课程名称：电子综合设计与实践　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课程负责人：谢礼莹
　　　　　The electronic synthesis designs and practices
适用专业：电子工程、通信工程、生物医电、自动化、计算机专业   课程类型：必修
课程总学时：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课程总学分：
实验学时： 3周　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　实验学分：3学分
开课单位：重庆大学电工电子基础实验教学中心
 
一、课程设计的教学目的和任务

　　电子综合设计与实践是一门综合性极强的电子技术应用型设计课程，是通信学院为电类专业本科生开设的一门极具特色的设计性课程。

　　电子综合设计与实践的任务在于：训练学生综合应用各种电子技术知识，掌握一些小型电子系统的设计方法和制作过程的能力；培养学生们的科学性、系统性、及全面性的设计素质；在于开拓学生的设计思路，增强他们把理论知识与实践相结合的能力；还在于训练学生的小组组织能力和团队的分工合作精神（电子综合课程设计的教学特点是分小组进行，一般每四人一组）。

　　电子综合设计与实践的目的是∶使学生在单元电路设计、系统电路分析、整机联调、计算机辅助设计和信息处理等方面的能力都有一个质的飞跃。培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神。真正实现了理论和实际动手能力相结合的教学改革要求。通过本课程的实施，要求学生利用计算机进行理论设计（使用PSPICE、MC3和PROTEL等软件工具），并进行逻辑分析、仿真分析、交流分析、直流分析和瞬态分析及印制板图的热分析。从而设计出实用的电路，最后利用单片机开发装置、示波器、逻辑分析仪，频谱分析仪，PAL，GAL和EPGA等（现场可编程逻辑门陈列）编程器，信号源和布线板进行实际制做和调试，最后提供出样机和计算机WORD编辑的理论设计报告。
 
二、课程设计的主要内容

⒈ 电子综合设计与实践的具体任务是：

① 学生分组选定课题。
② 用PSPICE V9.1和PROTEL99等电子线路辅助设计和分析工具软件完成课题的低频、高频和数字电路的单元设计和混合电路设计。
③ 用上述软件进一步完成系统的仿真分析、噪声分析、极限分析和频谱分析。（下一步采用Mentor的EDA系统软件实现TOP—DOWN设计）。
④ 用PROTEL印制板工具软件完成电路的布局、布线工作。
⑤ 在实验室用布线板实际完成各单元电路的焊接制作和系统的联调工作。
⑥ 用微机、单片机开发系统和逻辑电路实现系统的在线控制，最终实现样机的脱机运行。
⑦ 学生提交用WORD编辑的设计报告和制做的实物。
⑧ 优秀学生提交经过工艺设计和造型设计的实物。

⒉ 课程内容及设计项目: （可选以下课题）

课题一  语音处理系统
基本要求：采用MCS-51单片机开发系统仿真调试，实现E2PROM分段存储语音信息，并能分段重放。
提高要求：在达到基本要求的基础上，建立语音库，实现任意组合语音库数据信息的放音功能。

课题二  多路放大与巡回测量电路
基本要求：用多路放大器对若干个不同的被测信号进行放大，然后通过一路A/D转换器和数字显示器按照一定顺序轮流显示这若干个被测量，这样既可以减小测试仪器的功耗和体积，又能降低成本。

课题三  数字式电容分档测量
基本要求:数字式电容分档测量，被测电容的范围：100pf～99μf，系统响应时间∠1s，测量的相对误差∠5％，用数码管显示被测的电容值。

课题四  LED汉字点阵显示系统设计
基本要求：采用8031单片和LED点阵显示模块设计实现组合点阵信息显示。
提高要求:具有显示内容自动更新的功能以完成对任意存储的信息内容进行完整的显示。

课题五  数控直流电源
基本要求：设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

课题六  程控测量放大器
基本要求：设计一可用51单片机分档控制的程控放大器并显示设定放大倍数。
提高要求：在达到基本要求的基础上，实现可连续控制的程控测量放大器并最终实现自动增益。

课题七  直流小电机调速系统
基本要求：采用单片机开发系统对直流电机调速系统进行理论设计和仿真实验，并采用光电对管实时在线检测直流电机转速及使用PWM技术调节控制电机的转速。
提高要求：用键盘设定初值，用数码管显示电机转速。

课题八  乐曲播放电路CPLD实现
基本要求：采用ispDesignExpert EDA开发系统进行乐曲播放电路的设计、仿真调试和实现。ISP芯片采用美国Lattice半导体公司的ispLSI 1032E。要求能进行流畅的乐曲播放。
提高要求：在达到基本要求的基础上，实现播放的同时用简谱的形式同步显示播放的乐曲。

课题九  多功能数字电子表
基本要求：计时功能：显示时、分、秒，定闹功能，秒表功能，倒计时功能。
提高要求：增加“语音报时”功能，增加“电子日历”功能。

课题十  数字温度计
基本要求：可测量温度范围：000.0℃-102.0℃，温度分辨力：0.4℃
测量相对误差：≤2%，用数码管实时显示被测量的温度。
提高要求：实现多个温度点的实时测量，实现温度的分档测量(102℃、51℃、25.5℃)。

课题十一  主从式监测报警系统
基本要求：以单片机为从机对目标状态进行监测，将结果通过标准串行口传送通信给微机主机，由微机跟踪显示目标状态；
提高要求：从机目标状态以某种现场变化为提示，主机则以某种直观警方式为提示。
自选要求：从机目标状态以某种传感器方式为改变

课题十二  用单片机控制的乒乓球游戏机
基本要求：用单片机控制乒乓球的运动、左右拍击球动作并显示比分。
提高要求：除基本要求外，用单片机控制乒乓球的运动速度，另行设计表现击球动作、得分、失误的声响电路。

课题十三  简易频率计
技术指标：  频率（F）为：1Hz～100MHz，周期（T）为：1S～10E-7S，精度为：10%

课题十四  低频函数波形发生器
技术指标：波形：三角波、正弦波、方波、锯齿波，频率：0.1Hz～1KHz
控制方式：能选择不同的波形，并且能显示出当前产生的波形的频率值。
输入电压：-5V～+5V

课题十五  汽车转弯灯控制系统
基本要求：应用8031单片机强大的布尔处理功能，设计实现汽车转弯信号灯的自动控制系统。
提高要求：具有亮度可调的停靠灯低亮发光功能。

课题十六  计数式数字频率计的CPLD实现
基本要求：测量频率范围：100Hz～100MHz，测量相对误差：≤1%
测量信号：方波峰峰值3~5V(与TTL兼容)，闸门时间：1s
显示控制：静态8位七段LED显示，且要求显示稳定，
刷新时间与闸门时间相同。
提高要求：测量频率范围：100Hz~100MHz和1Hz~1MHz两档，
相应的闸门时间为1s和100s，用一开关量选择控制。
显示控制：动态扫描8位七段LED显示，且要求显示无闪烁，
内容刷新时间与闸门时间相同。

课题十七  89C51单片机与PC机双向串行通信系统
基本要求：以89C51（MCS-51系列）单片机和PC机为核心设计并制作一个简易的双向串行通信系统；以LED数码管为显示元件显示89C51单片机发送和接收到的数据及出错信息，用压电小喇叭为电声元件发出声音报警；设计一个数据输入小建盘，能输入0~9十个数字符号及所必须的命令键；设计一个简单可靠的89C51单片机和PC机双向串行通信接口；电源用5V直流电源供电；在保证功能实现的前提下，尽可能降低功耗，提高性价比；编写出单片机与PC机之间的通信程序；写出设计报告及详细使用说明。 
提高要求：具有字符串收发的功能。

课题十八  电子福特表的设计
基本要求: 可测电压为直流，电压幅度范围0----5伏，测量值用3位LED显示，误差小于0.01伏，测量值可以通过喇叭自动播报。
提高要求:可测电压可以是交流信号，电压幅度可以扩大到20伏。

课题十九  单片机双机通信系统
基本要求：设计两个单片机最小系统，能实现有线通信，一方为发射，另一方为接收。
提高要求：两个单片机最小系统能相互通信，并能实现校验。
 
三、课程实习的基本教学要求

① 电子综合实习对指导教师选题的要求：基于这门课程的特点要求指导教师能开发一些综合性、实用性、趣味性强的小型课题，使大四的本科生能在四周内完成其作品，课题类型最好是具有自动控制、数字显示、声光报警、数据传输、数据转换等方面知识的模拟、数字综合系统。指导教师最好能先开发出成品，以便在教学过程中起演示和参考作用，给学生以硬件布局、制作工艺及完成功能等方面的感性认识。同时教师在课题中应设置基本要求、提高要求等针对不同程度学生的教学进度要求。

② 电子综合实习对学生的要求：电子综合课程设计的特点是训练学生综合应用各种电子技术知识的能力，因此要求学生至少应有电路分析基础、低频电子线路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、微型计算机原理、单片微机原理及运用、可编程逻辑器件的原理、开发与应用等先修知识。因此最好设置在三年级或四年级上期的实践教学环节中。《电子综合设计与实践》是实验性很强的一门电类专业必修课程。通过该课程的学习和实验，使学生掌握如何用CAD软件对电子线路进行分析和设计。在实验过程中，学生根据自己所选定的题目要求，拟定设计方案，并在计算机上完成原理分析、电路设计和模拟仿真。在仿真通过的基础上，经过选定元器件、制板、组装、焊接、调试等环节，最终完成实验样机。电子综合设计的题目，实际上都是一些小型的电子产品开发，题目都来自指导老师的教学、科研以及生产实践。通过该实验，使学生对所学知识融汇贯通，综合运用；培养他们的科研能力和工程意识，使他们的专业素质产生质的飞跃；为他们即将从事的工作打下扎实的基础。
③ 电子综合实习，必须按年级和专业集中在实践环节的短学期内进行（3--4周），学生四人为一设计组，在老师的指导和学生组长的带领下，独立的完成设计任务。
④ 该实习环节为期4周，需要有80个机时的上机仿真调试实验，机房保证四人一机；以及宽敞的硬件焊接和调试场地；每名指导教师指导学生不超过16名。
 
四、参考资料

通信工程学院自编.电子综合设计课题汇编, 2003年
丘关源编.电路分析基础.高等教育出版社. 1999年
谢嘉奎编.低频电子线路.高等教育出版社.1999年
童诗白编.模拟电子技术基础.高等教育出版社.1999年
阎  石编.数字电子技术基础.高等教育出版社.1997年
姚燕南等编.微型计算机原理.西安电子科技大学出版社.1999年
丁元杰编.单片微机原理及运用.机械工业出版社.2002年
赵曙光等编.可编程逻辑器件的原理、开发与应用.西安电子科技大学出版社.2000年
 
五、成绩评定标准

指导教师对学生的设计作品和设计报告进行实际验收（按最后完成的功能给定成绩），而优秀作品则由学院组织专家小组统一评定，每小组的成绩最终按五级制评定成绩。
 
大纲执笔人：谢礼莹
大纲审定人：黄扬帆
时间：2006  年 5 月 28 日