电子系统设计教学大纲

《电子系统设计》课程教学大纲

课程代码：030741011

课程英文名称：Electronic system design

课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0

适用专业：电子信息科学与技术专业

大纲编写（修订）时间：2017.5

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

电子系统设计是电子信息科学与技术专业本科生的必修专业课之一，通过课程了解并掌握电子系统的基本构成、电子设计单元电路，特别是掌握基于单片机、CPLD、FPGA的设计方法，提高学生的综合素质，培养创新精神。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：

1．掌握电子系统方案设计的基本原理和方法，应用方案比较，方案论证，工作原理考核，测试方案论证，测试仪器选择，数据分析，系统总结等方法进行系统整体方案设计；

2．具有设计单元电路的能力；

3. 具有运用相关电子设计工具软件的应用能力，能使用相应软件进行实例设计；

4．具有基于硬件平台进行电子系统综合调试的能力，能够实现某些基本功能；

5．了解电子系统的最新技术和发展方向。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1.基本知识：掌握电子系统设计的基本思想、原理、方法。

2.基本理论和方法：掌握包括电源设计、键盘输入、显示输出等基本电路，掌握应用单片机、CPLD、FPGA进行系统设计的基本原理和方法。

3.基本技能: 能够应用单片机、CPLD、FPGA为核心芯片进行简单系统的设计。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力，重点应放在提高工程应用的训练上。

2．教学手段：本课程属于应用技术类的专业课，教学内容中设计大量的电路设计和程序设计。在教学中应结合实际，如真实的电子器件、开发板等实物进行讲解以增加学生的感性认识，对程序设计调试等内容采用多媒体教学，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求

本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有模拟电子基础、电子电路设计基础、电路原理、数字电子技术、单片机及嵌入式基础、数字系统与VHDL。本课程将为毕业设计的学习打下良好基础。

（五）对习题课、实践环节的要求

1．对重点、难点章节应安课堂演示，结合开发板等进行现场调试等，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业要少而精，内容以查资料、进行实际电路设计为主，并针对学生的典型设计进行课堂讲解和讨论，分析不同设计的差别和优缺点，对设计方法要鼓励多样化。学生必须独立、

按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型电路的实现方法，获得相关仪器设备操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。

（六）课程考核方式

1．考核方式：考试

2．考核目标：在考核学生对电子系统设计基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、硬件设计能力和程序设计能力。

3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占20%，期末考试成绩占70%。

平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。

（七）参考书目

《电子系统设计（第2版）》李金平等，电子工业出版社，2012

《电子系统综合设计―基于大学生电子设计竞赛》周立青等，电子工业出版社，2017

《SOPC技术实用教程》潘松，黄继业，清华大学出版社，2005

《挑战SOC－基于NIOS的SOPC设计与实践》彭澄廉，清华大学出版社，2004

二、中文摘要

电子系统设计是电子信息科学与技术专业本科生的必修专业课之一，通过课程了解并掌握电子系统的基本构成、电子设计单元电路，特别是掌握基于单片机、CPLD、FPGA的设计方法。课程的主要内容包括电子系统设计基本构成和设计方法、电子元器件、电源电路、基本输入输出电路、以单片机为核心的电子系统设计、以CPLD为核心的电子系统设计、单片机与CPLD协同设计、基于FPGA的电子系统设计和软核CPU产品等。本课程对提高学生的电子设计能力，培养创新精神有益，将为毕业设计等教学环节奠定基础。

三、课程学时分配表

四、教学内容及基本要求

第1部分电子系统设计概论

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

第1.1部分电子系统的构成、设计流程（讲课2学时）

具体内容:

1) 明确本课程的内容、性质和任务；

2) 电子系统的构成；

3) 电子系统的设计流程；

第2部分电子设计基础知识

总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0

第2.1部分数制、码、数字运算（讲课1学时）

具体内容:

1) 数值表示问题；

2) 常用编码技术；

3) 数字运算；

重点:

数字运算的越界问题

第2.2部分基本器件：电阻、电容、电感（讲课1学时）

1) 电阻的功能、分类、选用原则；

2) 电容的功能、分类、选用原则；

3) 电感的功能，感性器件的应用注意事项；

重点:

器件的识别与选用原则

第2.3部分二极管、三极管、逻辑电路、基本组合电路（讲课2学时）具体内容:

1) 二极管的工作原理及应用；

2) 三极管的工作原理及应用；

3) 逻辑电路的基本原理及应用；

4) 基本组合电路的设计；

重点:

二极管的工作原理及应用、三极管的工作原理及应用

难点:

应用二极管、三级管设计电路