2021作品合集

大家好。过去的2021，我过得还算充实。年前我还是一个技术小白，然后学了一年硬件，期间完成了一些作品，本文也算是分享一条学习路线吧。
有没有一种可能，这是一篇年终总结？

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一、为什么写博客？

今年大三了，2021的3月我在CSDN写下了第一篇文章，内容关于mpu6050。为什么要在CSDN写博客？虽然CSDN有很多“水文”，但是学了这么久编程，几乎都是靠CSDN。所以我打算在社区留下一些经验，秉承开源精神，希望能帮到有需要的人。另一方面，随着能力的提升，身边能和我交流技术的人很少。在社区写的文章文笔不怎么样，都是用很通俗很口语化的语言。不过我更注重技术含金量，所以我每天都让自己的专业水平有所提升，希望有所突破，然后反馈到社区。其实我有不少经验想分享出来，但是受限于时间所以没有写下来，时间管理确实做的不好。

二、2021作品

1.STM32平衡小车

学完STM32后第一个作品就是平衡小车，平衡小车涉及很多32的资源，涉及很重要的姿态传感器MPU6050，还包括经典控制算法PID。能做出平衡小车，STM32就算入门了。平衡小车的PID算比较好调的，一个环就能立起来，网上也有很多经验值。PID调不好涉及很多原因，如硬件、算法，不能盲目去调。最佳状态是小车站在原地一动不动，轻推一下就可以快速恢复稳定。

非静止画面。图片大小限制5M，做个gif疯狂降画质和缩时间。

2.能接发球的平衡小车

做完平衡小车之后就进入了校赛选拔，做的是一个可以接发球的平衡小车。在平衡小车上装发球装置、接球容器和openmv。搞了差不多两个月，最终效果很不理想，小车并不能稳定接球。通过校赛我就看出openmv太拉了，受光线影响大。后来我才知道高版本的openmv还可以训练神经网络，如果拍小球在各种环境下的照片进行训练，不采用自带的色块识别，识别效果不知道会不会好点。或者说不要用openmv了，直接使用K210。当时还不知道有这么牛逼的东西，可能过段时间K510的板子就出了，可以期待一下。

3.磁悬浮装置

磁悬浮装置是一个课程设计，说不来你可能不信，这是python的课程设计。其他人都是搞个小网站、小门锁，我直接来了个磁悬浮装置加python上位机，好像有点卷。整体效果还是不错的，磁铁能悬浮起来，上位机能基本收发和看PID波形。采用tkinter组件开发，效果如下。

磁悬浮部分就不多说了，具体可看主页的文章。

4.电梯控制器

电梯控制器是51单片机的课程设计。使用了性能比STC89C52更强的STC12C5A60S2，价格比89还便宜。我主要是看上它的串口数量，方便我使用串口屏显示界面和串口助手进行调试。串口屏还是不错的，可以快速写出一个UI界面，缺点就是被限制在它的UI框架里面，还有就是屏幕刷新率有限。有一个不错的开源UI，叫LVGL，有时间的话可以自主设计一款串口屏，STM32做主控，移植LVGL框架，然后把串口引出来，一款串口屏就诞生了。除此之外我还增加了离线语音识别模块，直接语音控制楼层。

5.滚球控制系统

板球控制系统是2017年全国大学生电子设计竞赛的控制题。在完成了校赛之后我就进入了2021国赛备赛阶段，做的第一个真题就是板球，利用openmv发送坐标给STM32进行控制。板球的关键是PID，还要用串级PID。基本功能都可以实现，也可以画圆，但是调了好久也没有达到快准狠的程度。后来我找到算法问题了，但是我已经不想再调了。PID到底可不可以自动调节呢？我看了一些方法觉得很难实现。但是有一种PID叫自适应PID，能够在原有PID参数基础上根据实际环境动态调整，我已经写好算法了，目前还没有验证。Anyway，做完板球之后我的代码水平有了很大提升，我非常推荐国赛备赛期间去做一下板球。

6.坡道行驶电动小车

做完板球之后就开始学MSP432，这个单片机如果不是参加电赛就不要去学，太痛苦了。资料少，毫无生态圈。搞了两个星期才把片内资源的驱动写完。MSP系列的单片机都有两个优点，低功耗和ADC，低功耗在电赛里涉及到了，我怎么没想到21年会搞ADC呢。坡道小车我做了一天，只完成了基础部分，后面就没时间做了。小车利用舵机转向、循迹模块循迹，单环PID。

7.简易电路特性测试仪

2019年D题简易电路特性测试仪，电赛延期给了我做其他类型题目的时间。仔细一想，专家也不想所有人都做控制类题目，电子设计不止于此（其实也挺好，起码不会在选题上纠结）。这道题的综合性很强，不只是模电基础还要有很深的“模块池”。最终做了三周时间，画了4块PCB，全功能实现，具体可以看主页文章。

8.信号失真度测量装置

2021国赛推迟到11月。我做的是A题信号失真度测量装置，一开始只打算试一下，然后就没有回头路了。
最终成品图。

三、2021国赛总结

电赛最终只拿了省二，没出线，成绩不太理想。拿几等奖重要吗？我觉得挺重要的，毕竟准备了这么久。但是我不能忘记加入实验室的初心，路还很长，拿奖不是全部。整个备赛过程收获很多，这一切都离不开队友。整个备赛过程都是思源师兄带着我去学，这道题显然没有充分发挥师兄的实力。最可惜的是最后一个波形没测出来，我用的是实时采样，最高1M采样率，最后一个波形的频率已经达到奈奎斯特极限了，当时就觉得只能换采样率更高的TI单片机，没想到还能用顺序采样解决，一个周期采一下，最终把波形合并，该方法能用极低的采样率重现波形，缺点是要更长的时间。其实题目已经给提示了，这么高频的波形，怎么给10s这么长的时间去处理，明明1s不到就能采集并处理完一次。奈奎斯特限制了我的想象力。电赛越来越倾向于软件算法，只是我太沉迷硬件性能，忽略了算法的魅力。

结语

以上就是我在2021完成的作品，2022最重要的事情是考研。保持热爱，奔赴星海。