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[嵌入式]【2021全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛——东部赛区(芯片应用)】

一.简述

由于这个学期竞赛和学习事务较多,做的一些小项目和比赛一直没有时间分享。趁着寒假的机会,会陆续整理。

本次参加的这个全国大学生嵌入式芯片和系统设计竞赛是一个较“年轻”的比赛,2021年的比赛是第四届。此项赛事已经被列入全国普通高校大学生竞赛排行榜,影响力正在逐年扩大。比赛分为芯片应用和芯片设计两个类别,其中芯片应用又分成多个赛道(以使用不同赞助商的处理器作为区分)。具体比赛细节可查询大赛官网:嵌入式芯片与系统设计竞赛

值得一提的是:比赛期间,竞赛官方群氛围很好,东南大学负责比赛的老师在群中会认真为参赛队伍解答问题。

2021年的比赛由于疫情原因,推迟到了9月底开始,并采用线上展示和专家评审打分的方式进行。

该比赛需要三人组队,采用选定的处理器设计一个应用项目,以下是我们队伍的选题方向:
在这里插入图片描述

选题介绍:
暑假期间,由于受到智能车竞赛和电赛(当时还不知道电赛推迟)的双重压力,没有足够精力设计制作原来的选题。因此我们临时决定,在参加的 "RIGOL"杯电子设计大赛(可以理解为市级的电赛模拟赛)的作品上进行完善和改进。
“RIGOL”杯比赛中,我们队伍选择的是自动控制题。具体赛题要求如下:
在这里插入图片描述
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此赛题整体难度不大,主要是用来给我们进行电赛前的练手,但是在短时间内找齐制作材料也不是一件简单的事。(好像也是某年的高职高专组电赛题目)
在“RIGOL”杯比赛中,我们队设计制作的电梯系统完成了所有的功能指标,基本没有扣分,获得了竞赛的最高奖:RIGOL杯。

基于上述作品,我们嵌入式竞赛的项目题目改为:基于STM32F4的智能电梯模拟系统设计

★此篇博文只大致进行项目的介绍,具体设计报告、展示视频、源码等可下载文章最后分享的文件。

二.作品细节

1.作品实物图

在这里插入图片描述
作品可以实现的功能主要有:
1.电梯的模拟控制;
2.语音呼叫功能和语音播报功能;
3.手机APP蓝牙远程呼叫功能;

简单展示下作品的基本功能:
在这里插入图片描述

2.作品结构框图

在这里插入图片描述
作品整体采用4040铝型材搭建,由一个24V输出的电源适配器供电。
主控采用STM32F407VET6
其中WIFI功能实现使用ESP32(使用的是ESP32核心板,需要进行简单的编程);
语音识别模块使用的是天问ASR模块(可在淘宝购买);
通过控制42步进电机的转动,实现电梯轿厢的上下运动;
6路霍尔接近开关用于实现楼层的精准停靠;
LED灯组用于实现楼层的指示灯模拟;

3.硬件设计

在这里插入图片描述
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此作品的主要硬件设计包括一块用于安装STM32核心板、LED灯组、DC-DC模块、蜂鸣器和各模块接口的主控板;以及一块用于安装ESP32模块和语音识别模块的扩展板。整体的硬件电路设计制作难度较小。

4.软件流程图

在这里插入图片描述
此作品的软件设计中,最大的难点在于电梯的逻辑控制,例如当轿厢内部和每层楼上下按键同时按下时,电梯如何进行正确的逻辑判断和控制配合。

5.APP设计

在这里插入图片描述
APP使用Android Studio设计,主要涉及到WIFI的配置。

三.总结

此作品最后只获得了东部赛区的二等奖,虽然有点遗憾,但是可以理解。
1.作品的整体创新明显不足,只是模块的堆叠,深度不够;正如评委老师在视频展示时,点评的那样:有点像某个课程设计的大作业。😅
★作品在“RIGOL杯”这种四天三夜的竞技性竞赛中,只要完成了相应的指标,得分自然较高;但是在嵌入式系统设计这种看重创新性的比赛中则毫无竞争力。需要把握各种竞赛的考察重点

2.此作品整体设计制作难度较低,但是涉及的知识技能较多,主要包括PCB电路板绘制(Altium Designer)、STM32的编程(Keil)、ESP32的编程(Arduino)、手机APP的制作(Android Studio)、3D模型制作(Rhino)、串口屏界面设计(陶晶驰串口屏)等。

最后分享完整的作品设计文件:包括设计报告、完整演示视频、PCB文件、STM32代码、ESP32代码、安卓APP代码、串口屏设计文件等。
文件下载链接:【2021全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛——东部赛区(芯片应用)二等奖】设计资料文件

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加:2022-01-17 11:38:55  更:2022-01-17 11:39:18 
 
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