电子系统综合设计教学大纲

1、电子系统综合设计教学大纲一、课程概述 电子系统综合设计课程是对相关课程知识的拓宽、提高和综合应用，其目的是培养学生的系统设计能力，以适应计算机和电子信息时代对学生知识结构和能力的要求。电子系统综合设计课程内容：上至电子系统的高层设计理念、一般性设计方法与步骤，下到电子系统工程实现中常见实际问题的处置原则及方法、重要元器件的正确使用方法等；从传统手工设计方法与步骤到EDA设计方法与步骤；从PCB板上集成系统到芯片上集成系统(简称片上系统SOC)的设计方法与步骤等。其目的是让学生既要站得高看得远、把握住系统设计中的全局性问题，又能脚踏实地有条不紊地完成某个具体的系统设计与实现的任务，并能正确处理实

2、现时遇到的常见实际问题。电子系统综合设计课程涵盖模拟、数字及微机子系统的3种设计。对于模拟子系统及电路的设计，由于模拟子系统设计要比数字系统和电路的设计困难，并缺少规范化的设计方法与步骤；因此，应进行进行较深入讨论。在培养学生系统设计能力的时候，必须注意培养他们设计模拟子系统及电路的能力，尤其是运用EDA工具去设计模拟子系统及电路的能力。对数字子系统设计，采用数字方法实现有许多优越性；现代数字电子系统中一切能够用数字方法实现的部分则尽量采用数字方法去实现。采用VerilogHDL描述和CPLD实现纯硬件数字系统设计，可使数字系统设计方法规范化。单片机或者DSP器件广泛用于软件实现的数字系统，这

3、类系统工作速度低于纯硬件的数字系统，但是其灵活性较大，系统功能的增减与修改非常方便，可采用“PROTEUS”软件设计和仿真。对于单片机应用系统设计，可以MCS-51系列单片机和TMS-320系列DSP器件构成的典型应用系统。由于片上系统(SOC)技术已广泛用到了各类电子产品之中，学校的教学内容必须适应这种形势，使学生对采用片上系统技术来实现电子系统的方法有所了解，并能设计一些复杂性适度的ASIC芯片。因此，应安排片上系统(SOC)芯片实现方法的相关内容。二、课程目标1. 知道电子系统综合设计这门课程的性质、地位和价值；知道该课程的研究领域和技术前景；知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、

4、学科进展和未来方向。2. 理解这门课程的主要概念、基本原理和技术要点，拓宽微型计算机应用的领域和范围的思路和概念。3. 掌握电子系统综合设计特点，以及软、硬件基础知识和基本技能。4. 掌握和了解常用的片上系统(SOC)芯片，并运用典型片上系统(SOC)芯片设计出基本的应用系统.。三、课程内容与教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下：知道是指对这门学科和教学现象的认知。理解是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。掌握是指运用已理解的教学概念和原理

5、说明、解释、类推同类教学事件和现象。学会是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。教学内容和要求表中的“”号表示教学知识和技能的教学要求层次。本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。教学内容及教学要求表教学内容知道理解掌握学会1 电子系统设计导论1.1 电子系统概述1.2 电子系统的设计1.3 各种电子系统设计步骤综述1.4 电子系统设计选题举例2 常用传感器及其应用电路2.1 概述2.2 常用传感器及其应用要求2.3 温度传感器2.4 光电传感器、霍尔传感器3 模拟系统及其基本单元3.1 模拟系统及其特点3.

6、2 模拟信号产生单元3.3 模拟信号的常用处理单元3.4 模拟信号变换单元4 模拟设计中的EDA技术4.1 用于模拟设计的EDA工具简介4.2 PSpice及EwB中高级分析的使用4.3 器件宏模型在PROTEUS模拟仿真中的应用举例4.4 在系统可编程模拟器件(ispPAC)的原理及应用5 数字系统设计5.1 概述5.2 可编程逻辑器件(PLD)的原理与应用5.3 VERILOG语言及其应用5.4 全硬件数字子系统的设计6 单片机应用系统设计6.1 MCS-51单片机的基本知识回顾与最小系统6.2 单片机应用系统的一般组成及开发过程6.3 单片机应用系统的数据采集通道与接口6.4 单片机输出

7、通道与接口6.5 DSP原理及结构6.6 综合实验电路7 电子系统的芯片实现方法7.1 设计流程7.2 面向教学的芯片设计工具与环境7.3 定时器AsIc芯片的设计方法与步骤8 电子系统工程实现中的问题8.1 电子系统的抗干扰设计8.2 电子设备热设计8.3 可靠性设计8.4 数字电路的可测试性设计8.5 印刷电路板的设计与装配8.6 电子系统的调试8.7 质量管理与质量保证标准8.8 电子设备设计文件9 电子系统设计举例9.1 水温控制系统的设计9.2 数字式工频有效值电压表设计9.3 频率特性测试仪9.4 数字化语音存储与回放系统四、课程实施（一）课时安排与教学建议电子系统综合设计是计算机

8、及通信工程类专业（专科）选修课。一般情况下，每周安排3课时，共54课时。其中理论课42课时，实验课12课时。课时安排以理论课为主，实验课根据教学进度和所学内容插入安排。函授生视具体情况而定，一般为36课时。具体课时安排如下：课时安排及教学方法表主要内容课时建议教与学的方法建议54课时36课时1 电子系统设计导论1.1 电子系统概述1.2 电子系统的设计1.3 各种电子系统设计步骤综述1.4 电子系统设计选题举例53讲述2 常用传感器及其应用电路2.1 概述2.2 常用传感器及其应用要求2.3 温度传感器2.4 光电传感器、霍尔传感器53讲述3 模拟系统及其基本单元3.1 模拟系统及其特点3.2

9、 模拟信号产生单元3.3 模拟信号的常用处理单元3.4 模拟信号变换单元64讲述4 模拟设计中的EDA技术4.1 用于模拟设计的EDA工具简介4.2 PSpice及EwB中高级分析的使用4.3 器件宏模型在PROTEUS模拟仿真中的应用举例4.4 在系统可编程模拟器件(ispPAC)的原理及应用5(讲述)2(实验)3(讲述)2(实验)讲述、演示、实验5 数字系统设计5.1 概述5.2 可编程逻辑器件(PLD)的原理与应用5.3 VERILOG语言及其应用5.4 全硬件数字子系统的设计5(讲述)2(实验)3(讲述)2(实验)讲述、演示、实验6 单片机应用系统设计6.1 MCS-51单片机的基本知

10、识回顾与最小系统6.2 单片机应用系统的一般组成及开发过程6.3 单片机应用系统的数据采集通道与接口6.4 单片机输出通道与接口6.5 DSP原理及结构6.6 综合实验电路4(讲述)2(实验)3(讲述)2(实验)讲述、演示、实验7 电子系统的芯片实现方法7.1 设计流程7.2 面向教学的芯片设计工具与环境7.3 定时器AsIc芯片的设计方法与步骤4(讲述)2(实验)3(讲述)2(实验)讲述、演示、实验8 电子系统工程实现中的问题8.1 电子系统的抗干扰设计8.2 电子设备热设计8.3 可靠性设计8.4 数字电路的可测试性设计8.5 印刷电路板的设计与装配8.6 电子系统的调试8.7 质量管理与

11、质量保证标准8.8 电子设备设计文件4(讲述)2(实验)2(讲述)1(实验)讲述、演示、实验9 电子系统设计举例9.1 水温控制系统的设计9.2 数字式工频有效值电压表设计9.3 频率特性测试仪9.4 数字化语音存储与回放系统4(讲述)2(实验)2(讲述)1(实验)讲述、演示、实验合计：54课时中含理论课42课时，实验课12课时；36课时中含理论课26课时，实验课10课时。（二）教学组织形式与教学方法要求教学班是主要的教学组织，班级授课制是目前教学的主要组织形式。有条件的话，也可以采用分组教学。或者几种组织方式灵活组合，尽量减轻学生课堂的生理和心理疲劳。注意教学方法的灵活性，组织学生课堂讨论、

12、问题教学、阅读指导等，充分发挥学生的主动性，尤其是有条件的话，借用多媒体的声像教学，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。注意培养学生汇编语言编程能力。并取得实效的教学方法。五、教材选用综合电子设计与实践课程的教材要在课程标准的统一要求下，实行多样化。可以选用教材有：1综合电子设计与实践田良 东南大学出版社。2电子线路设计 实践 测试谢自美 华中理工大学出版社。在实际授课过程中，根据计算机发展和教师的科研工作经验，将新的内容和方法整理编写成辅助教材，不断用新的内容充实教学活动。六、课程评价1这门学科的评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。2考试时间：120分钟。3

13、考试方式、分制与分数解释采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。实验采用上交实验报告和作品的方式，以百分制评分，60分为及格，满分100分。总评由上述两项成绩和平时成绩构成，其中笔试占80，实验占10，平时成绩占10%。4题型比例单选题10%；双选题10%；填空题10%；判断说明题10%；简答题15%；分析计算题20%；综合应用题25%。5样题与目标定位示例A单选题：（着重考查学生对知识的识别程度）例：计算机的地址总线是20根,可直接寻址的单元数为( )个。( C ) A.512K B.640K C.1M D.2MB双选题：（着重考查学生对知识的识别程度）例：用于82

14、55通道口A的双向I/O传送方式联络线是( )。( C D ) A.PC7,PC6 B.PC5,PC4 C.PC3 D.PC7PC4 E.PC2,PC1C填空题：（着重考查学生对知识的知道和理解程度）例：PC系列机,中断类型号有 个。 256D判断说明题：（着重考查学生对知识的知道和理解程度）例：中断方式,CPU获取中断源的状态是从端口查询获得。错E简答题：（着重考查学生对知识的理解与掌握程度）例：I/O接口内寄存器有哪三种寻址方式? 直接端口寄存器 受控型 准堆栈型 F分析计算题：（着重考查学生对知识的掌握与学会程度）例：已知串行通信波特率为600位/秒，当信息状态数是4时，传输率是多少？ 1200b/sG综合应