全國大學生電子設計競賽（2019年TI杯）
學科競賽級別
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比賽流程
1、每兩年舉行一次，大概在8月7號開始。在比賽開始前大概七天，電賽組委會會在官網上公佈競賽期間使用到的元器件清單。該清單公佈後，參賽的隊員就可以着手做準備了。
2、根據自己擅長的方向，提前購買元器件。
3、比賽當天，大概上午8點網上公佈賽題。
4、比賽持續時長爲四天。
比賽經歷
回想起爲期四天（總共24 X 4小時）的電賽經歷，感慨頗多。
當賽題公佈的時候，從A題瀏覽到H題，發現只有H題相對比較有思路。於是，經過一上午的討論和演算，我們隊選了H題（模擬電磁曲射炮）。接下來，苦逼的四天就開始了！！！！
作品的大致製作過程如下：
模擬電磁曲射炮分爲兩個部分，一是炮彈發射部分（此部分電路的電壓和電流都很大），另一個是控制部分（主要控制炮管的發射方向，以及炮彈的出口時候的動能）。我們當時使用的主控芯片是stm32f103c8t6。
對於炮彈發射部分，推算炮彈的運行軌跡方程。該方程由炮管的發射角度和炮彈的出口速度（或者說動能）確定。然後，炮管的角度通過舵機調節，炮彈射出時的動能通過電容放電多少來調節，而電容放電的多少由電容的充電電壓和充電時間決定。因此，需要用控制器控制電容的充電電壓和充電時間。
對於控制部分，需要顯示設備和輸入設備，還需要一些人機交互。顯示部分，採用OLED，輸入部分用觸摸屏或者矩陣鍵盤。就是，每給定一個角度和射程（把角度和射程這兩個數據輸入到單片機），按下一鍵開火按鍵後，整個系統會自動調整發射角和炮彈動能然後打中目標。這是基礎部分。
發揮部分中，需要系統自動搜索目標，然後開炮。
題目的第一個要求——利用電磁力把小鋼球打出去。
爲了給耐壓值達到幾百伏的超級電容充電，需要很大的充電電壓。但是，比賽現場只允許帶學生電源。無奈，只能自己製作逆變器，把5V的電壓逆變到幾百伏。不過，由於沒有經驗，再加上實驗設備不足，電壓又很高，最終還是放棄了自制逆變器（最後是直接用的現成的）。在製作電磁線圈的時候，由於買不到漆包線，我們隊還爲此拆了一個直流電動機。炮管是用較粗的飲料吸管做的（實在是沒辦法才這樣做的）。沒有膠水和固定裝置，就直接用膠帶把炮管和炮架綁在了一起（這真是在緊急情況下，什麼辦法都想得出）。反正評審的時候只看功能不看長得是否好看！這樣，第一個功能就完成了。
接下來，最難也是最重要的一步就是控制系統的設計了。除了會C語言外，還要有一定的算法設計能力。會配置嵌入式的底層代碼。一但程序的架構確定了，就不能隨便的改動了。另外，控制系統的電路設計要用到Altium designer，由於這個軟件用的不熟練，導致製作的元件封裝有問題，製作出來的電路板不能用，於是只能返工重做。
記得在設計程序的時候，最讓我頭疼的一個問題——矩陣鍵盤鍵入的角度和距離、定時器的預裝載值、佔空比、舵機轉動的角度，這些量之間的關係怎麼用一個方程給描述出來。最後發現，這些關係不過是一個簡單的線型方程（就是：ax+by = 0的形式）。看來數學真的是很重要。
整個系統設計好後，接下來要做的就是測試了。雖然我們在比賽的頭一天就找到了炮彈的運動方程（只是一個理論上的關係式），但是該運動方程中的好幾個參數還沒有確定。這些參數只能通過做試驗測出來（就是通過大量的試驗數據擬合出來方程）。
在測試的過程中，發現，超級電容的充電量（充電量和充電電壓有關）和充電時間的關係總會發生變化（比賽結束後才知道，要想控制電容的充電電壓遠遠沒有那麼簡單，並不是一個逆變器和一個計時器就可以搞定的）。這直接導致我們的炮彈出口速度的不確定性，進而導致炮彈打得不準。因此，就算理論上我們的方程式可行的，如果沒有穩定的放電量，一切都是空談！！！
不過最終結果還算可以，雖然沒有進入國賽。
感悟
刻骨銘心的累！
我從來沒有體味過連續幾個通宵寫代碼是什麼感覺，這次如願以償，最後真是累成了狗！
淘寶上的黑心的商家！
自電賽組委會公佈電賽期間要用到的元器件那一刻七，淘寶上與電賽有關的元器件就開始瘋狂的漲價，價格漲了五六倍！可愛的隊友因爲商家違反自己的承諾，遲遲不發貨，差點和客服幹了起來。要知道，誰先採購好元器件，誰就能先搭建好系統，誰就能開始測試了，時間就是一切呀！光給快遞員發紅包和支付運費就花費了很多人民幣！
絕望和希望！
有些隊在即將提交作品的前一天，由於小小的失誤，導致自己做好的四旋翼飛行機器人在上電的時候冒煙、着火，好吧，一切完蛋。凌晨三點多（距離提交作品還有四個多小時）的時候，一位學妹來我們隊借穩壓二極管，她們隊的一個很重要的二極管燒掉了，她說話的聲音已經到了哽咽的地步，不過她說得那個二極管型號，我們真的沒有。在距離提交作品還有12個多小時的時候，由於Altium designer使用的不熟練，我們隊製作出來的控制部分的電路不能正常工作，那時候，我們隊是真的慌了神！當時，便不停的安慰自己，一定要冷靜、一定要冷靜、一定要冷靜…… 因爲整個系統還沒搭建起來，就沒法測量數據，也就沒法找出擬合方程。沒辦法，繪製原理圖、佈線、打印電路、轉運電路、腐蝕電路板、打孔、焊接元器件，這些步驟都要重新來一邊遍，而且一個細節有錯，就完蛋了。我們隊，在下半夜剛開始的時候，控制電路、雲臺舵機和繼電器電路、以及炮彈發射電路，全部搭建完畢。在打開總電源啓動整個系統前的那一刻，我的內心是崩潰的，心跳加快，擔心會不會像那個飛行器一樣，一上電，立馬冒煙。在按下總開關後，那個只有0.96寸OLED顯示屏開始顯示：“please waiting”，當時只感覺甲狀腺激素迅速飆升！
賽前準備
我從放假便開始整理比賽時候可能用到的C語言代碼。直到比賽開始前七天，天真的我認爲準備了大概5000多行C51單片機的代碼應該夠用了，以爲只要低端微控制器操控得好，應該也可以實現高端微控制器的部分功能。但是到電賽組委會公佈元器件清單的時候（比賽開始前一週左右），我們都絕望了，51單片機並口通訊時做顯示還差不多，做控制的話就太菜了，可是嵌入式系統我又不怎麼會，這是第一次讓我大跌眼鏡。在電賽組委會給出的元器件清單中，超級電容，舵機雲臺什麼的，大家都不知道出題人想幹啥。估計大多人都不會想到（估計猜題專家也不會想到），超級電容，舵機，雲臺會組合到一起。
根據元器件清單以及往年電賽的出題規律，猜測電賽可能會出的題目。結果是，猜來猜去最終還是被電賽組委會給調戲了。
需要學習的東西
各種基礎知識：C語言、嵌入式、單片機、數字電路、模擬電路…
各種開發工具：keil、Altium Designer、Proteus、MATLAB、燒寫工具…