电子电路设计方案范文

导语：如何才能写好一篇电子电路设计方案，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。

篇1

关键词： 数字电路 首堂课 教学方案

近年来，为适应新的发展，教育领域提出了各种形式的教学改革，有固定套路，也鼓励不拘于格，无论哪种方式，都必须建立有效的课堂。否则，再好的课程，也不能落实到学生头上，一切的教学质量也都是空谈。学生接受知识普遍习惯于一个完整的方式，据此，考虑通过典型生活实例子的引入，让学生刚开始接触《数字电路》课程，就对简单数字电路框架有初步认识，以利于进一步学习。

1.课题引入

例：设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。

2.教师启发引导

A、B、C：合格―3V―1， F ：合格―3V―灯亮―1

不合格―0V―0， 不合格―0V―灯灭―0

图1

3.传感器认识

上述问题图1中，开关电源为传感器部分。

传感器是一种检测装置，能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。当今进入信息时代，在利用信息的过程中，传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

此处，要向学生强调：任何非电量，都必须通过传感器转化成电量，然后才能用电路进行处理。传感器是个统称，它的类型很多。

4.表决电路研究

表决电路特点：表决速度快，有了它，如在“星光大道”等电视节目中，观众具有参与性。设裁判分别为变量A、B和C，表示成功与否的灯为F。表决电路既然是电路，那它就只认电压，如图1，图中开关按钮就

是传感器，把非电量：裁判的合格与不合格判定转化为电路认识的电量；表决电路既然是电路，电路输出也是电量，驱动灯泡发光。

4.1列真值表

表决电路输入通过开关按钮取3V或0V，分别代表裁判合格、不合格；当然表决电路的实际输出，也只能是电位了：高和低，我们亦可设为3V或0V，如图1，3V时灯亮，0V时不亮，分别代表总的裁定：合格与不合格。现在的问题，就是找表决电路了。怎样找出表决电路呢？方法：引入数学（在这里它是找表决电路的方法，我们称之为数学工具）。由于引入了变量A、B和C及F（在电路中它们分别取3V或0V），为了理论分析方便，3V用1表示，0V用0表示，问题1：我们很容易列出下表，称为真值表。真值表1：对于表决电路输入量A、B和C，分别代表三个裁判员，①当运动员杠铃完全举起，动作完美，他们都会认为合格。②当运动员杠铃完全没举起，他们都会认为不合格。③当运动员杠铃似举非举，动作不完美，可能有的认为合格，有的认为不合格。合格取1，不合格取0，考虑所有情况，三个裁判共有八种组合的裁决，对于问题1，表决电路输出量F，所有裁判员认为合格取1，否则取0。接下来，仔细观察真值表1，我们可以找到F和A、B、C的关系，即F是A、B、C函数，亦即可以写出表达示：F=f（ABC），但有条件，条件就是我们规定的与、或、非基本逻辑关系。（这里变量F和A、B、C取1、0就是为了引入函数，分析方便。）

真值表1

4.2与、或、非三种基本关系真值表及函数式的创建

4.2.1与基本关系真值表及函数式的创建

真值表2 已知真值表2 规定：F=A・B――称为与逻辑的逻辑函数式

条件：真值表中四种情况都满足

0=0・0 即：0・0=0

0=0・1 即：0・1=0

0=1・0 即：1・0=0

1=1・1 即：1・1=1

引入逻辑与运算概念及规则

4.2.2或基本关系真值表及函数式的创建

真值表3 已知真值表3 规定：F=A+B――称为或逻辑的逻辑函数式

条件：真值表中四种情况都满足

0=0+0 即：0+0 = 0

1=0+1 即：0+1 = 1

1=1+0 即：1+0 = 1

1=1+1 即：1+1 = 1

引入逻辑或运算概念及规则

4.2.3非基本关系真值表及函数式的创建

真值表4 已知真值表4 规定：F

引入逻辑非运算概念及规则

以上人为定义后，真值表跟表达式等效，它们是反映同一问题的两种形式，实质一样，表现方式不一样而已。这是英国数学家布尔发明的，就此引入数学，称布尔代数。

4.3写出表达式

在逻辑代数中，任何一种逻辑关系（特点是所有变量只有两种取值）都可以由与、或、非三种关系复合出来。只要写出真值表就可写出函数的与、或、非表达式，这样，上述举重裁决器可写出（具体写法后述课程中介绍）：

上述函数表达式由与、或、非三种基本关系复合而成，也就是我们把问题数学化了，对于实际情况，同一功能电路力求最简，有了表达式，可方便化简，这就是数学的魅力，即：数学是一种工具，解决问题的办法、桥梁。得到最简表达式，就可画出电路图了（具体作图方法后述课程中介绍），完成电路设计。

5.结论

本次研究重点，以简单生活实例，力求使学生对数字电路基本构成框架有所认识，明白各物理量的相互转换，建立起解决实际问题的思想方法，真正领悟数学是解决实际问题的工具，为更好地学习后续课程打下基础。以上只是自己多年教学的探索和感悟，希望与广大同行一起探讨，以期取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]丁德渝.电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]童钰.公用技术组合逻辑电路设计方法的初步探讨[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2005，25（1）.

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在人类的科学研究中，有不少研究成果得益于大自然的启发，例如仿生学技术。随着计算机技术和电子技术的发展，许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。在人工智能方面，已经实现了能用计算机和电子设备模仿人类生物体的看、听、和思维等能力；另一方面，受进化论的启发，科学家们提出了基于生物学的电子电路设计技术，将进化理论的方法应用于电子电路的设计中，使得新的电子电路能像生物一样具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,用来实现高适应、高可靠的电子系统。这类电子电路常称为可进化硬件(EHW, Evolvable HardWare)。本文主要介绍可进化硬件EHW的机理及其相关技术并根据这种机理对高可靠性电子电路的设计进行讨论。

1 EHW的机理及相关技术

计算机系统所要求解决的问题日趋复杂，与此同时，计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低，实践经验表明，要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的，因此人们寄希望于系统的容错性能：即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性，大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统，通过千万年基因进化，使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下，不断地进行自我诊断，并最终自愈。因此借用这一机理，科学家们研究出可进化硬件（EHW,Evolvable HardWare），理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力，能够通过自我重构消除错误，而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下，通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说，EHW具有两个方面的目的，一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中；另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法；后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是EHW在第一个方面的问题。

    对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算（Evolutionary Computing）算法,特别是遗传算法（GA）为设计算法，在数字电路中以现场可编程门阵列（FPGA）为媒介，在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列（FPAA）为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列（FPTA），它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识，并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。

1．1 遗传算法

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法，它借鉴了物种进化的思想，将欲求解问题编码，把可行解表示成字符串形式，称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体，称为种群，它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中，根据适应值或某种竞争机制选择个体（适应值就是解的满意程度），使用各种遗传操作算子（包括选择，变异，交叉等等）产生下一代（下一代可以完全替代原种群，即非重叠种群；也可以部分替代原种群中一些较差的个体，即重叠种群），如此进化下去，直到满足期望的终止条件，得到问题的最优解为止。

1．2 现场可编程逻辑阵列(FPGA)

现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(LUT, Lookup Table)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态，工作时需要对片内的RAM进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言（HDL）描述了一个逻辑电路以后， FPGA开发软件会把设计方案通过编译形成数据流，并将数据流下载至RAM中。这些RAM中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用，灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统，这就是可编程特性。这一特性是实现EHW的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中，用得最多得是Xilinx 公司的Virtex系列 FPGA芯片。

2 进化电子电路设计架构

本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述EHW的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性，所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说，所谓的变化的来源很多，如硬件故障导致的错误，设计要求和规则的改变，环境的改变（各种干扰的出现）等。

从进化论的角度来看，当这些变化发生时，个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时，个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。

电子电路进化设计架构如图1所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化，分别是内部进化和外部进化。其中内部进化是指硬件内部结构的进化，而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的，当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出，进化过程是一个循环往复的过程，其中是根据进化算法（遗传算法）的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤：

（1）根据设计的目的，产生初步的方案，并把初步方案用一组染色体（一组“0”和“1”表示的数据串）来表示，其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到FPGA上，用来定义FPGA的开关状态，从而确定可重构硬件内部各单元的联结，形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的FPGA器件可以接受任意组合的数据流下载，而不会导致器件的损害。

（2）将设计结果与目标要求进行比较，并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体，根据适应度进行排序，下一代的个体将由最优的个体来产生。

（3）根据适应度再对新的个体组进行统计，并根据统计结果挑选一些个体。一部分被选个体保持原样，另一部分个体根据遗传算法进行修改，如进行交叉和变异，而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到FPGA中对硬件进行进化。

（4）重复上述步骤，产生新的数代个体，直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。

一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果，最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。

图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法，即用模拟软件来代替可重构器件，染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式，而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行，只有最后的结果才在器件上实施。

进化电子电路设计中，最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中，变异因子的确定是需要慎重考虑的，它的大小既关系到个体变异的程度，也关系到个体对环境变化做出反应的能力，而这两个因素相互抵触。变异因子越大，个体更容易适应环境变化，对系统出现的错误做出快速反应，但个体更容易发生突变。而变异因子较小时，系统的反应力变差，但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。

对于可进化数字电路的设计，可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计，一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活，而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机（Cellular Automaton）的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时，只需要定义整个模块的适应度，而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬，对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。

3 可进化电路设计环境

上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图2所示的设计系统环境下进行。这一设计系统环境对于测试可重构硬件的构架及展示在FPGA可重构硬件上的进化设计很有用处。该设计系统环境包括遗传算法软件包、FPGA开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。

遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有FPGA器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上，一个接口码将GA与硬件连接起来，可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组，并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计，可采用Spice软件作为线路模拟仿真软件，把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况，通过相应软件来评估设计结果。

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1Proteus仿真软件简述

Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。

2Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析

在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。

3Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试

在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。

4Proteus仿真软件的实用电路分析

在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。

5结语

综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并检测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。

作者:侯彬 单位:东北石油大学秦皇岛分校

参考文祥

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电路中的每个器件的独立功能和各个器件之间的关系是根据电磁学的定律协调存在于整个系统中的。任意一个器件都不能离开整体去研究。脱离了整体性，器件本身就失去了在系统中存在的意义。而且，研究单一的器件本身不能够对电路整体的性能得出正确结论。综上所述，用系统工程思想对电子电路系统设计中出现的各种问题进行定量、定性的分析，并根据分析结果对产品进行优化设计，使产品的可靠性和适用性接近或达到设计目标的方法就是系统工程在电子电路设计领域中的应用

二、在实际生产中的应用

一般而言，系统工程技术在电子电路设计中应用的具体步骤如下:

1．系统设计初期:在电子系统设计的初期，首先要处理的是电路本身要实现什么样的功能以及怎样实现的问题。这个阶段也可以称之为阐明问题阶段。在这个阶段中应用系统工程的方法可以分两步进行，一是分析问题的内容，主要是设计者们要把现实世界待解决的问题用专业知识归纳分析，总结出各种实现方案;二是解决问题，设计者们要在不同的实现方案中分析每种方案对资源的需求，通过线性规划、动态规划等运筹学(OperationResearch)方法找出最优方案进行设计。

2．电路模块设计阶段:电子系统设计方案确定后，就可以使用Protel等EDA软件进行具体电路的设计。由于每个电子系统都是由各个子系统构成的模块化结构，在这一时期可以应用系统工程中的结构化模型技术对组成整个电子系统的每个电路模块进行分析。一般的步骤是选择每个电路模块中的构成要素、根据构成要素建立电路模块的邻接矩阵和可达矩阵、用代数的方法建立整个电子系统的解释结构模型(ISM)，然后用图解法定量的分析该模型的平衡点和稳定性。利用模型分析的结果对构成电子系统的的各个模块进行性能微调，使其能更好的接近理想状态。

3．整体电路仿真分析:组成电路的每个模块EDA设计完毕后，就可以对整体的电路进行软件仿真分析。由于电子电路系统在宏观上是一个连续系统，而连续系统的数学模型一般是由微分方程组成。一旦系统中存在非线性要素，微分方程是不能求得其具体数值的。在这种情况下只能使用系统工程中的离散相似技术对连续系统进行离散化处理。使用电子仿真软件Multisim把整体电路图输入计算机，通过记录系统输入和响应数值，建立系统的动力学模型。再通过对系统动力学模型的数值计算分析该系统的可靠性和稳定性，为最终的电子系统性能评价提供依据。

4．电子系统总体价值分析:经过上述步骤，一个较完备的电子电路系统基本建立。为了能使电子电路系统实现产品化，在系统的设计目标达到后还要对系统进行价值分析。使用系统工程中的决策分析技术，能够通过效用分析、冲突分析等手段分析该系统的成本、风险以及可能存在的隐患和漏洞。在电子系统形成产品前尽可能的完善其功能，提高其性能价格比，从而得到一个在技术上稳定、可靠、适用;在市场上具有一定竞争力的电子电路系统。

三、结语

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关键词：时钟，设计，安装

 

数字电路时钟实验电路的设计方案种类很多，但大多是静态显示电路。本设计是一种动态显示的数字时钟，使用4位LED数码管，可显示小时和分钟，电路功耗低、显示器件寿命长；采用4.19MHz晶振荡作为时基，计时非常准确；用加速输入脉的方法进行调时、调分，使时间调整更加方便准确；全部使用CMOS集成电路，减少整机功耗，提高了可靠性；虽然动态扫描显示的电路相对比较复杂，但作为实验电路，它用到数字电路各部分知识，如振荡电路、分频电路、计数电路、译码电路、动态显示电路及控制电路等，对于刚刚学习过电子技术基础的学生来说，是非常适合的，对电子爱好者学习电子电路设计也是很适用的。

一、电路组成及工作原理

图1为时钟电路的原理图。整个电路可按功能分为1HZ信号发生电路、计数电路、译码电路、动态扫描显示电路及调时、调分控制电路这五部分。免费论文。

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关键词： 电子技术课程设计 EWB 综合性设计课题

1.引言

电子技术课程是电气自动化专业十分重要的基础课程，目前我校电气、自动化专业均采用了高等教育出版社出版康华光主编的教材《模拟电子技术》（第五版）和闫石主编的教材《数字电子技术》（第五版）。这些教材作为电子技术的经典教材，带给学生很丰富的基础理论知识。但是社会经济的发展不仅需要大学生掌握电子技术的基本原理，更要求他们结合现代技术发展的趋势和需求，掌握电子技术方面课题的设计和应用，尤其是要结合计算机完成方案选择、方案实现及分析论证的过程。因此利用现有资源加深学生对电子技术基础理论知识的理解，正是电子技术课程设计的主要目的。

2.EWB概述

Electronics Workbench（简称EWB）以SPICE3F5为模拟软件的核心，增强了数字及混合信号模拟方面的功能，是一个用于电子电路仿真的“虚拟电子工作台”。

EWB软件提供电路设计和性能仿真所需的数千种元器件和各种元器件的理想参数，同时用户还可以根据需要新建或扩充元器件库。它提供直流、交流、暂态的13种分析功能。另外，它可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电，以观察不同故障情况下电路的状态。EWB软件输出方式灵活，在仿真的同时它可以储存测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，显示波形和具体数据等。由于它具有磁盘占用空间小、对计算机要求低和运行速度快等特点，有助于对所学电子技术知识的掌握，提高对电路的分析能力和学生的创新能力，因此EWB是目前高校在电子技术教学中应用最广泛的一种电路仿真软件。

此外，EWB软件界面形象直观，操作方便，采用图形方式创建电路和提供交互式仿真过程。创建电路需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕中选取，且元器件和仪器的图形与实物外形非常相似，因此极易学习和操作。由于它所具有的这些特点，我们选择将它作为电子技术仿真设计的操作软件。

3.基于EWB的电子技术课程设计

基于EWB的电子技术课程设计主要涉及基础仿真实验，针对该门课程的教学要求及大纲的设定实验内容，我们有针对性地提取出电子技术中的重点和难点，给出了一些练习习题，希望学生首先能读懂电路，其次能在EWB软件环境下仿真运行电子电路，观察运行过程和结果，找出并排除故障。在习题练习的基础上，学生既熟悉了EWB软件，又加深了基础点知识的掌握，因此笔者最后给出了总的设计方案，让学生运用前述经验进行自行设计、仿真运行、调试改善，完成一次完整的电子技术仿真实验，同时也为下一步设计方案的硬件实现打下良好的基础。

根据我校电气自动化专业的课程大纲要求，电子技术的学习重点包括单级及多级放大电路、直流电源电路、功率放大电路、运送放大器及其应用、基本逻辑关系、组合逻辑电路及应用、时序逻辑电路及应用等。这里给出两个习题。

（1）电源、整流和稳压电路

稳压电源电路如图1所示。220V、50Hz的电源经变压器降压、全波整流和稳压电路的稳压，在输出端得到一个12V的稳定的直流电压，运行该电路，如有故障则需分析原因并排除。该习题任务之一为变压器参数设计，任务之二为讨论滤波电容C的大小与好坏对电路稳定效果的影响，任务之三为讨论电位器Rw调节的位置对电路输出电压的影响。

首先要求学生在EWB软件环境中建立如上图所示的稳压电源电路，此过程可以帮助学生逐渐熟悉EWB软件的基本操作。但其实该电路并不是一个完美的电路，运行过程会出现故障，此时需要学生通过理论知识的分析，来分析故障产生的原因，并通过调节电路中的某些元件参数加以改正。因此通过该习题的仿真，学生不仅初步建立了对EWB仿真软件的认识，掌握了其基本使用方法，而且需要重新温习有关稳压电源电路的理论知识，借此加深了解变压器设计时的参数选择，加深了对串联型稳压电路的理解，并提高了电路故障的排除技能，掌握了示波器、电压表、电流表及万用表的使用方法。

（2）数字电路逻辑关系测试

数字电路如图2所示，任务为写该图电路的逻辑状态表、逻辑函数表达式，并进行化简。

在EWB环境中按图建立数字电路图，运行、记录输出与输入之间的关系，构成真值表，以此测试该数字电路的逻辑关系。习题目的为希望学生认识、了解数字电路的功能和测试方法，掌握逻辑函数的不同表示方法，熟悉、掌握电路仿真的操作技术。

4.综合性设计课题

模拟电子技术和数字电子技术各有侧重点，参加课程设计的学生数目众多，而文章篇幅有限，因此在这里我们仅给出两个综合性的设计课题为例。

（1）模拟电子技术部分

设计任务为设计一个用于晶体管收音机的功放电路，满足一定的要求，如由220V交流电源供电；有一定的选频功能，如要求通过信号的频率范围为（20Hz～2kHz）；有一定的放大倍数，如前级和后级的放大倍数分别为20和60，在此不一一赘述。

参考步骤为：调研、查找并收集资料，列出参考资料目录；绘制电气原理图；按所给定的功能要求进行参数计算，列出元器件明细表；在EWB软件环境中创建需要进行仿真分析的电路图；仿真运行，观察运行过程及结果，进行放大电路的直流工作点分析，进行交流频率分析，并记录中间数据；记录运行过程中的故障，分析原因，调整方案及参数直至满足全部要求。

（2）数字电子技术部分

设计任务为设计一个符合实际的交通信号灯。

参考步骤为：分析设计要求，列出状态表，写表达式，画出数字电路图，仿真运行，调试直至符合要求。

5.结语

对于电气自动化等专业的学生来说，掌握了电子技术的课堂知识，还需要实践来加深对该门课程知识的理解，而电子技术的课程设计作为从课堂到实验室的一个桥梁，能很好地发挥过渡作用，既能使得学生从课堂下来以后得到一个缓冲，加深对课堂知识的理解，又能培养学生在进入实验室之前已经掌握初步的电子电路的设计方法和调试技能，为动手完成自己的实际作品打下较好的基础。笔者根据专业课程大纲要求，给出了若干个课程设计的习题及设计方案，希望学生通过这些设计任务掌握该部分的知识和技能。

参考文献：

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关键词：EDA；自顶向下；VHDL；交通信号灯

中图分类号:TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)15-21050-04

Implementation of Traffic Signal Lights Based on VHDL

LUO Hai-tao

(School of Informatics,Guangdong University of Foreign Studies,Guangzhou 510420,China)

Abstract:EDA integrates the latest technologies of modern Electronics and Computer Science,its design adopts top down methodology,and hardware description language is used to design electronic circuit in EDA;VHDL becomes one of the most popular hardware description language because of its strong ability of modeling and syntheses.Designed traffic signal lights based on VHDL.

Key words:EDA(Electronics Design Automation);Top down;VHDL;Traffic Signal Lights

1 引言

硬件描述语言（HDL，Hardware Description Language）至今约有40余年的历史，现在已成功地应用于ASIC自动设计的模拟验证和综合优化等方面。其特点是借鉴高级语言的功能特性对电路的行为与结构进行高度抽象化、规范化的形式描述，并对设计进行不同层次，不同领域的模拟验证与综合优化等处理，使设计过程达到高度自由化。

VHDL语言全称是“超高速集成电路硬件描述语言”（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language），1982年被研发出来以。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言，并公布了VHDL的IEEE-1076版（87版）。1993年IEEE对VHDL进行修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展了VHDL的内容，公布了新的VHDL版本，即IEEE标准的1076-1993版本（93版）。VHDL语言描述能力强，覆盖了逻辑设计的诸多领域和层次，大大简化了硬件设计任务，提高设计的可靠性。基于VHDL语言的设计方法得到了广泛的应用，VHDL语言已成为硬件描述语言的工业标准。

2 EDA技术与VHDL语言

EDA 技术是90年代迅速发展起来的，是现代电子设计的最新技术潮流，是综合现代电子技术和计算机技术的最新研究成果，是从事电子线路设计与分析的一门技术，包括电子线路的设计、计算机模拟仿真和电路分析、印制电路板的自动化设计三个方面的内容。

进入21世纪后，EDA技术得到了更大的发展，突出表现在以下几个方面：(1)使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能；(2)在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强大的EDA软件不断推出；(3)电子技术全方位纳入EDA领域；(4)EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容。传统的电子产品的设计必须经过设计方案的提出、电原理图设计、初步验证、样机制作、小批量试制、大批量生产等几个过程。对于电子产品设计工程师而言，必须保证理论设计、初步验证两个过程完全正确，才能按电路原理图绘制成电路板图，并进行进一步的生产。

传统的电子产品的设计通常采用自底向上(Bottom Up)电路设计方法，即首先根据系统对硬件的要求，写出详细的技术规格书，画出系统的控制流程图；其次，根据技术规格书和控制流程图，对系统功能进行细化，合理划分功能模块，画出系统的功能框图；然后，对各个功能模块进行细化和电路设计；最后，将各个功能模块的硬件电路连接起来再进行系统地调试，最后完成整个系统的硬件设计。手工设计方法的缺点是：(1)复杂电路的设计、调试十分困难；(2)如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便；(3)设计过程中产生大量文档，不易管理；(4)对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体生产工艺直接相关，因此可移植性差；(5)只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测。

基于EDA技术的设计则采用自顶向下的设计方法。

(1)采用可以完全独立于目标器件芯片物理结构的硬件描述语言，在系统的基本功能或行为级上对设计的产品进行描述和定义，结合多层次的仿真技术，在确保设计的可行性与正确性的前提下，完成功能确认；

(2)利用EDA工具的逻辑综合功能，把功能描述转换成某一具体目标芯片的网表文件，并将它输出到该器件厂商的布局布线适配器，进行逻辑映射及布局布线；

(3)利用产生的仿真文件进行功能和时序验证，以确保实际系统的性能。

自顶向下方法的优点是：顶层功能描述完全独立于目标器件的结构，在设计的最初阶段，设计人员可不受芯片结构的约束，集中精力对产品进行最适应市场需求的设计，从而避免了传统设计方法中的再设计风险，缩短了产品的上市周期；设计成果的再利用得到保证；由于采用的是结构化开发方法，因此确认主系统基本结构后，可以实现多人多任务的并行工作方式，提高系统的设计规模和效率；在选择目标器件的类型、规模、硬件结构等方面具有更大的自由度。

EDA技术通常采用硬件描述语言进行电子电路设计，EDA技术主要特点是：(1)采用硬件描述语言作为设计输入；(2)库(Library)的引入；(3)设计文档的管理；(4)强大的系统建模、电路仿真功能；(5)具有自主知识产权；(6)开发技术的标准化、规范化以及IP核的可利用性；(7)适用于高效率大规模系统设计的自顶向下设计方案；(8)全方位地利用计算机自动设计、仿真和测试技术；(9)对设计者的硬件知识和硬件经验要求低；(10)高速性能好；(11)纯硬件系统的高可靠性。

目前常用的用于EDA技术的硬件描述语言有：ABEL-HDL；Verilog HDL：IEEE 1364-1995，2001；VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)： IEEE 1076-1993。其中VHDL语言以其强大的行为建模、结构建模、寄存器传输级描述以及逻辑综合功能成为EDA技术中应用最广泛的硬件描述语言之一。

3 VHDL建模方法

VHDL建模方法一般有行为建模、结构建模、寄存器传输级描述等方式。VHDL具有强大的行为描述能力，成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。行为描述避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统。VHDL丰富的仿真功能和库函数可以在系统的设计早期阶段查验系统功能的可行性，并对设计进行仿真模拟。分解大规模设计和已有设计的再利用，这是由VHDL的行为描述能力和程序结构决定的。用VHDL完成设计后，可以用多种EDA工具进行逻辑综合和优化，VHDL对设计的描述具有相对独立性。行为建模是一种抽象描述，不是对具体电路结构的描述，是对设计实体整体功能的描述，是高层次的概括。对系统进行行为描述目的：在系统设计的初始阶段通过对系统行为描述的仿真发现设计中存在的问题；行为描述阶段不考虑用具体硬件去实现实际的操作和算法，主要检验系统的结构以及工作过程能否达到系统设计的要求。

行为建模主要使用函数、过程和进程，采用行为建模的方法设计的VHDL语言程序一般不能进行综合，必须先使用EDA工具在行为级上进行仿真，确认无误后再将程序改为结构建模或者数据流建模的VHDL语言程序，然后再进行综合。行为建模意义在于对复杂的、多层次的系统来说，行为建模使设计者在早期发现错误，并且确定设计是否合理。

结构建模是指在层次化设计中，高层次(顶层)模块调用低层次模块、基本逻辑门或者基本逻辑单元来组成复杂数字电路或系统，例如一位全加器可以由一位半加器和或门构成，在进行结构建模时，可以先建立半加器和或门模块，包装入库，再调用这些模块建立全加器。这里，全加器是顶层模块，半加器和或门是底层模块，所以，结构化描述体现了层次化设计思想。

寄存器传输级描述RTL(Register Transfer Level)，其设计实体的描述按照从信号到信号的数据流形式，或者叫“数据流描述方式”。根据RTL描述，可以导出系统的逻辑表达式并进行逻辑综合，是ED设计中经常采用的描述方法。行为方式描述的系统结构程序抽象度高，很难直接映射到具体的硬件，必须先转换为RTL方式描述的VHDL语言程序。

逻辑综合是针对给定的电路功能和实现此电路的约束条件，如速度、功耗、成本及电路类型等，通过计算机进行优化处理，获得满足要求的电路设计方案。逻辑综合的依据是逻辑设计的描述和各种约束条件；逻辑综合的结果是一个硬件电路的实现方案，该方案必须同时满足预期的功能和约束条件。满足要求的方案可能有多个，但逻辑综合器将产生一个最优或接近最优的结果，该结果和逻辑综合器的工作性能有关。

4 系统设计实现

本系统在Altera公司的Max+ Plus II 10.0 BASELINE软件下用VHDL语言设计实现，操作系统环境为Windows XP version 5.1.2600。系统采用自顶向下的设计方法，首先把系统按功能分解成4个模块：controller、display、fenwei以及frequency。分别设计4个模块，然后再调用它们构成整个系统。系统顶层采用图形方法设计，如图1所示。

4个底层模块则采用VHDL语言设计，其中Controller的接口代码为：

Entity Controller Is

Port

(Clock:In Std_Logic;

Reset:In Std_Logic;

Hold:In Std_Logic;

Flash:Out Std_Logic;

NumA,NumB:Out Integer Range 0 To 25;

RedA,GreenA,YellowA:Out Std_Logic;

RedB,GreenB,YellowB:Out Std_Logic

);

Frequency模块的接口代码为：

Entity Frequency Is

Port

(Clk10Hz: In Std_Logic;

Clk1Hz:Out Std_Logic

);

End;

Display模块的接口代码为：

Entity Display Is

Port( Clock:InStd_Logic;

Flash:In Std_Logic;

Qin:In Std_Logic_Vector(3 Downto 0);

Display:Out Std_Logic_Vector(0 to 6));

End;

Fenwei模块的接口代码为：

Entity Fenwei Is

Port

(Clock:In Std_Logic;

Numin:In Integer Range 0 To 25;

NumA,NumB:Out Integer Range 0 To 9

);

End;

编译后运行结果如图2所示。

5 结束语

VHDL是一种功能非常强大的硬件描述语言，主要用于描述数子系统的结构、行为、功能和接口。VHDL借鉴了高级语言的特点，可以将一项工程设计，或称设计实体，（可以是一个元件、一个电路模块或一个系统）分成外部（可视部分即端口）和内部（不可见部分），即设计实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，只要其内部开发完成，其他的设计就可以直接调用这个实体。

参考文献：

[1] 胡振华-VHDL与FPGA设计[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[2] 求是科技.VHDL应用开发与工程实践[M].北京:人民邮电出版社,2005.

篇8

关键词：放大电路 信号调理 噪声控制

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

1 引言

压力传感器在电子产品中的应用比较广泛，其信号调理电路通过对信号的调节变换，使信号达到后续电路的接收要求。电路的误差控制、抗干扰技术对电路的设计至关重要，电路的稳定性直接关系到单片机数据采集系统的准确性和产品的实用性。

本论文的信号调理电路主要用于电子称等衡器的前端信号处理，量程0―5Kg，其最大允许误差±1.5e（分度值e=2g）。本论文从误差分析，力传感器的选定和放大电路的设计三个方面阐述该电路设计思路。

2硬件设计中误差解决方法

降低电路元器件产生的噪声、设置稳压电流源作传感器专用电源，可保证传感器输出信号精度高，纹波小，稳定可靠，选择合适的传感器。

由于组成电路的元件内部会产生一些噪声，并且实验中发现，噪声的功率与输入的电压有直接的关系，而且会对实验的参数产生较大的影响。在试验中对电阻等噪声较大的原件通过元件的噪声参数建立模型来进行系统分析。综合考虑成本及噪声性能，选择噪声较小的NE5532放大器电路，其相对噪声比优于同等价格的其他运算放大器。

传感器采用了N430-5kg应变式压力传感器，量程0～5kg，灵敏度为1.0mV/N，体积小，易携带；额定输出1.0±0.15mV/V，能够满足实验精度要求；并能够使产品具有便携性，力传感器后接电桥的以减少温漂，即电桥压力传感器的电桥电阻设为R1=R2=R3=R4=100Ω，差动工作，应变片使得电桥保持了平衡，使得电桥的输出电压与电阻变化有关，保持了一个即R1=R-R，R2=R+R，R3=R-R，R4=R+R，则电桥输出为

3放大电路的分析与设计

整体电路设计如图3-1所示，包含两级放大电路，通过反馈设计提高了输出的准确性。第一级放大电路采用双运算放大器，此放大器小信号带宽10MHZ，功率带宽140KHZ，转换速率9V/us，符合一般控制电路的设计要求。第二级放大电路采用二阶低通滤波运算放大电路。

通过使用Multisim 12.0仿真软件中的函数发生器模拟在f0=10Hz下的滤波波形，其通带最大衰减为4.165518dB，阻带最大衰减为14.403186dB，其中R9和R11=R10//R12，由R12来确定放大倍数，算得Q=0.5，满足实验设计要求。

由于在 Multisim12.0仿真软件中，没有直接的电荷源信号，考虑到电阻应变式传感器输出为电压信号，改变传感器的应变重量，在形式上是以电压的形式输出的。在电路分析时可以把传感器看作一个电压源，其输出电压在其电电路中将信号传递给放大电路。所以在模拟仿真中，采用了TL431ACD 保证模拟信号输入端的稳定性。

4 软件设计中的误差补偿

采用延迟法进行误差补偿，在系统中， 存在控制开关的抖动干扰。抑制这种噪声方法就是通过延时， 让接通或断开信号稳定后系统再工作， 就可以避免抖动干扰。

5 结语

本设计的放大电路的带宽在890mHZ～123HZ，测得输入为2.756mv时，输出为217.177mv，放大倍数约100倍。整体上对各种误差来源给以充分的估计，并针对不同的情况采取不同的技术措施，以提高系统的抗干扰能力，保证了系统的准确、可靠。

参考文献

[1]庄严.《电子秤与智能仪器的设计》.仪表技术，2002.2.

[2]刘同娟，马向国.《Multisim在电力电子电路仿真中的应-用》.电力电子，2006.2.

[3]殷铸灵，许良军.《小信号放大电路的噪声分析》.机电元件，2011.12.

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一、电子电路的调试

一般的测试的步骤和方法如下：

1．不通电检查。检查连线电路安装完毕后，不要急于通电，先认真检查接线是否正确，包括错线、少线、多线。多线一般是因接线时看错引脚，或者改接线时忘记去掉原来的旧线造成的，在实验中经常发生，而查线时又不易发现，调试时往往会给人造成错觉，以为问题是由元气件造成的。例如TTL两个门电路的输出端无意中接在一起，引起电平不高不低，人们很容易认为是元器件坏了。为了避免做出错误判断，通常采用2种查线方法：一种方法是按照设计的电路图检查安装的线路，把电路图上的连线按一定顺序在安装好的线路中逐一对应检查，这种方法比较容易找出错线和少线；另一种方法是按实际线路来对照电路原理图，按照2个元件引脚连线的去向查清，查找每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但能查出错线和少线，还能检查出是否多线。

2．通电观察把经过准确测量的电源电压加入电路，但信号源暂不接入，电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否闻到异常气味，手模元件是否发烫，电源是否有短路现象等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。然后再测量各元件引脚的电源电压，而不是只测量各路总电源电压，以保证元器件正常工作。

3．分块调试调试包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量，调整是指在测试的基础上对电路的参数进行修正，使之满足设计要求。为了使测试顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电位值、相应的波形以及其它数据。测试方法有2种：第一种是采用边安装边调试的方法，也就是把复杂的电路按原理图上的功能分成块进行安装调试，在分块调试的基础上逐步扩大安装调试的范围，最后完成整机调试，这种方法称为分块调试。采用这种方法能及时发现问题，因此是常用的方法，对于新设计的电路更是如此。另一种方法是整个集成电路安装完毕，实行一次性调试。

这种方法适用于简单电路或定型产品。本文仅介绍分块调试。分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一个模块。比较理想的调试程序是按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的联调创造条件。分块调试包括静态调试和动态调试。

二、系统的精度及其可靠性

测试系统精度是设计电路很重要的一个指标。测量电路的精度校准元件应该由高于测量电路精度的仪器进行测试后，才能作为校准元器件接入电路校准精度。例如，测量电路中，校准精度时所用的电容不能以标称值计算，而要经过高精度的电容表测量其准确值后，才能作为校准电容。对于正式产品，应该就以下几方面进行可靠性测试：抗干扰能力；电网电压及环境温度变化对装置的影响；长期运行实验的稳定性；抗机械振动的能力。四、电子电路的故障分析与处理在实验过程当中，故障常常是不可避免的，分析和处理故障可以提高分析和解决问题的能力。分析和处理故障的过程就是从故障现象出发，通过反复测试，做出分析判断，逐步找出问题的过程。

三、调试中应注意的事项

在调试过程中，自始至终都必须具有严谨细致的科学作风，不能存在侥幸心理，当出现故障时，不要手忙脚乱，要认真查找故障的原因，仔细分析作出判断，切忌一遇到故障，解决不了问题就要拆掉线路而重新安装，或者盲目的更换元器件。因为即使重新安装，线路的问题可能依然存在，何况在原理上，问题并不是重新安装就能够解决的。再则，重新安装而找不出原因，会使自己失去一次分析和解决问题的锻炼机会，要认真查找故障原因，仔细分析判断，根据原电路原理找出解决问题的办法。

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实验教学是学生进行科学实验训练、强化理解理论知识、提高实践操作技能和科技创新能力的重要环节，对于提高学生的综合素质和培养学生的创新精神具有特殊意义。“电工电子技术”实验内容涉及面广，理论性和实践性较强，同时科学技术的迅猛发展促使实验教学内容进一步扩充，使得教学内容和授课学时的矛盾日益突显，在一定程度上阻碍了实验教学质量的提升，影响了学生综合素质能力的提高。只有重视“电工电子技术”课程的实验教学环节，注重更新实验教学内容，开设出一批新的设计性、综合性、创新性实验，才能激发学生学习兴趣，促进学生将理论知识转化为实践能力，有效提高实验教学质量和效果，有助于大学生向社会所需的应用型、创新型人才转变，为奔赴高新技术人才领域夯实专业基础。（1）多元化的培养教育模式。巩固基础理论知识，培养电工电子电路分析设计能力，训练实践操作能力，激发创新意识和培养创新能力，经过反复讨论研究确定实验教学实施方案。实验课程体系的教学内容体现多层次、模块化教学，合理利用课时资源，理论与实践紧密结合，强化工程实际应用以满足学生的个性发展需要。“电工电子技术”课程实验部分十个设计实例和两个综合设计项目，与理论教学同步进行，以此强化理论知识的学习，为工程实际运用打下良好基础。学生根据实验项目来完成实验任务，使学生熟悉了解科学研究的基本过程和方式方法，在进行实验设计时就能抓住重要步骤，有助于发挥学生自我导向性研究学习和自由互协作学习，激发学生的学习热情，增强学生的创新实践能力和综合素质能力。基础知识实验以教师分析讲解指导为主，便于学生理解理论教学内容，熟悉了解电工电子仪器的使用方法和注意事项。实验技能基础实训包括元器件检测、合理布局，电路的安装、调试等，该模块帮助学生巩固基础理论知识，掌握基本实验技能，培养学生科学的逻辑思维方式，逐步掌握科学的实验设计思想。综合设计性实验以学生实际动手操作为主，拟定设计型实验项目，提出设计要求，审查实验设计方案，利用Multisim仿真软件构造虚拟环境仿真，由学生自由选择实验器材实施实际硬件实验操作，教师从侧面进行必要的指导。这部分综合设计性实验实训项目涉及多学科理论知识，项目选题应与工程实际相结合，具有知识性、灵活性、综合性与创新性，难易程度应符合大多数学生的知识水平，并融入现代科学技术成果。在这一层次教学过程中，教师应特别注意启发式教学、情景式教学和任务驱动式教学方法的运用，引导学生充分发挥主观能动性和创造性，鼓励学生发挥个性自由组队、自主选题或自定题目、自定性能指标和设计方案、自行搭建电路测试实现，对学生自主提出的具有一定水平的和前瞻性的题目要给予大力支持，着重培养学生的知识综合应用能力、信息获取能力和实践创新能力。（2）建立开放式多媒体实验教学平台，进行协作学习。规划制作开放式的“电工电子技术”多媒体实验教学平台，它由理论课件教学、交流辅导中心、虚拟实验室等系统构成。在“电工电子技术”实验教学中利用计算机多媒体教学设备将实验教学内容以文字、图像等多种模式展现给学生，从基础理论、实验内容、实训操作、教书育人等方面给予充分的考量，把教学中的实验原理、实验方法等形象地表现出来，帮助学生获得示范性实验技能教学培训。建议和指导学生查阅电子制作、电子设计竞赛、最新电子产品、日常生活电器维修、最新芯片的应用等资料，结合本门课程的学习内容，掌握先进的专业技术和实验技能。校园网内学生可随时进入理论课件教学子系统学习多媒体课件，在交流辅导中心查阅任课教师的各类教学信息。如：所留作业、习题解答、仿真软件介绍、考试通知等，或与教师在BBS上以在线或者留言方式进行交流讨论，还可以进入虚拟实验室系统进行实验课程的预习和复习巩固。总之，建立开放式多媒体教学平台，进行协作学习极大的激发了学生的学习兴趣，转变传统教学观念，培养学生的自主学习习惯，通过多种途径使他们的各种智能得到尽可能大的发挥，提升学习能力。

二、教学培养模式多样化

随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，教学设施与软件设计平台日益完善，学生获取的知识是多样化的，而不再仅局限于课堂上。把先进的现代教育技术引入“电工电子技术”课程体系建设中，培养学生科学的设计理念，将理论、仿真和实践有机结合，从根本上转变传统的电工电子电路分析设计教学方法。当然，在实际的教学过程中不可重此轻彼，要做到理论与实践有机结合起来，引导学生更多地主动思考、主动探索、主动发现，加深对理论知识的认识，充分调动学生学习的积极性，有效提高学生的工程实践能力和创新能力。

1.计算机仿真与传统硬件实践相结合通过计算机仿真平台，由过去的简单验证实验现象、观察实验波形，转向深入分析电路设计思想，强调实验的真实性，尝试解决基本原理与工程实际相结合的难题，让学生在一个与实际工作相似的模拟环境下进行学习，培养学生科学思维、实验技能、设计能力和创新能力，增强他们走向社会的适应能力。Multisim仿真软件是ElectronicsWorkbench（简称EWB）的升级版本，它是加拿大的InteractiveImageTechnologies（IIT）公司于20世纪80年代推出的从电路仿真设计到版图生成全过程的电子设计虚拟电子工作平台，特别适合于电子电路的设计工作。[9]Multisim仿真软件最重要的特点是：（1）Multisim仿真软件中虚拟电子仪器可以对模拟、数字电路进行仿真，具有较强的电路仿真分析能力，元器件和仪器仪表与实际情况非常接近，采用内部提供的理想模型库构建电子电路，利用清晰明确的仿真过程使学生加深对基本理论知识的理解。[10]（2）Multisim仿真软件提供的电路模型可以帮助学生了解电工电子技术中典型电路的实验原理和测试仪器仪表的使用，尤其是在电路仿真分析时不必担心元器件和电子仪器的损坏。学生在设计电路过程中，可以修改电路及其参数，随时观察结果进行仿真调试，同时与理论结果进行对照，还可以对电路进行故障设置，以观察故障条件下电路的各种现象，这是真实实验环境中是难以做到的。

2.教学资源信息化和网络化的建设及应用现代教育信息技术的全方位应用，如：注重网络教学资源建设，建立课程教学网站和网络实验教学平台。学生可在任何时间、地点，通过校园网络进行自主学习和交流讨论，在课程教学网站中开辟教学讨论区，开展师生之间、同学之间交流讨论并为学生答疑解惑。教师可通过网络交互平台，实时课程教学信息、教学计划、考核要求，开展网络答疑、专题讨论和教学情况调查等教学辅助工作。建立网络实验教学平台，集成了实验教材、多媒体网络实验课件、电子教案、元器件数据手册、实验教学案例等立体化教学资源。创建一个多角度学习、多方位交流的平台，为学生提供丰富的网络信息资源，满足“电工电子技术”课程教学改革的需要，也为实行开放式实验教学模式奠定基础。

三、综合能力量化考核方式