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
实战培训项目: 点亮64个LED
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
实战培训项目: 高速数据采集
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 | |