电子设计基础训练
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课程评价
spContent=万事开头难,也许我们经常看到诸多电子设计高手翻云覆雨执掌乾坤,也想进入那个世界,可苦于没有引导、无法入手,望而却步。从一个简单的点灯电路开始,让我们动起来,准备好相应器材,开启电子设计之旅,合抱之木,生于毫末,九层之台,起于累土,终有一天,我们会领悟电子设计之美,成为一方大能。
—— 课程团队
课程概述

电子设计基础训练是电子信息类专业的一门重要的工程基础课,是理论授课与实验实践相结合的课程。课程面向国家新时代工业和信息化发展需求,围绕电子信息类专业特色,以典型电子设计流程为主线,构建知识点相互关联的电子信息系统设计知识体系。课程按照知识连续性与认知规律,持续建设夯实基础、提升挑战、层次鲜明的工程基础实验内容,主要传授电子信息基本知识、发展过程和科技发展趋势。在中学电路知识的基础上,使同学们了解电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路的特点和应用发明等。

以面包板为载体,通过声控LED、定时器等小实验培养学习兴趣,掌握基本电路工作原理和实现过程;以Arduino智能硬件为载体,通过数码管控制、超声波测距等Arduino小实验,培养学生C语言编程,了解电子信息系统的基本构成和工作原理。同时培养计算机辅助仿真设计、基本仪器仪表使用、电路安装调试、编程控制能力,为后续专业课程学习、科研和实践奠定扎实基础。结合科研工程激发学生探索和创新精神、传递工匠和劳模精神,强调工程素养和职业规范,促使学生树立正确价值观。

电子设计基础训练课程可以作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等专业学生工程基础训练课程,也可以作为大学生电子设计竞赛类基础培训系列课程之一,亦可作为参加各类电子制作的参考课程。

本课程主要内容为电子信息发展史、基本元器件认知、仪器基本使用、电路基本操作认知和Arduino智能硬件几部分内容。

电子信息发展史讲解:信息的概念及分类,电学、电磁场及电子信息的发展过程;

基本元器件认知讲解:电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路的特点和一些常见的应用与使用方法等;

仪器基本使用讲解:示波器、万用表、电源、信号源等常用电子仪器的基本操作方法;

电路基本操作讲解:基础硬件制作与调试、点亮一个LED、点亮一个数码管、声控LED、自动闪灯电路、基本逻辑电路等;

Arduino智能硬件讲解:Arduino输入输出基本应用、串口控制、数码管控制、高级IO控制、模拟IO读写控制、超声波测距电路设计等。


授课目标

   通过本课程学习,使学生对信息及电子信息有一个系统的了解,掌握电子电路设计调试的基本方法,掌握Arduino开发应用技能,熟悉一些常见的工程案例;培养学生工程科学基础知识应用于分析电子信息系统的能力、针对复杂电子工程问题解决方案的电子信息系统设计能力、在设计制作工程实践中初步掌握并使用现代信息技术工具的能力。

1.能够运用数学、物理和电路原理知识描述表达信息系统的特性参数;

2.能运用数学、物理映射的思维方法,建立电子信息系统模型,分析各部分参数对电子信息系统的影响;

3.能够针对电子信息系统需求进行简单建模,以及系统性能分析,具备开展电子信息系统设计优化能力;

4.能够设计并实施电子信息系统相关的仿真和测试试验,分析仿真和测试结果,验证电子信息系统设计参数及指标参数,获取有效结论;

5.能应用专业软件仿真和解决电子信息系统设计问题,以及应用仪器仪表测试和分析电子信息系统性能,了解仿真计算和测量测试的原理及其局限性;

6.能及时了解电子信息最新理论、技术及国际前沿动态,适应技术进步与发展;能认识不断探索和学习的必要性,具有自主学习、终身学习的意识。

7.能通过文献研究分析信息领域复杂工程问题,就电子信息系统所学知识与所研究分析内容撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达个人见解。


课程大纲
预备知识

具备中学物理知识,最好有数字电路技术基础、C语言等基础知识

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材:

王俊、张玉玺 等,《单片机基础与Arduino应用》(普通高等教育“十三五”规划教材),电子工业出版社,2017年9月。


常见问题

Q :  电子设计基础训练学习的关键是什么?

A :  电子设计基础训练是实践性比较强的课程,学好电子设计基础训练的关键是动手实践。重点学会认识各种元器件、掌握基本的电路调试方法、能够熟练应用各种仪器仪表,在实践过程中学会发现问题、分析问题,从而解决实践中的问题。


Q :  本课程需要哪些编程软件和仿真工具?

A :  为了更好的进行实践,需要Fritzing仿真软件、Arduino IDE开发环境。进一步的话可以用Proteus仿真软件进行仿真


Q :  本课程是否需要电子元器件及开发板等,需要哪种开发板?

A :  本课程实践性比较强,建议同学准备面包板、常用电阻电容、杜邦线、LED、数码管、超声波传感器及驻极体传声器等,配一块Arduino UNO开发板,有条件的同学可以买Arduino UNO套件,更加方便学习。


Q :  课程对电子工程的专业知识要求是否很强?

A :  学习本课程可以完全不需要有太深入的专业知识,只要跟着课程节奏,在课程中会对一些专业知识进行科普;对于Arduino部分也不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置,仅仅知道它的端口作用即可;可以不懂硬件知识,只要会简单的C语言,就可用Arduino单片机编写程序。