现代电子技术综合实验
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spContent=你想将学习的电子理论知识在电子产品中获得如何应用吗?来吧,本课程将传授你如何应用现代电子技术设计手段灵活自如地进行电子系统设计的全过程。其课程特色以项目实验为主,含有单片机和FPGA的综合应用,具有很强的综合性、工程实践性和创新设计与自主开发性,是工程师及创新人才的摇篮基地。
—— 课程团队
课程概述

现代电子技术综合实验课程是电子信息类专业本科生共同的一门实践类核心课程,是对先修的多门专业课程知识及现代电子设计技术的实际综合应用,在课程体系中具有重要地位。

本课程以项目为主线,采用FPGA、单片机应用设计技术,使学生学习与了解项目系统的工作原理,掌握项目系统的方案设计、模块与系统设计、仿真与硬件实施、数据实时测试与分析的全过程。目的使学生得到模拟与数字、硬件与软件的实际工程训练,获得综合电子设计分析问题和解决问题的能力提升,以及资料收集、合作讨论、论文报告撰写等综合素质的培养,为学生未来进入毕业设计、走向工作岗位和进入研究生学习奠定基础。

本课程教学模式采用教师授课为辅,实验过程辅导和跟踪、学生自主开放式设计为主。其实验相关知识授课内容10学时,开放式自主实验内容30学时。

本课程的学习环节包含:观看讲课视频、参与课程知识点应用的作业练习、选择实验项目、完成选定项目的方案设计、单元模块及系统的程序设计与仿真、硬件实现与数据测试分析。成果完成后,完成论文报告的撰写与提交,及课程作业与论文的互评考核等。


授课目标

将理论与实践进行高度的综合应用,通过本课程的学习,使学生能够综合运用专业基础知识及现代电子设计技术解决实际工程问题,熟练掌握项目系统的方案架构、设计实施、测试分析、论文报告撰写等全过程,使学生获得综合能力和创新能力的培养。

课程大纲

第一单元  课程概要与软硬件平台学习和使用(FPGA应用与单片机应用任选其一)

课程概要

FPGA硬件设计平台学习

FPGA软件设计平台安装

FPGA软硬件设计平台使用1

FPGA软硬件设计平台使用2

FPGA软硬件设计平台使用3

单片机应用设计概要

单片机应用设计硬件平台学习

单片机应用设计软件Keil的使用

第二单元  课程项目设计语言与设计案例学习(FPGA应用与单片机应用任选其一)

FPGA应用设计硬件描述语言VHDL-1

FPGA应用设计硬件描述语言VHDL-2

FPGA应用设计硬件描述语言VHDL-3

FPGA应用设计硬件描述语言VHDL-4

FPGA应用设计案例显示1-1

FPGA应用设计案例显示1-2

FPGA应用设计案例显示2-1

FPGA应用设计案例显示2-2

FPGA应用设计案例显示2-3

FPGA应用设计案例显示2-4

单片机应用设计语言C51基础知识

基于设置51单片机案例显示1-1(管脚电平点亮发光二极管LED灯)

基于设置51单片机案例显示1-2(管脚电平实现LED定时闪烁

基于设置51单片机案例显示1-3(定时中断控制交流蜂鸣器发声

基于设置51单片机案例显示2-1(数码管和定时器中断

基于设置51单片机案例显示2-2(数码管动态扫描

基于设置51单片机案例显示2-3(按键扫描)

FPGA应用设计单元作业1:分频器的设计与实现(硬件选做、仿真必做)

FPGA应用设计单元作业2:LED流水灯的设计与实现(硬件选做、仿真必做)

FPGA应用设计单元作业3:数码管动态扫描电路的设计与实现(硬件选做、仿真必做)

单片机应用设计单元作业1

单片机应用设计单元作业2

单片机应用设计单元作业3

第三单元  实验项目设计(FPGA应用与单片机应用任选其一,其中FPGA实验项目二选一完成,单片机实验项目全做)

FPGA应用设计项目1:基于FPGA数字秒表的设计与实现

FPGA应用设计项目2:基于FPGA数字频率计的设计与实现

单片机应用设计项目1:基于51单片机实现音乐流水灯及秒表功能 

单片机应用设计项目2:基于51单片机进行电压及温度的测量与控制

单片机应用设计项目2-1:PWM应用

单片机应用设计项目2-2:温度采集

单片机应用设计项目2-3:电压采集

第四单元  论文报告撰写(FPGA应用与单片机应用项目论文报告任选其一)

论文报告内容及格式要求(参考)

FPGA应用单元作业:撰写并提交“FPGA实验项目设计”论文报告1份

单片机应用单元作业:撰写并提交“单片机实验项目设计”论文报告1份


预备知识

先修课程: 数字逻辑设计及应用、模拟电路基础、数字系统EDA技术、单片机原理及应用、计算机组成与接口原理

证书要求


本课程的学习环节包含:观看讲课视频、完成每单元课后的作业或测验题、完成课程中选定项目的设计与论文报告的撰写。

 课程学习成绩由两个部分构成:

(1)课后单元作业:在授课结束后完成相关小题目的设计练习,占课程成绩的45%。

(2)课程项目设计:完成选定项目的设计,提交设计成果与论文报告,占课程成绩的55%。

完成课程学习并考核合格(>=60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>80分)的可获得优秀证书。


参考资料

(一)教材

陈学英,李颖 编著.FPGA应用实验教程.北京:国防工业出版社,2013

2  唐续,刘羲 编著.现代电子技术综合实验教程.北京:电子工业出版社,2016

(二)参考资料

1  王金明,周顺  编著数字系统设计与VHDL.北京:电子工业出版社,2010

2  田耘徐文波 编著.Xilinx FPGA 开发实用教程.北京:清华大学出版社,2012

3  张毅刚彭喜元 编著.单片机原理与应用设计.北京:电子工业出版社,2008

4  周立功等编.Quick51实验教程.广州致远电子有限公司,2013

5  徐爱钧等编.KeilCx51 V7.0 单片机高级语言编程与uVision2应用实践.北京:电子工业出版,2008

6  习友宝 王军等编.电子技术综合实验——单片机应用实验指导书.电子科技大学电子实验中心,2008 

7  全国大学生电子设计竞赛网站 http://www.nuedc.com.cn/

8  21ic中国电子网 http://www.21ic.com/

9  EDN电子技术设计 http://www.ednchina.com/

10 周立功单片机官网 www.zlgmcu.com

11 赛灵思FPGA官网 www.xilinx.com