电子系统综合设计课程教学大纲一、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3.1掌握电子器件、电子电路及集成电路系统等电子工程3.设计/开发解领域产品设计和开发全周期、全流程的基本设计/开发方课程目标1决方案法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。5.1了解电子工程领域常用的现代测试及分析仪器，信息5.使用现代工具课程目标2技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理
电子系统综合设计课程教学大纲 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：Electrical System Design 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 1 5.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 课程目标 2
解其局限性。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
解其局限性。 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
【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数字系统设计实例一一信号发生器设计【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
【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】 4.1 FPGA/CPLD 的结构和原理 4.2 FPGA 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解的钻研精神。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
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