电子设计基础与创新实践教程教学大纲教案

《电子设计基础与创新实践教程》教学大纲课程信息课程名称：电子设计基础与创新实践教程课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：2先修课程：无选用教材：《电子设计基础与创新实践教程》，何翔主编，2023年，电子工业出版社教材；适用专业：本课程可作为高等院校电类及相关专业电路、模拟电路、数字电路、嵌入式系统设计、电类课程设计等课程的实践指导课程，也可作为电类创新实践活动的培训课程。课程负责人：二、课程简介本课程分为4篇。第1篇主要介绍电子线路设计基础知识及技能，包括电子线路设计基础知识、常用元器件介绍、常用电子仪器的使用；第2篇主要介绍电子线路设计基础实验项目，包括电路基础实验、模拟电路设计、数字电路设计、数模混合电路设计及数模混合电路设计虚拟仿真实验；第3篇主要介绍嵌入式系统设计，包括基于树莓派的图形化在线编程、51单片机的使用及STM32单片机的使用；第4篇主要介绍电子设计创新训练，包括综合创新实践项目。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识电子线路设计基础知识、常用元器件介绍、常用电子仪器的使用、电路基础实验、模拟电路设计等，可针对工科电类不同专业方向对内容进行组合，以满足相关实践课程的教学要求。H2问题分析从工程实践角度出发，让学生在掌握电子基础知识的同时学会设计一个电子系统，培养读者自主学习、举一反三的能力。H3设计/开发解决方案本课程不仅设置了模拟电路、数字电路等传统电路与电子技术基础实验项目，还引入了源于电子设计竞赛等创新活动的实践项目，注重数模混合电路的设计，学生可以从这些综合性的数模混合电路实验项目入手开展学习，以便了解各个单元电路在完整的电子系统中的作用。L4研究本课程介绍了编者开发的数模混合电路设计虚拟仿真实验平台及相关项目，该平台可作为电路与电子技术实验等课程的线上线下混合式教学平台，让学生在学习时可以不受传统实验教学中时间和空间的限制。本课程介绍了编者合作开发的基于树莓派的图形化编程平台，让零基础的学生可以对电子系统编程控制快速上手，并结合百度AI开放平台实现人工智能的典型应用，甚至可通过各种移动终端进行在线开发。该平台还可作为嵌入式系统程序设计等课程的线上线下混合式教学平台。M5使用现代工具PythonM6工程与社会学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展8职业规范9个人和团队10沟通11项目管理12终身学习学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1电子线路设计基础知识电子线路的设计方法如何阅读器件手册电子线路的仿真PCB的设计与制作电子元器件的组装与焊接电子线路的调试及故障检测方法了解电子线路的设计方法，如何阅读器件手册，电子线路的仿真；学习PCB的设计与制作，掌握电子元器件的组装与焊接以及电子线路的调试及故障检测方法。6理论2常用元器件介绍电阻器电容器电感器二极管三极管常用电子元器件的测量了解电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管的分类、型号及含义、主要参数、标识方法以及测量方法。6理论3常用电子仪器的使用数字万用表函数信号发生器数字示波器直流稳压电源电子仪器的使用掌握数字万用表、函数信号发生器、数字示波器、直流稳压电源以及电子仪器的使用。6理论4电路基础实验叠加原理与戴维南定理日光灯电路与功率因数的提高RC暂态电路RLC串联谐振电路三相交流电路研究叠加原理与戴维南定理、日光灯电路与功率因数的提高、RC暂态电路、RLC串联谐振电路、三相交流电路的基础实验。6理论+实操5模拟电路设计单管共发射极放大电路的设计晶体管放大电路非线性失真的研究晶体管开关特性的应用晶体管多级放大电路与负反馈的研究集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的非线性应用有源滤波器的设计波形发生器的设计直流稳压电源的设计学习单管共发射极放大电路的设计、晶体管放大电路非线性失真的研究、晶体管开关特性的应用晶体管多级放大电路与负反馈的研究、集成运算放大器的线性应用、集成运算放大器的非线性应用、有源滤波器的设计、波形发生器的设计、直流稳压电源的设计。10理论+实操6数字电路设计集成门电路的测试组合逻辑电路设计触发器及其应用计数器及其综合应用555定时器的应用了解集成门电路的测试、组合逻辑电路设计、触发器及其应用、计数器及其综合应用、555定时器的应用。6理论+实操7数模混合电路设计心率计的设计多波形产生电路的设计掌握心率计的设计；掌握多波形产生电路的设计。2理论+实操8数模混合电路设计虚拟仿真实验运行环境操作使用说明了解数模混合电路设计虚拟仿真实验的运行环境以及操作使用说明。4理论+实操9基于树莓派的图形化在线编程基于树莓派的图形化在线编程平台Python程序设计基础GPIO口的使用Sensehat的应用物联网及人工智能应用学习基于树莓派的图形化在线编程平台、Python程序设计基础、GPIO口的使用、Sensehat的应用、物联网及人工智能应用。6理论+实操1051单片机的使用51单片机基础知识51单片机软件开发51单片机端口的使用51单片机中断系统51单片机定时/计数器了解51单片机的基础知识、软件开发、端口的使用、中断系统以及定时/计数器。6理论+实操11STM32单片机的使用STM32单片机概述STM32单片机软件开发学习STM32单片机的概述与软件开发。2理论+实操12综合创新实践项目简易智能电动车数字化语音存储录放系统实操简易智能电动车与数字化语音存储录放系统的创新实践项目4实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试考试50百分制，60分为及格2平时成绩课后作业12次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的（智能终端产品应用）相关实例，对已有技术持续进行更新。3.进行练习和实践，提高自己的技能和应用能力，加深对知识的理解和记忆。学生课外阅读参考资料《电子设计基础与创新实践教程》，何翔主编，2023年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的课后作业、课堂讨论等方面，占期末总评的50%。期末考试成绩占期末总评的50%。制订人签字：教研室主任签字：院部负责人签字：修订时间：年月日

教学日历（20xx～20xx学年第x学期）开课学院开课专业讲授学时39课程名称电子设计基础与创新实践教程授课教师实践/实验学时25授课年级授课班级总学时64使用教材《电子设计基础与创新实践教程》参考书目《电子设计基础与创新实践教程》校历周次授课内容分章节题目第1周第一章电子线路设计基础知识（4学时）1.1电子线路的设计方法（1学时）1.2如何阅读器件手册（1学时）1.3电子线路的仿真（1学时）1.4PCB的设计与制作（1学时）第2周第一章电子线路设计基础知识（2学时）1.5电子元器件的组装与焊接（1学时）1.6电子线路的调试及故障检测方法（1学时）第二章常用元器件介绍（2学时）2.1电阻器（1学时）2.2电容器（1学时）第3周第二章常用元器件介绍（4学时）2.3电感器（1学时）2.4二极管（1学时）2.5三极管（1学时）2.6常用电子元器件的测量（1学时）第4周第三章常用电子仪器的使用（4学时）3.1数字万用表（1学时）3.2函数信号发生器（1学时）3.3数字示波器（1学时）3.4直流稳压电源（1学时）第5周第三章常用电子仪器的使用（2学时）3.5电子仪器的使用（2学时）第四章电路基础实验（2学时）叠加原理与戴维南定理（1学时）日光灯电路与功率因数的提高（1学时）第6周第四章电路基础实验（4学时）RC暂态电路（1学时）RLC串联谐振电路（2学时）三相交流电路（1学时）第7周第五章模拟电路设计（4学时）5.1单管共发射极放大电路的设计（1学时）5.2晶体管放大电路非线性失真的研究（1学时）5.3晶体管开关特性的应用（1学时）5.4晶体管多级放大电路与负反馈的研究（1学时）第8周第五章模拟电路设计（4学时）5.5集成运算放大器的线性应用（1学时）5.6集成运算放大器的非线性应用（1学时）5.7有源滤波器的设计（1学时）5.8波形发生器的设计（1学时）第9周第五章模拟电路设计（2学时）5.9直流稳压电源的设计（2学时）第六章数字电路设计（2学时）6.1集成门电路的测试（1学时）6.2组合逻辑电路设计（1学时）第10周第六章数字电路设计（4学时）6.3触发器及其应用（2学时）6.4计数器及其综合应用（1学时）6.5555定时器的应用（1学时）第11周第七章数模混合电路设计（2学时）7.1心率计的设计（1学时）7.2多波形产生电路的设计（1学时）第八章数模混合电路设计（2学时）8.1运行环境（2学时）第12周第八章数模混合电路设计（2学时）8.2操作使用说明（2学时）第九章基于树莓派的图形化在线编程（2学时）9.1基于树莓派的图形化在线编程平台（2学时）第13周第九章基于树莓派的图形化在线编程（4学时）9.2Python程序设计基础（1学时）9.3GPIO口的使用（1学时）9.4Sensehat的应用（1学时）9.5物联网及人工智能应用（1学时）第14周第十章基于树莓派的图形化在线编程（4学时）10.151单片机基础知识（1学时）10.251单片机软件开发（2学时）10.351单片机端口的使用（1学时）第15周第十章基于树莓派的图形化在线编程（2学时）10.451单片机中断系统（1学时）10.551单片机定时/计数器（1学时）第十一章STM32单片机的使用（2学时）11.1STM32单片机概述（1学时）11.2STM32单片机软件开发（1学时）第16周第十二章综合创新实践项目（4学时）12.1简易智能电动车12.2数字化语音存储录放系统教研室主任签字：教学副院长签字：

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第一章电子线路设计基础知识教学目的：1.明确电子线路的设计方法；2.了解如何阅读器件手册；3.熟悉Multisim14电路仿真软件、TI滤波器设计工具；4.认识PCB的设计与制作；5.掌握电子元器件的组装与焊接。6.学会电子线路的调试及故障检测方法课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：掌握电子元器件的组装与焊接。教学难点：难点：认识PCB的设计与制作。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题电子线路设计基础知识课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入电子线路设计是现代电子技术的核心，它无处不在，从我们日常使用的智能手机、电脑，到复杂的医疗设备、航空航天系统，都离不开电子线路设计的支持。掌握电子线路设计基础知识，不仅可以为你的职业发展打开广阔的大门，还能激发你的创造力，让你在科技创新的海洋中遨游。今天我们将开启一段关于电子线路设计基础知识的精彩旅程。在这个课程中，你将会学习到电子线路设计的基本原理和实用技巧，掌握从设计方法、器件选择、电路仿真到PCB制作、元器件组装与焊接，以及最终的调试和故障检测等一系列关键技能。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总 第一节电子线路的设计方法1）明确设计任务充分了解设计任务的具体要求，如功能、性能指标等，明确设计任务。2）方案的比较与选择根据设计任务提出多个解决方案，并对方案从可靠性、性能、经济、可行性等方面进行分析比较，确定设计方案并画出系统框图，将系统电路分解成单元电路并确定功能指标。3）单元电路设计与仿真根据单元电路的性能指标，选择核心器件并查阅相关器件手册获取推荐电路，通过Multisim等仿真软件进行仿真，优化外围相关器件参数。4）搭建测试电路通过实验电路板或者万能板搭建各个单元电路，调整器件参数，并预留测试口，然后对各个单元电路进行级联调试，进一步优化、确定电路参数。5）绘制印制电路板并打样通过AltiumDesigner或者立创EDA设计印制电路板（PCB），并通过腐蚀机手工打样或者由厂家打样。电路的整体调试焊接元器件，进行整体调试并优化，确认PCB版图。第二节如何阅读器件手册查找、下载。总体上有两种情况需要查阅器件手册：（1）器件选型时，需要明确相关参数。（2）遇到问题时，通过阅读器件手册查找原因。通常一份器件手册包含以下部分：（1）Features（特性）：描述芯片的功能、特性及特殊条件下的基本电气特性。（2）Applications（应用）：厂商提供的芯片的应用场景。（3）GeneralDescription（概况）：对芯片的功能做简要描述。（4）PinConfiguration（引脚配置）：芯片的引脚配置及功能描述。（5）AbsoluteMaximumRatings（绝对最大额定值）：芯片的正常工作范围，超过最大额定值可能会对芯片造成损伤。（6）ElectricalCharacteristics（电气特性）：正常工作条件下，芯片的供电电压范围、输入/输出引脚电压、电流范围等。（7）PackagingOutline（封装）：芯片的封装信息，依据此信息绘制电路板。（8）BlockDiagram（结构框图）：芯片内部电路的结构框图。（9）DetailedDescription（细节描述）：对片。（10）RevisionHistory（修订记录）：记录了该器件手册的增减、修改情况。第三节电子线路的仿真一、Multisim14电路仿真软件 Multisim14电路仿真软件是美国国家仪器（NI）公司推出的一款电子线路仿真软件，它集成了业界标准的SPICE仿真及交互式电路图环境，可即时可视化和分析电子线路的行为，适用于模拟、数字和电力电子领域的教学和研究。其直观的界面可帮助学生对电路理论的理解，研究人员和设计人员可借助它减少PCB的原型迭代，从而节省开发成本。二、TI滤波器设计工具TI的滤波器设计工具（FilterDesignTool）是一个网页版在线设计工具，设计工具非常简洁，通过5个步骤简单的设置即可得到具体电路、参数及芯片型号的推荐。常用的滤波器类型包括：低通（Lowpass）滤波器、高通（Highpass）滤波器、带通（Bandpass）滤波器、带阻（Bandstop）滤波器、全通（Allpass）滤波器。第四节PCB的设计与制作立创EDA是深圳嘉立创公司开发的一款基于浏览器的EDA工具，功能包括原理图绘制、PCB绘制、电路仿真等。该软件有专业版和标准版两个版本（本书采用专业版），可通过浏览器（浏览器不需要安装任何软件或插件）或者客户端打开。该软件可以在任何支持HTML5标准的Web浏览器中打开，并且可以将工程存储到云端。PCB设计的基本流程如图1-4-2所示，一共需要经过5个步骤。第五节电子元器件的组装与焊接一、电子元器件的组装 1．元器件的插装原则①电子元器件插装要求做到整齐、美观、牢固，元器件应插装到位，无明显倾斜、变形现象，同时应方便焊接和有利于元器件焊接时的散热。

②手工插装、焊接，应该先插装那些需要机械固定的元器件，如功率器件的散热器、支架、卡子等，再插装需焊接固定的元器件。插装时不要用手直接触碰元器件引脚和PCB上的铜箔。手工插装、焊接应遵循先低后高、先小后大的原则。③插装时应检查元器件是否完好无损伤。插装有极性的元器件，应按PCB上的丝印进行插装，不得插反和插错。对于有空间位置限制的元器件，应尽量将其放在丝印范围内。2．元器件的插装方式①直立式：电阻、电容、二极管等都应竖直安装在PCB上，如图1-5-1所示。②俯卧式：二极管、电容、电阻等元器件均是俯卧安装在PCB上的。③混合式：为了适应各种不同的要求或某些位置受面积所限，在一块PCB上，有的元器件采用直立式安装，另外一些元器件则采用俯卧式安装。二、电子元器件的焊接元器件焊接的步骤如下：①加热焊点：用电烙铁接触焊接点，让元器件引线和焊盘都均匀受热。②送焊锡丝：当焊件加热到能熔化焊锡丝的温度后将焊锡丝置于焊点，焊锡开始熔化并润湿焊点。③撤焊锡丝：当焊锡丝熔化一定量之后，移开焊锡丝。④撤电烙铁：当焊锡完全润湿焊点后移开电烙铁，注意移开电烙铁的方向应该是大致45°的方向。第六节电子线路的调试及故障检测方法一、电子线路的调试方法电子系统的设计是从一个个单元电路开始的，调试也是从单元电路开始的，在设计之初就应该留出测试点，当所有的单元电路都调试通过后，再对各个功能模块进行调试，最后进行整个电子系统的联调。具体方法如下：1）电源调试2）电路元器件的检查3）连线检查4）通电调试二、故障检测方法1）直接观察法2）万用表静态测量3）动态测量4）测试元器件的好坏1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本章着重介绍了电子线路设计基础知识，包括电子线路的设计方法、如何阅读器件手册、熟悉Multisim14电路仿真软件、TI滤波器设计工具、PCB的设计与制作、电子元器件的组装与焊接、电子线路的调试及故障检测方法等。电子线路设计是一门既有趣又有挑战的学科，它将带你走进电子技术的奇妙世界。希望通过本课程的学习，你能够掌握电子线路设计的基础知识，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。让我们一起开始这段充满挑战和机遇的学习之旅吧！

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第二章常用元器件介绍教学目的：1.掌握常用元器件的工作原理和特性。2.具备根据电路需求选择合适元器件的能力。3.了解元器件在电路中的具体应用。4.熟悉不同类型元器件的优缺点和使用注意事项。5.具备阅读和理解元器件规格书的能力。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：掌握常用元器件的工作原理和特性。教学难点：难点：具备根据电路需求选择合适元器件的能力。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题常用元器件介绍课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入了解常用元器件是进行电子线路设计的基础。元器件是电子电路的基本组成部分，掌握它们的特性和使用方法，可以帮助你设计出稳定、可靠的电路。无论是简单的电子产品还是复杂的电子系统，都离不开这些常用元器件。那么，都有哪些元器件呢？他们的分类、参数以及测量方法都有哪些呢？今天，我们将一起来学习各种常用元器件的基本知识及其在电子线路设计中的应用，掌握从电阻、电容、电感到晶体管、集成电路等关键元器件的工作原理和选型方法。接下来，我们共同来开启一段关于常用元器件的精彩课程吧。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总 第一节电阻器电阻器是一个限流元件，通常简称为电阻，用字母R表示，单位是欧姆（Ω）。1.电阻器的分类2.电阻器型号及含义第1部分（名称）第2部分（材料）第3部分（类型）第4部分（序号）符号含义符号含义符号含义用数字表示R电阻器T碳膜1、2普通常用个位数表示或

无数字P硼碳膜3超高频U硅碳膜4高阻C沉积膜5高温H合成膜6、7精密I玻璃釉膜8高压J金属膜Y氧化膜9特殊S有机实心G高功率N无机实心T可调X绕线X小型R热敏L测量用G光敏M压敏3.电阻器的主要参数电阻器的主要参数包括：标称阻值、额定功率等。标称阻值为了便于生产和管理，生产商制定了一系列阻值作为电阻器阻值的标准值，这一系列阻值称为电阻器的标称阻值，一般分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列，E表示指数间距，就是以指数间距为标准规格。额定功率电阻器的额定功率指在正常条件下，电阻器长时间连续工作所允许消耗的最大功率。同类电阻器，额定功率越大，尺寸越大。4.电阻器的标识方法电阻器的标识方法主要有两种：直标法和色标法。直标法直标法就是将电阻器的类别、阻值、精度、额定功率直接标注在电阻器上。色标法色标法指用标在电阻上的不同的色环来指示阻值和允许偏差，通常有4色环电阻器和5色环电阻器。5.电阻器阻值的测量方法电阻器阻值的测量方法主要有两种：直接测量法和间接测量法。直接测量法可通过万用表进行测量，测量时注意选择合理的量程，断开电路，单独测量。间接测量法就是测量电阻器两端的电压和流过电阻器的电流，根据欧姆定理（）计算出电阻器的阻值。第二节电容器电容器是一种容纳电荷的元件，通常简称为电容，用字母C表示，单位是法拉（F）。1.电容器的分类2.电容器型号及含义第1部分（名称）第2部分（介质材料）第3部分（类型）第4部分（参数）符号含义符号含义符号含义含义C电容器A钽电解X小型品种、尺寸、允许偏差等性能指标B聚苯乙烯G高功率C高频陶瓷T叠片D铝电解W微调E其他材料电解J金属化G合金电解Y高压H纸膜复合I玻璃釉J金属化纸介L涤纶N铌电解O玻璃膜Q漆膜T低频陶瓷V云母纸Y云母Z纸介3.电容器的主要参数电容器的主要参数包括：标称容量、额定电压等。标称容量标称容量指标注在电容器上的电容量值，标称容量的基本单位是法拉（F），。额定电压电容器的额定电压也称为耐压值，指在正常环境条件下，可长时间加在电容器两端的最高直流电压。4.电容器的标识方法电容器的标识方法主要有两种：直标法和数码标识法。直标法直标法就是将电容器的类别、容量、耐压值直接标注在电容器上。数码标识法数码标识法用3位数字表示电容量的大小，其中第一位和第二位为有效数字，第三位表示在有效数字后面所加“0”的个数，单位是pF。5.电容器的测量方法电容器的容量可以通过万用表或者电桥测量。第三节电感器电感器是能够把电能转化成磁能的元件，通常简称为电感，用字母L表示，单位是亨利（H）。1.电感器的分类2.电感器的主要参数电感器的主要参数包括：电感量、品质因数等。1）电感量电感量的基本单位是亨利（H），。2）品质因数（Q）品质因数反映电感器传输能量的能力。Q值越大，传输能量的能力越大，损耗越小。3.电感器的标识方法电感器的标识方法主要有两种：直标法和色标法。直标法直标法就是将电感器的电感量、允许偏差、最大直流工作电流直接标注在电感器上，最大直流工作电流用字母标识。色标法与4色环电阻器的标识方法相同，单位为mH。4.电感器的测量方法电感器的电感量可以通过电桥测量。第四节二极管二极管是由一个PN结加上电极引线和密闭管壳封装而成的电子器件。它具有单向导通性。1.二极管的分类2.二极管的主要参数（1）最大整流电流（）：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。（2）最大反向工作电压（）：二极管工作时允许外加的最大反向电压，超过此值，二极管有可能被击穿损坏，通常为击穿电压的一半。（3）反向电流（）：二极管未被击穿时的反向电流。越小，二极管的单向导电性越好。对温度非常敏感。（4）最大工作频率（）：二极管工作的上限截止频率。超过此值，由于结电容的作用，二极管不能体现很好的单向导电性。3.稳压二极管稳压二极管是一种由硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称为稳压管。稳压二极管反向击穿时，在一定的电流范围内端电压几乎不变，表现出稳压特性。稳压二极管的主要参数包括稳定电压、稳定电流和动态电阻。4.二极管的测量方法根据二极管的单向导通性，利用万用表欧姆挡去测量二极管，正向电阻较小，反向电阻较大。第五节三极管三极管又称为双极型晶体管，是根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，形成两个PN结，并引出三个电极构成的，有NPN型和PNP型两种。1.三极管的分类2.三极管的主要参数直流参数交流参数极限参数3.三极管的测量方法利用万用表的二极管挡位可以判断三极管的好坏、类型及电极。1）基极判定方法2）三极管类型判断第六节常用电子元器件的测量1.电阻器的测量中。表2-6-1电阻器的测量元件型号测量值误差电阻器RJ71-0.25-300-IRJ71-0.25-1.8K-IRJ71-0.25-2K-IRJ71-0.25-3K-IRJ71-0.25-4.7K-I2.电容器的测量找出表2-6-2中列出的电容器，利用万用表测量电容器容值，并记入表中。表2-6-2电容器的测量元件型号测量值误差瓷片电容器103电解电容器25V-10μF3.二极管的测量找出表2-6-3中列出的二极管，利用万用表测量相关参数，并记入表中。表2-6-3二极管的测量器件型号正向电阻反向电阻正向压降二极管1N40071N41481N4735发光二极管4.三极管的测量找出表2-6-4中列出的三极管，通过万用表找出三极管的三个电极，测量相关参数，并记入表中。表2-6-4三极管的测量器件型号管型UbeUbc三极管805085501．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本章着重介绍了常用元器件，包括电阻器、电容器、电感器、二极管、三级管等，了解了各元器件的分类、参数、工作原理及其在电路中的应用，掌握常用元器件的基本特性、测量方法以及数字万用表的使用方法。掌握常用元器件的知识是进行电子线路设计的重要一步。希望通过本课程的学习，你能够深入了解各种元器件的工作原理和应用，为未来的电子线路设计打下坚实的基础。让我们一起开始这段充满挑战和机遇的学习之旅吧！

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第三章常用电子仪器的使用教学目的：1.掌握常用电子仪器的基本操作方法和应用技巧。2.理解各电子仪器的测量原理及其在电路调试中的作用。3.培养学生独立进行电子电路测量和调试的能力。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：数字万用表、函数信号发生器、数字示波器和直流稳压电源的基本操作及参数设置。教学难点：难点：各仪器在实际电路调试中的综合运用和故障排查。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题常用电子仪器的使用课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入在现代电子技术迅速发展的背景下，掌握常用电子仪器的使用已经成为电子工程师和相关专业学生必备的核心技能。这些仪器不仅是电路调试和测量的有力工具，更是深入理解电子系统工作原理的重要助手。你是否曾好奇这些仪器是如何精准测量各种电学参数的？是否想知道它们在复杂电路调试中发挥怎样的作用？本章将详细介绍数字万用表、函数信号发生器、数字示波器和直流稳压电源的使用方法，帮助读者提升电子实验的操作能力。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总 数字万用表UT802是19999计数数位、手动量程、便携台式、交直流供电两用数字万用表。可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、频率、电容、温度、三极管放大倍数、二极管和蜂鸣电路的通断。测量时必须正确选择输入端口、功能挡位及量程，且要注意以下几点：1）交直流电流测量2）电阻测量3）二极管测量及蜂鸣电路通断函数信号发生器函数信号发生器又称信号源，能产生多种波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号。下面以普源DG832为例介绍函数信号发生器的使用方法，普源DG832是一个双通道信号发生器，每通道任意波存储深度标配达2Mpts，采样率高达125MSa/s，垂直分辨率为16bit，配置了4.3英寸TFT彩色触摸显示屏，触摸屏支持拖动及单击操作。图为函数信号发生器前面板示意图普源DG832函数信号发生器用户界面示意图如图所示故障处理（1）按下电源键，信号发生器黑屏。处理方法：①检查电源接头是否接好。②检查电源键是否按实。（2）屏幕太暗。处理方法：①检查液晶屏的亮度设置值是否太小。②按“Utility”键，选择“显示设置”，进入屏幕显示设置菜单，然后单击“亮度”标签，使用数字键盘调节函数信号发生器液晶屏的亮度至合适的状态。也可以使用方向键和旋钮调节亮度值。（3）函数信号发生器被锁定。处理方法：①检查函数信号发生器是否工作在远程控制模式（远程控制时，用户界面状态栏显示标志）。按“Help/Local”键可退出远程控制模式，解锁前面板和触摸屏。②重启函数信号发生器也可以解除锁定。（4）设置正确但无波形输出。处理方法：①检查BNC电缆是否与相应的[CH1]或[CH2]通道输出端口紧固连接。②检查BNC线是否有内部损伤。③检查BNC线与测试仪器是否紧固连接。④检查“Output1”或“Output2”按键背灯是否点亮。如果未点亮，按下相应按键使其背灯点亮。⑤做完上述检查后，按“Utility”键，将“系统设置”→“上电值”设为上次值，然后重新启动仪器。第三节数字示波器数字示波器是一种能将模拟信号经过数字化及其他后置处理后重建波形的电子测量仪器，是一种利用数据采集、A/D转换、软件编程等一系列技术制造出来的高性能示波器。普源DS1052E是一款高性能、经济型双通道数字示波器，具有高达1GSa/s的实时采样率、25GSa/s的等效采样率及强大的触发和分析能力，可帮助用户更快、更细致地观察、捕获和分析波形。普源DS1052E数字示波器前面板示意图垂直控制区示意图水平控制区示意图常用菜单区示意图运行控制区示意图故障处理（1）按下电源键，示波器仍然黑屏。处理方法：①检查电源接头是否接好。②检查电源开关是否打开。（2）采集信号后，画面中并未出现信号的波形。处理方法：①检查探头是否正常接在信号连接线上。②检查信号连接线是否正常接在BNC（通道连接器）上。③检查探头是否与待测电路正常连接。④检查待测电路是否有信号产生。⑤重新采集一次信号。（3）函数信号发生器被锁定测量的电压幅度值比实际值大10倍或小10倍。处理方法：检查通道衰减系数是否与实际使用的探头衰减系数相符。（4）有波形显示，但不能稳定下来。处理方法：①检查触发信号源：检查触发面板的信号源选择项是否与实际使用的信号通道相符。②检查触发类型：一般的信号应使用边沿触发方式，视频信号应使用视频触发方式。只有应用合适的触发方式，波形才能稳定显示。③尝试改变耦合为“高频抑制”和“低频抑制”显示，以滤除干扰触发的高频或低频噪声。④改变触发灵敏度和触发释抑设置。（5）按“RUN/STOP”键无任何显示。处理方法：检查触发面板（TRIGGER）的触发方式是否在“普通”或“单次”挡，且触发电平是否超出波形范围。如果是，将触发电平居中，或者设置触发方式为“自动”。另外，按“AUTO”键可自动完成以上设置。（6）波形显示呈阶梯状。①此现象正常。可能水平时基挡位过低，增大水平时基以提高水平分辨率，可以改善显示。②可能显示类型为“矢量”，采样点间的连线，造成波形阶梯状显示。将显示类型设置为“点”，即可解决该问题。第四节直流稳压电源利利普ODP3033是一款三通道可编程线性直流稳压电源，最小分辨率为1mV/mA，可实现独立、并联、串联、同步四种工作模式。利利普ODP3033直流稳压电源前面板示意图ODP系列电源在独立输出和通道跟踪模式下，提供两种显示模式：全显示、双通道显示（通道1与2），按“MODE”键可在两种显示模式间切换。选择输出模式可简化通道1与通道2的参数输入。输出模式的选择只针对通道1与通道2，对于通道3则无影响。通道1与通道2的输出模式有以下四种。1）独立模式2）并联跟踪模式3）串联跟踪模式4）通道跟踪模式故障处理（1）如果按下电源开关，仪器仍然黑屏，没有任何显示，请按下列步骤处理：①检查电源接头是否接好。②检查电源输入插座下方的熔丝选择是否正确，以及是否完好无损（可用一字螺丝刀撬开）。③做完上述检查后，重新启动仪器。（2）若输出不正常，请按下列步骤处理：①检查输出电压是否设置为0V，如果为0V，请设置为其他值。②检查输出电流是否设置为0A，如果为0A，请设置为其他值。③若此时处于编程输出状态，则检查编程输出设置中电压或电流的值是否为0，如果是，请设置为其他值。第五节电子仪器的使用1.实验内容（1）按图3-5-1连接电路，改变滑动变阻器阻值，用数字万用表完成表3-5-1中参数的测量。图3-5-1电路图表3-5-1万用表的使用RL两端电压1V2V3V4VRL（测量值）RL（理论值）（2）用函数信号发生器输出频率、峰峰值如表3-5-2所示的正弦信号，用数字示波器观测该信号并测量其周期及电压有效值。表3-5-2正弦信号的输出与测量频率f100Hz1kHz10kHz峰峰值Vpp6V200mV1V数字示波器测量有效值Vrms数字示波器测量周期T用函数信号发生器输出频率为1kHz、高电平为5V、低电平为0V的方波信号，并用数字示波器定量观测该波形。2.思考题（1）若要测量实验电路中的某一电阻的阻值，在测量之前需要对电路做什么处理？（2）用数字示波器测量波形时，若波形过密，应调节什么旋钮？若波形幅值过大，应调节什么旋钮？若波形左右移动，如何使波形稳定在数字示波器的屏幕上？1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本章着重介绍了常用电子仪器的使用，包括数字万用表、函数信号发生器、数字示波器、直流稳压电源等，全面了解了常用电子仪器的基本操作、注意事项以及它们在电路调试中的重要作用。熟练掌握这些仪器的使用，不仅可以提高电子电路实验的效率，还能确保测量结果的准确性和设备的安全性。在未来的学习和工作中，希望大家能够灵活运用这些技能，为电子工程领域的发展贡献自己的力量。同时，要不断探索新的测量技术和方法，以适应电子技术日新月异的发展需求。此外，了解电子仪器的校准与维护知识也非常重要。定期校准仪器可以确保其测量精度，维护仪器的良好状态则能延长其使用寿命。例如，数字万用表在使用一段时间后可能需要进行校准，以保证其测量结果的准确性。在维护仪器时，要注意防尘、防潮，避免仪器受到损坏。通过对仪器进行正确的校准和维护，可以更好地发挥其性能优势，为电子电路实验和工程实践提供可靠保障。

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第四章电路基础实验教学目的：1.掌握叠加原理和戴维南定理的应用，理解线性电路的特性。2.

学会日光灯电路的接线方法，了解功率因数的概念及其提高方法。3.

掌握RC暂态电路的电压和电流变化规律，理解时间常数的意义。4.

研究RLC串联谐振电路的谐振现象及其参数测量。5.

理解三相交流电路的连接方式和特性，掌握相电压与线电压、相电流与线电流的关系。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：叠加原理与戴维南定理的验证、日光灯电路功率因数的提高、RC暂态电路的分析、RLC串联谐振电路的参数测量、三相交流电路的电压与电流关系。教学难点：难点：理解叠加原理和戴维南定理的物理意义，掌握提高功率因数的实际操作方法，分析RC暂态电路的时间常数，理解RLC串联谐振电路的谐振条件，分析三相交流电路的对称与不对称负载。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题电路基础实验课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入想象一下，当你打开家里的电灯开关，灯光瞬间亮起，这背后隐藏着怎样的电路奥秘呢？电路基础实验将带你揭开这个神秘的面纱。通过亲手操作和观察数据，我们将深入探索电路的奇妙世界，从最基本的叠加原理到复杂的三相交流电路，一起开启这场充满挑战与乐趣的电学之旅吧！参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总 叠加原理与戴维南定理1.实验原理1）叠加原理2）戴维南定理3）诺顿定理4）最大功率传输定理2.实验内容及步骤1）叠加原理的验证2）戴维南定理的验证3）最大功率传输定理3.思考题（1）叠加原理和戴维南定理适用的条件是什么？（2）应用叠加原理时，对不起作用的电源应该如何处理？（3）根据最大功率传输定理，负载获得最大功率的条件是什么？日光灯电路与功率因数的提高1.实验原理1）日光灯电路的工作原理2）功率因数的提高2.实验内容及步骤图4-2-3日光灯电路实验图表4-2-1感性负载电路功率因数的测量电路性质08.99.410.4C3.思考题（1）启辉器是否能用开关来代替？为什么？（2）镇流器在日光灯电路中起什么作用？（3）补偿电容值是否越大越好？为什么？第三节RC暂态电路实验原理1）动态电路的暂态过程2）一阶RC电路的零输入响应3）一阶RC电路的零状态响应4）微分电路5）积分电路2.实验内容及步骤1）一阶RC电路的零输入响应及零状态响应按图4-3-6连接电路，通过函数信号发生器产生、的方波信号作为激励源，通过示波器同时观测激励源及响应信号，并测算出时间常数。改变R和C，观察响应变化，并记录。2）微分电路波形观测按图4-3-4连接电路，令，。通过函数信号发生器产生、的方波信号作为激励源，通过示波器同时观测激励源及响应信号的波形。改变电阻R的阻值，观察对输出响应的影响。3.思考题（1）什么是电路的暂态过程？（2）电路时间常数τ的物理意义是什么？第四节RLC串联谐振电路图4-4-1RLC串联电路如图4-4-1所示，RLC串联电路的输入信号为交流信号（角频率为），当信号的频率发生变化时，电容的容抗、电感的感抗及相位都会发生变化。 当时，，电路呈阻性，这种现象称为串联谐振。2.实验内容及步骤设计一个谐振频率f0为11kHz，品质因数Q分别为4和2的RLC串联谐振电路（其中L为30mH）。完成数据测量并填入表4-4-1，验证电路。表4-4-1RLC串联电路数据测量f/kHzUo/VUL/VUC/Vf0/kHz3.思考题（1）改变RLC串联电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R值是否影响谐振频率？（2）要提高RLC串联电路的品质因数，应该如何改变电路参数？第五节三相交流电路1.实验原理图

4-5-1

是对称三相交流电波形图及相量图，三个电压的相量和为零，即。相线之间的电压称为线电压，如；相线与中性线之间的电压称为相电压，如。相线上的电流称为线电流，流过每相负载的电流称为相电流。图4-5-1对称三相交流电波形图及相量图三相负载的连接方式有两种：星形（Y）连接和三角形（△）连接。如果三相负载阻抗相同，则为对称三相负载，否则为不对称三相负载。2.实验内容及步骤1）测量三相电源的线电压和相电压调节电压旋钮，把线电压调至220V，用万用表交流挡测量三相电源的线电压和相电压，填入表4-5-1。表4-5-1三相电源电压测量表线电压相电压2）负载星形连接按图4-5-2连接电路，完成表4-5-2中参数的测量。当负载对称时，灯泡全部点亮；当负载不对称时，A、B、C三相电路分别亮1个、2个、3个灯泡。表4-5-2负载星形连接测量表有功功率负载对称，有中性线续表有功功率负载对称，无中性线—负载不对称，有中性线负载不对称，无中性线—3）负载三角形连接按图4-5-3连接电路，完成表4-5-3中参数的测量。当负载对称时，灯泡全部点亮；当负载不对称时，A、B、C三相电路分别亮1个、2个、3个灯泡。表4-5-3负载三角形连接测量表有功功率负载对称负载不对称3.思考题（1）为什么中性线上不允许接熔断器？说明三相四线制中性线在电路中的作用。（2）负载不对称，无中性线，呈星形连接时，哪相的灯泡最亮？哪相的灯泡最暗？为什么？1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：通过本次电路基础实验的学习，我们深入探究了叠加原理与戴维南定理，揭示了线性电路的奥秘；掌握了日光灯电路的接线技巧，学会了提高功率因数的方法；分析了RC暂态电路的充放电过程，理解了时间常数的含义；研究了RLC串联谐振电路的谐振现象，测得了重要参数；还深入了解了三相交流电路的连接方式和特性。这些知识和技能的掌握，不仅夯实了我们的专业基础，也为我们今后在工程实践中的应用提供了宝贵的经验。同时，实验过程中培养的分析问题、解决问题的能力，将使我们在面对复杂电学问题时更加从容自信。

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第五章模拟电路设计教学目的：1.掌握模拟电路的基本设计方法，为复杂电路设计奠定基础。2.

理解并熟练应用晶体管、集成运算放大器等关键元件，提升电路设计能力。3.

学会分析电路的非线性失真和稳定性，确保电路性能优化。4.

提高实际电路调试和故障排除能力，培养解决实际工程问题的能力。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：单管共发射极放大电路的设计与调试、

晶体管放大电路非线性失真的分析、集成运算放大器的线性与非线性应用以及有源滤波器的设计与性能测试。教学难点：难点：晶体管开关特性的应用与性能评估、

多级放大电路与负反馈的研究、

波形发生器的设计及其稳定性分析、直流稳压电源的设计与参数优化。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题模拟电路设计课次4授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排8学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入在电子世界中，模拟电路犹如画笔，描绘出丰富多彩的电气信号。今天，我们将踏上模拟电路设计的奇妙旅程，从基本的单管共发射极放大电路到精密的波形发生器，探索晶体管与集成运算放大器的奥秘。每一个电路都像是一座桥梁，连接着理论与实际，让我们一起开启这场充满挑战与创造力的学习之旅吧！参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总 单管共发射极放大电路的设计1.实验原理1）放大的概念放大电路性能指标单管共发射极放大电路分压偏置式单管共发射极放大电路2.实验内容及步骤1）静态工作点的调节与测量2）动态放大倍数的测量3）研究静态工作点对放大器失真的影响4）输入电阻、输出电阻的测量5）放大电路幅频特性数据的测量3.思考题（1）单管共发射极放大电路为什么要调节静态工作点？如何把静态工作点调到最佳位置？（2）单管共发射极放大电路的放大倍数是否随负载的变化而变化？为什么？（3）在保证输出电压不失真的情况下，静态工作点的变化对放大电路的动态参数有无影响？为什么？晶体管放大电路非线性失真的研究1.实验原理1）截止失真2）饱和失真3）双向失真4）交越失真5）失真度测量2.实验内容及步骤1）截止失真与饱和失真2）双向失真3）交越失真3.思考题（1）负反馈可以解决哪类失真？（2）产生交越失真的原因是什么？如何消除交越失真？第三节晶体管开关特性的应用1.实验原理1）二极管的开关特性2）三极管的开关特性2.实验内容及步骤1）二极管开关电路的应用2）三极管开关电路的应用3.思考题（1）利用二极管的什么特性可以把它当作开关使用？（2）三极管的开关特性是指三极管处于饱和导通状态，相当于开关的什么状态？三极管截止相当于开关的什么状态？即三极管是一个受什么控制的无触点开关电路？第四节晶体管多级放大电路与负反馈的研究1.实验原理在实际应用中，放大电路除要满足一定放大倍数要求外，还需要同时满足输入电阻、输出电阻、带宽等要求，单靠一级放大电路难以实现，需要多级放大电路合理连接来实现。多级放大电路的放大倍数等于各级放大电路放大倍数的乘积，输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻，输出电阻等于最后一级放大电路的输出电阻，如图5-4-1所示。级间耦合方式包括直接耦合、电容耦合、变压器耦合、光电耦合等。 图5-4-1多级放大电路框图2.实验内容及步骤1）静态工作点的调节及测量2）动态放大倍数的测量3）负反馈对放大电路的影响3.思考题（1）如何测量放大电路的输入电阻、输出电阻？（2）图5-4-5中，对放大电路的动态性能有无影响？为什么？（3）交流电压串联负反馈对放大器性能的影响是什么？第五节集成运算放大器的线性应用1.实验原理1）反相比例运算电路2）同相比例运算电路3）反相加法运算电路4）减法运算电路2.实验内容及步骤1）判断集成运放的好坏2）集成运放调零3）验证反相比例放大电路（）4）设计一个同相比例运算电路5）设计一个减法运算电路6）利用积分电路设计一个三角波输出电路3.思考题（1）如何减少非理想运算放大器的误差？（2）平衡电阻的作用是什么？应该如何取值？（3）画出调零电路图，并说明调零的步骤。第六节集成运算放大器的非线性应用1.实验原理5-6-1所示。图5-6-1理想运放开环电路及电压传输特性曲线电压比较器是集成运放非线性应用的典型电路，常用于对输入信号进行鉴幅和比较，在测量与控制电路中得到广泛应用，也是非正弦波发生电路的基本单元。2.实验内容及步骤1）设计过零电压比较器2）设计能够实现图5-6-6所示的电压传输特性的滞回电压比较器3.思考题说明不同类型比较器的共同点及分析方法。第七节有源滤波器的设计1.实验原理滤波器，顾名思义就是过滤信号的电路，它能使特定频率的信号通过，而极大地衰减其他频率的信号。1）无源低通滤波器一阶有源低通滤波器3）二阶有源低通滤波器4）压控电压源二阶低通滤波器5）压控电压源二阶有源高通滤波器6）压控电压源二阶有源带通滤波器7）压控电压源二阶有源带阻滤波器2.实验内容及步骤1）一阶有源低通滤波器2）压控电压源二阶有源低通滤波器3）压控电压源二阶有源高通滤波器4）压控电压源二阶有源带通滤波器3.思考题举例说明四种滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器）在日常生活中的应用。第八节波形发生器的设计1.实验原理1）正弦波振荡电路2）矩形波发生电路3）三角波发生电路2.实验内容及步骤1）正弦波发生电路2）方波发生电路3）矩形波发生电路4）三角波-方波发生电路3.思考题设计一个频率为500Hz～1kHz、频率可调的正弦波振荡电路。第九节直流稳压电源的设计1.实验原理在电子线路中，一般需要稳定的直流稳压电源进行供电，电网供给的市电通常为频率为50Hz、电压为220V或者380V的交流电，要转化为稳定的直流稳压电源通常需要经过降压、整流、滤波、稳压四个环节，如图5-9-1所示。图5-9-1直流稳压电源框图及电压波形图2.实验内容及步骤1）直流稳压电源的测试2）直流稳压电源的设计3.思考题自行查阅数据手册，用LM317设计一个输出电压为3～12V、可调的直流稳压电源，用Multisim验证该电路。1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：通过本次模拟电路设计实验，我们深入理解了模拟电路的基本设计方法和调试技巧，全面掌握了晶体管、集成运算放大器等关键元件的应用，熟练学会了分析电路的非线性失真和稳定性，显著提高了实际电路设计和故障排除能力。实验过程中遇到的问题和解决方法为今后的电路设计积累了宝贵的经验。这不仅夯实了我们的理论知识，更提升了我们的实践能力，为未来的电子工程领域的学习和研究打下了坚实的基础。

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第六章数字电路设计教学目的：1.理解并掌握集成门电路的测试方法及其关键参数。2.

熟练掌握组合逻辑电路的设计流程与应用。3.

深入理解触发器的类型、特点及其在实际电路中的应用。4.

掌握计数器的分类、工作原理及其综合应用。5.

学会555定时器的基本原理及其在不同电路中的巧妙应用。课型：新授课课时：本章安排4个课时。教学重点：重点：理解集成门电路的测试步骤与参数以及组合逻辑电路的设计流程及常见电路的实现。教学难点：难点：复杂组合逻辑电路的设计与优化。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题数字电路设计课次2授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排4学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入在现代科技的浪潮中，电子设备无处不在，而数字电路则是这些设备的核心组成部分。想象一下，我们的手机、电脑乃至智能家居系统，它们的运行都离不开数字电路的精密工作。今天，我们将深入探索数字电路的设计奥秘，从基本的逻辑门电路到复杂的集成系统，一起揭开数字电路的神秘面纱。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总集成门电路的测试1.实验原理1）TTL电路与CMOS电路2）门的控制作用3）芯片引脚的识别2.实验内容及步骤1）TTL与非门逻辑功能的测试2）CMOS或非门逻辑功能的测试3）用1片TTL与非门74LS00芯片实现异或门4）用1片CD4001和1片74LS00验证摩根定律的正确性5）用1片CD4001设计一个能实现同或运算的电路3.思考题（1）如何判断门电路芯片的好坏？（2）门的逻辑功能和门的控制作用有何不同？（3）二输入与非门的一个输入端接连续脉冲信号，另一个输入端处于什么状态时允许脉冲信号通过？处于什么状态时禁止脉冲信号通过？（4）二输入或非门的一个输入端接连续脉冲信号，另一个输入端处于什么状态时允许脉冲信号通过？处于什么状态时禁止脉冲信号通过？组合逻辑电路设计1.实验原理1）译码器译码器也称解码器，按功能可分为变量译码器和显示译码器两类。常见的变量译码器有线-线译码器和\t"/item/%E8%AF%91%E7%A0%81%E5%99%A8/_blank"8421-BCD码译码器两类；显示\t"/item/%E8%AF%91%E7%A0%81%E5%99%A8/_blank"译码器用来将\t"/item/%E8%AF%91%E7%A0%81%E5%99%A8/_blank"二进制数转换成对应的段码，以驱动LED或者LCD。2）数据选择器2.实验内容及步骤1）自动传输线中停机与告警控制电路设计2）自备电站中发电机启停控制电路设计3）设计1位二进制全加器4）设计一个可控加、减运算电路3.思考题（1）简述设计组合逻辑电路的步骤。（2）对（3）用74LS00与非门和74LS20与非门设计一个三人表决器。第三节触发器及其应用1.实验原理在数字电路中，需要使用具有记忆功能的逻辑单元电路来对状态信息进行保存，这种基本单元电路称为锁存器（Latch），图6-3-1所示为用或非门组成的RS锁存器，图6-3-2所示为用与非门组成的RS锁存器。图6-3-1用或非门组成的RS锁存器图6-3-2用与非门组成的RS锁存器如果在每个存储单元电路中引入一个时钟信号作为触发信号，只有当触发信号为有效电平时，该电路才能按照输入被设置为相应的状态，这种单元电路称为触发器。触发器按照触发方式分为电平触发器、脉冲触发器、边沿触发器等；按照逻辑功能分为RS触发器、JK触发器、T触发器、D触发器等。2.实验内容及步骤1）RS锁存器的逻辑功能测试2）D触发器的逻辑功能测试3）JK触发器的逻辑功能测试4）用D触发器设计一个二分频器5）用74LS74芯片中的两个D触发器构成一个同步的四进制加法计数器4．思考题当端、端为什么电平时，D触发器的输出状态由D及CP决定？若时钟脉冲CP接至单次正脉冲按钮，则在按钮处于什么状态时，触发器状态会更新？第四节计数器及其综合应用计数-译码-显示电路框图如图6-4-1所示。 图6-4-1计数-译码-显示电路框图1）74LS161计数器2）任意进制计数器的设计方法3）译码器4）数码管2.实验内容及步骤（1）十进制加法计数器设计。（2）用2片74LS161计数器、1片74LS00与非门、2片4511BD_5V译码器、2个七段数码管实现一个带显示屏的六十进制计数器。3.思考题（1）简要说明异步清零法和同步置数法的区别。（2）74LS161计数器什么时候会在RCO引脚上产生高电平？（3）译码显示电路中，若采用高电平输出有效的译码/驱动器，则应该采用共阴极数码管还是共阳极数码管？第五节555定时器的应用1.实验原理555定时器是一个数模混合集成电路，常用于波形变换电路、定时控制电路、波形发生器、振荡电路等。图6-5-1为TI公司555定时器的电路结构图。图6-5-1555定时器的电路结构图2.实验内容及步骤（1）利用555定时器设计一个多谐振荡器，要求输出波形占空比为2/3，输出频率为1Hz。完成电路的设计，观测输出波形，并记录相应参数。（2）利用555定时器设计一个单稳态触发器，要求电路的暂稳态持续时间为3.3s。完成电路的设计，并将输出接到发光二极管上，验证持续时间是否正确。（3）利用555定时器设计一个5.5s的定时器，要求定时开始，发光二极管闪烁；定时结束，发光二极管停止闪烁。（4）利用555定时器设计一个门铃电路，要求按下按钮时，门铃响声持续时间为10s。3.思考题（1）由555定时器构成的多谐振荡器，其振荡周期和占空比与哪些因素有关？（2）由555定时器构成的单稳态触发器的输出脉宽和周期由什么决定？1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：通过本章的学习，我们深入了解了数字电路设计的基础知识，包括集成门电路的测试方法、组合逻辑电路的设计流程、触发器的类型与应用、计数器的分类与综合应用以及555定时器的多种电路实现。我们掌握了功能测试、参数测试、延迟时间测试以及功耗测试的方法，并了解了现代测试设备的使用。这些测试手段帮助我们确保门电路的性能和可靠性，为数字电路的设计提供了重要的保障；触发器的灵活运用为数字电路的时序控制提供了有力支持。本章的学习内容涵盖了数字电路设计的多个重要方面，通过实例，为我们进一步学习和应用数字电路技术打下了坚实的基础。在未来的学习和实践中，我们可以结合这些知识进行更深入的研究和创新。

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第七章数模混合电路设计教学目的：1理解数模混合电路的基本概念和工作原理。2.

掌握心率计的设计流程，包括传感器选择、信号处理电路设计等。3.

掌握多波形产生电路的设计方法，了解各波形之间的转换原理。4.

培养学生的电路设计和分析能力，能够根据实际需求设计简单的数模混合电路。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：心率计设计中信号放大与滤波电路的工作原理及设计方法以及多波形产生电路中各波形的产生和转换电路的设计。教学难点：难点：多波形产生电路中各波形之间的相位和频率关系及其调整方法。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题数模混合电路设计课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入在当今科技飞速发展的时代，电子设备已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。例如，我们经常使用的心率计，它能够精准地测量我们的心率，帮助我们了解自己的身体状况；还有信号发生器，它在通信、电子测量等领域发挥着重要作用。那么，这些电子设备究竟是如何工作的呢？它们背后的数模混合电路设计又隐藏着怎样的奥秘呢？今天，我们将开启一段探索之旅，深入探讨数模混合电路的设计奥秘。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总心率计的设计1.设计任务（1）设计一个电源极性保护电路，输出电压为。（2）设计一个心电信号检测电路。（3）设计一个心电信号调理电路，输出方波信号。（4）设计一个门控电路，定时时间为30s。（5）设计一个计数-译码-显示电路，计数范围为0～999，并通过数码管显示。2.设计原理及方案心率计电路包括电源极性保护电路、心电信号检测电路、心电信号调理电路、计数-译码-显示电路等，其设计框图如图7-1-1所示。图7-1-1心率计电路设计框图1）电源极性保护电路2）心电信号检测电路3）心电信号调理电路4）门控电路5）计数-译码-显示电路3.实验内容及步骤1）电源极性保护电路的搭建与调试2）心电信号检测电路3）心电信号调理电路4）门控电路5）计数-译码-显示电路6）心率计电路多波形产生电路的设计1.设计任务用555定时器设计一个频率为20kHz～50kHz的方波Ⅰ作为信号源，并利用方波Ⅰ产生4种波形：方波Ⅱ、三角波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ。电源只能选用+10V的单电源，不得使用额外电源。2.设计原理及方案根据任务要求，多波形产生电路设计框图如图7-2-1所示。图7-2-1多波形产生电路设计框图1）方波Ⅰ产生电路2）方波Ⅱ产生电路3）三角波产生电路4）正弦波Ⅰ产生电路5）正弦波Ⅱ产生电路3.实验内容及步骤1）方波Ⅰ产生电路搭建与测试2）方波Ⅱ产生电路搭建与测试3）三角波产生电路搭建与测试4）正弦波Ⅰ产生电路设计与测试5）正弦波Ⅱ产生电路设计与测试1．教学以学生学习教材的基本内容为主。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：通过本章的学习，我们了解了数模混合电路在心率计和多波形产生电路设计中的应用。心率计电路的设计涵盖了电源极性保护电路、心电信号检测电路、心电信号调理电路、计数-译码-显示电路等多个方面，并通过搭建与调试的试验进行深入理解。而多波形产生电路的设计则通过方波Ⅰ产生电路、方波Ⅱ产生电路、三角波产生电路、正弦波Ⅰ产生电路、正弦波Ⅱ产生电路，实现了多种波形的产生和转换。在设计中，我们需要注意信号的准确捕捉与处理、元器件的合理选择与参数计算，以及电路的整体稳定性和可靠性。这些知识点不仅在实际应用中具有重要的价值，也能提升我们的电路设计和分析能力，为今后的学习和研究奠定坚实的基础。

《电子设计基础与创新实践教程》课程教案课题：第八章数模混合电路设计虚拟仿真实验教学目的：1.掌握数模混合电路设计虚拟仿真实验的运行环境及操作使用方法。2.

熟悉常用电子仪器的虚拟操作，能够进行基本电路测试。3.

理解并掌握单元电路的设计原理及方法。4.

通过综合运用，提升学生的电路设计能力和问题解决能力。5.

学会成绩及报告的提交流程，培养实验总结与表达能力。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：数模混合电路的综合运用及调试方法。教学难点：难点：综合运用所学知识进行复杂电路的设计与优化。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题数模混合电路设计虚拟仿真实验课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《电子设计基础与创新实践教程》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入同学们，现代电子设备中，数模混合电路无处不在，它们是如何将数字信号与模拟信号相互转换，从而实现复杂功能的呢？今天，我们将通过虚拟仿真实验，探索数模混合电路设计的奥秘。你是否好奇如何在这个虚拟平台上进行电路设计与测试？让我们一起开启这场奇妙的电路设计之旅吧！参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总数模混合电路设计虚拟仿真实验采用的软件是用Excel开发的虚拟仿真教学与实训软件。该软件集成了仿真等一系列真实数模混合电路设计的基本功能。运行环境操作系统：WindowsXP/Windows7/Windows8/Windows10。CPU：Intel双核@2.40GHz或以上（CPU配置越高越好，运行越流畅）。内存：4GB以上（内存越大，运行越流畅）。显卡：显存2GB以上（由于仿真软件画质较高，只有显卡性能较好，才能有最佳的运行效果，显卡配置较低会导致运行较为卡顿）。浏览器：推荐谷歌浏览器。操作使用说明1.登录虚拟仿真实验教学管理平台①登录虚拟仿真实验教学管理平台，如图8-1-1所示，单击“登录”，账户为学号，初始密码也为学号。图8-1-1虚拟仿真实验教学管理平台②登录成功，单击“未完成任务”，进入任务列表，如图8-1-2所示，选择相应任务，单击“去完成”，进入图8-1-3所示界面。图8-1-2任务列表图8-1-3项目简介界面③单击“启动虚拟仿真软件”，即可进入虚拟仿真实验启动界面，如图8-1-4所示。图8-1-4虚拟仿真实验启动界面2．虚拟仿真实验项目介绍数模混合电路虚拟仿真实验项目包括软件介绍、设备认知、仿真实训、综合运用四个模块，如图8-1-5所示。设备认知包括基本仪器（万用表、示波器、信号源）的使用方法、仿真实训包括5个单元电路的设计（运放的线性放大、运放的非线性应用、计数器、单稳态触发器、多谐振荡器）、综合运用包括两个数模混合电路的综合应用（心率监控系统、智慧农场）。 图8-1-5数模混合电路虚拟仿真实验主界面3．常用电子仪器的使用在图8-1-5所示的主界面中，单击“设备认知”，即可进入图8-1-6所示的设备认知界面，选择相应的仪器，并按照操作进度提示完成各个设备的认知。图8-1-6设备认知界面4．单元电路的设计在图8-1-5所示的主界面中，单击“仿真实训”，即可进入图8-1-7所示的单元电路设计界面，选择相应的单元电路，并按照操作进度提示完成5个单元电路的设计。图8-1-7单元电路设计界面设计过程中可以参考左侧电路图进行设计，也可单击右上角功能按钮辅助完成设计，功能按钮如图8-1-8所示。图8-1-8功能按钮5．综合运用路10及图8-1-11所示，并按照操作进度提示完成设计。综合项目有练习及考试两种模式，单击相应的按钮可进行切换，如图8-1-12所示。 6．成绩及报告提交示。图8-1-13操作得分情况如果要求将实验数据