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1賽項簡介

大學生電子設計競賽(以下簡稱大賽)是由教育主管部門主辦的電子相關專業的傳統賽項，每年8～9月份舉辦一次，由教育部主辦的國賽和由各省教育廳主辦的省賽輪流交替進行。因比賽規格高，參賽院校覆蓋面很廣，幾乎所有開設電子類專業的學校都參加，參賽隊伍近年來都達1萬支以上。與職業技能大賽不同的是，賽前沒有規定比賽內容和范圍，直到比賽開始才公布賽題。比賽共持續4天3夜，不間斷進行。參賽學生每3人為一組，需在規定的時間內制定方案、設計電路、制作電路板、撰寫設計報告等。競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行，比賽期間學生可以查閱有關紙介或網絡技術資料，隊內學生可以集體商討設計思想，確定設計方案，分工負責、團結協作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務;競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導①。比賽結束后，各個賽點經初步測試優秀的隊伍可選送到各賽區指定院校進行正式測試。如果是國賽年份，還需進行半天左右封閉比賽，成績好的再選送至全國競賽組委會制定院校進行復測，并根據復測情況確定獲獎名次。

從比賽的賽事規程來看，比賽雖然是公開的，但難度大，技術指標要求高，持續時間相對技能大賽要長。從最初確定方案到產品制作完成，各項指標都能滿足要求的確實不多。從歷年的比賽成績來看，獲獎的比例并不高。以2015年為例，全國共有1097所高校、13063支代表隊，共計39189名同學報名參賽。其中獲得全國一等獎有287支隊伍②，占總數的2．2%，可見難度較大。福建省自參加該項賽事以來，本科組近年來獲得全國一等獎的次數逐漸增多，但高職院校參賽獲獎很少。說明高職學生參加該項賽事存在較大困難，主要原因是學生在設計、編程、調試等方面能力訓練不足，離賽項要求存在一定差距，需要在平時訓練中加以提高。然而學生的訓練只有暑期1個多月的時間，涉及的課程多，知識面廣，知識點非常多，要想取得好成績，必須要有針對性的訓練方法，有的放矢才能達到目的。本文試圖從高職組的賽題要求出發，分析、歸納出應具備的知識點及其實現方法，并給出按照模塊劃分的訓練方法。

2賽題分析

近年來大賽的出題以電子技術應用設計為主要內容，涉及模－數混合電路、單片機、可編程器件、EDA技術，運用到模擬電路、數字電路、高頻電路、PCB設計、傳感器技術、單片機技術等課程的知識，體現了教學基本內容和新技術應用趨勢。競賽題目主要測試學生運用基礎知識的能力、實際設計能力和獨立工作能力。題目包括基本要求部分和發揮部分，使大多數參賽學生能在規定時間內完成基本要求部分的設計工作，優秀學生還可以完成發揮部分的內容。

2．1賽題內容統計大賽的題目類型一般分為信號采集類、儀器儀表類、控制類、無線通信類、電源類等類型，表1列出近5年來高職高專組的大賽題目及統計情況(省賽均指福建省比賽)。從比賽題目類型來看，控制類題目每年至少有一題，是比賽必出的題目，其他類型相對較少，均為輪流出現。說明控制類題目仍然是比賽的重點，平時訓練時需要做好充分的準備。

2．2賽題涉及的知識點各個題目所涉及到的知識點內容，詳見表2所示。對以上的知識點進行歸納、總結，可以看出近年來賽題所需具備的知識點有:A/D采樣，位置檢測，角度檢測，電機控制，LED亮度控制，無線通信，按鍵掃描、數據顯示、報警輸出、DC/DC變換器設計等。對各個知識點所涉及的具體內容進一步細分，并給出其實現方法，如表3所示。

3集訓方法

從上面對比賽題目的分析可知，所涉及到知識點很多，內容很廣，對于大二甚至是大一學生來說，完全靠學生自學、自練，要想取得好成績很難，需要指導老師根據學生選題意愿，制定詳細的訓練計劃并實施。

3．1控制系統結構分析一般學生對控制系統沒有什么概念，面對一個題目往往不知道該如何下手，若能夠對系統的整體結構有一個較完整的認識，將有助于學生理解題目要求，制定切實可行的方案，并付諸實施。對一個控制系統來說，系統一般都具有如圖2所示的結構:圖2是一個典型控制系統結構圖，采用閉環控制方式。對于現在比賽的題目而言，技術指標要求越來越高，如果僅僅采用開環控制方式，將很難滿足指標的要求。如電源類題目，常見的問題是當負載變化時，輸出的電壓或電流隨著變化，不能穩定在一個給定值上，主要原因就是沒有采用閉環控制所導致。同樣其他類型的題目也相類似，如角度控制、風板控制、平衡控制等，一般也要求系統是一個閉環的控制系統。對于不同的控制系統，結構圖可能會有所差別，如圖2中反饋環節有的可能沒有傳感器，而是只有信號采集電路;有的信號采集或輸出控制是通過無線通信的方式進行，需要具體問題具體分析。

3．2系統模塊劃分比賽所涉及的知識比較分散，學生學習、訓練時毫無頭緒，不能形成一個系統整體。因此需要對知識點進行歸納，將其劃分到在系統各個模塊中。根據上面的系統結構圖，可以將系統分解為各個單元電路模塊，并將所需掌握的知識點和技能點整理對應起來，按照這些模塊進行訓練更具有針對性。一般可將系統分解如表4所示。

3．3訓練的組織電子設計賽所涉及知識點很多，讓每個隊伍所有成員都對所有模塊進行訓練顯然是不現實的，需進行分工。一般可將一個參賽隊的人員分為兩組，一組負責硬件電路的設計、制作與調試;另一組則負責程序的編程。至于一組需要多少人需根據題目的類型來定，如控制類的題目以程序控制為重點，宜安排2個人進行程序編程，1人負責主控程序的設計，1人負責傳感器及信號的采集與處理。而對于電源類的題目，電路設計是關鍵，宜安排2個人進行電路的設計，包含高頻變壓器的設計、PWM控制電路設計、濾波電路的設計、電壓、電流采集及保護電路的設計與調試等，另1人可進行信號采集顯示、控制的編程。分工確定后，一般參賽學校都有多支隊伍參加比賽，將所有參賽隊伍中相同分工的人員集中起來，按照表4所劃分的模塊進行針對性培訓，比一個指導老師單獨指導多個隊伍的所有項目效率要高。如果條件允許，可在組員分工的基礎上，再按照題目類型進行分類培訓，效果則會更好。

4結語

通過以上對賽題的知識點進行分析、歸納，并將系統分為6大模塊進行訓練，學生的訓練內容更為具體，更具有針對性。再加上組員分工、分類培訓，學生的訓練的積極性得到提高，收獲也較大。以我院近年來的培訓為例，今年開始采取分工集中培訓的方式，20多支隊伍報名參賽，訓練一個多月，所有人員都能堅持下來參加比賽。以往采用的集訓方法是一個老師指導幾支隊伍的所有訓練內容，老師工作量大，不可能每天都到場指導，導致學生學習、訓練的積極性不是很高，效果也不是很好，最終留下來比賽的只有70～80%。可見集訓組織方法不同，結果相差甚遠。本文所提出的方法在學生訓練效果上比以前提高，但還存在不足之處，需要不斷改進和提高。

作者：韋龍新 單位：福建信息職業技術學院 電子工程系