## 硬禾学堂研前2个月实战培训内容

本培训为期2个月（8周），重点入门PCB设计 + FPGA应用 + Python编程 + 基于MicroPython的嵌入式系统，强调PCB设计的流程和规范、FPGA编程的数字逻辑设计思路、嵌入式系统的软硬件系统协同应用，也强调英文文档的阅读和项目总结、报告的能力。

### 培训前的准备工作：

- 学员摸底调查问卷：
  * 已经具备的基础、掌握的技术、参加过的电赛活动
  * 自己感兴趣或希望要加强的技术
  * 研究生要做的研发课题

- 构建Wiki项目页面，学员每天在这个页面进行项目的状态更新，养成写文档的习惯、培养向外展示自己的能力
  * 一个项目组一个页面
  * 每个人一个页面，轮流进行发布
  * 用于平日资料查询的归纳、总结、对项目阶段性进程的记录

- 学员分组、3个人1组合作负责1个项目的完成
  * 基于技术能力的互补
  * 基于每个学员将来论文研发的方向


### 课程大致进度：
### 第一阶段 - 基础实训：
  - 第1周
    - 7月4-5：资料查找及方案设计
    - 7月6-8：使用KiCad6设计一款PCB 
  - 第2周
    - 7月11-13：FPGA基础知识及编程
    - 7月14-15：PCB焊接，并用FPGA编程驱动焊接好的PCB板
  - 第3周
    - 7月18-20：FPGA数字系统编程 - PWM、DDS、SPI、ADC
    - 7月21-22：Python编程应用 - 科学计算、数据分析、可视化
  - 第4周
    - 7月25-29：基于MicroPython的嵌入式系统学习（Pico学习板）

### 第二阶段 - 综合设计
  - 第5周
    - 方案制定：查阅资料制定实施方案
  - 第6周
    - 系统设计：完成从电路设计到系统编程
  - 第7周
    - 系统调试：完成系统联调、性能测试
  - 第8周
    - 项目报告：完成项目总结报告、提交给导师

### 讲师
  - 苏公雨（PCB、综合）
  - Daniel（FPGA基础）
  - 吴志军（FPGA系统）
  - 齐伟（Python）
  - 陈强（MicroPython嵌入式）

### 实训项目安排
项目1 - 驱动64个LED：
  * 熟悉矩阵式驱动控制电路设计及控制方式
  * 熟悉PCB的设计流程以及操作技巧
  * 用于焊接训练用
  * 用于FPGA编程控制
  * 用于RP2040编程控制
{{drawio>2monthstrainingproject1.png}} <WRAP centeralign>实战培训项目: 点亮64个LED</WRAP>

项目2 - 高速数据采集
  * 技术指标分析及方案设计
  * 模拟电路设计方法、要点及仿真（增益调整、频带控制）
  * 电源设计 - 几种不同的变换方式比较以及在工程中的实际应用
  * WiFi连接/物联网构成
  * MCU + FPGA + ADC + 模拟信号链路 + Matlab的分工协调
  * 上位机工具，尤其是开源工具的使用，比如Matlab、LabView、SerialPlot、QT编程等

{{drawio>2monthstrainingproject2.png}} <WRAP centeralign>实战培训项目: 高速数据采集 </WRAP>

### 课程大纲

^**时间**||**上午（9：30-11：30）**|**下午（2：00 - 5：00）**|
^ 第1周（PCB设计）|星期一	|开营及实战训练介绍 |学员查找资料（英文阅读），写综述报告（现场布置题目，基于Wiki系统，用Markdown的格式） |
^ |星期二 |电子产业链的介绍及电子产品的基本构成 |资料查找（英文阅读）、项目方案确定 - 第一个项目设计|
^ |星期三 |PCB设计及KiCad6介绍 |用KiCad6设计原理图|
^ |星期四 |用KiCad6进行PCB布局|自己完成项目的元器件布局|
^ |星期五 |用KiCad6进行PCB布线|自己完成项目的PCB布线，并提交Gerber文件去制板|
^第2周（FPGA基础）|星期一 |什么是FPGA、能做什么、如何设计 |小脚丫FPGA设计流程体验/WebIDE介绍 |
^ |星期二 |Verilog语法规范及在FPGA上实现组合逻辑|学员自己完成数码管显示操作|
^ |星期三 |在FPGA上实现时序逻辑|学员自己完成呼吸灯、流水灯、计数器等操作|
^ |星期四 |在FPGA上实现状态机|学员自己实现交通灯的功能|
^ |星期五 |焊接基本技巧 | 学员完成自绘电路板的焊接，并用小脚丫FPGA编程测试|
^第3周（FPGA系统及Python编程）|星期一 |PWM原理、设计及应用|学员设计PWM信号，并用硬件助手进行观察波形|
^ |星期二 |DDS生成任意波形|学员自己根据教程实现方波、三角波、正弦波，并使用硬件助手进行观察|
^ |星期三 |常用的串行总线及比较 - SPI、I2C、UART|UART总线的逻辑编程及应用、用硬件助手观察波形|
^ |星期四 |Python语言特点、应用及开发环境，Python的数据类型和控制流程|基于对象的编程|
^ |星期五 |Python在科学计算中的应用|Python在数据分析中的应用|
^ 第4周（嵌入式系统）|星期一|嵌入式系统基本概念以及RP2040的开发使用环境 |学员根据网上例程完成LED等的显示、蜂鸣器的音乐播放等|
^ |星期二|嵌入式系统中的线程和中断的使用|学员根据网上教程完成交通灯的控制|
^ |星期三|SPI总线驱动OLED显示 |学员根据网上资料实现OLED上的图形化编程|
^ |星期四|嵌入式系统中的数据采集及ADC的应用|学员在OLED上显示采集到的波形 - 音频|
^ |星期五|WiFi的连接及物联网应用|学员根据网上资料实现Web Server功能|
^第5周（方案制定） |星期一  |综合性项目的任务布置 - 功能、性能等要求，学员选择适合自己方向的项目，并分组（3人一组）|专家讲座 - 如何根据项目需求做好方案设计和开题报告？|
^ |星期二  |专家讲座 - 半导体产业前沿技术、产品、工具及产业链关系|学员自己查阅资料进行方案设计，导师答疑|
^ |星期三  |专家讲座 - 高效进行文献检索的方法及英文专业资源的介绍|学员自己查阅资料进行方案设计，导师答疑|
^ |星期四  |学员方案设计并准备开题报告|学员开题报告 - 随机抽样，导师点评|
^ |星期五  |学员完善自己的方案，导师答疑|学员完善自己的方案，导师抽检学员的方案设计|
^第6周（综合项目系统设计）|星期一 |电路原理图设计要点|学员根据自己的项目做原理图设计，导师答疑|
^ |星期二 |原理图点评及PCB布局要点|学员修正原理图，并做PCB布局，导师答疑|
^ |星期三 |PCB布局点评及PCB布线要点|学员调整布局，并做PCB布线，导师答疑|
^ |星期四 |PCB布线点评|学员完成PCB布线，提交制板，导师答疑|
^ |星期五 |专家讲座 - 提升研发效率的系列工具介绍及演示|专家讲座 - 项目管理及产业资源的有效利用|
^第7周（系统调试）|星期一 |学员进行项目设计 - 软件或FPGA编程/导师答疑|学员进行项目设计 - 软件或FPGA编程/导师答疑|
^ |星期二 |专家讲座 - 技术专利的申请技巧以及流程|学员进行项目设计 - 软件或FPGA编程/导师答疑|
^ |星期三 |专家讲座 - 营销的重要性及营销/沟通的方式和技巧|学员进行项目设计 - 软件或FPGA编程/导师答疑|
^ |星期四 |板卡焊接/系统调试，导师答疑|板卡焊接/系统调试，导师答疑|
^ |星期五 |板卡焊接/系统调试，导师答疑|板卡焊接/系统调试，导师答疑|
^第8周（综合测试、报告）|星期一 |专家讲座 - 学术论文撰写的基本要求、方法及技巧|学员系统测试/论文撰写，导师抽检及答疑|
^ |星期二 |学员系统测试/论文撰写，导师抽检及答疑|学员系统测试/论文撰写，导师抽检及答疑|
^ |星期三 |专家讲座 - 好的PPT的撰写以及演讲技巧|论文撰写/PPT撰写，导师抽检及答疑|
^ |星期四 |学员进行论文/PPT撰写，导师答疑|将摘要性论文发布在电子森林|
^ |星期五 |综合知识测试，项目总结|学员PPT报告答辩 - 随机、抽样|