模拟电路课程设计范文

导语：如何才能写好一篇模拟电路课程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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电子技术的发展，推动各行各业的发展，应用广泛———广播通信、网络、航空航天、工业、交通、医学、消费类电子领域都离不开电子技术。众所周知的北京2008年奥运会的水立方建筑运用50万颗LED灯构成世界上最大的半导体照明工程。学习电子技术基础是适应时展之必须。高职教育不同于普通高等教育，它的专业设置和课程设置指导思想都是以服务为宗旨，以就业为导向。针对区域经济发展的要求，我们进行了广泛的市场调研，重点调研了长三角地区高职毕业生的主要就业岗位，需要具备的职业能力及从业资格证书等问题，应用电子专业的就业岗位主要有：电子产品维修工，电子产品装配工，电子产品调试员，电子产品工艺员。通过岗位的典型工作任务，职业能力分析，归纳出职业行动领域，然后根据我系的实际教学条件，实训条件，将职业行动领域转化为学习领域，构建了《电路与模拟电子技术》这门课程。同时，我们制定了课程标准。

2电路与模拟电子技术课程目标

本课程的总体目标是：通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括：（1）知识目标：掌握电路基本概念、基本分析和计算方法；会计算电路主要参数；掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法；会判断器件类型、电路工作状态；（2）能力目标：培养学生正确使用常用仪表的能力；培养学生正确选择元器件的能力；培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力；培养学生识读与分析电路的能力；培养学生安装和焊接电路的能力；培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力；培养学生排除电路故障的能力；培养学生进行简单电路设计的能力；（3）情感目标：通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣；通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲，树立学生自信心。

3电路与模拟电子技术课程设计

本门课程设计的理念是：以学生职业能力的培养为最根本的出发点，理论学习以必须，够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段：传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。

4电路与模拟电子技术课程实施

在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析：高职院校的学生学习基础普遍较差，学习能力欠缺，急于求成，缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣，但这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时地激发。所以在教学过程中，教师要力求做到将深奥的知识浅显化，抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件，放大电路，负反馈。教师对重点、难点的处理方法有：（1）传统的讲解法；（2）直观式教学；（3）配合flas演示；（4）通过万用表测试加深理解；（5）创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分，可采用直观式的教学法，带领学生认识各种不同的二极管，三极管。对于三极管的讲解，配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例，来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容，才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计，把启发式教学贯穿整个教学过程，通过探究实验操作和多媒体仿真，把抽象的理论知识难度降低，达到突破难点，帮助学生化难为易，让学生轻松愉快充满信心地完成学习。

5考核方案

课程的考核方案根据学院教务处的要求，期中成绩占30%，平时成绩占30%，期末成绩占40%。平时成绩包括：课堂考核，课后作业，单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习，教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报，并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为：优———电路功能完全实现，性能优良，工艺精美。良———电路功能基本实现，性能优良。中———电路功能基本实现，性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下，电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。

6教学评价

课程的教学评价包括：校内督导评价，同行专家评价，教师自我评价，学生评价。

7课程特色及展望

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【关键词】 模拟电子技术 课程设计 双语教学 教学改革

【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962（2013）01（a）-0044-02

1 引言

模拟电子技术课程设计是电类专业的一门重要实践环节的必修课，其教学质量对学生专业素质的培养有着举足轻重的关系。双语教学是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一，我们已经在09电子信息工程专业开设了模拟电子技术理论课的双语教学，效果很好。而模拟电子技术课程设计是为能够应用所学理论知识和技能解决生产实际问题而设置的，因此学生必须经过实践教学环节的严格训练才有可能牢固掌握课程的基本内容。电子技术起源于西方，西方电子技术的发展要早于我国。为达到模拟电子技术课程设计的目的和要求，我们一直在探索一种更加适合自己特点并且又能够与国际接轨的教学方式，通过实践教学改革不断提高实践教学的质量。

2 对传统课程设计教学模式的反思

模拟电子技术课程设计是一门实践性很强的技术实践课程，该课程设计是针对《模拟电子技术》课程对学生能力培养的要求进行综合训练性质的课程，其目的是让学生通过有关课题的设计和线路搭试调试，进一步加深对所学基础知识的理解，培养和提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力。在传统的课程设计教学工作中课程设计总是被看作理论教学的辅环节，例行的设计程序是学生根据教师已编好的课程设计指导书在面包板上搭试实验线路，机械地测试一些数据来验证所讲理论的正确性。在此过程中由于面包板被使用多次，难免有些插孔会变松，一旦导线去后会有接触不良的现象，以至会造成电路调试困难。对于许多异常现象绝大多数学生除了对预先设计好的电路反复检查实物电路有无错误外[1]，就根本不知道问题出在哪儿了，即使有的学生很幸运的做出来了，也是知其然而不知其所以然。另外我们实践环节所用的很多芯片资料都是英文的，需要有一定的英文专业述语。因此我们教师的责任就是必须要在教学中不断地探索教学方法；要考虑如何发挥学生学习的主动性，培养学生独立思考、独立工作的能力；如何提高学生应用理论解决实际问题的能力和动手制作能力。

3 构建新的课程设计教学模式的指导思想及其探索

3.1 教学模式改革

为了改变传统实验教学模式所造成的被动局面，须建构一种既发挥教师的主导作用又能充分体现学生认知主体作用的新型教学模式[2]。适量的引入双语教学，对用到的专业述语用英文表达，并告诉学生上网查阅AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片，让学生了解如何与国际接轨。我们必须要求课程设计的主体-学生明白课程设计是单独开设的一门课程，必须要上好。其次给学生提供三个以上的不同课题，课题的选择上既要结合学生目前学到的知识（因为他们才上了电路分析、模拟电子技术双语教学2门专业基础课），又要具有趣味性。让学生选择自己感兴趣的课题去做，其目的是让学生能够根据自己的兴趣自主学习，并同时要求学生仔细阅读课程设计的任务书和指导书，明确要做什么、需要用到哪些英文专业述语、如何去网上检索可能需要用到的相关芯片、将如何使用该芯片以及对芯片的器件的要求等等。再将电子工艺融进课程设计之中，即在课程设计中除了印制线路板不需要做（由于课时与硬件条件的原因，我选用了焊接板）外，要求学生了解设计中所用元器件及材料的类别、型号、规格、参数和符号；主要性能和一般的选用原则以及所用元器件的测量方法；熟悉电子装接工艺的基本知识和要求；掌握电子产品的手工焊接、装配、调试技术。提高了对常用仪器仪表及元器件的选用和使用能力，掌握了焊接的技能。在满足了电子工艺要求的同时还要求学生具有一定的艺术审美眼光，即出来的产品具有艺术欣赏性。

3.2 教学实施

我在带09电子信息工程专业学生模拟电子技术课程设计时已经尝试了上述的教学方法，结果另人满意。例如课程设计的其中一个课题要求学生设计一个简易的电子琴电路，能发出八个基本音阶。该课程设计要涉及到模拟电子技术理论中运算放大器的原理、振荡电路的原理，功放电路的原理。那么在其中学生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的专业述语。使得学生很方便的阅读英文相关资料，同时又进一步加深了对于模拟电子技术双语理论课程概念的理解。

该课程设计另外一个关键知识点是如何选频，RC桥式振荡电路是由RC选频网络和同相比例运算电路组成，对不同频率的输入信号产生不同的响应[3]。通过对RC串并联选频网络的幅频及相频特性的分析找出选频点。起振时>1，=3时，振幅达到稳定且可以自动稳幅；按下不同琴键即改变RC值；八个基本音阶电路的构建基于此原理。在输出级功放选取时，学生又能够进一步加深对功放知识点的理解，学生经过查阅相关资料，选择了低频集成功率放大电路芯片及其所需的电路，设计出一个合理的综合电路图。在安装、调试、测试的过程中，遇到能否通过喇叭发出八个基本音阶问题。声音是否好听即悦耳；若发不出声音，需要找出问题所在，改进电路。这期间学生必须经过反复的独立思考、独立分析问题与解决问题的过程，同时还要有细心、耐心、恒心，从中培养了他们的动手能力与创新能力。在成功调试出电路后，有音乐细胞的学生还激动地当场弹奏了“欢乐颂”，班里其他的学生也都被这个曲子感染得欢呼了起来。虽然感到模拟电子技术这门课程非常抽象、难学；课程设计的过程也是艰苦的，但与有趣的作品结合起来，结果是另人欣慰的。

3.3 课程设计报告撰写

在课程设计教学改革中，对于课程设计报告撰写，我又提出了新的要求，即不能像写模拟电子技术实验报告那样写得简单化、模版化。而是要写成小论文的形式，不需要像写毕业设计论文那样多的字数，大约3000-4000字左右。我告诉学生论文正文应该围绕主题有其整篇论文的结构，即节、段的层次及其划分。正文应充分阐明对课题的观点、原理、方法及具体达到预期目标的整个过程。内容务求客观、科学、完备，要尽量让事实和数据说话。物理量和单位应采用法定计量单位等，完全属于科技论文的写作，虽然有一定的难度，但这样为他们今后毕业设计论文的写作起了一个引子和铺垫作用，让学生脑海里有这么一个意识存在。在我的鼓励下，结果也是非常令人满意。

4 结束语

根据我校以高级应用型人才的培养模式，本次课程设计对原有的教学方法与教学手段进行了改革，并且适当融入了双语教学，跟踪世界的电子技术发展，注重学生实践能力的培养，创新思维的培养。通过课程设计，学生不仅掌握了一个小产品的制作过程，而且掌握了相应的专业英文述语；更加理解和掌握了模拟电子技术课程的精髓。使学生将理论知识点运用到实践中，并通过实践将理论知识点有机的融合起来。使学生从兴趣中感知了理论知识，又从抽象的理论知识中获取兴趣，经过培训的学生已经在参加全国大学生电子设计竞赛中发挥了重要作用。改革也为学生今后的主动学习以及以后的毕业设计打下了良好的基础。

参考文献

[1] 刘长国.模拟电子技术课程设计的探讨[J].电子制作，2006.12，55-56.

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语音信号的抽样和重构，在理论方面涉及到滤波器的设计和抽样定理［2，3］，实践方面涉及到滤波器和抽样定理的具体实现，还包含模拟电路和数字电路的基础知识，是理论和实际紧密结合的。因此，将其作为电子课程设计的题目，可以使学生充分巩固和加深理解基础核心课程的知识，提高自学能力和解决实际问题的能力。本文将其作为“电子线路课程设计”的教学平台进行构建的。

1语言信号抽样和重构系统设计

语音信号的抽样与重构系统是对经过抗混叠滤波后的语音信号进行8kHz自然抽样，然后把抽样信号进行重构，恢复出原信号，并将信号通过扬声器输出。系统构成如图1所示，包括电源电路、语音信号的输入电路、抽样时钟产生电路、信号抽样电路、信号重构电路和功率放大电路等。

1)电源电路电源电路可以提供±12V和±5V的直流电源。实现方法是将220V交流电经过变压器和整流桥变成+15V和－15V的直流电［1，2］。先将+15VDC输入到模块LM7812和LM7805，转变成为+12VDC和+5VDC输出;而将－15VDC输入到LM7912和LM7905，转变成－12VDC和－5VDC输出。

2)语音信号的输入电路语音信号的输入电路包括语音信号的采集和抗混叠滤波。根据奈奎斯特抽样定理，设计的抽样频率为8kHz。为避免频谱混叠，对信号要进行抗混叠滤波［4］。因此，将语音信号通过麦克风转换为电信号后，对信号进行放大和滤波。低通滤波器的参数如下:截止频率为3400Hz、通带衰减3dB、阻带衰减40dB，用滤波器设计软件Filterlab进行设计［5］。

3)抽样时钟产生电路抽样时钟产生电路的功能是产生8kHz的双极性方波信号。通过参数设计，芯片NE555可以用来产生频率和占空比可变的单极性方波信号。但后续抽样电路需要的是双极性的方波信号，故还需进行极性转换，可以采用运算放大器实现。

4)信号抽样电路信号抽样电路的功能是对语音信号进行自然抽样，可以使用四通道双向模拟开关芯片CD4066实现。双极性方波信号接到控制端，控制模拟开关的通断控制音频信号的通过，达到抽样目的。

5)抽样重构电路抽样后信号的重构过程，就是一个内插过程，是通过低通滤波器实现的。这里的滤波器参数与抗混叠滤波器参数相同。

6)功率放大电路功率放大电路的功能是对重构后信号进行功率放大，驱动扬声器，核心芯片为LM386。

2课程设计流程安排及要求

第一阶段:教师讲解设计的整体功能及系统划分，学生初步了解整个设计的组成和结构。同时完成学生的分组，二人一组自愿组合，第二阶段:学生根据设计内容，查找相关资料，独立完成电路设计。利用Multisim对各单元电路进行仿真，完成设计报告。设计报告内容包括系统概述、单元电路设计、分析和仿真［6］。其设计任务包括:①介绍系统设计的思路与总体方案;②介绍单元电路参数的选择和计算;③给出仿真电路图和仿真结果;④给出工作分工和元器件明细表;⑤给出引用的参考文献。第三阶段:焊接之前，要求学生画出布局布线图，包括元器件在实验板上的摆放和排列、器件所有管脚之间的连接以及电源和地的安排等。布局布线图完成后便进行电路的焊接和调试，最后完成总结报告。总结报告包括:①系统功能描述;②各单元电路的调试和实际改进的电路图;③系统测试结果，给出重要测试点的实测波形;④课程收获和建议。

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关键词 实验教学体系 电信与计算机分中心 信息工程 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.047

Abstract Theoretical teaching and experimental teaching is for colleges to train two essential link， for information engineering and other related majors， experimental teaching is particularly important， key steps of application type talents training. With the continuous development of information technology， traditional experimental teaching content and teaching method has and social demand can not adapts with my school experiment teaching center of telecommunications and computer center specific experiment teaching pattern and system， describes the various problems encountered by the information engineering specialty in experimental teaching and solutions， in order to deepen teaching reform and improve the quality of experimental teaching play an important role， but also for future application key provincial experimental teaching demonstration center provides a basic guarantee.

Keywords experimental teaching system； telecommunications and computer sub center； information engineering； teaching reform

我校信息工程学院所开设的四个专业分别为电子信息工程、通信工程、物联网工程、计算机科学与技术，其80%以上的实验课是在电信与计算机分中心的实验室开设。这四个专业的共同特点就是实验课比例要多于理论课，而且，随着信息技术的不断发展，实验课程的教学模式和实验内容如果一成不变，则会极大地影响人才培养效果，如何让实验课程和社会接轨是目前电信与计算机分中心亟需解决的问题。

1实验教学体系主要研究内容

1.1 实验课程结构

（1）基础类、专业类、综合设计性以及创新性实验课程的比例不够合理，基础类实验所占比例过大；（2）大一可以开设和学科专业特点相近的基础性实验；大二可以以各种竞赛为导向、把硬件故障诊断的实例融入实验教学中去；大三可以把企业中实际的项目和大学生科技创新活动等渗透到平时的实验教学中去。

1.2 实验教师结构

（1）学历结构；（2）年龄结构；（3）职称结构；（4）双师型教师比例。

1.3 实验教学大纲

因为电信、通信、物联网技术发现迅速，需要及时更新实验内容，陈旧的设备和技术手段不能满足社会发展趋势。相对应的实验教学大纲最少三年要更新一次。

1.4 实验教学质量评价

（1）对实验教师的评价主要包括实验讲授方法、以及能否及时处理实验中遇到的各种问题，因为理论课中描述的都是在理想的环境中得出的规律和现象，而在实际进行的实验过程中会有各种不可预知的问题出现，需要教师能逐一分析并解决问题；（2）对学生的评价主要包括实验现象和数据的分析，遇到故障的处理方法等。

2 我校信息工程学院各专业实验课教学体系结构

2.1 电子信息工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、电信工程导论、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验、电工基础实验、电路分析基础实验、数据结构；（2）专业实验：通信原理实验、数字信号处理实验、高频电子线路实验、信号系统实验、单片机技术应用实验、计算机网络实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信系统实验、汽车电子实验；（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、实用电源实训、FPGA课程设计、嵌入式应用实训。

2.2 通信工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、通信工程导论、数据结构、JAVA程序设计、电工基础实验、电路分析基础实验、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验；

（2）专业实验：信号系统实验、单片机技术应用实验、通信原理实验、高频电子线路实验、计算机网络实验、数字信号处理实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信技术实验、现代交换技术实验、光纤通信技术；

（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、嵌入式与多核课程设计、传感器技术实训、安卓技术开发、通信系统综合实训。

2.3 物联网工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：物联网工程专业导论、大学物理实验、数据结构、电路与电子技术实验、计算机概论、计算机组成原理、JAVA程序设计、计算机网络、C语言程序设计；

（2）专业实验：数据库原理、传感器原理实验、操作系统、RFID原理实验、物联网通信技术实验、嵌入式系统设计、JAVA WEB开发技术、单片机原理实验、无线网络技术实验、网络互连技术、CC2530原理、软件工程；

（3）项目综合实训：C语言程序课程设计、数据结构课程设计、语言类综合实训、关系数据库课程设计、嵌入式课程设计、Zigbee应用课程设计、网络通信课程设计、物联网应用项目实训、智能家居模拟实训、移动应用开发实训；

2.4 计算机科学与技术专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：数据结构实验、面向对象程序实验、计算机组成原理；

（2）专业实验：JAVA程序设计、操作系统、网页设计、计算机网络、数据库原理、JAVA WEB、计算机系统、软件工程、单片机原理实验、网络管理、XML技术、多媒体技术；

（3）项目综合实训：嵌入式课程设计、JAVA WEB课程设计、数据结构课程设计、单片机技术课程设计、JAVA课程设计、软件测试课程设计、Android系统课程设计、网络工程课程设计、Linux C课程设计。

3 目前实验教学面临的问题和解决方案

3.1 实验课时分配不合理

单片机课程设计、模拟电路课程设计、数字电路课程设计等综合设计类实验为16学时，而通信原理以验证性为主的实验课则安排有34学时，明显设置不合理，今后更新培养方案可重新分配学时。

3.2 实验内容陈旧

（1）电子工艺实训仍使用potel99的最老版本，而目前经过升级后已有最新的potel2008版本；（2）嵌入式系统仍使用的是2006年流行的arm9的操作系统，而目前使用的主流操作系统应该是arm11；（3）移动通信仍使用的是3G技术，而目前4G移动技术已经非常成熟，且有部分高校向5G扩展；（4）单片机技术仍使用的是51系列单片机芯片，而目前应用较多的是STM32系列的单片机，相比处理速度更快，内存更大。（5）计算机网络实验仍是以有线网络教学为主，而目前应用较多的是无线网络技术。

根据以上问题，可在培养方案中注明要求必须使用某种软件或实验方法，实验教学中心适时的淘汰过时的硬件或者软件设备。

3.3 单个教师承担一门课程的局限性

部分课程设计类实验涉及的知识点较多，单个教师不能完全承担整门课程，这相当于做一个项目，项目组成员对于各个知识点进行分工协作才能更顺利完成教学任务。例如：某学生做一个无线电能传输装置的课程设计，就需要掌握单片机技术，开关电源技术，无线网络，高频等多个知识点，而几乎没有一个教师能同时精通这所有知识，这就需要在排课的时候能同时安排几个相关教师授课。

3.4 各专业实验课的专业性不强

电子信息工程专业可不开设移动通信实验、数字图像处理，可增开设自动控制原理实验，微波技术等实验课程；通信工程专业可不开设电子工艺实训、FPGA技术，可增开设射频技术，光纤通信等实验课程；物联网工程可不开设计算机组成原理；计算机科学与技术专业可增开部分专业基础实验课。

3.5 大部分实训课程未能和生产实际紧密结合

例如软件类实验相互抄袭、网上拷贝较多，学生毕业后不能胜任项目开发工作，因为真实的项目开发不同于普通按部就班的实验课教学，其整个过程中会遇到各种不可预知的困难，为了让学生学会分析处理各种问题，应把企业中实际的项目融入平时的实验教学中，让学生真实体验项目开发整个过程，这样学生踏上工作岗位后就能直接进入企业第一线工作。

4 结语

实验教学体系改革是一个长期的过程，要根据社会发展趋势，学科专业特点随时改进，而信息工程专业实验发展尤为迅速，这就要求实验教师长期不断地学习，经常深入企业掌握先进的技术和方法，实验教学中心也要适时更新硬件和软件设备，保障实验教学体系的实用性、先进性、创新性和完整性。

参考文献

[1] 柴文妍，王皖贞.电子信息工程专业“综合课程设计”教学实践与探讨[J].北华航天工业学院学报，2011.21（3）.

[2] 王青云，宗慧.电子信息工程专业的“课题式”教学改革研究[J].中国科教创新导刊，2011.34.

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1.将虚拟仿真引入课堂，进行演示实验，提高课堂教学效率

过去主要是理论课教学，过于注重原理分析、公式推导，学生听起来枯燥无味，难于理解。为了提高教学效率，需要配合演示实验。但准备演示实验，需要花费较多时间；将多种仪器搬到教室，使用不便；演示操作过程，会占用过多时间，影响教学进度。

现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。

在模拟电路中讲授三极管共发射极放大电路时，三极管具有放大和反相的作用，学生理解起来非常困难。我们利用EWB仿真软件来仿真电路的实际效果。学生先有了感性认识后，理论的讲解听起来就更轻松了，其仿真图形如图1所示。从图形中可以看出，输入信号的正半周，在输出端放大的同时，还存在着失真。

在模拟电路中讲授振荡电路的起振时，通过电路的正反馈作用，输出信号就会逐渐由小变大，当振荡幅度增大到一定的程度后，由于三极管的限幅作用，最后使得输出的波形稳定。学生很难理解，用现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来，现在利用Protel仿真显示出波形（图2），振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效地提高了课堂教学效率。

2.开设仿真实验，改革实验教学方法，提高实验教学质量

电子技术课是一门实践性很强的课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。以往，实践环节主要是上实验课，实验内容多为验证性实验，设计性、综合性实验较少。

我们的做法:在学习模拟电子技术的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前，学生必须先将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，特别是在设计性实验中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果，直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子电路的设计水平。这样很好地解决了原来设计电路的缺陷：先设计出电路，买回元件后，在面包板或印制电路板上安装调试，需要连接很多的电位器，当调试好以后，必须重新买元件，重新安装调试，将损耗浪费大量的电子元器件。

3.虚拟仿真在课程设计实践环节中的应用

对于课程设计，我们的做法:将模拟电子技术的内容分成几个单元，每一个单元搞一个课程设计。第一次在老师的带领下，讲电路设计的步骤，完成课程设计。上完下一个单元电路以后，老师布置一个课程设计题目，学生自己查找资料，自己设计好电路以后，交给老师检查，在检查学生设计方案时，要求学生陈述自己的设计思路，学生在讲述的过程中就会进行再次思维。这种虚实结合的方法，既发挥了虚拟实验高效、经济的长处，又培养了学生电子制作的能力、分析问题和解决问题的能力。

4.虚拟实验应注意的问题

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关键词：Multisim12.0 电子线路 实验教学 设计初探

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0170-03

当前由于部分学生创新意识弱、知识掌握不牢固和缺乏毅力，导致他们创新能力偏低，学习的效果不尽人意[1]。为改变这一状况，引入Multisim12.0仿真软件模拟实际电路，将多媒体及屏幕广播应用于电子线路课程设计教学中，充分激发学生学习的兴趣，调动他们的主观能动性，使学生了解到模拟电子技术这门课程并不抽象，而是与工程实际紧密联系着的，有着十分重要的实用价值。

电子线路课程设计是为配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA（电子设计自动化）技术中的Multisim12.0软件来对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，然后搭接出实际电路[2]。通过这一环节，对培养学生的创新思维、综合能力素质与工程实践能力等方面均能进行全面的检验[3]。

1 Multisim12.0软件简介

电子线路课程设计所用的Multisim12.0是美国NI（国家仪器有限公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，12.0是目前该软件的最高版本。它具有更加形象直观的人机交互界面，包含了Source库、Basic库、Diodes等15个元件库，提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件，比如：电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。采用图形方式创建电路，再结合软件中提供的虚拟仪器：数字万用表、函数信号发生器、四踪示波器等对电路的工作状态进行仿真和测试，设计者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室。

2 Multisim12.0软件应用实例

为了培养学生在电子线路课程设计中对电路的分析能力、发现规律并验证结果的综合创新实践能力，使学生掌握科学的学习方法，选择了一些既实用又有代表性的课题：常用波形转换发生器、双电源共射极耦合差分放大电路（动、静态分析）、微积分运算电路等。下面以直流串联型稳压电源仿真为例，说明 Multisim12.0软件的具体应用。

2.1 直流串联型稳压电源总体结构

当前绝大多数设备及装置都需要直流电源进行供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流串联型稳压电源原理框图如图1所示。

直流串联型稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。电网供给的交流电压（220 V，50 Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再通过滤波电路滤去交流分量，得到比较平直的直流电压，但这样的电压会随着交流电网电压的波动或负载变化而变化，故在对直流供电要求较高的场合，还需要稳压电路，使输出电压更加稳定。

2.2 直流串联稳压电源原理图输入

利用Multisim12.0软件友好的操作界面，建立新文件，新建项目，创建电路图，连接电路。直流串联型稳压电源仿真电路如图2所示，图中虚框标注了四部分模块组成。采用桥式整流，电容滤波电路，稳压电路是一个闭环的负反馈控制系统。

（1）原理分析。

假设由于负载电阻的变化（输入电压不变）引起输出电压瞬时降低时，通过R4、R5，调节的取样电路，引起三极管基极电压（）B成比例下降，由于三极管的，所以发射结电压（）BE将减小，于是与构成的复合管的基极电流（IQ1）B减小，发射极电流（I）E随之减小，管压降（UQ1）CE增加，由于输入电压不变（），这样输出电压就上升，反之，输出电压则下降。通过以上的负反馈控制，最终使输出电压稳定，达到稳压效果。

2.3 输出电压调节范围

调节取样电路中的值可改变输出电压。输出电压的最大值为：

输出电压的最小值为：

通过计算可以看出，调节的阻值就可以控制输出电压的范围。这里，以保证调节到合适的阻值时，稳压输出6 V。

3 仿真验证

在Multisim12.0 软件右侧栏的仿真仪表中选择Multimeter（万用表）XMM1和XMM2分别测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压，选择四踪示波器XSC1方便测试各点输入输出波形。

3.1 负反馈稳压仿真

改变负载阻值，分别调整为330、100和1K，万用表XMM1和XMM2测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压的值如表1所示。

由表1中的测量值可以看出，当负载变大时（330调整为1000），引起输出电压瞬时降低，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为39.25 V），导致输出电压由6.097V增至6.099V；当负载变小时（330 调整为100 ），引起输出电压瞬时升高，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为38.68 V），导致输出电压由6.097 V降至6.089 V，稳压6 V得以验证。

3.2 稳压系数测量

衡量稳压电源稳压的主要质量指标有输出电阻，稳压系数和纹波系数。这里选取了稳压系数进行动态测试。在输出端接入负载=330 ，当负载不变时，输出电压和输入电压的相对变化之比，即（式1），调节电源输出值，模拟电网电压波动10%，测得数据和如表2所示。将数据带入（式1），得，可见输出电压相对稳定。

3.3 仿真值与理论值对比

当电源电压为220 V时，将仿真电路图2中的滑头调整为0%，用数字万用表测量，得=3.628 V（理论值=3.77 V）；滑头调整为100%，用数字万用表测量，得=8.546 V（理论值=8.87 V）。与理论计算值对比，相对误差为0.038%。

3.4 仿真波形

在仿真仪表中选择四踪示波器XSC1，测得直流稳压电源电路各点电压波形如图3所示。电源电压正弦波经整流桥整流输出为，再经滤波得到纹波，最后在负反馈稳压电路作用下输出比较平滑的直流电压。通过观测仿真波形，比较直观地验证了直流串联稳压电源原理的正确性。

4 结语

模拟电子技术是电力工程类包括电子信息专业的一门技术基础课，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科，只要与电子行业有关的都要用到模拟电路，晶体管，集成运放，反馈，直流稳压电源是我们常用的器件和电路。通过Multisim12.0 仿真软件在电子线路实习中的应用，使概念原理多、理论性强、比较抽象、学生理解起来很费劲的模电课程学起来更轻松，学生能够获得成就感，提高了学生的学习兴趣，对后续课程的学习打下了良好的基础。

参考文献

[1] 苑广军，孙继元.工程对象教学法培养创新能力的应用研究[J].实验技术与管理，2014，31（2）：21-22.

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关键词：高频电子线路 课程设计 教学方法 综合实训 任务式教学 multisim仿真

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0162-01

高频电子线路是电子信息类专业的一门重要的专业课程，有很强的理论性和实践性。该课程以模拟通信系统为主干，主要研究高频信号的发射与接收过程，讲解用于高频电路的器件、网络及功能电路的分析与设计方法，内容包括高频小信号放大器、高频谐振功率放大器、正弦振荡器、幅度调制与解调、角度调制与解调、变频电路及反馈控制电路等。通过对高频电子线路的学习，使学生掌握高频电子线路的基本知识，具备对高频电子线路的各种基本单元电路具有初步设计、安装和调试的能力，同时培养学生掌握科学的研究方法和迅速学习新技术的能力。

1 课程设计改革

本文根据电子信息类学生毕业后面对实际工作岗位以及相应岗位必须完成的实际工作任务，结合学生要达到的知识目标和能力目标，以无线通信系统收发信机组装与设计作为项目训练载体，对高频电子线路做了如下设计。

1.1 学生面对的实际工作岗位

电子电子产品设计测试工程师、生产管理员和电子产品检测维修员等。

1.2 相应岗位要完成的任务

电子产品设计测试工程师的任务有提出产品技术指标和电路框图；整机单元电路试验与调试；设计工装设备。生产管理员的任务有制定电子元器件的测试指标；制定产品出厂检验规程；生产过程品质管理。电子产品检测维修员的任务有找到产品故障并进行维修；进行产品的各项指标测试；记录检测、维修结果。

1.3 课程设计流程

一共五个流程，分别为振荡器的设计；倍频器和混频器的设计；调制、解调电路的设计；放大器电路的设计；反馈控制电路的设计。

2 课程教学方法改革

本文紧密结合实际，根据岗位、任务、课程相结合的课程设计改革，从激发学生学习兴趣和提高学生实际动手能力入手，采用了任务式教学、multisim实验仿真和学生综合实训相结合的教学模式。

2.1 任务式的教学

联系课程知识点，每个流程设置2～3个子任务，过程采用教师讲授，示范，布置任务；学生分组讨论，完成任务；教师答疑，点评的教学方法与手段。如流程一可以设置电容三点式振荡器的设计；电感三点式振荡器的设计和改进型振荡器的设计三个子任务。

2.2 multisim实验仿真

对任务中涉及到的设计项目，先画电路图，然后采用multisim10.0实验仿真软件进行模拟仿真，如二极管包络检波器的仿真原理图如图1。

2.3 学生综合实训

通过校企合作项目，考虑到高频电子线路的实际应用，采用调幅调频收音机的安装与调试作为学生综合实训项目。整个实训任务分三部分：（1）通过阅读相关资料了解CD1691CB各引脚的作用；插件，焊接，装配。（2）调试电路并用示波器观察电路波形，检测振荡频率及输出信号幅度。其中调试分AM、FM；音量；AM频率覆盖和灵敏度；FM频率覆盖和灵敏度四部分。（3）测试评分，考核分焊接，整机，收台，考勤，实训报告五部分。通过学生综合实训，有效地做到了理论与实践相结合，克服了学生对高频电子线路的畏难心理，提高了学生的实际动手能力。

3 结语

本文根据高频电子线路理论知识多，实践性强的特点，从课程设计和教学方法改革两方面对高频电子线路进行了研究，提出了将任务式教学，multisim实验仿真和学生综合实训相结合的教学模式。实际教学表明，该方法激发了学生的学习兴趣，提高了学生实际动手能力，同时培养了学生的职业素质和团队合作精神。

参考文献

[1] 王长龙，马晓琳，刘兵.“高频电子线路”课程教学改革与实践[J].中国电力教育CEPE，2010（25）：114-115.

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关键词：课程设计 面向系统任务 优化思路

高频电子线路是通信及电子信息类专业的一门主干课程，它是电路分析及模拟电子线路课程的后续课程，同时又是通信原理及电子系统设计的先修课程，在专业中不仅承上启下，同时侧重于单元电路的实际设计与应用。随着社会信息化程度的不断提高，人们对信息量实时性、多元化及高速度的要求，由于频带资源有限，各种通信及测控设备都向更高频率发展，这就需要在电子系统的设计中更多地考虑高频率信号传输引起的各种问题，应该说高频电子线路课程不能再停留在只侧重经典理论，而忽视其工程应用实际的情况，为此本人针对课程的现状提出面向系统任务的高频电子线路课程设计优化。

一、高频课程设计要达到的目的

高频课程设计是让学生从理论学习的轨道上逐渐引向工程应用，同时把课程中学过的单元电路加以系统化，将理论设计与实验操作加以整合，逐步掌握高频电子电路设计的步骤和方法， 并在实践中让学生体会到科学实验的实施方法。

二、高频课程设计现状

目前高校中该课程的课程设计主要有两种情况，一种是对高频电路进行仿真设计，课程设计报告的结果及数据均来自仿真实例。另一种是纯硬件设计，制定设计方案，进行理论分析及计算，直接对硬件电路进行构建及调试。软件仿真类的电路构建比较灵活，得出的结论及数据往往和应用实际有较大差距。纯硬件类的设计题目往往故障率高，学生设法解决问题的时间比较少，在一到两个星期里作品成功率低。随着时代的发展，新电子器件和先进仪器设备层出不穷，这些都必须靠学生通过实践来认识与掌握。光靠本课程的16节课内实验是不够的。课程设计中要通过系统任务的模式将软、硬件实验相互协调才能提高学生动手能力及创新实践能力，促进学生工程素质的提高。

三、课程设计的优化思路

本人的优化方法是结合软件及硬件，先通过各模块电路的仿真，之后将各模块结合起来，同时用硬件验证实际成果。有的读者可能会这工作量更大了，其实不然，对于比较综合的题目如“超外差接收机的设计”，这类题目要想整个系统由一个人进行仿真研究，不仅耗时耗力，而且再进行硬件的构建，工作量会超标，因此我采用现成的硬件产品指标设置，分若干子模块进行仿真，由于硬件电路本来具有较强可实现性，既满足了设计要求，又对整个系统有整体了解。

面向系统任务的高频电子线路课程设计优化从以下五个方面入手

1.从工程任务的角度设计单元电路， 拓宽学生知识面

课程设计要求学生从工程角度设计及构建单元电路。在设计过程中注重了解电子线路及常用电子元器件的工程技术规范， 如类型、规格、型号、性能等， 而且要学会从所设计电路的性能指标、生产成本以及易实现性等方面来考虑选择合适的元器件以组成电路。注重与其他课程如电子产品工艺技术相结合。

2.在课题设置上加强电路系统概念，培养系统设计能力

要求学生建立系统设计概念，包括研究如何制订总体方案，如何确定和分配指标，如何使单元电路设计满足系统性能的要求，以及各项电路之间如何匹配等等一系列系统设计需要解决的问题，初步掌握电路系统的设计方法。

3.通过课程设计任务分块设计法，加强学生软硬件综合运用能力的训练，增强学生的协作精神

课程设计所做的实验是比较复杂的系统性实验， 要求一组学生将系统任务分块设计，每个同学设计自己所属分块电路方案，同时兼顾总的电路性能指标，每个学生都必须列出所需材料清单、单元电路、测试框图，拟出详细的实验步骤等。单元电路最后进行软件联调，加强学生个人的责任感及协作精神，避免了课程设计中相同题目学生浑水摸鱼的现象。

4.强调系统任务的可实现性，强化学生硬件设计基础

在以上软件联调成功的基础上，构建对应的硬件电路，学生应拟定出硬件实现方案，考虑高频电路的干扰、信号完整性，实现方式是通过万能板还是自制印刷电路板等问题，提高学生硬件设计能力。

5.综合运用仿真软件，提高学生软件应用能力

目前比较常用的电路仿真软件主要有Multisim及Pretus，以及DXP2004等，从原理仿真的角度看Mutisim适用于多种单元电路的仿真，且可以自行编辑集成器件，优点是可仿真精度较高的仪器设备。PROTEUS也是一款较好的仿真软件，它的优点是元件库庞大，包括一些集成芯片，而且能与单片机进行联调，还可实时观察各点的逻辑电平。DXP2004制板功能强，元件库齐全，但仿真功能使用不方便，所以针对面向系统任务的高频电子课程设计来说，需要挑选其中的一到两种综合运用，虽然说这对学生来说是不小的挑战，但由于这类仿真软件的架构及使用方法大致相近，所以学生上手很快，进一步提高了学生的动手能力。

四、结语

以上是针对目前我校高频电子线路课程课时短、学生电学基础较差的情况提出的面向系统任务分工合作的高频课程设计的基本思路，在实际的教学中，学生的实践能力、软硬件综合运用能力及团队协作精神都得到了较大的提高。

参考文献：

[1]陈稚琴.关于开设高频电路系统课程设计课程.电工教学，1996（6）

[2]陈雅琴.清华高频电路系统课程设计的实践创新. 计算机教育，2006（8）

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福建省武夷学院作为应用型本科院校，电类专业开设的模拟电子技术课程，分列为三门子课程:包括60个学时的理论课程、20个学时的实验课程和1周的课程设计，其中实验课和课程设计为实践环节。用倒三角图表示课程结构、学时安排以及三者之间的相辅相成的关系。模拟电子技术课程的最大特点是内容较多，学生普遍感觉较难，涉及知识面广、应用性较强。

二、课程教学探讨

1．灵活运用多种教学手段。

学生上理论课普遍感觉比较抽象、较难理解与掌握，合适的教学手段显得尤为重要，板书和多媒体相结合的教学手段对于一般本科学生比较合适。教师在黑板写的时间，学生有短暂的时间进行消化和记笔记，有利于对内容的即时理解和课后复习，使得大部分学生能跟上老师的授课进度。比如，在讲授到三极管基本共射极放大电路时，学生对于小信号等效电路画法比较难于掌握，而仅仅用多媒体授课放映效果不理想。教学中可以结合板书，分步画出三极管的H模型，结合小信号等效电路的依据，在黑板上一步步画出来，学生理解起来就更方便。这在模拟电子技术中是比较基础的理论内容，基础内容讲透了，有利于后续章节的顺利展开。但是对于某些比较难用语言描述的概念或者复杂的演变过程，使用多媒体动画效果进行讲解可以更形象生动，使学生更易于理解。例如，P、N型半导体中电子的扩散与复合，晶体管、MOS管器件中的电子、空穴的运动，电流的运动以及器件的制造工艺过程等。这些内容如果采用板书，画图太多、耗时较长，也很难做到形象表达。若用多媒体加上Flash动画的方式学生就会更感兴趣，有利于知识的理解。需要注意的是多媒体教学课件画面切换快，学生记笔记跟不上，授课时注意放慢速度，讲清基本概念和基本分析方法，适当结合板书对内容作出提纲挈领性的总结。这样结合多种教学手段既缓解了课程内容多与学时数明显不足的矛盾，又发挥了多媒体教学省时、直观、形象的优点，因此受到了学生们的普遍欢迎。

2．营造讨论式教学环境，加强课外辅导。

为增强学生学习的主观能动性，教师可结合实际的学习状态引导学生思考问题，每节课上教师可以适当提出1－2个比较有代表性的问题，供学生探讨，这一过程不仅激发了学生的兴趣也提高了学生的思维能力。总结之前的教学效果，教材的后面章节，比如反馈、功率放大等，学生理解起来就很困难，学习兴趣急剧下降。每周设置1－2个课外的时间段老师给学生们答疑解惑，在学与问的过程中，学生对每堂课的内容能及时消化和吸收，这样学生对整体内容能更好地进行理解，学会融会贯通，达到较好的教学效果。

三、重视实践教学，加强动手能力的培养

1．加强实验教学过程管理。

模拟电子技术实验大纲中包括验证性和综合性实验，其中验证性实验总计有8个，选做5个;综合性实验有2个，选做1个。实验采用自编的实验指导书，书中包括实验目的、实验原理、实验使用仪器、实验操作步骤和思考题等等，要求学生结合实验原理和思考题认真完成实验预习报告，学生在每次实验前对实验项目有基本理解，教师批阅后再根据情况进行讲授。在实验过程中，摒弃传统的“老师做、学生看”的教学模式，我们要求学生自己调试电路和操作实验仪器，独立排除实验故障，找出问题、原因，必须在规定的时间内完成每个实验项目。实验报告中学生需对数据进行处理、分析误差，对实验现象做合理的分析及总结，提出改进意见与措施。这样学生能结合理论与实践，动脑动手相互结合，提高实验的教学效果。

2．重视课程设计，解决实际问题。

课程设计是学生把理论知识应用于解决实际问题的一个重要的实践环节，是培养学生实践技能的重要手段，可以提高学生理论结合实际、分析问题和解决问题的能力。应用性本科学校培养学生的主要目标为未来的技术人员和工程师，动员和组织电类学生开学初准备基本的实践工具，比如电烙铁、万用表、斜口钳、焊锡等等。学校专门设置1周的时间进行本门课程的设计，如何充分利用有限的时间，引导学生综合运用所学的基本理论知识，来分析问题、解决实际问题呢?教师可先给学生提出基本要求，给出一些参考题目，为发挥学生的主观能动性，学生也可自拟题目。课程设计分组进行，要求每组限2名学生。在课程设计教学中要求学生充分利用图书馆和网络资源，学生学会怎样查资料、怎样看资料，如何从资料中获取有用的信息。对于兴趣浓厚的学生可以结合每年的校园科技节活动和大学生创新训练项目，给学生更大的平台去实践锻炼，对于学生的科技成果，还应指导学生试着撰写科技小论文，实践联系理论，提高其科研能力。

3．强调专业仿真软件的运用。

随着计算机的发展，利用计算机的仿真软件对电路进行验证、设计和分析已成为一种趋势。主要原因有:(1)计算机仿真不局限于地点和时间，比较方便，用电脑装好软件就可以进行电路的设计;(2)其可替代采用简化电路模型搭接实际电路进行验证的传统设计方式，同时可有效地对电路参数确定和方案选择，并在设计初期对产品的性能进行可靠预估，从而提高设计质量、缩短设计时间、节省设计费用，因此成为了现代设计中重要的组成部分;(3)利用仿真结果得出电路性能受电路中某些关键参数的影响，可更好地理解电路的特性和性能指标，对实际电路设计和调试具有重要指导意义。目前电子技术中应用较广泛的仿真软件有Proteus、Pspice和EWB等等。教师对于刚刚接触仿真软件的学生，应先结合实际情况讲解一个软件的基本用法，系统地介绍相关的电子资料和软件安装的方法。随着电子产品的普及，大学生基本上都有个人电脑，挖掘其自学能力，对引导其触类旁通具有现实意义。对于课本上难理解的内容，比如放大电路的幅频特性等可通过仿真实现，通过仿真过程与结果分析能更好地理解和掌握理论知识，而且学习好一门软件对于今后的学习和工作起着很重要的作用。

四、重塑培养方案，改革评分机制

传统的培养方案是理论课、实验课和课程设计加起来是一门课程，教师评出总成绩，实验课和课程设计只是作为总成绩中平时成绩的一部分。改革后理论课、实验课和课程设计分列为三门子课程，三门课程各给出总评成绩。理论课评分是按照“3+7”的机制评分，实验成绩按照“3+4+3”机制评分，课程设计按照“1+4+5”机制评分，详细评分机制如表1所示。改革前实践成绩比重偏低，很难考查出学生的动手能力，学生对实践环节总是马虎、敷衍，心里想着实践成绩不理想，还可以靠期末笔试成绩提起来。评分机制改革后，学生比较重视实践教学，做实验和课程设计的积极性明显提高。

五、总结

1．经过学校上述教学探索和实践，使得教学形式多样、生动活泼，学生自学能力和动手能力的培养收到了良好的效果。

学生感觉模拟电子技术虽然有点儿难，但是他们觉得能学到许多知识。

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关键词：Multism；仿真；数字电路；课程设计

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Implementation of Multism-based Digital Alarm in Digital Circuits Curriculum Design

Li Yan1,Zhang Yiyang2

(1. Information Engineering School of Jilin Business and Technology College,Changchun 130062,China;2.Armored Force Institute of Technology, Changchun 130031,China)

Abstract:In this paper,digital teaching specific content,for example,specify Multism simulation software in teaching digital circuit applications.

Keywords:Multism;Simulation;Digital circuit;Curriculum design

一、引言

数字电路课程设计作为一门理论与实践并重课程，重点培养学生在数字电子综合设计过程中，对实际问题进行分析和解决的能力，以提高学生在数字电子领域的知识、经验、方法等综合技能。由于条件限制，目前数字电路课程设计以理论分析为主，缺少相应实践环节。本文针对学校实验设备配置和学生实际情况，提出基于multisim虚拟课程设计教学方法，以进一步增强学自主性，充分激发和挖崛学生创新潜力。

二、Multism简介

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有很广泛的仿真分析能力。适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

三、基于Multisim的计数报警器设计

（一）任务分析

1.总体方案确定。根据系统的逻辑关系将系统分解，画出系统的原理框图，确定框图间各种信号的逻辑关系与时序关系。

2.课题分析与研究。。了解以上设计要求后，确定设计系统的全部功能，要求及计数指标，熟悉控制对象和处理信号的各种参数，特点和关系。

3.单元电路绘制与仿真。选择合适的数字电路器件，用Multism仿真，并绘制各单元的逻辑电路图。

4.分析电路。充分分析单元电路，尤其对控制信号要从逻辑关系，正反极性，时序几个方面进行深入考虑，确保不发生冲突，在深入分析的基础上通过对原设计电路的不断修改，最后获得最佳的设计方案。

（二）方案论证

1.555定时器的连接。555定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电路，有二个比较器A1和A2，有一个RS触发器，R和S高电平有效。三极管VT1对清零起跟随作用，起缓冲作用。三极管VT2是放电管，将对外电路的元件提供放电通路。比较器的输入端有一个由三个5kW电阻组成的分压器，由此可以获得和两个分压值，一般称为阈值。555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是清除端Rd，5脚是电压控制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC。555定时器的输出端电流可以达到200mA，因此可以直接驱动与这个电流数值相当的负载，如扬声器、发光二极管等。

2.发光二极管的连接。LED产品的种类繁多，有共阴极电路，还有共阳极电路。本次设计采用共阳极电路。

3.74ls192和74ls247。74ls192异步十进制计数器这个计数器是十进制的，在设计时电路比较简单，我们在学习进制设计时已经使用过，基本了解它的各项功能。对于六进制的设计不是很大的问题，同时由于RST清零，L`D`的保持功能可以很方便的实现清零开始，暂停继续这两个功能。因此我选用这种方案。

四、具体方案实施

1.利用数字电子技术基础知识设计一个计数报警器，该计数报警器的设计采用的元件主要有译码器74LS247、十进制计数器74LS192、555组成的单稳态触发器。该计数报警器计数最大值是99，当计数溢出时放出声光报警，报警时间为10秒，计数脉冲由按钮和555组成的单稳态触发器产生。数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。

2.选择74ls192两片、74ls247两片、74ls04一片、数码管两枚、电阻若干、电容若干、开关一个。首先根据74ls192的功能表的功能，将两片74ls192连成十进制计数器，是输出的数字为从1到99，然后清零。用相应电阻和电容以及555组成单谐振荡器，和74ls192相连，根据74ls247的功能，分别将两片74ls247连接到两片74ls192的相应端，然后将共阳极数码管两枚分别于两片74ls247相连，中间加100欧电阻，先在草稿纸上绘制实现功能的草图，经过反复的修改论证，以期达到最理想的状态。然后用multism软件根据原先绘制的电路图绘制各单元的相应逻辑电路图，进行仿真。

3.用multism软件根据原先绘制的电路图绘制各单元的相应逻辑电路图后，进行仿真，期间可能会出现不能正常实现原先所设定的功能，但经过思考与修改，设计出能正常实现所要求的功能的电路图，用multism进行仿真，得出所要的结果。在各单元电路设计的基础上，用multism软件把各单元电路连接起来，绘制出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。系统整体电路设计完成后，对系统整体进行仿真，验证设计的正确性。

五、结论

针对学校实验设备配置和学生实际情况，并通过基于multisim虚拟课程设计教学方法，使学生对数电这门课有了更深的了解，锻炼了学生的动手操作能力，以及把所学知识运用到实际的生活当中去的能力，并进一步增强学自主性，充分激发和挖崛学生创新潜力。

参考文献：