电子系统设计
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。
电子系统设计的基本原则和方法
电子系统设计的基本原则和设计方法一、电子系统设计的基本原则：电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。
具体如下：1、整体性原则在设计电子系统时，应当从整体出发，从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手，去揭示与掌握电子系统整体性质，判断电子系统类型，明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等，从而确定总体设计方案。
整体原则强调以综合为基础，在综合的控制与指导下，进行分析，并且对分析的结果进行恰当的综合。
基本的要点是：（1）电子系统分析必须以综合为目的，以综合为前提。
离开了综合的分析是盲目的，不全面的。
（2）在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。
即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中，往往也需要又电子局部的综合。
（3）综合不许以分析为基础。
只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后，才能进行综合。
没有详尽以分析电子系统作基础，综合就是匆忙的、不坚定的，往往带有某种主管臆测的成分。
2、最优化原则最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的，由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷，使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美，需要在约束条件的限制下，从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手，进行参数分析，分别计算每个优化指标，并根据有忽而指标的要求，调整元器件或功能模块的参数，知道目标参数满足最优化目标值的要求，完成这个系统的最优化设计。
3、功能性原则任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。
仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分，并将其作为独立电子系统更能模块；再全面分析各模块功能类型及功能要求，考虑如何实现这些技术功能，即采用那些电路来完成它；然后选用具体的实际电路，选择出合适的元器件，计算元器件参数并设计个单元电路。
电子系统设计实验报告
电子系统设计实验报告电子系统设计实验报告引言：电子系统设计是现代科技领域中非常重要的一部分，它涉及到电子元件、电路设计、信号处理等多个方面的知识。
本次实验旨在通过设计一个简单的电子系统来加深对电子系统设计的理解和掌握。
实验目的：本次实验的目的是设计一个基于Arduino的温度监测系统。
通过该系统，能够实时监测环境温度并将数据显示在LCD屏幕上。
实验器材：1. Arduino开发板2. 温度传感器3. LCD显示屏4. 连接线等实验步骤：1. 首先，将温度传感器与Arduino开发板连接。
将传感器的VCC引脚连接到5V引脚，GND引脚连接到GND引脚，将信号引脚连接到Arduino的A0引脚。
2. 接下来，连接LCD显示屏。
将显示屏的VCC引脚连接到5V引脚，GND引脚连接到GND引脚，将SDA引脚连接到A4引脚，SCL引脚连接到A5引脚。
3. 在Arduino开发环境中编写代码。
首先，需要包含所需的库文件，如LiquidCrystal_I2C库和Wire库。
然后，定义温度传感器引脚和LCD显示屏的相关参数。
接着，在setup函数中初始化LCD显示屏，并设置显示屏的列数和行数。
在loop函数中，通过调用温度传感器库函数获取环境温度，并将其显示在LCD屏幕上。
4. 将Arduino开发板与电脑连接，并上传代码到开发板上。
5. 实验完成后，观察LCD屏幕上的温度显示，确保温度监测系统正常工作。
实验结果：经过实验，我们成功设计并实现了一个基于Arduino的温度监测系统。
该系统能够准确地测量环境温度，并将数据实时显示在LCD屏幕上。
通过该系统，我们可以方便地监测环境温度的变化。
实验总结：通过本次实验，我们对电子系统设计有了更深入的了解。
我们学会了如何使用Arduino开发板和相关传感器进行电子系统的设计。
同时，我们也掌握了如何编写代码并将其上传到开发板上。
这些技能对于今后从事电子系统设计工作将非常有帮助。
电子系统设计导论
通过增加备份组件和系 统，提高系统的稳定性 和可靠性。
容错技术
采用容错算法和检测技 术，及时发现和纠正系 统中的错误。
热设计
合理设计散热系统，确 保系统在正常温度范围 内工作。
系统功耗问题
低功耗设计
选用低功耗元件和芯片，优化电路设计，降低系统功 耗。
电源管理
采用适当的电源管理策略，如动态电压调整和休眠模 式，减少不必要的功耗。
案例一：数字音频处理器的设计
设计目标
设计一款高效、低失真的数字音频处理器，用于音频信号 的压缩、均衡和动态处理。
关键技术
数字信号处理算法、音频编解码技术、可编程逻辑门阵列 （FPGA）实现。
系统架构
采用FPGA作为核心处理单元，通过数字信号处理器（DSP） 算法实现音频信号的处理，并采用高速串行接口与外部存储 器和通信接口进行数据传输。
PCB布局与布线
根据原理图，合理安排元器件在PCB板上的位置，并进行电路布 线。
元器件选择与采购
元器件选型
根据电路设计和性能要求，选择合适 的元器件型号和规格。
采购与库存管理
根据元器件清单进行采购，确保元器 件的质量和交货期；建立库存管理制 度，确保元器件的及时供应和有效利 用。
电路板设计与制作
1
嵌入式系统设计技术是电子系统设计中不可或缺 的一部分，它涉及嵌入式系统的设计和实现。
2
嵌入式系统设计技术主要通过微控制器、可编程 逻辑器件等硬件实现，能够实现控制、监测、数 据处理等功能。
3
嵌入式系统设计技术的应用范围广泛，包括智能 家居、工业控制、医疗电子等领域。
集成电路设计技术
集成电路设计技术是电子系统设计中不可或缺的一部分，它涉及集成电路 的设计和实现。
电子系统设计实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，电子系统设计在各个领域中的应用越来越广泛。
为了提高自己的实践能力和综合素质，我选择了电子系统设计实习。
本次实习旨在通过实际操作，掌握电子系统设计的基本方法，提高自己的动手能力和设计水平。
二、实习目的1. 掌握电子系统设计的基本原理和流程。
2. 学会使用常用电子设计工具，如EDA软件、PCB设计软件等。
3. 提高动手能力，学会焊接、调试等基本技能。
4. 培养团队合作精神，提高沟通协调能力。
三、实习内容1. 电子系统设计基础知识实习期间，我学习了电子系统设计的基本原理，包括模拟电路、数字电路、微控制器等。
通过学习，我对电子系统设计有了初步的认识，了解了各个模块的功能和作用。
2. EDA软件使用为了提高设计效率，我学习了Altium Designer软件，通过实际操作，掌握了电路原理图绘制、PCB设计、仿真等基本技能。
在绘制电路原理图时，我学会了如何使用元件库、布线规则等，使电路图更加规范。
3. PCB设计在PCB设计方面，我学习了Altium Designer软件的PCB设计功能，掌握了元件布局、布线、测试点设置等技巧。
通过实际操作，我完成了一个简单的PCB设计，并进行了焊接和调试。
4. 焊接与调试在焊接方面，我学习了手工焊接的基本技能，包括烙铁的使用、焊接方法、焊接注意事项等。
在调试方面，我学会了使用示波器、万用表等工具，对电路进行测试和故障排查。
5. 项目实践在实习期间，我参与了一个电子系统设计项目，负责电路设计、PCB设计和调试。
通过团队合作，我们成功完成了项目，并进行了演示。
四、实习心得体会1. 实践是检验真理的唯一标准。
通过实习，我深刻体会到理论知识的重要性，同时也认识到实际操作技能的必要性。
2. 团队合作是完成项目的关键。
在实习过程中，我学会了与团队成员沟通、协作，共同解决问题，提高了自己的沟通协调能力。
3. 持续学习是提高自己的重要途径。
电子系统设计领域不断更新，我们需要不断学习新技术、新方法，以适应行业发展的需求。
电子系统设计
电子系统设计
电子系统设计是指将电子元器件、电路和软件等组合在一起，实现特定功能的过程。
电子系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计是指根据系统需求和功能要求，选择合适的电子元器件，并设计电路连接方案。
硬件设计需要考虑电路的稳定性、电源电压和电流要求、信号传输的可靠性、抗干扰能力等因素。
硬件设计常用的工具有电路设计软件、原理图绘制软件和模拟仿真软件等。
软件设计是指根据系统需求和功能要求，编写控制电子系统运行的软件程序。
软件设计需要根据硬件设计的电路连接方案，确定各个电子元器件的工作模式和控制信号，编写相应的代码实现系统的功能。
软件设计常用的工具有集成开发环境（IDE）、编译器和调试器等。
在进行电子系统设计时，需要进行系统的需求分析和功能规划，确定系统的硬件和软件需求。
然后进行电路设计和软件设计，完成电子系统的原理图和程序编写。
最后进行系统的调试和测试，确保系统可以正常工作。
1
电子系统设计应用广泛，可以应用于各种领域，如通信、计算机、医疗、汽车、航空航天等。
电子系统设计的目的是实现特定功能，提高工作效率和品质，同时也要考虑成本和资源的限制。
2。
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：
电子系统设计方案(PDF 66页)
UI
C1
1 C2
0.33F 1µF
UO
+
+
W7805 稳压器基本接线图
W7905 稳压器基本接线图
电容C1——防止自激振荡。 0.1F ~ 0.33F 电容C2——减小高频干扰，改善瞬态特性。1F
输入与输出之间的电压差不得低于2V
2）提高输出电流的电路
VD 的作用：补偿三极管的发射结电压，使电路输出 电压等于三端集成稳压器的输出电压。
第一节 78/79系列三端稳压器
一、 78系列三端稳压器 78L×× 输出电流100mA 78M×× 输出电流500mA 78×× 输出电流1000mA 标称输出电压：5、6、7、8、9、10、12、
15、18、24。
表2.1 三端稳压器的基本技术指标
项目
符号 78L 78M 78 79L 79M 79 单位
1 W78XX
3
+
C1
2
C2
0.33F
1F
UI
0.33F
1F
_
C1
1
C2
2 W79XX 3
+UO RL1
RL2 －UO
正负电压同时输出电路
4 三端固定稳压器使用注意事项
1）防止输入输出接反，损坏器件； 2）防止稳压器浮地故障； 3）如果输出电压|V0|〉7V，应接保护二极
管 4）输入电压不能超过允许最高输入电压
3）提高输出电压的电路
UO UO U Z
UO
(1
R2 R1
)U O
4）使输出电压可调的电路
射极跟随
因为 U A
R2 R3 R1 R2 R3
UO
UO U A UO
《电子系统设计》课程设计
《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
电子系统设计字数：2687字引言：随着科技的不断发展，电子系统在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
无论是我们的手机、电视、音响等，还是电子设备在医疗、交通、工业等方面的应用，电子系统都在为我们提供更加便捷和高效的服务。
本文将介绍电子系统设计的基本原理和步骤，以及在实际应用中需要注意的问题。
一、电子系统设计的基本原理1.1 系统需求分析在设计任何系统之前，首先需要明确所需解决的问题以及系统的功能和性能要求。
这可以通过与客户和用户进行沟通和交流来实现。
根据需求分析，我们可以对系统进行结构和功能的初始设计，并在后续的过程中进行逐步优化。
1.2 系统架构设计系统架构设计是整个设计过程中的关键步骤，它确定了系统的整体结构和组成部分之间的关系。
在进行系统架构设计时，我们需要考虑到系统的功能、性能、可靠性、成本以及系统的扩展性和维护性等方面的因素。
常用的系统架构包括单处理器架构、多处理器架构、分布式系统架构等。
1.3 硬件设计在硬件设计阶段，我们需要确定系统所需的各种硬件组件和接口，并进行电路设计和原型制作。
硬件设计涉及到电路图设计、电路板布局和制造等环节，其中还包括分析和验证电路性能以及对可靠性和EMC（电磁兼容性）的测试。
1.4 软件设计软件设计是电子系统中另一个重要的方面。
它涉及到编程语言的选择、算法的设计和软件模块的开发等。
软件设计需要根据系统的需求，选择合适的编程语言和开发工具。
同时，软件设计还需要考虑到系统的可靠性、实时性、可移植性和安全性等因素。
1.5 系统集成和测试系统集成是将各个组成部分整合在一起，形成一个完整的系统的过程。
系统集成包括硬件和软件的集成，以及对系统进行功能测试和性能测试。
通过系统集成和测试，我们可以验证系统的功能和性能是否达到预期，并对系统进行调整和优化。
二、电子系统设计中的注意事项2.1 功耗管理在设计电子系统时，功耗管理是一个需要特别关注的方面。
随着电子设备的普及和多样化，不断增长的功耗给环境和能源消耗带来了巨大的压力。
电子系统设计概述
4.5 嵌入式系统开发工具
单片机系统集成开发环 境:ARM/C51 IDE
DSP(数字信号处理)集成 开发环境:TI CCS (Code Composer Studio)
嵌入式系统软件开发调试 环境:ARM Code Warrior集 成开发环境
多核嵌入式系统发展方向 调试主
机PC
¾ 单元级联接口、配合、协议
¾ 绘出系统电路图
模仿、改进、创新 23
3.3 元器件选择与应用
¾ 电阻器/电位器
器件工作温度℃ C:0~70 I:-40~+85
(阻值、精度、功率、温度、频率) A:-55~+105
¾ 电容器
M:-55~+125/150
(容量、精度、耐压、温度、绝缘电阻、损耗、 频 率)
协议转 换器 ICE/ICD
调试 目标
35
5 电子系统安装调试
组装调测：自底向上法(焊接电路) 原则
合理布局——电磁兼容问题 方便调测——留有测试点 分段/级/块装调——自底向上法 数字逻辑功能(工具)、模拟精度指标(经验) 测试设计——测试系统，计量原理
36
5 电子电路系统安装调试
38
5.3 电子系统的调试
(1) 调试准备
¾ 测试设备和测量仪表 (操作使用) ¾ 技术文件 (电路图、器件资料) ¾ 调试安全措施：人员、设备
39
(2) 调试方法、步骤
¾ 先直观检查、 再通电检查 ¾ 电路分块隔离、先静态再动态 ¾ 先单元调试、再整机联调 ¾ 先硬件调试、后软件模块化调试 ¾ 软硬件集成、综合、系统联调
提出解决方案、执行项目和结束项目4个阶段
投
入 识别 提出
综合电子系统设计_系统设计概述
综合电子系统设计_系统设计概述综合电子系统设计是一项综合运用电子学、计算机科学、通信技术和控制工程等相关学科知识，通过对实际问题的分析和综合，设计出可以满足特定需求的电子系统的过程。
这些电子系统可以是各种各样的设备和系统，如智能手机、电视机、无人机、自动化生产线等。
在综合电子系统设计中，设计师需要综合考虑多个因素，包括系统的性能需求、功耗要求、成本预算、可靠性要求等。
设计的过程通常包括以下几个关键步骤：1.需求分析：在这一步骤中，设计师需要明确系统的需求和目标。
这包括对系统功能、性能要求、用户界面、外部接口等的分析和定义。
2.架构设计：在架构设计阶段，设计师需要确定系统的整体结构和模块之间的关系。
这包括确定系统的硬件和软件组件、选择合适的处理器架构、选取适当的通信接口和传感器等。
3.系统设计：在系统设计阶段，设计师需要对每个模块进行详细设计。
这包括选择适当的电子元器件、编写软件代码、设计电路板布局等。
4.验证和测试：在完成系统设计后，设计师需要对系统进行验证和测试，以确保系统符合需求和规格要求。
这包括功能性测试、性能测试、可靠性测试等。
5.生产和维护：在系统设计验证和测试通过后，设计师需要进行系统的生产和维护。
这包括批量生产、质量控制、售后服务等。
综合电子系统设计需要设计师具备广泛的知识和技能。
设计师需要熟悉电子器件的特性和工作原理，了解各种通信和控制技术，懂得编写各种软件代码。
此外，设计师还需要具备良好的逻辑思维能力和问题解决能力，能够将理论知识应用到实际问题中，并及时处理和解决遇到的各种技术和工程问题。
电子系统设计概述
总结词
高可靠性设计是电子系统设计中不可或缺的一环，有助于 保证设备在复杂环境和应用中的稳定性和可靠性。
要点二
详细描述
高可靠性设计需要采用冗余技术和容错技术，提高系统可 靠性和稳定性。同时，加强电子元件和材料的筛选和测试 ，确保其质量和可靠性。此外，采用故障检测和诊断技术 ，及时发现和排除故障，保证设备的正常运行。在系统设 计中还需考虑环境适应性、耐久性和可维护性等因素，以 提高设备在实际应用中的表现。
元器件库存，避免资源浪费和设计延误。
05
电子系统设计挑战与解 决方案
高性能需求实现
总结词
高性能需求是电子系统设计中的重要挑战，需要关注处理速度、运算精度和实时响应等 方面。
详细描述
为了实现高性能需求，电子系统设计需要采用先进的微处理器、数字信号处理器（DSP） 和可编程逻辑器件等技术，优化算法和数据处理流程，提高系统运算速度和精度。同时，
电路仿真软件
总结词
电路仿真软件用于模拟和验证电子系统的行为和性能。
总结词
电路仿真软件是电子系统设计过程中不可或缺的工具，它 能够大大提高设计的可靠性和效率。
详细描述
电路仿真软件如Multisim、SPICE等，能够模拟电路在不 同条件下的行为，帮助设计师预测电路的性能、发现潜在 的问题并进行优化。
案例二：无人机控制系统设计
总结词
无人机控制系统设计是实现无人机自主飞行和完成任务的关键，涉及到飞行控制、导航定位、通信协议等多个方 面。
详细描述
无人机控制系统设计需要对飞行动力学、传感器技术、控制算法等进行深入研究。其主要功能包括飞行控制、导 航定位、图像传输等，广泛应用于航拍、物流、农业等领域。
系统设计的创新和应用。
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. 让学生掌握电子系统的基本组成、工作原理和设计方法；2. 使学生了解常见电子元器件的功能、特性和应用；3. 引导学生理解电子系统设计中涉及的数学和物理知识。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行电子系统方案设计的能力；2. 提高学生动手实践能力，能独立完成简单电子系统的搭建和调试；3. 培养学生运用相关软件（如Multisim、Protel等）进行电路仿真和PCB设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发创新精神；2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神，养成良好的学术道德；3. 引导学生关注电子技术在日常生活和社会发展中的应用，提高社会责任感。
本课程针对高年级学生，具有较强的理论性和实践性。
结合学生特点，课程目标注重培养学生的动手实践能力和创新能力，使学生在掌握基本理论知识的基础上，能够独立设计和实现简单的电子系统。
通过本课程的学习，为学生进一步深造和从事电子技术领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子系统的基本概念与组成：包括电子系统的定义、分类、基本组成部分及其功能；- 教材章节：第一章 电子系统概述2. 常见电子元器件：电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等，讲解其工作原理、特性参数和应用实例；- 教材章节：第二章 常用电子元器件3. 电子系统设计方法：讲解电子系统设计的基本流程、步骤和方法，包括需求分析、方案设计、电路仿真、PCB设计等；- 教材章节：第三章 电子系统设计方法4. 电子系统实践：结合实际案例，指导学生进行电子系统设计、搭建和调试；- 教材章节：第四章 电子系统实践5. 相关软件应用：介绍Multisim、Protel等软件在电子系统设计中的应用，进行电路仿真和PCB设计；- 教材章节：第五章 电子设计自动化6. 课程总结与拓展：对所学知识进行总结，探讨电子系统设计的发展趋势和新技术。
教学内容安排和进度：本课程共计16学时，分配如下：- 第1-2学时：电子系统概述- 第3-4学时：常用电子元器件- 第5-6学时：电子系统设计方法- 第7-10学时：电子系统实践- 第11-14学时：相关软件应用- 第15-16学时：课程总结与拓展教学内容注重理论与实践相结合，使学生能够系统地掌握电子系统设计的相关知识，提高实际操作能力。
第1章 电子系统设计概述
第1章电子电路设计概述1. 1 电子系统的基本概念所谓电子系统是指由一组电子元件或基本电子单元电路相互连接、相互作用而形成的电路整体，能按特定的控制信号，去执行所设想的功能。
一般按电子系统所处理加工完成信号的不同，可分为模拟电子系统、数字电子系统和数字一模拟混合电子系统。
1. 1. 1 模拟电子系统模拟电子系统的主要功能是对模拟信号进行检测、处理、变换和产生。
模拟信号的特点是，在时间上和幅值上均是连续的，一在一定的动态范围内可能任意取值。
这些信号可以是电量(如电压、电流等)，也可以是来自传感器的非电量(如温度、压力、流量等)。
组成模拟电子系统的主要单元电路有放大电路、滤波电路、信号变换电路、驱动电路等。
图1-1 为低频功率扩音系统框图，它由话筒、音频放大器、扬声器和电源组成。
图1-1 低频功率扩音系统框图当人们对着话筒讲话时，话筒将声音高低强弱的变化，转换成相应的电信号。
由于该信号非常微弱，必须经过音频放大器的放大，才能驱动扬声器。
音频放大器一般由前置放大、电压放大和功率放大电路组成下通过前置放大、电压放大单元电路，提高信号电压；通过功率放大电路，可提高所需的输出功率。
随着集成电路技术的发展，对于一个小功率的扩音系统，完全可用一片集成电路来实现。
对于更复杂的模拟电子系统，可以用几片集成电路再加上分离元件和电路单元来实现。
本书将从工程实践的角度出发，对组成模拟电子系统的典型单元电路、常用模拟集成电路将作详细的分析，同时讲述构成模拟电子系统的设计方法。
1. 1. 2 数字电子系统由若干数字电路和逻辑部件组成，处理及传送数字信号的设备称为数字系统。
数字信号的特点是不随时间作连续变化。
一个复杂的数字电子系统可分解为控制器加若干个子系统。
这些子系统完成的逻辑功能比较单一，一般由中、大规模集成电路实现，如存储器、译码器、数据选择器、加法器、比较器、计数器等。
数字电子系统中必须要有控制器，控制器的主要功能是来管理各个子系统之间的互相操作，使它们有条不紊地按规定的顺序操作。
电子系统设计
电子系统设计引言电子系统设计是指通过电子元器件和电路来实现特定功能的系统。
在现代科技发展的背景下，电子系统设计已经成为许多行业的核心。
无论是通信设备、消费电子、汽车电子还是工业控制，都依赖于电子系统设计来实现其功能和性能。
本文将介绍电子系统设计的基本原理、方法和流程，以及常见的设计工具和技术。
通过阅读本文，读者将了解到电子系统设计的重要性以及如何进行系统设计。
电子系统设计的基本原理电子系统的组成和功能电子系统由电子元器件、电路和信号处理模块组成，用于实现特定的功能。
常见的电子系统包括计算机、手机、音频设备等。
不同的电子系统具有不同的功能需求，因此需要根据具体需求进行设计。
电子系统设计的目标电子系统设计的目标是满足特定的功能需求和性能要求。
在设计过程中，需要考虑以下因素：•功能需求：根据系统的应用场景和用户需求，确定系统的功能，并选择合适的组件和电路来实现。
•性能要求：根据功能需求，确定系统的性能指标，例如速度、精度、功耗等，并在设计中尽量满足这些要求。
•可靠性：电子系统通常需要在恶劣环境下运行，因此设计时需要考虑系统的可靠性，例如抗干扰能力、工作温度范围等。
电子系统设计的原则电子系统设计需要遵循一些基本的原则，以保证系统的稳定性、可靠性和性能：•模块化设计：将系统划分为多个模块，并对每个模块进行独立设计和测试，降低整体设计的复杂度。
•实用性和可扩展性：设计的系统应具备实用性，并且可以根据需要进行扩展和升级。
•经济性：在设计中应尽量节约成本，选用价格合适的元器件和材料。
•可维护性：设计的系统应易于维护和修理，减少故障发生和修复的难度。
电子系统设计的方法和流程了解需求在进行电子系统设计之前，首先需要了解系统的功能需求和性能要求。
这需要与用户、客户或系统使用者进行沟通，并收集相关的信息。
通过对需求的分析和理解，可以确定系统设计的范围和目标。
系统规划在了解需求之后，需要进行系统规划，确定系统的整体结构和各个模块之间的关系。
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1. 何谓数字电子系统:可以完成某种（或多种）特定的、功能不单一的一种电子系统。
一般应包含某种控制器及受控单元。
构成数字电子系统的4种方法/途径： A 用普通中小规模的74系列和COMS 的CD4000/4500系列器件; B 用大规模集成的CPU/MCU/DSP 器件; C 用专门的、大规模集成的ASIC 器件; D 用大规模集成的CPLD/FPGA 器件. PLD 技术的发展过程及现代化发展趋势：SPLD-CPLD/FPGA-SOPC.趋势：继续提高器件的集成度和芯片功能；采用新一代的生产系统；降低器件的功耗和工作电压；IP 内核得到进一步的发展;PLD 与ASCI,CPU 出现相互融合。
两大家：ALTERA 和XILINX2.EDA 是什么？现代EDA 技术是设计IC 和开发CPLD/FPGA 必不可少的工具，具有输入、存储、编译、仿真、调试、下载等重要功能。
EDA 应用1、电子线路设计 (如PROTEL 中的SCH 设计)2、PCB 设计(如PROTEL 中的PCB 设计)3、IC 设计(如1.普通IC 设计2.专用IC 设计3.PLD 应用设计 用EDA 开发PLD 内容 设计输入（原理图输入、HDL 语言输入、波形输入、状态图输入）设计处理（优化和综合、映射、布局与布线、生成编程文件）设计验证 （功能仿真、时序仿真、在线验证 3.了解人们为何要发展出各种可编程逻辑器件？ 主要目的是：人们想经济的自己定义/设计大规模集成的数字电子系统，达到少花钱又开发出满足自己要求的大规模集成数字电子系统。
4、CPLD 属于何种结构？用那些基本方法/技术研制/设计出来的？―――属阵列型结构，可编程的与阵列，固定的或阵列，在GAL 的基础上发展起来，EEPROM 存储单元，非易失性器件。
5、FPGA 属于何种结构？用那些基本方法/技术研制/设计出来的？―――属门阵列结构，利于LUT 实现逻辑功能，用SRAM 存储编程数据，集成度易做的很高，但调电后功能消失，是易失性器件。
6.ALTERA MAX7000S 系列器件的基本结构： A 与或乘积项结构，EEPROM 工艺，非易失性器件,芯片的集成度相对低；B 基本部件是：LE ； C 3个基本组成：LAB/PIA/IOB ，1个LAB 中包含16个LE ；D 了解器件型号的命名规则。
ALTERA FLEX 10K 系列器件的基本区别。
A LUT ，SRAM 工艺，易失性器件,芯片的集成度相对高；B 基本部件是：LE ；C 4个基本组成：LAB/EAB/PIA/IOB ，1个LAB 中包含8个LE,每个EAB 的容量是2KBit ；D 了解器件型号的命名规则 7.MAX7000S 系列器件： 是阵列型的PLD 器件，非易失性配置(EEPROM)，使用方便、简单，集成度不是很高，适合实现组合型逻辑电路等。
FLEX 10K/1K 系列器件：是LUT 型的PLD 器件，易失性配置(SRAM)，应用中需要采用外部配置元件（EPROM/EEPROM 等），集成度可做到很高（可达数百万门），尤其易于实现时序逻辑电路，器件性价比甚高等。
Altera MAX 7000 结构：逻辑阵列块(LAB)、可编程连线阵列（PIA ）、I/O 控制块(I/O B)，另外，有4个专用全局输入信号 MAX 7000利用什么技术实现复杂逻辑函数：对于更复杂的逻辑功能，还需要用更多的乘积项来实现，这时可以利用另外一个宏单元提供所需的逻辑资源，MAX 7000结构允许利用共享乘积项和并联扩展项来实现。
MAX 7000宏单元的组成：每个宏单元由5个乘积项组成。
这些乘积项可作为或门、异或门的输入以实现组合逻辑函数。
或者可作为触发器的辅助输入，实现置位、复位、时钟等信号。
每个宏单元有一个乘积项可以反相后送回逻辑阵列，供LAB 中的其他宏单元共享。
Alera 公司MAX7000器件扩展乘积项的种类和作用：共享扩展项 就是由每个宏单元提供一个未投入使用的乘积项，并将它们反相后反馈到逻辑阵列中，以便于集中使用。
并联扩展项 是利用LAB 中没有使用宏单元和他们的乘积项，这些乘积项可以分配到临近的宏单元中去，以实现高速复杂的逻辑功能。
利用扩展乘积项可保证在逻辑综合时，用尽可能少的逻辑资源得到尽可能快的工作速度。
FLEX10K 器件主要由嵌入式阵列EAB 、逻辑阵列块LAB 、快速布线互连Fast Track 和I/O 单元等四部分组成。
FLEX 10K 组成：FLEX10K 器件主要由1嵌入式阵列EAB 、2逻辑阵列块LAB 、3快速布线互连Fast Track,4I/O 单元等四部分组成 特点：1.属于嵌入式PLD 系列，具有在单个器件中的系统集成能力2.高密度3. 系统级特点（1采用先进的SRAM 制造工艺，支持多种工作电压 2支持多电压I/O 接口 3低功耗 4FLEX 10K 和FLEX10KA 器件遵守PCI 总线规定 5内置JTAG试电路；4.延迟/频）5.灵活的内部连接6.功能强大的I/O 引脚7.多样的封装形式8.所有器件都经过100测试9.FLEX10K 器件由Altera 的Quartus 和MAX+PLUS Ⅱ开发系统支持10.能与其他公司的多种EDA 工具接口11.多种配置方式列EAB 、作用: EAB : embedded array block 在PLD 中嵌入的一大块RAM 。
它可提供2048存储位,可实现16个以上的LEs 所能完成的复杂逻辑功能；可灵活配置为不同RAM ；能用一种模式预先载入数据，以实现预期的逻辑功能；单独使用,也可组合起来使用；可以将EAB 以产生大型的逻辑功能块；的功能。
作用：实现RAM 、ROM （LUT ）；实现FIFO 功能。
FLEX 10K 么技术实现复杂逻辑函数：EAB 。
EAB 各种复杂的逻辑功能及存储数据表格，控制器、数据处理、数据传输等，LAB 一般的逻辑功能 FLEX 10K 器件LE 的组成：个LE 含有一个4输入查找表(LUT)步使能的可编程触发器、链。
指出ALTREA 的FLEX10K 系列器件与系列器件的异同点：相同点：都是LSI/VLSI 程逻辑器件；可由用户自定义编程使用，次编程使用；计、使用；芯片功能强大，价廉物美。
应用广泛。
不同点：MAX7000单元是EEPROM ；无需外部配置，；集成度相对较低；FLEX10K:属于LUT 程单元是SRAM ；失；集成度相对较高，可达10万门级。
8.状态机就是一组触发器的输出状态随着时钟和输入信号按照一定的规律发生变化的一种过程。
状态机的每一个状态由一组触发器输出信号的高低电平的组合来表示。
器，它们被用来储贮状态机的状态。
<状态数＝2^ <状态位数> 9、可编程逻辑器件 什么是？可编程逻辑器件一种通用的电子器件，其功能不是固定不变的，而是可根据用户的需要而进行改变，即：编程设计的方法来定义器件的逻辑功能。
PLD 与MCU 的区别；MCU 现预期的功能；PLD 是通过内部硬件布线、件来实现预期的功能。
所以PLD 工作速度比MCU 要快得多。
阵列型简单PLD 件的种类及结构组成：分类名称 与阵列 输出电路 PROM 可编程只读存储器 固定 可编程 固定 PLA 可编程逻辑阵列 可编程 可编程 固定 PAL 可编程整列逻辑 可编程 固定可 组态 GAL 通用阵列逻辑 可编程 固定 组态功能强 现代PLD 使用的内部编程元件种类：(1) 编程的熔丝(Fuse)或反熔丝(Antifuse)开关；基于浮栅技术的存储器。
擦除的EPROM 、E2PROM 与Flash Memory(速存储器，简称为闪存)；(3) 用的静态存储器SRAM 。
PAL 器件 结构程与阵列&艺otp ）输出类型：极性输出结构、可编程输入输出结构、出结构GAL 器件 基本结构（可编程与阵列&定或阵列&可编程的输出逻辑宏单元OLMC ）点1、通用性和应用灵活性较高2、GAL 器件％可编程3、GAL 器件100％可测试4低功耗 工作原理 GAL 器件为与阵列可编程、阵列固定的可编程逻辑器件，采用了浮栅存储E2CMOS 工艺，具有电擦写反复编程的特性。
其输出端设置了可编程的输出逻辑宏单元OLMC 。
通过编程写入，用户可将OLMC 不同的工作状态，这样一种型号的GAL 具备PAL 器件先前讨论过的全部四种输出模式及其派生类型，增强了器件的通用性 的组成（1个可编程的与阵列8个输入缓冲器8输出/反馈缓冲器8 8个输出逻辑宏单元OLMC1个时钟输入CLK 缓冲器1个输出使能缓冲器）GAL 的输出逻辑宏单元OLMC 的几种组态和特点 1.专用输入2.专用组合输出3.反馈组合输出时序电路中的组合输出5.寄存器输出。
CPLD 组成：1逻辑块(LB) <或称逻辑阵列块（LAB ）>2可编程内连线（PI ）、3可编程I/O 块（I/O B ）CPLD 的性能特点:1改写和擦除 2）采用CMOS EPROM 、、Flash Memory 和SRAM 等编程技术，具有高密度、高速度、高可靠性和低功耗 3）I/O 和内含触发器可多达数百个，集成度远远高于PAL 和GAL 4各种数字电路系统设计的需要 5）与器件结构及逻辑连接等无关，可预测，竞争冒险 6）有多位加密位，I/O 、1.cpld ICR 4））用HDL :1.3.也称为下载。
分类：按使用计算机的通讯1）串口下载2）并口下载3）USB 接CPLD/FPGA 器件划1）CPLD 编程（适用于片内编程元件为、E2PROM 和闪存的器件）2）FPGA SDRAM 的器件）CPLD/FPGA 器件在编程下载过程中的状态1）主动配置方式在这种配置方式下,由器件引导配置操作的过程并控制着外部2）被动配置方式在这种配,由外部CPU 或控制器（如单片机）控CPLD/FPGA 器件的工作状态1、CPLD/FPGA 器件2、初始化状态CPLD/FPGA 器件内部的各类寄存器复位，I ／O 引脚为使器件正常工作作好准备。
3、用CPLD 器件正常工作时的状态； 基本结构主要为查找表（LUT ）结构1可编CLB ）2可编程输入输出块（IOB ）3PIR ）有两种配置模式1)被动串行模式配置。
2)边界扫描模式(JTAG)配置。
MAX+PLUS Ⅱ中进行AHDL 层次化设计的基1、分析设计任务,将任务分解, 编制好每个模块的AHDL 程2、在MAX+PLUS Ⅱ中使用文本编辑器(Text 中完成各个模块的程序输入与调试,并用命令建立模块的符号文.SYM 文件）。
3、在图形编辑器(Graphic 中建立一个GDF 文件,调入各个模块文连接好输入输出管脚,然后编译调试通过。