《可编程逻辑器件应用技术》说课.doc

可编程逻辑器件应用技术说课稿魏 欣尊敬的各位专家：大家好！我是南京信息职业技术学院电子信息学院特色教研室教师魏欣，下面由我汇报可编程逻辑器件应用技术课程建设情况。我的汇报分为以下5个方面：1.课程定位、作用和目标2.课程整体设计3.课程教学资源4.课程特色和成效5.课程建设规划一、课程定位、作用和目标定位：电子信息工程技术（创新特色班）专业毕业生面对的第一岗位群是电子产品调试、维修等技术工作；经过一段时间的工作之后，学生会向第二岗位群迁移，从事电子产品综合测试与辅助设计以及简单系统工程安装调试等工作。相应地，本专业毕业生应当具有的职业能力包括：（1）熟练操作和使用常见电子仪器、仪表的能力；（2）简单通信系统安装、调试及使用管理能力；（3）通信网络安装、管理、使用与维护的初步能力；（4）操作、使用与维护较复杂的电子设备的能力；（5）阅读电子整机线路图和工艺文件的能力；（6）电子产品辅助设计与开发能力；（7）初步的生产组织管理和市场营销能力。可编程逻辑器件应用技术课程的开设主要是根据熟练操作和使用常见电子仪器、仪表的能力、操作、使用与维护较复杂的电子设备的能力和电子产品辅助设计与开发能力的培养需要。本课程强调实用化，以岗位技能为主要内容，通过“基础知识仿真训练实战训练”的实践教学体系和一体化教学、项目式课程等教学模式，实现与“第一岗位”的零距离接轨。在学院“新四块”课程体系中，属于应岗位能力课程。位置：本课程的前修课程包括电路基础、模拟电子技术、数字电子技术。前期必备知识为：1.电路基础知识：常用元器件、串并联电路、直流电路等；2.模拟电路知识：半导体器件、放大电路、直流稳压电源等；3.数字电路知识：数制与编码、组合电路、时序电路概念等。前期必备技能为：1.计算机基础操作：软件安装与使用、资料搜索技能；2.常用仪器仪表的使用：万用表、示波器等；3.基本元器件的识别与使用：电阻、电容、按键、LED、二极管等；4.基本电子电路操作：电路识图、电路实现、电路功能分析等。本课程的后继课程包括电子产品设计，学生需在该课程中使用实验板进行学习，需要对实验板硬件电路以及设计软件色使用具有一定的了解。本课程的开设建立在学生具有电子元器件和电子线路初步概念的基础上，通过本课程的学习，对电子产品设计等课程的开设有一定帮助作用。目标：通过本课程的开设，学生应当能够深入准确分析产品功能、会搜集相关器件资料、掌握硬件电路设计和制作的能力、掌握软件设计和编写的能力、掌握对所设计的软件和硬件联调的能力、掌握产品制作及测试的能力，具有规范化电子产品设计、开发的职业素质。二、课程整体设计内容选取及依据：本课程以可编程逻辑器件的设计和使用为主线，在此基础上完成各种任务的设计，最终将设计任务撰写成电子文档报告。选择以上内容的依据：（1）以工作任务为导向，由任务入手引入相关知识和理论，通过技能训练引出相关概念、硬件设计与编程技巧，体现做中学、学中练的教学思路。（2）完全从职业岗位能力出发，精心选择所有单元的训练任务，并引入了大量实际设计经验，起到了从训练到实战、承上启下的过度作用，拉近了教学与职业岗位的距离。（3）改变了传统的理论教学和实践教学相分离的做法，突出了教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性和先进性。（4）兼顾专业课程体系建设的需要，借由本课程的项目，初步为学生打下可编程逻辑器件的开发基础，为后继课程电子产品设计的开设服务。内容及学时分配：本课程为项目式课程，总课时为60学时。序号内容课时分配1模块1：初识可编程逻辑器件与开发系统42模块2：8人抢答器的设计83模块3：6位加法器的设计 164模块4：计数器、寄存器的设计 85模块5：有限状态机的设计 86模块6：可编程逻辑器件应用系统设计实战 16具体安排如下：（1）模块1：初识可编程逻辑器件与开发系统（4课时）重点：1.MAX 系列芯片的结构；2.HDL概述；3. Quartus 软件的使用。难点：1.MAX 系列芯片的结构；2. Quartus 软件的使用。能力培养：1.器件识别能力；2.芯片资料查找、阅读能力；3. Quartus 软件应用（2）模块2：8人抢答器的设计（8课时）重点：1.抢答器的原理；2.原理图输入法的使用；3. Quartus 的设计过程。难点：1.抢答器的原理；2. Quartus 的设计过程。能力培养：1.利用原理图设计电路的能力；2. Quartus 软件应用；3.软硬件联合调试的能力。（3）模块3：6位加法器的设计（16课时）重点：1.半加器和全加器的原理；2.6位加法器的原理；3. VHDL语言的一般结构；4.元件例化及层次调用。难点：1.元件例化及层次调用；2. Quartus 软件的使用；3.VHDL语言的一般结构。能力培养：1.较复杂组合逻辑电路的设计能力；2.故障分析和解决问题的能力3.团队合作的能力。（4）模块4：计数器、寄存器的设计（8课时） *重点：1.VHDL的语句；2.VHDL的数据类型；3. VHDL的运算操作符；4.计数器、寄存器的设计方法。难点：1.计数器的程序设计；2.寄存器的程序设计。能力培养：1.时序逻辑电路的设计能力；2.故障分析和解决问题的能力；3.软硬件联合调试的能力。（5）模块5：有限状态机的设计（8课时）重点：1.有限状态机的概念；2.有限状态机的分类；3. 有限状态机的应用。难点：1.有限状态机的程序设计；2. Quartus 观察状态转换图。能力培养：1.教复杂时序电路的设计能力；2.项目报告的撰写能力；3.操作软件能力。（6）模块6：可编程逻辑器件应用系统设计实战（16课时） 重点：1.了解数字钟的工作原理；2.数字钟系统设计。难点：1.数字钟系统的设计；2. 各种设计技巧的熟练使用；能力培养：1.较复杂系统的设计能力；2.项目报告的撰写能力；3.团队合作能力。教学方法与手段：学生现状：有一定模电、数电基础，初步具有元器件和电路的概念；尚无可编程逻辑器件的概念；不愿意多听，愿意多做；动手能力参差不齐；课程特点：实践性强；强调规范性。宏观上：学习任务主要以本行业工作岗位群中的典型实例经提炼后进行设置；理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现；由任务入手引入相关知识和理论，通过技能训练引出相关概念、硬件设计和编程技巧。微观上：“先讲后做、边讲边做”与“先做后总结”相结合。考核方法与手段：可编程逻辑器件应用技术主要考查学生以下两方面的能力和水平：一是可编程逻辑器件基础知识的掌握，包括电路、HDL语言等； 二是学生运用工具解决实际工程问题的能力和水平。考试成绩主要由：项目报告；实物制作；技能鉴定；口头与书面问答四部分组成。微观教学设计：3人表决器的设计。通过本设计，学生能够很好的了解一个项目工作的全过程，包括项目规划、项目实施、项目验证。这对他们今后的职业技能有很好的指导作用。1. Step1：提出项目任务 给出项目的设计要求：设计一个3人表决电路，原则是少数服从多数。2.Step2：分析项目任务，确定设计方法 根据设计要按步骤进行设计：1、列真值表；2、化简真值表得到最简式；3、根据最简式画出原理图，并输入Quartus 软件；4、编译并仿真工程，验证逻辑是否正确；5、锁定管脚并下载，观察实验结果。3.Step3 ：验证设计结果 观察实验结果是否与任务要求一致，并撰写设计报告。师资队伍：1、学历结构任课教师5名硕士学历，1位本科学历；职称组成有：副教授（3名）、高工（4名），讲师（2名）、工程师（4名）；其中有双师资格的有5人。2、年龄结构年龄分布在3050岁之间，结构与比例合理。3、学缘结构本教学队伍中，老师分别毕业于东南大学、中北大学、河海大学、南京航空航天大学等不同的学校。涉及到数字逻辑电路、无线电技术、单片机、可编程器件应用、嵌入式系统应用、通信与网络等相关领域。形成了一支相关知识领域融合的合理的师资队伍。可见本课程组有一支学历、职称、年龄、学缘结构合理的双师型为主的教师队伍，教师教师与学生的比例达到高等职业院校规定的师生比要求。课程教学资源：校内教学条件：课程安排在“数字电路实训室”完成，教室中有25套可编程逻辑器件开发平台另有25台电脑。学生既可以在电脑中进行软件仿真又可以利用开发平台实现硬件联调。校外教学条件：荣信电力电子股份有限公司是国家重点高新技术企业，中国上市公司（股票代码：002123），主要从事大功率电力电子设备研发、设计与制造业务，产品包括高压电网无功补偿设备、滤波器、串联补偿器、变频器、变流器等。全线产品可满足从发电、输配电到终端负载的系列应用需求，在提升电能质量、优化控制与节能降耗等方面为客户提供解决方案。 教学资料：本课程选用“十一五”国家级规划教材数字电路EDA设计，该教材由西安电子科技大学出版出版。本课程的内容配套有完整的ppt课件。可编程逻辑器件设计程序及开发环境等都有全部参考资料，供学生和教师参考。教学特色：采用项目教学法：改变了传统的理论教学和实践教学相分离的做法，突出了教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性和先进性。能力本位的考试考核。教学的成效：2008年江苏省Altera杯CPLD大赛中，学生取得了较好的成绩：1) 李立早老师指导的施伟、徐少雄、笪长沙设计制作的“打地鼠”获省一等奖。2) 徐小平老师指导的李白、颜廷湖、陈丹的作品“趣味24点”省一等