2020年电子设计竞赛E题回顾.pdf

简介：
该PDF文档详细回顾了2020年的电子设计竞赛E题，包括题目解析、设计思路、技术难点及解决方案等内容，为参赛者提供宝贵的经验和参考。 电子设计竞赛（电赛）是一项旨在检验参赛者在电子技术领域理论知识与实践能力的高挑战性赛事。尽管2020年受到疫情影响，该年度的比赛仍然吸引了大量学生参与，其中E题尤其引人注目。本段落主要围绕2020年电赛E题进行深入解析，并分享参赛经验以供后续选手参考。 E题的核心是设计一个基于STM32单片机的系统，可以实现通过串口屏与用户交互并利用继电器控制放大电路波形失真状态的功能。此外，该系统还需使用FPGA对信号频域分析进行计算总谐波失真（THD），并在人机界面上实时显示其值。完成这一任务不仅需要扎实的电子基础知识，还要求选手熟练掌握单片机编程、电路设计和信号处理技术。 STM32F103是广泛应用于嵌入式系统的微控制器，具有高性能与低功耗的特点，适合复杂的控制任务。串口屏通过串行接口实现用户交互，并显示实时数据；继电器则用于切换电路的不同状态来调整波形。放大电路设计至关重要，包括多级放大电路（如共射极放大），以达到高电压增益的目的。 具体来说，第一级放大电路通常需要较高的电压增益（例如60倍），选用低噪声、大动态范围的9018三极管；第二级则采用8050三极管实现额外的5倍增益。两级之间通过射极输出器进行阻抗匹配和隔离，确保整个系统稳定工作。 为了控制波形失真，需要了解不同类型的失真（如交越失真、双向失真）。其中，交越失真是甲乙类功率放大电路特有的问题，可通过调整基偏电压来解决；而双向失真则是由于输入信号幅度过大导致的，可以通过调节第一级增益缓解。 在整个项目实施过程中，自学能力至关重要。从零开始学习STM32和FPGA的知识可以借助丰富的在线资源（如正点原子教程）快速入门。此外，团队合作、时间管理和问题解决技巧也是成功的关键因素。 综上所述，2020年电赛E题是一个集微控制器编程、信号处理及电路设计与优化于一体的综合性挑战。对于参赛者而言，这是一次提升个人技能、锻炼团队协作能力和应对突发状况能力的宝贵机会。无论比赛结果如何，参与其中本身就是一次难得的成长经历，并对未来的学习和职业生涯产生深远影响。