// FRESHMAN GUIDE

新生指南 · 从零开始的电子之旅

这份指南把大一一整年的路线摊开给你看:培训怎么排、要认哪些元件和工具、用什么软件、卡住了去哪查。看不懂没关系 —— 一年后回头看,你会惊讶自己走了多远。

5 约 12 分钟读完 大一上到大一下 1 整年

01协会简介

// WHO WE ARE

零基础进来,一年之后你会焊完自己的第一块板、让它真的跑起来、再带着它上赛场。这一页把这一年拆开讲清楚。

  1. 插画:一支烙铁正在电路板上焊一个焊点,焊点透出青光

    01焊上第一个点

  2. 插画:电路板上一颗指示灯亮起,上方浮着一段波形曲线

    02让它跑起来

  3. 插画:几块做好的电路板摊在暗色桌面上,中间一圈青色光晕

    03带它上赛场

电子科技协会成立于 1995 年,是哈尔滨工程大学信息与通信工程学院下的学生技术组织。我们做的事很具体:教一年,然后一起去比赛

协会分硬件软件两个方向,但不是两条互不相干的路 —— 大一下的合作任务(自制万用表)就要两边坐在一张桌子上。硬件从音乐盒、运放、滤波器开始;软件从 C 语言、STM32 的 GPIO 与定时器开始。所有培训免费,配套 27 章自编电子学教材。

零基础完全可以,而且大部分人都是。真正缺的是时间和动手意愿,不是基础。

带培训的是上一届的学长学姐 —— 看看现在是谁在带 →

成绩:拿同一所学校做对照

「我们很强」是句空话,所以下面每一行都带对照。校内其他队伍指哈工程除科协以外参加同一项赛事的队伍。

表里的简称:全国电赛 = 全国大学生电子设计竞赛,省电赛 = 黑龙江省大学生电子设计竞赛,嵌入式邀请赛 = 全国大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛。

科协与校内其他队伍的获奖数量对照
赛事看哪一项科协校内其他队伍
2025 全国电赛 全国一等奖 20
2025 全国电赛 大一新生获奖刚在科协培训完一年就上赛场的那批 62
2024 省电赛 C 题 省一等奖 62
2024 嵌入式邀请赛 全国一等奖全省仅此一项 10

完整获奖记录(含证书照片、队员与证书编号)在荣誉墙

毕业之后去了哪

历届科协成员的保研率:

100%19 级 83%20 级 80%18 级 78%17 级

这不是承诺,是过去几届的事实。把它放上来是因为它说明了一件更实在的事:在这里花掉的时间,最后是算数的。

我们也自己办比赛

2024 年 12 月,协会承办了「红色电波」东北五校信通学科简易无线电报机制作比赛:赛题、器材、赛场组织都由科协成员负责。参赛的人亲手复刻了一台电报机,也顺带把「当年的人是怎么把信号发出去的」这件事弄懂了。

02培训安排

// TRAINING SCHEDULE

一学年 10+ 场培训,每场都带一个要交的任务。下面两张表是硬件部与软件部的完整进度,两条路在大一下合并成一个共同任务。

培训现场 培训课上的广角:投影/白板上有内容,底下有人在记笔记或动手。抓拍胜过摆拍,能看出「一屋子人在学同一件事」就对了。

先把几件事说定

  • 培训面向全体电子类大一新生,不是「先选人再培训」。实验室在这一年里对所有电子类大一新生开放。
  • 上学期以兴趣为导向,硬件和软件都带你摸一遍;下学期转成小组形式的电赛专项训练
  • 大一新生可以向科协任何一位学长学姐请教技术问题 —— 这是协会内部的规定,被问到的人必须妥善回答,不是「看他心情」。
  • 第一次硬件培训会把这一学年的培训、测评、面试流程与时间一次讲清,不会让你边走边猜。

两次面试之后实验室才只对通过考核的同学开放(见下面两张表的最后一行)—— 也就是说,门槛在后面,不在门口

硬件部培训安排
进度任务 / 说明
大一上 第一次培训/任务自制音乐盒(全体参加)和 PCB 的初步绘制
大一上 第二次培训/任务运算放大器的学习与使用
大一上 第三次任务滤波器的学习与制作
大一上 第四次任务待定
大一下 第一次合作任务寒假发布,开学后验收,内容待定
大一下 第二次合作任务万用表的制作
第一次面试通过第一次面试的同学进入暑假培训,电赛结束后进行第二次面试;此后,实验室只对通过考核的同学开放
软件部培训安排
进度任务 / 说明
单片机学习前置任务C 语言培训:第一组题目至少完成 80%(截至 11 月 31 日),并来到科协与学长交流后,可进入单片机的学习(即第二次任务)
大一上 第一次任务自制音乐盒(全体参加)
大一上 第二次培训/任务STM32 的 GPIO、时钟树
大一上 第二次培训/任务STM32 的定时器、中断
大一上 第三次培训/任务LCD 屏幕、串口
大一上 第四次培训/任务STM32 的 ADC、DMA
大一上 第五次培训/任务通信协议
大一下 第一次合作任务寒假发布,开学后验收,内容待定。前五次任务完成优秀者可免费申请 MSPM0 学习
大一下 第二次合作任务万用表的制作
第一次面试通过第一次面试的同学进入暑假培训,电赛结束后进行第二次面试;此后,实验室只对通过考核的同学开放

03硬件基础知识

// HARDWARE 101
常用电子元件

电阻器

限制电流的元件,单位是欧姆(Ω),用于控制电路中的电压和电流。遵循欧姆定律 V = I × R。常见类型:碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻、可变电阻(电位器)。

色环电阻
色环电阻
贴片电阻
贴片电阻
功率电阻
功率电阻
水泥电阻
水泥电阻

电容器

储存电荷的元件,单位是法拉(F),特点是「阻直流、通交流」,用于滤波、耦合、定时等电路。常见类型:陶瓷电容、电解电容、薄膜电容、可变电容。

电解电容
电解电容
贴片电容
贴片电容
钽电容
钽电容
独石电容
独石电容
陶瓷电容
陶瓷电容

电感器

储存磁能的元件,单位是亨利(H),特点是「阻交流、通直流」,用于滤波、振荡、变压器等电路。常见类型:空芯电感、铁氧体磁芯电感、铁芯电感、可调电感。

色环电感
色环电感
贴片电感
贴片电感
工字电感
工字电感
磁环电感
磁环电感

二极管

单向导电的半导体器件:正向导通、反向截止,硅管正向压降约 0.7V。用于整流、检波、稳压等电路。常见类型:整流二极管、稳压(齐纳)二极管、发光二极管(LED)、肖特基二极管。

发光二极管
发光二极管
整流二极管
整流二极管
稳压二极管
稳压二极管
肖特基二极管
肖特基二极管

晶体管

放大和开关信号的半导体器件,是现代电子设备的核心元件。三种工作状态:截止、放大、饱和。常见类型:双极型晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)、MOSFET、IGBT。

三极管
三极管
MOS 管
MOS 管
IGBT
IGBT

运算放大器

调节和放大模拟信号的器件,接入适当的反馈网络后可以实现放大、滤波、比较等各种功能,特点是高输入阻抗、低输出阻抗、增益可调。协会第二次硬件培训的主角就是它。

通用运放
通用运放
功率运放
功率运放
高频运放
高频运放
低噪运放
低噪运放
电路图与电路板

先读懂四个最小的电路

元件符号连起来就是电路图。下面四个是第一年一定会遇到的,每个只有两三个元件 —— 看懂它们,再看下面那张真实的原理图就不会一片茫然。

  1. VCCR1D1
    LED 限流LED 自己不限流,直接接电源会烧。串一个电阻把电流压到它能承受的范围 —— 第一次点亮 LED 就是这个电路。
  2. VCCR1R2Vout
    电阻分压两个电阻串起来,中间那点的电压按阻值比例分:Vout = VCC × R2 ÷ (R1 + R2)。欧姆定律的第一个用处。
  3. VinVoutR1C1
    RC 低通滤波电阻串在信号路上、电容并到地。高频被电容旁路掉、低频照常通过 —— 电容「阻直流、通交流」最直接的用法。
  4. VinVoutU1
    运放电压跟随器输出直接接回反相输入,于是输出跟着输入走、增益是 1。看着没做事,其实把带不动负载的高阻信号变成了能带负载的信号。

电路图示例

电路图示例
电路原理图

印刷电路板(PCB)

把电路「画」在覆铜板上,是电子制作的最终形态。协会会教你从原理图绘制到 PCB 打样的完整流程。

PCB
PCB 实物
PCB
焊接完成的电路板

面包板

虽然它叫这个名字……但它可是不能吃哦。无需焊接即可快速搭建电路原型,新手实验必备。

面包板
面包板

洞洞板

比面包板更牢固、比 PCB 更灵活的过渡方案,练习焊接的好伙伴。

洞洞板
洞洞板焊接作品
洞洞板
洞洞板背面走线

腐蚀板

用化学腐蚀法自制的电路板,科协的传统手艺。

腐蚀板
自制腐蚀板
腐蚀板
腐蚀板成品
硬件常用工具

下面是器材图鉴。协会自己的工作台长这样:

协会的工作台
万用表
万用表 —— 测电压、电流、电阻的瑞士军刀
烙铁
烙铁 —— 焊接的基本功从它开始
热风枪
热风枪 —— 贴片元件焊接与拆卸
示波器
示波器 —— 让电信号「看得见」
信号发生器
信号发生器 —— 产生各种波形的信号源
硬件常用软件

Multisim —— 电路仿真

强大的电路仿真工具,能够在动手搭建前提前验证原理图。

Multisim
Multisim
Multisim 界面
仿真界面

嘉立创 EDA —— PCB 设计

免费的国产 PCB 设计软件,可完成原理图绘制和 PCB 布局,与打样服务无缝衔接。

嘉立创
嘉立创 EDA
功放电路原理图
功放电路原理图示例
PCB 布局
PCB 布局示例

嘉立创下单助手 —— PCB 打样

便捷的电路板下单工具,每月还有免费打样券可以领取。

下单助手
下单助手
下单界面
下单界面

04软件基础知识

// SOFTWARE 101

软件方向不是「只写代码」:写出来的东西最后要跑在一块自己焊的板子上。

调试中的单片机
编程语言介绍
语言主要用途难度
C / C++系统编程、嵌入式中等偏难
Python数据分析、AI、Web简单
JavaScriptWeb 开发简单到中等
Java企业应用、Android中等
Matlab数据分析、辅助设计、仿真中等
汇编计算机底层实现
控制器(板卡)介绍
型号特点难度
STM32(MCU)嵌入式、中高性能处理中等偏难
MSPM0(MCU)嵌入式、中低性能,部分电赛题限定中等
FPGA高并发性,信号处理能力强
树莓派(微型电脑)高性能计算、视觉处理中等

单片机(学习重点)

单片机(MCU)又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个微型计算机系统集成到一个芯片上:拥有丰富的 IO 端口,适合控制工作;部分高性能单片机还拥有较强的信号处理能力,可部署边缘 AI 算力。

STM32
STM32
MSPM0
MSPM0
FPGA
FPGA
树莓派
树莓派
嵌入式开发环境

KEIL

老牌单片机 C 语言开发系统,几乎适配市面所有单片机型号。

KEIL
KEIL
KEIL 界面
KEIL 界面

VS Code

轻量级代码编辑器,插件生态丰富,与 KEIL 搭配能提供更现代的编码体验。

VS Code
VS Code
VS Code 界面
VS Code 界面

CLion

跨平台 C/C++ 集成开发环境,配合 STM32CubeMX 和 CMake,适合 STM32 系列开发。

CLion
CLion
CLion 界面
CLion 界面

CCS

TI 公司推出的集成开发环境,自带图形化配置页面,主要用于 TI 单片机(如 MSPM0 系列)。

CCS
CCS
CCS 界面
CCS 界面

STM32CubeIDE

ST 公司推出的集成开发环境,自带图形化配置页面,主要用于 STM32 系列单片机开发。

STM32CubeIDE
STM32CubeIDE
CubeIDE 界面
CubeIDE 界面

STM32CubeMX

ST 公司的图形化配置工具,可与 KEIL、VS Code、CLion 搭配使用。

STM32CubeMX
STM32CubeMX
CubeMX 界面
CubeMX 界面

串口助手

串口调试工具:单片机 UART 通信经过 USB 转 TTL 后即可与电脑建立通信。

串口助手
串口助手
串口助手界面
串口助手界面
软件常用工具

烧录器(仿真器)

用来把程序烧录进单片机,并对程序进行在线调试。

DAPLink
DAPLink
DAPLink
DAPLink 模块
ST-LINK
ST-LINK
ST-LINK
ST-LINK V2
J-Link
J-Link

逻辑分析仪

抓取信号并解码通信协议,检查信号与协议问题的利器。

逻辑分析仪
逻辑分析仪

USB 转 TTL

连接单片机与电脑,把单片机 UART 通信的内容传给电脑上的串口助手。

USB 转 TTL
USB 转 TTL

05学习资源

// RESOURCES
推荐资源网站

通用参考

  • B 站 —— 丰富的技术视频教程(别忘了关注协会官方账号
  • 知乎 —— 技术问答社区
  • CSDN —— 程序员问答社区
  • DeepSeek —— AI 助手
  • Google —— 谷歌一下
  • 学长学姐 —— 最宝贵的资源,大胆请教

硬件方向

软件方向

提问前必读

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