张明 · Automation Design Engineer

在智能装备实验室实习期间，独立设计基于STM32F407的智能温控系统：选用PT1000温度传感器，完成信号调理电路与PCB布局，将采样精度提升至±0.1°C。采用增量式PID控制算法，用C语言在STM32上实现闭环调节，通过整定PID参数使稳态误差控制在±0.3°C以内，超调量小于5%。设计60mm×40mm双面板PCB，集成电源模块、传感器接口与驱动电路，经3次迭代优化后系统EMC测试通过率提高至98%。编写约1200行固件代码，实现温度数据采集、PID运算、LCD显示及串口通信；完成50次连续运行测试，平均无故障时间超过120小时。对比开环与PID控制效果，在20°C至80°C温控范围内，闭环响应时间缩短40%，功耗降低约0.8W，获实验室导师“优于同期实习生水平”评价。

作为硬件组长，主导自动巡线小车控制系统开发：以Arduino UNO为主控，结合L298N电机驱动模块与5路红外传感器阵列完成硬件搭建；通过Multisim仿真将电源稳压模块纹波从120mV降至45mV，确保供电稳定性。针对红外传感器在强光干扰下的误判问题，设计并测试3种不同倾斜角度的安装支架，最终采用30°斜装方案将巡线识别准确率从82%提升至96%，平均响应时间缩短至18ms。集成HC-05蓝牙模块实现手机App远程控制，编写中断驱动代码使巡线模式与手动模式切换延迟低于50ms，通过串口调试优化指令响应成功率至99%。在校园电子设计竞赛中，带领团队完成从原理图设计到PCB打样的全流程，整车重量控制在650g以内，最终以2.7秒完成6米复杂S型赛道，获当年竞赛一等奖。

基于FPGA与Verilog HDL设计16阶FIR低通滤波器：采用分布式算法与流水线架构，将乘加运算拆分为4级流水，数据吞吐率达150 MSPS，资源占用降低32%。构建模块化数字信号处理实验平台，划分ADC接口、滤波、FFT、DDS四个独立IP核，通过AXI4-Stream总线互联，实现单芯片多模式信号处理链路。完成128点基-2 FFT模块的RTL实现，结合CORDIC算法计算旋转因子，处理延时仅12.8 μs，相比软件实现提速约40倍。针对50 MHz输入时钟优化时序，通过寄存器平衡与关键路径重定时，使系统最高工作频率提升至85 MHz，整体功耗控制在1.2 W以内。设计可配置参数寄存器组（滤波器系数、FFT点数等），支持上位机通过UART在线调参，实验平台在不同信号类型下信噪比均优于58 dB。

• 自动控制原理

• 电力电子技术

• 电机与拖动基础

• 传感器与检测技术

• 毕业设计：基于STM32的智能小车控制系统（获校优秀毕设）

在2023年全国大学生电子设计竞赛中获得省级二等奖，体现电子系统设计与实践能力。