电子技术基础课程设计的思考与实践-清华大学汇编

电子技术基础课程设计的思考与实践清华大学华成英

2012.4.18一、电子系统设计在电子技术课程中的重要性二、课程设计应具有先进性三、PSoC简介四、PSoC实验平台在课程中的作用五、教学实践和收获体会电子技术基础课程设计的思考与实践一、电子系统设计在电子技术课程中的重要性背景明确功能明确前后关系明确应用场合性能特点信号特点与负载需求合理构造电路不但知其然还知其所以然课程的实践性和实用性管-路-用：20世纪70年代末器件-电路-系统：20世纪末，精品课程建设中★站在系统的高度认识电子电路促进学以致用、举一反三！从全局思考电子电路的设计一个电路从信号输入、中间的处理到最后的输出，各级之间的增益分配、参数设置、逻辑关系都是相互协调、相互制约的，只有通盘考虑、全面调试才能获得理想效果。特别有利于学生系统集成的能力、综合应用能力、仿真能力的培养。不顾此失彼，强调总体优化★建立系统的观念★建立实践的观念电子电路与系统设计不能纸上谈兵学会系统的调试和测试方法解决好原理-仿真-硬件实现电子电路设计中可行性分析的方法方案比较忽略次要，抓住主要的思考问题的方法重点和难点的分析方法★建立工程的观念★建立科技进步的观念站在基础，面向未来紧盯元器件日新月异的发展，紧盯新技术的发展★建立创新意识电子电路可在咫尺之间产生千变万化有日臻完善的EDA平台激发学生的想象力和创造力。传感器接收器信号发生器隔离电路滤波器阻抗变换放大器运算电路信号转换电路比较器采样保持功率放大器A/D转换执行机构计算机数字系统不同的闭环系统将引入各种不同的反馈！反馈D/A转换电子系统所包含的知识点及其相互关系脉冲的产生和整形组合电路时序电路单片机二、课程设计应具有先进性先进性主要体现在“元器件”和“方法”1947年晶体管1958年集成电路69年大规模集成电路75年超大规模集成电路20世纪80年代PLD迅速发展按10倍/6年集成度发展20世纪90年代模拟可编程器件20世纪90年代提出SoC的概念PALGALEPLDCPLDispPLDFPGA21世纪初产生PSoCPSoC单片机SOPC“三合一”：集数字可编程阵列、模拟可编程阵列、单片机为一体，解决了数字电路与模拟电路的接口问题，内部资源较单片机丰富，几乎不需外部资源即可构成电子系统。在系统可编程：不需专门的编程器可重配置性：多达上百种功能模块动态可重构性：实现超过120%的资源利用率低休眠功耗：电流仅为3微安良好的开发环境软件1：PSoCDesigner用C语言和汇编语言编程，可在线调试源代码。软件2：PSoCExpress

无需编码的图形可视化设计工具软件，便可完整、正确地生成程序文件。三、PSoC简介1.特点8位微处理器、系统时钟源、程序和数据存储器乘法累加器、低电压检测电路、升压泵、内部参考电压、模拟多路开关、大电流输出驱动……计数器、定时器、脉宽调制器、伪随机序列发生器、缓冲器、反相器、全双工串行通信接口……可编程增益放大器、仪用放大器、滤波器、电压比较器、双音频拨号器等A/D、D/A转换器2.结构电子电路与系统的结合点理论知识与实际应用的结合点新器件、新技术与新方法的结合点保持课程内容体系的先进性电子电路及系统设计与实现的软硬件结合的平台教学与科研相结合的平台创新与实践相结合的平台在PSoC平台上可以完成从基本电路到电子系统的实验。四、PSoC实验平台在课程中的作用五、教学实践和收获体会引入了两门课，为创新意识和能力的培养开阔了新的思路电子技术课程设计、电子技术专题课实验分类及目的演示实验：了解操作过程基础实验：熟悉开发环境和PSoC的基本特点提高实验：熟悉基本模数混合系统及基本通信系统的应用和实现。指定设计型实验：培养学生综合设计的能力。创新设计型实验：学生自由选题，自主设计和实现，培养创新意识和能力。开展课外科技活动自己组织小组自由选题、自主设计、自主研发演示实验基础型指导型指定设计型创新设计型PSoCDesigner实验：PWM控制LED闪烁PSoCDesigner基本实验8个：PGA、Filter、Comparator、Timer、Counter、PWM、ADC、DACPSoCDesigner实验3个：单路温度测量显示、正弦波发生器、SPI通信既注重学生兴趣，又注重与科研和实际应用相结合，共设计了6个富有创新性的题目：安防短信报警系统；智能车载小冰箱；语音存储回放；手写体识别笔等未规定题目PSoCExpress实验：电位器控制LED亮度PSoCExpress基本实验5个：按钮控制LED和蜂鸣器、数码管显示电压值、电压值比较等PSoCExpress实验2个：单路温度监测、I2C通信2008年暑期课程设计PSoC应用部分在三个方面开展学习与研究：在本科生科技活动、毕业设计，研究生课题研制了一个实验平台，开出了不同层次的30多个实验出版了一本书、编写了一本讲义、获得了两个专利获得了五个奖项清华大学实验技术一等奖