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您的位置网站首页>>经验杂谈>>《教师吧》讲堂:一个非典型工科男的电子设计之路
责任编辑:刘昆山

  初次看到这个活动主题,还真没觉得我和TI有太大关系,无非参加了几次TI冠名的比赛,项目中用了TI的芯片而已,在论坛中逛了一圈,看了大家的一些文章不禁引发我的很回忆,细想一些,这已经走过的大学生活,却一直有着TI的身影与陪伴,所以也算是心血来潮,决定写下这些文字,不纯粹是为了这个活动,主要是与大家分享我所走过的大学生活以及TI相伴的那些点点滴滴,也算是对自我的一个总结吧。

  我的成长环境

  说道电子设计,自然得从我的成长环境谈起。? ?? ? ? ?? ?
  从小对电子设计感兴趣,当然这种兴趣与家庭环境有关,说道家庭环境,可能并不是和大家所想的一致,我父母都是普通的农民,父亲初中没毕业,母亲压根就是文盲,他们都是典型的面朝黄土背朝天的靠体力挣钱的典型农民。从小学二年级开始,家里开了个小卖部,一开就是十几年,因为小卖部是卖孩子零食的,我和弟弟自然对此很兴奋,可是这个小卖部却深深的改变了我的童年。小卖部生意一般,父母不能光指望小卖部这点钱过日子,同时还去工地打工,所以只要我不上学就是小卖部的“营业员”,从买烟酒,到给人家拌素菜(百叶、粉皮之类的菜,烫好后用油盐酱醋调一下的那种),打酱油之类的散活,从我很小的时候就一直在做。事情轻重且不说,关键是父母出去干活这个店就需要一直有人看着,这个人自然就是我。

   再也没有当初支持父母开小卖部时候的兴奋,因为我已经失去了很多孩子所共有的童年,当他们聚集在一起玩耍,当他们在村子里当初疯跑,我却只能待在家里看着小卖部。兴趣可能就是这样激发出来的。无聊至极的我开始拆一些零散的小东西,从汇总村里孩子们的坏掉的玩具,到给他们修理,再到自己不停的去拆去折腾,这些乱七八糟的东西渐渐成为我唯一的乐趣。不过这种乐趣父母并不认可,因为拆了家里的电器被父母打过,母亲对我那一大摊东西更是讨厌,很长一段时间内一和母亲吵架她对我的威胁就是把我那一大堆“破烂”扔到河里去,在这种环境下,这种“憋”出来的爱好最终还是保持了下来。四年级的时候竟然还能买了电烙铁和迷你版的万用表,拆拆改改弄了些乱七八糟的东西,于是就这样形成了儿时的爱好,没有任何专业知识和指导,也没有任何的引导和支持,竟然陆陆续续也学到了很多东西。

   好了,前面算是一个简单的铺垫吧,下面就开始说说我的大学生活,大学还算满意,不好不差的一个211学校,主要是奔着专业来的,当初选了个自动化专业,觉得这就是与电子设计相关的很牛的专业,具体干啥的不清楚,当时进入大学最大的想法就是“这下子终于不用学那些枯燥的课程了,可以好好的搞我喜欢的东西了”。带着这种动机加入了学院的科协,进入了创新实验室,算是正式开始我的电子设计生活了。大一学的东西也很简单,Protel绘制PCB和51单片机,从最开始用洞洞板到后来腐蚀电路搞了很多小设计,第一个成品的设计是参加校区电子设计竞赛的我还起了个比较专业的名字“环境噪声监测及温馨语音提示系统”,东西其实很简单,就是弄个驻极体话筒,采样声音信号,触发语音录放芯片播放提示音,毕竟是我设计的第一个作品,虽然只拿了个三等奖,但是却使得我有足够的信心沿着这条路一直走下去。

  2008年TI杯模拟电路设计竞赛

  第一次与TI结缘是因为2008年夏天江苏省的电子设计竞赛,这是江苏省第一次举办省级的比赛,这样奇数年就有全国大学生电子设计竞赛,偶数年就有江苏省的了,第一次的比赛印象很深刻,因为对于我来说这是一场没有名分的比赛,那时候是大一暑假,当时比赛分为两个,“TI杯模拟电路设计竞赛”和“CPLD设计竞赛”由于我才大一,所以决定参加前者,虽然在同年级的学生中算是有点基础,大一也自学了很多东西,但是在报名的时候学院规定大一的同学不能参赛,于是参加TI这个比赛的愿望就落空了,但是当时大四的学长找到我,让我帮他做东西,他的队伍里有两个打酱油的女生,什么都不会,纯粹是为了比赛拿奖的,所以他就拉着我给他作比赛,由于我PCB设计还可以,于是就给他设计PCB。当时这个比赛有长达一个多月的时间,可以自由的设计产品,我们做了个风力发电的控制装置,当风速过高时,控制MOS管导通,将过多的电力通过大功率电阻卸载掉,同时起到保护作用,当风速过低,产生电压无法满足要求时就通过一个升压电路抬升电压给蓄电池充电。单片机用的是MSP430F149,这个也成为后面我用的最多的一款430单片机,算是先入为主吧。虽然我知道比赛结果与我没有任何关系,但是我觉得对我来说是很好的学习机会,所以依然保持了很高的参与热情,狠狠的做了一个暑假。

  2009年“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛

   2008年下半年进入大二,在对51单片机有了基础的认识之后开始学习AVR,同时对原来一知半解的MSP430一并学一学,参加了校内的飞思卡尔智能汽车竞赛,拿了个二等奖,接下来又毛遂自荐,跑到学院的一个老师那儿决定参加09年举办的挑战杯。挑战杯我们做的是船舶过闸监控及吨位测量,硬件部分是基于Zigbee(芯片用的是TI的CC2430,软件部分用的TI的zigbee协议栈)的闸门控制和水位信息采集,软件部分就是视频编解码和基于图像处理的船只吨位测量计算。由于我对软件方面的了解有限,所以主动承担了答辩和硬件部分的设计。现在想想当时还真有勇气,在没有任何的基础的情况下毅然承担了答辩的任务,虽然也有受到了很大的打击,但是给我带来更多的是锻炼和成长。

   还能够清楚的记得当时比赛作品展示的时候一个学校领导对我们的作品提出的异议,记得他当时说“你们要做基于图像的船只吨位测量就做测量好了,不要搞什么乱七八糟的还无线传感器网络还视频监控啥的”,我当时想都没想就回应“您说的很有道理,但是我们这个项目针对的是当前船舶过闸过程自动化程度低下、易发生碰撞事故这样的一个普遍现状所设计的一个解决方案,虽然离实际应用还有一段距离,但是体现了我们解决实际问题的一些想法。”大致就是这个意思吧,但是那个领导的回应却让我印象深刻,他黑着脸狠狠的回了我一句话“概念不清!”转身就走了,我非常清楚的记得跟在他身后我们学院领导的表情,当时大脑一片空白,这件事给我很大的打击,他使我明白了说话的方式和艺术。

   参加这个比赛,我完全被比赛给绑架了,一度使我陷入了迷茫,这个比赛的指导老师就是我现在读研的导师,他那脑门一热,乱给你定方向的风格现在依然存在。为了完成比赛,花了很大的功夫搞Zigbee,好在当时TI本身提供了很多资料,基于TI提供的协议栈做Zigbee开发还算方便,后来软件没人做,指导老师又让我学C#软件开发,于是大二寒假又在搞C#,后来图像处理部分没人做,又让我搞OpenCV。所以这件事之后我最深的一个体会就是一定自己给自己定好一个明确的方向并坚持,否则别人只会根据他的需求来支配你,压根不会管你能不能够进行系统的学习和培养。虽然之前的多轮评审我们都是名列前茅,最终这个比赛莫名其妙的止步于江苏省二等奖,虽然有点遗憾,好在真的学到了很多东西。

   挑战杯调试时候的照片,当时没有地方,还是在学校展厅的过道里。

   2009年全国大学生电子设计竞赛(江苏赛区“TI杯”)

  大二暑假,在经历了大一暑假的那次没有名分的比赛之后终于迎来了自己可以真正参加的比赛了,相对于挑战杯一个大项目,这样的比赛更贴合我实际的的能力,所以激发了我参赛的欲望,下定决心决定好好试一试。

  比赛的组队对我来说就是一个很大的压力,由于我那时才大二,很多大二的参赛选手都选择和大三的同学组队,一是觉得自己相关专业知识并不成熟,需要形成互补,多数原因可能还是由于人的天性:对他人的依赖心理,我也是如此,可是我没那么幸运,但这是我自己的选择,我们队伍三个人,我、我女朋友(同班的)还有之前作比赛的学长,我女朋友是被我拉下水的,很多东西还是我带着学的,我那个学长是搞软件的,和他组队一是指导老师的要求,二是觉得之前挑战杯他带着我们做,付出了很多努力,现在做全国电设虽然不是他的方向,那我也要带着他做,算是报恩了。更郁闷的是这个学长由于长期压力过大抑郁了,最终申请了休学,所以这个比赛就剩下我和我女朋友俩人了。
   由于这样的队伍情况让我暑假在准备过程中压力非常大,看到其他队伍的强强联合非常羡慕,但是也没有什么办法,就这样带着非常大的压力开始了四天四夜的比赛,那年做的题目是《声音引导系统》就是一个移动的小车上面载有声源,通过几个点接收声音信号来完成定位,控制小车移动还是停止。由于本身能力有限,四天四夜的比赛非常艰苦,好在我女朋友非常坚强,我负责写程序和设计电路,她则完全承担了腐蚀电路板、打孔、焊接等体力工作。由于强大的压力四天四夜几乎没怎么睡觉,在声源信号的接收上遇到了很多问题,我们没什么系统的知识,一直在不停的尝试,选运放,测信号,做带通,看看效果,几天时间试了很多种方案。最后我累的甚至出现了很奇怪的状况,感觉浑身都是静电,吃饭的时候碰到饭盒都能电的跳起来,都不敢摸芯片,生怕把芯片打坏。
   最终评审是在南京航空航天大学进行,这次评审两点体会,一是只有努力,才会有奇迹;二是,南航的饭菜实在TM的是太好了。评审的过程让我和我女朋友觉得这真是老天对我们的眷顾,由于我们的设计主要是接收声音信号,为了避免环境声音的干扰自然是让小车上的声源发出固定频率的声音,然后在接收端做带通滤波,带通的频段是通过电位器调节的,可惜的是普通电位器很飘,导致我们调试的时候要先用信号发生器发出这个频率的信号,然后调节电位器用示波器检测才能完成调试。在演示准备的时候接上示波器我和我女朋友傻眼了,完全不是正确的信号,二十分钟过去了,别的组早已“滴滴”的让小车在跑了我们还在调整信号。最终评委老师不耐烦了,催促我们赶快演示,并且说的很直接“你们要是没做出来在这儿浪费时间也没有用。”没办法,虽然不抱希望但是只好硬着头皮演示,这时奇迹出现了,小车竟然在指定位置停下来了,然后转向继续,而且精度在1cm范围内,我都不敢相信,评委老师也不相信,甚至认为我程序中作假,又自己给车一了位置重新让我测试,测试结果仍然是正确的,最终我们就这样拿到了一等奖。
   这个比赛是我拿到的第一个一等奖,给我带来了极大的信心,更重要的是让我学会了独立,始终坚信:我就是队伍的主力。只有摆脱依赖,才能获得成长。

  新的起点,新的开始

  高校的电子设计竞赛已经非常功利化,学校通过保研加分、奖学金等方式来提升同学的积极性无可厚非,但是也直接导致了比赛的功利化。拿奖之后听到最多的是“大四的时候可以保研了”,的确,这个我也想过,周围也有很多人达成目标后放纵自己,甚至直接离开实验室,离开电子设计,所以拿奖之后我也有过短暂的放松和懈怠,后来一直提醒自己,这只是一个新的起点,我的路还很长。

  之后的几个月里做了几件事情,一是作为科协的学生干部,负责承办校区的智能汽车竞赛,为了这个比赛,我花了一个星期的时间写了一本指导《智能小车设计指导》页数不多,水平有限,却是我花了心思的,为的就是给学弟学妹们提供一个入门指导,写完之后当时挂在我们科协的论坛里,后来发现这个指导起到了很好的效果,100多个参赛队伍几乎人手一份,这也让我看到了自己的价值,突然认识到同学们的认可就是对我最好的回报,第二年又在之前的基础之上写了《智能小车设计指导第二版》这次学校图书馆给印了200本,后面学校又陆续印了几次,这本书在网上也流传甚广,让我也意想不到。

  对这个指导书有兴趣的百度智能小车设计指导第二版 就可以了,流传很多的,呵呵。

  再后来因为项目需要,需要来做DSP平台的图像处理,入手学习DSP,用的自然是TI的DSP平台,芯片TMS320DM642,四路模拟摄像头输入,一路输出,当时一个研究生学长的硕士论文也是用的这个平台,我觉得也是在硬件的范畴内,决定下手学一学。可惜DSP只搞了一段时间,又有了新的项目,642的学习就这样中止了,最近导师要搞什么仿生复眼,我的研究生课题可能就是这个了,又要重新开始DM642的学习了。

  这是当时实验室做的TI DM642的实验板,板子做的实在一般,这段时间忙完后又得重新搞这个平台了

  2010年“英特尔杯”嵌入式系统专题邀请赛

  看来大学注定要跟着比赛走了,大三快放寒假的时候,报名参加了这个比赛,由于是邀请赛,我们学校只有两个名额,所以能够有资格参赛很是荣幸。这个比赛当时总共邀请了180个队伍参赛,其中大陆100个,其他地区80个,所以还算是级别较高的一项比赛,我很珍惜这次参赛机会。

  这个比赛是个持久战,从开始准备,到去上海交大培训,到着手开始做,持续了七个月,这个比赛也是我们做的最艰苦的比赛,队员自然还是我、我女朋友和一个为了拿奖的关系户,大学参加的大部分比赛,三个队员中,除了我和我女朋友没有变化外,第三个人从来没有谁和我们合作做过第二次比赛的,几乎都是拿了奖就走人,下次又有其他的关西话加进来,这也是我大学的竞赛生涯最为郁闷的地方。

  我们做的是基于视频的交通流检测,由于现在很多道路都是全程监控,觉得这些视频信息如果只做监控使用有点浪费,通过网络获取这些视频流信息后利用图像处理技术获取车流量的一些信息,最后整合到一个地图界面中,显示一个却与的交通情况,并且可以进行预警和信息发布。这个项目的核心自然是图像处理算法,因此主力是我的女朋友,我就承担其他所有的任务,好让她专心做算法。用到地图的处理,所以研究了好长一段时间的GIS,学了Mapinfo软件,硬件部分是基于英特尔的平台,这个还是当做嵌入式工控机来使的,硬件部分改动不大,另外做了发布的设备,这个只能象征性的用液晶显示屏模拟了,用的MSP430F149。五月份六月份是最为艰苦的时候,大三的课程是整个大学最为密集的时候,另外由于当时担任科协主席,我们还承办了电脑节的一系列比赛,这些事情自然也要投入很大的精力,所以这些事情杂到一起就形成了很大的压力。记得当时几乎连续两个月的时间,晚上做比赛做到三四点才能够睡觉,躺在实验室的沙发和躺椅上睡一会儿,早上爬起来接着去上课,两个月几乎没怎么在宿舍睡觉,实在是累的够呛,满嘴的口腔溃疡,还好我们挺过去了。
这个比赛最终拿了全国二等奖,虽然心有不甘,但是现在看来最优价值的还是在这个过程,真的让我们改变了很多,更坚强、更理性、更有毅力,同时见识到了国内外的很多顶尖的队伍,开阔了眼界。

  比赛展示的时候香港中文大学的作品,基于谷歌街景的锻炼系统(大致这个意思)
  就是利用谷歌街景的接口,在世界各地选一个地方骑自行车,可以抬抬头,看看四周的风景。

  2010年TI杯模拟电路设计竞赛

  “英特尔杯”比赛结束后,离“TI杯”只有半个多月的时间,而且这次比赛时间改成了六天六夜,虽然时间很紧,但是由于英特尔杯做的太累,决定回家休整几天,顺便去一趟女朋友家(第一次见丈母娘啊,呵呵),回家休整回来后只剩下十天时间,决定立刻静下来好好整理下相关知识,MSP430虽然之前学过,但是由于只学了点皮毛,而且一年的时间没碰了还是很生疏,参赛队员自然还是我、我女朋友外加一个酱油党,唉,都不想提了,因为这个比赛,这个家伙虽然成绩很差,计算机二级没通过,却走关系保研东南大学,早知道我宁愿不拿这个奖。

  短暂的准备理清头绪,就投入这个比赛,用的平台自然还是之前的MSP430F149,手中有现成的开发板,还有TI慷慨的样片,还记得当时TI对芯片数量有限制,149一申请多直接拒掉,于是就F149、F147这种型号相近只是容量不同的分别申请,反正程序、封装都是兼容的,呵呵,就这样,比赛没用自己买芯片,剩下的芯片还弄个PCB做了小开发板。

  这个比赛做起来相对容易的多,最起码没有像全国电设那时候那么熬夜了,晚上还是正常睡觉的,我们的选题是做点光源跟踪系统,说白了就是几个光敏三极管套个热缩管指向点光源,然后AD采样滤波对比,控制云台调整对准光源。好在虽然MSP430有一段时间没有使用,但是几天的时间只要静下心来还是能够顺利上手,不影响比赛的,这里顺带也提醒下参赛的同学,准备比赛,心静最重要,心浮气躁的反而学不到什么东西,把功利心收起来,把繁杂的事情放一边,认认真真的准备比赛相关的知识,绝对事半功倍。

  比赛比较顺利,我们再次拿了一等奖,但是这个一等奖确实让我别扭的一个奖,原因上面也说了,给了那些关系户有可乘之机。后来渐渐看淡了,保研我费了很大周折最终保研本校,无论满意与否,面对我的成绩和经历我问心无愧,我也不再会在意那些有关系,有途径的人,自己的真本事才是最重要的。

  本科阶段相关的比赛更新完了,改天继续更新一些项目和对一些事情的看法,顺便找找原来的一些照片,真诚希望与各位交流。

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《教师吧》讲堂:我和TI的校园故事
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