1、大学生电子设计n西安科技大学西安科技大学n计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院n朱 宇n2011年04月11 1 大学生电子设计的目的和意义大学生电子设计的目的和意义n1.1 大学生电子设计的目的大学生电子设计的目的n1.1.1 1.1.1 培养学生综合运用所学知识去处理实际问题培养学生综合运用所学知识去处理实际问题的能力的能力 n 学生在大学学习期间，知识是通过一门门独立的学生在大学学习期间，知识是通过一门门独立的课程学习的。而解决实际问题不但需要各个方面的课程学习的。而解决实际问题不但需要各个方面的知识，而且需要善于对这些知识综合地加以运用。知识，而且需要善于对这些知识综合地加以运用。
2、n 大学生电子设计是培养学生综合运用所学知识大学生电子设计是培养学生综合运用所学知识去处理实际问题的教学实践过程，完成这一活动，去处理实际问题的教学实践过程，完成这一活动，对学生的综合应用能力及适应能力都将有很大提高。对学生的综合应用能力及适应能力都将有很大提高。21.1.2 1.1.2 培养学生全面地考虑问题，抓住主要矛盾思维方法培养学生全面地考虑问题，抓住主要矛盾思维方法 n 事物不但相互关联，而且又是还存在利害冲突。大学事物不但相互关联，而且又是还存在利害冲突。大学生电子设计的课题一般来自生产和生活实践，学生在进行生电子设计的课题一般来自生产和生活实践，学生在进行设计时，必然碰到一些冲突
3、问题，通过这一活动，可以使设计时，必然碰到一些冲突问题，通过这一活动，可以使学生学到这方面的知识和处理这类问题的方法。这是一种学生学到这方面的知识和处理这类问题的方法。这是一种素质培养，这将是学生一生受用不尽的。素质培养，这将是学生一生受用不尽的。 1.1.3 1.1.3 培养学生围绕问题多方设法解决的顽强意志培养学生围绕问题多方设法解决的顽强意志 n 参加大学生电子设计的同学们参加大学生电子设计的同学们, ,每完成一步就有收获和每完成一步就有收获和喜悦，在追寻胜利时，所需要的是顽强的意志、拼搏的精喜悦，在追寻胜利时，所需要的是顽强的意志、拼搏的精神。神。n在解决一个科技问题时除了需要顽强拼搏
4、，有时还需要学在解决一个科技问题时除了需要顽强拼搏，有时还需要学习触类旁通、借鸡生蛋的悟性。通过大学生电子设计可以习触类旁通、借鸡生蛋的悟性。通过大学生电子设计可以引导学生学到这一方法。引导学生学到这一方法。 31.1.4 1.1.4 提高学生文字表达能力和口头表达能力提高学生文字表达能力和口头表达能力 n 在企业、事业单位，写一份报告、作一些技术汇报或讲在企业、事业单位，写一份报告、作一些技术汇报或讲述是很平常的事。而大学生电子设计中，同学们在一起工作，述是很平常的事。而大学生电子设计中，同学们在一起工作，时常要进行技术讨论；最终要交一份书面材料。这一切在其时常要进行技术讨论；最终要交一份书
5、面材料。这一切在其它教学环境中往往是难以碰到和学到的。所以，学生会由这它教学环境中往往是难以碰到和学到的。所以，学生会由这一活动受益。一活动受益。1.1.5 1.1.5 理论联系实际，实践检验理论，促进理论学习理论联系实际，实践检验理论，促进理论学习 在进行一些贴近专业技术的实践后，同学们会主动的思在进行一些贴近专业技术的实践后，同学们会主动的思考用到了学过的哪一部分知识，实践中理论有多大的偏差，考用到了学过的哪一部分知识，实践中理论有多大的偏差，什么原理（或为什么）。进而会讨论、求教或查找资料，解什么原理（或为什么）。进而会讨论、求教或查找资料，解决遇到的问题。这是主动学习的良好动员契机，是
6、变决遇到的问题。这是主动学习的良好动员契机，是变“要我要我学学”为为“我要学我要学”强劲动力。强劲动力。1.1.6 1.1.6 有利于学生综合素质的提高有利于学生综合素质的提高 4n1.2 大学生电子设计的意义大学生电子设计的意义n1.2.1 1.2.1 就业的需要就业的需要 n 1. 就业职位需要n毕业生毕业生80%80%办公自动化或软件编程；办公自动化或软件编程；n20%20%网络与硬件工程；（其中多数是营销、维护）网络与硬件工程；（其中多数是营销、维护）n 有职位，而应届生没有能力承担有职位，而应届生没有能力承担 n 2. 深造需要n同等学力研究生已经达同等学力研究生已经达30%30%，
7、导师选学生希望去带实践能力强，导师选学生希望去带实践能力强研究生研究生n 3. 职位培训需要n国外个别研究生重新上一个技校（老板不愿意培训员工）国外个别研究生重新上一个技校（老板不愿意培训员工）n 4. 榜样n20002000届：马届：马 英、包英、包 硕、邓建新硕、邓建新 20022002：龙文俊：龙文俊n20042004届：潘劲东、届：潘劲东、 20062006：孙建伟：孙建伟 5序号组长组员作品名称获奖级别1吴相廷赵志刚、戴冬艳基于NIOS的红外抄表系统省二等奖2郝志坚赵 磊、赵新宇、谭 勇LED大屏幕显示器省三等奖3肖 明董文林、王维刚LED显示器省三等奖4张 强梁艳丽、屈海利智能温度
8、控制器省三等奖5暮 瑞吕金锐、符珍玲电子万年历校二等奖6狄效儒李高峰、王 立多功能语音报时器校三等奖7李 益刘冬冬、王 辉信号发生器校三等奖8马建国李 涛、杨 萍电子钟校三等奖9曹铁辉张 映、赵晓杰、杨甲子可扩充式抢答器校三等奖2006年成绩表 62007年成绩表 组长组员作品名称获奖级别吕明阳王 翠、 杨志宏模拟数字示波器省三等奖黄 健周向东、王明虎模拟信号发生器省三等奖肖 明董艳丽、王亚珍多媒体播放机省三等奖王俊杰冯明亮、王 波智能密码锁校二等奖2008年成绩表 张培获省二等奖72009年成绩表 序号组长成员获奖1苗 瑞王旭辉 张肖波陕西省三等奖2丁龙龙李阳阳 岳 勇陕西省三等奖序号组长成
9、员获奖1马正东陈磊 李长明陕西省二等奖2王光辉刘聪启陕西省三等奖3陈玲娜彭国兴 荆旭东陕西省三等奖2010年成绩表 8n1.2.2 1.2.2 教学的需要教学的需要 n 实验在计算机学科中的作用十分重要，是教学活动重要环节。n 实验教学和课堂理论教学相辅相成。实验贯穿于理论、抽象和设计过程。n 实验对软件和硬件的设计和实现、测试原理和方法起示范作用。n 实验不仅仅是对理论的验证，重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析问题解决问题能力、书写和表达能力、协作能力等的培养。n 教学活动是教师和学生不断交流的过程，实验是实现这个过程的桥梁，可以弥补课堂教学的不足，加深对理论过程的理解，启发学生
10、深人思考，敢于创新，达到良好的理论联系实际的教学效果。 92 2 大学生电子设计的内容和步骤大学生电子设计的内容和步骤n2.1 大学生电子设计的内容大学生电子设计的内容n2.1.1 2.1.1 计算机硬件制作计算机硬件制作n2.1.2 2.1.2 计算机网络应用计算机网络应用n2.1.3 2.1.3 嵌入式计算机应用嵌入式计算机应用n2.1.4 DSP2.1.4 DSP应用应用n2.1.5 FPGA2.1.5 FPGA应用应用n2.1.6 2.1.6 模拟电子技术应用模拟电子技术应用n2.1.7 2.1.7 数字电子技术应用数字电子技术应用n注：该部分结合我校注：该部分结合我校电子设计竞赛电子
11、设计竞赛偏于硬件安排偏于硬件安排10n2.2 大学生电子设计的步骤大学生电子设计的步骤n2.2.1 2.2.1 选题注意事项选题注意事项 n硬件项目课题首先要注意规模、先进性和可行性，其次注意稳定性、可靠性和实用性。n 要选择合适规模的项目，项目不可以太大，题目过大会造成学生仅仅完成过程，来不及深入研究主题，甚至完不成；而项目过小则达不到竞赛的目的。n 在先进性方面，工程型题目应当是采用成熟的技术，科研型应当等于或高于当前应用技术。n 立题应充分考虑实验室和目前市场的情况，看其在器件上、工艺上、仪器设备方面能否达到要求，避免课题作到某阶段无法完成。n 在时间上要有充分的预计，一般情况下，熟悉和
12、掌握CAD软件，需要1周；电路原理图和PCB版图的设计要1周左右；元件准备、焊接加工需要1周左右；调试是关键，需要1周。 11n2.2.2 2.2.2 计算机硬件类的准备计算机硬件类的准备 n硬件项目由于涉及面广、资料多、应用工具多，往往进行之硬件项目由于涉及面广、资料多、应用工具多，往往进行之前要做充分的准备工作。前要做充分的准备工作。n需要制作印刷线路板的题目，要预先熟悉电路需要制作印刷线路板的题目，要预先熟悉电路CADCAD软件，软件，还要对还要对PCBPCB板有基本的了解，板有基本的了解，CADCAD软件方面应掌握软件方面应掌握PROTEL3.3PROTEL3.3、PROTEL99PR
13、OTEL99、PADSPADS等诸多软件包之一。等诸多软件包之一。n一些院校计算机课时紧张，未及时开设一些院校计算机课时紧张，未及时开设单片机原理单片机原理课课程，涉及单片机的题目要先做准备。程，涉及单片机的题目要先做准备。n题目如采用专用的可编程芯片或特殊器件，应及早收集资题目如采用专用的可编程芯片或特殊器件，应及早收集资料并熟悉其性能。所应用的标准接口，也要预先掌握其物理料并熟悉其性能。所应用的标准接口，也要预先掌握其物理特性。特性。n所用仪器仪表、开发机、专用工具，应先了解其特性和仔所用仪器仪表、开发机、专用工具，应先了解其特性和仔细阅读使用说明书。细阅读使用说明书。12n2.2.3 2
14、.2.3 计算机硬件类的步骤计算机硬件类的步骤 控制对象的功 能和过程分析 分配输入输出口、存储器 容量、选择常规外围设备 画系统框图 输入输出口 具体分配 画系统流程图 系统部件详细设计 组件老化筛选 布线、安装 系统试运行 编制维护手册 编制源程序 汇编、编辑 形成目的程序 调试、仿真 写入 EPROM 或其他存贮装置 调试硬件 硬件设计 软件设计 完成否？ 硬件错否？ 完成否？ 否 否 是 13n2.3 大学生电子设计硬件类的安全大学生电子设计硬件类的安全 n2.3.1 2.3.1 人身安全人身安全n硬件设备调试时，在工业现场和实验室都要严格遵守操作规硬件设备调试时，在工业现场和实验室都
15、要严格遵守操作规程，特别要注意以下几点：程，特别要注意以下几点：n涉及工频市电及以上的电源的实验，必须两个人以上在场涉及工频市电及以上的电源的实验，必须两个人以上在场方可进行。方可进行。n学生独立操作之前，指导教师必须对其进行防火、防触电学生独立操作之前，指导教师必须对其进行防火、防触电的安全教育。现场应具备电源总开关和消防器材。的安全教育。现场应具备电源总开关和消防器材。n严禁带电搭接线路和设备。特别是电流互感器，绝对禁止严禁带电搭接线路和设备。特别是电流互感器，绝对禁止带电拆卸。带电拆卸。n注意临时线的搭接，用后必须立即拆除。注意临时线的搭接，用后必须立即拆除。n养成带电时单手操作的习惯。
16、养成带电时单手操作的习惯。14n2.3.2 2.3.2 设备安全设备安全n在准备工作中学生要先仔细阅读使用说明书和熟悉设备性能，严格按操作规程实验，避免因野蛮操作而损坏设备。特别是贵重设备和精密仪器。n注意仪器和设备的电源，特别是进口仪器要仔细检查供电电源和设备电源是否一致。另外，一般实验场所要注意检测电源电压，节假日期间要防止电网的轻载高压损坏设备；实验室的电源最好经稳压器（或有调压功能的UPS）接仪器的电源。n测试中要注意仪器仪表的档位，特别是用万用表测量电压时，检查其档位正确否。同时注意表线的绝缘情况。n注意接地，防止感应电压损坏仪器仪表。n注意防静电，CMOS电路操作时要带防静电手链。
17、n实验如使用多路电源供电时，要严格注意电源的相位。 153 3 大学生电子设计的评价大学生电子设计的评价n3.1 难度评价难度评价n根据题目涉及的机型评价其对主机、总线、可编程器件、单元电路、特殊器件掌握的程度。n3.2 工具应用工具应用n工具的使用可分为三个部分：一是仪器仪表和开发机的硬件工具的应用能力；二是工具软件的使用情况，例如电路设计CAD的应用能力；三是指导教师所指定的参考书的使用情况，以及学生本人收集、整理和利用资料的能力。n3.3 技术重点技术重点n主要评价题目中涉及到的新技术、新设备、新工艺和新器件，以及项目或产品的可靠性、实用性、扩展性等。n3.4 论文质量（占论文质量（占20分）分）n此项仅就论文本身进行评价，主要内容为：语言叙述质量、格式、图、表质量和图文表的配合等。 164 4 本次大学生电子设计的任务本次大学生电子设计的任务n1.大学生电子设计基本知识讲座n2.基本元器件、基本工具、基本仪器介绍n3.基本电路应用简介n4.大学生电子设计电路实例n5.学生选题立项17n1.工具n2.仪表仪器n3.场地n4.资金n5.时间n6.指导人员n7.通信联络18
