备赛建议

全国电设是三个人的比赛，所以首先做好的就一定是分工。一般来说，团队有一名硬件设计和软件设计的情况下，第三个人可以根据队伍的特点进行机动调整。对于我们队伍来说，软件设计的同学非常优秀，可以独揽整个部分（往往来说，软件设计是整个软件系统设计，分割给两人其实不太会是一个好的选择），因此我们有两位同学来设计制作硬件。对于两位硬件设计同学，可以分别负责不同的芯片部分，也可以一位同学设计一位同学焊接等等。

       其次，是对题目的解析。不管是平时的训练还是最后的比赛中，第一步就一定要做好题目分析，考虑到所有恶劣情况。这个过程需要同学们在训练过程中的积累，以及对使用过的芯片的熟悉程度。这一步需要同学们有一定的理论计算能力，以及实际设计经验，通常是需要软硬件一起来讨论的。因为有些情况硬件比较容易做，软件比较难做，这时候需要团队能够找到一个平衡，软硬都不难，这样才能事半功倍。例如，在检测正弦波幅度时，若采用单片机采样做计算，不仅是软件复杂度，更是程序稳定性的问题，这时可以考虑硬件方案，使用检波器或者乘法器平方，通过直流电平表示信号的幅度信息，此时单片机的压力大大减小，对于硬件来说也只不过加了一个芯片。

第三，对于硬件设计同学，在训练过程中，一定要了解基地内的芯片位置，芯片类型，芯片参数，芯片数量，当然也得了解了解芯片价格，知道自己操作不规范烧了多少钱，给自己一个警醒，也给自己在基地存量不足时采购能够了解行情。对于我们组，我们在赛前阅读了基地内大部分芯片的芯片手册，了解常用芯片的特性。例如电源芯片或运放芯片，对于运放芯片来说，如果电路设计不当，则运放很容易振荡，此时需要阅读芯片手册内的相关说明，这样在比赛时如果遇到可以马上知道是什么问题。同时，也建议各位同学赛前准备好每个部分的模块，这样在比赛中就只是每个模块之间的电气连接，减少在比赛中进行的制板，规避不确定性。

第四，对于软件设计同学，首先要对自己手里的板子非常了解，根据题目需要选择不同的板子。一般来说无脑选择性能较好的、库函数完备的板子（除非题目指定使用哪家的板子、或者有功率指标要求此时就需要精致选择）。其次要熟悉使用板子上的各种外设，常用的像，ADC、UART、SPI、IIC、GPIO等，对于不同的板子配置外设相应寄存器的方式也不同，有的使用库函数有的直接写寄存器，这就要求参赛者在平时训练过程中多多积累多多熟悉，否则赛时再看手册很头疼。然后，对于单片机的程序设计来说，中断是个绕不开的概念，使用中断会大大增加程序的灵活性，但同时也会增加程序的复杂性。最后，在平时训练时，最好为每个板子整理出一套常用的模板，并将常用的子程序模块化，这样会让参赛者在比赛时快速上手不至于从头写起。

赛题解析

在2021年电设比赛中，我们组选择的是E题数字-模拟信号混合传输收发机，本题考查的主要是无线通信中的数模混合收发。

我们组的方案是：

发送端将数字信号和模拟信号进行混合，模拟信号占用50Hz~10kHz频带，数字信号采用40波特率的OOK调制，对数字信号进行限带后使用加法器对模拟信号和数字信号进行相加得到基带信号，带宽10kHz。使用MSP430F5529作为发送端数字键入控制器并将输入数字组帧发送，同时控制DDS产生22.8~23MHz的本振频率。使用乘法器AD835将本振信号与基带信号进行调制并通过OPA695进行功率放大得到调制信号。由于天线限制长度且载频较低，因此采用电感电容对天线进行调谐后送入天线。

接收端需要对信号进行接收，解调后对基带信号做滤波。首先从天线得到信号后使用低噪放AD603对信号进行放大，放大后使用LC谐振电路对信号进行限带，之后再送入OPA690对信号进行二次放大并送入解调。解调使用限幅器得到载频后对其进行相干解调得到基带信号，限幅器采用比较器加LC谐振电路组成，比较器采用TLV3501，相干解调使用乘法器AD835。对基极信号做分别做两个缓冲器滤除数字信号和模拟信号。数字信号采用六阶巴特沃夫低通滤波器，模拟信号采用七阶巴特沃夫高通滤波器，最后可以成功接收到无明显失真的模拟信号和正确的数字信号。

对键入的数字进行组帧，通过类似以太网帧的结构，组成了前导码+帧开始界定符+数据+校验位的发送帧，最后在收端可以正确收到数字。

在比赛过程中，由于时间比较紧张，这个方案并没有兼顾题目中低功耗的要求，发端所用的DDS模块，LCD显示屏都会提高发送端的功耗。可以通过将DDS替代为正弦信号振荡器以及将LCD显示屏换成按键来降低功耗，这也是一点遗憾吧。