《系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

《系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱課程英文名SystemDesignandSimulationcomprehensiveexperiment課程代碼03P0018學(xué)分2總學(xué)時(shí)2周課程類別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)先修課程數(shù)字邏輯電路、單片機(jī)原理及應(yīng)用A、現(xiàn)代邏輯設(shè)計(jì)課程性質(zhì)限選適用專業(yè)電子信息工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與目標(biāo)（一）課程地位本課程是電信信息工程專業(yè)一門必修的專業(yè)實(shí)踐課程，屬于研究設(shè)計(jì)類課程。在學(xué)習(xí)了電子線路、數(shù)字邏輯電路、現(xiàn)代邏輯設(shè)計(jì)等課程后，通過本課程設(shè)計(jì)這一集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)仿真工具和各種電子技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。該課程要求學(xué)生熟悉EDA軟件（QuartusII），能夠利用所學(xué)EDA技術(shù)知識(shí)完成一個(gè)具有完整功能的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)頂層模塊的劃分到各功能模塊的設(shè)計(jì)以及電路的仿真和下載，讓學(xué)生得到一次自主使用硬件描述語(yǔ)言描述電路的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，從而加深學(xué)生對(duì)仿真的理解，提高學(xué)生使用EDA軟件工具的熟練程度，最終獲得初步電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為以后進(jìn)行工程實(shí)際問題的研究打下設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)1.掌握一種EDA軟件（QuartusII）的使用方法，能夠熟練進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入，編譯，軟件仿真、管腳分配、下載等全過程。2.掌握利用運(yùn)用硬件描述語(yǔ)言對(duì)電子技術(shù)綜合問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，鞏固和加深對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。3.培養(yǎng)學(xué)生撰寫嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒂欣碚摳鶕?jù)的、實(shí)事求是的、文理通順的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。二、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求3.1畢業(yè)要求3.2畢業(yè)要求3.3畢業(yè)要求4.2畢業(yè)要求4.3畢業(yè)要求4.4畢業(yè)要求5.1畢業(yè)要求5.2畢業(yè)要求10.1畢業(yè)要求10.2課程目標(biāo)1M(0.05)M(0.05)M(0.05)課程目標(biāo)2M(0.05)M(0.05)M(0.05)課程目標(biāo)3H(0.2)H(0.2)H(0.15)H(0.15)注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。三、設(shè)計(jì)選題及任務(wù)要求序號(hào)參考選題任務(wù)與要求1基于FPGA數(shù)字跑表的設(shè)計(jì)1.跑表計(jì)時(shí)顯示范圍0.01s-59min59.99s，計(jì)時(shí)精度為10ms。2.具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停計(jì)時(shí)功能3.時(shí)鐘源誤差不超過0.01s2基于FPGA數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示秒、分、時(shí)的12小時(shí)數(shù)字鐘，可整點(diǎn)報(bào)時(shí)2.采用開發(fā)板上的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生秒脈沖3.計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器可以用24進(jìn)制計(jì)時(shí)電路，可以手動(dòng)對(duì)時(shí)分校正3基于FPGA交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)交通控制器，由一條主干道和一條支干道構(gòu)成，每條支路有紅、黃、綠三色信號(hào)燈2．主干道綠燈時(shí)間45秒，支干道綠燈時(shí)間25秒，倒計(jì)時(shí)顯示3.綠燈到紅燈轉(zhuǎn)換過程中，亮5秒皇都進(jìn)行過渡。4基于FPGA數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量方波信號(hào)頻率的頻率計(jì)2.測(cè)量范圍0-999999HZ，精度為1HZ.3.用六個(gè)數(shù)碼管顯示5基于FPGA多功能波形發(fā)生器設(shè)計(jì)1．要求產(chǎn)生三種波形：方波、三角波，正弦波；2.每個(gè)波形周期采樣16個(gè)點(diǎn)；可輸出頻率分為有100HZ,200HZ,500HZ及1KHZ；6基于FPGA汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)1．汽車尾燈控制器共有正常行駛、剎車、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和故障模式2.左右轉(zhuǎn)時(shí)，燈亮1秒，滅1秒3.發(fā)生故障時(shí)，雙側(cè)閃爍，亮0.5秒，滅0.5秒7基于FPGA脈沖寬度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)1．脈沖信號(hào)寬度的測(cè)量精度為1ms2.脈沖的寬度的測(cè)量范圍為0~10s3.測(cè)量值可以用5位數(shù)碼管顯示8基于FPGA搶答器的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕，用于搶答2.搶答器具有第一信號(hào)鑒別和鎖存功能3.設(shè)置復(fù)位按鈕，復(fù)位后進(jìn)行搶答，搶答后顯示搶答組的號(hào)碼，并揚(yáng)聲器發(fā)出3秒聲音注：學(xué)生可任選其中一個(gè)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)。四、課程設(shè)計(jì)的主要進(jìn)程與時(shí)間安排序號(hào)主要進(jìn)程教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配1下達(dá)任務(wù)講解本課程設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，布置設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生選題第1天2選題與文獻(xiàn)查閱查閱文獻(xiàn)資料，選題，確定分組，并給出可行的設(shè)計(jì)方案。第2天3任務(wù)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試第3-5天4下載與測(cè)試硬件電路下載，調(diào)試與測(cè)試，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告第6-8天5任務(wù)驗(yàn)收、演示與答辯設(shè)計(jì)任務(wù)的驗(yàn)收和答辯第9-10天注：進(jìn)程安排的最少時(shí)間為0.5天。五、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定考核類別考查考核形式平時(shí)考核、實(shí)踐與答辯考核、課程設(shè)計(jì)報(bào)告考核成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)考核占20%，考核標(biāo)準(zhǔn)：出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度，小組分工情況，小組成員同組討論表現(xiàn)；實(shí)踐及答辯考核占40%，考核標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)踐動(dòng)手能力，功能任務(wù)演示，模塊功能說明，問題回答；課程設(shè)計(jì)報(bào)告考核占40%，考核標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)容完整性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，報(bào)告格式規(guī)范；成績(jī)登記方式百分制六、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)成績(jī)?cè)u(píng)定課程目標(biāo)1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)平時(shí)成績(jī)A10實(shí)踐及答辯成績(jī)B10目標(biāo)達(dá)成度1=（A1+B1）/（A10+B10）課程目標(biāo)2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)平時(shí)成績(jī)A20實(shí)踐及答辯成績(jī)B20課程設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)C30目標(biāo)達(dá)成度2=（A2+B2+C2）/（A20+B20+C20）課程目標(biāo)3實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)踐及答辯A30課程設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)C30目標(biāo)達(dá)成度3=（A3+C3）/（A30+C30）七、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1．王金明，《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與VerilogHDL》(第六版)，電子工業(yè)出版社，2016年（二）主要參考書：1.HYPERLINK"/writer/%E4%BB%BB