嵌入式系统中FFT算法研究(全国电子设计大赛一等奖作者总结)

第一篇：嵌入式系统中FFT算法研究(全国电子设计大赛一等奖作者总结)

此文章乃作者在获得全国电子设计大赛一等奖之后的总结

这里用到的是浮点计算

作 者：华东交通大学 肖宛昂

北京航天指挥控制中心 张向荣

摘 要：首先分析实数FFT算法的推导过程，然后给出一种具体实现FFT算法的C语言程序，可以直接应用于需要FFT运算的单片机或DSP等嵌入式系统中。关键词：嵌入式系统 FFT算法 单片机 DSP

目前国内有关数字信号处理的教材在讲解快速傅里叶变换（FFT）时，都是以复数FFT为重点，实数FFT算法都是一笔带过，书中给出的具体实现程序多为BASIC或FORTRAN程序并且多数不能真正运行。鉴于目前在许多嵌入式系统中要用到FFT运算，如以DSP为核心的交流采样系统、频谱分析、相关分析等。本人结合自己的实际开发经验，研究了实数的FFT算法并给出具体的C语言函数，读者可以直接应用于自己的系统中。倒位序算法分析

按时间抽取（DIT）的FFT算法通常将原始数据倒位序存储，最后按正常顺序输出结果X（0），X（1），...，X（k），...。假设一开始，数据在数组 float dataR[128]中，我们将下标i表示为（b6b5b4b3b2b1b0）b，倒位序存放就是将原来第i个位置的元素存放到第（b0b1b2b3b4b5b6）b的位置上去.由于C语言的位操作能力很强，可以分别提取出b6、b5、b4、b3、b2、b1、b0，再重新组合成b0、b1、b2、b3、b4、b5、b6，即是倒位序的位置。程序段如下（假设128点FFT）：

/* i为原始存放位置，最后得invert_pos为倒位序存放位置 */

int b0=b1=b2=b3=b4=b5=6=0;

b0=i&0x01;b1=(i/2)&0x01;b2=(i/4)&0x01;

b3=(i/8)&0x01;b4=(i/16)&0x01;b5=(i/32)&0x01;

b6=(i/64)&0x01;/*以上语句提取各比特的0、1值*/

invert_pos=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;

大家可以对比教科书上的倒位序程序，会发现这种算法充分利用了C语言的位操作能力，非常容易理解而且位操作的速度很快。实数蝶形运算算法的推导

我们首先看一下图1所示的蝶形图。

蝶形公式：

X(K)= X’(K)+ X’(K+B)W PN , X(K+B)= X’(K)-X’(K+B)W PN

其中W PN= cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）。设 X(K+B)= XR(K+B)+ jXI(K+B), X(K)= XR(K)+ jXI(K), 有:

XR(K)+jXI(K)= XR’(K)+jXI’(K)+[ XR’(K+B)+ jXI’(K+B)]*[ cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）];继续分解得到下列两式:

XR(K)= XR’(K)+ XR’(K+B)cos（2πP/N）+ XI’(K+B)sin(2πP/N)（1）XI(K)= XI’(K)-XR’(K+B)sin（2πP/N）+XI’(K+B)cos(2πP/N)（2）

需要注意的是: XR(K)、XR’(K)的存储位置相同,所以经过（1）、（2）后，该位置上的值已经改变，而下面求X(K+B)要用到X’(K)，因此在编程时要注意保存XR’(K)和XI’(K)到TR和TI两个临时变量中。

同理: XR(K+B)+jXI(K+B)= XR’(K)+jXI’(K)-[ XR’(K+B)+jXI’(K+B)]*[ cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）]继续分解得到下列两式: XR(K+B)= XR’(K)-XR’(K+B)cos（2πP/N）-XI’(K+B)sin(2πP/N)（3）XI(K+B)= XI’(K)+ XR’(K+B)sin（2πP/N）-XI’(K+B)cos(2πP/N)（4）注意：

①

在编程时, 式（3）、（4）中的XR’(K)和 XI’(K)分别用TR和TI代替。

②

经过式（3）后，XR(K+B)的值已变化，而式（4）中要用到该位置上的上一级值，所以在执行式（3）前要先将上一级的值XR’(K+B)保存。

③

在编程时, XR(K)和 XR’(K), XI(K)和 XI’(K)使用同一个变量。

通过以上分析，我们只要将式（1）、（2）、（3）、（4）转换成C语言语句即可。要注意变量的中间保存，详见以下程序段。

/* 蝶形运算程序段 ,dataR[]存放实数部分,dataI[]存放虚部*/ /* cos、sin函数做成表格，直接查表加快运算速度 */ TR=dataR[k];TI=dataI[k];temp=dataR[k+b];/*保存变量，供后面语句使用*/ dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k]=dataI[k]-dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p];dataR[k+b]=TR-dataR[k+b]*cos_tab[p]-dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]-dataI[k+b]*cos_tab[p];3 DIT FFT 算法的基本思想分析

我们知道N点FFT运算可以分成LOGN2 级，每一级都有N/2个碟形。DIT FFT的基本思想是用3层循环完成全部运算(N点FFT)。

第一层循环：由于N=2m需要m级计算,第一层循环对运算的级数进行控制。

第二层循环：由于第L级有2L-1个蝶形因子（乘数），第二层循环根据乘数进行控制，保证对于每一个蝶形因子第三层循环要执行一次，这样，第三层循环在第二层循环控制下，每一级要进行2L-1次循环计算。

第三层循环：由于第L级共有N/2L个群，并且同一级内不同群的乘数分布相同，当第二层循环确定某一乘数后，第三层循环要将本级中每个群中具有这一乘数的蝶形计算一次，即第三层循环每执行完一次要进行N/2L个碟形计算。

可以得出结论：在每一级中，第三层循环完成N/2L个碟形计算；第二层循环使第三层循环进行 2L-1次，因此，第二层循环完成时，共进行2L-1 *N/2L=N/2个碟形计算。实质是：第二、第三层循环完成了第L级的计算。

几个要注意的数据：

①

在第L级中，每个碟形的两个输入端相距b=2L-1个点。

②

同一乘数对应着相邻间隔为2L个点的N/2L个碟形。

③

第L级的2L-1个碟形因子WPN 中的P，可表示为p = j*2m-L，其中j = 0，1，2，...，（2L-1-1）。

以上对嵌入式系统中的FFT算法进行了分析与研究。读者可以将其算法直接应用到自己的系统中，欢迎来信共同讨论。（Email:xiaowanang@163.net）

附128点DIT FFT函数：

/* 采样来的数据放在dataR[ ]数组中，运算前dataI[ ]数组初始化为0 */ void FFT(float dataR[ ],float dataI[ ]){int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6;int L,j,k,b,p;float TR,TI,temp;/********** following code invert sequence ************/ for(i=0;i<128;i++){ x0=x1=x2=x3=x4=x5=x6=0;x0=i&0x01;x1=(i/2)&0x01;x2=(i/4)&0x01;x3=(i/8)&0x01;x4=(i/16)&0x01;x5=(i/32)&0x01;x6=(i/64)&0x01;xx=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;dataI[xx]=dataR;} for(i=0;i<128;i++){ dataR=dataI;dataI=0;} /************** following code FFT *******************/ for(L=1;L<=7;L++){ /* for(1)*/ b=1;i=L-1;while(i>0)

{b=b*2;i--；} /* b= 2^(L-1)*/ for(j=0;j<=b-1;j++)/* for(2)*/ { p=1;i=7-L;while(i>0)/* p=pow(2,7-L)*j;*/ {p=p*2;i--；} p=p*j;for(k=j;k<128;k=k+2*b)/* for(3)*/ { TR=dataR[k];TI=dataI[k];temp=dataR[k+b];dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k]=dataI[k]-dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p];dataR[k+b]=TR-dataR[k+b]*cos_tab[p]-dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]-dataI[k+b]*cos_tab[p];} /* END for(3)*/ } /* END for(2)*/ } /* END for(1)*/ for(i=0;i<32;i++){ /* 只需要32次以下的谐波进行分析 */ w=sqrt(dataR*dataR+dataI*dataI);w=w/64；} w[0]=w[0]/2;} /* END FFT */

第二篇：电子设计大赛-全国一等奖感言

华中科技大学，一等奖团队故事

点击率：2909

2007年电赛参赛经历与获奖感受

（朱良合，饶波，陈构宜组）

整理： 张旗

华中科技大学电气学院朱良合，饶波，陈构宜在2007年全国大学生电子设计竞赛中获得电力电子组一等奖。以下为获奖队员的感受。

饶波：参加完今年电赛，我有以下几点感受：

一、全国电赛是锻练大学生基础知识的大舞台。电赛虽然两年才举行一次，但对参赛选手来说，却真可谓养兵千日用兵一时。从基本的元器件认识、模拟电路数字电路到单片机及更进一步的专业知识如通信原理、电力电子等等，从前往后一般都会持续一到两年，每一步都须学得深入扎实。这倒不是说我们为了比赛为了荣誉而煞费苦心，如果只是为了比赛，我们大可不必做如此繁多的培训，重要的是要借电赛这支旗帜，对我们的电子线路设计、单片机等基础知识机型比较深入的学习，锻练我们的动手能力、审计创新思维，为以后的更深入的学习或工作打基础。经历了两年的培训准备参加比赛时，若不仅是可以比较顺利的把赛题完成，而且在更深层次的实际问题中我们也能得心应手，那我们就可以比较自豪地说我们成功了。当然，这是一种比较高的境界，要达到这种程度实在不是一件易事。不过我们应该怀着这种心态面对比赛，比赛不是目的，我们要在比赛中锻炼能力。

二、电赛比赛时间很短，仅四天三夜，相对于一般的比赛短的多，它并不要求选手在作品上做多少创新，相反却是基础知识的发挥，要求的作品也是日常生活中大家熟悉的东西。短时间的比赛不仅考验我们的基础知识和理论，更考验我们的团队合作、对问题的解决能力。显然在制作过程中，我们会碰上各种各样的问题，这些问题大多都可以经过思考分析解决，但是如果不能静下心来分析，也不会取得胜利。在问题面前，小组内应该互相鼓励，共同思考对策，而决不是互相埋怨和推卸责任。这对鼓舞士气尤其重要。

三、关于获奖，我没什么特别的感受，只是感觉很高兴，这是对我们能力的一个肯定。更重要的是对自己的鼓励，以后的挑战还很多，更需要努力。电赛获奖告诉我一个道理，任何事情只要认真对待，总会有莫大的收获，也只有认真对待，才能收获很多而不只是最后的结果。

陈构宜：电赛给我的感觉就是它不仅仅是对参赛者灵活运用知识能力的考验，更是对参赛者综合素质的测评；它也不只是个人之间水平的比较，更是团队之间发挥合作精神的较量。紧张、兴奋、辛苦的那四天三夜里，我们勤于思索，敢于实践，队友们为了顺利地完成设计任务而相互合作、废寝忘食的情景至今仍历历在目。在这次比赛中，我们组有条不紊地完成了各项任务，在这个过程中，有几点对我感触较深。

首先，在比赛的整个过程中，队友之间的合作显得格外重要；同时，队长对任务完成的进度与时间的安排也很重要。合作，我觉得主要就是软件与硬件之间的协调与配合：软件与硬件之间可以互相独立，发挥各自的优势；但是必须及时沟通，配合对方的工作。合作的另一个方面就是要为团队竭尽全力地奉献，自己的工作完成之后，就要协助其他队友完成其他的工作。

第二，系统方案的确定必须结合自身的水平和优势来确定，要采用“务实”的态度，最好的方案不是各方面性能都很好的方案，而是最适合自己的、能在规定的时间内顺利地完成任

务的方案。在本次比赛中，我们的控制系统采用比较熟悉的单片机控制系统，在能顺利完成发挥部分要求的前提下，不再进行其他的尝试以免浪费时间。

第三，电赛的第一天和第二天是个关键的阶段，这个阶段做的好与坏，对接下来两天的心态影响很大。

第四，在比赛过程中和作品的测试中，可能会遇到一些棘手的问题，如何对待和解决这些问题是对参赛队综合素质最好的考查。我的一点感受就是：遇到问题要先动脑，后动手，想想问题的根源，不要一出问题就心慌，失去了策略；然后就是有些棘手但不是关键的问题暂时解决不了就先搁着，太“执着”于这些问题不仅浪费时间，而且解决不好还反而造成系统的崩溃，得不偿失。

比赛时不能怀着一定要拿奖的心态，尽力而为，用心去作才是最重要的。我们组这次能获奖也是经过不少波折——在比赛和测试过程中遇到问题和解决问题慢慢走过来的，我只相信尽力做好就问心无愧。当然，获奖时我们每个人都很高兴，同时，这也将是对我们以后进一步学习的鼓励。

感谢在电工基地一起学习的兄弟和曾经给于我们指导的师兄和老师们！

苏谢祖，宋兵，田世坤组）

华中科技大学电工电子创新中心 宋兵 编辑：张旗

07年的电赛已经基本结束,现在回想起那四天三夜的情景,依然历历在目.在比赛的这段时间里,我们吃住都在实验室,大家一起讨论方案,一起试验电路,一起吃饭,一起熬夜┄在这过程中,因为意见不统一有过争论,但一旦方案确定后,大家都必须全力以赴去完成;因为遇到问题而有过郁闷,不过大家依然积极的想办法去解决;因为连续长时间工作而感到疲劳,不过经过短暂的休息后又投入到新的战斗中去.在这四天三夜中,我和两位队友都只睡了不到10个小时,这就是精神力量在支撑.或许因为我们组在赛前准备的较充分,另外在比赛的过程中采取了正确的策略以及各位队友的努力和团结合作,我们队最终拿得了全国一等奖.这离不开培训时各位老师对我们的悉心指导以及其他同学的热情帮助,这也是对我们以前辛勤培训的一种回报和肯定.我觉得重要的并不是得了这个全国一等奖,重要的是我们在参加这个比赛的过程中,所感受到的一种气氛和精神.一种持之以恒,精益求精,积极拼搏,不达目的,誓不罢休的精神.当我们处在这样的一个环境中时,就会被这样的气氛所感染,并会主动融入其中.这种精神对我们的影响比学会一个电路,调试出一段程序更有意义,它的影响将会一直保持到我们以后的学习生活中,将会一直激励着我们更加努力的学习和工作.我觉得这是这次比赛给我的最大收获.

第三篇：全国电子设计大赛会议总结

全国大学生电子设计竞赛指导教师培训总结汇报

为了总结交流电子设计竞赛的工作经验，提高各高等院校对电子设计竞赛的指导能力的基础，推动全国高校电子信息类专业的课程体系、课程内容和实践教学改革工作，中国电子教育学会于2016年4月15日-19日在长沙，举办了“2016年大学生电子设计竞赛指导教师培训暨电子信息类专业教学改革研讨会”。为了加快提升教师指导学生参加大学生电子设计大赛的能力，我校机械与电子工程学院选派了XXX、XXX两名教师参加了此次培训会。会上，两位老师认真听取了全国大学生电子设计竞赛组委成员、北京理工大学命题专家罗伟雄教授、哈尔滨工业大学蔡惟铮教授、湖北省电子大赛组委会委员兼专家组组长赵茂泰教授等专家的精彩报告，并与各位专家和其他院校教师就电子竞赛指导工作和电子信息类专业教学改革等内容进行了深入交流和探讨。通过参加此次培训会我们受益匪浅，现将会议主要内容及感想总结汇报如下：

北京理工大学命题专家罗伟雄教授报告的主要内容为以下两点。

一、如何培养学生参加竞赛。1996年至今电子设计竞赛内容主要由模拟电路，数字电路，计算机组成。模拟电路出题类型：线性部分-放大器（手写板）；非线性-振荡（LC谐振放大器）,调制解调（接收机），功率放大（射放，发射机）。其中放大器的设计制作是最基本的功能，其主要指标为动态范围:主要指放大器能正常工作时输入的最大信号比最小信号（关注的是信噪比，小信号是相对于噪声大小而已）；由于仪器设备的限制，因为最小信号是决定噪声大小；而现在各校无噪声测试设备。因此这几年的题目只能在增益和带宽上做文章。放大器是模拟电路基本电路但不能单独出题，结合应用来出题，频率不能超过120MHz。放大器出题方向：如A/D的前端;示波器的前置放大器，其他种类放大器，（备注：仪器运放组，题目训练方向为示波器和频谱仪）模拟锁相环路：可用为信号提纯，制作一频率合成器，作为信号源，制作一高灵敏度的接收机，又称锁相接收（备注：熟练使用模拟PLL和数字PLL，重点模拟PLL的训练）模拟乘法器：作为频率变换电路，调幅与解调(检波)，混频电路，鉴相电路（备注：发射机和接收机，无线通讯和频谱仪为主要训练方向）。数字电路最基本的电路：FPGA应用是每个参赛的同学必须要熟练的掌握和运用，这样可以对付一切数字系统。（备注：训练参加电设的学生，主要参赛为大

三、大四学员，必须熟悉使用STM32，FPGA和模拟电路设计）。直接数字式频率合成器(DDS)：（备注：题目案例信号源和频谱仪）。计算机方面的训练为单片机的使用和信号处理及通讯。

二、对今后出题的看法。

1、两个方向要坚持：频率不再提高，偏向应用；不再单独设置运放题目。

2、要坚持以弱电为主，兼顾控制类和强电类；

3、加强对现有教学情况的引导；

4、加强对基本内容向应用方向引导，例如放大器的问题；

5、综合测试方向要坚持，加大挤水分的力度；还是以简单数模混合系统为主；

6、放大器不能再单独出题；

7、控制类要加多传感器的运用，适当做些定量的工作。

武汉大学命题专家赵茂泰教授报告的主要内容是以仪器类赛题为例进行竞赛分析。

1．电赛命题及其特点

性质：全国大学生电子设计竞赛是由教育部主办的学科竞赛之一。

目标：以竞赛为载体，促进教育改革，尤其是实践教学和教学内容的改革；倡导理论联系实际的学风；培养学生的创新能力。

措施：全国统一命题（指挥棒）是主要措施之一。

引导作用：每年正式命题之前，全国专家组都要在王越院士的指导下，本着“与时俱进”的精神，对命题方向及内容进行多次认真的讨论。

命题范围、类型：

以模拟和数字电路应用技术为基本内容（涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、可编程器件等）。命题应该是一个具备一定功能的电子系统，可以不是一个完整的产品。难度与本科毕业设计的难度相当。共5～6题，每题侧重于某一专业，以适应不同专业的学生选用。

命题特点：

强调软硬结合，但以硬为主。必须涵盖电子技术中的相关知识点（例各类放大器、振荡器、变频、调制解调等）；必须具有可测试；兼顾趣味性。

评分体系包括功能和技术指标，主要是技术指标。为了拉开竞赛成绩的差距，某些技术指标的实现具有一定的难度。

命题内容“与时俱进”。为了纠正学生中普遍存在的“重数字，轻模拟”的倾向，从2007年起，命题内容中加强了模拟技术的成分。为了响应国家“节能减排”的政策，从2009年起，命题中普遍增加了“功耗、性价比”两项技术指标。为了支持高校在教学中引入新的技术，从2009年起，最小系统允许使用DSP、嵌入式系统等MCU平台；从2013年起，命题中又有两个新亮点：

① 模拟电路频率高端大幅度提升；

工程应用已经达到0.2THz，而高频电路课程的最高频率约30MHz，需要拉动。命题的带宽已从06年的6MHz，攀升至15年的200MHz，实际评审结果良好。② 推出四旋翼飞行器方面的命题。

微型无人机已成为世界航天领域重要研究方向, 世界各高校对四旋翼飞行器的研究与应用非常活跃。虽然许多学校积累还不够，这是一个方向!2．电赛培训工作 赛前培训的基本思路：

（1）制定一个以知识点为核心的（以不变应万变）完整的培训计划。（2）训练时间要予以保证（1.5年以上），注意系统性,注意循序渐进。（3）把基础电子电路的训练作为重点。

（4）熟练掌握单片机最小系统，否则系统不能工作（会用为止）。（5）重点掌握好各类基本电路及可编程器件的应用技术（主要培训内容）。（6）在以上训练的基础上，选择2～3个以上的专业方向

不要过度强调专业方向要把电子技术应用作为必选方向之一。仪器类题目培训的几个要点:（1）电子仪器种类繁多，但从学习的角度，只要掌握好以下4类基本仪器的原理，其他类型电子仪器的设计便不会存在大的障碍。

电压测量类仪器

时间频率测量仪器

信号发生器

数字示波器

（2）若能较好地掌握这４类典型电子仪器的设计，在电赛或在今后工作中遇到电子仪器设计课题时，只要分析课题的特殊要求，再学习一些相关知识，就能很快地进入设计状态。

（3）电子仪器的价值由各项技术指标的优良程度决定；竞赛的评分体系也是以技术指标的完成程度来评价。准确理解电子仪器各项指标是做好设计的关键。

（4）电子仪器含多项技术指标，其中最核心的是测量误差，其他技术指标基本上都与测量误差有关。对于许多测量来讲，测量工作的价值几乎全部取决于它的准确程度。

（5）在进行电子仪器设计时，必须对各项技术指标（尤其是测量误差）进行认真地分析，然后对指标进行分配，并在此基础上认真选择各个部件的核心芯片。（6）仪器类赛题是电子设计竞赛中出现最多的一类赛题，并且其他类赛题中也经常包含有电子测量的内容。

（7）电子仪器主要用于测试其它电子系统的性能指标，因此，电子仪器对技术指标的要求相对更加严格。

（8）基本电路的设计是仪器设计的基础。仪器类赛题的设计最终往往会化解成为一些基本电子电路的组合，因此电子仪器类赛题的训练一定要建立在基本电路设计训练的基础上。

3．相关赛题分析

——— 以2014年“锁定放大器的设计”为例

在2012年、2014年16省TI杯电子竞赛中，命题组出了“微弱信号放大器”和“锁定放大器的设计”两个相关的赛题。该题知识点丰富，可以作为一个很好的赛前培训题。

内容：

(1)题意及考点

(2)锁定放大器设计要点

(3)实际测评结果分析(1)题意及考点

任务：设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器

微弱信号：是指信噪比较差的信号（微弱相对噪声而言）。

锁定放大器：能提取深埋在噪声中微弱信号的一种特殊的放大器。（条件：要求被测信号与参考信号同频）

核心问题：相关检测（相敏检波器及低通滤波器）被测信号必须与参考信号同频；

噪声与被测信号同频又同相的概率很小，因而能滤除噪声；

不仅对相位θ敏感，对VS和Vr也敏感。既可用于鉴相，也可用于鉴幅(1)题意及考点

考点2：考察学生能否在现有模电知识的基础上，快速掌握微弱信号检测原理的能力。（同时强调理论的重要性）。应该认真研读《微弱信号检测》（高晋占）一书相关章节，只有在理论的指导下进行设计，才能出现高水平的作品。许多制作优良的作品，因为对相关检测技术与理论理解不够准确，使作品未能达到预定要求。

考点3：考察学生运用所学知识灵活处理具体专业问题的能力 例如，在信号幅度动态范围的处理，衰减器衰减系数的 确定，以及交流放大器等的设计中，一些作品仅因为一些细节问题处理不当，影响整个作品未能达标。

(2)锁定放大器设计要点：

相敏检波器的设计

低通滤波器的设计

衰减器衰减系数的确定

交流放大器的设计

5．调试与测评

“调试”环节的重要性：

一个设计正确、制作良好的作品，必须经过认真的调试才能达到预定的技术指标。否则可能前功尽弃。

“测评”环节的重要性：

据了解，约半数学生在赛场的测评与原测试结果基本一致；

有相当比例的作品在赛场测评中没有达到原有水平；也有极少数学生认为作品赛场测评效果比原测试效果好。

有部分作品没有在规定的时间内完成预定的测试项目； 还有部分作品（包括部分高水平的作品）在现场烧毁； 亟待在赛前训练中加强“测试技术水平”的训练力度！

华中科技大学全国大学尹仕教授以全国大学生电子设计竞赛培训与管理模式的实践为主题进行了报告，其主要内容总结如下：

1、赛前集训与管理：模块实体、测试软件、文档（电路图、端口定义、工作条件、注意事项）三项必须齐备，各组员负责整理的模块必需获同组成员的验证与认可。理论学习及技术储备必须形成文档，重要算法必须用软件实现，并获同组成员认可。各组整理拥有的各类元器件，并以清单的形式上传至竞赛服务器。根据“基本仪器和主要元器件清单”所列内容，结合自己培训方向，做好设备与器件准备工作。

2、真题训练管理分为设计制作、培训指导、作品测评、小组总结。设计制作：周一8时至周五20时结束。培训指导：方案讲解，实训答疑等。

作品测评：周六上午，评审小组评审设计报告及拟定测试方案，周六下午分组进行实物测试与现场提问，周六晚分方向进行培训总结。

小组总结：周日各组召开小组总结会，并对作品验收中出现的问题进行整改和完善

3、真题训练管理

设计制作：周一8时至周五20时结束。培训指导：方案讲解，实训答疑等。

作品测评：周六上午，评审小组评审设计报告及拟定测试方案，周六下午分组进行实物测试与现场提问，周六晚分方向进行培训总结。

小组总结：周日各组召开小组总结会，并对作品验收中出现的问题进行整改和完善

4、模拟训练管理：

设计制作：周一8时公布模拟题，周五20时结束。培训指导：学生自拟方案，实训答疑等。

作品测评：周六上午，评审小组评审设计报告及拟定测试方案，周六下午分组进行实物测试与现场提问，周六晚分方向进行培训总结。

小组总结：周日各组自行召开小组总结会，对作品验收中出现的问题进行整改和完善。

5、封闭式培训管理

设计制作：为期两天（仿照模拟专题邀请赛），第一天8时公布题目，次日15时结束。

组织形式：全封闭、无指导、断网。

作品测评：第二天15时结束后立即测试，晚上进行总结。

小组总结：第三天各组自行召开小组总结，并对作品验收中出现的问题进行整改和完善。

6、综合训练管理

设计制作：为期一天（仿照综合测试），8时公布题目，15时结束 组织形式：全封闭、无指导、断网。

作品测评：15时结束后立即测试，晚上进行总结。小组总结：各小组自行总结。

7、元器件及设备管理

培训所需仪器设备均由中心提供，每组一套基本测试设备（数字示波器、函数发生器、稳压电源、万用表各一台），特殊设备共享，如RLC测试仪、失真度测试仪、无线电综合测试仪。

培训及竞赛所需器件皆由中心提供，通用器件各组按需自取，贵重器件按需登记领取；缺少的器材随时登记，由中心统一购买或经指导教师同意自行采购或网购。

8、后勤保障工作 竞赛培训后勤保障人员由两部分人员组成：创新中心工作人员3名，面向中心大学一年级培训学生招募20～30名的助管。其主要职责是：培训元器件保障、设备保障、PCB制作、测评服务、培训宣传、竞赛期间饮食保障等工作。中心工作人员实行7天工作制，助管实行3班制（值班时间：8:00—22:00）。备注：这点可以参考华中的方法，招募10个低年级学员作为助管，负责元器件保障，培训管理，设备管理等。

9、辅导团队

竞赛培训辅导团队由3部分人员组成：

创新中心专职指导教师3名，中心面向全校聘请实践教学经验丰富、热心竞赛辅导的教师10名，面向中心毕业生招募15～20名助教。其主要职责是：培训项目理论讲授、专题讲座，评审培训作品报告、制订作品测试方案、作品现场测试、主持作品总结会等工作。

备注：学习人员聘用，在制度上鼓励，老师给与参赛指导经费和业绩体现。学生给与助教聘用经验和劳务补贴等。

10、校企合作

竞赛培训期间校企合作形式有：以冠名形式举办的夏令营（企业提供资助经费），以联合实验室形式提供器材，如ADI、TI、英飞凌联合实验室。

备注：参考并且与公司合作采购元器件等冠名宣传。比如中科浩电，比如廊坊一些培训机构等等。

11、赛期管理（1）选题管理

各组赛题选择应在开赛当日上午确定，最迟不得超过6小时（14:00），且赛题选定后不得随意更改赛题。

赛题方案确定后，应做好队员的分工和作品进度安排。（2）设计管理

硬件电路的设计与制作、软件模块的设计与调试，二者之间应建立协商机制，如MCU、FPGA等器件的端口定义。

器件的选用应选择本组用过或其他组用过的器件，慎选冷门、偏门器件及电路，同时应注意器件功耗和性价比。

充分利用集训阶段积累的模块化硬件电路和软件，减少制作时间。其他各组所选择的赛题类型应尽量与本组集训的培训方向一致。

作品的设计与制作应有大局观，各参赛队应根据自身实力采用统一设计分布实施策略，应遵循竞赛规律。硬件制作过程中参赛队员不能急躁，应注意用电安全，通电前应检查电源、电路板等，防止发生短路，烧毁元器件等事故。

参赛队员应充分发挥团队协作精神，如暂时空闲的队员可为其他队员提供元器件，编写简单的测试程序等工作。

（3）测试管理

模块电路可以单独调试，涉及软件可由软件人员提供测试代码，或者硬件制作队员编写基本代码，提供给软件编写人员。

作品应预留足够的测试时间，以便及时发现硬件或者软件上的问题。结果测试由队员协调完成，力求熟练，稳定。在时间允许情况下，最好对结果进行多次的测试。

赛期最后一天下午，无论系统完成的程度如何，最好在17时前将作品的各个模块固定在一块板上。

控制组第二天下午、最迟第三天上午之前必须开始联调、其他组第三天必须开始联调。

（4）报告管理

原理图设计必须使用电路图设计软件，方便列写元器件清单，并利于后期的文档编写。同样软件框图采用相关画图软件制作。

文档编写完成后所有队员必须仔细阅读，及时发现文档上的问题，杜绝出现理论错误。文档的写作在讨论方案时就可以开始。

竞赛文档最好提前两天写，并留有一天时间对文档进行修改。

文档中“系统调试与指标测试”部分要在系统开始调试前写好测试方法，测试数据表格，切勿在系统调试成功后再写这部分。

文档至少要提前2个小时打印。文档打印后要检查是否缺页。

文档测试部分一定要针对测试结果给予误差分析。（5）其他建议

队长应担负起对比赛进程控制的责任，如若某模块的调试连续两、三个小时没有进展应当机立断更换实现方法。

比赛前两天要保证休息时间，养足精力，以便在后期调试系统时能够集中注意力，防止有短路、接错线等意外发生。队员的休息时间间隔开来，时刻保持有一到两个队员在工作，这样能够充分利用时间，利于发现问题。切忌过度熬夜。

比赛期间注意正常饮食，保持一个平常的心态。

做好突发事件的预案，如停电、队员生病等突发事件的应对措施。赛前采购足量的速食食品。竞赛现场的实验桌面的水杯、饮料瓶务必随手拧紧，避免劳困中发生意外。（6）赛区测试建议

测试允许参赛队携带非可编程的备用器件。参赛队如确需更换器件，更换前必须向测试老师说明。

每支参赛队伍应自带测试题目，当测试专家的测试方案与参赛队的预设方案有分歧时，参赛队可结合赛题提出质疑。

每支参赛队伍应自带作品报告，便于向测试专家解释其作品实现原理及其正确性。

参赛队测试前队内应制定测试方案。测试方案应包括测试内容的预测，测试方法的学习，测试中突发事件的预案，测试中参测人员的分工，非可编程器件、测试仪器及电工工具的准备等内容。

测试中参测人员如果不熟悉测试仪器的使用，参测人员应主动向测试专家请教，押后测试的队伍应抓紧时间在测试前了解测试设备的使用方法及测试内容。

参赛队员应清晰了解测试专家所提测试问题之后再测试，切忌盲目测试。参赛队员对测试专家提出的问题应耐心回答，切勿与测试专家发生争执。测试中遇到问题测试队员不要紧张，应冷静分析测试中出现的各种现象。（7）赛后管理

各参赛队应将培训及竞赛期间借用的设备及器件整理归还，电路模块及技术资料归档。

各参赛队员应撰写培训及竞赛总结。

进入复测的参赛队应做好各项复测准备工作。

湖南工业职业技术学院刘德玉教授以竞赛培养与管理为主题进行了汇报。

1、竞赛管理

我院各级领导非常重视全国大学生电子设计竞赛。（1）成立竞赛领导小组

学院成立了全国大学生电子设计竞赛领导小组，由负责教学副院长担任组长，教务处副处长负责竞赛组织工作。

（2）成立竞赛指导小组

电气工程系成立了由主任担任组长的大学生电子设计竞赛指导小组，负责赛前指导工作。

（3）激励政策

学院设立了专项资金5万元，购置电子元器件,指导老师的日常指导，确保大赛顺利进行。

2、指导教师团队 为了确保选手培训质量，成立了大学生电子大赛工作小组，即赛前指导教师团队，指定来有企业工作经历、从事多年产品研发的教授为组长，安排非常有敬业精神、有能力、吃得苦的6位老师为辅组成专任教师团队，负责竞赛工作，包括：选手的选拔、培训内容安排、赛前的培训与指导等工作。竞赛指导教师团队，各有分工，又有合作，共同完成赛前的培训任务。

3、人才选拔

搭建人才培养平台。学院成立了科协，设立了“电子兴趣小组”、“单片机兴趣小组”等，学生经常开展科技活动及竞赛活动，学院组织电子信息工程技术、电气自动化技术、机电一体化技术等电子电气类专业学生开展了“电子设计制作竞赛”、“趣味电子设计大赛”、“电气之星”、“机器人竞赛”等科技活动及竞赛活动，提高了学生参与性和积极性，培养了学生的团队合作精神及吃苦耐劳的精神，尤其培养了学生的动手能力及知识的综合运用能力，为全国大学生电子大赛储备人才。学院提供专用培训场地2个，培训室常年可以保持人数在60人左右，提供万用表、示波器、信号源、稳压电源、恒温烙铁等常用器材，开放电子技术实训室、单片机实训室、PCB制作实训等，方便培训。每个专用培训场地，有指导老师值班，解决学生出现的问题。

学院在赛前（比赛先年12月）组织电气自动化技术、机电一体化技术、电子信息工程技术、汽车电子技术等电子电气类相关专业举行了大学生电子设计竞赛选拔赛，激发学生的学习兴趣和钻研科学技术的热情，促进了电子电气类专业学生科技文化建设，以选拔赛为契机，进一步强化学生动手能力，提高综合素质，培养更多的技术技能型人才，为全国大学生电子大赛做好准备。选拔30名学生进行集训。

4、培训管理

制定详细的培训方案。培训开始前，指导教师结合前几年竞赛的经验，经带队老师的多轮讨论，制定详细的培训方案，采取分阶段、按项目由易到难的递进式培训方式。

指导教师分方向指导：安排不同指导教师分别负责仪器仪表类题目、控制类题目、电源类题目。

学生也分类培训：学生分为硬件设计方向，软件设计方向、组织协调和文档工作方向三类。

联调能力：

学会模拟电路的单独调试，必须软件配合调试的准备好调试程序； 注重学生的作品联调能力，判断硬件还是软件出现问题的能力； 高职学生理论基础差，要注重文档的收集、整理、归纳能力，不能出现原理上错误；

进行3次模拟实战，注重学生的时间安排、团队合作、项目方案的制定。最后，通过此次会议我们对其他高校的赛事组织，管理，分工，制度建设等方面都有所了解，深刻感觉人员管理，培训课程等都急需人员参与，在正式的工作内容以及赛事绩效管理制度上和资金上都需要相关部门的支持。同时需要集中精力专注于自己领域，技术培训和指导工作，赛事管理、赛事组织、赛事培训管理需要学校其他部门提供帮助。

第四篇：09年全国电子设计大赛总结

09年全国电子设计大赛总结-希望对大家能有帮助 2009年全国大学生电子设计竞赛总结

全国大学生电子设计竞赛是教育部高等教育司及信息产业部人事司负责领导的全国竞赛，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动全国普通高等学校促进信息与电子类学科面向二十一世纪课程体系和课程内容的改革，促进教育也要实现两个转变重要思想的落实，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。

此项赛事从1997年开始，每2年一届。2009年全国大学生电子设计竞赛比赛时间为9月2日8：00至9月5日20：00，要求参赛学生在四天三晚的时间内完成题目要求的系统方案设计、硬件制作、软件调试及论文撰写工作。这是我院第一次参加此项赛事。由我院机电工程系学生组成的两支队伍报名参加本次比赛，在全部参赛学生及指导教师的共同努力下，不分昼夜、克服众多困难，最终在规定时间内完成了竞赛作品的制作、上交，并通过河北赛区专家组验收，获得河北赛区奖二个。

回顾6个多月来的备赛过程，有很多的经验教训和成果，现总结汇报如下：

一、建立科学合理的人员选择机制

电子设计大赛主要检验的学生基本的电路硬件的设计，器件的选择，器件的应用和相应的软件编程的综合能力，要求每个学生具有全面的知识并且在某一方面具有特长，另外良好的团队精神和较好的心理素质是能够在全国列强当中有自己一席之地的必要保证，这需要能够在众多报名参加大赛的学生当中挑选出过关的人才。但是由于我们是第一次参加这样规模的全国性质的电子设计大赛，缺乏相应的经验，没有完善的选拔和培养机制，参赛的同学是强电和弱点专业中挑选学习比较好的同学，并不是经过层层筛选，没有考虑的团队的配合和人员特长的组合等方面。在以后的大赛培养和准备过程中，我们会进一步加强和完善这方面的工作，做到挑选精兵强将备战各种比赛。

二、以大赛为平台，全面深化教学改革和课程改革

全国大学生电子设计竞赛努力与课程体系和课程内容改革密切结合，与培养学生全面素质紧密结合，与理论联系实际学风建设紧密结合。竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，可以全面检验和促进参赛学生的理论素养和工作能力。从这次参赛情况来看，由于我校地处海滨城市秦皇岛，主要是以旅游发展为主，电子产业近年来虽有长足进步，但是从整体的发展水平来看，还处于相对落后阶段，而且根据我校的情况，我们并没有很好的把课程体系和课程改革作深入，没有做到真正的以市场为导向，培养出理论和实践相结合的高职高专的特色人才。暴露出来的问题是显而易见的。1）

理论知识不够扎实。对于电子设计大赛来说，硬件是基础，软件是灵魂，没有基础，灵魂是没有任何意义的。但是硬件的基础是要靠扎实的模拟电子和数字电路知识为基础的，在真个大赛中，我们发现学生的模拟电子和数字电路知识薄弱，用到哪里还需要重新培训相关的知识点，不但费时费力，而且暴露出底子薄弱的短处。2）

教师问题。在整个培训过程中，我们不具备具有足够丰富经验和大赛经验的教师。而且发现老师还是局限于书本上的那些知识，也许讲起来头头是道，但是能够做到动手能力也很强的却寥寥无几。没有一个强力的教师团队，这可能也是没有取得更好成绩的原因之一。3）

课程设置，教学体系改革没有紧跟实际的发展，实验设备不完备。在大赛后，我们回头再来分析原因，我想课程的设置，教学的安排以及实验设备跟不上，也是学生不能够打开知识面，获得长足进步的原因之一。比如单片机课程，虽然我们讲授的内容比较实用，也是按照高职高专的特点讲授，但是对于现在生产生活或者社会上已经广泛采用的模/数转换的问题，学生这部分的知识是空白的，那么大赛一定会有这部分内容的处理，这就要求教师重新安排培训，学生花费大量的精力去重新学习。那么说明我们的课程和教学体系没有跟得上实际的发展。4）

针对于大赛的特点把握不准确。虽然我们尽力去把握大赛的思想，考察点和特色，但是由于是第一次参加比赛，没有把大赛真正考察的重点理解透。我们一直没有走出去，相当于是井底之蛙的守着自己完好的那一口井，但是外面人家在做什么不知道，我们花费了一些力气，最终发现大赛考察的重点却不在此。比如：我们的作品有良好的外观，有基本的功能，但是对于大赛来说只有保证了全部的功能之后才去考察你的外观，你的创新。这些点上的理解偏差也是失败之处。

三、知耻而后勇，继续前进

全国大学生电子设计竞赛已经成为目前实践中比较成功并被社会认可的大学生学科竞赛之一。可以说，全国大学生电子设计竞赛已初步创出了自己的品牌。经过多年来大家的共同努力，全国大学生电子设计竞赛的规模和影响力越来越大。越来越多的学校和学生认识到了这项竞赛的宗旨和积极作用，竞赛对培养大学生动手能力、创新意识和团队精神，对促进教学改革与实验室建设的积极作用已经普遍被社会认可。

有了上面的经验和教训，我想在以后的教学和工作中我们会注意一下几个方面： 1）注意四个结合：基础教学知识与综合能力的结合，设计计算与制作测试的结合，电子技术基本内容与多专业内容的结合，传统器件与新型器件应用的结合。竞赛的内容几乎含盖了高校电子信息类专业高职高专三年的技术基础系列课程内容。竞赛命题类型包括综合题、侧重专业方向题、侧重课程内容题、侧重新器件应用题、侧重产品初步设计题等。竞赛题目分为基本和发挥两部分，即保证检验参赛者的基础知识和能力，又留给参赛者很大的发挥空间，既使多数同学能完成基本要求，又使一部分优秀学生有发挥创新的余地，多样性的竞赛题目保证了不同学校、不同专业、不同层次的学生都可以参加竞赛，有效地扩大了参与面和受益面。

2）竞赛直接或间接地促进了单片机、可编程逻辑器件、EDA技术、嵌入式技术在高校教学内容中的出现与加强。

3）竞赛在客观上促进了实验室建设工作，促进了很多参赛学校对实验室设备或赛前培训元器件的投入，使远超过实际参赛数量的学生受益，对他们的锻炼培养效果是其它教学环节无法比拟的，为一批优秀学生的发展提供了实在的空间。现在我们正在组织开展下面的计划，以此次大赛为基础，培养下一批学生，做到一代传一代，带动学生的学习热情和学习氛围，从这几周的效果来看，已经掀起了一股以电子设计为目的的学习热潮。

4）竞赛不但有利于对学生智力与专业素质的提高，也有利于对学生非智力素质的提高，如直接培养了学生的团队协作精神和拼搏精神。

5）开展竞赛及赛前有计划、有组织的培训，为参赛高校开辟课外第二课堂的教学改革提供了一种具有实质内容与目标的可操作形式。

6）竞赛对学校的教学工作、制定教学计划具有明显的检验法反馈作用。7）促进了不同类型学校之间的交流，这种特殊形式的交流将会给学校发展带来潜移默化的变化。

8）竞赛在一定程度上起到了“教学相长”的效应，特别是对从事专业基础课程教学的教师有很大益处。

现在的单片机课程的教授就改变了以往的方式，结合其他相关课程，protel电路设计和C语言的课程，综合讲授，起到了较好的效果。

此次竞赛，无论对于老师还是对于学生都是一个很好的锻炼，我们收获了宝贵的经验，当然也留下了不小的遗憾。不过从整体上看，我们还是走出了第一步，我想后面的路会越走越宽，越走越平坦。我们在以后的工作和学习中一定会更加努力，力争取得更好的成绩。

第五篇：2007第八届全国电子设计大赛总结

(转)2007第八届全国电子设计大赛总结 文章来源：校内网 访问次数：

------------------

文章导读: 纵观历届题目可以分成以下5大类：

1.通信，高频电路 ：简易无线电遥控系统（1995），调幅广播收音机（1997），短波调频接收机，调频收音机（2001），单工无线呼叫系统（2005）

2.自控：水温控制系统（19

纵观历届题目可以分成以下5大类：

1.通信，高频电路 ：简易无线电遥控系统（1995），调幅广播收音机（1997），短波调频接收机，调频收音机（2001），单工无线呼叫系统（2005）

2.自控：水温控制系统（1997），自动往返电动小汽车（2001），简易智能电动车（2003），液体点滴速度监控装置（2003），悬挂运动控制系统（2005）

3.测量仪器：多路数据采集系统（1994），简易电阻、电容和电感测试仪（1995），简易数字频率计（1997），测量放大器（1999），数字式工频有效值多用表（1999），频率特性测试仪（1999），波形发生器（2001），简易数字存储示波器（2001），宽带放大器（2003），低频数字式相位测量仪（2003），简易逻辑分析仪（2003），正弦信号发生器（2005），集成运放测试仪（2005），简易频谱分析仪（2005）

4.计算机相关：数字化语音存储与回放系统（1999）

5.数模结合的电子技术应用：简易数控直流电源（1994），实用低频功率放大器（1995），实用信号源的设计和制作（1995），直流稳定电源（1997），高效率音频功率放大器（2001），电压控制LC振荡器（2003），数控恒流源（2005），三相正弦波变频电源（2005）

以上是我统计的历年设计大赛题目，由上面可以很明显的看出测量仪器在历届的题目中占的比例十分大，其中1999年和2003，2005年是它的全盛时期，并且几乎每年都有仪器的题目。我心想：肯定是出题的那个老头暗地里帮测控专业的学生了，不是哪会这么多仪器的题目啊，真是不公平啦！我预计仪器测控方面的题目应该会在这一届有所减少（如果还是这么多那个老头就不是暗中帮了，这摆明是明帮啦！），但是仪器题目在历年的重要地位还是不能忽略的。信号的采集、分析和处理是这一部分的重点。其次我们看看数模结合的电子技术应用，这方面的题目在历届占的比例是很重的，因为数点和模电是电子技术的基础，而且我们看一下2007的征题要求（1）综合题，应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用。结合数电模电是最容易出综合题的啦！所以我预计2007的这一届会有两到三题这方面的题目。如果在这类题目中结合一些最新的电子技术或芯片再加上cpld或fpga会提高你得奖的几率。

自控方面的题目在近几年好像有上升的势头，这个势头是不可忽视的。在2007应该会有一题，不过小车应该不会出啦！出题的方向主要是传感器的应用和电机的控制。通信，高频等的是通信专业同学特长，如果不出，我怕那老头会被扔鸡蛋啊！哈哈。这里要注意一下sony的芯片和最近很热的DDS芯片，毕竟这个大赛是他赞助的，如果不用它的芯片这怎么都讲不过去吧。

最后我们注意一下这条征题要求（3）侧重于模拟电路、数字电路、电力电子技术等课程内容的题目。电力电子技术这方面我觉得出的可能性是极大的，因为在历届都没有出现过电子电力技术的题目，尤其是那些弱电控制强电，逆变电源，GTO，GTR等元件的使用都会成为这方面出题的方向。

2007年电子设计竞赛规则与往年相比,有以下几点变化: 1.题目首次分为本科组和专科组.只要一人为本科就只能选本科题.2.设计报告正文页限制为6页.3.分赛区增加设置“成功参赛奖”.2007题目类型

（1）综合题，应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用；

（2）侧重于某一专业（如电子信息、计算机、通信、自控、电子技术应用等）的题目；（3）侧重于模拟电路、数字电路、电力电子技术等课程内容的题目；（4）侧重于新型集成电路应用的题目；

（5）侧重于常用电子产品和电子仪器初步设计的题目。

本文来自: 高校自动化网(/renwuzhuanfang/7058690257556.html