數字電路的基本原理范文

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【摘 要】 本文在分析《士官大專數字電路》學員具體情況、教學內容和課程目標的基礎上，論述了該課程的教學目標設計、教學策略設計等問題，主張整合教學內容，增大課堂信息量，改革教學方法，注重素質教育，以期全面提高教學質量。

【關鍵詞】 士官大專；數字電路；課程目標；教學目標；教學設計

《數字電子技術》課程是電類的專業基礎課，具有很強的理論性和實踐性，傳統的教學方式重視理論而忽略實踐，因此在教學設計中應突出實驗在學習過程中的作用；使學員形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎。

一、教學起點分析

1、學員情況

該教學班是有線通信技術、視訊通信專業，士官大專層次，總體基礎比較差，少數學員初中畢業，大部分學員高中畢業，學習態度和成績都較差。依據人才培養目標的要求，數字電子技術是一門必修的專業基礎課，是基礎課程和專業課程之間的橋梁。通過本課程的學習建立認識和分析一般電子電路的能力，養成自主學習和勤于動手的良好習慣，為專業課程的學習打下良好的基礎。

2、教學內容及教學目標

《數字電子技術》是士官大專學員一門必修的專業基礎課程，是學員知識體系的重要組成部分。學習本課程的目的是培養學員的邏輯思維方式，養成學員自主學習、獨立思考和實際動手的能力，為后繼專業課程的學習打下相應的基礎。

（1）教學內容及教學目標。 教學內容主要包括七部分：數字邏輯基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、小規模時序電路及其應用、中規模集成（MSI）時序模塊及其應用、數模和模數轉換器原理與應用以及存儲器與可編程邏輯器件。

教學目標：通過本課程的學習，學會數字電路的基本原理和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成分析和解決實際問題的能力；為專業知識的學習和適應崗位任職的實際需要打下基礎。養成獨立思考、刻苦鉆研、善于質疑等良好習慣，形成嚴謹求實、一絲不茍的優良作風。

（2）對教學內容的理解。 數字電子技術在數字集成電路集成度越來越高的情況下，開發數字系統的實用方法和用來實現這些方法的工具已經發生了變化。但是，在數字電子技術中作為理論基礎的基本原理并沒有改變，理解大規模集成電路中的基本模塊結構仍然需要基本單元電路的有關概念。因此，作為數字電子技術基礎課程，介紹數字系統中常用的基本單元電路、基本功能模塊及基本的分析方法仍然是其基本內容。

本課程的重點為：組合邏輯電路和時序邏輯電路。對于重點內容，要以板書講解為主，盡可能結合工程實際多舉例題，講習題課，以達到強化基本概念、基本原理的目的。難點為：小、中規模時序電路及其應用。對于難點內容，要以板書和多媒體相結合來講解，便于學員理解，同時要通過多舉例題，講習題課、適當增加學生習題量等來鞏固。

3、經驗提醒

（1）為了增加學員的學習興趣，教學中內容應減少理論部分增加應用實例。在教學方法的處理上精講多練，運用仿真工具演示電路的工作過程提高學習的趣味性、可視性和效能性；加強課堂練習提高課堂的利用率。學員在學習過程中應注意學習方法，提高自信心、主動性，多看書，多做練習、多做實驗。（2）數字電路是一門實踐性很強的課程，應重點強調理論與實驗相結合。特別是本課程的重點內容及難點內容。通過實驗學員不僅可以加深理論知識的理解.而且還能鍛煉學生的動手能力。（3）總結歸納，在教學中要善于歸納，每次上完課應對所講內容進行歸納總結，使學員更加明確本次課的重點及難點內容。（4）利用現代多媒體手段將一些不好理解的內容形象地顯示出來。（5）要求學員通過做大量習題，掌握理論知識。

二、課程目標設計

1、總體目標

通過本課程的學習，熟悉數字電路的基本知識和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎。

2、課程目標

依據課程標準并結合本教學班的情況，確定各單元（章節）教學目標如下：

（1）知識與技能。①說出邏輯代數的基本公式。②知道常用組合邏輯電路的特點，歸納分析方法。③描述時序邏輯電路的工作原理和功能，歸納常用時序電路的分析方法。 ④說出PLD的工作原理和功能。

（2）過程與方法。①學會簡單邏輯函數的化簡方法。②學會常用的組合電路的分析方法。③學會同步時序電路的分析方法。④感受PLD器件的發展動態，了解科學前沿。⑤通過查找和閱讀數字集成電路芯片的資料，學會資料的查找和閱讀方法。⑥通過課堂演示Multisim2001軟件仿真數字邏輯電路工作過程，感受仿真軟件的基本使用方法。

（3）情感態度價值觀。養成獨立思考、刻苦鉆研、不斷學習、善于質疑等良好習慣；形成嚴謹求實、一絲不茍的優良作風。

三、教學策略設計

1、整合教學內容，增大課堂信息量

隨著科學技術突飛猛進的發展，新理論、新技術、新成果的不斷涌現，教學內容在不斷增加，使原教學課時數相對減少，要保證有線通信、視訊通信專業對《電子技術基礎Ⅲ》課程的教學要求，就必須在課程體系、教學內容和教學方法上加以改進，提高教學起點，增大課堂信息量，不斷提高課堂教學質量，在有限的學時內實現加強基礎、強化應用、拓寬專業知識面的目標。

（1）根據課程標準精選教學內容。根據《數字電子技術》課程的課程標準要求和學時，精選教材中的教學內容，其中的組合邏輯電路、小規模時序電路及其應用、中規模時序模塊及其應用應作為主要講授內容，同時適當介紹擴大知識面的內容和學科前沿發展的趨勢，并融入一些具有工程實踐應用的實例。

（2）根據學員的實際情況及課程標準，確定每節課的內容。主要講述基本概念、基本原理及基本的分析方法等，同時適當擴大知識面并融入一些具有工程實踐應用的實例；并通過課堂練習、課后作業加深對所學知識的理解。

（3）理論與實驗相結合，通過實驗使學生加深理論知識的理解同時鍛煉學生的動手能力。

（4）組織課堂討論，激發學員的學習興趣；了解學員學習過程中的疑難問題并及時講解，促進教學互動。

（5）板書與現代化教學手段相結合。根據教學內容采用板書與多媒體技術相結合的教學方法。對于重難點知識可以采用板書具體講解，再結合多媒體技術講解，使用現代化教學手段能夠將抽象的內容形象化、直觀化，提高學生的學習興趣和效率，便于學員理解。

（6） 鼓勵學員樹立自信心。士官學員，部分學員基礎差，膽子小，不善于參與課堂交際。教員應對這類學員暗含期望，多給他們一次表現的機會，及時表揚、肯定與鼓勵，來激發他們學習的興趣。

（7）幫助學員學習，充分利用課余時間進行輔導。及時了解學員在學習本課程時遇到的問題，利用課余時間加強對輔導。鼓勵學員互相幫助，通過“小老師”推動學員進步。

2、改革教學方法，注重素質教育

目前在高等教育中還存在著偏重理論學習忽視實踐能力培養的現象。不少學生處于被動學習的狀態，缺乏主動性和創新精神，教員教得很辛苦，但教學效果卻不理想。原因是課堂教學中強調了教員的主導作用，而學生的主體作用卻未能體現。因此要把學生培養成具有創新精神和較強實踐能力的高素質人才，必須改革教學方法，注重素質教育和學習能力的培養。

（1）探索課堂教學方法。課堂教學方法應貫徹由簡到繁、循序漸進、深入淺出的原則，并給學生留下思考的空間。在應用知識解題方面，一般是學生最薄弱的環節，如組合邏輯電路的分析和時序邏輯電路的分析，學生普遍感到不易掌握，教學時應通過典型例題著重講清分析思路，讓學生學會舉一反三，能夠觸類旁通。引導學員開展積極的發散思維活動，師生之間應不斷進行情感交流，保持心靈上的溝通，營造平等、寬松的課堂氛圍，使學生處于心情舒暢、思維活躍的心理狀態，從而獲得較好的教學效果。

（2）采用啟發式教學，啟迪學生思維。人的思維活動常常是由提出問題開始的，因此，在教學過程中，教員要善于提出問題，引導和鼓勵學生去發現疑難，提出問題，啟迪學生去積極思考，尋求答案。教員要善于啟發引導，調動學員的學習主動性，重視培養學員的參與意識。在講課中應注意體現本課程的工程性和實踐性，結合教學內容介紹一些生活中的典型應用實例，從而激發學生對本課程產生濃厚的學習興趣。

（3）運用討論式教學，培養分析能力。在教學進行了幾個單元后，可以組織學員開展課堂討論，以提高學員學習的主動性。由教員和學生共同分析作業中出現的概念問題，鼓勵學員積極參與，充分發表自己的觀點，大膽地提出疑問。并通過精選的典型例題，引導學員積極思維，引導學員尋求解題思路，最后由教員講評。通過課堂討論既可啟迪學生的智慧，又能提高學員的分析問題的能力。

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作者Email:  shenggenhu@sohu.com  huandy@126.com

摘  要：本文主要分析自動增益控制(AGC)的基本原理，然后描述AGC環路3種實現形式，最后本文根據IMT2000實際系統來仿真它的性能。

關鍵詞：自動增益控制  IMT2000    性能仿真

1 概述

AGC電路在接收機中經常用到，也很重要。但是概括起來只有模擬AGC和數字AGC電路。AGC環路可以放在模擬與數字電路之間，增益控制算法在數字部分來實現，合適的增益設置反饋給模擬可變增益放大器（VGA）。AGC電路的實現有前饋、反饋和混合環路等三種，分別如圖1、2、3所示。前饋AGC收斂速度比反饋AGC要快，但是一般不是很穩定[1]。混合AGC可以克服前饋AGC和反饋AGC兩者的缺點，尤其適合在快速衰落信道中[2]，由于受到體積、成本、功耗和復雜度等因素的影響，所以，在實際中應用不是很廣。為了決定合適的增益，就要求對接受的信號幅度進行估計，

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關鍵詞：數字電路教學方法教學目標教學要求

“數字電子技術”是高職高專電類專業的一門專業基礎課程,是一門理論性和實踐性都較強的課程。它的任務是通過學習數字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學生在數字電路方面具有一定的理論水平和實踐技能,它是《微機原理與應用》、《單片機原理與應用》和《PLC原理與應用》等主要專業課程必不可少的基礎知識。該課程對于學好后繼專業課程以及提高學生的工程實踐能力都有著極其重要的作用。

1立足于教學目標，展開教學

1.1知識目標

熟悉布爾代數的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用；掌握常用的中小規模集成電路功能。

1.2能力目標

具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片。

具有識讀和分析一般典型應用電路的能力。增強電路分析的內容，弱化電路設計。傳統數字電路教學往往注重電路設計內容的教學，好像只有電路設計的能力，才能代表水平，而電路分析代表技能，是低技術的。不過技能卻正符合了高職高專的教學目標，所以在教學過程中，應注重電路分析方法的教學，讓學生學會分析較復雜電路，能修改已有電路服務于自己的設計目標。

具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。并使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想，掌握現代電子技術的新技術和新器件，在專業學習中適應當代硬件技術與信息技術的發展，為走向實際工作崗位打下堅實的基礎，為拓寬就業市場尋求一條全新之路。

1.3思想教育目標

（1）樹立熱愛科學、實事求是的學風和創新精神、創新意識。（2）具有一定的自學能力和獲取新知識、新技術的基本素質。（3）提高邏輯思維能力、養成認真細致的工作作風。

總之，?？平虒W不同于本科教學,?？平虒W注重于學生能力和綜合素質的培養，教學過程中突出培養學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線，樹立能力培養目標為重中之重的思想。

2選擇合適的教材，以教學要求分層、考核形式分類的方式評價教學

2.1教材的選擇

目前我校選擇的教材充分體現了高職高專教育的特點，以應用為宗旨，強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，便于自學，力爭做到“講，學，做”統一協調，重點和難點采取闡述與比喻相結合，例題與習題相結合，實例與實驗相結合，針對數字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應的實踐環節教學內容。

針對數字電路教學過程中存在教學內容與學時數的矛盾，根據國家教委課程指導委員會的提議:EDA技術是電子技術類課程教學改革的重要方向。我校及時修訂課程大綱、調整教學內容。把EDA技術和PLD器件納入教學計劃。將教學內容分為數字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號的產生與整形五大模塊。

2.2教學要求分層

教學要求分為五個層次A．知道、了解。學生對教學內容有感性的、初步的認識或只要能識別它B．領會、理解。學生對概念、規律、基本操作等有理性的認識，即能自述、解釋和舉例說明，并在教師的指導下能順利地完成基本操作C．掌握、運用。學生在理解教學內容后，通過練習，形成技能；運用概念、方法、規則進行常規運算求解、論述和簡單運用、自主操作等D．熟練掌握、靈活運用。學生能綜合運用某個知識解決問題，綜合運用某項技能進行熟練操作或小規模技術設計等，從而形成某種能力E．思想素質的提高。如態度、意識、精神、毅力等的培養。

同時，采取了以創新能力的培養為核心的“四位一體”教學法,即旨在通過學生自學、討論、答辯、考查四個階段,培養學生的自學能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統教法中“滿堂灌”的現象。

2.3考核形式分類

考核形式分為五種：筆試：傳統的擬卷考試；操作：通過學生動手操作來考核；答辯：教師出題或學生自擬題，經一段時間的實踐，學生以報告形式完成答卷并根據需要答辯；社會化考核：參加由國家有權部門認定的考試考核機構或組織進行的考試考核；社會評判：由社會評定結果如實習鑒定等。

通過多種考核形式達到綜合評價學生的效果。

3采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學

3.1傳統和現代化教學手段相結合

教學課件是教材內容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應用內容轉化為形象逼真的映像展示給學生。多媒體教學進入課堂是對傳統教學方法的改革,它是教學過程的一個有力工具,但決不能成為課堂教學的主宰,過于詳細的課件使學生上課注意力不集中,一些學生覺得課程內容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課?？梢韵胂?教學中教師盯著顯示器,學生盯著大屏幕,這樣的教學情景很難調動教學氣氛、影響教師配以肢體語言等的熱情發揮,更談不上師生間的互動。只有將多媒體教學方法和傳統教學方法有機的結合起來,相互補充,并在教學實踐中不斷完善,才能取得完美的效果。

EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術引入數字電路課程教學,可以使教師在講述理論的同時,利用EDA技術軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習的興趣。使課堂教學更生動、直觀,使數字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

3.2運用實例靈活教學

數字電路的授課可以結合生活中的應用舉例,如目前多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數——模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放的;制造業中的數控機床,交通信號燈的轉向時間顯示,家電產品中的CD、VCD、DVD等也都應用了數電技術。通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而能更加主動的去掌握所學知識。

培養創新型人才,就要實施創新教育,重視實驗教學,改變以教師為主導的教育模式,充分發揮實驗教學的作用,使之成為引導學生從實踐來獲取和應用理論知識的主要渠道,在完成驗證性實驗的基礎上，實驗大綱中安排智力競賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實驗，使學生在由簡到繁的設計過程中了解設計工作的思路、方法，通過讓學生實際制作，使學生懂得如何進行理論和實踐相結合，加深對知識點的理解。

4結語

總之，我們只有立足于教學目標，選擇合適的教材，采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學，培養學生的創新能力，才能搞好教學，才能為學生走向實際工作崗位打下堅實的基礎。

參考文獻：

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（一）教學改革基本思路

將EDA技術最新的科研成果融于課堂教學中，這也是數字電路教學革新最基本的思路，呈現課堂教學方式現代化，并構建非常先進的教學平臺以及現代化課堂教學環境。以現代化教學平臺為基礎，展開課堂教學內容以及方式的革新，構建能提升學生創新精神與能力良好培養的課堂。數字電路課程理論性教學內容是講關于集成度的，該標準邏輯器件是中小規模集成電路。因為標準邏輯器件所設計的傳統數字體系是使用自下向上的設計方式，總體所需的器件較多，并且其電路連接非常復雜，對應的可靠性也不高。用戶不能對相關器件功能進行修改，這也就促使修改體系設計難度提升。

（二）教學內容及方式的創新

近年來，電子技術以及計算機技術發展飛速，隨著EDA技術的出現及不斷應用，促使數字體系設計進入新的階段。實際上基于標準邏輯器件數字電路有著諸多缺陷，不過運用其展開相關教學也仍是有好處的，其能促使學生很好的了解掌握對應基本原理及知識，教學者也能夠很好的向學生講解其組合邏輯電路與時序邏輯電路的最原始電路，并合理的講述與其對應的分析及設計方式。想要幫該專業學生打下穩固的基礎，還要掌握該學科的最新研究成果及發展趨勢，并合理的結合科研成果進行課堂調整及教學內容優化，找尋可行性較高的實施方法以及教學方式。將各類分類元件及較小規模的集成電路內容進行合理精簡，重點講述中規模的對應集成電路和運用，將EAD技術學習列為重點，并將其軟件融入課堂教學過程中，進行現場仿真直接性概念演示、分析進程及驗證、設計結果，很好的激發學生的學習興趣并提升教學效果。全方位的引進多媒體教學，并將其與傳統方式合理有效的結合，呈現優勢互補的良好效果。

二、革新課堂教學理念并確立教學新目標

（一）課堂教學新理念

古往今來，我國的傳統教學模式就是以教師為中心，課堂教學大多是理論性教學，內容均是需要驗證的。教師可以在課堂上進行實驗，給學生一定的實驗步驟以及電路圖，學生們則是按部就班的驗證其對應結果，這樣根本激發不出學生的學習興趣以及積極性，致使其不能將所學的知識綜合運用，不能全方位的分析及解決問題。高等教育若是不能滿足學生的所有需求，就不能很好的發揮其自身創造力，這樣高等教育發展則會停滯。以教師為中心的教學模式不能長此已久，需要全方位的模式革新，務必要將學生轉移至模式中心，扼制被動式教學，呈現學生主動式學習的良好模式，構建以學生為中心教師為主導，并著重于學生實踐創新能力培養。這樣充分的發揮學生的積極性、創造性，提升高等教育的發展。

（二）課堂教學新目標

應不斷的強化基礎、拓展知識層面、持續提升學生自主學習以及創新能力、發展其個性，并對學生進行因材施教與分流培養，展開啟發式創新及各類實驗合理結合，軟硬件結合、課內外結合、拓展實驗性教學，不斷培養學生運用現代化的各類設計工具，持續提升學生管理較大規模復雜體系的能力。教育創新的核心力量是教師，務必要在整體教學過程中不斷培養學生創新意識、思維以及能力，并很好的激發學生能夠提出問題、分析問題以及解決問題，培養這類內在動機的良好形成，促使學生學習自主性及創造性的形成，并運用各類機會指導學生參與并實驗，持續培養學生發現問題、分析問題、處理問題的能力。

三、運用多樣教學方式

（一）啟發教學

問題是學生思維開啟的關鍵，教學者應該通過對應教學情景創設來很好的引導學生進行問題的發現、分析以及處理，在尋找答案的過程中不斷提升學生綜合能力。啟發式教學對新課程的引入最有效，也是應用最廣泛的。

（二）互動教學

互動教學有別于傳統的教學模式，該方式主要是突出師生之間的互動和學生創造力的良好培養。從學生進入高等教育之后，對應的教學模式以及課程安排是不同于中學時期的，尤其是數字電路基礎課程，其授課時間以及間隔時間較長。講課中教學者及學生互動不到位，學生則會因為課程時間較長從而出現怠學的心理，進而忽略了較為重要的相關知識點，長此已久學生就會因為學不會而出現厭學情況。所以教學者應注重課堂之上與學生的互動，要留有一定的時間讓學生進行相關思考、討論、分析以及總結，促使學生學習主動性的發揮。

（三）任務驅動法

數字電路基礎課程最關鍵的就是實踐，所以對于數字電路基礎課程教學來講任務驅動法是個很實用的方式，將各個重要的知識點巧妙的設計成不同類型的小任務，這樣學生就知道自己是帶著學習任務的，也知道自己要完成怎樣的學習目標。教學者在設置學習任務時要保證任何一個任務都是包含著新舊知識以及技能的，進而很好的將學生的學習積極性激發，并保持著這樣積極的學習熱情。

（四）類比教學

數字電路基礎課程會有比較抽象的知識概念，學生們要是沒有對應的理論知識基礎以及空間想象力，這就在一定程度上影響了學生的深入理解。所以教學者應運用適應的教學方式來輔助學生強化基礎性概念理解，這樣來講類比法則是非常有效的一種教學方式，其是將學生要學習的各個知識點及平常生活巧妙的聯系，學生則可以通過對比及比較發現相應概念的內在規律，進而很好的激發學生對學習的興趣。

四、結語

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關鍵詞：數字邏輯 教學改革 教學方法 多媒體輔助教學

信息技術的迅猛發展、應用領域的不斷拓寬以及學科交叉的廣泛深入且綜合程度的不斷提高，都給教學帶來了前所未有的挑戰。傳統的教學模式、教學方法和教學手段己經不能滿足社會對培養二十一世紀新型人才的要求，而培養具有動手能力和創新能力的高素質人才是當前高等院校工科專業教學改革的重要任務，也是造就適應科學技術發展和社會需求合格人才的重要舉措。“數字邏輯”是電子信息類專業和非電子類相關專業的主要技術基礎課。它對學生后續專業課的學習起到了直接的決定性作用。為了保證學生的學習效果，提高學習效率，并培養他們的創造性思維能力，筆者對該課程進行了探索性改革。

一、教學改革方案

（一）總體目標

這門課程的教學改革應面向新世紀，必須服務于社會經濟的發展，必須以其在國家未來發展中的戰略地位為基本點，從人才培養目標整體優化和局部優化的協調統一出發，本著淡化專業、拓寬基礎、強化實踐的基本思路和加強基礎教育、促進能力培養、體現教學特色的指導思想，加強對學生的素質教育，實現由學科型為內涵的教學體制向能力、素質型教學新體制的轉化，以培養生產第一級高級應用型人才為目標，以專業技術應用能力培養為主線，融知識、能力、素質教育為一體，融理論教學與實踐教學為一體，培養理論基礎扎實、動手創新能力強的應用復合型人才，使學生具有扎實的實際工作能力和較強的知識更新能力。因此要進行含課程內容、教學方法、實踐教學等各方面的系列改革。

（二）改革方案

筆者本著“拓寬基礎、加強實踐、更新內容”的原則，建立了電子教學平臺。在受總課時限制的前提下，《數字邏輯》的計劃學時數由原來的60減為45，并安排在第3學期。學時安排及內容見表1。

經學院指導委員會同意，于2003~2004學年第一學期，對工商學院信息系本科生開始執行新的教學計劃。

二、教學改革方案的實施

（一）教學內容的改革

為信息專業開設的數字邏輯課程不同于其它電子類專業的數字邏輯技術。由于專業總學時的限制，該課程學時數較少，學時減少后，教學質量只能上升不能下降，所以在教學時數較少、重點和難點多的情況下應調整知識結構，優化教學內容，提高教學起點，增大課堂信息量。據此，按我校信息專業人才培養計劃要求，筆者撰寫了新的教學大綱，大綱的內容從基本概念、基本原理和基本分析方法出發，以期實現打好基礎、加寬口徑的教學目的。而改革主要從以下兩方面采取措施：一是精練教學內容，二是改進教學方法和教學手段，提高講課效率。當然這里只討論課堂教學問題，其他方面的措施不在這里討論。

1.精煉教學內容

隨著EDA技術的進步，線路不再是單元級電路，而是功能級和系統級的集成，集成電路規模不斷擴大，許多原先是由分立元件構成的復雜電子電路現在已大量地被通用型或專用型集成器件所取代，為適應這樣的趨勢，課程應結合信息專業的要求調整原來教學內容中不必要的、過時的內容，即一些陳舊的教學內容在不影響教學體系的前提下，可以刪去，有的可以壓縮；一些功能類似的電路也不必面面俱到，可以適當精簡；對于那些由于受課時限制不能講授，而又是學科體系的內容就指導學生自學。比如分立元件門電路，可以只保留對后續章節有用的基本工作原理，不再分析它的外特性；觸發器與常用MSI電路這兩章，主要突出其外部邏輯功能特性和動作特點，內部具體電路就不面面俱到；維持-阻塞RS觸發器、利用傳輸延遲時間的邊沿觸發器等內容都可略去。硬件描述語言（VHDL）則引導學生自學。這樣操作后，內容精練了，學時也減下來了。

數字邏輯作為后續專業課的基礎，其內容的調整也應起著承上啟下的關鍵作用。比如邏輯代數是邏輯電路的理論基礎及其分析和設計的工具，清楚了邏輯函數的波形圖表示法，就有助于理解專業課程中CPU讀寫的時序關系；再如理解了組合邏輯電路中的多輸入與多輸出之間的邏輯關系，才能深刻地理解計算機控制器中的譯碼及微命令；弄清楚了三態門的特性，就會很清晰地理解計算機的總線結構體系等。循著這樣的思路，綜合數字邏輯課程的學科特點以及理論課程總課時數為37學時，其具體內容及學時應分配如下：

數字邏輯基礎（7學時）：常用數制、編碼的表示方法及其相互轉換；邏輯代數的基本定律、規則和常用公式；邏輯函數的標準形式；邏輯函數代數化簡法，邏輯函數的卡諾圖化簡法，無關項邏輯函數的表示方法及化簡。

邏輯門電路（2學時）：TTL與非門典型電路的基本工作原理、主要特性和參數，三態門的主要特點及應用，MOS門電路的主要特點和使用方法。

組合邏輯電路（重點內容，8學時）：組合電路的一般分析和設計方法，常用MSI組合邏輯電路：編碼器和譯碼器、數據選擇器和分配器、加法器和數值比較器的外部特性邏輯功能及應用，MSI組合電路的分析和設計方法，組合邏輯電路中的邏輯冒險與消除方法。

觸發器（重點內容，3學時）：觸發器（RS、D、JK、T、T＇）的邏輯功能及其描述方法，觸發器邏輯功能的轉換。

時序電路的分析與設計（重點內容，10學時）：時序電路的基本分析方法，寄存器、計數器等典型MSI同步時序電路的工作原理、邏輯功能及其應用，同步時序邏輯電路的設計方法和步驟。

可編程邏輯器件（重點內容，7學時）：ROM、RAM的結構、基本原理和應用，可編程邏輯器件（PLD、FPGA）的結構、基本原理和應用，初步掌握VHDL語言結構、語法，能用VHDL語言編寫設計程序。

在上述內容中，對于教學重點，在理論教學環節的學時分配、考核強度和實踐教學環節的實驗內容、實驗條件等方面予以傾斜，以幫助學生掌握正確的學習方法，切實弄懂和真正掌握有關的概念、原理和方法，引導學生進行主動性、研究性的學習；對于難點部分，充分運用多媒體教學，著重講清基本概念和基本原理，配合簡潔明了的例題、習題，幫助學生理解和掌握基本的分析、設計流程和方法；而在處理“傳授知識”與“培養能力”二者關系時，明確教學的最終目標是培養學生的學習、實踐和創新能力，而“傳授知識”是實現該目標的基本途徑，必須為“培養能力”服務。總之，教學中要既注意知識的傳授，又努力通過學生自學、集體討論、課外科技活動等多種方式和途徑，引導學生運用已學知識去發現和解決問題，從中獲得新的知識和提高能力。

2.增加反映新科技的內容

數字邏輯電路雖然是一門比較古老的課程，但其新技術發展極為迅速。在國際上，新知識、新觀點和新技術層出不窮。為了將比較前沿的技術進展傳授給學生，教師廣泛參閱最新的期刊雜志，尤其是國內外的權威期刊，及時跟蹤和了解本學科領域的新技術，并把這些新觀點、新技術、新進展有選擇、有重點地融入教學內容中，及時傳授給學生。因此課程引入了自頂向下的模塊設計方法，講解了可編程邏輯器件（PLD），引入了硬件描述語言（VHDL）。這樣通過對理論課程的學習，使學生能夠理論聯系實際，不僅掌握了數字電路的基本知識、基本理論和基本技能，同時也反映了現代數字電路的發展方向。

3.注重實踐教學環節

實踐教學是培養學生能力特別是創新能力的重要環節，要充分認識到實踐教學在人才素質培養中的作用和地位。通過實踐，學生不僅對自己的專業知識有所鞏固，提高了學習知識及運用知識的能力，拓寬了知識面，更重要的是培養了創新意識，學到了一種實際分析問題、解決問題的方法，掌握了從事科學技術研究所應具有的敢想敢做同時又嚴謹認真的工作作風，潛力得到了充分的挖掘。所以教師在上課的過程當中，要理論結合實際，貫徹從實踐中來到實踐中去的原則，把技術和理論結合實例講解，以便于學生學習和理解。同時提倡理論課教師上實踐課，不僅可提高實踐課教師的理論素養，而且可提高理論課教師的實踐能力。這樣做，將極大地豐富教師講解基礎知識的應用素材，一些難以用黑板、粉筆描述的知識點，可通過實驗室得到完美的補充，極好地避免理論與實踐、技術與應用的脫節現象。

（二）教學方法的改進

進入21世紀，科學技術迅猛發展，計算機技術廣泛應用，我們應該利用最新科學技術、利用現代信息技術改進教學方法，實現教學手段現代化。在這里主要介紹以下方法：

1.多媒體教學與黑板板書相結合的多元化教學方式。針對數字電路課程中電路圖比較多的特點，筆者開發研制了適應本課程教學的多媒體課件，課件中引入了大量的圖片以及多媒體動畫，通過這種比較直觀的方式，學生可以更容易更快速地掌握課本上抽象的知識，而且節省了教師用粉筆畫電路圖的時間，大大提高了課堂的教學效率，也激發了學生學習的興趣。

多媒體教學有著諸多的優越之處，但同時也不可避免地存在著一定的不足，比如：在一些理論及公式的推導中，學生不易跟上老師的思路。因此，在引入多媒體先進手段的同時，不能完全摒棄傳統的黑板板書授課方式，對于比較抽象難以理解的推導問題應采用板書與多媒體相結合的方式，板書授課使學生更快地跟上老師的思路，然后配以多媒體圖片或動畫加深理解。

2.構建網絡信息化教學平臺。隨著科技的日益發展，網絡已經逐漸普及到家家戶戶。為了充分利用網絡這個先進工具的優勢，筆者將網絡多媒體課件存放在教學網站服務器中，為學生提供教師介紹、課程介紹、講課要點等信息，在BBS討論區中和學生進行課后的課程討論、答疑，這樣不僅方便了學生的學習，而且也促進了學生與教師間的深層交流。

3.突出基本理論和基本方法。數字邏輯課程的教學在保證學生把基本內容學到手的前提下，著眼于培養學生分析問題和解決問題的能力，培養學生處理實際問題和自學的能力。在教學內容組織上，以講述“方法”為重點，力求為學生提供獨立分析和設計電路的“工具”，而不是向學生灌輸各種各樣的電路；在授課方式上，對每一個求解問題做出思路分析，講透基本理論、基本原理，力求敘述詳細、具體、深入淺出、通俗易懂，以使學生了解問題的來龍去脈；課堂教學中重視學科思維過程和本學科的方法論，遵循認知規律，特別是注意讓學生從中學的學習模式中轉變過來；在內容分配上，教材各章盡管具體內容不同，但都有基本理論和分析、設計方法，抓住這一點就抓住了講好課的關鍵。在每一章的開頭都向學生交待清楚這些，使學生帶著問題有目的地聽課，學生的注意力容易集中；而要求學生一般掌握的內容，也事先向學生交待清楚。這樣對學生進行合理的引導，講課的效率也就提高了。比如組合邏輯電路的分析部分，要將其分析的思路與一般步驟講清楚、講透，掌握了這些基礎，就能使學生觸類旁通，在學習后面常規MSI等的內容時就容易多了。

4.啟發式互動教學?！敖虒W”不單是教的問題，也不單是學的問題，而是教與學相結合的問題，教學的過程是教師與學生相互配合、同時參與的過程。因此在教學的過程中，教師應將以前死板的課堂教學轉化成一種平等的討論式的交流，課堂上經常穿插一些啟發式提問，或者舉一些典型的應用實例，與學生一起討論，充分調動學生的主動思維，使他們成為教學中的活躍主體。在這樣的過程中，學生不再是消極的知識接受者，而是主動的求知者、參與者、探索者，學生的創新意識與創造能力也在不斷的解決問題和積極主動的參與過程中培養起來。在我們日常生活中數字電子線路的應用非常廣泛，教師可以引導學生通過課外科技活動在具體電路中（如簡易時序控制器、電子鐘等）理解抽象的概念和原理，對創新能力和獨立思考能力幫助很大，而且激發學生的學習興趣，可以進一步提高學生的求知欲和自信心。

5.因材施教，分層次培養。為了照顧不同學生的能力，教師應本著因材施教的觀點，對學生提出多個層次的要求，以便他們的特長、個性以及潛能得以充分發揮。在教學中，教師對所有同學都有一些具體的基本要求，對能力稍強的同學則有提高部分的要求，這樣就避免了對所有學生一刀切的缺陷，能力差的同學不會因為完不成設計任務而心急氣餒，能力較強的同學也不會因為題目過于簡單或是很快就完成設計任務而感覺無事可干。

6.注重從系統設計的角度講解知識點。注重知識體系的擴展，強調由點及面、舉一反三。數字電路的特點是常用電路的種類較多，而其分析和設計方法又都相同或相似。針對這一特點，采取重點講清一兩個電路，其他留給學生自學的方法，既可以調動學生自主學習的積極性，培養學生的自學能力，又可以減少課內學時，可收到事半功倍的效果。例如移位寄存器，教師重點講清楚右移移位寄存器，而左移和雙向的移位寄存器則只介紹它們的特點，其余留給學生自學。又如計數器，種類更多，教師重點介紹有代表性的同步二進制和十進制加法計數器，并通過它們講清楚同步時序邏輯電路的分析方法，而減法和可逆計數器就留給學生自行去分析。

結束語

通過近年來對《數字邏輯》課程的教學改革與教學實踐，我們充分認識到教學改革必須重實效，經過對我校信息專業3年的教學實踐，其實踐結果如表2所示。

實踐表明，《數字邏輯》課程的課時雖有壓縮，內容雖有充實更新，但教學質量穩中有升。精簡理論教學，強化實踐教學，能夠體現普通高等院校教育教學改革的發展方向。

當然，作為電子信息類專業和非電子類相關專業的主要技術基礎課，也是大多數學生認為難學的一門課，《數字邏輯》的教學改革是永無止境的。在取得上述成果的基礎上，我們仍在不斷地努力。通過轉變教師自身的教學觀念，從理論教學、實驗教學以及授課方式等方面堅持改革、完善它，希望在教學效果上取得更大的成效，同時對學生的學習興趣也有明顯的提升。

參考文獻：

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［2］王建新.數字邏輯電路課程建設與改革［J］.高校教學管理與研究，2005.

［3］韓佩富，黃震.數字電子技術基礎教學內容和教學方法改革的研究［J］.教學研究，2003（12）.

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【關鍵詞】電子電路 隔離技術 方法策略

一、電子電路隔離技術概述

（一）電路隔離技術的概念

為了實現可持續發展，應盡可能提高電力在終端能源中的比例。電力電子作為節能智能化的方向發展。控制電路，可在微電子電路中，電壓，電流，電力電子器件通常是用一種高電壓，高電流的直接接觸，以避免高電壓，大電流損壞的電力電子器件的除了放大控制電路的控制信號的控制電路，驅動電路，而且還對所述控制電路電隔離。隔離技術在實際應用中一般存在于兩種情況：第一，電子電路在運行過程中對其他設備和人類存在著某些潛存電流浪涌；第二，在不同地位和分裂的接地回路中避免互連，在不影響數據傳送的同時避免電流通過。

（二）隔離技術的作用

隔離技術主要是指系統隔離和信號隔離。所謂系統隔離，指的就是通過利用光為電路間的聯系信號，從而在電氣特性上把兩個電子電路系統隔離開來。采用隔離技術的兩個系統兩側往往存在相差甚多的不同電壓，光電隔離讓系統間連接通過光信號實現，而不需要直接的公共連接，保證系統間的電氣隔離。信號隔離是指通過光電轉換電路中光電轉換的特點，使得不同信號不會相互產生影響。

（三）隔離技術的種類

電路隔離的種類主要分為模擬電路的隔離、數字電路的隔離、模擬電路與數字電路間的隔離等。其中，模擬電路的隔離較復雜，它與傳輸通道密切相關，其選擇的隔離元器件隨傳輸通道的精度發生變化；在數字電路的隔離中，輸入隔離與輸出隔離采用不同方法進行實施；在模擬電路與數字電路之間的隔離中，適宜采用模擬與數字轉換裝置，同時當電路要求較高時，需在裝置兩端均配數字與模擬裝置的隔離元器件。

二、電子電路隔離技術的方法策略

在電路系統中，模擬電路通常采用的方法包括變壓器、互感器和直流電壓隔離器等多種隔離技術，而脈沖變壓器、光纖、光電耦合器等隔離技術則是普遍應用在了數字電路的隔離技術之中，電子電路隔離的主要辦法則是采用變壓器隔離技術、脈沖變壓器隔離技術和模擬信號電路隔離技術等。具體的實施辦法還是要根據影響電路清晰通暢的主要原因來選擇。

（一）變壓器隔離與直流電壓隔離

我們在實際工作中應用的普通變壓器有一定隔離效果，但只能起到阻止一次和兩次的絕緣作用，無法實現完全的抗干擾實現。在繞組間采用增加有效的屏蔽層，可以進一步抑制噪聲、降低干擾的頻發，有效的提高設備電磁兼容性。當前市場中已出現了專門用來抑制噪聲的隔離變壓器，這種變壓器增加了內部結構、鐵心材料及線圈位置的特別設計，令變壓器的自身性能與繞組設計均有多層屏蔽的功效，可以有效的切斷噪聲，成為較理想的隔離變壓器。

（二）數字電路的隔離

1.光電耦合器隔離。光電耦合隔離電路相較于其他電子電路而言，有一個十分突出的特點，即采用的是光作為傳輸載體，而不是如傳統使用電壓或電流[2]。光電耦合器在使用過程中主要是把輸入信號與內部電路的隔離作為為主要方法，在隔離信號時，利用獨立的電源并且與不同的“地”相連接，防止各種干擾因素的出現。

2.脈沖變壓器隔離。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。脈沖變壓器，初級和次級繞組的圈數較少，纏繞在鐵氧體磁芯的兩側，這一過程導致的分布電容很小，只是幾皮法，它可以被用來作為一個脈沖信號的隔離元件。脈沖變壓器與音頻變壓器、電源變壓器的基本原理類似，但是在磁芯磁化過程上存在差別。脈沖信號具有重復性，同時這種重復是有間隔的，正負電壓值均有，對波形傳輸的清晰度、真實度也具有很高的要求。因此，它被廣泛應用于微電子技術控制領域中，例如在雷達技術中就時常用到。

三、模擬信號電路隔離

模擬信號隔離包括高電壓大電流信號隔離和微電壓微電流隔離。工作中為了達到隔離輸入輸出的效果，使其彼此隔離，達到消除噪聲的效果。高電壓大電流信號的隔離方法是互感器，隔離使用的隔離原理與變壓器隔離相同。微電壓微電流隔離方法是信號采用放大器支持。但是，在實踐過程中，往往會出現一些缺陷，比如在高頻率的振蕩信號下，對模擬電路的測量是具有一定影響的，造成精度不夠準確，在這種情況下就要采用分開布線的辦法了。所以，模擬信號電路隔離的辦法在具體的操作過程需要針對具體的應用場合進行不同程度的調試。

四、總結

電路隔離是以切斷噪聲干擾，降低噪聲干擾，使電子設備具有更穩定的電磁兼容性為主要目的，而這一目的的實現主要是依靠隔離元件切斷噪聲來源來完成。對于電子電路中的隔離技術的研究，能大大提高電子設備的穩定性，尤其對日后電磁兼容性問題的解決有很好的理論幫助。電子產品在研制的過程中，不僅應該結合接地問題和屏蔽問題及時全面的對于設備內部及外部的噪聲進行分析，還應該在隔離方法與方式方面，對其進行嚴謹的部署，這樣才能夠設計出合格的電子電路隔離產品。只有在日常的實踐過程中，對電路隔離中的實際問題采用針對性的解決辦法，才能營造更好的社會生活環境。

參考文獻：

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髙等職業教育是髙等教育的一種類型，與普通高等教育(學科型)是有區別的，它的培養目標是按照職業崗位(或崗位群)所需的實際技術和專門技能要求，培養技術應用型人才，目前學歷定位大部分為?？茖哟巍＿@里要特別強調的是“崗位”和“應用”這兩個關鍵詞，這是高職教育在培養目標上與普通高等教育質的區別。

應用電子技術，顧名思義,就是電子技術的應用技術。該專業要求學生掌握電子技術的基本知識和相應的理論;掌握電路分析和設計技能；熟悉常用電子儀器儀表的檢測使用;熟悉電子技術在自動控制和通信技術等領域的應用。應用電子技術專業培養能在企業從事應用電子設備的設計、制造、維護、管理和服務的高級技術人才。

二、應用電子技術專業的內涵和外延

電子技術是一個十分寬泛的概念，從半導體材料、元器件制造、電子線路理論與技術、集成電路設計與工藝、光電子技術，到基于電子技術基礎上的信息處理技術、通信技術、自動控制技術、多媒體技術等，都屬于“電子技術”的范疇,這在我國公布的學科分類表中可見端倪,見圖1。

高職應用電子技術專業，以電子技術應用能力為培養目標，按一線職業崗位或崗位群設置專業，當然不能像普通高等教育那樣以學科類別設置專業和培養計劃。髙職應用電子專業，重在實際應用能力，首先要使學生熟練掌握常用電子元器件、電子線路、單片機的基本原理,電子線路的基本分析方法和設計方法(包括應用計算機輔助分析設計的EDA技術），在此基礎上,該專業再適當向上拓展一點，包括以電子技術為基礎的自動控制領域和通信技術等領域的初步知識。三級學科（部分）電子電路無線電技術微波技術微電子學電子元件與器件技術有線通信技術無線通信技術光纖通信技術自動控制理論自動化儀器儀表與裝置自動化技術應用機器人控制圖1電子類學科分類簡圖從學科分類表中可以看到，“電子、通信與自動控制技術”是一級學科,其中三者各為二級學科,說明三者有割不斷的聯系，筆者認為,其中的“電子”是后兩者的基礎,或者說是手段、工具。從學科的內涵來看電子技術”的最基本內容是電子線路,包括電路的理論、分析設計方法,筆者在這里稱為“電路級”學科。而通信技術(包括信號處理技術)和自動控制技術是電子技術在具體工程領域中的應用,這兩個學科重點不是研究具體的電子線路,而是針對特定問題提出特定的算法，這種學科,是電子技術的在特定領域的進一步延伸，筆者在這里稱為“算法級”學科。至于算法的具體實現，最終當然要用電子線路“電路級”或者計算機程序實現。

三、應用電子技術專業的目標定位

首先，高職應用電子技術專業人才培養的定位,是由該專業的培養目標決定的。高等職業教育是按職業崗位(群)的需要設置專業培養人才,這種人才是面向生產、制造、管理、服務第一線培養的技術應用性人才，需要較強的現場實踐能力，其功能居于工程型(決策設計開發）和技能型(技術操作工人)之間的“中介”性人才。鑒于這類人才工作的“一線”、“現場”和“應用”性特征，高職高專應用電子專業培養的不是“算法級”人才，而是具有電子技術應用能力的“電路級”人才。

其次，高職應用電子專業的培養目標要與地方的行業需求相適應。髙職高專教育主要服務于地方社會經濟建設。就拿蘇州市來說，近年來，隨著外資和內資電子信息類企業的迅速發展，電子信息產品制造業成為蘇州市的支柱產業。蘇州生產的電腦主板、筆記本電腦、顯示器等外圍產品，手機、交換機、數碼相機等電子信息產品，占世界總產量的很大份額。大量電子企業的生產運營，除了需要大量的具有中等文化基礎并經短期培訓的生產線操作工以外，還需要一大批掌握電子技術基本理論，具有較強實踐能力的一線技術人員，如生產線工藝員、質量管理員、設備管理員、售前售后技術服務員乃至車間主管助理、設計部門設計助理等。這些規格的人才，由高職院校來培養最為適宜。上面提到的這些電子信息產品本身的研發，需要用到通信、信號處理和自動控制領域的髙深的專門理論知識，主要是針對具體應用問題的具體算法模型，理論性強，數學推導多，比較抽象，在此稱為“算法級”的知識。算法級知識最終要通過電路來制成產品，研究電路本身的知識在此稱為“電路級”知識?！八惴墶比瞬庞杀究埔陨蠈哟蝸砼囵B，高職院校主要培養需求量較大的“電路級”人才。

四、高職應用電子技術專業的課程體系構建

高等職業教育的培養目標與規格最終要通過課程體系來落實，髙職教育的培養目標的重應用、重技能的特征必然要反映在課程體系上，課程是專業的進一步細化。課程的內容與組織結構在某種意義上代表學生的知識面和能力結構。在應用電子技術專業的課程體系中，我們將課程分為幾大模塊:公共課模塊、專業基礎課模塊、專業課模塊和選修課模塊。在專業基礎和專業課模塊中，又可以分割出技能課模塊（包括綜合實訓、考工培訓等實踐性環節）。每個模塊的具體如大學英語、高等數學、普通物理等課程，在滿足學生適應社會、獨立生存、終身學習、自我發展、創新超越等方面也起著重要作用。

專業基礎課主要是“電路級”課程，主要是電路分析、模擬電路、數字電路、髙頻電路等課程。它們是應用電子專業的重要基礎，就像造高樓大廈必須要用髙標號水泥和鋼筋打基礎一樣。它們不僅是本專業的重要專業基礎課，為以后學習電子技術在其他相鄰學科中的應用課程(專業課)打基礎，而且本身也是提髙學生的職業技術素質的技術課，能滿足學生勝任工作崗位和就業、創業的需要，所以這幾門本科的專業基礎課也可以看作髙職的專業課。

專業課模塊是為學生今后具體從事應用電子技術某個行業領域而設置的更深一層次的課程。專業課中，其中有一部分是“算法級”課程，這類課程主要介紹特定領域(如通信、自動控制）內解決具體問題的思路方法、數學模型，即給出解決問題的算法，至于算法具體如何實現，是設計電路硬件實現，還是計算機軟件實現，還是兩者綜合實現，一般教科書中不會詳細介紹，這給學生的知識應用和創新留出了很大的空間，同時也是一種挑戰。屬于“算法級”的課程有:通信原理、自動控制原理、信號與系統、現代通信系統、數字信號處理等課程。

選修課是讓學生自主選課，充分發揮學生自身的興趣愛好與特長,開拓學生的視野，拓展專業知識面,同時也開設企業管理類課程，了解企業的運作，為學生從學校到企業的銜接作準備。

髙等職業教育教學過程的重要特色是它的實踐性，它有獨特的實踐教學體系，舍此就不能實現高職教育的培養目標。應用電子專業的實踐教學環節一般分為三個層面:第一層面為基礎教學實驗和單項技能訓練，一般是配套課程理論教學的驗證性實驗；第二層面是專業實驗教學和專業能力訓練,一般指課程設計、專業技能訓練課程，如線路板CAD、電路仿真技術等;第三層面為綜合技術應用能力、實踐能力、創新能力訓練等，主要包括綜合實驗、綜合訓練(如中、髙級電子工考工培訓）、課題項目、技術服務、畢業設計(實踐)等。

五、能力培養與課程體系的關系

高等職業教育以崗位就業為導向，以職業崗位能力為主線，課程的具體教學方法，筆者認為無論是“電路級”還是“算法級”課程，與普通高等教育的教學方法一樣要有許多不同的方法，主要概括為以下幾點：

(一）電路級課程實際化

在電路分析、模擬電路、數字電路、髙頻電路、電力電子技術等電路級課程中，本科教材主要講授電路的基本原理、基本分析方法,數學分析推導比較多，這些內容對于學生打好扎實的基礎是非常重要的。但是，對于高職教育，在講清基本原理、基本概念和分析的基本思路和結論的前提下，數學的定量推導計算過程可以適當刪減。同時為使學生更快了解實際、縮短教學內容和現實的差距，在講授一種電路時，要補充介紹這種電路在現代電子設備中的具體應用，理論與實際結合，才能激發學習的興趣。

(二）算法級課程電路化

在專業基礎課的基礎上，很多專業課都是算法級課程。如在電子通信專業方向，典型的算法級課程是《信號與系統》、《通信原理》和《數字信號處理》。在本科教學中，《通信原理》是專業基礎課，主要講述通信信號的拾取、變換、處理、傳輸等方面的理論，理論性強，數學分析推導多?！稊底中盘柼幚怼分饕v授數字信號和離散數字系統的關系，分析的是抽象的系統，大量使用數學推導，得到的結果也比較抽象。這兩門課如果用本科的講授法，高職學生會覺得非常抽象，由于高職學生的數學基礎相對較差，以至于根本學不下去，也不知道具體有什么用。所以，髙職教學中，算法級課程的教學要“電路化”，即在講授解決某個問題的算法時，算法要講得簡單一點，同時要介紹這個算法在現代電子系統中的具體應用，特別是具體電路的實現。

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【關鍵詞】 EDA 數字電路 電路仿真

數字電路主要有組合邏輯電路和時序邏輯電路兩部分組成，交通燈控制器的設計既可以涉及到這兩部分的基本原理的運用，又可以鍛煉學生對數電綜合電路的設計和分析能力，因此交通燈控制器的設計是數字電路一個很好的教學題材，在完成電路設計的同時配合電子設計自動化（EDA）教學，學生無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，EDA可以很好地、很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機仿真真實的再現出來。并且可以用虛擬儀器技術創造出真正屬于自己的儀表。極大地提高了學員的學習熱情和積極性。真正的做到了變被動學習為主動學習。目前在各高校教學中普遍使用EDA仿真軟件是Multisim10.1， 是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。

下面介紹以Muitisim10.1 為平臺設計一個十字路通控制器系統的過程.

1 設計要求

設計一個十字路口的交通燈控制器，要求主干道和支干道交替運行，主干道每次通行時間都設為30秒；支干道每次通行時間都設為20秒；綠燈可以通行，紅燈禁止通行；每次綠燈變紅燈時，要求黃燈先亮5秒鐘（此時另干道的紅燈不變）；十字路口要有數字顯示，作為等候的時間提示。要求主干道和支干道通行時間及黃燈亮的時間均以秒為單位做減法計數。黃燈亮時，原紅燈按1Hz的頻率閃爍。

2 交通控制器電路設計與仿真

2.1 狀態控制器的設計

根據設計要求，主干道和支干道紅、綠、黃燈正常工作時，只有四種可能：主干道車道綠燈亮，支干道車道紅燈亮，用S0表示，綠燈亮足規定的時間間隔30秒時，控制器發出狀態轉換信號，轉到下一工作狀態；主干道車道黃燈亮，支干道車道紅燈閃爍，用S1表示，黃燈亮規定的時間間隔5秒時，控制器發出狀態轉換信號，轉到下一工作狀態；主干道車道紅燈亮，支干道車道綠燈亮，用S2表示，綠燈亮足規定的時間間隔20秒時，控制器發出狀態轉換信號，轉到下一工作狀態；主干道車道紅燈閃爍，支干道車道黃燈亮，用S3表示，黃燈亮足規定的時間間隔5秒是，控制器發出狀態轉換信號，系統又轉換到最初種狀態?？梢杂靡粋€2位二進制計數器實現這四種狀態：S0=00，S1=01，S2=10，S3=11，本設計用74ls190連接成二進制加法計數器，電路圖如圖1所示：

2.2 狀態譯碼器的設計

狀態控制器已經產生了四種狀態，用Q2，Q1兩位二進制數組合來表示S0到S3四種狀態，狀態譯碼器要求利用Q2，Q1分別控制主、支干道上紅、綠、黃信號燈的狀態，紅、綠、黃信號燈狀態與控制器的輸出Q2，Q1關心可用表1（1不是燈亮，0表示燈滅）來表示。由信號真值表可以設計出狀態譯碼器電路，如圖2所示：

74LS245為8個雙向3態緩沖電路。主要使用在數據的雙向緩沖，～G=0，DIR=0，B->A；～G=0， DIR=1， A->B；～G=1， DIR為0或者1，輸入和輸出均為高阻態；高阻態的含意就是相當于沒有這個芯片。在本電路中是實現紅燈的閃爍，無論是主干道還是支干道，Q1為1，可以利用Q1來控制～G，當Q1為1，～ Q1為0，～G為0，秒信號就可以輸入電路，實現紅燈的閃爍。

2.3 倒計時電路的設計

根據設計要求，該系統共有四種狀態（S0-S3），在每種狀態都要求能夠自動調入不同定時時間的定時器，完成30S、20S、5S的倒計時顯示。該定時器由兩片74LS190構成減法計算器實現，初始值可通過三片74LS245完成預置數，顯示電路用自帶譯碼功能的兩個數碼管實現兩位十進制數的顯示。設計的定時倒計時電路如圖3所示：

2.4 仿真結果

將上述各單元電路組合起來，可以得到交通控制燈的整體電路，點擊Multisim 10.1 軟件的“Simulate/ Run”按鈕，便可以進行交通燈控制器的仿真。電路的倒計時顯示首先為30 s，此時主干道綠燈亮，支干道紅燈亮，進入狀態S0，倒計時為0后，主干道黃燈亮，支干道紅燈閃爍，閃爍的頻率為1HZ，進入狀態S1，倒計時從5開始計時，倒計時為0后，主干道紅燈亮，支干道綠燈亮，進入狀態S2，倒計時從20開始計時，倒計時為0后，主干道紅燈閃爍，閃爍的頻率為1HZ，支干道黃燈亮，進入狀態S3，倒計時從5開始計時，倒計時為0后，又回到S0狀態，如此循環下去。

3 結語

該設計通過把數字電路的分析與設計與EDA相互結合，完成交通燈控制器各個單元電路和整體電路的設計和仿真，很好的解決目前高校教育中理論教學與實際動手實驗相脫節，試驗室條件不足等問題。電路設計仿真成功后再構建實際電路，既可以降低成本，又大大提高了教學和專業設計的效率，對老師教學也是一個很好的提高和促進。

參考文獻

[1]孫曉艷，黃萍.基于Multisim 的電子電路課堂教學[J].微電子技術，2006（24）.

[2]周凱，郝文化.EWB 虛擬電子實驗室——Multisim7 &Ultiboard7 電子電路設計與應用[M].北京： 電子工業出版社，2006.

[3]張艷春.數字電子系統的EDA 設計方法研究[J].現代電子技術，2009（17）.

[4]鄭步生，吳渭.Multisim 2001 電路設計及仿真入門與應用[M].北京：電子工業出版社，2002.

篇9

【關鍵詞】邏輯設計；目標定位；教學內容；模式手段

一、邏輯設計課程目標與定位

1、課程目標

使學生具備本專業的高素質技術應用型人才所必需的電子電路邏輯設計基本知識和靈活應用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能；為學生全面掌握電子設計技術和技能，提高綜合素質，增強職業變化的適應能力和繼續學習能力打下一定基礎；通過項目的引導與實現，培養學生團結協作、敬業愛崗和吃苦耐勞的品德和良好職業道德觀。本課程目標具體包括知識目標、能力目標和素質目標。

（1）知識目標：熟悉數字電子技術的基本概念、術語，熟悉邏輯代數基本定律和邏輯函數化簡；掌握門電路及觸發器的邏輯功能和外特性；掌握常用組合邏輯電路和時序電路的功能及分析方法，學會一般組合邏輯電路的設計方法（用SSI和MSI器件），學會同步計數器的設計方法；熟悉脈沖波形產生與變換電路的工作原理及其應用；了解A/D，D/A電路及半導體存儲器、PLA器件的原理及其應用。

（2）能力目標：具有正確使用脈沖信號發生器、示波器等實驗儀器的能力；具有查閱手冊合理選用大、中、小規模數字集成電路組件的能力；具有用邏輯思維方法分析常用數字電路邏輯功能的能力；具有數字電路設計初步的能力。

（3）素質目標：培養學生學習數字電路的興趣；培養學生團結合作的意識，培養學生自己查找資料能力。

2、課程定位

《邏輯設計》是計算機應用技術專業和電子信息類專業的一門重要硬件基礎課，其理論性和實踐性很強，尤其強調工程應用。是現代電子技術、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術的和集成電路設計的基礎。在高速發展的電子產業中數字電路具有較簡單又容易集成。通過本課程學習，熟悉小中大規模數字集成電路分析與應用，突出數字電子技術應用性，獲得數字電子技術必要的基本理論基本知識和基本技能；了解數字電子技術的應用和發展概況，為后繼課程及從事相關工程技術工作和科研與設計工作打下一定基礎?！哆壿嬙O計》在電子信息專業課程的地位，表現在其先導課程為《電工電子技術》，要求學生掌握由分立元器件組成的電子電路的識別與檢測、與基本分析方法，掌握有關晶體管以及晶體管電路的分析方法等；其后續課程有《微機原理與接口技術》、《單片機技術應用》、《EDA技術應用》等。學習集成電路芯片在計算機及相關電子設備中的應用與作用。

二、邏輯設計課程教學內容

1、教學內容選取依據

（1）以培養高素質技能型人才為目標，教學內容選擇與組織突出“以能力為本位，以職業實踐為主線，以項目主體--任務貫穿”為總體設計要求，在內容的選取上，首先立足于打好基礎。在確保基本概念、基本原理和基本教學方法的前提下，簡化集成電路內部結構和工作原理的講述，減少小規模集成電路的內容，盡可能多地介紹中大規模集成電路及其應用。以能力培養為主線，以應用為目的，突出思路與方法闡述，力求反映當今數字電子技術的新發展。

（2）在教材內容編排上精心組合，深入淺出，做到概念清晰，邏輯設計思想嚴謹。教學實施中注重重點突出，層次分明，相互銜接，邏輯性強，以利于教學做一體化的整合。在講義上力求簡潔流暢，通俗易懂，便于學生自學。

（3）以實訓項目為載體，采取任務驅動教學做一體化的實施，體現理論指導實踐，實踐深化理論的素質養成目的。

（4）依據各學習項目的內容總量以及在該門課程中的地位分配各學習項目的課時數。

（5）知識學習程度用語主要使用“了解”、“理解”、“能”或“會”等用來表述?！傲私狻庇糜诒硎鍪聦嵭灾R的學習程度，“理解”用于表述原理性知識的學習程度，“能”或“會”用于表述技能的學習程度。

2、教學具體內容安排

表決器電路設計與制作，搶答器電路設計與制作，同步計數器電路設計與制作，方波發生器電路設計與制作，數字鐘電路設計與制作。

三、邏輯設計課程教學模式與手段

1、教材編寫

教材編寫體現項目課程的特色與設計思想，教材內容體現先進性、實用性，典型產品的選取科學，體現地區產業特點，具有可操作性。呈現方式圖文并茂，文字表述規范、正確、科學。

2、教學模式

采取項目教學，以工作任務為出發點來激發學生的學習興趣，教學過程中要注重創設教育情境，采取“教學做”一體化的教學模式，將知識、能力、素質的培養緊密結合，進一步加強職業教育教學改革研究，優化完善我校應用型人才培養體系。

3、教學方法

從教學手段、教案設計、教學思路、語言表述、教學資源等方面著手，對如何在課堂教學中提高學生的學習主動性和興趣開展教研。教學過程有進行項目引導，任務貫穿，“提出問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”，把握課程的進度，活躍課堂氣氛，使大多數學生能夠獲得盡可能大的收獲。采用“發現法”教學方式，使學生建立科學的思維方法與創新意識。學習內容的掌握依賴于學習者的實踐，課程組加強了對教師教學及學生學習過程的管理；為使學生理解和有效掌握課程內容，在堅持課外習題練習、輔導答疑等教學環節的基礎上，增加隨堂練習、單元測驗等即時性練習環節，督促學生復習和掌握已學知識點。

4、教學手段

充分利用掛圖、投影、多媒體等現代化手段，發揮網絡突破空間距離限制的優勢，讓學生能夠最大限度的利用學習資源，自主地學習和提高，彌補課堂上未能及時消化吸收的部分內容。教學過程中相應教學班成立課程提高學習小組，任課教師課外指導該小組進行拓展學習及課外科技活動指導，達到因材施教的目的；一方面教師指導有興趣能力強的學生進行課外學習，特別是對數字系統設計知識的答疑指導，為能力強的學生提供發展空間，解決因課時數限制而無法在課堂上深入講授特定工程應用專題的矛盾。也加強了教師與學生的互動，教師可以第一手了解學生對教學過程的反饋，改進教學方法，利用學習好的學生帶動整個班級的學習，促進良好班風學風的形成。探討當前教學環境下，培養學生課外學習能力的新模式。

5、課程資源的開發與利用

整理并開發具有職教特色的自編教材，編寫學生實訓指導用書，引導學生查閱網絡資源，要注重利用仿真軟件的輔助設計功用。

參考文獻

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【關鍵詞】DDS；FPGA；波形發生器

1.引言

DDS頻率合成器具有頻率分辨率高[1]，輸出頻點多，可達2N個頻點（假設DDS相位累加器的字長是N）；頻率切換速度快，可達us量級；頻率切換時相位連續的優點，可以輸出寬帶正交信號，其輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用；可以產生任意波形；全數字化實現，便于集成，體積小，重量輕[2]。

本文介紹了DDS的基本原理，同時針對DDS波形發生器的FPGA實現進行了簡要介紹，利用SignalTapII嵌入式邏輯分析儀對正弦波、三角波、方波、鋸齒波進行仿真驗證。

2.DDS波形發生器的FPGA實現

FPGA的應用[3]不僅使得數字電路系統的設計非常方便，而且它的時鐘頻率已可達到幾百兆赫茲，加上它的靈活性和高可靠性，非常適合用于實現波形發生器的數字電路部分。使用FPGA設計DDS電路比采用專用DDS芯片更為靈活，只需改變FPGA中的ROM數據，DDS就可以產生任意波形，具有相當大的靈活性。

2.1 FPGA設計流程

FPGA的設計框圖如圖1所示，FPGA的主要功能是：產生與電路的接口電路，使其能夠接受邏輯控制信號；保存頻率字，并構成相位累加器，產生與主時鐘相同頻率的RAM尋址字；用內部的存儲塊構成存放多種波形數據的ROM，并通過相應的控制線進行選擇；構造出兩個多波形選擇輸出的輸出通道，其中的一路通道可具備移相功能；用內部的PLL倍頻外部低頻晶振，并輸出與主時鐘同頻的時鐘，驅動片外高速D/A。

2.2 時鐘模塊

根據耐奎斯特采樣定理要得到輸出頻率為10MHz的信號，其所輸入的信號時鐘頻率必須達20MHz以上。采樣頻率越高，輸出波形的平坦度越好，同時波形的的采樣點數也越多，那么獲得的波形質量也就越好。本設計中的DDS模塊是一高速模塊，所以對系統時鐘就有很高的要求，不僅需要有較高的頻率，而且還要有非常高的穩定性，如果在FPGA的時鐘端直接加一高頻晶振，不僅時鐘不穩定，而且功耗大，費用高，在本設計中，直接調用Altera公司的PLL核，在FPGA時鐘端只需加一低頻晶振，通過FPGA內部PLL倍頻達到系統時鐘要求，輸出的時鐘相位偏移在允許范圍內。

2.3 DDS控制模塊

（1）頻率控制字輸入模塊

頻率控制字輸入模塊如圖2所示，數據選擇器控制輸入16位頻率控制字。

（2）步進頻率控制模塊

步進頻率控制模塊如圖3所示，通過一個乘法器來控制步進頻率，具體算法如下：f步進=fc*2147/232。

通過改變乘法器的乘數來改變步進頻率。要使步進為1Hz那么乘法器的乘數為22。

（3）頻率累加器

頻率累加器模塊如圖4所示，通過一個32位加法器跟32位寄存器構成頻率累加器，頻率控制字高4位為0。

（4）相位寄存器

相位寄存器模塊如圖5所示，通過一個8位加法器跟8位寄存器構成相位寄存器并產生8位波形數據地址。

（5）波形存儲器設計

波形數據ROM就是存放波形數據的存儲器，大多波形發生器產品都將波形數據存放在外部的ROM中，這樣使得各部分結構清晰，測試、維護更加方便但由于ROM本身讀取速度慢的缺點，使得整個系統性能下降，工作頻率下降，為了解決以上問題，本設計使用的是用FPGA設計出ROM，在FPGA中存放波形數據，使用Quartus II 9.0中的Mega Wizard Plug-In Manager來生成一個ROM，如圖6所示。

Mega Wizard Plug-In Manager的設置，根據設計的要求，經過七步的設置，就可以生成一個ROM的IP核。當在波形ROM中固化所需波形的一個周期的幅度值后，由地址發生器產生的地址對波形ROM尋址，依次可取出送至D/A轉換及濾波后即可得到所需的模擬波形輸出。計算波形數據[4]可以有兩種方法：C語言與matlab計算。

3.仿真實驗結果

按照第2節的系統設計，設計程序下載到FPGA芯片，使用QuartusII軟件自帶SignalTapII嵌入式邏輯分析進行仿真，觀察信號波形圖，正弦波如圖7，三角波如圖8，方波如圖9，鋸齒波如圖10。

4.總結

經實驗結果表明，通過DDS技術合成的波形具有良好的穩定性，易于控制和調節，利用FPGA能在很短時間內快速構建任意波形，提高了設計效率，具有實際應用價值。

參考文獻

[1]張繼森，楊恢東等.基于Verilog HDL的DDS信號發生器的設計與實現[J].微電子學，2012，42（6）：819-822.

[2]楊虹，周小莉.簡易直接數字頻率合成器的設計與仿真[J].電腦開發與應用，2012，25（10）：38-42.

[3]任建新，余樂詠，張鵬.基于FPGA的高精度信號發生器的實現與優化[J].測控技術，2011，30（1）：13-16.

[4]江國強.EDA技術與應用（第4版）[M].北京：電子工業出版社，2013.

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