第十六屆電子設(shè)計(jì)大賽參賽手冊(cè)清華大學(xué)第十六屆電子設(shè)計(jì)大賽章程一、宗旨提高理論聯(lián)系實(shí)際能力，鼓勵(lì)團(tuán)結(jié)協(xié)作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，強(qiáng)調(diào)“軟硬結(jié)合”，通過解決實(shí)際問題來(lái)檢驗(yàn)和提高同學(xué)們的綜合素質(zhì)。二、大賽概況以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)科建設(shè)、以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的提高，這在清華大學(xué)已經(jīng)蔚然成風(fēng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模大賽、程序設(shè)計(jì)大賽、學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽……風(fēng)起云涌的賽事引無(wú)數(shù)清華學(xué)子競(jìng)折腰，成為學(xué)生培養(yǎng)才能的樂土、展示才華的舞臺(tái)。作為校級(jí)三星級(jí)比賽和挑戰(zhàn)杯系列賽事之一，電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主辦的電子設(shè)計(jì)大賽也在其中占據(jù)著一席之地。事實(shí)上，電子學(xué)在國(guó)外的發(fā)展非常迅猛，在國(guó)內(nèi)也有迫切的需求。在這樣的前景下，利用一些集成芯片和分立元件設(shè)計(jì)一些電子電路，利用一些可編程邏輯器件設(shè)計(jì)一些專用電路，利用功能強(qiáng)大的單片機(jī)或FPGA開發(fā)一些電子產(chǎn)品……從而實(shí)現(xiàn)通訊、控制等各種豐富實(shí)用的功能，這些形式多樣、層次不一的活動(dòng)，將會(huì)極大地激發(fā)同學(xué)們的求知興趣與創(chuàng)造能力，將課堂上所學(xué)的知識(shí)與課外的科技制作有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)、科研氛圍。同時(shí)通過不斷的積累與發(fā)現(xiàn)，一些精巧、實(shí)用、有較高技術(shù)含量的發(fā)明、創(chuàng)造就會(huì)問世，并有可能走向市場(chǎng)。大屏幕液晶投影電視、盲人閱讀器、光標(biāo)閱讀機(jī)等的成功都證明了這一點(diǎn)。大賽舉辦到今年，已經(jīng)是第十六屆了，前十五屆大賽的成功舉辦，在校內(nèi)引起了良好的反響，很大程度常激發(fā)了同學(xué)們的求知欲和創(chuàng)造性，也為本屆大賽的舉辦打下了良好的基礎(chǔ)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。本屆大賽同時(shí)也是一門3學(xué)分的全校性選修課程，這將進(jìn)一步擴(kuò)大賽事規(guī)模與影響力，提高競(jìng)賽水平。電子設(shè)計(jì)大賽為“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽體系中的系列學(xué)科競(jìng)賽之一，競(jìng)賽組織按照“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽體系相關(guān)管理規(guī)定進(jìn)行。大賽由教務(wù)處、校團(tuán)委和校學(xué)生科協(xié)共同指導(dǎo)，由電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和清華大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地主辦，本屆賽事由自動(dòng)化系、電子系兩系學(xué)生科協(xié)承辦。 電子設(shè)計(jì)大賽歷屆賽題回顧（1999—2013）：第一屆 折返跑賽車第二屆 專業(yè)組：閑亭漫步——模型車變速競(jìng)速趣味組：愛心禮物——電子飾物設(shè)計(jì)制作智慧無(wú)限——智能卡應(yīng)用方案設(shè)計(jì)第三屆 赤色要塞——智能坦克攻占據(jù)點(diǎn)第四屆 運(yùn)籌帷幄第五屆 飛火流星第六屆 乾坤挪移第七屆 奪寶奇兵第八屆 七面埋伏第九屆 星空堡壘第十屆 凌波微步第十一屆 步步為贏第十二屆 熱力追蹤第十三屆 Treasures！第十四屆沐光之城第十五屆裝甲精英在歷屆大賽的組織和競(jìng)賽過程中，很多領(lǐng)導(dǎo)和老師親臨現(xiàn)場(chǎng)提出了許多關(guān)鍵性的指導(dǎo)和精辟的點(diǎn)評(píng)意見，使參賽選手受益匪淺。三、本屆電子設(shè)計(jì)大賽簡(jiǎn)介本屆電子設(shè)計(jì)大賽仍為一門3學(xué)分全校選修課，在選課時(shí)通過選課平臺(tái)報(bào)名，課程名為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐，課序號(hào)01550013（90），電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開設(shè)，任課教師包括中心主任任勇教授等10人。教學(xué)過程除幾次集中的講座以外，主要是參賽隊(duì)內(nèi)部的研究討論、設(shè)計(jì)制作和調(diào)試，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和團(tuán)隊(duì)合作精神。特別強(qiáng)調(diào)選課的同學(xué)一定要同時(shí)組隊(duì)報(bào)名參加大賽，要密切關(guān)注大賽的有關(guān)安排，按時(shí)完成競(jìng)賽活動(dòng)，否則課程不能獲得通過。 具體來(lái)說(shuō)，本次電子設(shè)計(jì)大賽有以下特點(diǎn)：賽題競(jìng)技性趣味性強(qiáng)。本次比賽采用的是開放式平臺(tái)，即不同的選手之間區(qū)域不作區(qū)分，各個(gè)選手在同一平臺(tái)上競(jìng)技。比賽規(guī)則看似簡(jiǎn)單——按照規(guī)則獲取得分點(diǎn)，但實(shí)際上選手還需要考慮場(chǎng)地本身的特點(diǎn)，如何制定最優(yōu)的策略，同時(shí)對(duì)手的小車也會(huì)對(duì)你的小車的活動(dòng)產(chǎn)生干擾。種種因素體現(xiàn)競(jìng)技的特點(diǎn)，也增加了比賽的趣味性。同時(shí)平臺(tái)最多支持四輛小車混戰(zhàn)，競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈。參賽門檻低但有區(qū)分度。本次大賽希望能夠吸引更多的同學(xué)來(lái)參賽，所以在賽題的設(shè)計(jì)上充分考慮到難度的梯度設(shè)置，選手可以自行選定是否選用傳感器以及傳感器的數(shù)量。在預(yù)審中，小車會(huì)按照能否完成規(guī)定的動(dòng)作來(lái)分級(jí)；在初賽中，我們采取的是計(jì)時(shí)賽制，讓小車完成規(guī)定的動(dòng)作而不引入競(jìng)技，規(guī)定的動(dòng)作包括移動(dòng)和獲取得分點(diǎn)等，這樣不會(huì)需要復(fù)雜的邏輯，不會(huì)造成大家都難以完成這樣的情況。在決賽中，我們才會(huì)引入競(jìng)技，而且地圖也會(huì)事先發(fā)布，給大家設(shè)計(jì)邏輯提供方便。創(chuàng)新的雙層平臺(tái)設(shè)計(jì)，本次電設(shè)大賽與以往的單層平臺(tái)不同，采用的是雙層平臺(tái)設(shè)計(jì)，引入了一個(gè)物理因素——升降平臺(tái)，極大的增加了比賽的觀賞性和挑戰(zhàn)性，也給選手提出了更多的要求和需要考慮的因素。軟硬件平衡的命題方向。本次電設(shè)大賽的硬件設(shè)計(jì)部分較以往有所增加，軟件策略部分較為簡(jiǎn)化，這是本屆組委會(huì)經(jīng)過對(duì)往屆電設(shè)的考察做出的決定。期望通過本屆電設(shè)，重新讓電子設(shè)計(jì)大賽的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)地位平等，更好地符合“軟硬結(jié)合”的大賽宗旨。四、賽題 本屆電子設(shè)計(jì)大賽賽題為“危機(jī)四伏”。選手需在組委會(huì)提供的小車框架基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)和搭建軟硬件結(jié)構(gòu)，利用組委會(huì)提供的通信模塊完成信息的接收，使用單片機(jī)或FPGA等作為主控芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的本地控制，通過合適的傳感器收集場(chǎng)地信息，使小車完成規(guī)定的動(dòng)作或者采集到得分點(diǎn)。最終根據(jù)比賽任務(wù)的完成情況判定選手的成績(jī)。平臺(tái)為邊長(zhǎng)2.44m的正方形，俯視圖示例如下：圖1比賽平臺(tái)平臺(tái)四個(gè)角上距邊界40cm處有邊長(zhǎng)30cm的可升降平臺(tái)（下面或簡(jiǎn)稱為坑）。該平臺(tái)可以根據(jù)指令下降5cm或升起來(lái)與外圍保持平齊。升降平臺(tái)與主平臺(tái)邊界處有寬2cm的黑色區(qū)域。平臺(tái)四周有一圈海綿緩沖墊防止車輛掉下去后摔壞。平臺(tái)外部是合金結(jié)構(gòu)，頂部裝有照明設(shè)施，平臺(tái)正上方有攝像頭，用以捕捉圖像，進(jìn)行處理后得到平臺(tái)上各個(gè)車輛的坐標(biāo)信息。這些信息將統(tǒng)一匯總至上位機(jī)主控程序，然后通過射頻信號(hào)廣播至平臺(tái)上的各個(gè)小車?？由档目刂浦噶钜矊⑼ㄟ^射頻信號(hào)發(fā)送至控制芯片。比賽為對(duì)抗賽形式，并且允許有物理接觸。在規(guī)定時(shí)間（5分鐘）內(nèi)，比較采集的分?jǐn)?shù)點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)決出勝負(fù)。在比賽時(shí)間內(nèi)每隔一段時(shí)間會(huì)隨機(jī)有一個(gè)坑升起作為得分點(diǎn)，小車進(jìn)入得分區(qū)域后停留5秒并在10秒內(nèi)逃離該區(qū)域算作得分。具體賽事中使用的比賽場(chǎng)地以及比賽規(guī)則以比賽前公布的最終規(guī)則文檔為準(zhǔn)，平臺(tái)組盡量保證分布的對(duì)稱性和公平性。 選手可以通過通信核心模塊的串口獲取信息。提供的信息包括：己方小車車頭車尾x，y坐標(biāo)，對(duì)方小車中心x，y坐標(biāo)，己方小車當(dāng)前得分，場(chǎng)地內(nèi)各個(gè)坑的占用情況。其余信息選手可自行使用傳感器獲得。 比賽共設(shè)三個(gè)組：?jiǎn)纹瑱C(jī)組，F(xiàn)PGA組，DSP組。五、參賽對(duì)象要求大賽參賽對(duì)象為清華大學(xué)本科生或研究生。本科生參賽可以通過選課系統(tǒng)選課獲得相應(yīng)學(xué)分（已經(jīng)參加過往屆比賽并獲得過相應(yīng)學(xué)分的同學(xué)不能再次選課，否則以重修記）。每支參賽隊(duì)有一名隊(duì)長(zhǎng)，每隊(duì)成員不超過4人（包括隊(duì)長(zhǎng)在內(nèi)），隊(duì)員可以是其他兄弟院校學(xué)生，但不建議全隊(duì)均為非清華學(xué)生。六、參賽流程1.報(bào)名在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過大賽官方報(bào)名網(wǎng)站()以及選課系統(tǒng)報(bào)名（若不選課則只需官網(wǎng)完成報(bào)名），經(jīng)報(bào)名資格審查，并承諾遵守本次大賽的各項(xiàng)要求，方可參賽。每位參賽者（即隊(duì)內(nèi)所有隊(duì)員）均需報(bào)名，否則不予承認(rèn)成績(jī)。注：一名選手不得參加兩隊(duì)2.培訓(xùn)教學(xué)組和大賽組委會(huì)將組織相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)講座，請(qǐng)密切關(guān)注大賽官方網(wǎng)站發(fā)布的培訓(xùn)消息。任課教師全程提供答疑和指導(dǎo)。3.調(diào)試在選手領(lǐng)取小車后，便可進(jìn)行設(shè)計(jì)，制作，調(diào)試。制作及調(diào)試場(chǎng)地為電子工藝實(shí)習(xí)基地創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，正常開放時(shí)間為周一～周五8：00～11：30下午13：30～17：00。額外開放時(shí)間以網(wǎng)站公布開放時(shí)間為準(zhǔn)。平臺(tái)將由專門人員看護(hù)；比賽前調(diào)試時(shí)間緊張時(shí)，調(diào)試將由專門人員組織管理。4.預(yù)審預(yù)審環(huán)節(jié)的主要目的是檢查選手的進(jìn)度。組委會(huì)將對(duì)選手的制作進(jìn)度進(jìn)行評(píng)估分檔，擬分為以下五檔：A檔：2分鐘之內(nèi)采集到一個(gè)分?jǐn)?shù)。B檔：2分鐘之內(nèi)駛?cè)肽骋粋€(gè)升降平臺(tái)。C檔：能根據(jù)坐標(biāo)指示繞場(chǎng)一周。D檔：能按照給出的運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。E檔：能夠移動(dòng)。初賽成績(jī)對(duì)于滿足全部要求的選手以完成時(shí)間長(zhǎng)短計(jì)，時(shí)間越短成績(jī)?cè)胶?。?duì)于未能完成全部要求的選手，成績(jī)以獲取得分點(diǎn)數(shù)為準(zhǔn)，數(shù)目越大越好。預(yù)審成績(jī)對(duì)初賽成績(jī)有一定影響，具體請(qǐng)見下面一節(jié)。未參加預(yù)審的隊(duì)伍將失去參加以后比賽的資格。5.初賽初賽為計(jì)時(shí)賽，不引入對(duì)抗，場(chǎng)上會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)5次得分點(diǎn)，每次一個(gè)，當(dāng)選手獲取到的得分點(diǎn)后會(huì)立刻產(chǎn)生下一個(gè)得分點(diǎn)。當(dāng)選手采集完所有得分點(diǎn)或時(shí)間結(jié)束時(shí)（3min），比賽中止。如果完成采集到五個(gè)得分點(diǎn)，則按照完成時(shí)間的長(zhǎng)短并參考預(yù)審時(shí)的成績(jī)決定名次。預(yù)審成績(jī)對(duì)初賽成績(jī)有一定影響，對(duì)于完成全部目標(biāo)的選手：A檔：時(shí)間×0.8B檔：時(shí)間×0.9C檔：時(shí)間×1.0D檔：時(shí)間×1.1E檔：時(shí)間×1.2 時(shí)間越短選手名次越靠前。如果沒有采集到全部得分點(diǎn)，則先按采集得分點(diǎn)個(gè)數(shù)，采集個(gè)數(shù)越多名次越靠前；如果采集個(gè)數(shù)相同，再來(lái)比較所需要的時(shí)間，所需時(shí)間越少名次靠前；如果兩者都相同，再以初賽成績(jī)分檔，檔級(jí)別越高名次越靠前；之前完全相同時(shí)，比較最后一次擊中的時(shí)間，時(shí)間靠前者名次靠前。初賽選取前16名進(jìn)入決賽。6.決賽決賽引入對(duì)抗機(jī)制，形式為兩輛或四輛小車進(jìn)行競(jìng)技。初賽選取前16名進(jìn)入決賽，依據(jù)初賽成績(jī)進(jìn)行分組，共分為4個(gè)小組，每小組前兩名晉級(jí)淘汰賽。具體規(guī)則和賽制在初賽結(jié)束后兩天內(nèi)公布。 7.技術(shù)資料選手需在初賽周期內(nèi)（截止初賽結(jié)束后三天）向組委會(huì)提交一份技術(shù)資料，包括以下內(nèi)容：1.自行設(shè)計(jì)和制作的電路原理圖、PCB圖以及說(shuō)明（兩支隊(duì)伍的PCB圖不可以相同，也不可以只有少許差別）2.程序及控制策略的算法描述，附加程序工程文件（加注釋）3.隊(duì)伍的分工及每位隊(duì)員所負(fù)責(zé)工作的說(shuō)明4.技術(shù)報(bào)告進(jìn)入決賽的隊(duì)伍需要在決賽后提交更新后的技術(shù)資料。未提交初賽技術(shù)資料的隊(duì)伍不得參加決賽。8.參賽經(jīng)費(fèi)比賽用車由大賽組委會(huì)提供，選手只需在領(lǐng)取選手套件時(shí)每隊(duì)交納100元押金，比賽結(jié)束后憑車即可全額退還。組委會(huì)還為每支參賽隊(duì)提供50元制作費(fèi)，須于比賽結(jié)束后憑發(fā)票實(shí)報(bào)實(shí)銷，超出部分自理。進(jìn)入決賽的隊(duì)伍將獲得200元的額外制作經(jīng)費(fèi)。七、獎(jiǎng)勵(lì)辦法本屆大賽的獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置如下：一等獎(jiǎng) 1名 2000元二等獎(jiǎng) 1名 1500元三等獎(jiǎng) 2名 1000元 優(yōu)勝獎(jiǎng) 4名500元單項(xiàng)獎(jiǎng)：FPGA及DSP組優(yōu)勝獎(jiǎng) 1名 1000元最佳技術(shù)報(bào)告獎(jiǎng) 1名 500元最佳軟件獎(jiǎng) 1名 500元最佳硬件獎(jiǎng) 1名 500元女生獎(jiǎng)（可空缺） 1名 300元新生獎(jiǎng)（可空缺） 1名 300元八、報(bào)名辦法1.報(bào)名時(shí)間選課平臺(tái)選課報(bào)名：2014年9月24日8:00～10月7日16:00（第一周周三～第三周周二）官方網(wǎng)站組隊(duì)報(bào)名：官網(wǎng)上線日起開始，截止到10月19日晚23:59（第四周周日）2.報(bào)名方法報(bào)名分為選課和參賽2個(gè)步驟：選課（不是必須步驟）：登陸選課平臺(tái)：進(jìn)行選課報(bào)名；參賽：登陸大賽官方報(bào)名網(wǎng)站：進(jìn)行組隊(duì)報(bào)名，參賽選手自由組隊(duì)，每隊(duì)不超過4人，確定隊(duì)名和1名隊(duì)長(zhǎng)，每名隊(duì)員均需報(bào)名。選課與組隊(duì)參賽報(bào)名無(wú)先后之分。允許不選課只報(bào)名參賽，但選課者必須組隊(duì)參賽，否則課程記不通過。組隊(duì)報(bào)名后要在指定時(shí)間內(nèi)到指定地點(diǎn)繳納押金，領(lǐng)取比賽小車，比賽后選手歸還小車時(shí)將視小車的狀況歸還押金，如果小車發(fā)生了不可還原的改變，則要扣除部分押金。領(lǐng)取小車的時(shí)間地點(diǎn)會(huì)另行通知。 3.課程信息本課程為3學(xué)分全校任選課，課程名稱為“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”，由10位教師承擔(dān)。九、大賽日程大賽日程如下表所示：（具體時(shí)間以通知為準(zhǔn)）時(shí)間任務(wù)10月9日（第三周周四）宣講會(huì)第五周之前報(bào)名、發(fā)車第七周周末預(yù)審第九周周末初賽第十二周周末決賽附注：1.預(yù)審和初賽后開兩次質(zhì)疑會(huì)，大賽質(zhì)疑會(huì)時(shí)，大賽組委會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)具體講解比賽細(xì)則，選手可以針對(duì)比賽提出疑問并得到解答。2.技術(shù)報(bào)告需于初賽之前上交，決賽隊(duì)伍在決賽之后需另交一份技術(shù)文檔。3.相關(guān)通知將在大賽網(wǎng)站（）及時(shí)登出，相關(guān)技術(shù)資料也會(huì)在大賽論壇及時(shí)公布，請(qǐng)選手注意。4.相關(guān)培訓(xùn)講座時(shí)間與地點(diǎn)會(huì)以最終官方網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂為準(zhǔn)，請(qǐng)選手注意。5.制作調(diào)試地點(diǎn)電子工藝實(shí)習(xí)基地，機(jī)電創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。十、課程評(píng)分方案選課同學(xué)必須參與電子設(shè)計(jì)大賽，且達(dá)到初賽最低要求，并在網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂提交合格的技術(shù)報(bào)告，方能給予“通過”。決賽中獲得名次（具體名次待定，4強(qiáng)或8強(qiáng)）、或有單項(xiàng)獎(jiǎng)（最佳女生獎(jiǎng)和最佳新生獎(jiǎng)除外）的同學(xué)給予“優(yōu)秀”。本課程不給分?jǐn)?shù)，只記“優(yōu)秀”、“通過”、“不及格”。技術(shù)報(bào)告沒有固定格式和模版，同學(xué)自由發(fā)揮，主要體現(xiàn)出自己設(shè)計(jì)思路、分工、方案、策略、創(chuàng)新點(diǎn)。特別要體現(xiàn)出在整個(gè)項(xiàng)目過程中遇到的問題及解決方案。屆時(shí)由組委會(huì)評(píng)定出“最佳技術(shù)報(bào)告獎(jiǎng)”。十一、退出比賽方法參加選課的同學(xué)需在全校統(tǒng)一退課時(shí)間中期退課，詳情見教務(wù)通知。注：退課為有償退課，學(xué)校將扣費(fèi)50元。十二、大賽組織指導(dǎo)單位清華大學(xué)教務(wù)處清華大學(xué)團(tuán)委清華大學(xué)學(xué)生科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦單位清華大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（簡(jiǎn)稱電工電子中心）清華大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地（科教儀器廠）協(xié)辦單位基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心機(jī)電創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室（原電子工藝實(shí)習(xí)基地創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室）承辦單位清華大學(xué)自動(dòng)化系學(xué)生科協(xié)清華大學(xué)電子工程系學(xué)生科協(xié)贊助單位TexasInstruments（