19年电赛经验总结-应该如何准备电赛

写在前面的话

最近忙着各大厂的实习面试，趁着准备简历的功夫回顾了一下19年电赛的比赛经历，总体来说还算说得过去,现在把我参加电赛的经验分享出来，希望对之后的学弟学妹们有帮助。
我将结合我自己的准备经历，在训练和比赛中遇到的问题以及之后比完赛的感悟按照时间顺序来谈谈应该如何准备电赛以及我对电赛的一些经验和理解

1.赛前准备

先简单介绍一下电赛。电赛是两年一届，单数年是大电赛，全称是全国大学生电子设计大赛，之前由瑞萨电子赞助，所以之前也叫瑞萨杯，从19年开始赞助方变成了TI公司，偶数年是小电赛，全称是“TI杯”模电邀请赛，（这里不得不提TI公司的实力是愈来愈大了），一般来说小电赛的含金量会略低于大电赛，而且对与想拿国奖的同学来说还是要参加大电赛，因为小电赛一般每个学校会限制只有两个队伍进国赛，而大电赛是没有这个限制的，而且我们学校电赛保研的话，大电赛只要求国二，而小电赛只有国一才可以保，这样难度就增加了很多。（这里再提一下因为大电赛是两年一届，那么就面临一个大几参加比赛的问题，电赛的初衷是为了大三同学准备的，因为那个时候课程学习的差不多了而且时间比较充裕，但是现实情况是，大三大家考研的考研，找工作的实习，保研的参加夏令营，参加电赛的话基本上会没有时间（当然不排除一些大佬们时间充裕），所以最佳时间就变成了大二，但这样的话偶数年入学的同学就会出现 大二的时候举办的是小电赛的情况，所以具体应该怎么办大家仁者见仁，智者见智。）下面回到赛前准备的这个问题上：

1. 校内选拔
   一般这个选拔时间每个学校的都不一样，我们学校比较重视，在18年的冬天就开始笔试选拔，而有些学校会在比赛前一到两个月才统一选拔，笔试的内容设计微机原理，C语言，数电，模电，所以如果要参加电赛，51单片机肯定需要掌握，这应该是每个开始学习单片机的人最先接触的MCU，(如果还没学的推荐郭天祥老师的新概念51单片机），然后数电，模电的我就不多说了，如果还没开这方面的课，那就需要自学一些东西，可以不清楚里面的详细原理，但是要会用，C语言应该每个大学大一都会开课。
2. 知识扩充
   通过了校内选拨，之后就需要对你的知识进行扩充了，你需要新掌握一个单片机，因为51单片机只是让你了解单片机，他的性能支持不了你的比赛需要，目前主流的就是TI公司MSP430和意法半导体的STM32F407以及STM32F103这几种，他们各有优点，MSP430和51比较接近，但是MSP430的性能也不是很好，只是因为他的低功耗性能优异（由于19年电赛改成TI赞助，我们当时就怕会出现低功耗的题或者所用器件只能是TI公司的，后来果然出现了这样的情况，但是是电源题，所以没影响到我们，倒是把我同学坑惨了。。）而STM32的性能就可以支撑你的比赛需要，所以这里建议优先学习STM32，之后如果需要在回去学习MSP430，MSP430在学习了32和51的基础上学起来会很容易。32的基本功能需要在寒假完成（也有学校在赛前两个月统一选拔之后会由带着老师带着每天集中学习单片机，把小白从头开始培养，每天一个任务，学习强度大但是收益高，但笔者的学校不属于这种 qwq）
   3.开始基础训练
   这个阶段是最辛苦的阶段，因为要实现从0到1的过程，在这个阶段你要了解更多东西，因为之前你学习的知识都是只在停留在书本理论阶段，你学习32的时候可能也没有自己为了实现一个功能而去调试功能。拿我自己举例，当时我们训练的第一个题目是做一个放大器，现在看来很简单，没有人很难度。但是当时我只会51和32，自己从没做过电路，模电也是一直在自学中，所以当时造成了很大的困难，题目的指标我都看不懂，只能去网络上寻找资源，找不到的问题就只能去请教实验室学长或者问老师（有个好的教练老师真的很重要，然而我们老师不怎么管我们，一般就只来检查一下作业。。还好我们有很多大佬学长再帮我们，再次感谢他们）这个阶段大约会持续六周左右（六周其实时间也很紧，因为大二课都很多，所以代表着周末你再也不能打游戏了），在这段时间你会掌握基础的电路搭建–放大器，滤波器，功放等，并且了解他们的作用，还会自己编写程序来实现一些功能–波形产生，电压采集，测频等，还会掌握电路和MCU结合起来实现目的–程控放大器，滤波器的幅频测试等。经历了这个阶段你会发现自己寻找资源的能力在快速提升，网络上的很多渠道都有你需要的资源，你会感觉发现了新的大门，同时你的能力经历了这段时间的沉淀也会上了一个台阶，实现了从0到1的过程，这个阶段可能会很迷茫并且每天都会忍受看不懂题目的煎熬，但是只要坚持学习就肯定会让自己蜕变（我还记得当时做梦都在焊电路 orz）
   4.组队训练
   经历了前面的基础训练，你应该已经掌握了分立的电路功能实现，也掌握了简单电路和MCU的控制单元的实现，在基础训练结束后会进行第二轮的选拔，因为有些人在基础训练就放弃了，只要在基础训练坚持下来跟着学习的，基本都会通过第二轮选拔，我记得我们当时的问题是做一个多功能信号产生电路，产生三角波，duty cycle可调的方波和 正弦波 。经历了第二次选拔之后就会分组进行训练了，电赛是三人一组，一般就是一个人写程序两个人调电路。这里面给大家的经验是写程序的人最好也懂一些硬件，因为之后调电路的肯定是写软件的，而且如果题目太难的话需要写软件的人来帮忙一起调电路。同时能用代码解决的东西一定要用代码解决，因为我们在比赛时间做出来的电路稳定性较低，很有可能在最后测试的时候崩了（这样的情况多的都数不过来），所以要保证电路的稳定,用代码解决是最好的方式，代码一般时候不会出现问题，所以能用代码解决的最好不要用电路来解决。
   5.比赛题型
   每年电赛的题型是八道题，涉及仪器仪表，电源，射频，自动化这几类，电赛的题还是蛮有趣的，19年的无线充电小车以及电磁炮都很有趣，还有一年电赛题目是做一个自动洒水救火的无人机机器人，用激光笔确定着火位置，指哪打哪。一般来说做自动化的队伍最多，因为门槛比较低主要是调节各种模块，涉及的底层理论比较少，其次是做电源的队伍，也是因为电源方面比较简单，要学的东西少，然后是做仪器仪表的队伍（我们就是做仪器仪表的），做的队伍最少的就是射频的题目，因为理论知识太多了，对于大二本科生来说很困难，做出来可能很玄学，但如果是大佬的话当然随意。在组队之后就需要确定做哪一道题了，一般是根据自己的意愿还有指导老师的安排，在这之后就是比较重要的做往年真题的阶段。在这个阶段你会发现之前用的很多芯片或者模块还达不到题目要求，比如之前产生正弦波可能会使用32打点输出，现在你要会使用DDS输出，之前的电压采集你直接用单片机自带的ADC,现在你要是用更先进的模块，这些都是要在真题模拟训练中来摸索出来的，一般一周一道往年真题，练上一个月左右。
   6.模块准备
   经历了组队训练之后，距离比赛也没多久了，现在需要准备比赛可以用到的模块，电赛官网的教学视频没事也看一看，各大网站的电赛解析也没事看看，还有最重要的是模块准备的怎么样了，以我做的仪器仪表为例（仪器仪表是比较需要模块的），首先波形产生，需要准备DDS和一个高速的DA（一般来说市面上的模块带宽都不是很高，所以为了获得更大的带宽一般需要自己画板子，同时为了驱动高速的DA，一般是使用FPGA进行驱动的，这就意味着还需要掌握ad绘图和FPGA），电赛仪器仪表题现在对于频率要求越来越高，这也是科学技术的发展趋势。17年的两道仪器仪表题，其中一道就是40M的信号进行放大，另一道是特别难的自适应滤波器，所以这就意味着要做好面向高频的准备。这个时候高速ADC就很有必要了，同样的电压采集需要的高速AD，（我记得我一个学长和我们一起参赛的化了一块1G采样率的AD板，或者有想法的同学也可以从二手的示波器上拆芯片来用）波形发生和电压采集是比较重要的，一定要准备的，同时还要准备各种运放的功能，就以TI的来说，他们的INA，THS，OPA等系列的运放各自的优点是什么，该如何选取，他们的工作电路也需要提前准备好（在19年的时候可以免费申请TI的板卡，还有他们的芯片每年都可以申请，TI公司财大气粗orz），还有一些模块，比如程控滤波器，数字电位器，乘法器这类的不一定会用到，但是还是准备一下比较好。还有自己的比赛板子，这个仁者见仁，智者见智，当时我去听了一个在仪器仪表方面比较厉害的教练老师的讲座，他就提到了这个自己设计的比赛板子，包含了STM32和FPGA，用32来控制FPGA，FPGA再控制高速AD/DA（那个教练每年比赛前训练的时候都会给他的队伍提供他画好的板子直接用，我酸了）但是这个板子也不一定有用，我们当时也自己画了一块，但是没用上（qwq），而我一个没画自己板子的同学也拿了国一，所以还是看那年的题目是否趋向高频，但如果时间充足还是准备一下比较好，这些模块在你训练真题的时候就会开始准备了，现在只不过是再完善一下。
   7.比赛准备
   到现在基本上准备的都可以了，也要开始比赛了，现在的任务是多看看老师的讲座，对电赛的分析和押题，以及器件清单下来了之后赶紧研究器件清单，和老师多交流，自己教练靠不住的就去找学长，或者同一学校的队伍交流，b站也有很多大佬们在分析器件清单。总之器件清单很重要，器件清单里没有的东西也要赶紧买，晚了淘宝都没有了，一定要第一时间去下单买，不然就会被淘宝商家坐地起价了（我就经历过）。

2.比赛经历

我们当时做的是仪器仪表，具体的问题如下






上面就是19年的两道仪器仪表问题，最终我们还是选择了D题，D题的基本要求很简单，而且精度范围很宽，很好实现，但是电赛的题如果比较简单的话，发挥部分必须做出来，但是D题的发挥部分不是那么容易，尤其是发挥部分（3），现象十分不明显，所以比赛的那几天我们就在反复改变参数来观察影响结果。这里面分享两个我遇到的问题：
（1）DDS输出信号后接到电路中出现了信号一直向下漂移，直到漂移到负电供电电压。解决办法是在信号输出端对地接一个1MΩ的电阻来解决的，这个问题我之前也遇到过，之前遇到的是利用电容来滤除直流分量后接入运放也发生了信号地漂移，这个原因应该是电容导致，所以在对地接一个电阻放电之后就会解决（当然这个只是我的理解，欢迎大家留言交流）

（2）在做一个比较器的时候，由于供电电压是12V，由于第一次用的不是轨对轨的运放导致输出电压达不到12V，后来使用了轨对轨的运放解决了这个问题。
还有一些其他的问题就不再这里说了（其实是我有点忘了，等我在回忆回忆再继续写）

3.经验总结

结合我的经历，给大家几个经验：

（1）休息问题。电赛四天三夜，就算你是铁打的身体也得休息，不然后几天的效率会很龟速，所以涉及休息问题。（我们实验室还好，有一张折叠床，一些没床的实验室直接瑜伽垫睡地板了）我的建议是大家轮流休息，做硬件的先做，做到后半夜软件的来写程序和继续做硬件电路，这样错开休息的效率会很高。

（2）TEAMWORK。你要永远记住你们是一个team，遇到问题大家一起解决，不能相互埋怨，可能会遇到代码写完了但是硬件还没做完的问题，那写软件的就去帮忙一起做电路，不能相互埋怨，这点十分重要，不论是在电赛还是以后的工作中，team精神都是最重要的。我们那年就有一个队伍，很强，但是在训练的时候由于吵架最后队伍拆了（如果不拆估计他们也是国奖），所以大家团结很重要。

（3）关于审题。审题一定要细致，这个要在平时的训练中磨合，一定要清楚考查的内容。我记得有一年就是一道题，要把结果通过1.5M的双绞线传到检测端，那个时候就有两种说法，一种是直接传信号波形，在终断检测采集信息显示，一种是采集后把得到的信息在传给终端显示，两者比较，肯定是第二种好，因为第一种的电压波形传过去，极容易变形失真，所以那一年采用第二种方案的人做出来的效果更好。我们今年也是，我们也理解错了题意以为他四个元件全部会更换，导致静态工作点也进一步改变，但事实上是我们想多了。。所以我们做的并不是很好，审题很重要！

（4）方案一定要订好。初始方案一般在第一天上午要订好，一定要订好，和队友还有老师大家多交流，各抒己见，因为方案一旦订好开始做之后，基本不能在改变方案了，因为没时间，还有伤士气，所以方案一定要好好订，可以多花点时间，别着急，磨刀不误砍柴功。

（5）电路的稳定性。这个我之前也提过，电路一定要足够稳定。很多队伍（超级多超级多）在测试的时候崩了，实验室里测得好好的，在最后测试的时候崩了，这就是电路的稳定性问题，我一个学长的队伍，做的C题，一个扩展指标测试的时候崩了，导致他们没进去国赛。我们也是，由于我们的题目要求所有元件都可更换，在实验室的时候我们用的插针插得很紧，但是由于过了两天才测评导致插针松了，最终导致影响了成绩，所以说电路一定要想尽办法稳定。我看过一个采访，一个拿了国二的队伍，他们就说他们的电路全部PCB构成，在实验室测出来多少，在测试就能测出来多少，至少这样比完赛不会郁闷qwq。

（6）“电源接反，倾家荡产”。一定要细心，做电路的最怕粗心，因为你的一个小粗心可能会导致整个队伍的努力付之东流。我就看过一个视频，一个做无人机的队伍，上电之后板子直接着火了，还有我一个同学，两次把插电脑的充电线(20V)插到了DDS上（5V），而且还是在测试的前一天，那样的心情你肯定不会像体会。所以一定要细心，当然这个也是和休息有关的，缺乏休息的时候就会犯这种低级错误。

（7）要有创新精神。这个创新也意味着风险，所以大家自己斟酌，我就举一个例子大家就知道了



这道题是要小车转圈，一般人想到的肯定是靠控制器来控制，但这个队伍脑洞就很大，使用了物理手段，省去了控制的部分，这样不仅减小了任务量还可以获得更大的行驶距离，真的是个天才想法。（这就是把同学他们害惨的只能用TI器件的小车电源题）

写在最后的话

电赛是一个很奇妙的过程，从前期准备到后来的比赛的四天三夜真你会经历很多，可能一天没吃饭，也可能焊板子焊的快睡着，也可能四天三夜一点觉也没睡，但我觉得这是人生不可多得的经历。你会看见自己的进步，从一个小白，到打开了一扇大门，慢慢的成长，我现在回头看真的很感谢电赛，让我学会了很多东西，他就像一个跳板，让你跳到更高。可能有些人会觉得电赛门槛太高了，但我觉得正是因为这样，你才可以进步，学到更多的知识，如果很容易的话就没有动力学习了，所以有机会的话还是要参加一次电赛，你得到的东西会很多很多。

PS：有时间在更一篇如何玩转各大比赛，助你加分保研 offer拿到手软。