电子系统专题设计

教学目标

    本课程的教学目的是希望学生通过一个完整的电子电路系统的设计,从而加深对先前学过的数、模电等知识的认识,及加强实际应用能力,电路综合设计能力,及团队合作意识。

    完整的电子电路系统的设计包括:前期的功能分析,方案设计,电路实现,电路测试,经验及技术总结,设计报告等方面。前期的功能分析是关键,明确功能需求后,确定核心的控制方案,包括核心控制芯片的选择,核心控制策略等,明确了这些内容后就可以进行电路的原理图及PCB设计,PCB制板完成后,下一步就是焊接电路,调试电路,期间要用到示波器,万用表等实验设备,电路的功能测试实现后,下一步就是经验及技术总结,然后撰写设计报告,结题。

    整个电子系统的设计过程融合了学生本科阶段所学的数字、模拟电路、电路基础等各门专业课程的知识,及实验仪器的使用,在实际实现过程中,达到了理论结合实际的效果,期望学生能够通过整个过程的学习,加深对所学知识的理解,并且能够加强实际应用能力。

课程在学生培养中的地位和作用

    《电子系统专题设计》这门课程,采用理论联系实际的教学方式,结合实际应用,设计综合性的实验项目,以完成一个实际电子电路系统设计为例,引导学生从前期的功能分析入手,然后确定核心的实现方案,确定好关键的芯片和控制策略,然后进行电路板的设计及制板,得到电路板后进行焊接及电路调试,最后撰写设计报告。

    通过上述过程,使学生在实际完成各个题目的同时,起到加强学生对先前学习过的数、模电等内容的巩固和提高的作用,对今后的工作和深造都有帮助。

主要教学手段和方法

    本课程采用理论加实践的方式完成整个课程的教学,学生在学习完数字电路、模拟电路、电路基础等基本的理论课程后,修学本课程,我们先对学生进行基础知识的复习和串讲,然后再对学生进行单片机和可编程逻辑器件等基本控制器件的应用训练。

    在本课程中,我们会给学生提供一个具有单片机(STC12C5A60S2)、FPGA(EP3C10E144C8)、12位中速adc(ADS7841)和12位中速dac(DAC7554)、RS232串行口、128*64液晶屏及4*4按键的主控板,让学生熟悉该主控板的原理及使用。

    然后让学生在此基础上,自选综合性的设计题目,先对实验项目进行解析,展开,并引导学生实际完成各个题目。将理论和实践有机的结合起来,从而加深对先前学习的数、模电等知识的认识,加强实际应用能力,电路综合设计能力,及团队合作意识。 

考核方式

本课程不设考试,本课程的最终成绩由以下两部分组成:

设计报告,占总成绩的70%;

平时成绩,占总成绩的30%;

具体说明:

设计报告:学生经过32学时的学习与实践后,完成了一个综合性的电子电路系统的设计,学生会提交一个总的设计报告,根据报告的内容完整度,电路设计复杂度,及实现程度等给出具体成绩。

平时成绩:结合平时出勤和课堂表现给出平时成绩。

课程学习要求和建议

    本课程的相关要求:学生修学电子系统专题设计这门课程,最终是要完成一个综合性的电子电路的设计,对学生的数字电路、模拟电路、电路基础等知识要求比较高,并且学生应该具备一定的利用单片机和FPGA进行系统设计的能力,鉴于有些学生相关的基础知识较为薄弱,在学生正式开始电子系统设计之前,我们会有针对性的对学生进行系统的知识补充及专项训练,涉及到的内容比较多,也比较复杂,比较专业,所以本课程要求学生一定要以严谨的治学精神,和努力认真的态度来学习,在此基础上完成一个完整的电子电路系统的设计,该系统要具有一定的创新性和复杂度。

    在整个的实现过程中,要充分利用实验室的实验环境和测试仪器,熟悉实验仪器的使用方法,及工作原理。

    对学生的学习建议:由于本课程最终是为了完成一个综合性的电子电路系统的设计,学生在学习期间,必须加强和其他同学的交流与合作,在学习过程中培养团队合作意识。

    为了能够在32课时内完成整个电子电路系统的设计,主控板尽量采用实验室给提供的单片机及FPGA电路平台,在该平台的基础上,进行扩展设计,完成整个电路系统的设计,在设计过程中充分利用网络资源及图书馆的资源,参考前人的设计经验,完成整个电子电路系统的设计。


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