¡Atención, pongo la mentalidad primero!
Adjunto: Métodos de aprendizaje introductorios para concursos de diseño electrónico
1. Aprendizaje de la parte del hardware
1.
El software de fabricación de placas dibuja principalmente diagramas de circuitos y los diagramas de PCB en la computadora son dibujos necesarios para fabricar placas de circuito con equipos de fabricación de placas. El software de fabricación de planchas incluye Protel99, Protel DXP, Pads, etc. Sólo se necesita uno. Protel99 tiene funciones simples, muchos materiales de aprendizaje, es fácil de usar y básicamente puede cumplir con los requisitos de la competencia.
El software de simulación puede aprender Multisim8 o Proteus7.1. Multisim8 se usa generalmente para simular dispositivos analógicos y digitales puros, y Proteus7.1 se usa para simular circuitos integrados de dispositivos programables como microcontroladores.
2. Aprendizaje básico de circuitos analógicos y digitales.
En esta parte, puede aprender los libros de texto sobre circuitos analógicos y digitales, combinar los experimentos básicos de circuitos analógicos y digitales, buscar algunos circuitos analógicos y digitales en Internet y acumular experiencia básica en diseño y depuración de Circuitos analógicos y digitales mediante depuración, convertidos en objetos reales.
3. Diseño de chips periféricos y circuitos de interfaz periféricos.
Puedes aprender esta parte analizando y entendiendo los circuitos diseñados por otras personas. Si encuentra problemas durante el proceso de aprendizaje, consulte más información y utilice más Internet. Los principiantes pueden pedir prestados libros sobre la aplicación de 51 microcontroladores. Siempre que busque muchas preguntas que no comprenda en Baidu, habrá muchas respuestas para su referencia.
4. Depuración de circuitos
La depuración de circuitos radica en hacer más. En estudios anteriores, puede encontrar los esquemas de circuito correspondientes en libros o en línea. Una vez que tenga una comprensión básica, puede usar una placa de circuito para convertirla en un objeto físico y luego, mediante la depuración del objeto físico, los fenómenos experimentales son consistentes con el análisis teórico. También puede crear un módulo de circuito y conectarlo a la placa de desarrollo del microcontrolador comprada mediante cables enchufables (cables Dupont o cables planos) y luego controlar el funcionamiento del módulo de fabricación propia mediante programación. En resumen, la depuración de circuitos solo puede encontrar problemas con una producción más práctica. Solo encontrando y resolviendo problemas podemos mejorar continuamente las capacidades de fabricación y depuración de circuitos y acumular experiencia relevante. Sólo haciendo algo real podrás experimentar la alegría del éxito, motivándote así a seguir esforzándote.
5.Materiales de aprendizaje
Libros en el 7mo piso de la biblioteca, libros de texto analógicos y digitales, software Protel99, software de fabricación de placas, software de simulación, microcontroladores, EDA, DSP, diseño de circuitos. , etc.
Busque en línea libros electrónicos y materiales de aprendizaje en vídeo relacionados con el aprendizaje de software de fabricación de tableros y software de simulación, y descargue software relacionado. Al ingresar al foro de 51 MCU, puede encontrar una gran cantidad de circuitos de interfaz electrónicos (o circuitos periféricos de 51 MCU y sus aplicaciones), materiales de aprendizaje y grabaciones de video.
Dos. Parte del software de aprendizaje
El aprendizaje del software primero debe determinar qué dispositivo programable desea aprender. Existen muchos tipos de dispositivos programables, incluidos microcontroladores, ARM, DSP, FPGA, etc., pero cada uno tiene sus propias ventajas.
1. Microcomputadora de un solo chip
Una microcomputadora de un solo chip equivale a una computadora pequeña con poca memoria y disco duro, y carece de teclado y monitor. Utilice el lenguaje C o lenguaje ensamblador del microcontrolador para escribir diferentes programas y descargarlos al microcontrolador para implementar ciertas funciones. Por ejemplo, haga una cadena de linternas (digamos ocho). Una vez que el hardware esté listo, podemos escribir diferentes programas para que el microcontrolador controle las ocho luces de izquierda a derecha, de derecha a izquierda, y se encenderán todas las demás luces. , lo que hace que la luz parpadee de vez en cuando. El mismo circuito solo necesita cambiar el programa para realizar varias funciones, lo cual es muy conveniente.
(1) Tipos de microcontroladores
Los microcontroladores principales en el mercado incluyen las series AT89C51/C52, at89c 51/52, STC89C51/52, STC12C5A60S2, STC12XX, AVR, PIC, etc. , que está marcado con el núcleo rojo del microcontrolador.
Se recomienda a los principiantes que comiencen con AT89S52, STC89C52 o STC12C5A60S2 (STC12C5A60S2 es uno de los microcontroladores de 51 núcleos más abundantes).
La mayoría de microcontroladores Freescale tienen un bus de 16 bits. El microcontrolador tiene buen rendimiento y no es demasiado caro. La compañía organiza una competencia nacional de autos inteligentes alrededor de agosto de cada año, requiriendo que los concursantes utilicen microcontroladores de Freescale como controladores. Los estudiantes interesados también pueden aprender sobre microcontroladores.
Lingyang MCU tiene una potente función de voz. La MCU tiene un AD integrado para la recopilación de voz, que se puede utilizar directamente para el reconocimiento de voz. Además, la empresa implementa el "Plan Universitario" y el producto tiene una gran cantidad de información de respaldo y código fuente que se puede trasplantar directamente. La información relevante se puede encontrar en línea.
(2) Herramientas de desarrollo de microcontroladores
Software de desarrollo y programación de microcontroladores Learn 51 (Keil C51), software de simulación Proteus7.1 (dibuje el diagrama esquemático en el software de simulación y el programa se puede cargar virtualmente Vaya al microcontrolador en el diagrama esquemático para simularlo y observar los resultados) o compre una placa de desarrollo de microcontrolador (la placa del sistema incluye la MCU y algunos circuitos periféricos). En términos generales, varios microcontroladores de gama baja son relativamente baratos (desde unos pocos yuanes hasta docenas de yuanes), y sus placas de desarrollo también son relativamente baratas (alrededor de 200 yuanes).
(3) Recopilación de datos de 51 microcontroladores
51 libros en lenguaje C de microcontroladores en el séptimo piso de la biblioteca. Libros electrónicos y materiales de aprendizaje en video para el aprendizaje del lenguaje C de 51 microcontroladores en Internet, busque y descargue libros electrónicos relacionados con el software de desarrollo del microcontrolador Keil C51 y su uso).
2. ArmˌWeaponˌSleeveˌEquipment
ARM es un microcontrolador de gama relativamente alta. Se ha desarrollado a través de ARM7 y ARM9... y ahora se puede ver en el mercado de inmediato. Tiene muchos buses de datos, el más alto alcanza actualmente los 32 bits. Su reloj externo es relativamente alto, hasta 60MHz, y muchos chips ARM también tienen funciones de multiplicación de frecuencia incorporadas, que pueden aumentar en gran medida su frecuencia de trabajo y acelerar su funcionamiento. Su RAM interna y Flash son mucho más grandes que los microcontroladores de la serie 51 y otros microcontroladores de gama baja, y son muy cómodos de controlar. Al mismo tiempo, su lenguaje de desarrollo también puede utilizar el lenguaje C especial de ARM, lo que hace que el desarrollo sea más conveniente para los usuarios. ARM se puede integrar en diferentes sistemas operativos según sus recursos internos para formar una plataforma operativa para sistemas integrados (como varias versiones de sistemas operativos que se ejecutan en teléfonos móviles, etc.). Chip compuesto por ARM y DSP. Puede facilitar el desarrollo secundario y las actualizaciones de productos de los usuarios. Actualmente, los principales chips ARM del mercado son Samsung y Philips. La empresa de Zhou Ligong ha desarrollado una gran cantidad de placas de desarrollo utilizando chips ARM de Philips y los materiales de aprendizaje que las acompañan también son relativamente detallados. Puede elegir un ARM de gama media a alta según la situación real (en principio, no es necesario aprender un microcontrolador de gama baja que otros). En términos generales, el precio de ARM es varias veces mayor que el de los microcontroladores de gama baja (de decenas a cientos de yuanes) y sus placas de desarrollo son más caras (las placas de desarrollo de gama media cuestan alrededor de 600 yuanes).
Fuentes de materiales de aprendizaje ARM: 1. Materiales de aprendizaje sobre sistemas integrados ARM en el séptimo piso de la biblioteca. 2. Información incluida al comprar una placa de desarrollo ARM. 3. Busque materiales de aprendizaje de ARM en línea. 4. Busque en línea software de desarrollo ARM de diferentes empresas.
3. No tener hijos después de la muerte.
DSP puede considerarse como un microcontrolador de gama alta (rico en recursos, alta frecuencia y velocidad rápida). Su destacada ventaja es que su estructura determina que el DSP sea muy rápido en el procesamiento de señales y también sea muy fácil de usar en el control. La MCU y ARM mencionadas anteriormente son principalmente adecuadas para el control, mientras que el DSP es un muy buen dispositivo programable que integra control y procesamiento de datos de alta velocidad. Según la competencia de años anteriores, DSP tiene ventajas en cuestiones de suministro y control de energía. Eso sí, sus ventajas no son pequeñas en problemas de señal. Para algunas cuestiones de competencia en años anteriores, se puede decir que es muy difícil o imposible completar todas sus funciones sin utilizar procesadores de alta velocidad como DSP o FPGA. Esto demuestra el papel de los controladores de alta velocidad en la competencia. DSP también se puede desarrollar con su lenguaje C dedicado y software de desarrollo dedicado.
El precio es relativamente alto (de decenas a cientos de yuanes). Dependiendo del chip específico, el precio de la placa de desarrollo varía mucho. Se recomienda a los estudiantes interesados que comiencen con chips DSP de rango medio (serie 54, como 5410, etc.).
Fuentes de materiales de aprendizaje de DSP: 1. Materiales de aprendizaje relacionados con el modelo DSP en el séptimo piso de la biblioteca. 2. Información incluida al comprar la placa de desarrollo DSP. 3. Busque materiales de aprendizaje de DSP en línea. 4. Busque software de desarrollo DSP en línea.
4. Matriz de puertas programables en campo
FPGA es un chip con una gran cantidad de puertas lógicas programables. A través de software y herramientas de desarrollo relevantes, podemos usar un programa (lenguaje VHDL o lenguaje Verilog, por lo que se recomienda aprender el lenguaje Verilog) para describir la idea de diseño, compilarla y descargarla al chip FPGA para ejecutarla. La mayor ventaja de FPGA es su alta velocidad, relación paralela entre módulos, corto tiempo de ejecución interna del módulo y alta frecuencia principal. Y la mayoría de sus puertos son IO generales, por lo que no es necesario especificar el puerto por adelantado al escribir un programa, solo necesita definir el puerto de señal al conectar dispositivos externos en el programa, lo cual es muy conveniente. Actualmente, los FPGA principales del mercado son producidos por las empresas Altera y Xilinx y sus precios son relativamente altos. Generalmente, el precio de los chips de gama media ronda los 100 yuanes y el precio de las placas de desarrollo alcanza varios cientos de yuanes (alrededor de 400 yuanes). Para comprar herramientas de desarrollo USB convenientes a bajo precio, se recomienda comenzar con la FPGA de Altera.
Fuentes de materiales de aprendizaje de FPGA: 1. Libros sobre FPGA en el séptimo piso de la biblioteca, incluido el aprendizaje de idiomas Verilog. 2. Materiales de estudio sobre QuartusII (software de desarrollo Altera FPGA) y software de desarrollo ISE (software de desarrollo Xilinx FPGA) en el séptimo piso de la biblioteca. 3. En Internet se puede buscar una gran cantidad de recursos de aprendizaje relevantes.
Tres. Redacción de informes
En la etapa inicial del concurso de redacción de informes, los estudiantes que escriben informes deben buscar informes de diseño de años anteriores en línea para leerlos. Obtenga más información sobre el formato de escritura (incluida la estructura y la integridad del contenido del informe, el formato de fuente, los títulos, los párrafos, etc.) durante la lectura. Al mismo tiempo, se recomienda descargar el formato en papel correspondiente del sitio web del Concurso Nacional de Diseño Electrónico para Estudiantes Universitarios. Por supuesto, los estudiantes responsables del informe deben saber más sobre software y hardware, comunicarse más con los miembros del grupo sobre software y hardware y obtener y acumular información útil para escribir informes de los miembros. Para un determinado tema de competencia, la información relevante encontrada en Internet puede ser útil para redactar un informe, por lo que debe clasificarse y guardarse oportunamente. En resumen, los estudiantes que escriben informes tienen una tarea muy difícil. Deben aprender constantemente conocimientos de software y hardware, dominar el conocimiento de software y hardware tanto como sea posible y coordinar y distribuir el trabajo de los miembros del grupo.
Cuatro. Pasos generales del diseño electrónico
1. Después de recibir el tema, los tres miembros del equipo lo leyeron por separado, entendieron claramente el significado del tema, revisaron la información y propusieron sus propios planes de diseño.
2.*** Discutan juntos el plan de diseño y determinen el plan final mediante cálculos teóricos, simulaciones y revisión de datos. El plan determinado debe ser conciso, fiable y tener en cuenta la situación general. Si se pueden completar la parte básica o las funciones básicas, la parte del hardware debe cambiarse lo menos o menos posible, y los cambios de software deben ser relativamente simples (las funciones que se pueden completar mediante software deben implementarse mediante software tanto como sea posible). ). Tenga cuidado al finalizar sus planes. Por lo general, después de que el tema ha comenzado, no hay tiempo que le permita cambiar sus planes.
3. División del trabajo y cooperación. Los estudiantes responsables de software y hardware acordarán una interfaz y programarán determinables, diseñarán, fabricarán placas de circuito y depurarán circuitos, respectivamente. Los estudiantes responsables del informe pueden ayudar a preparar el hardware y el software en la etapa inicial.
4. Una vez completados el circuito y el software, los estudiantes que escriben el informe también deben darse prisa y escribir el informe de diseño. Durante el proceso de depuración conjunta, los miembros del equipo deben discutir entre sí (a menudo no pueden encontrar el problema por sí mismos) y resolverlo juntos.
5. Envasado, medición, registro y análisis de parámetros. Después de la autoinspección (mejora del informe de diseño), el trabajo debe evaluarse de manera uniforme, por lo que la conexión del circuito debe ser confiable. Cada sistema electrónico es un todo completo. Una vez finalizada la producción, muchos módulos de circuito se fijan sobre un sustrato aislante sólido para garantizar la estabilidad del sistema.