【第四届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛回顾——芯片应用（东部赛区二等奖）】

一.简述

由于这个学期竞赛和学习事务较多，做的一些小项目和比赛一直没有时间分享。趁着寒假的机会，会陆续整理。

本次参加的这个全国大学生嵌入式芯片和系统设计竞赛是一个较“年轻”的比赛，2021年的比赛是第四届。此项赛事已经被列入全国普通高校大学生竞赛排行榜，影响力正在逐年扩大。比赛分为芯片应用和芯片设计两个类别，其中芯片应用又分成多个赛道（以使用不同赞助商的处理器和开发方向作为区分）。具体比赛细节可查询大赛官网：嵌入式芯片与系统设计竞赛

2021年的比赛由于疫情原因，推迟到了9月底开始，并采用线上展示和专家评审打分的方式进行。

该比赛以三人组队的方式进行，采用报名时选定的处理器，并根据开发方向设计一个应用项目，以下是我们队伍的本次比赛的选题方向：

选题介绍：
暑假期间，由于受到智能车竞赛和电赛（当时还不知道电赛推迟）的双重压力，没有足够精力设计制作原来的项目。因此我们临时决定：在参加的 "RIGOL"杯电子设计大赛（可以看作是多校联合举办的市级电赛模拟赛）的作品上进行完善和改进。

“RIGOL”杯比赛中，我们队伍选择的是自动控制题。具体赛题要求如下：


此赛题整体难度不大，主要是用来给我们进行电赛前的练手，但是在短时间内找齐制作材料也不是一件简单的事。（好像也是某年的高职高专组电赛题目）

在“RIGOL”杯比赛中，我们队设计制作的电梯系统完成了所有的功能指标，基本没有扣分，获得了竞赛的最高奖：RIGOL杯。

基于上述作品，我们嵌入式竞赛的项目题目改为：基于STM32F4的智能电梯模拟系统设计

★此篇博文只大致进行项目的介绍，具体设计报告、展示视频、源码等可下载文章最后分享的文件。

二.作品细节

1.作品实物图

作品可以实现的功能主要有：
1.电梯的模拟控制；
2.语音呼叫功能和语音播报功能；
3.手机APP蓝牙远程呼叫功能；
…
简单展示下作品的基本功能：

2.作品结构框图

作品整体采用4040铝型材搭建，整个系统由一个24V/5A输出的电源适配器供电。
主控采用意法半导体的STM32F407VET6；
其中WIFI功能实现使用ESP32（使用的是ESP32核心板，需要进行简单的编程，说实话有点大材小用了）；
语音识别模块使用的是天问ASR模块（可在淘宝购买）；
通过控制42步进电机的转动，实现电梯轿厢的上下运动；
6路霍尔接近开关用于实现楼层的判别和精准停靠；
LED灯组用于实现楼层的指示灯模拟；

3.硬件设计

此作品的主要硬件设计包括一块用于安装STM32核心板、LED灯组、DC-DC模块、蜂鸣器和各模块接口的主控板；以及一块用于安装ESP32模块和语音识别模块的扩展板。整体的硬件电路设计焊接难度较小。

4.软件流程图

此作品的软件设计中，最大的难点在于电梯的逻辑控制。例如当轿厢内部和每层楼上下按键同时按下时，电梯如何在确保逻辑正确的同时，进行合理的电机控制、语音播报和楼层呼叫等功能。

5.APP设计

APP使用Android Studio设计，主要涉及到WIFI的配置。

三.总结

此作品最后只获得了东部赛区的二等奖，虽然有点遗憾，但是可以理解。
1.作品的整体创新明显不足，只是模块的堆叠，深度不够；正如在线上展示时，评委老师点评的那样：有点像某个课程设计的大作业。
★该作品在“RIGOL杯”这种四天三夜的竞技性竞赛中，因为完成了相应的指标，得分自然较高；但是在嵌入式系统设计这种看重创新性的比赛中则缺少了竞争力。需要把握各种竞赛的考察重点。

2.此作品整体设计制作难度较低，但是涉及的知识技能较多，主要包括PCB电路板绘制（Altium Designer）、STM32的编程（Keil）、ESP32的编程（Arduino）、手机APP的制作（Android Studio）、3D模型制作（Rhino）、串口屏界面设计（陶晶驰串口屏）等。

3.值得一提的是：在比赛期间，竞赛官方群氛围很好，东南大学负责比赛的老师在群中会认真为参赛队伍解答问题。

最后分享完整的作品设计文件：包括设计报告、完整演示视频、PCB文件、STM32代码、ESP32代码、安卓APP代码、串口屏设计文件等。
文件下载链接：【2021全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛——东部赛区（芯片应用）二等奖】设计资料文件