賽，訓練一個多月，全部人員都能堅持下來參與競賽。以往采納的集訓方法是一個老師指導幾支隊伍的全部訓練內容，老師工作量大，不