全国大学生电子设计竞赛（2019年TI杯）
学科竞赛级别
| A级学科竞赛 | B级学科竞赛 | C级学科竞赛 |
|---|---|---|
| 全国大学生电子设计竞赛国家级决赛 | 全国大学生物理学术竞赛 | … |
| 全国大学生集成电路创新创业大赛 | 世界大学生超级计算机竞赛决赛 | … |
| ACM全球总决赛 | ALTERA亚洲芯片设计大赛决赛 | … |
| … | … | … |
比赛流程
1、每两年举行一次，大概在8月7号开始。在比赛开始前大概七天，电赛组委会会在官网上公布竞赛期间使用到的元器件清单。该清单公布后，参赛的队员就可以着手做准备了。
2、根据自己擅长的方向，提前购买元器件。
3、比赛当天，大概上午8点网上公布赛题。
4、比赛持续时长为四天。
比赛经历
回想起为期四天（总共24 X 4小时）的电赛经历，感慨颇多。
当赛题公布的时候，从A题浏览到H题，发现只有H题相对比较有思路。于是，经过一上午的讨论和演算，我们队选了H题（模拟电磁曲射炮）。接下来，苦逼的四天就开始了！！！！
作品的大致制作过程如下：
模拟电磁曲射炮分为两个部分，一是炮弹发射部分（此部分电路的电压和电流都很大），另一个是控制部分（主要控制炮管的发射方向，以及炮弹的出口时候的动能）。我们当时使用的主控芯片是stm32f103c8t6。
对于炮弹发射部分，推算炮弹的运行轨迹方程。该方程由炮管的发射角度和炮弹的出口速度（或者说动能）确定。然后，炮管的角度通过舵机调节，炮弹射出时的动能通过电容放电多少来调节，而电容放电的多少由电容的充电电压和充电时间决定。因此，需要用控制器控制电容的充电电压和充电时间。
对于控制部分，需要显示设备和输入设备，还需要一些人机交互。显示部分，采用OLED，输入部分用触摸屏或者矩阵键盘。就是，每给定一个角度和射程（把角度和射程这两个数据输入到单片机），按下一键开火按键后，整个系统会自动调整发射角和炮弹动能然后打中目标。这是基础部分。
发挥部分中，需要系统自动搜索目标，然后开炮。
题目的第一个要求——利用电磁力把小钢球打出去。
为了给耐压值达到几百伏的超级电容充电，需要很大的充电电压。但是，比赛现场只允许带学生电源。无奈，只能自己制作逆变器，把5V的电压逆变到几百伏。不过，由于没有经验，再加上实验设备不足，电压又很高，最终还是放弃了自制逆变器（最后是直接用的现成的）。在制作电磁线圈的时候，由于买不到漆包线，我们队还为此拆了一个直流电动机。炮管是用较粗的饮料吸管做的（实在是没办法才这样做的）。没有胶水和固定装置，就直接用胶带把炮管和炮架绑在了一起（这真是在紧急情况下，什么办法都想得出）。反正评审的时候只看功能不看长得是否好看！这样，第一个功能就完成了。
接下来，最难也是最重要的一步就是控制系统的设计了。除了会C语言外，还要有一定的算法设计能力。会配置嵌入式的底层代码。一但程序的架构确定了，就不能随便的改动了。另外，控制系统的电路设计要用到Altium designer，由于这个软件用的不熟练，导致制作的元件封装有问题，制作出来的电路板不能用，于是只能返工重做。
记得在设计程序的时候，最让我头疼的一个问题——矩阵键盘键入的角度和距离、定时器的预装载值、占空比、舵机转动的角度，这些量之间的关系怎么用一个方程给描述出来。最后发现，这些关系不过是一个简单的线型方程（就是：ax+by = 0的形式）。看来数学真的是很重要。
整个系统设计好后，接下来要做的就是测试了。虽然我们在比赛的头一天就找到了炮弹的运动方程（只是一个理论上的关系式），但是该运动方程中的好几个参数还没有确定。这些参数只能通过做试验测出来（就是通过大量的试验数据拟合出来方程）。
在测试的过程中，发现，超级电容的充电量（充电量和充电电压有关）和充电时间的关系总会发生变化（比赛结束后才知道，要想控制电容的充电电压远远没有那么简单，并不是一个逆变器和一个计时器就可以搞定的）。这直接导致我们的炮弹出口速度的不确定性，进而导致炮弹打得不准。因此，就算理论上我们的方程式可行的，如果没有稳定的放电量，一切都是空谈！！！
不过最终结果还算可以，虽然没有进入国赛。
感悟
刻骨铭心的累！
我从来没有体味过连续几个通宵写代码是什么感觉，这次如愿以偿，最后真是累成了狗！
淘宝上的黑心的商家！
自电赛组委会公布电赛期间要用到的元器件那一刻七，淘宝上与电赛有关的元器件就开始疯狂的涨价，价格涨了五六倍！可爱的队友因为商家违反自己的承诺，迟迟不发货，差点和客服干了起来。要知道，谁先采购好元器件，谁就能先搭建好系统，谁就能开始测试了，时间就是一切呀！光给快递员发红包和支付运费就花费了很多人民币！
绝望和希望！
有些队在即将提交作品的前一天，由于小小的失误，导致自己做好的四旋翼飞行机器人在上电的时候冒烟、着火，好吧，一切完蛋。凌晨三点多（距离提交作品还有四个多小时）的时候，一位学妹来我们队借稳压二极管，她们队的一个很重要的二极管烧掉了，她说话的声音已经到了哽咽的地步，不过她说得那个二极管型号，我们真的没有。在距离提交作品还有12个多小时的时候，由于Altium designer使用的不熟练，我们队制作出来的控制部分的电路不能正常工作，那时候，我们队是真的慌了神！当时，便不停的安慰自己，一定要冷静、一定要冷静、一定要冷静…… 因为整个系统还没搭建起来，就没法测量数据，也就没法找出拟合方程。没办法，绘制原理图、布线、打印电路、转运电路、腐蚀电路板、打孔、焊接元器件，这些步骤都要重新来一边遍，而且一个细节有错，就完蛋了。我们队，在下半夜刚开始的时候，控制电路、云台舵机和继电器电路、以及炮弹发射电路，全部搭建完毕。在打开总电源启动整个系统前的那一刻，我的内心是崩溃的，心跳加快，担心会不会像那个飞行器一样，一上电，立马冒烟。在按下总开关后，那个只有0.96寸OLED显示屏开始显示：“please waiting”，当时只感觉甲状腺激素迅速飙升！
赛前准备
我从放假便开始整理比赛时候可能用到的C语言代码。直到比赛开始前七天，天真的我认为准备了大概5000多行C51单片机的代码应该够用了，以为只要低端微控制器操控得好，应该也可以实现高端微控制器的部分功能。但是到电赛组委会公布元器件清单的时候（比赛开始前一周左右），我们都绝望了，51单片机并口通讯时做显示还差不多，做控制的话就太菜了，可是嵌入式系统我又不怎么会，这是第一次让我大跌眼镜。在电赛组委会给出的元器件清单中，超级电容，舵机云台什么的，大家都不知道出题人想干啥。估计大多人都不会想到（估计猜题专家也不会想到），超级电容，舵机，云台会组合到一起。
根据元器件清单以及往年电赛的出题规律，猜测电赛可能会出的题目。结果是，猜来猜去最终还是被电赛组委会给调戏了。
需要学习的东西
各种基础知识：C语言、嵌入式、单片机、数字电路、模拟电路…
各种开发工具：keil、Altium Designer、Proteus、MATLAB、烧写工具…
