《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。

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。

【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——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
复杂单片机的开发应用。

【教学内容】
1.方案设计
2.硬件电路设计
3.CPLD内部逻辑电路设计
【思政元素】通过学习单片机最小学习系统，让学生看到单片机内部结构及其工作原
理，以基础知识培养学生的工程意识和创新思维。

表2 课程目标与教学内容.教学方法的对应关系
五、课程考核方式与成绩评定
考核方式：考查
课程考核由平时考核和期末考核组成，相应的成绩评定由平时成绩（40%）和期末成绩（60%）两部分组成，平时考核和期末考核详细考核方法详见课程考核方案。

表3课程考核方式与课程目标的对应关系
说明：考核方式和考试分值比例仅作参考，每一学期允许略有浮动。

六、评分标准
表4课堂出勤评分标准
表5课程作业评分标准
表6课堂表现评分标准
表7期末考试评分标准
七、教材及参考书目
推荐教材：
贾立新等.电子系统设计与实践（第4版），北京：清华大学出版社，2019. 参考教材：
1.袁小平.电子技术综合设计教程，北京：机械工业出版社，2008.
2.臧春华.综合电子系统设计与实践，北京：北京航空航天大学出版社，2009.。