eda技術論文范文
時間：2023-03-31 03:31:12
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篇1
實驗教學內容沒有或較少向生產應用延伸，當學生走上工作崗位時會發現在學校所做的實驗內容與真正的生產實際差距很大，不能很快地為生產實際服務。為了解決以上在電子技術實驗中存在的問題，我們經過不斷地探索、研究和實踐，在電子技術的實驗方面做了大量的改進和創新，也取得了一些明顯的效果，其中最主要的就是將eda技術應用到電子技術的實驗教學中。
二、基于EDA技術的電子技術實驗教學改革
EDA即電子設計自動化（ElectronicDesignAu-tomation），它是以計算機和微電子技術為先導，匯集了圖形學、邏輯學、結構學和計算機數學等多種計算機應用科學最新成果的先進技術。在我國，由于EDA應用技術先進，軟硬件結合，知識面寬，實踐性強，幾乎所有理工科（特別是電子信息）類的高校都開設了EDA課程的學習。為了將EDA技術與電子技術的教學更好地融合到一起，我們在多個方面也做了建設和改革。
（一）基礎設施建設
1.硬件設施建設
為了能更好地將EDA技術運用到電子技術的實驗教學中，我們首先建立了兩個EDA實驗中心，配備了近百臺性能先進的計算機，并購進了與EDA教學相配套的實驗箱，學生在利用計算機上安裝的軟件和與之配套的實驗箱可以完成由程序設計到硬件下載的全部過程。
2.軟件設施建設
硬件設施只是基礎框架，要想真正學好EDA技術，具備與之相配套的應用軟件更為重要?，F階段，國內流行的、市場占有率比較高的EDA軟件主要有6種。根據電子技術這門課程的特點，我們主要選擇了其中的三種軟件：即Multisim、Max+PlusⅡ和QuartusⅡ。Multisim這個軟件最大的特點就是給出了類型相對完善、實用性更強的虛擬電子庫以及各種仿真儀器，操作簡單，仿真結果形象逼真，功能十分強大、實用。Max+PlusⅡ和QuartusⅡ可以完成電路的設計輸入、編譯仿真、編程下載等功能，并且其設計輸入具有多種方式，可以滿足不同層次的需求，同時可以實現電路的時序分析，實驗結果簡單、直觀。
（二）電子技術實驗教學內容的改革和創新
在基礎建設完善之后，我們在電子技術實驗教學的內容上也做了調整和改革。我們首先把實驗內容分階段、分層次地分成了三類，使更多的實驗適合在EDA實驗中心完成。
1.基礎驗證型實驗
這部分的實驗內容所占比例較少，主要是對理論教學中最基礎的內容的一個測試：例如共發射極單管放大電路、集成運放的線性應用、基本門電路的功能測試等。這類實驗的主要目的在于幫助學生認識常用的電子器件，了解實驗設備，學會各種儀器的使用方法，掌握電子實驗的基本知識、實驗方法和實驗技能，學會觀察和分析實驗結果等。
2.訓練提高型實驗
這部分的實驗內容主要要求學生在具備一定的基礎知識和操作技能的基礎上，能把所學的不同內容、不同類型的知識和電路有機地結合在一起，形成一個相對完整的邏輯功能。這部分實驗主要側重于理論知識的綜合應用，其目的是培養學生綜合運用所學理論知識和解決問題的能力。
3.綜合設計型實驗
這部分的實驗內容主要是以學生自行設計為主，教師指導為輔，要求學生根據實驗題目的設計要求獨立地完成查閱資料、設計電路、選擇器件、安裝調試等任務，分析實驗數據，并獨立寫出實驗報告。這類實驗的開設，對于提高學生的實踐動手能力、綜合運用能力和創新設計能力有著非常重要的作用。
三、EDA技術與電子技術實驗內容融合的策略
前面我們提到的是實驗內容上的改革，那我們如何具體做到將EDA技術更好地應用到電子技術的實驗中呢？我們從多個方面入手，加強EDA技術與電子技術實驗的融合。
1.在正常實驗教學中增大EDA實驗的比例
以前我們所做的實驗全部都是在實驗箱上搭接完成，現在我們將部分實驗內容轉移到計算機，增大了EDA實驗的比例，讓學生在正常的教學計劃內就可以接觸到兩種不同的實驗方式，體會它們不同的特點，得到不同的訓練。
2.充分利用學生自身的資源和業余時間加強EDA技術的學習
要完成我們上面所說的內容，單純依靠教學計劃內的幾個實驗是遠遠不夠的。我們首先想到的就是充分利用學生自身的資源，現在計算機在學生中十分普及，幾乎人人都有，我們將常用的仿真軟件推薦給學生，讓學生安裝在自己的電腦中，這樣學生就可以利用自己的業余時間來完成一些內容，以彌補課堂實驗時間上的不足。
3.將實驗內容延伸到電子實習、課程設計等實踐環節
各個專業的學生在學期末都會有和理論教學相配合的課程設計和電子實習。在這些實踐環節中都會安排專門的時間來讓學生進行相關內容的EDA仿真測試，因此學生可以把實驗中學習的內容延伸到其他的實踐環節中，大大提高了學生的實踐動手能力和理論知識的綜合運用能力。
4.充分利用學校為學生提供的各種課外訓練機會
篇2
論文摘要:介紹了電子設計自動化(EDA)實驗環境的建設與管理的經驗,簡要分析了由此給教學產生的實際影響。
由于集成電路技術和計算機技術的高度發展,設計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設過程中,始終對EDA的教學和實驗環境的建設給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發和新技術推廣工作。經過近兩年的建設,EDA中心已初具規模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環境,促進了我校電類現代化課程教育的發展。
1EDA實驗環境的建設
EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。
在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:
(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學?，F代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。
(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。
(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。
2EDA實驗環境的管理
我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。
(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非?？?我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本?？粕脱芯可谶@里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。
(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。
(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻:
篇3
關鍵詞：電子設計自動化，課程創新，教學改革，實驗設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）03-0082-02
隨著微電子技術在世界范圍內的飛速發展，以及各相關產業對電子電路技術的需求日益增長，《電子設計自動化》已經成為電子信息工程等相關專業的重要課程，也是國內外諸多理工科一流高校的電子信息類專業必修的核心課程[1-3]。尤其在近年來，智能硬件的發展與半導體技術的革新為電子系統設計帶來了革命性的變化，電子設計自動化技術已經一躍成為現代電子工業的核心學科，引領了現代信息技術的發展方向，也成為了電子信息工程專業本科生考研深造與就業所必需的重要技能[3]。綜上，考慮到創新研究型實驗對學生的創新意識和能力培養的重要作用，筆者作為學?！峨娮釉O計自動化》課程的任課教師，對本課程的實驗課程進行了綜合性的思考與建設。
一、《電子設計自動化》課程實驗改革的必要性
我們通過對國內外一流高校的調研發現，許多著名高校的EDA技術本科教學有兩個明顯的特點：一是課程在各工科專業的普及率極高；二是在實驗中大量引入新技術、新方法與新器件，更多地注重創新性、設計性、綜合性項目，突出EDA技術的實用性，以及面向工程實際的特點[4]。這些特點讓我們認識到，通過《電子設計自動化》課程實驗的改革與建設，既能夠幫助學生更好地理解《電子設計自動化》的理論知識，增強學生的實踐能力，更能夠緊跟學科和行業的需求發展，為課程拓寬評價方法，提高教學效果，為學生樹立創新精神，培養科學素質，增強科創能力，最終增強其綜合素質，提高學院與學生的綜合競爭力有很好的幫助。
二、實驗改革方案及主要工作
為了充分結合現有的實驗課程基礎，全面提高試驗課程效果，筆者從實驗過程管理、實驗設計、考核與評價反饋四個角度對《電子設計自動化》實驗進行了綜合性的方向改進，具體內容如下。
1.實現項目化的實驗過程管理。筆者基于對科研與教學工作的熟悉，以《電子設計自動化》課程實驗為改進對象，將其現有的實驗課程學時進行壓縮，補充對應EDA能力所需要的主要課程知識點，融合現代EDA技術的最新發展，并將最后四個學時設置為一次綜合性、設計性的“綜合實驗”，實驗過程及實驗報告作為實驗課程成績的重要評價因素。該綜合實驗采用項目化的過程管理，學生須在給定的范圍中任選題目或自選題目，在四個小時內完成該題目的主要設計，并在課程完成后提交課程報告時以“項目任務書”的形式填寫實驗報告，系統闡述選題原因、題目關鍵環節、設計時遇到的主要困難及解決方案、最終成果演示及存在不足分析等。
2.設計層次性的“綜合實驗”項目。為了確保實驗教學的實際效果，保持學生的創新熱情，全面提高電子設計水平，在上述“綜合實驗”的實驗項目設計的基礎上劃分為三個層次：第一層次為邏輯行為的實現；第二層次為控制與信號傳輸功能的實現；第三層次為電子系統模塊的實現。每個層次設置三至五個題目。此外，考慮到學生實驗時間的約束，隨著教學課程的進行，預先在教學中對“綜合實驗”進行題目的預告和必要的講解，讓學生提前進行課外的準備和練習，并將該四個學時的“綜合實驗”集中安排在一個下午進行，學生通過集中性的高強度的學習、討論和實驗，完成主要的“綜合實驗”功能。
3.設置創新導向的評價激勵形式。考慮到該門課程的授課時段為大三下學期的后半段，學生的專業基礎課及絕大多數專業課業已經結束，筆者在課堂上滲透該門課程對于考研及科學研究的重要意義，以及對于科創及電子行業就業的作用，在完成課程教學的同時講授和提供論文撰寫及專利申請與重要競賽的資料信息，并鼓勵學生利用課余時間進行深入鉆研、挖掘，并主動利用配套實驗課程進行研究性學習，進而促進學生的科創熱情向論文（算法）、軟件著作權（程序）、專利（電子電路）及重要競賽（電子設計類）的成果轉化。
4.提供實時動態的評價反饋渠道。結合自身工作特長與經驗，筆者利用信息技術手段，設置了“韓博士工作室”教學專題網站（http：//），為學生及時訪問和評價的反饋提供渠道。通過調查問卷、在線信箱、有獎問答、專題活動等方式，在授課過程中進行多次課下問卷調研，并開設貫穿授課全過程的實時反饋渠道，作為授課、答疑等必要教學活動的有效補充，便于及時了解學生對于綜合性實驗的接受程度以及對課程各方面的綜合評價。
三、實驗改革周期及內容
為了更好地實現對《電子設計自動化》課程實驗的改革與創新，筆者制定了以十二個月為周期的長期方案，主要分為以下五個關鍵性階段。
1.第一階段，時間為1個月。結合《電子設計自動化》學科發展現狀及人才培養需要，更新課程教案，豐富和擴充現有教學大綱及授課內容，補充相關多媒體與軟硬件資料，完成“綜合實驗”的選題與設計。
2.第二階段，時間為2個月。截至開學前，與實驗課程老師進行充分的溝通和協調，完成各個“綜合實驗”項目的軟硬件環境配置、具體要求、實施細則及評價方法，嚴格制定精密科學的給分標準。
3.第三階段，時間為2個月。完成課程的教學與本項目的實施，除了完整進行原有授課內容的教學以外，按照既定方案進行綜合性創新意識的培養、綜合能力的滲透、實驗技能的提高，并全面介入、觀察、管理和把控“綜合實驗”的開展、實施與評價等各個環節。
4.第四階段，時間為4個月。結合課程成績，在課程結束后主動發現和聯系具有良好科創能力的學生，在學生的自我意愿的基礎上為其推薦和設置針對性的畢業設計選題，同時鼓勵和推薦其參加與之水平相適應的科創競賽，并進行必要的指導和培訓。
5.第五階段，時間為3個月。根據前期各個階段的進展情況，穩步完成此次立項的后續各項相關工作，總結此次立項成績與不足，鼓勵、指導優秀學生將其成果、申請專利或獲取軟件著作權。
四、實驗改革實踐成果與創新點
自《電子設計自動化》課程實驗改革在學校實施一年以來，已經取得了良好的效果。首先，對于學生而言，實驗改革的實施有效地拓寬了學生的視野，并實現教學與行業的相互影響與促進。大部分學生在結課后的反饋表明，通過完成本項目所涉及的授課課程，使學生熟悉了具有一定強度的開發過程，培養了其科學的態度、嚴謹的作風與創新的精神。截止課程結束，已經有相當數量的學生能夠掌握基本的EDA項目開發、電子設計類專利申請及學術論文撰寫、電子設計類科創競賽準備及參賽等綜合性的技能，一大批學生在各類相關競賽中獲獎；其次，對于學校而言，通過實驗改革的實施，實現了以項目模式重構實驗課程內容，構造了“教―學―做―研”一體化的EDA教學模式，有效實現了學校《電子設計自動化》課程的教學深度挖掘與教學效果的提升，并進一步實現了學校EDA課程相關實驗室的建設與完善，使得進行綜合性、設計性實驗所必需的軟件、系統、例程、方案及芯片、板卡、連接線纜等軟硬件設施得到了補充；最后，對于任課教師而言，通過本項目的發展與磨合，有助于任課教師及實驗教師更好地了解學生現狀，為后續編制符合學生學習特點與發展需要的新教材、新課件與新方案打下基礎，從而實現對現有EDA實驗項目的更新和發展。
參考文獻：
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[3]唐燕影.在《電子設計自動化》課程教學中引入案例教學法[J].知識窗（教師版），2014，（12）：65.
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Reform and Innovation of "EDA" Experiment
HAN Peng，LI Yan ，LIU Zhi-gang，NIU Xue-fen
（Northeastern University at Qinhuangdao，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）
篇4
關鍵詞：研究性教學；EDA技術；研究性教學平臺；研究性教學模式；研究性教學成效
作者簡介：譚會生（1966-），男，湖南茶陵人，湖南工業大學電氣與信息工程學院，副教授。（湖南株洲412008）
基金項目：本文系湖南工業大學教育教學改革教學之星專項（2011C03）、湖南省教育廳大學生研究型學習與創新性實驗計劃項目（2009-225）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）17-0035-02
一、開展本科生研究性教學的必要性和條件
研究性教學[1-4]是一種新的教育理念，是一種新的現代學習觀，強調學習的自主性和開放性，在教師的研究性教學理念的引導下，在教學設計上將教學看成是一項系統工程，從研究思想、研究手段、研究策略等各方面進行教學過程的全新設計，激發學生的研究及探索科學問題的興趣。通過讓學生運用探索的方法對問題進行研究，最終獲得知識。研究性教學理念要求教師通過自己的教學，培養學生做事和做人的能力和素質。
開展本科生研究性教學，綜合文獻[1-6]有關觀點并結合多年實際開展研究性教學的實踐，其必要性如下：大眾化高等教育的差異化教育的需要；提高大學生綜合應用能力的需要；提高大學生實踐動手能力的需要；提高大學生專業創新能力的需要；提高大學生專業綜合素養的需要；改變大學生被動學習學風的需要。隨著我國經濟社會的發展和高等教育的大力發展，我國高等教育已由精英化教育轉向大眾化教育，學生群體出現多樣化的趨勢，學生學習興趣、學習能力、學習需求的差異性日顯突出。為了提高大眾化高等教育的質量，更好地滿足市場經濟條件下對人才的高要求，按人才培養方案組織大學基本教育的同時，對一些優秀和比較優秀的學生應根據社會發展的需求、學生的興趣愛好、學生的職業規劃等進行加深與擴展，實現優才優教。
開展本科生研究性教學，綜合文獻[3，7]有關觀點并結合多年實際開展研究性教學的實踐，其主要條件如下：提高教師研究性教學的能力；激發學生研究性學習的積極性；提供研究性教學資源與教學場地；選擇合適的有效平臺；構建有效的研究性教學評價與評估體系。其中選擇合適的有效平臺是研究性教學持續而有效開展的一個關鍵性因素。作為電類專業研究性教學的有效平臺，應該能方便學生進行軟件仿真和硬件設計與制作，并具有綜合性強、創新性強、成本低廉、靈活性強等優點。
二、基于EDA技術的研究性教學的主要優勢
EDA技術起源于20世紀70年代，在20世紀90年代才真正形成一門新技術。在我國EDA技術的研究和教育只有10年左右的歷史。所謂EDA技術，就是指以大規?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體，以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發軟件及實驗開發系統為設計工具，通過有關的開發軟件，自動完成用軟件方式設計的電子系統到硬件系統的各種轉化，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術。
利用EDA技術設計實現電子系統，它具有傳統電子系統設計實現無法比擬的許多優點，綜合起來它有以下幾個方面的優點：[8]用軟件的方式設計硬件，設計成本低，設計周期短，修改移植方便；系統具有重配置性，可現場編程，在線升級，設計調試非常方便，節約開發成本；并行執行，速度快，實時性好；集成度高，體積小，可靠性好，功耗低。
EDA技術作為研究性教學的平臺具有以下優點：技術先進，社會急需，綜合性強，創新性強，靈活性好，可重配置，成本低廉。
三、基于EDA技術的研究性教學的研究模型
為了描述基于EDA技術的研究性教學的研究背景、主要研究目標、主要研究內容以及主要研究期望，圖1給出了基于EDA技術的研究性教學模型?，F將主要內容具體闡述如下：
1.利用EDA技術開展研究性教學的研究目標
利用EDA技術開展研究性教學的研究目標，主要包括三個方面：基于EDA技術的系統設計與實現基礎訓練；基于EDA技術的系統設計與實現相關研究；基于EDA技術的系統設計與實現課題研究。
2.利用EDA技術開展研究性教學的研究內容
利用EDA技術開展研究性教學的研究內容，主要包括三個方面的內容：[8-11]
（1）基于EDA技術的系統設計與實現基礎訓練：包括大規?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA/CPLD；硬件描述語言VHDL/Verilog HDL；EDA實驗開發軟件；EDA實驗開發系統等系統設計與開發基礎理論、基本方法、基本工具的學習與使用；流水線、并行處理、重定時、展開、折疊、脈動結構等各種VLSI結構設計優化技術的基本理論、分析比較和實際應用；強度消減、超前或馳豫超前等FPGA系統性能優化技術。
（2）基于EDA技術的系統設計與實現相關研究：主要是與課題設計與開發有關的數字信號處理、數字圖像處理、工業智能控制、網絡通信控制、數字家電控制等基礎理論、實現算法和系統仿真等研究，重點是實現算法的設計、選擇和仿真。
（3）基于FPGA實現的系統設計與課題實現研究：包括系統控制算法的選擇；系統控制模型的確定；FPGA實現結構的設計；FPGA系統性能的優化；FPGA系統實現及測試等。
3.利用EDA技術開展研究性教學的主要形式
利用EDA技術開展研究性教學的主要形式，包括組建EDA技術學習興趣小組、課題系統設計與實現研究小組和選撥教師科研項目助理等，通過專題訓練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結匯報等形式開展研究活動。
四、基于EDA技術的研究性教學的主要成效
1.熟練掌握EDA技術的基礎理論、基本方法、基本技巧、調試方法和調試技巧
通過研究性學習訓練的學生，通過畢業設計論文的質量可以看出，熟練掌握ARM嵌入式系統基礎理論、基本方法、基本技巧、調試方法和調試技巧，能夠盡快適應從事嵌入式系統設計與開發工作。
2.熟練掌握基于EDA技術系統設計開發課題相關的基礎理論、基本方法、基本技巧
通過研究性學習訓練的學生，與課題相關的基礎理論、基本方法、基本技巧，無論是以前學習過并且掌握的，還是以前學過但似是而非的，或是以前根本沒接觸過需重新學習的，熟練掌握與EDA系統設計開發課題相關的基礎理論、基本方法、基本技巧。
3.全面提高學生的綜合應用能力、實踐動手能力、創新創業能力和就業核心競爭力
通過研究性學習訓練的學生不但具有良好的參考文獻查找能力、分析利用和文檔處理能力，同時學生的綜合應用能力、實踐動手能力、創新創業能力大為提高，就業核心競爭力顯著提高，80%的學生畢業時均能找到從事嵌入式系統設計與開發的工作，并且工資待遇也相當不錯。
五、結論
實踐結果表明，以課題為中心，以興趣為紐帶，以現代電子設計核心技術——EDA技術的學習與應用為目標，采用EDA技術學習興趣小組、課題設計與實現研究小組、參加教師科研項目等形式，通過具體的專題訓練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結匯報等活動開展基于EDA技術的電類專業本科研究性教學，對于提高大學生綜合應用能力、實踐動手能力、創新創業能力，提高大學生的專業核心能力，提高大學生就業的核心競爭力，培養從事EDA技術研究、設計與開發的高級人才，具有非常明顯的成效。
參考文獻：
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篇5
關鍵詞：模擬電子技術 教材內容 教學方法 實用性
前言
《模擬電子技術基礎》是高等院校工科電專業開設的一門專業技術基礎課。由于課時數少、內容覆蓋面廣、理論性強、內容抽象等特點，學生們普遍認為該課程比較難學。為此，筆者就該課程的改革作一探索，不妥之處，歡迎批評指正。
1 教材內容探討
限于篇幅，本文不討論整個教材的編寫提綱，但總原則是：理論聯系實際，服務于培應用型人材。本文就各章節內容提出一些重點實例，與同行交流。這些內容，在不少教材中很少提及，或者提到了但沒有就它們的實用性作較多的講述。
1.1 常用半導體器件
介紹半導體基礎知識；二極管、三極管、場效應管。應增加介紹二極管的位作用和三極管參數與命名方法的實用意義；根據三極管的三個電極電位判斷三極管的工作狀態及應用實例。
1.2 基本放大器
* 共射基本放大器，通過它學習基本知識，包括靜態工作點、微變等效電路、電壓放大倍數、輸入電阻與輸出電阻計算方法。應增講設置合適工作點的重要性。
* 工作點穩定放大器。應指出：工作點穩定不是說工作點絕對不變，而是變化很小而已。
* 共集放大器：重點介紹三大特點及用途。
* 共基放大器：重點介紹其特點及應用場合。適合做高頻放大器。
* 要求掌握三類放大器輸入端和輸出端的相位關系。
* 多級放大器的耦合方式及其特點。
1.3 直接耦合放大器
直接耦合放大器存在問題及解決方法；差分放大器工作原理和計算方法。
1.4 放大器的頻率響應
討論影響放大器頻率響應的因素、增加研究頻率響應的應用實例；了解波特圖的概念。
1.5 放大器中的反饋
反饋的概念，反饋性質的判斷方法；深度負反饋條件下放大倍數的估算方法。負反饋對放大器性能的影響。增加介紹實用意義和應用實例。
1.6 信號的運算和處理
* 要求掌握基本運算電路：比例、加減、積分運算等。利用“虛短”和“虛斷”的概念分析各種運算電路的運算關系，用實例講解如何選擇運算電路。
* 增講測量放大器（在單片機測量系統中常用）。
* 幾種常用的運算放大器型號及應用實例。
1.7 波形的發生和信號的轉換
* 正弦波振蕩電路的振蕩條件、判斷方法；方框圖；分類。
* RC、LC正弦波振蕩電路；增加正弦波振蕩器應用實例。
* 單限、滯回、窗口比較器的特點及應用實例。
1.8 功率放大器
* 只講兩種功率放大器：OTL和OCL。用實例講解功率管的選擇。
* 介紹幾種集成功率放大器。
1.9 直流穩壓電源
* 整流（半波、橋式）、電容濾波。
* 可調晶體管串聯型穩壓電源及其輸出電壓的計算。
* 集成穩壓電源及應用實例。應特別指出：電源變壓器內阻大小的重要性。
1.10 實驗儀器使用
《模擬電子技術基礎》是一門實踐性很強的課程，因此，動手能力的培養是很重要的一環，增加講解一些常用儀器的使用方法很有必要。儀器的工作原理可不講，需用實例講解并演示各種儀器的操作方法。這些儀器是：指針式和數字式萬用表、直流穩壓電源、通用示波器、低頻和高頻信號發生器、晶體管毫伏表。
如課時少，本部分內容可不講，但應要求學生們自己閱讀。也可安排在實驗課中講解。
1.11 增加仿真技術在輔助教學中的應用
為了解決學生反映的“枯燥難學”問題，應該把多媒體技術和計算機仿真技術結合起來，這樣可以使模擬電路的知識形象化，學習生動有趣。為此在教材中應增加EDA（Electronic design Automation 電子設計自動化）技術，用它來輔助教學，效果非常好［2］［3］。每章可通過實例，增加EDA輔助教學內容。
2 《模擬電子技術基礎》教材編寫的原則
編寫教材的原則是：以學生為本，因為教材內容首先是給學生閱讀用的。即使教師沒有講的內容，學生也應該去閱讀，因此所編寫的教材就應是讓學生讀得懂的教材。教材不是專著。
不少學生反映：有些教材若沒有教師講，根本就看不懂。打個比方：有的教材絕大部分是用“文言文”寫的，語言簡潔、扼要；有的語言像寫專業論文似的，學生看不懂，有的教師也看不懂。為此，我們建議：用“白話文”來寫教材。所謂“白話文”就是用通俗易懂的語言來編寫教材。深奧難懂的地方，絕對不能用一兩句話一帶而過，而必須多用些具體材料或實例加以說明，深入必須淺出。
其次，本課程開設的目的是培養應用型人才，因此教材內容的編寫應注重理論聯系實際，真正成為一門實踐性強的課程，所舉例題及習題均應突出解題思路及方法。
3 教學方法探討
教學方法多種多樣，筆者就體會較深的方面提出以下三點：
（1）建議用多媒體和傳統粉筆板書相結合的教學方法，而絕對不能照課件內容一念了之，絕對不能丟掉粉筆。
（2）教學方法中的另一個重要問題是：教師用什么“語言”來講課？是用大多數教材中的語言――“文言文”――來講課？還是教師在對教材內容充分理解基礎上，用自己的語言――“白話文”――來講課？筆者積極贊成后者。用教師自己的語言講課，比較生動，學生容易接受，容易理解，效果很好。
（3）如果教師本人有豐富的實踐經驗，那么能結合自己做過的課題講課，會更生動、更能吸引學生，效果會更
好。
4 考試應增加一些實用性強的試題
考試往往是從理論到理論，這是不妥的。我們認為應增加一些實用性強的試題。例如：如何利用萬用表檢查放大器是否正常工作？如何測量放大器的電壓放大倍數？如何測量放大器的頻帶寬度？如何設計一個最大不失真功率為2W的功率放大器？如何設計一個輸出電壓為6―9V的晶體管串聯型穩壓電源？等等。
參考文獻：
［1］華成英，童詩白.模擬電子技術基礎.北京：高等教育出版社（第四版），2006.5.
篇6
關鍵詞 EDA技術 課程設計 實踐教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
0 引言
隨著微電子技術的不斷發展和制造工藝水平的提高，現代電子產品正在以前所未有的革新速度，朝著功能多樣化、體積最小化、功耗最低化的方向迅速發展。EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術正是為了適應這種現狀，以縮短電子產品的開發周期，降低開發成本，提高產品競爭力為目的，吸收多學科最新成果而形成的一門新技術。日趨完善的EDA技術正在逐步取代傳統的電子設計方法，廣泛應用于工業生產、消費電子、醫藥衛生、汽車電子、無線通信、儀器儀表等領域。
1 EDA技術課程概述
EDA技術是以大規?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體，以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發軟件及實驗開發系統為設計工具，由計算機自動完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優化、布局布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術，或稱為IES/ASIC自動設計技術。①
EDA技術是一門應用性和實踐性很強的課程。需要掌握四個方面：大規模可編程邏輯器件，硬件描述語言，軟件開發工具，實驗開發系統。大規?？删幊踢壿嬈骷饕橇私庵髁鞯腇PGA/CPLD廠商及其主要器件，對器件的內部結構可以少講，不作深入的剖析。常用的硬件描述語言包括VHDL和Verilog HDL兩種，在教學中應讓學生至少掌握一種。選用不同廠家的可編程邏輯器件需要使用不同的EDA軟件開發工具。目前比較流行的、主流廠家的EDA 軟件工具有Altera公司的QuartusⅡ，Xilinx的ISE/ISE-WebPACK Series 和Lattice公司的ispLEVER。實驗開發系統是硬件驗證工具。②
EDA技術課程設計作為EDA技術理論課程的后續實踐教學環節，主要教學目的是提高學生的實踐動手能力，注重學生的自主設計能力和創新能力的培養，比較全面的掌握EDA技術的設計方法和工程開發流程，為畢業后能適應工作崗位打下基礎。
2 EDA課程設計教學實踐
2.1 教學安排
我校學生在上EDA課程設計之前已經學習了EDA技術理論課，并進行了18學時的EDA技術實驗，已經具備一定的理論基礎，掌握QuartusⅡ軟件的使用，能夠進行一些基本的組合邏輯電路及時序邏輯電路的設計，并下載到實驗箱上面觀察硬件現象。課程設計的教學安排主要包括下面幾個階段。
圖1 系統組成框圖
選題：學生3人一組，根據分發的題目，通過查找資料，選擇自己感興趣的課題或者自由定題，如果是自由定題需經過指導教師批準后方可進行后續設計。
具體設計：主要包括設計方案的確定，各模塊程序設計，仿真，硬件測試。學生在完成設計之后，需在實驗箱上演示硬件現象并進行講解，提交項目文件。指導教師根據學生的設計成果進行驗收。主要考察學生設計中所用的基礎理論、基本知識、基本技能的掌握程度，以及學生在實驗箱實驗過程中遇到的問題和解決方案。
課程設計報告撰寫：對設計過程進行歸納總結，按照規定的格式要求完成設計報告的撰寫，每人一份，不得抄襲。主要是培養學生的論文寫作能力。
答辯：學生對其設計內容進行講解并回答指導教師的提問。
2.2 電路系統的設計方法
EDA技術課程設計的題目一般比較復雜，需要綜合運用所學的知識。采用自上而下的設計方法進行設計，主要包括下面幾個步驟：（1）分析課程設計任務書的題目及要求；（2）通過查找資料，確定系統方案，將整個系統進行模塊劃分；（3）利用Altera公司的QuartusⅡ軟件，采用VHDL語言或原理圖的輸入方式進行具體模塊設計；（4）功能仿真、時序仿真，功能仿真是為了驗證系統是否能夠完成要求的邏輯功能，時序仿真是考慮了器件延時特性之后的仿真。（5）硬件測試。下面以汽車尾燈控制器的設計為例介紹數字電路系統的設計方法。
設計任務：設計一個汽車尾燈控制器，假設汽車尾部左右兩側各有3盞指示燈，其控制功能應包括：（1）汽車正常行駛時指示燈都不亮；（2）汽車右轉彎時，右側的一盞指示燈亮且閃爍；（3）汽車左轉彎時，左側的一盞指示燈亮且閃爍；（4）汽車剎車時，左右兩側的一盞指示燈同時亮；（5）汽車在夜間行駛，左右兩側的一盞指示燈同時一直亮，供照明使用。
按照設計要求，采用自頂向下的設計方式，將整個系統分為時鐘分頻模塊、主控模塊、汽車左燈控制模塊及汽車右燈控制模塊等四個模塊。其系統組成框圖如圖1所示。系統的輸入信號包括系統時鐘信號CLK、剎車信號BRAKE、夜間行駛信號NIGHT、汽車左轉彎控制信號LEFT及汽車右轉彎控制信號RIGHT，系統的輸出信號包括左側3盞指示燈LD1（左轉彎信號燈）、LD2（左剎車燈）、LD3（左夜燈）及RD1（右轉彎信號燈）、RD2（右剎車燈）、RD3（右夜燈）。
分頻模塊：輸入系統時鐘信號CLK（16Hz）進行16分頻得到1Hz的時鐘信號CP，CP的電平信號分別和LEDL、LEDR電平相與，用于控制左轉彎信號燈LD1及右轉彎信號燈RD1的閃爍。
主控模塊：此模塊用于整體控制，當輸入左轉彎信號LEFT時，輸出左燈控制信號LP，當輸入右轉彎信號RIGHT時，輸出右燈控制信號RP，當輸入剎車信號BRAKE時，輸出剎車燈控制信號BRAKE_LED，當輸入夜間行駛信號NIGHT時，輸出夜燈控制信號NIGHT_LED，其它情況輸出錯誤控制信號LR。主控模塊的VHDL源程序如下：
LIBRARY IEEE；
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；
ENTITY CTRL IS
PORT（LEFT，RIGHT，BRAKE，NIGHT： IN STD_LOGIC；
LP，RP，LR，BRAKE_LED，NIGHT_LED： OUT STD_LOGIC）；
END ENTITY CTRL；
ARCHITECTURE ART OF CTRL IS
BEGIN
NIGHT_LED
BRAKE_LED
PROCESS（LEFT，RIGHT）
VARIABLE TEMP：STD_LOGIC_VECTOR（1 DOWNTO 0）；
BEGIN
TEMP：=LEFT&RIGHT；
CASE TEMP IS
WHEN "00"=>LP
WHEN "01"=>LP
WHEN "10"=>LP
WHEN OTHERS=>LP
END CASE；
END PROCESS；
END ARCHITECTURE ART；
汽車左燈控制模塊：用于控制左側尾燈的亮、滅和閃爍情況。在時鐘信號上升沿的控制下，左燈控制信號LP有效時，左燈LEDL輸出有效電平，輸出的LEDL信號與CP信號相與，使得左轉彎信號燈LD1閃爍。剎車控制信號有效時，LEDB輸出高電平，使得左邊剎車燈LD2點亮；夜間行駛信號有效時，LEDN輸出高電平，使得左邊夜燈LD3點亮。當錯誤控制信號出現時，左側三盞燈都不亮。源程序如下：
LIBRARY IEEE；
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；
ENTITY LC IS
PORT（CLK，LP，LR，BRAKE，NIGHT： IN STD_LOGIC；
LEDL，LEDB，LEDN： OUT STD_LOGIC）；
END ENTITY LC；
ARCHITECTURE ART OF LC IS
BEGIN
LEDB
LEDN
PROCESS（CLK，LP，LR）
BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
IF（LR='0'） THEN
IF（LP='0'）THEN
LEDL
ELSE
LEDL
END IF；
ELSE
LEDL
END IF；
END IF；
END PROCESS；
END ARCHITECTURE ART；
汽車右燈控制模塊：此模塊與左燈控制模塊類似，在這里不作詳細介紹。
頂層電路：各模塊設計仿真實現后，可以分別創建各個模塊的元件符號，然后將各子模塊采用原理圖的輸入方式連接起來建立頂層文件，或者用VHDL語言編寫頂層文件實現系統電路。圖2是頂層VHDL文件編譯后生成的RTL電路圖。
系統設計完成后，對整個系統進行功能仿真，根據設計要求添加測試輸入條件，觀察仿真后的輸出結果是否與理論結果相符，如果不符，則必須修改源程序，直到相符為止。圖3為系統仿真圖，由仿真現象可知，當剎車信號Brake為高電平時，不管時鐘信號如何，左右兩盞燈ld2及rd2同時點亮。當夜燈Night為高電平時，不管時鐘信號如何，左右兩盞燈ld3及rd3同時點亮。當左轉信號Left及右轉信號Right同時有效時，這是一種錯誤輸入，左右三盞燈均不亮，而當左轉信號Left單獨有效時，在時鐘CLK的上升沿到來后，相應尾燈Ld1開始閃爍。仿真結果與預期結果相符，驗證了設計的正確性。
電路仿真正確后，進行硬件驗證。根據實驗室的實驗箱，選擇Altera公司的EP1K30TC144-3芯片，正確分配好引腳，進行全編譯，生成編程文件，連接好實驗箱，將編程文件通過編程器下載到實驗箱上面，然后撥動開關，觀察實驗現象是否符合設計要求。
3 結束語
通過課程設計，同學們對EDA技術表現出濃厚的學習興趣，逐漸從被動學習轉變成了主動學習。同學們掌握了如何基于FPGA器件進行系統電路設計，學會了應用編程技術設計專用集成電路芯片的方法，實踐動手能力、綜合設計能力得到很大的提高，為將來的就業奠定了基礎。
注釋
篇7
【關鍵詞】EDA;FPGA;開發平臺
1.引言
可編程邏輯器件（PLD）包括現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（CPLD），已經成為電子設計領域的重要角色，PLD器件開發和設計已成為現代電子設計人員必備的一項基本技能。常州信息職業技術學院適應技術發展的的潮流，較早地開設了EDA課程，同時配備了相關EDA實驗設備。鑒于EDA技術的飛速發展，課程的深度改革，已有的實驗箱不能完全滿足實踐教學的需求，研制新的實驗設備勢在必行。多功能實驗平臺開發和應用可以培養學生設計復雜電子系統的能力和綜合應用能力，提高了人才競爭力，同時也為教師科研開發提供了設計平臺。
2.總體設計方案
2.1 多功能綜合實驗開發板的構建思路
構建思路遵循以下原則：
（1）必須滿足可編程邏輯器件及編程技術課程基礎實驗和相關課程設計的要求
（2）滿足高端的SOPC層面的實驗和設計需求
（3）在功能必要的前提下，盡量精簡電路，降低成本，實現“一人一組”的全面開放式教學
（4）兼顧綜合性和設計性，為大學生課外創新活動及全國大學生電子競賽提供開發平臺
（5）采用模塊化設計理念，各模塊既完成特定實驗，同時面向設計開發，系統結構靈活，實用性強
（6）面向新技術和新實驗的要求，強調可擴展性。
2.2 總體設計方案
實驗平臺包括核心板和擴展板兩部分，相互獨立的設計形式，使核心板完全可以脫離擴展板而單獨使用，用于獨立開發。核心板選擇性價比較高、資源較豐富的FPGA芯片EP2C8Q208作為處理器，提供JTAG和AS兩種下載方式;擴展板資源豐富，根據實驗和設計的內容選擇器件，提供了大部分常用實驗模塊的接口以及便于擴展的電路接口，總體框圖如圖1所示。
圖1 開發平臺總體設計框圖
3.硬件設計
3.1 核心板設計
FPGA核心板以Altera公司的CycloneII系列EP2C8Q208C8作為核心邏輯器件，EP2C8Q208C8具有4608個邏輯宏單元，89個輸入/輸出引腳，內部PLL，工作頻率最高可達320Mhz[1]，具有通用性強、價格適中、開發軟件易于教學等特點，可以滿足設計功能要求。
核心板還包括電源模塊、時鐘模塊、復位模塊、配置電路模塊、 SDRAM模塊、JTAG和AS接口等。開發板采用擴展板上插接FPGA核心板結構，用戶可以通過核心板外接其他電路，可以方便升級或更換，既保證了通用性，又保證了實用性。USB BLASTER是ALTERA公司PLD的開發器，采用配置芯片EPCS4，同時加入了下載指示電路，指示為綠色或紅色 LED燈，下載的時候，該指示燈會亮，另外設計了重配置按鍵，可以不用斷電直接重新配置FPGA，下載配置電路如圖2所示。
圖2 EP2C8Q208C8與USB BLASTER的JTAG連接圖
3.2 擴展板設計
擴展板上集成了最常用和經典接口，可以滿足大部分EDA/SOPC實驗需要，另外為了方便進行功能擴展和二次開發，專門引出了40個通用I/O引腳。在設計過程中充分考慮了電磁兼容性、信號完整性與功耗問題，合理布局布線，確保實驗板具有可靠的性能。
3.2.1 人機接口模塊設計
人機接口模塊是用于實驗的操作接口，完成輸入信號和數據輸出。人機接口實驗是學生從理論到應用的重要實踐內容。該模塊包括以下部分：
（1）基本人機邏輯接口模塊，包括8個獨立按鍵、8個撥碼開關和8個獨立 LED，電路如圖3所示，對于按鍵電路部分，如果輸出低電平，則表示按鍵按下。按鍵和開關都設計了保護電阻，以防止FPGA芯片IO設為輸出且為高電平時，在按鍵按下時直接對地短路，引腳燒毀。
圖3 基本人機邏輯接口模塊電路圖
（2）數碼顯示模塊。設計了8位數碼管，數碼管直接與FPGA 連接，用于數碼動態或靜態顯示實驗如頻率計、秒表和FPGA讀取ADC結果顯示等。數碼管是共陽極的，當位碼驅動信號為 0 時，對應的數碼管即操作，位碼由于電流較大，采用了三極管驅動。
（3）高級人機接口模塊，包括4×4矩陣鍵盤和4位共陽極動態掃描數碼管，用于單片機接口應用實驗和基于FPGA的SOPC實驗等;
（4）聲音模塊，設計了蜂鳴器單元，用于與基本人機邏輯接口模塊的LED部分構成聲音報警電路。蜂鳴器使用PNP三極管驅動控制，如果在BEEP輸入一定頻率脈沖時，蜂鳴器會響，改變輸入頻率可以改變蜂鳴器的響聲，可以完成簡易樂音實驗等。
（5）鍵盤鼠標接口電路，使用5V電源供電，接口的數據線和時鐘線均要接上拉電阻，可做PS/2鍵盤實驗。
3.2.2 ADC和DAC模塊
ADC和DAC是數字系統與模擬系統的接口，是數字系統應用的重要組成。DAC 電路使用一片串行接口的4通道8位DA轉換器 TLC5620，TLC5620具有半緩沖輸出功能，可編程輸出量程功能。它的每一路DA通道均需要參考電源，由 REFA、REFB、REFC和REFD 引腳輸入。串行AD電路采用單通道8位AD轉換器TLC549C，轉換所需的電壓基準由REF+輸入，電壓基準定為2.5V，電路如圖4所示。該模塊可以做電壓表、DA輸出控制實驗等實驗。
圖4 ADC和DAC模塊電路圖
3.2.3 其他電路模塊
為了便于實驗拓展，還設計了時鐘/日歷芯片 PCF8563實時時鐘模塊、DS18B20溫度傳感器模塊、RS232串口電路、LCD1602接口、LCD12864接口、256色VGA接口電路，各個模塊都設有插針，方便與其他電路接口，可以根據實驗需要安裝選配器件，完成相應的實驗。
4.結束語
該平臺可以完成“EDA技術”、“SOPC技術”等多門課程實驗及實踐教學環節，也為學生開展課程設計以及畢業設計以及參加各種電子設計大賽帶來極大的方便。對于培養學生實踐與創新能力、提高專業教學質量有重要意義。
參考文獻
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[2]劉顯忠.基于CPLD的實驗板研制開發與教學應用[D].黑龍江大學，2013.
[3]韓德強，謝偉，劉立哲，劉濤.FPGA開發板設計中的信號完整性分析[J].電子技術應用，2011，06：28-30+34.
[4]李月.FPGA實驗教學系統的開發研究[D].大連理工大學，2007.
[5]車馳.基于FPGA的數字電子系統學習板設計[D].重慶大學，2013.
篇8
關鍵詞：多媒體；電子技術；課堂教學；仿真
中圖分類號：G642文獻標識碼：A
電子技術基礎課程是工科各類專業的一門重要的技術基礎課程，在科學技術飛速發展的今天，新器件、新技術、新方法的不斷涌現，使得教學內容不斷的增加，另一方面，授課學時數反而有所減少，特別是知識經濟的到來，必須從教育思想、課程體系、教學內容、教學方法和教學手段等方面全方位的進行教學改革的研究與實踐。我校非電類專業的電子技術基礎課程是省級教學改革試點課程，經過多年的教學改革與實踐，取得了一定的教學經驗與成果，其中將電化教學引入電子技術實驗就是其中之一，電子技術實驗的教學改革與實踐，獲得校級教學成果一等獎1項，二等獎2項，電子技術系列課程均為省級精品課程，并獲得省級教學成果三等獎2項，省級優秀教材一等獎1部，校級教學成果獎近10項等?，F就多媒體課件在教學的體會做簡要論述，供同行們參考。
1 多媒體教學勢在必行
（1）該課程是技術基礎課程，學生班級數較多，實踐性強，大多采用大合堂授課，每批80人左右，傳統教學坐在遠離講臺的同學，在聲音和視覺上都將受到限制，而多媒體教學則不然，試驗臺上的計算機圖象清晰，音像效果都大大優過傳統教學方法。
（2）當今，上課學時矛盾非常突出，授課計劃學時減少，而教學內容不斷增加，學時過少，采用傳統教學方法勢必被迫刪除一些內容，或走馬觀花地講授課程。多媒體教學擁有信息量大，不用板書，節省時間等明顯優勢，能較好的解決內容多課時少的矛盾。
（3）電子技術課程需要圖表很多，傳統教學，教師在黑板作圖，一是費時，二是使學生思維不連貫，易使學生開小差。多媒體則不然，它不但便捷、省時，而且可以吸引學生自始至終都能集中精力聽課。
（4）電子技術課程比較抽象，是比較難學的一門課程，傳統的授課方式也比較枯燥，采用多媒體教學，合理運用文本、音頻、圖像、圖形、動畫、視頻等，既可以大大簡化難度，也可以提高學生學習的興趣，特別是可以引入較多的電子技術應用實例，比如，波形的產生與整形，功率放大電路，巡回顯示電路、定時、計時電路、智力競賽搶答電路等，能夠極大的激勵學生學習電子技術的求知欲。
（5）電子技術是一門實踐性極強的課程，采用多媒體技術，將計算機仿真技術引入課堂教學，當授課中涉及到某些電路需要實驗演示時，利用超級鏈接調用PPT課件中建立的虛擬電子實驗（EWB）電路文件進行演示，較好的解決了課堂教學中理論教學與實踐教學脫節的矛盾，在同等時間獲得最佳教學效果。
（6）網絡課程是當今教學改革的熱點，提倡使用立體教材，鼓勵將黑板教學與現代教學結合起來。所以，無論是教學的需要、時代的驅使，還是學校考核的要求，采用多媒體教學勢在必行。
2 采用多媒體教學，上好緒論課
每門課程的第一堂課是相當重要的，除學生對老師的印象感覺外，對該門課程的認識更為重要，學生認識到你這門課程的重要性還不夠，關鍵還要激起學生的學習興趣，激發學生的求知欲，所以，上好第一堂課，講好緒論課尤為重要。
大家知道：“電子技術，無處不在、無所不用、領先潮流、奧妙無窮”。這可以充分利用PPT課件，在緒論課中把這種思想灌輸給學生，使學生對此有較深刻的了解。
電子技術PPT課件中，主要通過以下幾個方面的內容來達到目的：
（1）展示大量的電子器件：電阻器、電容器、電感器、二極管、三極管等各類電子元器件。
（2）展示大量的電子技術應用圖片：電視機、計算機、手機等通信設備等等。
（3）播放小電視片：如電子產品組裝現場、自動生產線、衛星升天、電子對抗等。
（4）演示小電子制作作品的工作過程：如智力競賽搶答器、報警電路、電子計時器等。
利用PPT課件，大約需半個小時講完總概述，也就是緒論課。通過多個班級的實踐教學表明，采用了PPT教學后，學生對電子技術基礎課程的學習興趣明顯提高。
3 引入EDA技術，提高課件水平
電子設計自動化（EDA）技術，可以根據電子電路的結構和元器件參數對電路進行仿真，獲得電路的技術指標，從而可以快速、方便、精確地評價電路設計的正確性，節省大量的時間和經費。同時還可以對那些用傳統方法不好進行分析試驗的諸如溫度特性、容差、靈敏度、最不利運行狀況等進行分析實驗等，因此，EDA技術已成為電子工程設計的重要手段，它的應用與發展，促進了現代電子技術向著更高、更新的層次發展，這就要求現代工程技術人員必須了解掌握EDA技術，以適應社會發展的需要。
虛擬電子實驗臺（EWB）是比較基礎簡單易學的電路仿真軟件，它具有界面直觀、操作方便等優點；一般電子技術人員，只要幾個小時就可以學會EWB的基本操作；它是一種非常優秀的電子實訓工具；提供了數千電子元器件、多種電子實驗儀器和各種電路分析方法等。EWB最明顯的特點是：仿真的手段切合實際，選用元器件和儀器與實際情形非常相近。繪制電路圖需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取，而且儀器的操作開關、按鍵同實際儀器的極為相似，因此特別容易學習和使用。通過電路仿真，既掌握了電路的性能，又熟悉了儀器的使用方法。
目前使用的是Multisim 7 ,將EWB軟件融合到了PPT課件中，當授課時涉及到某些電路需要實驗演示時，利用超級鏈接調用課件中建立的虛擬電子實驗（EWB）電路文件進行演示，包括當場接線、連接儀器和實驗方法、步驟、結果等，它不僅可以彌補元器件、儀器的不足，而且排除了原材料的損耗和儀器的損壞等，更重要的是理論聯系實際及時，這樣可以幫助學生更快、更好地掌握課堂講述的內容，加深對概念、原理的理解，補充課堂理論教學的不足，而且通過電路仿真，可以熟悉常用電子儀器的測量方法，進一步培養學生的綜合分析能力、排除故障能力和開發、創新能力等。
實踐證明，應用多媒體課件授課與傳統授課有機結合的方式才是最佳方式。這樣既有形象生動、信息量大、交互性強的優勢，又有教師通過口頭、筆頭表達能力、語言手勢、甚至表情的相互傳遞，能產生無窮魅力的優勢。只有主導者—教師靈活運用教學媒體、教學方法，把現代媒體教學和傳統媒體教學方式有機結合，充分發揮各自優勢，相互彌補不足，才能真正提高授課水平。
通過實踐，在電子技術基礎課程中，以下幾方面內容最適合穿插使用多媒體課件進行教學。
（1）傳統媒體不易表達清楚的內容：例如借助三維動畫展現晶體管內部載流子運動規律、放大器靜態工作點的穩定等，直觀、形象、易懂。
（2）大型電路原理圖：在講解較復雜的電子電路時，若黑板畫圖既不一定清晰正確，又過于費時，此時采用課件形式較好。
（3）具有對偶性的內容：對于具有對偶性的原理，可選其典型內容采用傳統方式講授，其余部分采用課件，這樣松弛有度、重點突出、節約時間。
（4）需要設計選擇參數的內容：在運用PPT課件中，應當特別注意培養學生的創新能力，努力促進學生開闊視野、活躍思路，多角度、全方位地思考問題。例如通過現場改變參數、變換電路的結構等方式，以激發學生的學習興趣，注意引導學生思考，靈活運用所掌握的知識。
（5）需要觀看輸入輸出波形的內容：對于放大電路、運算電路和信號產生、整形電路等，顯示出電路的有關波形，對學生來說，直觀、明確的結果，使得學習既有趣，又輕松。如基本共射放大電路具有倒相作用，在屏幕上顯示出兩個不同顏色的反相的波形來，學生結果明確，還能夠增強記憶。
（6）結論性的內容和簡單介紹的內容：總之，在授課過程中，教師結合內容，適時引入PPT課件，與傳統教學恰當而有機地結合在一起，有效地應用課件才能真正地提高教學質量。
4 采用PPT多媒體教學的注意事項
4.1 防止電子填鴨式教學
由于PPT是當今教學熱點，是學校提倡的教學改革的重點工作，進而走向一個極端，一味的追求時髦，單純地追求教學手段的先進和信息量的增大，簡單地替代掉傳統地教學方式，成為“電子式的滿堂灌”。由此導致學生往往會抓不住重點或跟不上進度而失去信心和興趣，使PPT教學的優勢不能得到充分的發揮，結果適得其反。
4.2 禁止使用粗糙的課件
要制作一個好的PPT課件，不是件容易的事，它包含多方面人才的智慧和極大的勞動量。從立意到選材、美工、動畫設計，從腳本到系統設計等，每個環節都應有較高水平的教師來完成。應當避免使用低檔的PPT課件，比如僅僅將教案投放到屏幕、操作緩慢、圖文模糊、音樂圖象花哨、交互性特差等情況。若PPT課件質量低下，教學效果肯定還不如傳統教學方法，這就失去了意義。
5 結束語
采用多媒體輔助教學，必須保留傳統教學的精華，適當運用PPT教學手段，合理靈活地采用多媒體教學，才能夠提高教學質量。無論采用何種教學方法、教學手段，都必須以學生為主體，教師為主導進行，教師是學生的幫助者。在教學過程中，根據不同的教學內容和不同的聽課對象，教師采用不同的教學媒體和教學方法，才能夠出色的完成教學任務。
參考文獻：
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高琴．利用電子板書授課的體會[J]．南京：電氣電子教學學報，2003，25（02）
篇9
關鍵詞：EWB仿真軟件，電子時鐘，設計
1.引言
隨著電子技術和計算機技術的發展，電子產品已與計算機緊密相連，電子產品的智能化日益完善，電路的集成度越來越高，而產品的更新周期越來越短。電子設計自動化技術，使得電子線路的設計人員能在計算機上完成電路的功能設計、邏輯設計、性能分析、時序測試直至印刷電路板的自動設計。EDA是在計算機輔助設計（CAD）技術的基礎上發展起來的計算機設計軟件系統。與早期的CAD軟件相比EDA軟件的自動化程度更高、功能更完善，而且操作界面友善，有良好的數據開放性和互換性。
EWB仿真軟件是常用的EDA軟件之一。它是 Electronics Work Bench的簡稱，中文名稱為“電子工程師仿真工作室”，是一種虛擬的電子工作平臺。其仿真功能十分強大，能接近100%地仿真出實際電路的結果，它就像實驗室桌面那樣，提供示波器、信號發生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數字信號發生器、邏輯轉換器、萬用表等實驗室必備儀器、儀表等。EWB軟件具有以下特點：(1)采用直觀的圖形界面創建電路。，EWB仿真軟件。。它在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件和電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。(3)帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。器件庫沒有的元器件還可以由外部模塊導入，因此元器件選擇范圍很廣，參數還可以十分方便的修改，不用像實際操作那樣，因多次把原件焊下而損壞元器件和電路板，從而使電路調試變得方便快捷。，EWB仿真軟件。。(4)可同其它流行的電路分析、設計和制版軟件交換數據。（5）EWB是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，可以仿真電路的實時運行情況，有助于使用者熟悉常用的電子儀器測量方法。
隨著EDA技術的發展，利用電腦輔助設計進行電路模擬與分析，并進行輸入與輸出信號響應的驗證，可有效地節省產品開發的時間與成本。本文采用電子設計平臺EWB9.0，設計了可實現24小時制的功能可擴展的電子時鐘。
2. 設計方案
24小時制的功能可擴展的電子時鐘主要由時鐘模塊、顯示模塊、基準信號模塊和功能擴展模塊幾部分組成。，EWB仿真軟件。。其結構示意圖如圖1所示。首先通過基準信號模塊產生標準的秒信號，然后通過六十進制計數器實現秒信號和分信號，通過二十四進制計數器實現時信號，而每種計數器又都是利用74ls160芯片的異步清零端實現。最后通過譯碼顯示電路加以顯示。在此基礎上可以適當增加一些模塊如調時、鬧鐘等，使得該時鐘電路的功能進一步完善，
圖1 電子鐘表的設計框圖
3. 時鐘電路設計和仿真
(1)時間基準電路
時間基準電路主要用于實現電子時鐘的秒輸入信號，其頻率為1HZ，其主要原理是首先石英晶體振蕩器產生震蕩信號，然后通過分頻最終產生標準的秒信號，供時鐘模塊中的計數器使用。其原理如圖2所示
(2)時鐘+顯示模塊
時鐘模塊包括時信號、分信號和秒信號的實現，可以通過六十進制計數器實現秒信號和分信號，通過二十四進制計數器實現時信號。分信號和秒信號的實現如圖3所示，分信號和秒信號的十位信號是利用異步十進制計數器74ls290芯片的異步清零端（R01和R02）實現六進制，個位信號利用異步十進制計數器74ls290芯片直接輸出產生；時信號是利用十進制計數器74ls160芯片的異步清零（CLR）功能實現二十四進制；最后將秒信號、分信號和時信號連接到一起，就組成了一個基本的電子時鐘電路。如圖4所示。
圖3 電子時鐘表分、秒計數器模塊
圖4 電子時鐘電路
(3)功能擴展模塊
以上電路的實現了一個基本的數字電子時鐘，但是其功能比較單一，只實現了電子時鐘的顯示，為了使該電路的功能更加完善，可以增加調時、鬧鐘、整點報時等模塊來增加該電子時鐘的功能。，EWB仿真軟件。。
4.結束語
使用EWB軟件，可方便地在計算機上進行電路設計、仿真，其電路結構及設計觀念可以很容易地被修正；也可方便地更換所需要的元件。，EWB仿真軟件。。通過模擬可快速地反映出所設計電路的性能。，EWB仿真軟件。。本文給出利用仿真軟件EWB進行數字電子時鐘設計的實例，該電子時鐘的設計無需編程語言，利用了基本的集成芯片及電路元件，具有設計簡單、使用方便、性能可靠、成本低的特點，實現了電子手表的計時功能，在此基礎上增加一些簡單的模塊，即可實現一個功能完善的電子手表，具有很強的實用性。
參考文獻
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[4]徐凡.電子電路的EWB仿真分析與設計[J]．電子元器件應用，2006(9)：72—74。
篇10
關鍵詞：課題項目研發；教學模式；應用型人才
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913(2007)10-0039-02
西北師范大學知行學院是甘肅省第一所獨立院校，為了增強辦學競爭力，不斷地創建專業特色鮮明、應用優勢突出、就業需求看好的新專業，在傳承和發揚西北師范大學百年老校的崇尚學術、追求卓越、嚴謹治學的優良傳統同時，積極研究和探索，采用新的教學模式培養人才，提高教育教學質量。
知行學院計算機與信息科學系是為適應西部大開發，加快培養信息技術人才而設置的，在堅持科學發展觀的前提下，全面推進素質教育，從改革教學模式著眼，有效地培養應用型人才方面，做了許多切實的工作。
第一，從社會需要定位培養目標，制定務實的辦學思路，就是“面向社會、以人為本、任務激勵、實踐創新、多能多證、應試應市”。面向社會就是以社會的需求，和“科教興國”戰略、“人才強國”戰略的要求確定專業設置、培養目標和教學模式，為西部大開發培養信息技術人才。以人為本，就是以學生為本，教師和管理人員要為學生的成才服務。實踐創新，就是要培養學生的實踐能力和創新意識，使其具有新型應用型人才的重要素質。任務激勵，就是以課題項目的研究、開發，充分調動學生的學習積極性。多能多證是所培養的應用型人才，不僅要拿到學校的畢業證，還要拿到國家相關的專業等級與職業資格證書。應試應市，表明素質教育不排斥考試能力，學生要能適應專升本的考試、研究生考試和國家機關凡進必考的形勢，適應人才市場的需求，應聘就業。在此基礎上，進一步實施的新舉措是“兩手抓”：一手抓學生的搞課題項目實踐，一手抓考取國家的專業技術等級和職業資格證書。使學生在畢業時，每個人都搞出幾個項目成果，獲得幾個資格證書。幾年來的實踐證明了整個辦學思路有很強的指導性和實際意義，已在增強學生素質，提高就業率方面凸現優勢。
第二，根據經濟社會發展和人才市場對各專業人才的素質要求，合理地調整各專業的課程設置和教學內容，強化學生實踐能力、創業能力的培養，積極推行教學改革，努力推進教學創新已勢在必行。教學改革要落在實處，除了科學地制訂教學計劃外，在課程設置中，知行學院計算機系突出了這樣幾個方面：首先，瞄準技術發展應用領域的前沿，不斷的選擇增設實用性強的新課程，以適應計算機科學日益迅速的發展。幾年來先后增設了大型數據庫、ASP、EDA技術等課程；其次，著眼應用，增加實踐性課程，制定了x+1學期的教學與實踐計劃，即專科生第六學期從事專業實習，本科生第八學期安排專業實習。為了加強畢業生專升本與就業工作，把專升本的輔導提早到第5學期，把畢業設計與畢業論文提前到第7學期，這一措施既可以保證上述工作有充分的時間來完成，更重要的是學生的畢業論文和畢業設計成果在就業應聘面試中派上用場。再次，面向社會，增設開發和研究性課題。對專職教師要求教學采用新技術、新手段，以全新的姿態走上講臺，教學效果普遍較好。
第三，為落實辦學思路培養應用型人才，多年來的實踐中認識到，應用型人才的最主要的特點是具有較強的實踐能力和創新精神，既能創新，又能創業。能夠搞項目與課題的研究和開發，所以培養學生從事課題、項目的研究和開發能力，成為培養應用型人才的關鍵。依據動機理論，人們愿意做出努力的事情不外乎兩種：一是他們指望做后能成功的事，一是能看到成功帶來收益的事。在教學過程中向學生公布一系列有實際意義的課題任務，向學生說明實際意義，完成這些任務能學到什么技能，然后讓他們報名選做，老師進行個別指導，引導學生自己進行社會調查、搜集資料、進行實踐和創造性的學習。通過任務激勵，極大的調動了學生的學習積極性和主動性。
第四，采用課題、項目研究與開發教學模式，培養應用型人才。為了使學生有較多的項目開發的體驗與實踐，在一部分應用性強的專業技術課程的教學中，改變傳統的教學方法，采用新的教學模式，就是把教學的目標、教學的過程、教學結果考核均與課題項目的研發相連接的教學模式。這樣就改變了只靠畢業設計集中搞項目的辦法，而讓每一門專業課為新型人才培養做出貢獻。筆者有幸承擔了“Visual Basic程序設計”課程的教學任務，率先進行“課題、項目研究與開發教學模式”的教學。第一步，改編寫了教材，將VB課程學習中要做的課題一一列出。VB這門課程是計算機專業和電子信息工程專業學習的核心必修課，實踐性很強的課程，對培養學生的實踐能力和創新能力能發揮重要作用，在學生整個知識體系中，占有重要地位。第二步，設計一個全面全新的教學模式：“一個飛躍達標、兩個階段教學、三個層次要求、四個方面考核”。一個飛躍達標，就是實現從案例教學入門到項目開發的飛躍。由于教學目標定位于培養應用型人才，其最重要的特征就是能搞課題項目研發，具有較強的實踐能力和創新能力。把課題、項目研發的任務分解到相關課程教學中進行。這樣，畢業時每個學生可以搞出三、四項成果，提高了就業競爭能力；兩個階段教學，就是把一個學期分成兩個階段，進行階段教學。第一階段，進行案例教學，以課題為主線，學習基本概念、基本理論和基本設計方法，做到由基本概念與案例入門。第二個階段，進行項目研發。綜合運用所學知識和方法，分析和解決實際問題，不僅能做小項目，也能做功能相對完整的中等程度項目。實現由“案例”到“項目”的飛躍；整個階段都是講練結合，加強實際動手能力的培養。具體做法是：每個課題單元分兩個階段，教師講解、演示為一個階段（2學時），學生實訓練習為一個階段（4學時）。教師講解、演示課題項目時，給出課題項目名稱，說明課題目的、課題意義，講解演示設計過程，（包括界面設計、屬性設置、代碼編寫、運行調試、整理保存和注釋詳解）讓學生知其然而且知其所以然。通過實訓練習，使學生親手完成一些案例和項目任務，獲得成就感，從而引起繼續學習的興趣。提高學習的積極性，達到“任務激勵”和“實踐創新”的目的；因材施教，分層次教學。實訓練習課題難度分一般、較難和難三個層次。一般的課題任務要求全體同學完成，較難的課題任務要求二分之一的學生完成，難的課題任務供少數優秀同學選做?？己顺煽兛紤]到四個方面：學習態度、出勤情況、創新精神和成果業績。期末考試，讓學生分組選題，采用論文答辯的方式進行。看創新精神，看成果業績。第三步，根據改革了的教學模式，進一步設計了改革要求，即為授課編寫獨具特色的講稿，打印成冊；采用多媒體手段進行教學，做出教學課件；匯編學生完成的課題成果，刻錄成光盤并保存。按照上述的教學模式以及改革要求進行的教學，從教得方面來看，因為“Visual Basic程序設計”是一門實踐性很強的課程，為避免單調的理論講解，筆者從多本輔導教材中精心挑選了多個有代表性的實例匯總為16個課題（如窗體程序設計、復選框程序設計、查詢密碼程序設計、菜單程序設計、多重文檔程序設計、訪問數據庫技術、賓館管理系統等）作為主導教材詳細講解，制作了多媒體教學課件。并在多媒體教學環境中進行實際演示，配合理論知識的強調，教學效果良好，學生比較感興趣，學習的主動性和積極性較強，在期末課題設計時也充分發揮了創造性思維。從學的方面來看，學生對這門課程的教學比較感興趣，因為這門課程實用性較強，但難度不算很大。學生們為了能學好VB這門課，借閱了多本相關資料，花費了大量業余時間來上機實踐，進一步強化他們對一些VB實用例子的理解和掌握。因此，學習的效果也比較好?！癡isual Basic程序設計”這門課程實用性較強，符合專業課學習的改革要求。達到了培養學生從事課題、項目的研究和開發能力，促進他們成為應用型人才的目的。2006年VB程序設計課題項目研發教學的成果比較顯著，下半年期末考試中列出26個課題，學生分組進行研發，同學們設計出了“學籍管理系統”、“電子教務系統”、“評語管理系統”、“企業人事管理系統”、“小區物業管理系統”、“快捷Windows桌面操作系統”、“AMT模擬系統”、“黃河風采抽獎系統”、“多媒體播放器”等課題項目，一些同學的程序設計很具特色和創造性。
第五，知行學院計算機系又將“課題項目研發的教學模式”推廣到EDA技術、數字圖像處理、C程序設計、CAXA、多媒體技術、JAVA等課程，都收到了良好的效果。數字圖像處理期末列出了27個課題，同學們完成的“建立五官數據庫為特征人物畫像”、“運動員號碼識別處理系統”獨具特色。EDA出了20個課題，“三層電梯控制設計器”、“乒乓球游戲設計”、“智能函數發生器設計”、“數字鐘”等課題學生們在創建過程中充分發揮了創造性，使同學們都很有成就感。2003年以來學生完成各類課題150多項，學生的專業技能顯著提高。因此在一部分專業課程中改革教學內容和教學模式，對學生的實踐能力、創新能力，培養應用型人才很有實際意義。
收稿時間：2007-2-3