电子系统设计能力培养与电子设计竞赛培训经验交流课件

1、电子系统设计能力培养与电子设计竞赛培训经验交流电子系统设计能力培养与电子设计竞赛培训经验交流对电子设计竞赛的再认识1、发挥电子竞赛对课程改革、学生实践能力培养的促进作用从实战的角度审视相关课程，不断改进实践课程体系、内容和手段；获奖学生代表了学生的最高水平，对其他学生起到引领、示范作用；电子设计竞赛的题目难度、学生的要求都促使教师不断提高自己；电子设计竞赛的影响力，促使学校重视和投入，对教师的投入认可；电子设计竞赛的社会影响力对学生深造、就业、收入有积极意义。2、将电子设计竞赛纳入实践能力培养体系将赛前培训放到实践能力培养体系中考虑，与相关课程无缝对接；将电子设计竞赛看作是一种结业考试，而且是

2、全国统一命题、统一考试、统一评价，更加标准、客观和公正。电子设计竞赛应降低难度、鼓励创新、扩大受众面。对电子设计竞赛的再认识1、发挥电子竞赛对课程改革、学生实践能对电子设计竞赛的再认识3、淡化成绩，注重过程，鼓励学生重在参与 电子设计竞赛是学生提高和锻炼的机会，而非选拔精英； 电子设计竞赛应当追求成绩，但不能一科独进，更不能偃苗助长； 电子设计竞赛需要强的设计能力，但也需要运气，当以平常心处之； 经验证明有相当多的未获奖学生的发展仍然很好，经历比结果更重要。4、建立长效机制，营造氛围，减轻教师的负担建立稳定的、经验丰富的、结构合理的、热爱竞赛的指导教师队伍是电子竞赛长久发展的重要因素；以开放实

3、验室为依托，支持学生的课外科技活动，长期积累；开好前期课程，减轻培训的压力和提高教师的业绩；以不同形式建立教师与学生、学生与学生的交流平台，让硕士生、往届参赛学生参与到指导工作中来；平等、和谐、积极向上的纷围不仅有利于培养学生的团结协作精神，也能大大提高学生的兴趣和提高培训的效率。 对电子设计竞赛的再认识3、淡化成绩，注重过程，鼓励学生重在参电子系统设计能力培养的几点考虑1、人才需求电子信息系统的复杂程度大幅度上升，技术机制演变加快，技术生命周期缩短；集成创新作用越来越突出，人、机、物互动日趋重要，新应用模式已经成为市场发展的主要驱动力；在发展的诸要素中，创新型人才的作用越来越凸显出其重要性。

4、创新意识和工程实践能力的培养成为人材培养的核心问题；2、培养目标工程实践能力的培养在于理论联系实际、解决实际问题的过程中，通过不断体验、总结，激发学生内在的成长因素，使之形成不断进步、自我完善地循环；电子系统设计能力培养必须是以学生为主，系统性的、持续性的过程,最终形成理论联系实际、各种知识、技能相互支撑，有机结合；团结协作，报效国家，服务人类的精神追求。电子系统设计能力培养的几点考虑1、人才需求3、实施方法以电子系统设计能力培养为抓手开设电子系统设计实验课程，并向低年级前推以项目设计为主，在解决问题的过程中培养能力实验与授课结合，帮助学生入门上道基础与系统兼顾，引导学生理论联系实际实验装置和

5、自主制作结合，提升实验实效开放与自主实验相结合，培养独立解决问题的能力实验结果和问题质疑相结合，严格考核学生水平电子系统设计能力培养的几点考虑3、实施方法电子系统设计能力培养的几点考虑电子系统设计课程开设实践 课程简介1996年开始筹备，并开设了“电子电路设计训练”实验课程和成立了“电子电路开放实验室”，为教改班和第一届学硕连读班共70名学生开课。以后逐渐扩展到信息工程专业和自动化专业300多名学生，现在已扩展到全院600名学生。2学期，32学时2，每周上一次课讲解，学生在课外完成设计、制作、报告，到实验室进行检查验收。实验室采用大开放的方式，实验指导以讨论的方式进行。电子系统设计课程开设实践

6、 课程简介1996年开始筹备，并开电子系统设计课程开设实践课程要求电子系统设计课程开设实践课程要求频率与相位测量的方法与电路设计电子信息系统的复杂程度大幅度上升，技术机制演变加快，技术生命周期缩短；（3）选用电路、器件最好是自己用过的、熟悉的，慎选冷门、偏门器件及电路，同时应注意器件功耗和性价比和库存。目的：FPGA开发，DDS设计、任意波形、调频、调幅、验收：逐个点评，回答质询问题，现场修改（7）温度控制系统的设计2学期，32学时2，每周上一次课讲解，学生在课外完成设计、制作、报告，到实验室进行检查验收。电子系统设计课程开设实践特性：类型、结构、特性、参数、标准、识别高精度放大器的特点与选择

7、验收：仿真电路图、元件表、（2）宽带放大器的设计（前期）环路稳定型、散热，高边电路检测，短路保护实验：线性串联直流稳压电源的设计与实现（使用单片机实验系统）电子设计竞赛应降低难度、鼓励创新、扩大受众面。电子系统设计课程开设实践课程的主要内容：（1）常用元器件的基础知识 元件：电阻、电容、电感、变压器、晶体管 特性：类型、结构、特性、参数、标准、识别 选用：频率、功率、电压、电流、精度、噪声频率与相位测量的方法与电路设计电子系统设计课程开设实践课程的电子系统设计课程开设实践（2）直流稳压电源的原理与设计原理：分类、结构、原理、基本表达式、参数设计：重点按目标设计方法与步骤，正常工作时的计算与工作

8、范围的计算，元件参数与电路物理量换算。实验：线性串联直流稳压电源的设计与实现验收：电路图、元件表、安装、测试、报告和回答问题以电压为目标计算以电流为目标计算电子系统设计课程开设实践（2）直流稳压电源的原理与设计以电压电子系统设计课程开设实践（3）EMC基础与PCB设计基础：EMI与EMC的概念，传导干扰和辐射干扰的拟制，电源/地线干扰与滤波，绘图软件介绍。设计：PCB制作过程与设计，系统结构设计，热设计，抗干扰设计。实验：设计直流稳压电源的PCB板图验收：逐个点评，回答质询问题，现场修改电子系统设计课程开设实践（3）EMC基础与PCB设计电子系统设计课程开设实践（4）运算放大器与模拟电路的设计

9、 基础： 运放分类，参数，特性，Multisim介绍 设计： 放大、变换、运算、信号发生电路设计 实验： 模拟处理电路的设计与实现（ 综合测评题） 波形发生器（ 综合测评题） 验收：仿真电路图、元件表、 安装、测试、 报告和回答质询问题电子系统设计课程开设实践（4）运算放大器与模拟电路的设计电子系统设计课程开设实践（5）51单片机的原理与应用基础：原理，结构，时序，指令，实验系统、KEIL51介绍设计：外围电路原理分析，显示、键盘、中断、定时程序设计实验：多功能数字钟的设计 基于单片机的数字频率计 数字万用表 数字电容表 跑马灯 （使用单片机实验系统）验收：功能演示、程序说明，现场修改电子系统

10、设计课程开设实践（5）51单片机的原理与应用电子系统设计课程开设实践（6）常用传感器的原理和使用基础：压力传感器、称重传感器、半导体气压传感器、热电阻、热电偶、半导体温度传感器的原理，参数，选用设计：桥式测量电路、四线制测量电路、仪表放大器等调理电路的设计电子系统设计课程开设实践（6）常用传感器的原理和使用电子系统设计课程开设实践（7）温度控制系统的设计基础：温度控制系统的组成，PID控制算法，传感器调理电路的要求，AD转换电路设计：R-V转换电路、仪表放大电路、继电器控制电路的设计，程序设计，校准方法。实验：简单水温控制电路的设计验收：电路图、程序、测试 回答质询问题电子系统设计课程开设实践

11、（7）温度控制系统的设计电子系统设计课程开设实践（8）几种常用电子系统的分析与设计 例：电子秤的设计 计步器的设计 心电图测量仪的设计 红外心率测量电路的设计 电子系统设计课程开设实践（8）几种常用电子系统的分析与设计电子设计竞赛培训介绍西安交大赛前培训的特点：时间紧，任务重，要求学生的能力迅速提升指导教师数量少，工作繁重，必须全力以赴学生掌握的知识和动手能力参差不齐，需要从头做起各种知识、技能的培训基本上同时进行学生数量较少，选拔的余地较小后勤保障和必要的加工条件有待加强电子设计竞赛培训介绍西安交大赛前培训的特点：电子设计竞赛培训介绍西安交大赛前培训的做法：前期培训3周，培训队伍约20队。后

12、期培训3周，培训队伍约10队。中间放假约10天。培训期间，每天上午讲课约2学时，其余时间进行项目设计。每周一题，每天8:00-23:00前期培训题目以自拟为主，评价方法是先完成者为优；后期培训题目以历届竞赛题为主，评价方法是按指标得分；培训过程中全部自己加工印制板，以表贴元件为主；前期使用通用的实验系统，后期制作自己的主板和单元电路板。动员研究生和往届参赛学生参与指导。电子设计竞赛培训介绍西安交大赛前培训的做法：电子设计竞赛培训介绍音响与音频功放设计宽带放大器的设计要点电压反馈与电流反馈放大器开关电源的工作原理DCDC变换电路的设计D类功放的原理与设计高精度放大器的特点与选择可变增益放大器的设

13、计方法小信号测量电路的设计RLC的测量方法与系统设计示波器原理与设计频率特性测试仪的原理与设计振荡电路与信号发生的设计DDS的实现方法与电路设计ADC与DAC的工作原理与选用ADC的原理与前端电路的设计频率与相位测量的方法与电路设计430单片机的原理与使用STM32单片机的原理与使用FPGA的原理与使用失真度测量的原理RFID的原理介绍SDR系统介绍模拟/数字滤波器的设计赛前培训主要内容:电子设计竞赛培训介绍音响与音频功放设计频率特性测试仪的原理与电子设计竞赛培训介绍竞赛培训题目介绍：音频功率放大器的设计宽带放大器设计。开关电源的设计RLC自动测量系统设计。DDS信号发生器设计。频率特性测试仪

14、的设计继电器特性测试仪的设计高效功放电路设计。智能车控制器设计。超声/红外测控系统设计。射频通信系统设计。四旋翼飞行器控制系统设计。姿态监测与运动控制系统（倒立摆）设计。电子设计竞赛培训介绍竞赛培训题目介绍：电子设计竞赛培训介绍（1）音频功率放大器的设计目的: 入门,PCB设计和制做,焊接,功耗散热,可测性设计, 性能参数,测试方法特点: 材料由实验室提供,作品归自己 入门较快，学会电路制作的流程电子设计竞赛培训介绍（1）音频功率放大器的设计电子设计竞赛培训介绍（2）宽带放大器的设计（前期） 可变增益宽带放大器设计（后期）目的: 分布参数，PCB设计，地线处理，电源滤波，屏蔽， 单双电源变换，

15、电压/电流反馈放大器， 电源电压/驱动/负载/输出幅度。特点: 严格把关PCB，使用标准接口，严格测试方法 电子设计竞赛培训介绍（2）宽带放大器的设计（前期）电子设计竞赛培训介绍（3）DC/DC变换电路的设计（前期） 并联供电系统的设计（后期）目的：功率电路的处理，印制板、干扰、电感、滤波、 环路稳定型、散热，高边电路检测，短路保护特点：电路调试难度大，元件和材料的要求高电子设计竞赛培训介绍（3）DC/DC变换电路的设计（前期）目电子设计竞赛培训介绍（4）DDS信号发生器的设计 目的：FPGA开发，DDS设计、任意波形、调频、调幅、 调相、扫频特点：使用实验系统，FPGA与单片机配合，为各种应

16、 用系统准备电子设计竞赛培训介绍（4）DDS信号发生器的设计 电子设计竞赛培训介绍（5）频率特性测试仪的设计 目的：FPGA开发，DDS设计、任意波形、调频、调幅、 调相、扫频特点：使用实验系统，FPGA与单片机配合，为各种应 用系统准备电子设计竞赛培训介绍（5）频率特性测试仪的设计 电子设计竞赛培训介绍电子设计竞赛培训介绍电子设计竞赛培训介绍赛前完成的准备工作：（1）经过测试的主板、CPU板、显示、键盘、数据转换等模块。（2）经过测试的显示、键盘、数据处理软件模块。（3）使用和验证过的仿真、设计、绘图、计算等软件。（4）经过研究和按用途、性能分类的器件清单。（5）编写好的报告模板，前期实验的

17、数据、文档、资料。（6）经过检查保证使用可靠的仪器、工具、计算机。（7）每个队在两个方向选题的准备。（8）竞赛前检查一次安全问题，有应付意外情况的预案。（9）竞赛前一天休息、采购日用品、常用药品等。电子设计竞赛培训介绍赛前完成的准备工作：电子设计竞赛培训介绍竞赛期间的管理和指导：（1）仔细阅读赛题，先简单设计一个系统框图，再根据指标要求挖出设计难点并找到对策，在此基础上选择自己认为最容易的。（2）系统设计时合理划分软硬件的任务，提前规划软件之间、硬件之间的接口定义或通信协议。（3）选用电路、器件最好是自己用过的、熟悉的，慎选冷门、偏门器件及电路，同时应注意器件功耗和性价比和库存。（4）充分利用

18、预先制作好的主板、模块、软件等，减少制作时间。（5）硬件制作过程中不能急躁，防止故障扩大化，特别是最后的测试阶段。（6）参赛队员应充分发挥团队协作精神，认真对待队友的意见。（7）合理分配体力，注意休息，保持头脑清醒，特别第一天晚上不能熬夜。（8）作品应预留足够的测试时间，以便及时发现硬件或者软件上的问题。（9）设计报告一般在第三天写好，测试数据等到第四天填入。（10）设计报告最好提前打印，便于发现格式、密封等错误。（11）正常饮食，保持心态，不急不躁。（12）备件和连接件和作品一起封装。电子设计竞赛培训介绍竞赛期间的管理和指导：（7）每个队在两个方向选题的准备。二、电子系统设计能力培养的几点考虑红外心率测量电