《电子系统综合设计》课程教学大纲（含课程思政元素）

《电子系统综合设计》课程教学大纲（含课程思政元素）一、课程基本信息课程编码：0702039B中文名称：电子系统综合设计英文名称：ElectricalSystemDesign课程类别：专业选修课总学时：32总学分：2适用专业：电子科学与技术专业先修课程：电路分析.模拟电子技术.数字电子技术.电子测量原理.单片机原理.C语言程序设计二、课程性质及目标课程性质：《电子系统综合设计》是电子科学与技术专业的一门专业选修课。学习本门课程前，学生应熟悉模拟电路.数字电路.CPLD/FPGA应用系统电路.单片机硬件电路及其应用等课程，再通过本课程的学习，对上述课程有进一步的理解，同时能利用Quartus软件将其结合并设计出具有特定功能的电子系统。课程目标：1.通过课程学习，学生能系统理解电子系统的组成，为理解复杂电路组成及程序组成垫定基础，理解FPGA原理，能简单进行配置使用。2.通过课程学习，借助相关文献研究，分析应用电路及系统设计过程的影响因素，得到有效结论。表1 课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标3.设计/开发解决方案3.1掌握电子器件、电子电路及集成电路系统等电子工程领域产品设计和开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标15.使用现代工具5.1了解电子工程领域常用的现代测试及分析仪器，信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性。课程目标2三、课程教学方法1.以课堂讲授为主，注重联系实际，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考.分析问题和解决问题的能力。2.在课堂讲授过程中，采用讲解法.讨论法等多种教学方法，精讲多练，让学生通过知识对比迁移，课堂模拟，掌握电子电路的原理。3.运用多媒体课件辅助教学，使学生对运算放大器.滤波器.FPGA等有一定的认知；通过与C语言的对比学习，让学生掌握VHDL语言；通过软件仿真模拟，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性.形象性。4.采用线上.线下相结合的方式，与学生开展答疑.交流，促进学生对知识的掌握和专业的认同。四、课程教学内容及要求第一章基于集成运放的放大电路设计（6学时）【教学目标与要求】1.掌握集成运放的基本放大电路原理，熟悉理论计算过程。2.理解集成运放的主要参数，了解集成运放的分类。3.掌握正确使用集成运放的方法。【教学重点与难点】1.教学重点集成运放的主要参数.集成运放的基本放大电路的原理。2.教学难点基于集成运放的放大电路的设计。【教学内容】1.运算放大器的模型2.用集成运放构成的基本放大电路3.集成运放的参数4.运放应用电路设计举例5.单电源放大电路设计【思政元素】放大电路是学生比较熟悉的电路系统，借助学生已有知识进行课程学习。在课程讲授过程中，注意培养学生的电子电路组合能力，理解电路中蕴含的信号、噪声关系，从而培养学生的创新精神。引导学生理解电路不是空想的，而必须结合实际性能和工作环境，才能做到理论实践相结合，做到知行合一。第二章滤波器设计（4学时）【教学目标与要求】1.熟悉有源滤波器的分类.各种滤波器的特性。2.掌握无限增益多重反馈滤波器的设计方法。3.理解开关电容滤波器原理。【教学重点与难点】1.教学重点有源滤波器的分类，设计时需考虑的原则，无限增益多重反馈滤波器的设计。2.教学难点无限增益多重反馈滤波器的理论分析与计算。【教学内容】1.无限增益多重反馈滤波器设计2.开关电容滤波器【思政元素】分析滤波器的类型，培养学生的科学思维。滤波器使用范围较广，不同的信号传输途径中需要使用不同类型的滤波器，根据信号特点进行相应的参数设置，让学生认识到事物的两面性，培养学生辩证思维能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。开关电容滤波器是特殊的模拟滤波器，开关可以和电阻进行替换，要求学生掌握电路原理，培养学生的灵活应用意识和创新意识。第三章直流稳压电源设计（6学时）【教学目标与要求】1.熟悉直流稳压电源的分类，理解直流稳压电源的主要技术指标。2.掌握固定式线性直流稳压电源的设计方法。3.掌握可调式线性直流稳压电源的设计方法。4.掌握开关直流稳压电源的设计方法。【教学重点与难点】1.教学重点直流稳压电源的主要技术指标，基于三端固定式.可调式集成稳压器的直流稳压电源设计。2.教学难点采用三端固定式.可调式集成稳压器的直流稳压电源设计的灵活应用。【教学内容】1.概述2.线性直流稳压电源设计3.开关直流稳压电源设计【思政元素】本章主要介绍电压电源的变换，以适应不同芯片或者电路的工作要求。要求学生认识并熟悉电源转换规则。结合工厂供电需求和电脑芯片电路需求，通过对比要求学生理解正确使用电源对于生活生产的重要意义，从而培养学生的实际应用意识。第四章FPGA/CPLD应用基础（4学时）【教学目标与要求】1.了解可编程器件的发展及其应用。2.理解CPLD的基本结构和原理。3.理解FPGA的基本结构和原理。4.了解CPLD.FPGA编程与配置方法和FPGA最小系统设计。【教学重点与难点】1.教学重点CPLD的基本结构和原理，FPGA的基本结构和原理。2.教学难点FPGA的在电路配置技术。【教学内容】4.1FPGA/CPLD的结构和原理4.2FPGA最小系统设计4.3数字系统设计实例——信号发生器设计【思政元素】通过学习FPGA/CPLD的结构和原理，让学生理解独立和团结的关系，任何电路系统都是由一个个芯片或者其他元器件组成的，要求得到高性能的电路，关键在于内部元器件之间的工作配合。在学习信号发生器设计实例时，要求学生结合时事政治看到世界科技的发展和我国科技的发展，意识到国家科技的竞争，说到底依然是人才的竞争，要求学生不能一直低头学习，一定要学会抬头看世界，用发展的眼光看待世界的进步和科技的进步，从而培养学生强烈的爱国情操和坚持不懈的钻研精神。第五章STM32F407单片机的基本原理（6学时）【教学目标与要求】了解并掌握STM32F407单片机的基本原理。【教学重点与难点】1.教学重点STM32F407单片机的基本原理。2.教学难点STM32F407单片机的基本原理和应用。【教学内容】1.时钟系统2.通用输入/输出端口3.定时器4.中断系统【思政元素】通过具体芯片内部结构讲解，让学生懂得设计理念，培养学生的创新意识。第六章单片机最小系统设计（6学时）【教学目标与要求】1.了解单片机的基本组成，理解其数字资源的特点与应用。2.理解单片机最小系统的设计方法。3.掌握单片机的基本程序设计方法。【教学重点与难点】1.教学重点单片机的基本组成，单片机各数字资源的特点与应用。2.教学难点复杂单片机的开发应用。【教学内容】1.方案设计2.硬件电路设计3.CPLD内部逻辑电路设计【思政元素】通过学习单片机最小学习系统，让学生看到单片机内部结构及其工作原理，以基础知识培养学生的工程意识和创新思维。表2 课程目标与教学内容.教学方法的对应关系章教学内容学时分配（课时）课程目标教学方法目标1目标2方法1方法2方法3方法4一基于集成运放的放大电路设计6√√√√√二滤波器设计4√√√√√三直流稳压电源设计6√√√√√四FPGA/CPLD的结构和原理4√√√√√√五STM32F407单片机的基本原理6√√√√√√六单片机最小系统设计6√√√√√√合计32课时五、课程考核方式与成绩评定考核方式：考查课程考核由平时考核和期末考核组成，相应的成绩评定由平时成绩（40%）和期末成绩（60%）两部分组成，平时考核和期末考核详细考核方法详见课程考核方案。表3课程考核方式与课程目标的对应关系考核方式平时考核（40%）期末考核（60%）权重（%）课堂出勤（30%）课程作业（40%）课堂表现（30%）课程目标目标23040306050考核环节成绩比例304030100100说明：考核方式和考试分值比例仅作参考，每一学期允许略有浮动。六、评分标准表4课堂出勤评分标准课堂成绩基本要求评价标准成绩比例（30%）90-100分80-89分60-79分0-59分课程目标1课程目标2课堂时间按时出勤，端正学习态度，可靠保证出勤率，树立严谨时间观念。课堂时间出勤迟到5分钟以内，学习态度、时间观念有待进一步端正。课堂时间出勤迟到10分钟以内，学习态度、时间观念有待进一步教育。课堂时间出勤迟到10分钟以上，学习态度、时间观念比较差，需加强教育管理。100表5课程作业评分标准课程作业基本要求评价标准成绩比例（40%）90-100分80-89分60-79分0-59分课程目标1课程目标2正确理解作业要求，独立查阅相关文献资料，能够正确运用基本原理分析问题，并给出完整解答过程，结论正确，书写规范，提交及时。比较正确理解作业要求，能够查阅相关文献资料，能够比较正确运用基本原理分析问题，并给出解答过程，结论比较正确，书写比较规范，提交及时。基本正确理解作业要求，会查阅相关文献资料，能够基本正确运用基本原理分析问题，并给出解答过程，结论基本正确，书写基本规范，提交及时。不能正确理解作业要求，不会查阅相关文献资料，不能正确运用基本原理分析问题，解答过程不完整或抄袭，书写不规范，提交及时。100表6课堂表现评分标准课堂表现基本要求评价标准成绩比例（30%）90-100分80-89分60-79分0-59分课程目标1课程目标2正确理解任务要求，能够正确运用运算放大器组成不同功能的电路，可以使用FPGA和VHDL语言完成任务仿真、设计，结果正确，有一定的创新意识。比较正确理解任务要求，能够比较正确运用运算放大器组成不同功能的电路，可以使用FPGA和VHDL语言完成任务仿真、设计，结果比较正确。基本正确理解任务要求，能够基本正确运用运算放大器组成不同功能的电路，可以使用FPGA和VHDL语言完成任务仿真、设计，结果基本正确。不能正确理解任务要求，不能正确运用运算放大器组成不同功能的电路，不会使用FPGA和VHDL语言完成任务仿真、设计，实践能力有待提升。100表7期末考试评分标准期末考试基本要求评价标准成绩比例（100%）90-100分80-89分60-79分0-59分课程目标1熟悉运算放大器电路结构和FPGA模型，解决问题采用的概念和方法合理，作答完整。比较熟悉运算放大器电路结构和FPGA模型，解决问题采用的概念和方法比较合理，作答比较完整。基本熟悉运算放大器电路结构和FPGA模型，解决问题采用的概念和方法基本合理，作答基本完整。不太熟悉运算放大器电路结构和FPGA模型，解决问题采用的概念和方法不太合理，作答不完整。40课程目标2熟悉电路分析法、原理和关系，能够正确运用于电路设计和分析中，获得正确结论。比较熟悉电路分析法、原理和关系，能够