電路與電子設計基礎范文

導語：如何才能寫好一篇電路與電子設計基礎，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】汽車電子排擋 開發與設計思路 相關探究

隨著信息技術以及汽車制造業的迅速發展，汽車電子排擋技術越來越受到青睞與關注。但我國汽車電子工業起步相對較晚，電子排擋的生產線及其相關主要零部件對于進口的依賴度相對較高。為此，加強對汽車電子排擋的開發與設計對進一步提高我國汽車生產競爭力有著至關重要的影響與意義。

1 擋位要求

集手動擋與自動擋為一體的電子排擋主要包含六個擋位，這六個擋位具體為空擋（N）、手動與自動切換擋（A/M）、升擋（+）、降擋（-）、倒車擋（R）以及前進擋（G）。這其中，空擋、前進擋以及倒車擋處于穩態的位置，而其余擋位處于非穩態位置。

A/M是手動與自動模式的選擇擋，當駕駛員想要切換至手動模式進行駕駛時，只需將換擋桿向左打到這一選擇擋位置就好，同樣的由自動擋切換到手動擋也是如此。在空擋的情況下，變速箱與發動機處于相脫離的狀態，此擋位的使用與傳統的手動變速器使用類似，例如司機在遇到紅燈時就需將汽車擋位掛到空擋位置處，此外，由于這種擋位的設計沒有停車擋，為此司機在準備停車以及拔出車鑰匙之前一定要將擋位掛到空擋上，否則汽車會自動發出警報聲對司機加以提醒。

2 結構設計

電子排擋的機械結構主要有手柄、外殼、磁鐵以及電路板等幾部分組成。開關對應面上是自動模式下的選項開關；滑動片安裝在手柄下面，主要用于駕駛員換擋時的移動擋桿。固定栓主要用于將底座、電路板以及上面的外殼固定，以防止在撥動擋桿時因電路板位置不穩定而造成的信號采集失誤。

3 電路設計

硬件電路設計是整個電子排擋系統的一個重要部分，它首先對駕駛員所選擇的不同擋位進行識別，再通過微控制單元MCU的處理后對讀到的傳感器信號進行編碼，之后編碼信號傳送到TCM端面，來以此實現換擋的功能。在進行硬件電路設計時，應遵循資源節約、高性價比以及持續發展的原則。

就MCU控制模塊來說，各擋位和傳感器觸發具備一定的對應關系。電子排擋硬件電路的主要作用有：

（1）通過傳感器對駕駛員的操作意圖進行采集，并對干擾信號進行過濾。

（2）將采集到的相關信號輸送到MCU，并依照相關協議進行相應的處理。

（3）之后，將處理的結果信息準確實時地傳輸給變速器的控制機構。

4 主控制器（MCU）模塊

電子控制單元作為整個電子排擋系統的核心與關鍵，其設計的好壞直接影響著整個系統運行的品質。電子排擋系統作為比較典型的實時控制系統，其控制的實時性特征明顯。而由于汽車工作的環境相對較為惡劣，汽車內部元件所處的環境溫度變化區間較大，這也就在一定程度上對電子控制單元的設計提出了相應的要求。為此，在考慮到設計成本問題的同時，一款芯片若能夠在滿足系統所需功能的同時也盡可能節省成本，這便是最佳的選擇。本文所設計的電子排擋系統是以低功耗型單片機為核心控制單元的，該芯片是主要采用了8位CMOS閃存單片機，其不僅僅有著較為精確的內部振蕩器以及遇起始位時的自動喚醒功能，同時其工作時電壓的轉換范圍相對較寬泛。此外，該芯片的使用與操作也較為便捷，同時其運算能力也比較優越，可承受的工作溫度也較為寬泛。一芯片總共有三組I/O口，本文所述的系統主要將RC的8個I/O口以及RA的一個I/O口作輸入使用，以此接收相應的傳感器輸出，而RB其中的4個I/O口主要用作MCU的輸出。最后，九個上拉電阻作用主要是提高輸出電平與芯片輸入信號的噪聲容限，通過對抗干擾能力的增強以進一步防止系統復位時引起的不穩定狀況。

5 電源相關設計

電源模塊設計主要需要解決兩個電源之間轉換功能的實現問題。電源模塊主要有供電和穩壓兩個重要功能。在汽車電子排擋整個控制系統中，需要進行供電的器件的主要有兩部分，其中一部分是用于傳感器等功率性器件的供電，另一部分是用于相關數字器件的供電。一般的車載系統都是12V的直流電源，而絕大多數單片機系統芯片都要求5V的直流電，這就需要將車載電源轉換為能夠滿足單片機系統的直流穩壓電源。本文設計主要運用大功率型三極管和穩壓管來實現將12V的直流電源將為5V的直流電源的工作。這其中，兩個三極管組成的共射，使得電路進一步放大，進而對信號也起到了雙倍放大的作用。而電容起到一定的濾波作用，以用來消除車載電源抖動的相關干擾，同時，電阻連接在三極管的基極和發射極之間，起到了一定的穩定靜態工作點的作用，而二極管在防止電源反接，避免燒壞電路板等方面起到保護電源的作用。

參考文獻

[1]周曉翠.汽車電子排擋電路設計及電磁分析[D].控制科學與工程，湖南大學，2012.

[2]周曉翠，孫煒，陳彩霞.采用圓柱形永磁體的汽車電子排擋的開發[M].汽車工程，2012.

作者簡介

陳建（1981-），男，河南省中牟縣人。大學本科學歷?，F為河南職業技術學院講師。研究方向為車輛工程。

高云（1980-），男，安徽省淮北市人。大學本科學歷?，F為河南職業技術學院講師。研究方向為車輛工程。

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關鍵詞：數字電路 EDA 設計系統 仿真

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0102-01

數字電路的發展經過了電子管、半導體分立器件以及集成電等幾個階段，與模擬電路發展類似，到上世紀六十年代，數字電路逐漸發展成為了由雙極型工藝制成的小規模、中規模的邏輯器件。隨著計算機技術的不斷發展，微處理器的出現，到七十年代末，數字電路在性能上又發生了飛躍性的變化。

1 數字電路與EDA實驗設計系統

1.1 數字電路

數字電路即是以數字信號來對數字量進行運算的電路，包括算術運算與邏輯運算。由于數字電路同時具有邏輯運算與處理的功能，因此也被稱為邏輯電路，是由若干數字集成器件所構成的。隨著數字電路中可編程邏輯器件PLD的出現，以及現場可編程門陣列FPGA的發展，數字電子技術規模不斷擴大，而在結合相應軟件后器件功能更加完善，使用更加靈活。

1.2 EDA實驗設計系統

EDA實驗設計系統即電子設計自動化，是一種用軟件設計方式對電子系統到硬件系統進行設計的新的實驗設計系統。該系統的設計載體為大規?？删幊踢壿嬈骷?，設計工具包括計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發設計與試驗系統開發軟件等。EDA實驗設計系統的應用實現了邏輯編譯、邏輯分割，以及邏輯綜合、化簡與優化，同時也實現了邏輯布局與仿真，進而對特定的目標芯片進行適配編譯、邏輯映射、編程下載，最終形成集成電子系統。

2 數字電路及EDA的應用及意義

2.1 數字電路及EDA的應用

隨著數字電路的迅速發展，EDA在科研、教學、產品設計中的應用逐漸擴大，尤其是在教育領域，電子科技類高校幾乎都上設置了EDA 課程，包括EDA概念、原理的學習，以及VHDL 描述系統邏輯方法和EDA電子電路模擬仿真實驗的學習等等。高校教學中，可借助CPLD/ FPGA 器件進行課程設計、實驗教學、設計競賽與畢業設計等，進而提升實驗設備與設計電子系統的經濟性、可靠性、快速性，使之容易實現，方便修改，更多的提供學生踐動手的機會，達到提高學生分析能力、思維能力、創新能力、動手能力以及設計開發能力。

通過電路模擬工具來完成對電路的設計、仿真與調試等應用，CPLD/ FPGA 器件的開發可直接應用到少量產品的芯片中，也能夠在具體的儀器設備中使用，同時也可以應用到大批量產品的芯片前期開發中，尤其是機電產品的改造與升級，能夠大幅度的提升產品的性能、質量、技術含量等。

2.2 應用意義

首先，EDA實驗設計系統是現代電子設計的原動力。數字電路與EDA實驗設計系統技術的掌握，對廣大的高職學生、等學歷的電子工程師來說意義重大，并且勢在必行，只有與時俱進掌握EDA 技術，才能夠有效地提升設計效率，參與到世界電子工業市場競爭中來，得以長遠的發展。EDA實驗設計系統的發展是電子設計、電子產品發展，以及電子產業的一項技術革命，這對電子類課程教學也提出了更高的要求。理工科的高校都開設了此類課程，特別是對電子信息類專業的學生而言，在日常的教學過程、畢業設計等都可以借助CPLD/FPGA器件，使試驗設備具有高可靠性，設計出的電子系統經濟快速。通過以上方面的訓練，學生的實踐動手能力乃至創新能力大大提升。

其次，EDA實驗設計系統能夠增加電子設計的核心競爭力。電子技術發展迅速，電子產品更新換代時間很短，而EDA作為電子產品開發的原動力，掌握好該技術能夠增加電子設計的核心競爭力。EDA技術在科研、產品設計以及教學等方面都發揮著很大的作用。在產品設計方面，無論從微處理器到彩電音響等，EDA技術不單在前期的工作中如計算機模擬仿真等，也在電子設備研制與電路板制作等過程中有很大的作用。在科研方面，其目的是利用有效電路工具進行電路設計仿真，將某些元器件應用開發到儀器設備中，利用虛擬的儀器進行產品調試。在傳統的機電產品開發升級過程中，CPLD/FPGA的應用可提高傳統產品的性能，提高產品的市場競爭力。對于電子產品的研發而言，EDA技術是賦予產品的源源不斷的生命力，是現代電子設計核心所在。

3 結語

隨著電子技術全面的納入了EDA的范疇，而各學科也因電子自動界限變得更加模糊與相互包容，尤其體現在以下幾個方面：

（1）ASIC作為基于EDA實驗系統設計工具的設計標準單元，已經在IP核模塊以及大規模的電子系統中得以運用；（2）硬件與軟件IP核在電子自動化行業不斷發展；（3）電子設計成果可能以自主知識產權的模式予以明確的表達和確認。

參考文獻

[1]謝良友.SZX數字電路實驗箱.湖南師范大學自然科學學報.第18卷第2期.1995.6.

[2]周仲.國產集成電路應用500例北京：電子工業出版社出版，1988.

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一、傳統電子產品設計中遇到的問題

1、傳統的電子產品，從設計、調試到驗證完成，一般采用面包板或專門的焊機板，通過手工裝配，再進行電路的反復測量、評估電路性能。當電路設計非常復雜時，采用這種傳統的設計方法，極易產生連線錯誤、器件損壞等人為錯誤，常會造成人力、財力、時間的浪費。尤其是設計集成電路時，傳統的設計方法無法模擬集成電路的真實特性。

2、電子產品的各項性能的分析，特別是消耗和破壞性的分析與測試。

3、設計過程中的大量的復雜的計算。

二、電子設計自動化的發展過程及解決的問題

在20世紀70年代到80年代中期，計算機技術和電子技術的發展促進了計算機雇主設計(CAD)理論的研究和應用，是CAD技術成為電子設計領域的新興學科。20世紀80年代中期開始，隨著高性能計算機技術的發展，尤其是微型計算機技術的發展，CAD技術邁向了其高級階段，出現了電子設計自動化(EDA)。電子設計自動化技術(EDA)是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、信息處理技術、及智能化技術，進行鏈子線路與系統的功能設計、邏輯設計、性能分析、系統優化直至印制電路板的自動設計，它可以完成電子工程設計的全過程。利用EDA工具，電子設計工程師可以從概念、算法等開始設計電子系統，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。其基本特征是以計算機硬件和相關軟件為工作平臺、最大限度地提高電子線路或系統的設計質量和效率，從而節省人力、物力和開發城本，縮短開發周期。

三、電子設計自動化的主要特點

1、設計過程自動化

在EDA的應用中，可以利用EDA應用軟件，實現由系統層到電路層再到物理層的整個設計過程的自動化。在設計過程中，設計人員可以按照電子線路或系統的指標要求，采用完全獨立于芯片廠商及其產品結構的描述語言，在功能級對設計產品進行定義，并利用應用軟件提供的仿真技術驗證設計結果。具體地講，設計人員可以從概念、算法、協議等開始設計電子系統通過計算機機上自動完成。2、高度開發的集成環境利用計算機技術的支持，在計算機平臺上安裝功能不同的軟件，形成一個功能強大的EDA設計環境。在這個環境中，可以控制和管理設計方案、設計過程和設計數據，甚至可以讓這些軟件共享設計資源。這種高度開放的集成環境，包含了電路設計開發過程，而且其文件類型在不同的EDA軟件中是可以共享的。

3、高度智能化的操作

在EDA技術中，由于應用軟件的智能化設計，各種設計向導和提示十分完備，使電子設計人員不必學習更高深的專業理論知識，更不必進行手工運算，在應用軟件環境中，就可以完成線路或系統的設計，并得到精確的仿真結果。

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摘要：全國大學生電子設計競賽作為全國范圍的面向大學生的群眾性科技活動，在培養學生動手能力和綜合素質方面發揮了極為重要的作用。文章通過對往屆全國大學生電子設計賽題分析、歸類，闡述了傳統高職實踐教學普遍存在內容陳舊，形式呆板，方法單一；共性訓練及個性培養的突出問題；針對上述問題，文章提出了建立分層次實訓教學模式、重視學生創新能力培養的高職電子類專業實踐教學改革具體措施。

關鍵詞：電子賽；高職；實踐教學；改革

全國大學生電子設計競賽作為全國范圍的面向大學生的群眾性科技活動，在培養學生動手能力和綜合素質方面發揮了極為重要的作用。我院分別于05年、07年、09年和11年連續四屆參加了全國大學生電子設計競賽，并于09年獲得了全國?？平M二等獎、11年江西賽區三等獎的較好成績。通過競賽，培養了學生查閱資料能力、自學能力、分析問題與解決問題的能力、綜合設計與調試能力、科技論文寫作能力；培養了學生理論聯系實際的工作作風、團結協作的精神和創新意識。同時，競賽也對高職電子類專業實踐教學也提出了更高的要求。

一、歷屆全國大學生電子設計競賽賽題分析

綜觀前幾屆全國大學生電子設計競賽的賽題，大致可以歸納為以下5大類：

（一）電源類：簡易數控直流電源（第一屆），直流穩壓電源（第三屆），數控恒流源（第七屆），三相正弦波變頻電源（第七屆），開關電源模塊并聯供電系統（11年）；

（二）信號源類：實用信號源的設計和制作（第二屆），波形發生器（第五屆），電壓控制LC振蕩器（第六屆），正弦信號發生器（第七屆），諧振放大器（11年）；

（三）無線通信類：實用低頻功率放大器（第二屆），簡易無線電遙控系統（第二屆），調幅廣播收音機（第三屆），短波調頻接收機（第四屆），寬帶放大器（第六屆），單工無線呼叫系統（第七屆）；

（四）儀器儀表類：簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆），簡易數字頻率計（第三屆），頻率特性測試儀（第四屆），數字式工頻有效值多用表（第四屆），簡易數字存儲示波器（第五屆），低頻數字式相位測量儀（第六屆），集成運放測試儀（第七屆），簡易頻譜分析儀（第七屆），簡易自動電阻測試儀（11年）；

（五）數據采集與控制類：多路數據采集系統（第一屆），水溫控制系統（第三屆），數字化語音存儲與回放系統（第四屆），自動往返電動小汽車（第五屆），懸掛運動控制系統（第七屆），帆板控制系統（11年），波形采集存儲與回放系統（11年）。

試題的特點是：實用性強、綜合性強、技術水平含量較高、發揮空間較大。

所涉及的電子類專業的課程有：低頻電路、高頻電路、數字電路、微機原理、電子測量、單片機、傳感技術等。

實踐性教學環節有：電子線路實訓、微機原理實訓、單片機實訓、綜合實訓、生產實習等。

可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規模集成電路、可編程邏輯器件等。

可以采用的設計手段：傳統的，也可以采用現代電子設計工具，如Pspice輔助分析、ISP在系統可編程和EDA技術等。

不難看出，電子設計競賽的試題既反映了電子技術的先進水平，又引導高校在教學改革中，應注重培養學生的工程實踐能力和創新設計能力。

二、傳統的實訓教學普遍存在的突出問題

目前，大多數高職院校仍然采用或部分采用傳統的大學實訓教學模式，該模式已無法適應競賽和社會發展的需求，主要存在以下兩方面的突出問題。

（一）內容陳舊，形式呆板，方法單一。

在傳統的電子類專業實訓教學[1]中，一般是根據基礎理論的進程分電路基礎實訓、電子技術實訓和專業課程實訓等幾個層次進行的，這種層次符合人的認知過程。但在每個層次的實驗內容及實訓方法上所存在的內容陳舊、形式呆板、方法單一的問題與當今對人才培養的要求卻極不適應，尤其在知識更新愈來愈快的今天，培養學生獵取知識的能力，顯得更加重要。因此，如何在實訓課學習中處理好理論課與實訓課的關系是需要進一步研究解決的問題。

（二）共性訓練及個性培養。

在傳統的實訓中由于內容陳舊和方法的單一，在教學中，著重的是達到某一實訓目的的共性訓練，而沒有時間、空間和條件加強對學生的個性培養。創新需要個性，在實訓教學中在共性訓練的同時，加強個性培養，就需要在實訓的內容，方法和形式上進行改革，提供的實訓平臺就要具備分層次可操作的特點，在空間和時間上就不能是封閉的，而應是開放的。

三、高職電子類專業實踐教學改革具體措施

綜上所述可以看出，高職電子類專業實踐教學在課程體系和教學內容上應破陳出新，應突出學生工程實踐能力和創新能力的特點，使學生的知識和能力達到電子設計競賽的水平和現代信息產業發展的需要。

近三年，我院電子系在專業實踐教學課程體系、教學內容等方面進行了以下改革，并取得了良好效果。

（一）建立分層次實訓教學模式[3]。

建立分層次的現代實訓教學模式，即：基礎實訓，創新實訓，綜合實訓。

1.基礎實訓：實訓內容依據教學大綱要求預先設計好，只要求學生按照已知的方法和步驟進行操作即可，這種實訓方式在基礎訓練階段是必不可少的。目的是加深學生對電子技術基本理論的理解，提高學生對基礎實驗的興趣。

2.創新實訓：實訓內容為基礎課、專業課中各單元電路的設計及小系統設計，電路由學生自行安裝與測試。采用積木式、模塊化結構，將設計的單元電路組合成小系統電路，完成應用電路系統的設計。旨在培養學生學習的主動性和積極性，培養學生電子器件基本應用電路的安裝與測試及各種電子電路設計、裝調與測試的能力，培養學生理論聯系實際的能力與書寫設計性實訓報告的能力。

3.綜合實訓：實訓內容包括電子類專業的信號獲取、檢測、控制、傳輸與處理等應用性較強的綜合設計性實訓。采用中大規模集成電路、專用集成電路與可編程邏輯器件。目的是培養學生進行高頻、低頻、數字電路、傳感器和單片機等進行綜合設計、裝調與測試的能力，強調各種設計方案的實現與創造性思維能力的發揮，鼓勵創新與突破，要求學生自擬設計方案并自行設計電路，應用新技術、新器件，書寫綜合性實訓報告，可2-3人1組。目的是培養學生創新設計能力、團結協作精神及新技術、新器件應用的能力。

（二）重視學生創新能力培養[5]。

1.因材施教，鼓勵創新，培養拔尖人才。

在創新實訓和綜合實訓等實踐教學環節中，對有創新設計思想，能力較強的優秀學生，可以免做普通實訓的內容，安排難度較大的實訓課題或學生自定課題，要求他們自擬設計方案，實訓室提供所需的特殊器件。對實訓課題完成較好的學生可以免考，并給予較高的成績。

2.建立有效的激勵機制。

學校設立“學生創新設計基金”，制定獎勵政策。“創新設計基金”主要資助運用新思想，新技術，新器件的電子設計與制作的課題，學生每年可以申請；鼓勵學生進行課外科技活動，將課外科技活動取得的成果與綜合測評掛鉤。

3.成立電子科技活動小組。

電子科技活動小組主要由課外科技活動積極分子和優秀學生干部組成?；顒有〗M所需的儀器設備由系實訓室資助，由學生管理。他們利用課余、節假日時間到社區、學校和“三下鄉”到農村義務為群眾、師生和農民修理家電，充分運用自己所學的知識為社會服務，在能力得到進一步提高的同時，也得到了社會的高度評價。

四、結束語

高職教育在我國起步較晚，經過了近幾年的快速發展，取得了一些成果，但在實踐教學方面還有很多課題要做，如何將全國電子設計競賽給予我們的啟示，帶到實踐教學改革中去，使高職教育在體系、方法和手段上進一步完善和提高，做到質和量的和諧統一，是一件長期而艱巨的系統性任務。

參考文獻：

[1]，盧崇高，季躍東.高等職業教學理論探索與實踐[M].南京：東南大學出版社，2005。

[2]李其龍．德國教育[M]吉林教育出版．2000．12。

[3]亓傳偉、任艷斐．高職高專實訓教學存在的問題及對策[J]．職教論壇．2004．12。

[4]羅三桂．高職院校實踐教學存在的問題及對策[J].廣東工業大學學報(社會科學版)，2004．9。

[5]教育部高等教育司編．高職高專教育改革與建設（2000年高職高專教育文件資料匯編）[北京]：高等教育出版社.2001。

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關鍵詞：通信電子線路；仿真實驗；電子設計

通信電子線路課程是通信類、電子信息類等專業必修的一門重要課程。它具有理論性、實踐性及工程性強的特點。該課程的重要內容是模擬無線通信系統中的發送設備和接收設備，重點研究它們的組成原理、基本電路和分析方法，并且應用模型化的思想來描述電路結構和單元電路。本文根據應用型本科院校電子信息工程專業對通信電子線路課程的設置要求，對該課程的教學現狀和教學改革方法予以探究。

一、通信電子線路課程教學現狀

通信電子線路課程具有基本概念抽象、基本單元電路多、分析方法多等特點。在理論教學中，由于該門課程概念過于抽象，導致學生對該門課程掌握起來比較困難，進而削弱了學生學習的積極性。如何激發學生的學習興趣，提高課堂教學質量，教師首先應對其中的問題予以分析。（一）課程銜接問題通信電子線路課程在電子信息工程中與先修課程、后續課程聯系密切，根據我校電子信息工程專業培養方案可知通信電子電路的先修課程有：數學、物理及信號與系統等課程，后續課程有數字通信、通信技術等課程，而在實際的教學中，教師往往會忽略課程銜接這一問題，導致學生很難理解其中的概念，使得學習效率得不到有效提高。因此教師一定要對課程的銜接問題予以高度重視。（二）理論與實踐脫節問題在課堂理論教學中，講授的電路大多是分立元件組成的電路，并沒考慮實際電路的高頻效應，學生在課堂上接觸不到實際電子產品及實際應用電路，在實驗教學中，實驗內容通常又是以驗證性為主，綜合實驗和創新實驗偏少，自主性設計實驗幾乎不涉及，使得理論與實踐往往是脫節的。因此，理論聯系實踐是通信電子線路課程教學改革的重點內容。

二、通信電子線路課程教學改革的方法

（一）重視課程的系統性

圍繞模擬發射機與模擬接收機這“兩條主線”展開教學，對于超外差式接收機中，高頻放大模塊、中頻放大模塊放在高頻小信號放大器這一章節中講授，而對于混頻檢波則應在頻譜搬移電路中講授，本地振蕩模塊則課在正弦波振蕩器中講授。通信電子線路的每一章節介紹最終都要回歸到模擬發射機和模擬接收機這兩條主線當中，在教學中使學生形成系統的學習觀點。

（二）重視課程的聯系性

聯系是客觀的，事物之間是有普遍聯系的，而對于通信電子線路這門課程來說，教師應考慮其與前后續課程之間的聯系，在電子信息工程專業中，通信電子線路的教學應通過前續課程引出后續課程，如在講解基礎知識這一章中的選頻網絡、串聯諧振回路、并聯諧振回路、耦合回路等知識點時應與“電路分析”中的頻率響應、互感耦合磁路結合進行教學；在講解諧振功率放大器時，要注意分析高頻小信號放大電路與低頻功率放大器的異同；講解頻譜搬移技術和數字調制概念，要先引入頻譜概念，這樣才能使學生將前后的知識聯系起來進行綜合學習。

（三）電路仿真演示與實驗操作相結合

通信電子線路課程具有原理復雜、概念抽象等特點。實驗環節作為教學的重要環節，是學生理解概念、掌握學習方法的重要手段，因此教師要重視將課堂上典型電路的仿真演示與實驗室的實驗教學相結合。在教學過程中充分運用多媒體對電路進行仿真演示，使復雜、抽象的理論形象生動，便于學生理解和接受。在實驗教學中，要選取比較有代表性的實驗，如選頻小信號放大實驗、諧振功率放大實驗、集成調頻發射、接收系統實驗等。使學生在實驗操作中加深對知識的理解，逐步培養學生發現問題、解決問題的能力。

（四）結合電子設計競賽，培養學生的綜合實踐能力

通過大學生電子設計競賽來培養學生的實踐能力和創新能力。大學生電子競賽需要綜合運用所學的電路相關方面的知識。因此，在教學過程中可以將大學生電子設計競賽和本課程教學內容相結合，增強學生綜合運用知識的能力，調動學生學習本門課程的主動性，激發學生的學習興趣。

三、結語

本文對通信電子電路課程教學現狀、教學問題及教學策略的分析，目的在于探索出適合通信電子電路課程的教學方法，以激發學生的學習興趣，培養學生的實踐能力和創新能力，進而提升教學效率和教學質量。

參考文獻：

[1]廖惜春.基于工程應用的“高頻電子線路”課程教學研究[J].電氣電子教學學,2007(4):12-14.

[2]高艷東.高頻電子線路課程教學改革探析[J].教育教學論壇,2015(30):66-67.

[3]陳冬梅,陳宏濱,胡煜,等.通信電子線路課程改革的探索[J].教育觀察(上旬刊),2014(10):59-61.

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《電子設計初步》是計算機應用技術專業面向職業崗位所設置的行業通用能力培養課程，是校企合作開發的基于電子產品設計與調試典型工作過程的課程，對學生職業能力的培養起著至關重要的作用。課程定位為專業基礎課，在新生入學的第一學期開設。通過本課程的學習可使學生具備電子電路分析、設計和制作的基礎知識和相關的基本職業技能，為學生就業打下堅實基礎；激發學生的學習興趣，明確專業發展的方向；提高學生的專業素養，培養學生的創新能力，為后續專業課程的學習作好前期準備。

二、課程設計實施

（一）課程的培養目標

通過本門課程的學習，逐步培養學生具備以下四種類型的能力：1、專業核心能力：綜合利用電子技術的基礎知識進行理論設計的能力；具備一定的生產、生活中的電子電路的制作及維修能力。2、社會適應能力：自學創新能力；團隊合作能力；獨立解決問題的能力。3、行業通用能力：熟練應用Multisim仿真軟件。4、崗位專用能力：元器件識別檢測，儀器的使用及保養。知識目標的培養具體包括以下5個方面：1、認識各種電子元器件，掌握電子元器件的特性、參數選擇以及檢測方法。學會常用電子儀器的使用及器件手冊的查閱。2、通過搭建各種典型電子電路，了解元器件在電路中的作用，掌握典型電路的工作原理。3、通過焊接技術的學習，使學生掌握焊接技術機理，掌握合格焊點的質量標準。了解生產企業中電子產品的制造過程。4、熟練掌握Multisim仿真軟件的使用。5、能夠進行一個簡單電路或一個簡單電子產品的設計、焊接、制作與調試。

（二）教學項目的選取

充分利用校內外教學資源，以項目作為教學的載體，采納企業人員的建議，基于工作過程選取典型功能電路作為教學項目。教學項目實施進程表設計如下：企業常用到的一些大型的焊接設備，例如：波峰焊和貼片焊，在校內無法讓學生親身體驗，因此可采取帶領學生去校外的企業參觀學習的形式作為教學的補充。項目一至五為模擬電路，項目六和七為數字電路，模擬電路是數字電路的基礎。電路結構的選取由簡單到復雜，呈遞進關系。教學中以學生為主體，體現了“教學做”一體化的教學模式。

（三）教學項目的具體實施

1、教師給出具體項目后，學生根據電路圖選取并檢測所需的元器件。2、運用Multisim仿真軟件進行電路的仿真實驗，學習掌握電路的工作原路。3、利用面包板搭建實際電路，進行電路的參數調整并調試電路使其符合性能要求。4、將實際搭建電路與仿真電路對比，進行誤差分析。5、通過舉一反三，對所學電路進行拓展。6、運用Multisim仿真軟件仿真拓展電路培養學生的電路設計能力。

（四）課程教學方法及手段

本門課程教學方法的使用大體歸納為三點：1、基于企業實際開發電子產品的設計流程，采用仿真與實踐相結合的項目導向教學方法。根據實際教學需要，將案例教學法、問題教學法、擂臺競賽法等多種教學方法靈活應用。同時，注重人文與專業的結合，重視做人做事的教育，將職業道德、職業規范、職業技能的培養有機結合。2、教育技術的應用：借助現代教育手段，可以使學生了解行業最新的技術信息，開闊學生的眼界，并促進教學內容更新完善。3、體驗性學習的廣泛開展：通過校內實訓室的實際動手操作，校內外企業的參觀學習，使學生親身體驗，產生直觀的感受，通過體味領悟，使學生真正弄懂知識，從而收到良好的教學效果。所使用到的教學手段主要有：1、采用多媒體教學影片。2、準備電子教案，并且采用多媒體課件輔助教學。3、充分利用校園網和互聯網：學生可以根據自己掌握知識的程度有選擇的進行學習，通過校園網隨時進入仿真實驗室進行操作。通過大量互聯網的使用使學生了解最新的行業資訊。教師也會給學生提供一些電子行業相關的網站供學生參考。4、利用真實的實踐教學環境。例如：項目八電子產品的制造過程這一知識目標的學習，通過帶領學生進入校外企業參觀學習以及安排學生觀看多媒體教學影片的形式來實現。在參觀的過程中，由我們頂崗實習的學生給新生做詳細的介紹。一方面，學生直觀了解電子產品制造的全過程，另一方面，親身感受企業真實的工作環境，提前做好心理準備，明確發展的方向。

（五）課程的評價體系

《電子設計初步》課程采用項目實施過程的考核機制，企業參與、教師評定與學生互評相結合?？傇u成績由實踐表現和項目累積成績兩部分組成。其中，實踐表現部分結合企業用人標準給個人打分，包括出勤率、學習態度、查閱資料質量、電路所測參數、校內、外企業參觀實習表現等。實踐表現占個人總評成績的30%。項目累積成績部分給出的是團隊成績，學生互評推選出優秀作品參加小組間的評比，校內實訓室完成的項目由教師打分給出小組的項目實踐成績；校內企業完成的項目請企業人員參與評分，項目累積成績占個人總評成績的70%。

三、課程設計成果及思考

篇7

1．1隊伍建設充分調研成績好的兄弟院校的實際做法，結合我校實際，成立了校競賽組委會和校教練組，并由主管教學副校長給校聘教練頒發教練證書。組委會主任由主管教學副校長擔任，副主任由教務處處長和實驗中心副主任擔任，教練組組長由熱衷實踐教學、長期擔任競賽教練的教師擔任，組織歷屆電子設計校聘教練及各學院教練以及有關實驗課程老師，成立研究小組。研究教練隊伍建設的可行性、可操作性方案，使教練隊伍可持續、穩定發展，使學科競賽良性運行。

1．2成立校學科競賽實訓基地為進一步推動學?？萍紝嵺`創新活動的有效開展，本著解放思想、敢于創新的精神，加大研討，深入研究，探索加強學科競賽等實踐教學相關工作的新思路、新舉措和新制度，切實落實本科人才培養根本任務，成立了校學科競賽實訓基地，設立研究基金及改革研究項目，以全校本科教學大討論為契機，以項目研究為驅動，將學生的科技實踐創新活動納入日常教學工作中，與課堂教學有機融合，與實驗內容緊密結合，創新實驗教學方法，形成學生創新活動的長效機制，保障學生大面積受益。

1．3自主創新實驗室及題庫建設依托與國際知名公司聯合的實驗室成立了3個大學生自主創新實驗室，成立了13個俱樂部，5～8組/個俱樂部，3人/組。針對歷屆電子設計競賽題目以及我校培訓題目、內容等，與時俱進，緊跟各類題目技術發展方向，建設各類題目題庫及設計方案指南，并將題目題庫及設計方案指南在學生科技創新活動中應用，培養學生創新能力，擴大受益面，做到電子設計競賽活動不斷線。學生在競賽基地及自主創新實驗室活動的部分場面如圖1所示。

1．4參賽學生選拔機制改革歷屆參賽學生選拔是通過理論考試與面試相結合的方式，這種方法帶來的弊端很多，主要表現在選人不準、意志力看不清、半途逃避等，給競賽培訓帶來了困難，浪費了其他同學鍛煉的機會。在總結歷屆電子設計競賽組織過程中出現的這些關鍵問題的基礎上，對組織、選拔、組隊培訓、參賽等過程與管理體制進行了完善，要求各實驗室結合課改、課外興趣小組等形式對有興趣的學生進行課外科技創新訓練，記2學分，形成長效機制，對創新能力強、能吃苦耐勞且意志力堅強的學生推薦到校競賽實訓基地進行強化訓練，取得了明顯的效果，其具體選撥參賽學生機制如圖2所示。

1．5培訓指導思想與方法教練隊伍、競賽基地、題目題庫等健全后，重點應落在學生課外的培訓中，其培訓指導思想為積極認真參與，豐富學生科技活動，推動教學改革與課程建設。建立科學有效的培訓體系，培養學生提高專業理論水平、工程素質及創新能力，鍛煉學生意志品德，樹立協作精神。方法路線為:(1)培訓內容有針對性、繼承性和前瞻性。(2)培訓分階段進行，兼顧知識梯度與受眾面。(3)注重基礎知識與基本技能的培養。(4)強化綜合技能培養，激發創新能力。(5)注意培養協作精神與競爭意識。

2實踐教學內容與競賽知識點融合，建設實踐教學體系

針對學科競賽特點及知識點，在學校實踐教學體系總框架下，對實踐教學內容進行了改革，研究、探索實踐教學內容與電子設計競賽有機結合的新的實踐教學體系。其中面向本科生開設了電源設計、功率電子設計、自主創新實驗等選修課程，在電路實驗中增加了電阻、電容、電感元件的簡單測量，模擬電子線路實驗中增加了程控增益放大器的設計，射頻電子線路實驗中增加諧振放大器的設計，數字電路實驗中增加FPGA設計，微機原理實驗要與單片機有機結合，增加DDS信號產生設計、輸入輸出控制設計等內容。實踐教學內容與電子設計競賽有機結合實踐教學體系初探如圖3所示。

3結合改革內容具體培訓及發現的問題

經有關實驗課程內容改革實施，加之各實驗室教師選拔，推薦到競賽實訓基地進行培訓的學生，經一個月單人單組基本知識點強化培訓與實踐，結合每個學生硬件、軟件設計能力特長，3人一組組隊，每隊再根據3人綜合特長，選擇1－2個競賽題目方向，進行系統訓練，訓練題目難度、技術要求、設計步驟與方法等嚴格按照國家競賽要求進行。訓練作品之一如圖4所示;組隊培訓的具體內容與培訓中發現的問題如表2所示。

4成效

4．1實驗課受益面學生從認知到研究、從單元到系統，對實驗內容和模式給予高度評價，認為在電工電子實驗中心真能學到很多知識，知識和能力得到全面提升。全校80%以上專業和90%的近萬名/年學生四年中均受益。實現了“大面積成才，強化優秀生培養，促進拔尖生脫穎而出”分類培養目標。

4．2競賽實訓基地受益面在實訓基地，學生自由組成科技興趣俱樂部更加活躍了創新氛圍，常年在俱樂部參加課外自主創新實踐活動達500余人，出現了課外實驗室的場地難求局面，寒暑假“俱樂部”也是燈火通明。涌現了一批優秀的本科生及其科技作品，低年級學生被高年級的創新作品深深吸引，90%學生參加各類競賽和科技活動，把競賽實訓基地、俱樂部及自主創新實驗室作為第二課堂。

4．3參賽成績我校選拔了25支隊伍參加了2013年的全國大學生電子設計競賽，其中獲全國一等獎7個，二等獎3個，獲陜西省一等獎14個，二等獎7個，三等獎3個。全國一等獎成績名列第四，其中一人獲瑞薩特別獎。2013年競賽成績與2011年相比有了明顯的提高，如表3所示。

5結語

篇8

關鍵詞：課程網站；電路分析基礎；精品課程

在精品課程建設的整體工程中，課程網站的建設至關重要。它可以有效地改善教學環境，豐富課程教學資源，提高學生的自主學習能力，增強師生交流互動，提高課程教學效率，從而提高課程教學質量。因此，我們利用現代教育技術手段開發建設了電路分析基礎課程網站，該課程網站界面友好、使用方便、資源豐富、貼近教學[1]。經過課程組的共同努力，我校電路分析基礎課于2010年被評為浙江省精品課程。電路分析基礎課程網站也于2011年榮獲第十一屆全國多媒體課件大賽三等獎。筆者結合該課程網站的建設實踐，介紹電路課程網站的設計、特色及其在教學中的應用。

1 課程網站的結構和布局設計

在電路課程網站的構建過程中，我們始終堅持以改善教學環境、豐富課程教學資源、提高課程教學效率、提高學生的自主學習能力、增強師生交流互動為目的，合理規劃網站結構。電路課程網站的結構如圖1所示[2]。電路課程網站采用左側一級菜單，右側具體內容的固定布局。網站的主頁面如圖2所示。

2 網站特色及其在教學中的應用

2.1 資源豐富，內容完整，實現了對學生學習的全程指導

電路課程網站一共開設了19個欄目，包括各種教學資料（課程介紹、教案、授課課件、授課錄像）、學習輔助材料（在線自我測試、典型習題與解答、考研輔導）和網絡資源鏈接等，內容完整，資源豐富。課程網站還設有自學指導專欄，提供每一章的預習提示、新概念、需重點掌握的內容和問題，要求學生帶著這些問題，去教材、課程網站上尋找答案，便于學生自學[2]。同時還開設了優秀作業欣賞欄目，對每次作業進行網上點評，并且將完成較好的作業拍成照片掛在網上，以便其他學生借鑒學習。這樣既有課前自學指導，又有課堂全程教學錄像，還有課后優秀作業欣賞，對學生在課前、課內及課后整個學習過程中都有很大的幫助，引導學生在自主學習過程中循序漸進地學習。

2.2 習題、測試分層設計，滿足不同層次學生的學習需求

針對學生學習基礎、學習能力以及興趣的不同，電路課程網站上所有的習題、測試都分層設計。網站上的習題分為簡單、中等、較難等多個層次，學生可以自由選擇習題的難度，符合因材施教的原則。每一章的在線自我測試欄目有對基本內容的測試和對綜合能力的測試。對學習基礎較差的學生只要求完成基本內容測試，對中上水平的學生建議完成綜合能力測試。在線自我測試的題目是隨機組題，從而避免了學生之間的相互抄襲。每次測試完畢，學生馬上可以看到自己的成績及正確答案，便于學生自我檢測。為滿足優秀學生的學習需求，還開設考研輔導專欄，其中包括難點解析、經典習題和考研參考文獻等。因此，課程網站可以滿足各個層次學生的學習需求。

2.3 重視實踐，將理論和實踐緊密結合，提高學生的實踐能力

在電路課程網站中，除設置理論教學模塊之外，還開設了電路知識應用實例欄目，用于介紹電路理論在實際生活中的各種應用實例（如圖3所示）。這樣既可提高學生的學習興趣，又使電路的學習不僅僅只停留在解題層面上。同時我們還開設了實驗教學和課外科技欄目。在實驗教學欄目中有實驗項目、實驗預習提示、實驗課件、實驗課堂錄像、實驗報告反饋、常用儀器介紹等內容。在課外科技欄目中有我校歷屆學生作品介紹，近幾年我校學生電子設計競賽獲獎情況和全國大學生電子設計競賽官方網站鏈接。通過這些欄目，把理論教學與實踐教學緊密結合，重視在實踐教學中培養學生的創新精神與實踐能力。

2.4 充分發揮教師主導、學生主體的作用，提高學生自主學習能力

在電路課程網站中，每個學生都有自己獨立的賬號和密碼，便于學生實現自我管理，滿足學生的個性化學習需求。教師則具有評價、管理功能，教師可以在網上查看所有學生的測試成績。教師根據學生的測試情況，了解學生對課程相關內容的掌握程度，并在教學中及時進行調整，如教師對學生測試成績普遍較差的章節進行重點補習。教師還可以查看每位學生對課程網站各部分內容的訪問量，具體訪問時間及整個班級所有學生對網站各部分內容的總體訪問情況，根據這些反饋信息及時對課程網站的相應內容作出調整，從而真正發揮教師主導、學生主體的作用。圖4為本學期機電111班學生測試成績匯總表。圖5為本學期以來課程網站各部分內容的總體訪問情況。

2.5 互動性強，師生網上交流活躍

為了彌補課堂教學師生交流不足的缺陷，課程網站開設了主題討論區、答疑區和自由討論區。主題討論區主要是教師針對所學知識點組織大家一起探討，請學生積極參與回答。答疑區主要是學生提出疑問，教師來回答，學生可在該欄目上對自己關心的問題與教師進行單獨交流與討論，教師針對每個學生的特殊情況，為學生在學習上排憂解難、指點迷津，提高了學生的學習積極性。自由討論區是學生對自己感興趣的話題進行探討。課程組教師輪流負責網站的維護，保障網上答疑、專題討論等實時性強的欄目的建設。本學期以來各種帖子的數量計1 200多個（如圖6所示），參與的學生在90%以上，這些都說明學生的參與積極性非常高，師生網上交流活躍。

3 結束語

電路分析基礎課程網站目前已經為我校2008～2012級共5屆學生所使用。自從該網站使用以來，實現了教學資源的最大限度共享，學生學習電路課程的積極性大大提高，自主學習的能力也得到了加強，課程的不及格率明顯下降。表明該課程網站對電路教學起到了很好的輔助作用，為我們的教學改革帶來更大的便利和發展空間?；谠撜n程網站電路分析基礎省精品課程的建設也取得了一定的成績。

參考文獻

[1] 劉慶偉，刁文廣，舒云星.模擬電子技術精品課程網站的開發[J].電氣電子教學學報，2008（4）：93-95.

篇9

關鍵詞：EDA；Multisim；虛擬實驗；仿真

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：B

引言

現代社會是電子科技高速發展的時代，各種新元件、新方法、新技術層出不窮，工程師們開發的電子系統也越來越復雜、越來越龐大、要求也隨之越來越高，要分析、設計復雜的電子系統，原始的人工方法已不能滿足要求，為適應這種情況，日趨完善的EDA技術正在逐步取代傳統的電子設計方法。目前最新最全面的電子設計技術還是EDA技術，它的出現為電子設計工程師提供了一種全新的設計理念和方法，因此，掌握好EDA技術是適應新時代電子設計方面工作的基本技能，當下為了能滿足社會對高新技術人才培養的需要，靠傳統的實驗教學已遠遠不夠，必須把EDA技術融入實驗教學中，使學生能掌握EDA技術的發展，適應信息社會對設計人員的要求。

EDA技術是一門融合了現代電子與計算機技術，以計算機為平臺對電子電路、系統或芯片進行設計、仿真開發的計算機輔助設計技術，Multisim軟件的出現讓實驗室進入課堂成為可能。教師可以根據講課需求，通過操作計算機運行軟件，模擬各種類型實驗，并根據需要復制，使“實驗結果”可以重現，達到實驗演示與教師講解“同步”進行；通過顯示器屏幕的直觀化展示，使一些抽象的概念形象化，將一些方式、方法以動態方式圖解；也可以由學生實際操作，運用Multisim軟件進行仿真實驗，得到“實驗結果”。在整個過程中，學生自始至終都能保持極高的學習積極性。這樣的教學方式活潑生動，極大調動了學生的積極性，鞏固了學生的理解和記憶，大大提高了課堂教學效率。

1電類傳統實驗教學中的問題

當前所采用的傳統實驗教學方式在實驗設施、實驗方式、實驗課時和實驗教師等方面存在著不少困難和問題。

第一，現在高校的招生規模每年不斷擴大，存在現有實驗室的設備型號陳舊，經費缺乏、實驗場地緊張等困難，這些問題直接影響到電類實驗的正常運行，如果得不到及時的解決就不能滿足學生人數的增長對實驗教學提出的要求。如果要滿足每人一組的要求幾乎更是不可能的。兩人一組或多人一組的實驗效果必然會大幅下降。

第二，從目前采用實驗方式看，我們采用了一定比例驗證性的實驗形式。由實驗指導書講解某個儀器儀表的原理，或某個電路定理；接著詳細闡述該實驗的詳細操作步驟和方法。學生只需要依據實驗指導教材連接實驗箱或者實驗板，最后對測試點加以測量就可以了。采用實驗方式，學生基本不回去主動思考，所以不利于培養他們獨立思維和創新的能力。而且由于形式陳舊，也影響了學生對實驗的興趣。

第三，目前每個電類實驗的時間只分配了2個課時。在這樣的時間里學生完成電路連接，參數測試和計算，以及結論的分析是非常緊張的。學生必須課前進行充分、細致的準備，不然很可能出現的情況是當實驗電路調試不成功、時間又所剩無幾的時候，學生干脆放棄實驗，而去直接抄襲或者編造實驗數據。這樣的實驗效果是非常不理想的。

第四，學生人數的增長，直接導致實驗老師的工作量大幅增加，使得擔負實驗教學的老師疲于應付，沒有更多的時間、精力投入科研和創新工作當中。并且重復性工作太多，也會直接影響到教學的質量和效果。

2 Multisim軟件的功能及基本特點

Multisim是加拿大IIT公司出品的板級電路仿真軟件，適用于模擬和數字電路的設計。該工具包含了電路圖輸入Spice仿真、HDL設計輸入和仿真、可編程邏輯綜合及其他設計能力。增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更復雜的數字元件，在保留了EWB形象直觀等優點的基礎上，大大增強了軟件的仿真測試和分析功能，大大擴充了元件庫中的元件的數目，特別是增加了大量與實際元件對應的元件模型，使得仿真設計的結果更精確、更可靠、更具有實用性。

它的主要特點有：

（1）采用直觀的電路圖輸入方式。繪制電路圖需要的元件、電路仿真需要的虛擬儀器都可以直接從圖形界面的工作平臺上選取。

（2）具有豐富的元件庫。按照邏輯關系分為14個元件箱，而每個元件箱內又包含大量元件模型。用戶還可以自行編輯或者創建新的元件。

（3）充足的虛擬儀器。Multisim不但提供11種常用測試儀表，并且所有儀器都與實物相似，所有儀器都可以多臺同時調用

（4）完整的分析方法。Multisim提供了15種常用的電路仿真分析方法。這些分析方法基本能滿足一般電路分析設計的要求

（5）操作方便，易學易用。Multisim與時間元件對應的元件模型非常豐富，增強了仿真的實用性。并且給用戶提供了自行創建和修改元件的工具。

3 Multisim軟件用于教學的優點

3.1多用途，節省資金及空間

傳統的電類實驗要用到很多儀器設備，而且各種實驗所用的儀器也不盡相同，開設綜合性實驗用到儀器更多，過多的儀器設備不僅成本高，體積大，所需空間大，而且連接也十分繁瑣。為了很好地解決這個問題可以使用虛擬儀器系統。不僅虛擬儀器工作平臺的電腦變成多用途，而且實驗室也可以多用途，節約了設備成本，還可解決高校實驗室空間不足的問題。

3.2 實驗速度快，效率高

Multisim軟件具有快速、高效的特點，用它可以使學生的實驗電路只需虛擬調試成功即可組裝電路，節約了實驗時間，可以更好的開展各種設計型性實驗，而且打印機可直接打印出電路原理圖、實驗結果據和測試曲線，可以很好地對測試結果進行各種分析。

3.3 測量精度高，避免產生各種機械故障

傳統儀器是物理實體，儀器長時間使用以后，操作面板上的各種開關、旋鈕、按鈕會出現接觸不良等機械故障。而虛擬儀器的各種功能是由軟件實現的，用鼠標、鍵盤對其進行操作，避免了出現類似于傳統儀器的各種機械故障。另外，一般傳統儀器的指針式儀表測量誤差較大，而虛擬儀器的測量精度很高。

4 Multisim軟件在電類實驗教學中的應用

利用Multisim仿真軟件，可以進行各種實驗電路的設計、調試，如：單管放大電路、穩壓電路、多諧振蕩電路等。Multisim仿真軟件在電類實驗中的應用可分為以下幾個方面：

4.1 電類虛擬實驗

利用Multisim仿真軟件，可以進行各種實驗相關電路的設計與測試，例如：要做虛擬的單管放大電路實驗時，只要在電腦上將用到的“虛擬元件”和測試用的“虛擬儀器儀表”，“擺放”到實驗平臺的仿真區域，再根據原理圖，用鼠標操作連接好電路。然后用開啟仿真開關，進行虛擬測試。實驗中對電路元器件的各種參數修改很方便，用鼠標左鍵雙擊元件圖標，即可彈出元件參數修改窗口。如晶體管的型號參數、電阻的阻值、電容的容值、二極管的型號等均可根據所需重新設置，因此，大大提高了實驗效率。

4.2 實驗演示及考核

使用Multisim仿真軟件對電路進行設計和測試時不但可以使實驗效率大大提高，而且在實驗課中，可以很直觀、便捷地進行虛擬實驗和演示各種設計電路的工作原理。這樣理論課中學生難于理解吃透的重點和難點問題，可以通過虛擬實驗的演示來幫助理解。另外使用仿真軟件可以很方便的對學生實驗能力進行考察，如利用仿真軟件的電路故障設置功能，在電路中設置一些故障，用以考核學生對故障的排除能力。故障排除可以幫助學生加深對理電路原理的理解，高效地培養學生分析問題、解決問題的能力。

4.3 網絡虛擬實驗

如果將虛擬實驗室聯網，則可以實現網絡虛擬實驗。例如脈沖產生、整形電路，老師利用網絡對實驗室外的學生進行講解，然后學生通過連接學校的虛擬實驗室系統，運行仿真應用程序，就可以進行虛擬實驗，通過調用器件庫畫出電路原理圖，更換元件，更改信號參數，觀察、分析仿真的測試結果，將結果存盤，在電腦上與理論值進行比較，分析各種結論，寫出實驗報告。老師可以通過網絡收集和批改學生的報告，再向學生發送實驗成績。這有助于解決遠程教學中實驗難的問題。

4.4 進行電路設計，培養學生的創新能力

虛擬電類實驗室更好的為學生營造了良好的實驗環境，對構建以學生為主體的教學模式非常有利，更好的培養了學生的創新能力。如果將虛擬電類實驗室建設成開放性實驗室，學生就可以自由上機進行電路設計和虛擬實驗，除了課程中必須完成的驗證性實驗和綜合性實驗以外，學生還可以自己設計電路和選做一些感興趣的實驗。例如在“數電實驗”中，學生不僅可以完成規定的“譯碼器及應用”、“定時器及應用”等實驗，還可以自行設計一些趣味性的電路，如交通燈控制、彩燈控制等控制電路以及各種報警電路等，這樣既增強了學習氣味性，又可提高學生的主動設計能力，有利于提高教學質量。利用虛擬電類實驗室還能完成較大難度的綜合性或設計性實驗，如數字鐘實驗，這是數電實驗中計數、分頻、譯碼、顯示及時鐘脈沖振蕩器等組合邏輯電路與時序邏輯電路的綜合應用，通過綜合性或設計性實驗，進一步提高了學生研究和動手能力。

結語

用Multisim仿真軟件進行電類實驗教學非常方便，結果精確、圖像清晰、現象直觀，對電類實驗教學是非常好的輔助手段。并且，還為學生進行綜合性、創造性實驗提供了一個平臺，隨著Multisim仿真軟件的推廣和深入，其必將在電子工程、信息工程、電氣工程、自動控制等領域的輔助教學中發揮重要作用。

參考文獻：

[1] 林正盛. 虛擬儀器技術及其應用. 電子技術應用，1997.

篇10

【關鍵詞】數字電路課程；實踐平臺；工程設計；實驗

1概述

在教學過程中，具備數字系統設計實踐工程能力，涉及相關數字系統課程體系教學與實踐，在各高校的電氣、電子信息類專業中，數字電路是一門專業基礎課程，隨著數字技術應用領域的不斷擴大，在后續專業課程中，顯而易見，隨著電子產品數字化部分比重增大，它在數字系統設計中基礎性地位越來越突出。

因此，培養適合現代電氣、電子、信息技術發展的卓越人才，創新數字電路的課程幾次理論與工程實踐教學迫在眉睫。

根據我校近幾年電氣、電子課堂教學的實踐情況，數字電路課程應該以面向應用的數字電路設計為核心，在熟練掌握基本電路教學內容的基礎上引入先進的數字系統設計方法的課程教學和實踐內容。

工程實踐過程中，逐步從自底向上的設計方法逐步轉變到自頂向下的設計方法中來，以教師科研應用來拓展，以全面培養優秀數字設計卓越技術人才[1]。

2探索構建數字電路教學中的多層次的創新實踐平臺

2.1多層次的數字電路創新實驗平臺構思。

面向卓越人才培養的數字電路課程創新實踐教學，可以分層次進行在各個教學階段逐步推進，包括：面向基礎的數字設計的基本原理與工程創新實驗教學模塊、面向應用的數字電路課程設計教學和結合科研項目的創新實踐平臺[2][6]。

多層次的數字電路創新實驗平臺架構如圖1所示。

2.2數字設計的基礎原理與實驗教學。

數字電路基礎原理和實驗教學是數字系統設計的課程體系的基礎入門階段，是培養數字邏輯代數與邏輯電路的重要過程，大類可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路，其中時序邏輯電路主要包括：鎖存器、觸發器和計數器，組合邏輯電路包括，編譯碼器、多路復用器、比較器、加（減）法器、數值比較器和算術邏輯單元等。教學的目的是訓練學生掌握組合和時序邏輯電路堅實理論基礎，使學生掌握數字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能，不但要注重基本數字電路與系統設計理論的理解，同時讓學生在學習中逐步了解面向應用和現代科技進步數字電路新的設計理念[2][3]。

2.3面向應用的數字電路課程設計實踐教學。

隨著電子設計自動化技術（EDA）和可編程器件（CPLD）的不斷發展和應用，以EDA技術為主導的數字系統理念已經成為企業工程技術的核心。數字電路課程設計主要培養學生利用中小規模數字集成電路器件和大規模可編程器件進行數字電路設計和開發能力。在卓越工程師培養背景下，結合前階段數字電路課程理論教學和實驗教學的實際情況及EDA技術的發展狀況，適時進行數字電路課程設計和EDA技術課程的綜合銜接，以及課程深度融合[4]。主要內容包括：

2.3.1基于Multisim等相關軟件的數字系統仿真實驗?？梢詷嫿ㄌ摂M數字實驗系統，不但較好地模擬實物外觀外，還可以利用系統提供的實驗平臺開展實驗的設計、仿真，進行實驗內容的邏輯驗證。

2.3.2基于通用和專用數字芯片的數字系統設計。其主要特點是有很好的直觀性和具體性。

2.3.3基于硬件描述語言（HDL）的數學系統硬件描述。采用硬件描述語言實現數字邏輯設計，基于EDA環境仿真和驗證?？梢越Y合上述（1）和（2）的優點，采用硬件設計軟件化技術應用于數字電路課程設計的實驗教學中，通過綜合性實驗的自行設計和實驗，對實驗內容、實驗規模、實驗方法進行了綜合創新設計[5]。

2.4結合科研項目的數字設計實驗創新平臺。

在高等院校，教師即承擔教學任務，同時有各自的科學研究方向，同學們可以根據自己的研究興趣，加入教師的科研團隊，形成教學與科研互利的良性循環。面向卓越工程師培養的數字系統設計，可以借助橫向或縱向科研項目形成綜合教學體系。比如：搭建在線可編程門陣列（FPGA）創新實驗平臺，形成數字電路、電路線路課程設計、可編程邏輯器件以及集成芯片系統設計，形成面向數字系統設計的課程體系[3]。同時，應用高校與知名企業建立的校企合作平臺，把企業界的研究信息和研發需求引入到教學平臺，開拓了學生的研究思路和視野，提升了學生設計復雜數字系統的能力；目前，我校正在與國際知名的半導體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續建立卓越人才大學培養計劃，利用大學設置小學期，在FPGA和PSoC開發平臺上進行了面向實際應用的數字系統設計，在實踐平臺上不僅有學校的任課教師，還有知名企業派來的一線工程師指導同學們的實踐，相比改革前，取得很好的實踐效果，同學們的數字系統設計水平得到了提高，同時在編程、接口、通信協議等方面也有了深刻的認識。

對于優秀的學生，借助全國各種形式的大學生電子（信息）設計競賽這個創新平臺，組織他們積極參與，激發他們的學習研究興趣和創新意識，綜合所應用的數字系統設計知識，發揮競賽團隊的協作精神。每年，我們都有部分優秀學生通過努力，創新設計的作品獲得專業認可，并取得了良好的參賽成績，也使得數字設計課程體系的建設上了一個新的臺階。

3基于創新平臺的課程體系優化與實踐

卓越工程師培養要求的數字電路系統設計課程體系協調好相關電氣、電子類專業上下游相關理論課程、實驗綜合性設計同時得到協調發展。如何實踐論文所提到的創新實驗平臺，應該引進現代數字設計理念，重點把EDA軟件、設計工具、開發平臺與傳統的數字電路基礎理論教學相銜接。我們在這幾年對數字系統設計課程體系、創新實踐教學內容等方面的進行了改革與探索，取得了一定的成效。經過這幾年的實踐，我們逐步構建了面向應用的數字系統設計課程優化體系[5]，如圖2所示。

4不斷探索數字電路理論教學內容的改革與實踐

4.1以數字電路設計為目的強化基本邏輯電路理論教學。

在進行復雜數字系統設計之前應該熟練掌握這些常用基本組合和時序邏輯電路，包括電路的功能、電路的描述以及電路的應用場合等。

樹立電路設計思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次，樹立電路設計思想需要理論講解與實踐相結合，逐步熟悉硬件描述語言的描述方式。數字系統設計強調采用硬件描述語言來對電路與系統進行描述、建模、仿真等[2][3]。

4.2掌握面向應用的數字系統工程設計方法。

學生在掌握數字電路基本概念和一般電路的基礎上，進一步掌握數字系統設計的方法、途徑和手段。其主要內容包括：數字系統與EDA的相關概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言、電路元件的描述、數字系統的設計方法、開發環境與實驗開發平臺以及應用實例的介紹等。這些課程內容涉及面較廣，為了提高教與學的效果，探索總結了以下的教學重點內容，并作為教學實踐中的教學切入點[1]。

隨著電子技術不斷發展與進步，現代數字系統設計在方法、對象、規模等方面已經完全不同于傳統的基于固定功能的集成電路設計[1][2]。現代數字系統設計采用硬件描述語言（HDL）描述電路，用可編程邏輯器件（PLD）來實現高達千萬門的目標系統。這一過程需要也應該有先進的設計方法。根據硬件描述語言的特性和可編程邏輯器件的結構特點以及應用的需要，在教學過程中闡述了先進設計方法。例如：采用基于狀態機的設計方法設計復雜的控制器（時序電路），應用或設計鎖相環或延時鎖相環來處理時鐘信號，應用自行設計（IPcore）軟核來提高數據吞吐量[1][2][3]。

4.3深化數字電路實驗教學改革。

實驗實踐教學過程中，注重基礎訓練與實踐創新相結合的實驗教學改革思路，加強學生工程思維訓練、新平臺工具的使用、遇到邏輯問題的綜合分析能力，理論與實踐相結合的分析能力。在實踐過程中的提高創新性和綜合性能力，面向應用的數字電路創新平臺建設，需要不斷提高課程試驗、實驗和實踐過程在教學中的比例，在符合認知規律的同時，逐步加強來源與實際需要的綜合性數字設計實驗。

5結語

數字電路是電氣、電子信息類專業的一門重要的專業基礎課程，論文針對當今卓越工程師培養的要求，以及在教學過程中遇到的主要問題，探討了面向應用的數字電路課程創新實踐平臺。提出了多層次的數字電路創新實驗平臺結構和面向應用的數字系統設計課程優化體系。目的在于，通過課程及相關課程體系改革與創新，使得學生更快、更好的適應現代數字技術發展的需求。

參考文獻

[1]孔德明.《數字系統設計》課程教學重點的探討，科技創新導報，2012.1，173-174.

[2]任愛鋒，孫萬蓉，石光明.EDA實驗與數字電路相結合的教學模式的實踐，實驗技術與管理，2009.4，200-202.

[3]葉波，趙謙，林麗萍.FPGA課程教學改革探索，中國電力教育，2010，24，130-131.

[4]秦進平，劉海成，張凌志等.電類專業數字系統綜合實驗平臺研制，實驗技術與管理，2012.6，75-78.