2018年TI杯电子设计竞赛感悟

2018年7月27日，电赛结束已经有三四天的时间了，今年的感悟和去年的相比很是不同。去年大一，刚刚入门单片机，搞点东西也都是瞎搞，没有一个像模像样的作品，即使是有也都是一些次品、半成品。得知学校选拔学生参加全国大学生电子设计竞赛（单数年为国赛、双数年为省赛），才开始准备，当时准备的是控制类方向，因为以前玩过小车，调过风力摆……虽然效果不怎么样，但好歹知道点原理……经过一系列的选拔，我处于那个淘汰与参赛的边缘的尴尬境地，然后突然觉得自己不适合做控制类的东西，果断转入了做信号类的题目，正好学校信号类的参赛队伍不够，我就这样成功参赛了，队友找的也很随意，我拉了个舍友，老师又分了个高职的学生。三个人啥也不会，一点没接触过信号，只有两个人学过“电路分析基础”这个课程……然后就很艰难的边做往年的赛题，边学习电路设计知识，最后运气好，做可见光定位，得了个省一等奖……

今年也有校内选拔赛，从3月10号的宣讲会开始，到5月4日校内赛颁奖，历时将近两个月……我也不再和去年一样是个新手了：自己和两个大三的组队拿了校赛信号类的一等奖，同时辅助实验室的另一个组拿了二等奖，也顺利的获得了参赛的资格（本来我计划暑假早早回家学车，但得知今年比赛时间比较早，就选择留下参赛，之前老师认为我是因为去年得了省一，今年参赛最好也就是得省一等奖的原因而不参赛）。

选队友真的是一个难题，我那个组里的大三的都在准备考研，没有参赛，我带的另一组里两个人又退出了，所以2个组6个人最后参赛的只有2个人，后来老师又给安排了个大一的女生，才凑够一个队。

两个队友，一个虽然是大二，但是之前没做过什么东西，校赛的电路和程序也都是在我的辅助下完成的，课程理论虽然有，但是不知道能不能结合到实际中，而且似乎缺少了点兴趣；大一的女生，挺逗的，很可爱的一个小孩，但本身是大一，基础薄弱，而且不够专注，爱玩，总能被其他东西吸引。说实话，真是挺担心这个队伍的。

组好队，找好指导老师，就进入到了备赛阶段。这一阶段，是个比较糟心的阶段，首先，各个课程都进入中后期，到了最后的考试月，复习任务变得很重；而且学校要求这一段时间每个队都要做出来两道往年的比赛题目，还会派人来检查进度。其实这些对于我们队来说不算什么，不限时间做个东西还是好说的，就是质量怎么样不好说……比如我们做的第一道题是“啸叫检测抑制”（可以看我的上一篇博客）就出现了很多的问题，最后还是把功能实现了；第二道题做的去年国赛的“远程幅频特性测量装置”，这个题目要求的频率比较高，队友焊出来的洞洞板不能使用了，于是就开始自己画电路板，什么滤波器、放大器、加法器、比较器都有，但也出现了许多的问题，比如放大器不能用，不知道为什么，很简单的一个同相比例放大器，要么是不能工作，要么就是有各种各样奇怪的现象，波形失真到感人。后来优化电路板的布局布线，改到了放大器V1.2版本才可以使用，其他的电路也是会有问题，调好多参数、弄坏好几块板才能找到一个合适的参数，最终这个题目也算是完成了大部分。

可是这些不是我关注的重点，相比于做出来某些题目，我更关注的是队友的能力及能力的提升，如果比赛中所有的部分都要我一人做，肯定是做不完的，而且这样要队友的意义又是什么。但是这两个队友的表现让我很是失望：我们简单分工，软件我写，硬件主要是他们做，我起辅助作用。但做第一个题目的时候，我做出了方案，大致需要什么电路，程序大致怎么个功能、怎么个流程，以为他们就会主动地去学习，然后做出电路了，但是却不是这样，大二的队友一直在做仿真，大一的队友就直接问我这个电路该怎么做……当时真的是又生气又无奈，可最让我气愤的是大二的队友还看小说！有那些时间不如去看看电路设计的书。

等到我们三个人的考试都结束了，就已经到了7月14日，离开赛不到一周的时间。他们也算是开始有点长进了，不只是会焊电路板了，还可以简单得做一些测试、故障检查，开始研究电路了，但分析电路仍然是个问题。那几天，我画了好多的电路板，准备着比赛时使用（画板子的技术倒是增进了不少）。

7月20，开始比赛了，说的是8点答题，结果7点十几分就发下来了，搞得我早饭都没吃好就慌慌忙忙的往实验室跑。看到题目后，还是挺懵的，这……哪个是信号类的题目啊：A-电流检测，感觉像是电源类的；B肯定是四旋翼；C是控制；E好像也是电源，这个D和F看起来都像是信号的啊，就看了看D和F，昨天刚刚测试过FDC2214，效果还挺不错的，就是没有试过识别手势会怎么样，于是让队友继续看着其他的赛题，我找了块铝板接入FDC2214，测试一下这个手势识别困难大不大，经过测试发现，可以检测到微弱的变化，但是想要清楚地分辨手势还是有些困难的。而F-无线话筒扩音系统要求的频率太高，而且话筒进行信道的自检，这一点实现起来难度挺大，无线话筒采用模拟调频方式的实现难度也不小。最终我们还是把目光投向了A-电流信号检测装置。

要检测电流，就得有传感器，而且题目要求了是非接触式传感的电流信号检测装置，给的提示是绕制线圈，那就绕吧，我记得应该是绕了一整天，测试了一整天的传感器，最终使用的那个是晚上三点绕出来的，效果还算可以，次级线圈两端的电压大小和被测电流的频率变化的关系不是很明显，大致可以认为是电流峰峰值大小的一次函数。至此，我们的总体方案算是有了，之后就开始一步一步制作了：安排队友制作功放，做放大器、我写程序，搭电路……还是比较顺利的，反正前两天没有什么紧张的感觉，进展虽然有些缓慢，但我总觉得肯定可以做出来，也就不是很着急，因为测试得到的结果和方案中计划的差别不大，几乎就是按照原计划实施的。

第三天突然听队友说了一句比赛要求使用单片机最小系统板，但我发现的我的板好像不是太符合要求，因为它自带了ST-Link下载器，这下子就很慌，犹豫了好大一会，决定换板子，然后就从我的F767换成了F407，程序还是需要改一改的，因为我用的是HAL库，函数的封装比较彻底，可移植性好，大概一个多小时，就还原了原来的功能，然后就是把单片机和硬件组合到一起，调着一直都很顺利。但我似乎觉得进度有点慢，就加快了速度，早上四点多，为了验证一个峰值检测模块的好坏，我把它接到单片机的AD采集引脚上，一上电，“噗”的一声闷响再加上几丝焦糊味，我瞬间蒙了，单片机炸了，反应过来后，拔下屏幕一看，果然，一个洞。这可是第三天晚上了，过不了多大会就是最后一天了，当机立断，马上换回F767，不是核心板就不是吧，总比没有好，又用了一个小时多的时间，把这个程序也弄好了。不能再皮了，赶紧把系统搭好，稳健的开始测试。其实心里已经有点着急，但后面还有数据要记录，还要做拟合曲线，这么多事，不能再耽搁了……

离结束前两个小时，终于都弄好了，测试的结果也是挺好，又想到了那个核心板，……，怎么办，不会不让我测试吧，心中惶恐。开发板的ST_Link是可以掰下来的，这样就只剩下核心板了，但有那么一点不舍得。队友提建议说：先留着，万一到现场不让测，就当场掰下来它！很给力的回答，但我总觉得不妥，于是心一横，掰！

再一上电，咦！怎么屏幕没有显示，LED怎么不闪，电源指示灯明明亮着呢，坏了，完了，现在离结束只有2个小时了。真作死，干嘛要掰开他啊……一分钟后，忽然发现是因为没有了时钟，赶紧焊了晶振，又可以用了，真的是九死一生啊。再也不做死了，赶紧封箱。

封箱前再整体测试一遍，功放没问题，但测试精度突然就下降了好多，完了，怎么办，这可都是调好了的参数啊，再弄肯定是来不及了，封吧，心中一阵凄凉……把作品送到了指定的地点，怎么都不是个滋味。

等到25日，开始测试了，我和一个队友把作品拿出来，按照测试老师的要求开始准备，其实没有什么好准备的，东西就那些，端出来上个电就可以用了，只是没想到，还提供了直流稳压电源，太好了，这个电源就比自己做的开关电源纹波小得多，也许效果会好一些。为了防止意外发生，我反复用万用表测试电源电压，确认无误后才接上，没炸！真好。然后一看显示屏的数据，还是有误差的，果断拿起螺丝刀，手动校准了一下，这下可以了。示意老师，我们准备好了，然后还是挺顺利的，测试都没问题，老师记录数据记录得也是很happy，但就是最后的一问“其他”有点小问题:我说我们测频谱可以测到9次谐波，他们笑着说算了……我又说我们测频率可以测到3KHz，他们又笑着说算了……那就算了，测试完毕，断电！回家！！！

总体来说，今年电赛还是比较开心的。