《电子技术课程设计》课程教学大纲

《电子技术课程设计》教学大纲课程名称：电子技术课程设计(CourseDesignforElectronicTechniques)课程编号：1501SJ003课程类别：工程实践-必修学分：2分周数：2周适用专业：电子信息类专业先修课程：模拟电子技术、数字电子技术一、课程性质本课程是电子技术重要的综合性实践教学环节。主要应用所学的模拟电子技术、数字电子技术课程的知识以及实验方法，培养学生理论联系实际、解决复杂电子电路工程实际问题的能力，为后续课程的理论学习和实践奠定坚实基础。课程内容包括与模拟电子技术、数字电子技术相关的综合性设计课题10个，学生自主选择其中一个课题进行理论设计、电路仿真和安装测试实际电路。二、课程目标（一）育人目标根据本课程实践性强的特点，结合课程设计的不同环节，培养学生的辩证唯物主义观、团队合作能力及协作精神，提高学生的实际动手能力。（二）知识能力目标1、能够运用相关理论知识，考虑成本、实验室已有元器件等制约因素，完成课题的理论设计、电路软件仿真和安装调试，达到规定的功能要求。在此基础上，能够撰写符合要求的课程设计报告。进一步提高学生电子电路和电子系统的设计与实现能力（毕业要求3.2）2、具有团队协作意识，能够在课程设计过程中和同组同学相互协作、分工，共同完成课程设计任务。（毕业要求9.2）课程目标毕业要求指标点课程目标13.2能够根据电子信息系统特定性能指标需求设计系统的各单元模块。课程目标29.2具有团队协作意识，能够在多学科背景团队中承担组织、协调和指挥团队角色，并能有效地开展工作。三、设计课题及任务要求1、多功能信号发生器的设计任务与要求：输出正弦波、方波、三角波和锯齿波；各种波形工作频率范围：10Hz----20kHz；正弦波幅值±10V，失真度小于2%；方波幅值±10V；三角波和锯齿波峰－峰值为20V；设计电路所需的直流电源；2、简易数控直流电源的设计任务与要求：输出直流电压调节范围：5－15V；最大输出电流为500mA；稳压系数小于0.2，纹波小于10mV；输出直流电压能够步进调节，步进值为1V；由“＋”、“－”两按键分别控制输出电压步进的“增”、“减”；3、多路数据采集系统的设计任务与要求：输入信号为0—3V的模拟信号；能对4路或4路以上信号进行采集，采集方式可为循环采集或选择采集两种方式；采用8位A/D转换器ADC0809；两位数码管跟踪显示任意一路信号的大小；采集的数据同时送入存储器（RAM6264）保存，然后读出其数据，经DAC0832转换输出，观察输出模拟量与输入模拟量的对应情况；4、音响放大器的设计任务与要求：已知：扬声器RL=8Ω,集成运放LM324,集成功率放大器TDA2003，可调直流电源和高阻话筒；话筒输出电压约为5－10mV，录音机输出信号约为100mV；具有话筒扩音、音调控制、音量控制和卡拉OK伴唱功能；输出功率P0>2W,音调控制特性：1kHz处0dB，100Hz和10kHz处为±12dB；5、数字电子钟的设计任务与要求：设计一个具有“时”、“分”、“秒”显示的电子钟；具有校时功能；具有整点报时功能；具有定时闹钟功能；秒信号产生电路采用石英晶体构成的振荡器实现（4MHz或32768Hz）；6、简易频率计的设计任务与要求：六位十进制数字显示；测频及显示范围：1Hz----1MHz；被测信号类型：方波、正弦波；7、数字定时抢答器任务与要求：可同时供8名选手参加抢答；设置控制开关用于清零和抢答开始；具有定时抢答的功能，其时间可由主持人设定；抢答开始后，要求立即进行减计时并显示剩余时间。如果抢答时间到，却无选手抢答，则电路进行报警；抢答开始后，若有选手抢答，则显示其编号，同时电路发出音响提示。此外，电路封锁抢答功能，禁止其他选手抢答。8、出租车计价器控制电路设计任务与要求：能预置起步价和单价，如设置起步里程为5km，起步价费用为13元，当里程大于km时每公里按1元计费，能用数据开关设置每公里单价1元。停车启动候时计费功能，按时间计费，如每3分钟加收1km的费用，小于3分钟不计费。按下计价键后，汽车运行里程计费，候时计费关断；候时计费时，里程计费暂停。里程显示，用3位数字显示，单位为km，最大显示999km。总费用＝起步价＋（总里程－5km）×里程单价+候时计数×候时单价。总费用显示、单价显示，用2位数字显示，单位为元，最大显示99元。清零功能，按复位键，里程显示、总费用显示装置清零。9、交通灯控制电路设计任务与要求：设计并实现一十字路口的红、绿、黄三色交通灯控制与显示电路，即每个路口设置一组红、黄、绿交通灯，以保证车辆、行人通行安全。基本功能根据需求描述，系统应具有如下基本功能：系统工作时，东西方向绿灯亮时，南北方向红灯亮，该信号灯点亮时间可自由设定(设定范围为00～99s)，同时点亮时间进行倒计时显示；当时间减为00时，东西方向绿灯熄灭，黄灯同时点亮，并维持数秒，南北方向仍为红灯亮；当倒计时显示减为00时，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，点亮时间仍可自由设定；当倒计时显示减为00时，南北方向绿灯熄灭，黄灯同时点亮，并维持数秒，东西方向仍为红灯亮。当倒计时显示减为00时，系统状态进入下一个周期，以后周而复始的循环。扩展功能特殊状态控制功能特殊状态如紧急车辆随时通行功能受一开关控制，无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将特殊状态开关按下，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两个方向的红灯同时点亮，禁止其它车辆通行，同时计时停止；特殊状态结束后，恢复原来状态继续运行。信号灯点亮时间预置功能控制电路在任何时候可根据实际情况修改信号灯点亮时间。10、药片瓶装生产线简易控制系统设计课题功能描述：从键盘输入每个瓶子将装入的药片数。当每个瓶子的药片正好装满时，以下两个事件同时发生：（1）停止药片装入；（2）传送机将装满药片的瓶子移走，下一个空瓶进入装药位置。一旦空瓶进入合适位置，传送机立即发出控制信号，开始第2瓶药片的装入。设计任务：考虑到系统整个电路的简单性，每瓶装入的药片数及瓶数限制在10以内。通过键盘设置每瓶将装入的药片数（5-9）并显示；（2）1位数码管显示当前实装药瓶数（最大值为9）；2位数码管显示当前已装的总药片数（最大值为81）；完成理论设计、PROTEUS软件仿真和实际电路安装调试。课程设计时间为两周，具体分配如下：序号主要进程教学内容思政元素时间分配两周（课内24学时）对应课程目标1布置设计任务，提出设计要求，完成理论设计布置设计任务，提出设计要求，分组、选题。学生综合运用电子技术课程中所学到的理论知识，查阅与设计题目有关的参考资料，进行基于模块化电路的理论设计。2人1组共同完成一个课题，培养学生的团队合作能力及协作精神；从宏观与微观的角度进行课题的方案设计和模块设计，培养学生的辩证思维意识。8学时1/22电路仿真设计对电路进行PROTEUS软件仿真/FPGA仿真功能验证，针对存在的问题进行修改完善，完成整个电路设计。通过电路的理论设计、虚拟仿真到实际电路安装，训练学生的理论联系实际的思想与方法，提高学生的实际动手能力8学时1/23电路安装与测试在电路板上（或者在PFGA实验板）安装电路，利用电子仪器对电路进行测试，达到设计要求。8学时1/24撰写课程设计报告学生按要求撰写课程设计报告培养学生对事物的观察、实践和总结的能力课外1四、教学方法实践教学采取2人1组、自由组合、每组自由选择1个课题的组织形式，充分发挥学生的积极性。实施理论设计、软件仿真和电路安装调试的一体化教学方法。对于每个课题，采取必做与选做相结合、仿真与实做相结合、课内与课外相结合的“三结合”实践教学模式。引导、激励学生开展实践活动的积极性和自主性，培养学生运用电子技术知识解决电子电路及电子系统等工程问题的能力和创新意识。课程设计报告在撰写课程设计报告过程中，使学生进一步理解和巩固课题的设计方案和电路工作原理；总结电子电路的故障查找与排除方法，培养学生的工程思维能力。报告格式如下：封面：课题名称；专业和年级；学生姓名；指导教师。报告的主要内容：（1）设计任务与要求；设计方案和电路工作原理；电路仿真、安装及调试过程；调试结果与分析；心得、体会及建议；参考文献。五、考核与成绩评定方式1.考核标准与成绩评定课程考核包括过程考核成绩、课程设计报告考核成绩两部分。过程考核包括：电路理论设计与仿真（百分制）、安装调试与测试（百分制）、组员分工与协作（百分制）三部分，按权重0.4、0.4、0.2评定过程考核成绩（百分制）。表1过程考核评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）根据课题的设计要电路设计方案正确，电路设计方案正电路设计方案基电路设计方案基求，确定基于模块化各个单元电路理论设确，各个单元电路本正确，各个单本正确，各个单电路的设计方案；对计正确，电路整体仿理论设计正确，电元电路理论设计元电路理论设计各个模块电路进行理真运行正确，电路安路整体仿真运行基基本正确，部分基本正确，电路论设计与仿真；安装装或电路搭建正确，本正确，电路安装电路仿真运行正仿真运行部分正与测试实际电路，实电路整体运行正常，或电路搭建正确，确，电路安装或确，电路安装或现规定的电路功能。实现了全部的电路功电路整体运行基本电路搭建基本正电路搭建不正同组同学能够协作、能。同组同学能够协正常，实现了大部确，电路整体运确，电路整体运分工完成课题任务。作、分工完成课题任分的电路功能。同行基本正常，实行不正常，未实务。组同学基本能够协现了部分的电路现部分的电路功作、分工完成课题功能。同组同学能。同组同学不任务。基本能够协作、能够协作、分工分工完成课题任完成课题任务。务。课程设计报告考核成绩（百分制），主要包括：任务要求、设计方案、仿真与实测结果、数据分析与结论等。表2课程设计报告评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）报告格式正确；内容全报告格式正确；内容报告格式正确；内报告格式基本报告格式基本面、完整；图、表、波全面、完整，对电路容较全面、完整，正确；内容不够正确；内容不全形等符合规范要求，字的理论设计、电路工对电路的理论设全面、完整，对面、完整，对电迹工整。作原理、电路仿真、计、电路工作原理、电路的理论设路的理论设计、安装及调试过程、调电路仿真、安装及计、电路工作原电路工作原理、试结果与分析等进调试过程、调试结理、电路仿真、电路仿真、安装行了详细介绍；图、果与分析等大部分安装及调试过及调试过程、调表、波形等符合规范内容进行了基本介程、调试结果与试结果与分析要求，字迹工整。绍；图、表、波形分析等部分内等少部分内容等基本符合规范要容进行了简单进行了简单介求，字迹较工整。介绍；图、表、绍；图、表、波波形等部分符形等不符合规合规范要求，字迹不够工整。范要求，字迹不工整。最终成绩评定为：过程考核成绩*70%+课程设计报告成绩*30%。课程目标达成度评价一、课程基本信息课程名称电子技术课程设计课程性质实践课，必修学时学分2周/2学分开课学期专业班级考核方式过程+报告任课教师：评价人员：课程组长，任课教师二、课程目标达成评估课程目标支撑指标点课程目标评价数据源评价依据分值平均分达成度值毕业要求3.2能够根据电子信息系统特定性能指标需求设计系统的各单元模块。目标1：能够运用相关理论知识，考虑成本、实验室已有元器件等制约因素，完成课题的理论设计、电路软件仿真和安装调试，达到规定的功能要求。在此基础上，能够撰写符合要求的课程设计报告。进一步提高学生电子电路和电子系统的设计与实现能力。过程考核：理论设计与仿真T10=100T1=85T1T2A10.87T10T20A10过程考核：安装调试与测试T20=100T2=95报告考核A10=100A1=80毕业要求9.2具有团队协作意识，能够在多学科背景团队中承担组织、协调和指挥团队角色，并能有效地开展工作。目标2:具有团队协作意识，能够在课程设计过程中和