电子系统设计__第1章第1课

《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：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。

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。

电子系统设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电子系统的基本原理，掌握电子元件的功能和电子电路的设计方法。

2. 使学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的电子系统，如传感器应用、信号处理和控制系统。

3. 引导学生了解电子系统在实际应用中的发展现状和未来趋势。

技能目标：1. 培养学生运用电子绘图软件进行电路图设计的能力。

2. 提高学生动手实践能力，能够正确组装和调试电子系统。

3. 培养学生团队协作和问题解决能力，能够共同完成电子系统的设计与制作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科学的兴趣，激发创新意识，增强探究精神。

2. 引导学生树立正确的工程伦理观念，注重环保和资源利用，培养社会责任感。

3. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的学习习惯和团队合作精神。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和动手实践，注重培养学生的实际操作能力和创新意识。

学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但对电子系统设计的整体认识尚浅。

教学要求：教师需结合学生特点，以理论为基础，实践为导向，引导学生主动参与，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子系统的设计与制作，达到学以致用的目的。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子系统设计基础理论：- 电子元件特性与选型- 电路图绘制原则与方法- 电子电路的基本分析方法2. 电子系统设计实践：- 传感器应用电路设计- 信号处理电路设计- 控制系统电路设计3. 电子系统设计与制作：- 设计流程与方法- 电子绘图软件操作- 电子系统组装与调试4. 电子系统设计案例分析：- 现有电子产品的原理与结构分析- 创新电子系统设计实例讲解- 学生作品展示与评价教学内容根据课程目标，结合教材相关章节，制定以下教学大纲：第1周：电子系统设计基础理论第2周：电子元件特性与选型第3周：电路图绘制原则与方法第4周：电子电路的基本分析方法第5周：传感器应用电路设计第6周：信号处理电路设计第7周：控制系统电路设计第8周：设计流程与方法第9周：电子绘图软件操作第10周：电子系统组装与调试第11周：现有电子产品案例分析第12周：学生作品设计与制作第13周：学生作品展示与评价教学内容注重科学性和系统性，旨在使学生掌握电子系统设计的基本知识和技能，培养实际操作能力和创新意识。

第一章数字电路与逻辑设计基础本章的主要知识点包括数制及其转换、二进制的算术运算、BCD码和可靠性编码等。

1.参考学时2学时（总学时32课时，课时为48课时可分配4学时）。

2.教学目标（能力要求）●系统梳理半导体与微电子技术发展的历史，激发学生专业热情，结合我国计算机发展面临的卡脖子现状，鼓励学生积极投身信息成业自主可控；●学生可解释数字系统的概念、类型及研究方法；●学生能阐述数制的基本特点，可在不同数制之间进行数字的转换；●学生能理解带符号二进制数的代码表示，能将真值和原码、反码、补码的进行转换；●学生能熟记几种常用的编码（8421码、2421码、5421码、余三码），说明有权码和无权码的区别，能阐述不同编码的特点和特性；●学生能阐述奇偶校验码和格雷码的工作原理与主要特征，并能利用相关原理进行二进制和格雷码的转换，能根据信息码生成校验码，并能根据信息码和校验码辨别数据是否可靠。

3.教学重点●BCD码●奇偶校验码●格雷码4.教学难点●理解不同BCD码的编码方案及相关特征●理解可靠性编码方案、验证的原理以及使用方法。

5.教学主要内容（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代➢半导体与微电子技术发展历程➢课程性质、内容与学习方法（2）芯片与数字电路（20分钟）➢数字信号和模拟信号➢数字逻辑电路的特点➢数字逻辑电路的分类➢数字逻辑电路的研究方法（3）数制及其转换（5分钟）➢进位计数值的概念和基本要素➢二进制和十进制的相互转换➢二进制和八进制数的相互转换➢二进制和十六进制数的相互转换（4）二进制数的算术运算（5分钟）➢无符号二进制数的算术运算➢带符号二进制数的机器码表示➢带符号二进制数的算术运算（5）BCD码（20分钟）➢有权码和无权码的区别➢8421码的编码规律及和十进制数的转换➢2421码的编码规律及和十进制数的转换➢5421码的编码规律及和十进制数的转换➢余三码的编码规律及和十进制数的转换（6）奇偶校验码（15分钟）➢奇校验和偶校验的概念➢奇校验和偶校验校验位的生成方法和校验方法➢奇校验和偶校验的特点（7）格雷码（10分钟）➢格雷码的特点和用途➢格雷码和二进制数的相互转换6.教学过程与方法（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代以习总书记的讲话作为整个课程的导入，说明科技发展是强国必有之路，穿插不同国家崛起的历史，结合第一次工业革命、第二次工业革命，推出目前进入的互联网时代，结合中美贸易战事件，引导学生积极投身国产IT生态的建设。

电子系统课程设计
电子系统课程设计是一门以培养学生的实践能力为目标的专业课程，主要涉及到电子系统的设计、制作与调试等方面。

在现代社会中，电子技术得到了广泛的应用，而电子系统的开发也是其中的重要环节之一。

因此，电子系统课程设计的重要性不言而喻。

首先，电子系统课程设计能够有效提高学生的实践能力。

在这门课程中，学生需要通过实际操作和设计，从而深入理解电子系统的工作原理和技术要点。

同时，学生还需要进行调试和测试，来发现和解决问题。

通过这些实际操作和实验，学生能够更快更深入地掌握电子技术的相关知识和技能。

其次，电子系统课程设计也能够帮助学生培养创新精神和动手能力。

在电子系统设计中，有时候需要学生采用自己的思路和方法进行设计，同时还需要使用一些工具和材料进行制作。

这些步骤都需要学生具有较强的创新精神和动手能力。

通过这门课程的学习，学生能够在实践中不断提高自己的创新能力和动手能力，从而为以后的科技创新打下坚实的基础。

最后，电子系统课程设计也是学生综合应用知识的重要途径。

在这门课程中，学生需要将自己学过的各种理论知识应用到实践中，来完成电子系统的设计和制作。

这样一来，学生不仅能够加深对理论知识的理解，还能够学习到如何综合应用知识解决实际问题的方法和技巧。

这对于以后的工作和学习也是非常有帮助的。

总之，电子系统课程设计是非常重要的一门课程，它能够提高学生的实践能力，培养创新精神和动手能力，以及帮助学生综合应用知识。

对于电子工程等相关专业的学生来说，这门课程的学习是非常必要的，也是他们成为优秀电子工程师的重要一步。

第1章 用Multisim 设计电路实验Multisim 电路仿真器是一个完整的系统设计工具，不仅可以作为专业软件真实地仿真、分析电路的工作，也可以在电子实验课中作为虚拟实验平台对电路进行测试。

Multisim 提供了众多仿真分析方法、测试仪表和大量的元器件模型，为电路分析、模拟电路和数字电路的分析设计带来了极大的方便。

与EWB 以前版本比，Multisim 在编辑电路原理图，设置仿真参数等，都有新的方法和要求。

下面用Multisim 设计一些电路实验。

1.1 基本电路的分析与测试1.1.1 欧姆定律的验证一、实验目的验证欧姆定律的正确性。

二、实验准备欧姆定律的表达式为：IR U s =也可表示为：RU I s =当R 不变、变化时，s U I 与成正比；当不变、s U s U R 变化时，Ｉ与R 成反比。

以下面电路进行分析：图1-1-1 欧姆定律电路三、实验步骤1.编辑图2.1-1电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻和电压表、电流表。

其中电位器、电阻选用虚拟元件。

注：放置元件和电压、电流表时，可调整摆放位置，选择此元器件或仪表，点击右键，选择使用左右、上下、顺旋转90度或逆旋转90度功能。

标注性文字1、2用Place 菜单中的（或点击鼠标右键）Place Text 命令完成。

然后按电路图的形式连接起来。

元器件参数设置如下：开关J1键值为Space键，电位器R1设为10Ω的变阻器，对电压源V1进行分压处理，变阻键选择字母A，在仿真时，按A键，变阻器的阻值随着一旁的百分比改变而减少，按Shift+A键，则阻值随着百分比改变而增大。

电位器R2设为100Ω的变阻器，用来改变电路的电阻值，变阻键选择字母B。

确定电流表、电压表属性中Mode为DC。

2.如图1-1-1连接线路。

3.进行仿真，设定R2＝0，R3＝10Ω，设R＝R2＋R3，将开关拨向1，按A键，将电源电压设置为表2.1-1第一列所示的各个值，并激活电路，将测试到的电压和电流的结果填入表2.1-1第二列中。

《电子系统设计》课程设计一、设计思想1.教学内容框架本课程以电子系统的基本构成按照循序渐进的原则来来逐步展开，通过设计五个教学项目来体现以MCU为核心的电子系统的结构及原理。

在实际教学中通过软件及硬件的联合，通过学生实际动手采用“做中学，学中做”的方式展开学习内容。

2.总体设计思路本课程的设计理念是以学生的职业能力为中心，以职业活动为导向，突出能力目标，以学生为主体，以项目任务作为载体进行能力的训练。

在教学的实施过程中，打破传统的“按部就班”的教学模式，采用基于工作过程的教学模式，整合工作任务中涉及的专业知识与技能，以真实的产品为项目载体来开展教学，彻底改变了教与学的行为，让学生真正感受到日常实验与实际产品开发的区别，并体验企业对实际岗位的要求。

通过真实岗位任务模拟，进一步加强学生职业意识，提升职业素养。

课程开发和学习情境设计，整个学习领域由以下学习项目组成：二、课时分配建议本课程课时为62课时，其中理论教学24课时，实践教学38课时，三、课程单元描述课程单元1课程单元2课程单元3课程单元4课程单元5四、课程评价（一）《电子系统设计》课程评价及方式说明学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握（为总结性考核，占30%）、考勤（占10%），课堂提问（占30%）、作业（占10%）、企业教师技能评定（占20%）等五方面构成。

（二）《电子系统设计》课程过程考核说明1.理论知识的掌握以试卷形式考核，题型包括单选、多选、判断、简答、案例分析等；2.考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率；3.作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。

以完成的数量和质量给予成绩；4.企业教师技能评定是指企业教师在授课过程中，根据学生掌握的技能情况或者在企业的实践情况评定。

表1：考核标准表2：总结性考核标准表3：技能考核点五、实施建议（一）授课资料编写建议授课资料是实现教学目标的重要载体，必须依据本课程标准以及电子技术应用岗位国家职业标准和应用电子技术专业培养目标为主线编写授课计划、教案和教学案例，坚持理论够用，强调知识传授的趣味性。

电子系统设计课程设计通信一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解通信电子系统的基本原理，掌握系统设计的基本流程和方法。

2. 学生能够掌握常用电子元器件的原理及在通信系统中的应用。

3. 学生能够运用所学的理论知识，分析并解决实际通信电子系统设计中的问题。

技能目标：1. 学生能够运用相关软件工具进行通信电子系统的原理图绘制和电路仿真。

2. 学生能够独立完成一个小型的通信电子系统设计与搭建，具备实际操作能力。

3. 学生能够通过团队协作，进行项目报告撰写和成果展示，提高沟通与表达能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子工程领域的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神，尊重他人意见，学会倾听和沟通。

3. 培养学生关注社会发展，认识到通信技术在国家和民生中的重要作用，增强社会责任感。

本课程结合电子系统设计与通信技术，注重理论联系实际，培养学生具备实际操作和创新能力。

针对高中年级学生的特点，课程内容以实用性为主，注重培养学生的动手实践能力和团队协作精神。

在教学过程中，要求教师关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

通过本课程的学习，使学生能够掌握通信电子系统设计的基本方法，提高他们在实际工程应用中的竞争力。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 通信电子系统基本原理：介绍通信系统的基本概念、分类及性能指标，分析模拟通信与数字通信的区别及联系。

2. 常用电子元器件：讲解常用电子元器件的原理、特性及其在通信系统中的应用，如放大器、滤波器、调制器等。

3. 通信电子系统设计方法：学习通信电子系统设计的基本流程、方法及注意事项，包括系统需求分析、方案设计、电路仿真等。

4. 电路设计与仿真：教授如何使用相关软件工具（如Multisim、Protel等）进行原理图绘制、电路仿真及PCB设计。

5. 实践项目：分组进行通信电子系统设计与搭建，培养学生动手实践能力，包括小型无线电发射与接收系统、信号发生器等。