《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)大綱

《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)大綱（課程編號8410397學(xué)分-學(xué)時-實踐4-64-32）東南大學(xué)電工電子實驗中心課程的性質(zhì)與目的本課程是面向電類院系完成了電工電子基礎(chǔ)課程和微機原理、單片機技術(shù)等計算機硬件課程的本科三年級學(xué)生開設(shè)的課程，是組成東南大學(xué)電工電子類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)平臺課的課程之一，也是一門重要的實踐性課程。其目的是在介紹電子系統(tǒng)分析、規(guī)劃、設(shè)計和工程實現(xiàn)的主要方法與步驟，以及電子信息與計算機領(lǐng)域最新動態(tài)、實現(xiàn)方法與應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，學(xué)生自主選擇一個以工程實踐或社會生活為背景的電子系統(tǒng)進行研究、設(shè)計與實現(xiàn)，使學(xué)生能將已學(xué)過的模擬電路、數(shù)字電路以及單片機等知識綜合運用于電子系統(tǒng)的設(shè)計中，從而培養(yǎng)學(xué)生知識綜合應(yīng)用能力、電子系統(tǒng)設(shè)計能力、自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新思維能力。本課程是研討型課程，采用授課與專題講座、自主學(xué)習(xí)與研究、演講與討論、設(shè)計與實踐、答辯與驗收等多種教學(xué)方式。課程學(xué)時：課內(nèi)總學(xué)時64學(xué)時，其中：授課12學(xué)時，專題講座及討論20學(xué)時，實踐32學(xué)時（實踐1學(xué)時作2課時）；課內(nèi)外學(xué)時比例：1：2適用范圍：電類專業(yè)本科生先修課程：大學(xué)物理（含半導(dǎo)體器件物理）、電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬、數(shù)字）、信號與系統(tǒng)、單片機技術(shù)或嵌入式系統(tǒng)。課程內(nèi)容及教學(xué)要求授課內(nèi)容電子系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)論：介紹綜合電子系統(tǒng)設(shè)計課程要求、實施方法，學(xué)習(xí)現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本構(gòu)建方式。電子系統(tǒng)設(shè)計及案例分析：系統(tǒng)學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)的一般設(shè)計方法，掌握模擬電子系統(tǒng)和數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計思路及步驟，通過實際案例的分析，對電子系統(tǒng)設(shè)計過程有一個深刻的理解。電子系統(tǒng)的工程實現(xiàn)：介紹電子系統(tǒng)設(shè)計過程中的一些相關(guān)工程問題，如可靠性設(shè)計、印制板設(shè)計、工程實現(xiàn)，以及項目文檔報告的撰寫等知識。專題講座以專題技術(shù)講座的形式介紹電子信息與計算機領(lǐng)域最新動態(tài)、實現(xiàn)方法與應(yīng)用技術(shù)，講座涵蓋電子系統(tǒng)設(shè)計的多個相關(guān)領(lǐng)域，學(xué)生能了解到新器件、新技術(shù)、新方法，拓寬學(xué)生的知識面，講座包括：放大及濾波電路設(shè)計模擬信號的轉(zhuǎn)換基于FPGA/CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計常用傳感器及其檢測電路電子系統(tǒng)電源的配置與AC/DC、DC/DC電源設(shè)計直流電機、步進電機的驅(qū)動與控制微弱信號測量技術(shù)電子系統(tǒng)中的低功耗設(shè)計嵌入式系統(tǒng)軟件平臺的構(gòu)建與設(shè)計現(xiàn)代電子儀器原理及調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計討論、演講與答辯系統(tǒng)設(shè)計：針對所選擇的課題，在系統(tǒng)設(shè)計后進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)方案的論證。電路設(shè)計：在完成了電路詳細設(shè)計與電路仿真后針對預(yù)期的功能目標(biāo)與性能指標(biāo)進行討論。結(jié)題演講：課題完成后作現(xiàn)場演示與總結(jié)演講，并進行答辯。設(shè)計與實踐要求學(xué)生在學(xué)完有關(guān)內(nèi)容后，在課程提供的項目中，根據(jù)自身學(xué)科專業(yè)，選擇一個實際系統(tǒng)設(shè)計課題進行設(shè)計與制作，真正地掌握電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。課題設(shè)計以3人為一組，學(xué)生的共同討論的基礎(chǔ)上，分工協(xié)作，完成系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。在設(shè)計過程中鼓勵學(xué)生自主設(shè)計、積極創(chuàng)新，以鍛煉創(chuàng)新思維。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計：將系統(tǒng)劃分為多個功能模塊，選擇系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)方案并進行論證。電路設(shè)計：根據(jù)選定的技術(shù)方案，運用EDA軟件進行各功能模塊的電路設(shè)計，并作仿真分析。軟件設(shè)計：運用硬件描述語言進行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計；在單片機或嵌入式處理器上進行程序設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng)調(diào)試與測試：系統(tǒng)各部分電路與軟件進行聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)系統(tǒng)功能與指標(biāo)。能力培養(yǎng)的要求（1）知識綜合運用能力的培養(yǎng)：綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計中需要綜合運用涉及模擬電路、數(shù)字電路、單片機或嵌入式系統(tǒng)、電源、傳感器與檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、程序設(shè)計與軟件工程等多方面知識。（2）系統(tǒng)設(shè)計能力的培養(yǎng)：綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計需要完成系統(tǒng)構(gòu)建、進程規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計、電源設(shè)計、電路設(shè)計、軟件編程等系統(tǒng)設(shè)計工作。（3）分析能力的培養(yǎng)：針對所選擇的設(shè)計課題，對系統(tǒng)的功能與指標(biāo)進行分析，分析需要采用的技術(shù)與方法、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與規(guī)模、實現(xiàn)的成本與時間等（4）工程實踐能力的培養(yǎng)：在綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)中，涉及電路設(shè)計與搭試、軟件工具應(yīng)用、儀器設(shè)備使用、元器件選擇、電路調(diào)試、系統(tǒng)測試等方面的任務(wù)，要解決電源分配、結(jié)構(gòu)安裝、電磁干擾等一系列工程問題。（5）自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)：本課程以自主學(xué)習(xí)和自主實踐為主，培養(yǎng)和提高學(xué)生對所學(xué)知識進行整理、概括、消化吸收的能力，以及圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，閱讀參考書籍和資料，自我擴充知識領(lǐng)域的能力。（7）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、深入鉆研問題的習(xí)慣，和對問題提出多種解決方案、選擇不同的實現(xiàn)方法，以及對知識運用和舉一反三的能力。（8）團隊合作能力的培養(yǎng)：課程通過2-3人共同完成項目，培養(yǎng)學(xué)生分工合作、交流協(xié)調(diào)、共同研討等團隊合作精神與能力。建議授課與研討學(xué)時分配課程教學(xué)內(nèi)容授課講座討論輔導(dǎo)實踐電子系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)論電子系統(tǒng)設(shè)計概論電子系統(tǒng)的構(gòu)成2電子系統(tǒng)設(shè)計及案例分析電子系統(tǒng)設(shè)計方法數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計模擬電子系統(tǒng)的設(shè)計電子系統(tǒng)設(shè)計案例分析8電子系統(tǒng)的工程實現(xiàn)電子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計印制電路板設(shè)計項目文檔管理及報告撰寫2專題技術(shù)講座基于PLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計常用傳感器及其檢測電路放大及濾波電路設(shè)計電子系統(tǒng)電源的配置與AC/DC、DC/DC電源設(shè)計直流電機、步進電機的驅(qū)動與控制信號調(diào)理及微弱信號檢測電子系統(tǒng)中的低功耗設(shè)計模擬信號轉(zhuǎn)換電路設(shè)計嵌入式系統(tǒng)軟件平臺的構(gòu)建與設(shè)計現(xiàn)代電子儀器原理及調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計1010項目系統(tǒng)設(shè)計方案論證2項目設(shè)計與實現(xiàn)28結(jié)題驗收與演講2合計學(xué)時12101032六、考核方式總評成績＝平時成績+實驗表現(xiàn)+課題驗收平時成績（研討、作業(yè)）占10％實驗表現(xiàn)（能力、結(jié)果）占10％課題驗收（作品、報告）占80％其中課題驗收評分標(biāo)準(zhǔn)如下：課題功能、指標(biāo)設(shè)定的合理性和完備性（20%）課題完成程度（包括功能和指標(biāo)）（40%）課題在構(gòu)思、功能、電路、指標(biāo)等方面的創(chuàng)造性（15%）課題驗收時回答問題的正確性、準(zhǔn)確性和發(fā)揮（15%）課題設(shè)計總結(jié)報告（10%）根據(jù)項目的難度和工作量確定項目的難度系數(shù)，難度系數(shù)在1.0～1.5間；同時以學(xué)生自愿為原則，動員鼓勵學(xué)生針對自己的課題作5分鐘的演講，對優(yōu)秀者給予10分以內(nèi)的加分。七、教材及參考書[1]田良、王堯、黃正瑾、陳建元、束海泉編。綜合電子設(shè)計與實踐（第二版）。東南大學(xué)出版社，2010。[2]胡仁杰主編。電工電子創(chuàng)新實驗。高等教育出版社，2011。[3]黃正瑾主編。電子設(shè)計競賽賽題解析。東南大學(xué)出版社，2005。[4]高吉祥主編。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程——基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計。電子工業(yè)出版社，2007。[5]高吉祥主編。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程——模擬電子線路設(shè)計。電子工業(yè)出版社，2007。[6]高吉祥主編。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程——高頻電子線路設(shè)計。電子工業(yè)出版社，2007。[7]高吉祥主編