电子系统综合设计与实践教学大纲.doc

精品文档电子系统综合设计与实践教学大纲（课程编号8410397 学分-学时-实践 4-64-40）东南大学电工电子实验中心一、 课程的性质与目的本课程是东南大学电工电子类专业课程体系与内容的教学改革的产物，是组成东南大学电工电子类专业技术基础课平台课程的课程之一，也是最重要的一门实践性课程。其目的是通过一个以工程实践或社会生活为背景的电子系统的研究、设计与实现，使学生能将已学过的模拟电路、数字电路以及单片机等知识综合运用于电子系统的设计中，从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力，这是在所有实践性课程中最具活力，最能培养学生的自主学习与实践能力、培养学生创新思维的课程之一。在教学中可以根据学生所在的各学科专业的实际要求，选择不同的实践课题。本课程是研讨型课程，采用教师授课、自主学习与研究、演讲与讨论、设计与实践、答辩与验收等多种教学方式。课程学时：课内总学时64学时，其中：授课11学时，专题讲座11课时，讨论11课时，实践31学时（实践2课时作1学时）；课内外学时比例：1：2适用范围：电类专业本科生先修课程：大学物理（含半导体器件物理）、电路分析基础、电子技术基础（模拟、数字）、信号与系统、单片机技术（微机）或嵌入式系统。二、 课程内容及教学要求1. 授课内容（1）电子系统设计导论：介绍电子系统设计方法（自顶向下和自底向上）和系统实现过程，学习现代电子系统构建与设计的方法。（2）单片机应用系统设计：掌握单片机应用系统的组成与构建，学习单片机应用系统资源配置、结构与总线设计、电源配置，掌握输入输出接口通道、人机交互等系统中各功能模块的设计与实现；掌握运用汇编与C语言进行单片机程序设计与程序调试方法。（3）信号获取、处理、传输与执行：学习电子系统与外界信息交互（信号检测与执行控制）的方法、元件选择与电路设计。（4）电子系统实现：以一个具体的综合性课题，将以上各部分内容贯穿起来综合运用，让学生学习电路与系统的搭试、构建、调试、测试的方法；向学生介绍电子系统的设计方法，电子系统工程实现中的工程问题。2. 专题讲座（1）模拟电路设计：学习信号发生、放大器（尤其是小信号低噪声放大器、功率放大器）、滤波器、常用传感器与检测电路的设计和使用；对于通信工程、自动控制，电气工程等专业，还要根据专业的特点，学习设计和使用专业所使用的模拟电路。要充分利用Multisim等EDA软件工具，提高设计的水平。（2）传感器与检测电路：了解通过传感器将外界信息转化为电信号的方法与常用电路，掌握信号的转换、滤波、放大、整形等方法。（3）数字电路设计：学习并掌握自顶向下的系统设计方法，特别要学会运用VHDL语言或Verilog语言在FPGA/CPLD中设计数字电路，熟练运用各功能模块，并应用这些模块来设计数字系统，掌握QuartesII 或ISE等开发工具和逻辑仿真的方法。（4）电源设计：学习并掌握电子系统中对各类电源（工作电源、参考电源、基准电源、隔离电源）的需求分析、选择和电路设计的基本方法。3. 讨论、演讲与答辩（1）系统设计：针对所选择的课题，在系统设计后进行系统结构、实现方案的论证。（2）电路设计：在完成了电路详细设计与电路仿真后针对预期的功能目标与性能指标进行讨论。（3）结题演讲：课题完成后作现场演示与总结演讲，并进行答辩。三、 设计与实践要求学生在学完成有关内容后，在课程提供的项目中，根据自身学科专业，选择一个实际系统设计课题进行设计与制作，真正地掌握电子系统的设计与实现方法。课题设计以3人为一组，学生的共同讨论的基础上，分工协作，完成系统的设计任务，以培养学生的团队合作精神。在设计过程中鼓励学生自主设计、积极创新，以锻炼创新思维。（1） 系统结构设计：将系统划分为多个功能模块，选择系统实现的技术方案并进行论证。（2） 电路设计：根据选定的技术方案，运用EDA软件进行各功能模块的电路设计，并作仿真分析。（3） 软件设计：运用硬件描述语言进行数字系统设计；在单片机或嵌入式处理器上进行程序设计实现系统功能。（4） 系统调试与测试：系统各部分电路与软件进行联调，实现系统功能与指标。四、 能力培养的要求（1）知识综合运用能力的培养：综合电子系统的设计中需要综合运用涉及模拟电路、数字电路、单片机或嵌入式系统、电源、传感器与检测技术、自动控制技术、程序设计与软件工程等多方面知识。（2）系统设计能力的培养：综合电子系统的设计需要完成系统构建、进程规划、结构设计、电源设计、电路设计、软件编程等系统设计工作。（3）分析能力的培养：针对所选择的设计课题，对系统的功能与指标进行分析，分析需要采用的技术与方法、系统的结构与规模、实现的成本与时间等（4）工程实践能力的培养：在综合电子系统的设计与实现中，涉及电路设计与搭试、软件工具应用、仪器设备使用、元器件选择、电路调试、系统测试等方面的任务，要解决电源分配、结构安装、电磁干扰等一系列工程问题。（5）自学能力的培养：本课程以自主学习和自主实践为主，培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。（6）表达能力的培养：课程通过讨论、演讲、答辩、设计报告等环节培养学生表达观点、解决问题的思路和能力。（7）创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同的实现方法，以及对知识运用和举一反三的能力。（8）团队合作能力的培养：课程通过2-3人共同完成项目，培养学生分工合作、交流协调、共同研讨等团队合作精神与能力。五、 建议授课与研讨学时分配课程教学内容授课讨论辅导实践讲座自学电子系统设计导论l 电子系统的组成与结构l 电子系统的构建与思想l 电子系统的设计与实现21333单片机应用系统设计l 处理器的选择l 系统资源配置l 译码控制与中断l 系统总线与驱动l 输入输出通道接口的选择与设计l 电源设计与系统管理429212信号获取、处理、传输与执行l 信号获取方法l 信号调理与数据采集l 执行机构的控制与驱动21969电子系统的工程实现l 系统的可靠性及设计l 系统的调试与测试l 项目设计文档与管理34项目系统设计方案论证1615项目设计与实现31370结题验收与演讲315合计学时11113111128六、考核方式1）课程的总成绩由平时成绩、实验表现和课题课题验收三部分构成，其中： l 平时成绩（研讨、作业）占10l 实验表现（能力、结果）占10l 课题验收（作品、报告）占802）平时成绩是指课堂表现，讨论的参与程度，表现出的理解、思维、表达、创造性等方面的能力，完成平时作业的情况。3）实验表现包含在课程实验中表现出来的掌握实验基础知识、基本技能与方法的程度，工程实践能力，实验结果与阶段性成果等方面的因素。4）课题验收评分标准如下：l 课题功能、指标设定的合理性和完备性（20）l 课题完成程度（包括功能和指标）（40）l 课题在构思、功能、电路、指标等方面的创造性（15）l 课题验收时回答问题的正确性、准确性和发挥（15）l 课题设计总结报告（10）根据项目的难度和工作量确定项目的难度系数，难度系数在1.01.5间；同时以学生自愿为原则，动员鼓励学生针对自己的课题作5分钟的演讲，对优秀