spContent=本课程是一门专业选修课，总共64学时，其中线上16学时，线下48学时，课程在共计3学分。
本课程经历了公选课到专业课，校优秀课程到省一流课程的发展历程。
（1）2005-2009：起步期。2005年开设全校公选课。 2007年出版省重点教材《电子系统设计与实践》；研制电子系统设计系列模块，2009年列为专业课。
（2）2010-2021：发展期。2011年开始校优秀课程建设，开展课赛结合、项目化、混合式教学改革，获省课堂教学改革立项，出版省首批“新形态”教材，自制实验设备获全国奖，上线“爱课程”。2021年被认定为省线上线下混合式一流本科课程。
（3）2022-2023：进阶期。开展以“思政融入、成果推广”为重点的一流课程建设。2022年，获省高等教育“十四五”教改项目。2022年获省“四新”教材立项，2023年，获省课程思政案例一等奖。
本课程是一门专业选修课，总共64学时，其中线上16学时，线下48学时，课程在共计3学分。
本课程经历了公选课到专业课，校优秀课程到省一流课程的发展历程。
（1）2005-2009：起步期。2005年开设全校公选课。 2007年出版省重点教材《电子系统设计与实践》；研制电子系统设计系列模块，2009年列为专业课。
（2）2010-2021：发展期。2011年开始校优秀课程建设，开展课赛结合、项目化、混合式教学改革，获省课堂教学改革立项，出版省首批“新形态”教材，自制实验设备获全国奖，上线“爱课程”。2021年被认定为省线上线下混合式一流本科课程。
（3）2022-2023：进阶期。开展以“思政融入、成果推广”为重点的一流课程建设。2022年，获省高等教育“十四五”教改项目。2022年获省“四新”教材立项，2023年，获省课程思政案例一等奖。
—— 课程团队
课程概述
电子系统设计课程是针对电子信息本科专业开设的一门专业选修课程。主要目标是通过本课程的学习，掌握基于单片机、FPGA和模拟电路的综合电子系统设计方法，培养学生综合运用多门课程和常用EDA工具解决复杂工程问题能力，培养学生创新能力和团队合作精神，培养学生科技报国的责任感与使命感，培养学生践行精益求精、严谨细实、追求卓越的工匠精神。
本课程采用了“任务布置+网课领学+案例教学+互评研讨+项目实践+评价反馈”的混合式教学模式。
任务布置：教师在线上发布项目任务。
网课领学：通过SPOC课中的微课视频进行知识点的学习，完成线上测试题和作业。
案例教学：通过对典型电子系统设计案例的讲解，加深学生对复杂工程问题的理解，引导学生用多维视角分析电子系统设计中的工程问题。
互评研讨：教师发布讨论题，以生讲师评、生讲生评的形式开展讨论，培养学生思辨能力。
项目实践：项目实践采用“3人组队、任务轮换、全面训练”的教学方法，通过测评表、答辩评价实践成果。
评价反馈：通过线上数据即时反馈，及时改进教学。
课程内容通过两个维度来构建。一个维度是将电子系统分为模拟、单片机、综合3种不同类型，第二个维度是将每种电子系统分为器件、电路、系统3个层次。针对混合式教学设计，我们建设了优质的课程资源。
线上资源:委托专业公司拍摄了70个知识点、时长600多分钟、带字幕的微课视频，设计了100多道线上测试题，在爱课程开展了5轮线上线下混合式教学。
设计案例库:建立了包含50多道设计题的案例库，大多数设计案例取材于电子设计竞赛题、教师科研题。
思政案例库:设计了电子系统设计课程思政案例库，并入选省级思政案例库。
实验平台:通过持续改进，研发了模块化、便携式实验平台，可开展50多个设计项目实践，满足自主设计、团队合作的需求。
教材:配合课程内容更新和教学方法改革，编写出版了5本校级、省级、国家级教材。
授课目标
课程教学目标1（知识目标）：理解电子系统的基本概念和基本理论，掌握基于模拟电路、FPGA、单片机的综合电子系统设计方法。
课程教学目标2（能力目标）：能运用多门课程知识和多种EDA工具，通过数模相结合、软硬件相结合的方法，分析和解决电子系统中的复杂工程问题；能以多维的视角对所设计的电子系统进行分析、评价、权衡、优化。
课程教学目标3（素质+思政目标）：在分析与解决问题中养成自主学习能力；在项目挑战中，培养不怕挫折、敢于创新的精神；在面对行业短板时，激发心系家国、科技报国的情怀。
课程教学目标4（能力目标）：掌握电子系统设计文档的写作方法。能完成包括方案设计与论证、参数计算、电路图、 软件流程图、测试方法与数据，结果分析等电子系统设计报告。
成绩 要求
课程大纲
概述
课时目标：了解电子系统的定义、分类、常用设计方法；了解本课程的内容和要求；了解项目式教学的实施方法；了解课程目标。
1.1 课程介绍，
1.2 电子系统的定义、分类、设计方法；
1.3 项目化教学介绍。
单片机最小系统设计
课时目标：理解单片机常用片内外设原理;掌握常用片内外设的编程方法;理解单片机最小系统的设计方法。
2.1 STM32F407单片机主要内部资源（时钟系统、I/O端口、定时器、中断系统等）的结构与原理。
2.2 单片机最小系统设计。
设计项目一：数字化语音存储与回放系统
课时目标： 理解语音存储与回放系统的工作原理；掌握单片机ADC和DAC的工作原理编程方法；掌握FlashROM的读写程序设计；掌握语音前置放大电路设计；掌握基于FPGA的键盘接口设计。培养学生综合多门课程知识解决复杂工程问题的能力。通过引入爱国歌曲等元素，激发学生爱国情怀。
3.1 方案设计
3.2 语音前置放大电路设计；
3.3 基于FPGA的编码式键盘接口设计
;3.4 单片机ADC、DAC
;3.5 SPI总线接口设计
;3.6 系统软件设计和调试。
设计项目二：等精度频率计
课时目标： 了解单片机和FPGA之间各自的优点。理解等精度测频原理；理解单片机FSMC接口的工作原理；掌握单片机和FPGA之间的并行接口设计方法；掌握等精度频率计的设计方法。从传统测频方法到等精度测频方法，培养学生精益求精的工匠精神。
4.1等精度频率计的原理；
4.2设计方案；
4.3放大比较电路设计；
4.4单片机与FPGA的并行总线接口设计；
4.5等精度测频电路设计；
4.6系统软件设计和调试。
设计项目三：红外通信系统
课时目标： 理解红外通信的原理；理解DDS的原理；掌握UART的编程方法；掌握基于FPGA的FSK调制和解调方法；掌握I2C总线的编程方法；掌握有源滤波器的设计方法。
5.1方案设计；
5.2有源滤波器设计；
5.3红外发送接收电路设计；
5.4FSK调制解调电路设计；
5.5单片机串行通信接口；
5.6I2C总线接口；
5.7系统软件设计和调试。
设计项目四：DDS信号发生器
课时目标： 掌握基于MCU、FPGA、模拟电路的综合电子系统设计方法。掌握DDS信号发生器的调试方法。采用问题导向的教学方法培养学生的创新思维。
6.1方案设计；
6.2DDS原理，主要技术参数的分析和确定；
6.3模拟量输出通道设计；
6.4DDS子系统设计；
6.5双口RAM的设计；
6.6单片机软件设计；
6.7系统调试。
设计项目五：高速数据采集系统
课时目标： 掌握基于MCU、FPGA、模拟电路的综合电子系统设计方法，理解高速数据采集系统的工作原理，高速数据采集系统的同步技术，FIFO电路设计，高速A/D的信号调理电路设计。通过对国产器件的集成器件的快速发展，介绍中国速度，帮助学生建立国家自信。
7.1方案设计；
7.2模拟量输入通道设计；
7.3信号采集存储控制逻辑设计；
7.4系统软件设计；
7.5系统调试。
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预备知识
参考资料
[1] 贾立新、倪洪杰、王辛刚编，《电子系统设计与实践》（第5版），清华大学出版社，2024年12月。
[2] 贾立新编，《电子系统设计》（第1版），机械工业出版社，2021年1月。
参考书：
[1] 赛尔吉•佛郎哥著，基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计，第3版，西安交通大学出版社，2004年8月。
[2] Tim Williams，电路设计技术与技巧（英），第2版，电子工业出版社，2007年11月。
[3] 斯蒂芬•布朗著，数字逻辑基础与Verilog HDL设计（加），第3版，机械工业出版社，2019年10月。
浙公网安备 33010802012594号
