电子技术卓越班人才培养方案.docx
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电子技术卓越班人才培养方案
电子产品开发卓越班
人才培养方案
（3学期）
方案起草人：
系主任：
教务处处长签印：
主管校长签印：
批准日期：
某某职业学院
2018年10月
1.培训名称：
电子产品开发卓越培养方案
2.招生对象：
应用电子技术专业第二学期学生
3.培训时间：
三个学期
4.教学团队：
5.培养目标与规格
5.1培养目标
卓越班培养德、智、体、美、能全面发展，具有良好的职业道德和人文素养的应用电子技术专业技术技能人才。
通过完成企业真实的电子产品设计与开发项目案例进行研究式教学，在完成项目的同时，提高独立分析解决问题的能力，掌握模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术与嵌入式系统设计等知识，具备电子产品硬件设计、电子产品固件程序设计、上位机程序设计、电子产品装配与调试、电子产品工艺设计、产品设计、生产与管理等能力，能熟练进行电子产品的软硬件设计与开发及制度解决方案，从事电子硬件开发工程师、固件程序设计师以及电子产品生产管理与工艺设计等工作。
5.2培养规格
5.2.1.素质要求
（1）热爱党、热爱祖国；树立正确的世界观、人生观、价值观，具有明辨是非的能力；
（2）具有英文文档的阅读能力；
（3）具有使用工具软件进行文档撰写能力；
（4）具有较强的团队协作及沟通协调能力；
（5）具有终身学习理念和自主学习精神。
5.2.2.知识要求
（1）掌握电子电工技术基本知识；
（2）掌握模拟、数字电路基本知识；
（3）掌握单片机及其外围电路的设计方法；
（4）掌握嵌入式系统设计相关知识；
（5）掌握PCB设计相关知识；
（6）了解开关电源应用知识；
（7）掌握上位机程序设计知识；
（8）掌握电子产品生产工艺基本知识。
5.2.3.能力要求
（1）具有电子电路分析基本能力；
（2）具有模拟电子及数字系统应用能力；
（3）具有单片机系统设计及开发能力；
（4）具有嵌入式系统设计开发能力；
（5）具有上位机软件开发调试能力；
（6）具有电路原理设计能力；
（7）具有PCB设计能力；
（8）具有电子产品焊接、装配与调试能力；
（9）具有整机电路检修与调试能力；
（10）具有电子产品生产工艺设计能力；
（11）具有简单产品设计意识和能力；
（12）具有电子产品相关技术文档编写能力。
6核心项目简介
项目名称
OP放大电路设计
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
OP放大技术既是模拟技术的基础，又是其核心。
即使在数字系统和微控制器广泛应用的今天，模拟电路及OP放大技术在电子电路设计中，仍占有举足轻重的地位，且往往是一款产品的核心技术所在。
2）项目需求：
OP放大电路属于模拟电路领域，在工业领域如数据采集卡、信号采集等使用较多。
OP放大技术在电子及测控系统中的信号采集、调理、放大、整形、变换等领域，具有广泛的需求。
3）需求分析：
正相放大器、电压输出器、差动放大器、比较放大器；零点、漂移及噪声抑制技术；振荡的识别方法、增益和相位的分析方法以及OP放大器的内部结构原理等。
项目
实施
任务一：
OP放大电路设计
任务二：
零点、漂移和噪声分析与抑制
项目总结
能力锻炼：
1．基于OP放大器的电子电路设计能力；
2．OP放大器四种基本使用方法；
3．消除偏置与自动零点调节。
知识学习：
1．OP放大器运转；
2．虚短独断；
3．偏置消除；
4．相位补偿。
考核评价建议
见8.2
项目名称
高性能组合电路设计
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
针对TTL或者CMOS系列电路，为减少系统中使用的IC数量，IC芯片中整合了各种功能的组合电路逻辑，如译码器、数据选择器、多路连接器等，本项目针对这些器件的性能和使用方法进行深入研究。
2）项目需求：
高性能组合电路是数字系统的基础，译码器、编码器、多路数据选择器、多通道数据传输电路等在电子系统设计中应用需求广泛。
3）需求分析：
组合逻辑组成译码器设计、BCD-十进制译码器7442的原理和应用、译码器的扩展、串行数据译码器8-3行优先编码器、十进制-BCD编码器、多路选择器74151等。
项目
实施
任务一：
高性能组合电路设计
任务二：
组合逻辑的调试
项目总结
能力锻炼：
1．高性能数字系统设计能力；
2．组合逻辑芯片的应用能力；
3．数字电子产品设计能力。
知识学习：
1．译码器原理；
2．编码器原理；
3．组合逻辑设计；
4．产品设计、用户接口设计。
考核评价建议
见8.2
项目名称
智能温控器设计
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
基于STC15单片机设计开发智能温控器，使用NTC热敏电阻或者DS18B20温度传感器，在数码管或者液晶屏显示温度，提供按键进行参数设置，通过继电器控制温度加热执行机构。
2）项目需求：
智能温控器设备在生产生活中应用非常广泛，比如工业现场温控、农业大棚温控、畜牧业饲养场地温度、家用温控器等，同时也是学习单片机系统的较好实践项目。
3）需求分析：
智能温控器需正确采集当前温度，并在液晶屏、数码管等器件进行显示。
提供温度上下限设置功能，当前温度低于下限启动加热，高于上限停止加热。
项目
实施
任务一：
硬件电路原理图设计、PCB设计
任务二：
固件程序设计、开发与调试
项目总结
能力锻炼：
1．基于单片机的电子系统设计能力；
2．单片机编程能力；
3．产品设计能力。
知识学习：
1．单片机原理及最小系统；
2．单片机外围器件使用方法及电路设计；
3．单片机典型前后台控制程序；
4．产品设计、用户接口设计。
考核评价建议
见8.2
项目名称
转速可调的步进电机控制器
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
利用单片机实现对步进电机的控制，编写程序，用单片机的四路I/O通道实现环形脉冲分配，并控制步进电机的转动，通过按键控制步进电机的旋转角度。
2）项目需求：
步进电机在数控机床、数控铣床、点胶机、雕刻机、激光切割机、PCB钻孔机等设备应用广泛，步进电机控制技术在工业领域有着大量的需求。
3）需求分析：
按键POSITIVE每按下一次，控制步进电机正转5.625°，长按时电动机持续正转；
按键NEGATIVE每按下一次，控制步进电机反转5.625°，长按时电动机持续反转；
项目
实施
任务一：
步进电机控制原理详解
任务二：
硬件电路原理图设计、PCB设计
任务三：
固件程序设计、开发与调试
项目总结
能力锻炼：
1．基于单片机的步进电机控制系统设计；
2．集成达林顿管IC芯片ULN2003的使用；
3．单片机外围硬件电路设计
4．步进电机控制程序编写与调试
5．PCB绘制与电路板制作。
知识学习：
1．步进电机原理及驱动方式
2．单片机控制系统
3.脉冲分配程序编写
考核评价建议
见8.2
项目名称
有刷直流电机调速控制器
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。
设计一个555多谐振荡器，产生PWM波，改变PWM波的占空比来控制直流有刷电机的转速。
2）项目需求：
直流电动机由于起动、制动特性好，调速范围广、调速平滑，而被广泛用于机械制造、矿山、冶金、纺织印染、造纸、印刷、化工和交通运输等部门。
直流有刷电机调速控制技术在以上领域有着广泛的应用需求。
3）需求分析：
使用555芯片构成可调占空比的多谢振荡器，输出PWM信号以及运用三极管共同构成有刷直流电机驱动电路，改变输出的PWM波占空比来调节有刷直流电机的转速，有刷直流电机为6V供电，而555芯片使用5V电源供电，利用7805构成稳压电路。
项目
实施
任务一：
有刷直流电机控制原理详解
任务二：
硬件电路原理图设计、PCB设计
任务三：
电路焊接、组装及调试
项目总结
能力锻炼：
1．基于555芯片的多谐振荡器系统；
2．555芯片PWM波产生方法；
3．PWM占空比调节设计
4．7805三端稳压块的使用
5．PCB绘制与电路板制作。
知识学习：
1．有刷直流电机原理及驱动方式
2．555芯片简易控制器设计
3.PWM占空比调节
考核评价建议
见8.2
项目名称
正弦波频率计
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
使用STC15单片机设计一款正弦波频率计，可以测量并显示正弦波频率。
2）项目需求：
在汽车电子领域，需要测量发动机转速，可利用霍尔传感器将速度变送为一定频率的正弦波信号，测量系统通过检查正弦波频率获得当前发动机转动速度。
设计稳定可靠的正弦波频率计是测量转速的前提。
3）需求分析：
可以使用信号发生器给出正弦波，模拟霍尔传感器变送信号。
使用STC15W408AS单片机作为主控芯片，对输入信号进行滤波和差动放大，计算出频率后在数码管显示。
项目
实施
任务一：
仪表放大器原理及设计
任务二：
硬件电路原理图设计、PCB设计
任务三：
固件程序编写及调试
项目总结
能力锻炼：
1．运用运算放大器组成三运放仪表放大器；
2．使用TM1620芯片驱动数码管；
3.设计单片机测控系统测量正弦波信号频率并显示。
知识学习：
1．仪表放大器；
2．TM1620驱动数码管方法；
3．单片机系统软硬件设计。
考核评价建议
见8.2
项目名称
嵌入式系统应用设计
学时
60
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
在移动终端设备及嵌入式系统领域，ARM微处理器的重要性越来越凸显，可以预见未来的智能电子产品将是ARM核体系主导，所以开设本课程尤显必要。
基于ARM微处理器，设计与开发嵌入式系统及相关智能电子产品，使学生的专业知识和技能有一个质的飞跃。
2）项目需求：
ARM核微处理器在嵌入式系统领域应用非常广泛，而嵌入式系统在智能设备中大量采用，所以本项目涉及技术在实际开发和生产中应用需求量巨大。
3）需求分析：
ARM处理器的体系结构及通用寄存器用法、基于固件库开发的方法和步骤、GPIO的应用、TIMER和PWM的应用、LED呼吸灯、通过L298N控制电机转速、DMA应用、基于线性CCD的小车寻迹系统开发。
项目
实施
任务一：
LED呼吸灯
使用GPIO、TIMER等功能，实现LED呼吸灯效果。
任务二：
通过L298N控制电机转速
使用ARM微处理器的GPIO、PWM功能，配合L298N设计电机转速控制器。
任务三：
基于线性CCD的小车寻迹系统开发
使用ARM微处理器的ADC、DMA等功能，利用任务二开发的电机转速控制器，配合红外传感器，设计开发基于线性CCD的小车寻迹系统。
项目总结
能力锻炼：
1．能够设计基于ARM核微控制器的电子产品原理图和PCB；
2．能够开发和调试嵌入式系统固件程序。
知识学习：
1．精通C语言；
2．熟练掌握ARM体系结构，并能灵活运用；
3．具备扎实的电子电路硬件设计知识，能够独立设计硬件电路；
4．熟练掌握基于固件库的程序开发方法；
5．强烈的责任心与主动性；
考核评价建议
见8.2
项目名称
使用EasyEDA设计电子电路
学时
30
主讲教师
项目需求
与分析
1）项目简介：
EasyEDA是一个易用的EDA工具来，连接电子工程师与供应链，降低学习门槛，为工程师节约时间。
EasyEDA从2014年5月份正式上线开始，就聚焦在为开发者准备库文档，提供设计时所需要的常用模块，让工程师可以像拷贝代码一样快速搭建一个最小开发系统；另外由于云端系统的同步支持，一个多人团队可随时随地的协同开发，互相可以看到最新的设计进展；更重要的一点就是在设计的过程中就知道项目计划使用的芯片是否能买到以及具体价格。
2）项目需求：
电路原理及PCB设计是电子产品开发的基础，当前电路EDA软件主要有Altium、Pads、Cadence等大型软件，某些电子设计公司使用并未授权的EDA设计软件，存在严重的知识产权风险；而如果购买正版，需要花费巨大。
EasyEDA终身免费、云端存储、入门简单、操作方便，是小型电子公司很好的替代选择，同时也是学生学习PCB设计的很好选择。
3）需求分析：
使用EasyEDA进行电路原理图设计、原理图库设计、PCB设计、封装设计等，熟悉电路板设计和制作的全流程。
项目
实施
任务一：
单片机开发板电路的设计
任务二：
可调恒流源充电电路设计
任务三：
智能小车电路设计
项目总结
能力锻炼：
1．能够快速设计开发电路板。
2．培养实际操作能力、分析能力。
知识学习：
1．熟悉电路板设计开发流程；
2．能够绘制原理图库和封装库；
3．电路设计基本原则及注意事项；
4．电子电路可制造性分析；
5．擅长运用工具软件，开展问题排查和定位。
考核评价建议
见8.2
7教学进程安排及说明
电子产品开发卓越人才培养第一学期授课任务
序号
项目
名称
教学内容
上课教师
（企业教师注明上课日期）
学时
1
OP放大电路设计
正相放大器、电压输出器、差动放大器、比较放大器；
10
振荡的识别方法、增益和相位的分析方法
10
零点、漂移及噪声抑制技术
10
2
高性能组合电路设计
组合逻辑组成译码器设计、BCD-十进制译码器7442的原理和应用
10
译码器的扩展、串行数据译码器8-3行优先编码器
10
十进制-BCD编码器、多路选择器74151
10
3
智能温控器设计项目
基于单片机和NTC热敏电阻的温控器电路设计及PCB绘制
10
74HC595驱动数码管程序
4
NTC热敏电阻AD转换程序
4
控制程序编写与调试
4
电路的焊接、制作与软硬件联合调试
8
合计学时
90
电子产品开发卓越人才培养第二学期授课任务
序号
项目
名称
教学内容
上课教师
（企业教师注明上课日期）
学时
1
转速可调的步进电机控制器
步进电机内部结构、控制原理、调试方法详解
10
集成达林顿管IC芯片ULN2003的使用及硬件电路原理图设计、PCB设计
10
固件程序设计、开发与调试
10
2
有刷直流电机调速控制器
555定时器的各种功能用法介绍，并用面包板连接电路测试波形
8
使用555芯片构成可调占空比的多谢振荡器，输出PWM信号
6
设计输出PWM波占空比可调节有刷直流电机的转速控制器
8
调速控制器单片机设计的替代方案
8
3
正弦波频率计
运用运算放大器原理，三运放仪表放大器的组成和工作原理
8
使用TM1620芯片驱动数码管
4
单片机内置比较器的的使用
4
波形的整形和信号滤波方法
4
PCB的设计，电路板的制作
4
设计单片机测控系统测量正弦波信号频率并显示
6
合计学时
90
电子产品开发卓越人才培养第三学期授课任务
序号
项目
名称
教学内容
上课教师
（企业教师注明上课日期）
学时
1
嵌入式系统应用设计
任务一：
LED呼吸灯
使用ARM微控制器GPIO、TIMER等功能，实现LED呼吸灯效果。
10
任务二：
通过L298N控制电机转速
使用ARM微处理器的GPIO、PWM功能，配合L298N设计电机转速控制器。
20
任务三：
基于线性CCD的小车寻迹系统开发使用ARM微处理器的ADC、DMA等功能，利用任务二开发的电机转速控制器，配合红外传感器，设计开发基于线性CCD的小车寻迹系统。
30
2
使用EasyEDA设计电子电路
EasyEDA在线PCB设计软件功能介绍及操作练习
2
原理图库的设计方法
4
单片机开发板电路原理图设计
4
PCB库设计方法
4
单片机开发板PCB设计
4
可调恒流源充电电路设计及PCB设计
4
智能小车电路设计及PCB设计
6
工艺及可制造性分析
2
合计学时
90
8教学建议
8.1教学方法、手段与教学组织形式建议
建议教学方法采用研讨、探究式教学。
教学手段采用企业真实的项目案例进行教学。
教学组织采用小班卓越班培养形式。
项目教学软硬件需求：
台式计算机（联网）、KeilCV5.0（51单片机）、KeilCV5.0（ARM）、AltiumDesigner16、Chrome浏览器、STC-ISP、ST-Link仿真器、CH340驱动程序、电烙铁、随课程电子套件等。
8.2教学评价、考核建议
日常出勤率（10%）
项目完成效率（20%）
项目管理的规范性（40%）
进度管理（8%）：
根据项目纳期，有完整的进度计划并按计划实施，有实际进度情况记录
质量管理（8%）：
有完备的质量管理计划以及问题记录
资料管理（8%）：
项目文档、管理文档、项目成品分门别类地存放，能做到查找迅速准确
会议记录（8%）：
每次会议或小组讨论都有规范的记录
报告管理（8%）：
日报、周报、月报按时、准确
项目总结报告（10%）
项目总结深入、全面（5%）
项目管理文档资料齐全，全部电路成品、固件程序、技术文档、管理资料、项目报告等电子文档已分类打包并提交（5%）
参赛获奖情况（20%）
9教学成果考核
学期
考核标准
认证
第三学期
1、能够完成电子产品设计方案编写
2、能够完成嵌入式系统设计任务
3、能够完成智能电子产品和嵌入式系统软硬件开发
高级电子工程师
第二学期
1、能够完成复杂单片机系统的软硬件设计与开发
2、能够调试并解决电子设备故障
3、能够具有产品设计意识
中级电子工程师
第一学期
1、能够分析与设计简单OP放大电路
2.、能够分析与设计高性能组合逻辑电路
3、能够完成简单单片机控制系统设计
初级电子工程师
10教学平台支持
10.1电子信息专业虚拟仿真实训系统
通过3D人物、仪器、设备、场景，实现真实实训模拟，让学生在场景内自由移动，达到学生和教师以真实工作场景体验的效果；在3D场景能力测评系统内，查看试题内容及提示，并通过场景完成考试过程；采用自动评分系统完成评分，提高评分效率，减少评分误差，提高评分效率。
10.2EasyEDA电子设计开发平台
EasyEDA是一个易用的EDA工具来，连接电子工程师与供应链，降低学习门槛，为工程师节约时间。
EasyEDA从2014年5月份正式上线开始，就聚焦在为开发者准备库文档，提供设计时所需要的常用模块，让工程师可以像拷贝代码一样快速搭建一个最小开发系统；另外由于云端系统的同步支持，一个多人团队可随时随地的协同开发，互相可以看到最新的设计进展；更重要的一点就是在设计的过程中就知道项目计划使用的芯片是否能买到以及具体价格。
EasyEDA是学生学习电子电路板图设计非常好的实训平台。
升级会员 