7年来都做了些什么

2015年12月21日,为项目架构思索中,一不小心跳转到了我7年前创建的iteye的博客,原来该网站名字还是javaeye的时候创建的,不知不觉已过去7年。
7年来,我都做了些什么,现在回想,感觉自己空空的,好像什么都不会了,没有留下一点回忆真是太遗憾了,已后还是要经常来写一点自己想要说的。
2016年加油!
<think>嗯,用户让我详细分析2021年电赛H题的软件部分需要些什么。首先,我得回忆一下2021年H题的具体内容。电赛题目通常每年不同,但H题可能涉及信号处理、控制算法或者嵌入式系统之类的,因为这些都是常见的电赛考点。 用户可能是参赛的学生,需要准备比赛或者正在解题,所以需要明确的步骤和方向。他们可能对软件部分的具体任务不太清楚,需要知道从哪些方面入手,比如算法设计、模块划分、代码实现等。 首先,我得确定H题的具体要求。假设H题是关于某种信号采集与处理的系统,比如声音或图像处理,或者是控制类题目,比如平衡小车或无人机。软件部分通常包括数据采集、信号处理、控制算法、通信协议、人机交互等模块。 接下来,要考虑可能涉及的算法。比如,如果是信号处理,可能需要滤波、FFT、特征提取;如果是控制类,可能需要PID、模糊控制或者状态反馈。需要结合题目具体分析。 然后是开发环境,比如使用STM32、Arduino还是树莓派,不同的平台会影响软件设计。可能需要外设驱动开发,比如ADC、PWM、UART、I2C等,这些都是软件部分的基础。 通信协议方面,可能需要无线模块如WiFi、蓝牙,或者有线通信如串口,软件部分要处理数据打包、校验、解析等。 人机交互可能包括LCD显示、按键输入、触摸屏等,需要设计菜单界面或状态显示。 此外,实时性和稳定性是关键,需要考虑中断服务程序、任务调度、资源管理,避免死锁或内存泄漏。 测试与调试也是重要环节,需要单元测试、系统联调、数据记录分析,可能用到示波器、逻辑分析仪等工具。 用户可能需要具体的例子,比如使用卡尔曼滤波处理传感器数据,或者PID参数整定的方法。需要给出实际开发中的注意事项,比如优先级设置、采样率选择、代码优化等。 还要注意代码结构,模块化设计,便于团队协作和后期调试。可能用到版本控制工具如Git,但电赛中可能时间紧张,但保持代码结构清晰很重要。 最后,总结关键点,让用户有一个清晰的路线图,确保软件部分各模块协同工作,满足题目要求。</think>2021年全国大学生电子设计竞赛H题(三相AC-DC变换电路)的软件部分需要围绕实时控制、信号处理、系统保护等核心功能展开设计。以下是详细分析及关键步骤拆解: --- ### **一、主控系统架构设计** 1. **MCU选型与资源配置** - 推荐使用STM32F4/F7系列(带FPU),需配置: - 3路PWM输出(驱动三相全桥) - 6路ADC通道(电压/电流采样) - 1路DAC(调试用) - 时钟树配置需保证: $$ f_{PWM} \geq 20kHz \quad (降低开关损耗) $$ $$ ADC采样率 \geq 100kHz \quad (满足谐波分析需求) $$ 2. **任务调度设计** ```c // FreeRTOS任务优先级示例 #define TASK_PWM_PRIO 4 // 最高优先级 #define TASK_ADC_PRIO 3 #define TASK_PROTECT_PRIO 2 #define TASK_HMI_PRIO 1 ``` --- ### **二、核心算法实现** 1. **锁相环(PLL)算法** - 需实现软件锁相: $$ \theta = \int (\omega_{grid} + K_p \cdot e_{phase}) dt $$ - 代码实现要点: ```c void PLL_Update(float Va, float Vb, float Vc) { float Vα = (2*Va - Vb - Vc)/3; // Clarke变换 float Vβ = (Vb - Vc)/√3; float sinθ = sin(pll.theta); float e = Vα*sinθ - Vβ*cosθ; // 相位误差 pll.omega += Kp*e + Ki*e_integral; pll.theta += pll.omega * Ts; } ``` 2. **电压外环+电流内环双闭环控制** - 外环控制方程: $$ I_{d\_ref} = K_p(V_{dc\_ref} - V_{dc}) + K_i \int (V_{dc\_ref} - V_{dc})dt $$ - 内环采用前馈解耦: $$ \begin{cases} V_d = (K_p + \frac{K_i}{s})(I_{d\_ref}-I_d) - \omega L I_q + V_{grid\_d} \\ V_q = (K_p + \frac{K_i}{s})(I_{q\_ref}-I_q) + \omega L I_d \end{cases} $$ --- ### **三、关键模块开发** 1. **ADC采样处理** - 需要实现: - 同步采样(使用定时器触发) - 数字滤波(推荐二阶IIR滤波器) $$ H(z) = \frac{b_0 + b_1z^{-1} + b_2z^{-2}}{1 + a_1z^{-1} + a_2z^{-2}} $$ 2. **PWM生成模块** - 空间矢量调制(SVPWM)实现步骤: 1. 计算参考电压矢量 2. 确定扇区(0-5) 3. 计算作用时间$T_1,T_2,T_0$ 4. 生成PWM占空比 3. **故障保护机制** - 软件保护逻辑应包括: ```c if(I_rms > 5A || V_dc > 400V){ PWM_Disable(); Relay_Open(); LED_Alert(); } ``` --- ### **四、调试与优化** 1. **实时数据监控** - 通过串口发送数据包: ```c #pragma pack(1) typedef struct{ uint16_t header; // 0xAA55 float Vdc; float Id,Iq; uint8_t checksum; }Telemetry_Packet; ``` 2. **参数整定技巧** - 电流环带宽建议: $$ f_{current\_BW} = \frac{f_{sw}}{10} \sim \frac{f_{sw}}{5} $$ - 使用临界比例度法整定PID参数 --- ### **五、注意事项** 1. **代码时序严格性** - PWM中断服务函数执行时间需小于: $$ T_{max} = \frac{1}{f_{sw}} - 20\% \quad (留有余量) $$ 2. **电磁兼容处理** - ADC采样需加入软件滤波 - 关键变量使用`volatile`声明 - 重要函数放在RAM中执行: ```c __attribute__((section(".ramfunc"))) void PWM_ISR(){...} ``` 通过以上软件设计,可实现高效率(建议目标η≥92%)、低THD(目标<5%)的三相AC-DC变换系统。实际开发中建议先完成Matlab仿真验证算法,再进行代码移植。
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