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)
《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
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。
数字电路与逻辑设计微课版(第一章数字电路与逻辑设计基础)教案
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
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。
第一章-绪论(现代电子技术与应用)PPT课件
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
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1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
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1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
电子系统设计部分课后答案
V
R3 R2 R3
VCC
1 2
VCC
所以取R2=R3=10k。
静态时，放大器输出电压应等于同相
输入端电压。
C1、C2为放大器耦合电容，取 C1=C2 =10uF。
电压放大倍数︱Auf︱=RF/R1 =10，所以RF=10R1。 取R1=20k,则RF=200k。
第二次作业及参考答案
1、用一双电源供电的运放，设计一单电源交流电压放大电路， 电压放大倍数为10倍。
v4
2R2 R1
R1
v R1
1
2R2 R1
(v1
+
v2 )
_ A1
R2 R3 _
vo
_ vo
R4 R3
(v3
v4 )
R4 R3
1
2R2 R1
(v1
v2 )
vR1=v1-v2
iR1
Av
vo v1 v2
R4 R3
1
1、什么是电子系统？电子系统由哪几部分组成以及每部分的 作用。 答：通常将由电子元器件或部件组成的能够产生、传输、采 集或处理电信号及信息的客观实体称之为电子系统。
一般电子系统由输入电路、信息处理、输出电路三大部分 组成。 输入电路：主要是对输入信号进行预处理，比如滤波或模数 转换等，使更加适合信息处理； 信息处理：对预处理后的信号进行运算、转换、比较等不同 的处理。 输出电路：对处理后的信号进行功率放大或数模转换等，使 之适合输出需要。
先进性，主要针对科研攻关项目。
可靠性，主要针对军工、航天领域。
实用性，主要针对市场产品，要求对价格、性能和可靠性综
电子系统设计--课程设计
Power
Output Amplifier
➢ Amplifiers are the system interface to the outside world ➢ They directly impact the user experience（用户体验）
➢ What you can see, hear,or measure
Байду номын сангаас
一、面包板
二、万用板
设计经验和意识
➢功率意识
➢分工合作、加强沟通，提高合作效率
➢模块设计概念
➢理论中理想阻容、运放等芯片模型与工程实践非理 想模型认知，
➢设计辅助工具应用，提高设计效率
➢工艺
及可测试性设计
结束语
谢谢
Thanks!
一、单元设计
➢原理设计（电路参数确定、
）
➢仿真分析验证理论（例如滤波器设计：采用TI的filterPro，模拟电 路分析multisim或者Tina仿真分析，数字可用Multisim或Proteus）
➢关键器件参数分析及测试、仿真模型建立验证、
➢硬件焊接、
（模拟分单元设计：供电单元、传感器单元、
信号调理单元、采集单元、数字单元、信号产生单元、驱动单元等）
➢对着输入需求，逐条罗列出指标和功能检查，并且测试记录数据， 分析达到效果，逐步优化
➢紧固焊接，加固线束和元器件等，尤其面包板线保障可靠，提高可 靠性，追求航天工艺标准整理线束规范，焊接工艺美观可靠，测试 点标识清楚，随时等待验收，携带测试报告比对
（示波器拷贝或者拍照、或者 绘制），绘制表格，数据误差分析等，对比理论分析、仿真分析、 实践测试三者数据和误差，总结实训。
➢综合能力：
第1章 用Multisim设计电路实验
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。
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➢ 为后续的毕业实习和毕业设计做好理 论知识的储备
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电子系统概述
1、电子系统的定义
由电子元件和模块组成的,能够产生、传 输、处理电信号和信息的客观实体。
特点： 1. 包含多种电子电路 2. 具有复杂性和综合性
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电子系统概述
●DSP系统 以DSP器件为核心的电子系统，主要用
于数字信号处理，内部集成硬件乘法器。 系统优点：
信号处理速度快，实时处理能力强 系统缺点:
器件价格比较高
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电子系统概述
3、电子系统的分类
嵌入式系统
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电子系统概述
●嵌入式系统 嵌入到对象系统中的、软硬件可裁剪的
专用计算机系统。 系统特点： 1. 嵌入性 2. 专用性 3. 计算机系统
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电子系统设计方法
1、一般方法
自顶向下设计法
➢ 自顶向下的设计方 法
➢ 自底向上的设计方 法
➢ 以自顶向下方法为 主导，并结合使用 自底向上的方法
工作稳定、可靠性高 系统缺点：
1. 处理复杂运算时，所需硬件规模大，成本高，功 耗大 2. 实时性差
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电子系统概述
3、电子系统的分类
单片机系统
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电子系统概述
●单片机系统 以单片机为核心组成的硬件和软件电子系统。
1、马建国等，电子系统设计，高等教育出版社，2007.1 2、余小平 、奚大顺等，电子系统设计基础篇及专题篇，北京航 空航天大学出版社，2010.9 3、谢自美，电子线路综合设计 ，华中科技大学出版社，2008.2 4、黄智伟，全国大学生电子设计竞赛系统设计，北京航空航天 大学出版社，2008.4 5、何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2008.1 6、刘克刚等，复杂电子系统设计与实践，电子工业出版社， 2010.6 7、张金等，现代电子系统设计 ，电子工业出版社，2011.1 8、刘宁，创意电子设计与制作，北京航空航天大学出版社， 2010.5 9、王纬，感悟设计，北京航空航天大学出版社，2009.5 10、张俊，匠人手记，北京航空航天大学出版社，2008.6
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课时（48学时）安排
第一章 电子系统设计方法（2次课） 第二章 常用传感器及其在电子系统中的应用（4次课） 第三章 模拟系统设计（3次课） 第四章 数字系统设计（4次课） 第五章 以单片机为核心的智能型电子系统设计（6次课） 第六章 综合电子系统设计实例（3次课） 机动学时（1次课） 复习（1次课）
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成绩认定
本课程的成绩由期末考试成绩、平时成 绩两部分组成，按百分制计。 期末考试成绩占： 80%。 平时成绩占： 20%
注：平时成绩按作业完成及到课情况评定。
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本次课授课提纲
➢ 课程性质、目的和任务 ➢ 电子系统概述
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电子系统设计方法
3、电子系统设计流程
以标准数字集成电路为核心的电子系统设计流程
系统优点： 处理功能灵活，强大，硬件设计可以适当简化
系统缺点： 1. 处理速度慢，难以满足实时性高的要求 2. 除硬件设计外，还需进行软件设计
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电子系统概述
3、电子系统的分类
DSP电子系统
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电子系统概述
3、电子系统的分类
模拟电子系统
对讲机
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无线遥 控门模拟电子系统
按连续方式直接对连续变化的电参量（简 称模拟信号）进行处理的电子系统。
系统优点：
简单、高效、低成本、低功耗
系统缺点：
1. 系统工作的稳定性、可靠性低 2. 设计与调试的难度大
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电子系统概述
3、电子系统的分类
数字电子系统
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电子系统概述
●数字电子系统 按离散方式对离散的电参量（简称数字信号）进
行处理的电子系统。 系统优点：
电子系统设计__第1 章第1课
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电子系统设计
办公室： 电计系电子技术应用教研室
授课教师： 黄宇
联系方式: 15884378145
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教材及参考书
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其它参考书
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电子系统概述 常见电子系统
收音机
数字万用表
单片机系统
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电子系统概述
2、电子系统的构成
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电子系统概述
3、电子系统的分类
模拟电子系统 数字电子系统 单片机电子系统 DSP电子系统 嵌入式电子系统
1、电子系统定义 2、电子系统分类
➢ 电子系统设计方法
1、设计流程 2、EDA工具
➢常用电子系统调试工具
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课程性质、目的和任务
➢ 电子工程实训的重要专业理论课程
➢ 以模电、数电、单片机、EDA技术等课 程为先修课程
➢ 训练电子设计知识综合运用能力；培 养科学、系统、全面的综合设计素质； 具备中小型电子系统设计能力
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电子系统设计方法
2、电子系统设计的一般步骤 （1）项目分析 （2）系统方案制定 （3）电路设计 （4）PCB板设计 （5）组装及调试 （6）归档
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电子系统设计方法
3、电子系统设计流程
以模拟器件为核心的电子系统设计流程