电路与电子设计基础范文
时间：2023-10-20 17:26:50
导语：如何才能写好一篇电路与电子设计基础，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】汽车电子排挡 开发与设计思路 相关探究
随着信息技术以及汽车制造业的迅速发展，汽车电子排挡技术越来越受到青睐与关注。但我国汽车电子工业起步相对较晚，电子排挡的生产线及其相关主要零部件对于进口的依赖度相对较高。为此，加强对汽车电子排挡的开发与设计对进一步提高我国汽车生产竞争力有着至关重要的影响与意义。
1 挡位要求
集手动挡与自动挡为一体的电子排挡主要包含六个挡位，这六个挡位具体为空挡（N）、手动与自动切换挡（A/M）、升挡（+）、降挡（-）、倒车挡（R）以及前进挡（G）。这其中，空挡、前进挡以及倒车挡处于稳态的位置，而其余挡位处于非稳态位置。
A/M是手动与自动模式的选择挡，当驾驶员想要切换至手动模式进行驾驶时，只需将换挡杆向左打到这一选择挡位置就好，同样的由自动挡切换到手动挡也是如此。在空挡的情况下，变速箱与发动机处于相脱离的状态，此挡位的使用与传统的手动变速器使用类似，例如司机在遇到红灯时就需将汽车挡位挂到空挡位置处，此外，由于这种挡位的设计没有停车挡，为此司机在准备停车以及拔出车钥匙之前一定要将挡位挂到空挡上，否则汽车会自动发出警报声对司机加以提醒。
2 结构设计
电子排挡的机械结构主要有手柄、外壳、磁铁以及电路板等几部分组成。开关对应面上是自动模式下的选项开关；滑动片安装在手柄下面，主要用于驾驶员换挡时的移动挡杆。固定栓主要用于将底座、电路板以及上面的外壳固定，以防止在拨动挡杆时因电路板位置不稳定而造成的信号采集失误。
3 电路设计
硬件电路设计是整个电子排挡系统的一个重要部分，它首先对驾驶员所选择的不同挡位进行识别，再通过微控制单元MCU的处理后对读到的传感器信号进行编码，之后编码信号传送到TCM端面，来以此实现换挡的功能。在进行硬件电路设计时，应遵循资源节约、高性价比以及持续发展的原则。
就MCU控制模块来说，各挡位和传感器触发具备一定的对应关系。电子排挡硬件电路的主要作用有：
（1）通过传感器对驾驶员的操作意图进行采集，并对干扰信号进行过滤。
（2）将采集到的相关信号输送到MCU，并依照相关协议进行相应的处理。
（3）之后，将处理的结果信息准确实时地传输给变速器的控制机构。
4 主控制器（MCU）模块
电子控制单元作为整个电子排挡系统的核心与关键，其设计的好坏直接影响着整个系统运行的品质。电子排挡系统作为比较典型的实时控制系统，其控制的实时性特征明显。而由于汽车工作的环境相对较为恶劣，汽车内部元件所处的环境温度变化区间较大，这也就在一定程度上对电子控制单元的设计提出了相应的要求。为此，在考虑到设计成本问题的同时，一款芯片若能够在满足系统所需功能的同时也尽可能节省成本，这便是最佳的选择。本文所设计的电子排挡系统是以低功耗型单片机为核心控制单元的，该芯片是主要采用了8位CMOS闪存单片机，其不仅仅有着较为精确的内部振荡器以及遇起始位时的自动唤醒功能，同时其工作时电压的转换范围相对较宽泛。此外，该芯片的使用与操作也较为便捷，同时其运算能力也比较优越，可承受的工作温度也较为宽泛。一芯片总共有三组I/O口，本文所述的系统主要将RC的8个I/O口以及RA的一个I/O口作输入使用，以此接收相应的传感器输出，而RB其中的4个I/O口主要用作MCU的输出。最后，九个上拉电阻作用主要是提高输出电平与芯片输入信号的噪声容限，通过对抗干扰能力的增强以进一步防止系统复位时引起的不稳定状况。
5 电源相关设计
电源模块设计主要需要解决两个电源之间转换功能的实现问题。电源模块主要有供电和稳压两个重要功能。在汽车电子排挡整个控制系统中，需要进行供电的器件的主要有两部分，其中一部分是用于传感器等功率性器件的供电，另一部分是用于相关数字器件的供电。一般的车载系统都是12V的直流电源，而绝大多数单片机系统芯片都要求5V的直流电，这就需要将车载电源转换为能够满足单片机系统的直流稳压电源。本文设计主要运用大功率型三极管和稳压管来实现将12V的直流电源将为5V的直流电源的工作。这其中，两个三极管组成的共射，使得电路进一步放大，进而对信号也起到了双倍放大的作用。而电容起到一定的滤波作用，以用来消除车载电源抖动的相关干扰，同时，电阻连接在三极管的基极和发射极之间，起到了一定的稳定静态工作点的作用，而二极管在防止电源反接，避免烧坏电路板等方面起到保护电源的作用。
参考文献
[1]周晓翠.汽车电子排挡电路设计及电磁分析[D].控制科学与工程，湖南大学，2012.
[2]周晓翠，孙炜，陈彩霞.采用圆柱形永磁体的汽车电子排挡的开发[M].汽车工程，2012.
作者简介
陈建（1981-），男，河南省中牟县人。大学本科学历。现为河南职业技术学院讲师。研究方向为车辆工程。
高云（1980-），男，安徽省淮北市人。大学本科学历。现为河南职业技术学院讲师。研究方向为车辆工程。
篇2
关键词：数字电路 EDA 设计系统 仿真
中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0102-01
数字电路的发展经过了电子管、半导体分立器件以及集成电等几个阶段，与模拟电路发展类似，到上世纪六十年代，数字电路逐渐发展成为了由双极型工艺制成的小规模、中规模的逻辑器件。随着计算机技术的不断发展，微处理器的出现，到七十年代末，数字电路在性能上又发生了飞跃性的变化。
1 数字电路与EDA实验设计系统
1.1 数字电路
数字电路即是以数字信号来对数字量进行运算的电路，包括算术运算与逻辑运算。由于数字电路同时具有逻辑运算与处理的功能，因此也被称为逻辑电路，是由若干数字集成器件所构成的。随着数字电路中可编程逻辑器件PLD的出现，以及现场可编程门阵列FPGA的发展，数字电子技术规模不断扩大，而在结合相应软件后器件功能更加完善，使用更加灵活。
1.2 EDA实验设计系统
EDA实验设计系统即电子设计自动化，是一种用软件设计方式对电子系统到硬件系统进行设计的新的实验设计系统。该系统的设计载体为大规模可编程逻辑器件，设计工具包括计算机、大规模可编程逻辑器件的开发设计与试验系统开发软件等。EDA实验设计系统的应用实现了逻辑编译、逻辑分割，以及逻辑综合、化简与优化，同时也实现了逻辑布局与仿真，进而对特定的目标芯片进行适配编译、逻辑映射、编程下载，最终形成集成电子系统。
2 数字电路及EDA的应用及意义
2.1 数字电路及EDA的应用
随着数字电路的迅速发展，EDA在科研、教学、产品设计中的应用逐渐扩大，尤其是在教育领域，电子科技类高校几乎都上设置了EDA 课程，包括EDA概念、原理的学习，以及VHDL 描述系统逻辑方法和EDA电子电路模拟仿真实验的学习等等。高校教学中，可借助CPLD/ FPGA 器件进行课程设计、实验教学、设计竞赛与毕业设计等，进而提升实验设备与设计电子系统的经济性、可靠性、快速性，使之容易实现，方便修改，更多的提供学生践动手的机会，达到提高学生分析能力、思维能力、创新能力、动手能力以及设计开发能力。
通过电路模拟工具来完成对电路的设计、仿真与调试等应用，CPLD/ FPGA 器件的开发可直接应用到少量产品的芯片中，也能够在具体的仪器设备中使用，同时也可以应用到大批量产品的芯片前期开发中，尤其是机电产品的改造与升级，能够大幅度的提升产品的性能、质量、技术含量等。
2.2 应用意义
首先，EDA实验设计系统是现代电子设计的原动力。数字电路与EDA实验设计系统技术的掌握，对广大的高职学生、等学历的电子工程师来说意义重大，并且势在必行，只有与时俱进掌握EDA 技术，才能够有效地提升设计效率，参与到世界电子工业市场竞争中来，得以长远的发展。EDA实验设计系统的发展是电子设计、电子产品发展，以及电子产业的一项技术革命，这对电子类课程教学也提出了更高的要求。理工科的高校都开设了此类课程，特别是对电子信息类专业的学生而言，在日常的教学过程、毕业设计等都可以借助CPLD/FPGA器件，使试验设备具有高可靠性，设计出的电子系统经济快速。通过以上方面的训练，学生的实践动手能力乃至创新能力大大提升。
其次，EDA实验设计系统能够增加电子设计的核心竞争力。电子技术发展迅速，电子产品更新换代时间很短，而EDA作为电子产品开发的原动力，掌握好该技术能够增加电子设计的核心竞争力。EDA技术在科研、产品设计以及教学等方面都发挥着很大的作用。在产品设计方面，无论从微处理器到彩电音响等，EDA技术不单在前期的工作中如计算机模拟仿真等，也在电子设备研制与电路板制作等过程中有很大的作用。在科研方面，其目的是利用有效电路工具进行电路设计仿真，将某些元器件应用开发到仪器设备中，利用虚拟的仪器进行产品调试。在传统的机电产品开发升级过程中，CPLD/FPGA的应用可提高传统产品的性能，提高产品的市场竞争力。对于电子产品的研发而言，EDA技术是赋予产品的源源不断的生命力，是现代电子设计核心所在。
3 结语
随着电子技术全面的纳入了EDA的范畴，而各学科也因电子自动界限变得更加模糊与相互包容，尤其体现在以下几个方面：
（1）ASIC作为基于EDA实验系统设计工具的设计标准单元，已经在IP核模块以及大规模的电子系统中得以运用；（2）硬件与软件IP核在电子自动化行业不断发展；（3）电子设计成果可能以自主知识产权的模式予以明确的表达和确认。
参考文献
[1]谢良友.SZX数字电路实验箱.湖南师范大学自然科学学报.第18卷第2期.1995.6.
[2]周仲.国产集成电路应用500例北京：电子工业出版社出版，1988.
篇3
一、传统电子产品设计中遇到的问题
1、传统的电子产品，从设计、调试到验证完成，一般采用面包板或专门的焊机板，通过手工装配，再进行电路的反复测量、评估电路性能。当电路设计非常复杂时，采用这种传统的设计方法，极易产生连线错误、器件损坏等人为错误，常会造成人力、财力、时间的浪费。尤其是设计集成电路时，传统的设计方法无法模拟集成电路的真实特性。
2、电子产品的各项性能的分析，特别是消耗和破坏性的分析与测试。
3、设计过程中的大量的复杂的计算。
二、电子设计自动化的发展过程及解决的问题
在20世纪70年代到80年代中期，计算机技术和电子技术的发展促进了计算机雇主设计(CAD)理论的研究和应用，是CAD技术成为电子设计领域的新兴学科。20世纪80年代中期开始，随着高性能计算机技术的发展，尤其是微型计算机技术的发展，CAD技术迈向了其高级阶段，出现了电子设计自动化(EDA)。电子设计自动化技术(EDA)是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、信息处理技术、及智能化技术，进行链子线路与系统的功能设计、逻辑设计、性能分析、系统优化直至印制电路板的自动设计，它可以完成电子工程设计的全过程。利用EDA工具，电子设计工程师可以从概念、算法等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。其基本特征是以计算机硬件和相关软件为工作平台、最大限度地提高电子线路或系统的设计质量和效率，从而节省人力、物力和开发城本，缩短开发周期。
三、电子设计自动化的主要特点
1、设计过程自动化
在EDA的应用中，可以利用EDA应用软件，实现由系统层到电路层再到物理层的整个设计过程的自动化。在设计过程中，设计人员可以按照电子线路或系统的指标要求，采用完全独立于芯片厂商及其产品结构的描述语言，在功能级对设计产品进行定义，并利用应用软件提供的仿真技术验证设计结果。具体地讲，设计人员可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统通过计算机机上自动完成。2、高度开发的集成环境利用计算机技术的支持，在计算机平台上安装功能不同的软件，形成一个功能强大的EDA设计环境。在这个环境中，可以控制和管理设计方案、设计过程和设计数据，甚至可以让这些软件共享设计资源。这种高度开放的集成环境，包含了电路设计开发过程，而且其文件类型在不同的EDA软件中是可以共享的。
3、高度智能化的操作
在EDA技术中，由于应用软件的智能化设计，各种设计向导和提示十分完备，使电子设计人员不必学习更高深的专业理论知识，更不必进行手工运算，在应用软件环境中，就可以完成线路或系统的设计，并得到精确的仿真结果。
篇4
摘要：全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动，在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。文章通过对往届全国大学生电子设计赛题分析、归类，阐述了传统高职实践教学普遍存在内容陈旧，形式呆板，方法单一；共性训练及个性培养的突出问题；针对上述问题，文章提出了建立分层次实训教学模式、重视学生创新能力培养的高职电子类专业实践教学改革具体措施。
关键词：电子赛；高职；实践教学；改革
全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动，在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。我院分别于05年、07年、09年和11年连续四届参加了全国大学生电子设计竞赛，并于09年获得了全国专科组二等奖、11年江西赛区三等奖的较好成绩。通过竞赛，培养了学生查阅资料能力、自学能力、分析问题与解决问题的能力、综合设计与调试能力、科技论文写作能力；培养了学生理论联系实际的工作作风、团结协作的精神和创新意识。同时，竞赛也对高职电子类专业实践教学也提出了更高的要求。
一、历届全国大学生电子设计竞赛赛题分析
综观前几届全国大学生电子设计竞赛的赛题，大致可以归纳为以下5大类：
（一）电源类：简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第三届），数控恒流源（第七届），三相正弦波变频电源（第七届），开关电源模块并联供电系统（11年）；
（二）信号源类：实用信号源的设计和制作（第二届），波形发生器（第五届），电压控制LC振荡器（第六届），正弦信号发生器（第七届），谐振放大器（11年）；
（三）无线通信类：实用低频功率放大器（第二届），简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），宽带放大器（第六届），单工无线呼叫系统（第七届）；
（四）仪器仪表类：简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位测量仪（第六届），集成运放测试仪（第七届），简易频谱分析仪（第七届），简易自动电阻测试仪（11年）；
（五）数据采集与控制类：多路数据采集系统（第一届），水温控制系统（第三届），数字化语音存储与回放系统（第四届），自动往返电动小汽车（第五届），悬挂运动控制系统（第七届），帆板控制系统（11年），波形采集存储与回放系统（11年）。
试题的特点是：实用性强、综合性强、技术水平含量较高、发挥空间较大。
所涉及的电子类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、传感技术等。
实践性教学环节有：电子线路实训、微机原理实训、单片机实训、综合实训、生产实习等。
可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等。
可以采用的设计手段：传统的，也可以采用现代电子设计工具，如Pspice辅助分析、ISP在系统可编程和EDA技术等。
不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中，应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。
二、传统的实训教学普遍存在的突出问题
目前，大多数高职院校仍然采用或部分采用传统的大学实训教学模式，该模式已无法适应竞赛和社会发展的需求，主要存在以下两方面的突出问题。
（一）内容陈旧，形式呆板，方法单一。
在传统的电子类专业实训教学[1]中，一般是根据基础理论的进程分电路基础实训、电子技术实训和专业课程实训等几个层次进行的，这种层次符合人的认知过程。但在每个层次的实验内容及实训方法上所存在的内容陈旧、形式呆板、方法单一的问题与当今对人才培养的要求却极不适应，尤其在知识更新愈来愈快的今天，培养学生猎取知识的能力，显得更加重要。因此，如何在实训课学习中处理好理论课与实训课的关系是需要进一步研究解决的问题。
（二）共性训练及个性培养。
在传统的实训中由于内容陈旧和方法的单一，在教学中，着重的是达到某一实训目的的共性训练，而没有时间、空间和条件加强对学生的个性培养。创新需要个性，在实训教学中在共性训练的同时，加强个性培养，就需要在实训的内容，方法和形式上进行改革，提供的实训平台就要具备分层次可操作的特点，在空间和时间上就不能是封闭的，而应是开放的。
三、高职电子类专业实践教学改革具体措施
综上所述可以看出，高职电子类专业实践教学在课程体系和教学内容上应破陈出新，应突出学生工程实践能力和创新能力的特点，使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平和现代信息产业发展的需要。
近三年，我院电子系在专业实践教学课程体系、教学内容等方面进行了以下改革，并取得了良好效果。
（一）建立分层次实训教学模式[3]。
建立分层次的现代实训教学模式，即：基础实训，创新实训，综合实训。
1.基础实训：实训内容依据教学大纲要求预先设计好，只要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可，这种实训方式在基础训练阶段是必不可少的。目的是加深学生对电子技术基本理论的理解，提高学生对基础实验的兴趣。
2.创新实训：实训内容为基础课、专业课中各单元电路的设计及小系统设计，电路由学生自行安装与测试。采用积木式、模块化结构，将设计的单元电路组合成小系统电路，完成应用电路系统的设计。旨在培养学生学习的主动性和积极性，培养学生电子器件基本应用电路的安装与测试及各种电子电路设计、装调与测试的能力，培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实训报告的能力。
3.综合实训：实训内容包括电子类专业的信号获取、检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实训。采用中大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件。目的是培养学生进行高频、低频、数字电路、传感器和单片机等进行综合设计、装调与测试的能力，强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥，鼓励创新与突破，要求学生自拟设计方案并自行设计电路，应用新技术、新器件，书写综合性实训报告，可2-3人1组。目的是培养学生创新设计能力、团结协作精神及新技术、新器件应用的能力。
（二）重视学生创新能力培养[5]。
1.因材施教，鼓励创新，培养拔尖人才。
在创新实训和综合实训等实践教学环节中，对有创新设计思想，能力较强的优秀学生，可以免做普通实训的内容，安排难度较大的实训课题或学生自定课题，要求他们自拟设计方案，实训室提供所需的特殊器件。对实训课题完成较好的学生可以免考，并给予较高的成绩。
2.建立有效的激励机制。
学校设立“学生创新设计基金”，制定奖励政策。“创新设计基金”主要资助运用新思想，新技术，新器件的电子设计与制作的课题，学生每年可以申请；鼓励学生进行课外科技活动，将课外科技活动取得的成果与综合测评挂钩。
3.成立电子科技活动小组。
电子科技活动小组主要由课外科技活动积极分子和优秀学生干部组成。活动小组所需的仪器设备由系实训室资助，由学生管理。他们利用课余、节假日时间到社区、学校和“三下乡”到农村义务为群众、师生和农民修理家电，充分运用自己所学的知识为社会服务，在能力得到进一步提高的同时，也得到了社会的高度评价。
四、结束语
高职教育在我国起步较晚，经过了近几年的快速发展，取得了一些成果，但在实践教学方面还有很多课题要做，如何将全国电子设计竞赛给予我们的启示，带到实践教学改革中去，使高职教育在体系、方法和手段上进一步完善和提高，做到质和量的和谐统一，是一件长期而艰巨的系统性任务。
参考文献：
[1]，卢崇高，季跃东.高等职业教学理论探索与实践[M].南京：东南大学出版社，2005。
[2]李其龙．德国教育[M]吉林教育出版．2000．12。
[3]亓传伟、任艳斐．高职高专实训教学存在的问题及对策[J]．职教论坛．2004．12。
[4]罗三桂．高职院校实践教学存在的问题及对策[J].广东工业大学学报(社会科学版)，2004．9。
[5]教育部高等教育司编．高职高专教育改革与建设（2000年高职高专教育文件资料汇编）[北京]：高等教育出版社.2001。
篇5
关键词：通信电子线路；仿真实验；电子设计
通信电子线路课程是通信类、电子信息类等专业必修的一门重要课程。它具有理论性、实践性及工程性强的特点。该课程的重要内容是模拟无线通信系统中的发送设备和接收设备，重点研究它们的组成原理、基本电路和分析方法，并且应用模型化的思想来描述电路结构和单元电路。本文根据应用型本科院校电子信息工程专业对通信电子线路课程的设置要求，对该课程的教学现状和教学改革方法予以探究。
一、通信电子线路课程教学现状
通信电子线路课程具有基本概念抽象、基本单元电路多、分析方法多等特点。在理论教学中，由于该门课程概念过于抽象，导致学生对该门课程掌握起来比较困难，进而削弱了学生学习的积极性。如何激发学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，教师首先应对其中的问题予以分析。（一）课程衔接问题通信电子线路课程在电子信息工程中与先修课程、后续课程联系密切，根据我校电子信息工程专业培养方案可知通信电子电路的先修课程有：数学、物理及信号与系统等课程，后续课程有数字通信、通信技术等课程，而在实际的教学中，教师往往会忽略课程衔接这一问题，导致学生很难理解其中的概念，使得学习效率得不到有效提高。因此教师一定要对课程的衔接问题予以高度重视。（二）理论与实践脱节问题在课堂理论教学中，讲授的电路大多是分立元件组成的电路，并没考虑实际电路的高频效应，学生在课堂上接触不到实际电子产品及实际应用电路，在实验教学中，实验内容通常又是以验证性为主，综合实验和创新实验偏少，自主性设计实验几乎不涉及，使得理论与实践往往是脱节的。因此，理论联系实践是通信电子线路课程教学改革的重点内容。
二、通信电子线路课程教学改革的方法
（一）重视课程的系统性
围绕模拟发射机与模拟接收机这“两条主线”展开教学，对于超外差式接收机中，高频放大模块、中频放大模块放在高频小信号放大器这一章节中讲授，而对于混频检波则应在频谱搬移电路中讲授，本地振荡模块则课在正弦波振荡器中讲授。通信电子线路的每一章节介绍最终都要回归到模拟发射机和模拟接收机这两条主线当中，在教学中使学生形成系统的学习观点。
（二）重视课程的联系性
联系是客观的，事物之间是有普遍联系的，而对于通信电子线路这门课程来说，教师应考虑其与前后续课程之间的联系，在电子信息工程专业中，通信电子线路的教学应通过前续课程引出后续课程，如在讲解基础知识这一章中的选频网络、串联谐振回路、并联谐振回路、耦合回路等知识点时应与“电路分析”中的频率响应、互感耦合磁路结合进行教学；在讲解谐振功率放大器时，要注意分析高频小信号放大电路与低频功率放大器的异同；讲解频谱搬移技术和数字调制概念，要先引入频谱概念，这样才能使学生将前后的知识联系起来进行综合学习。
（三）电路仿真演示与实验操作相结合
通信电子线路课程具有原理复杂、概念抽象等特点。实验环节作为教学的重要环节，是学生理解概念、掌握学习方法的重要手段，因此教师要重视将课堂上典型电路的仿真演示与实验室的实验教学相结合。在教学过程中充分运用多媒体对电路进行仿真演示，使复杂、抽象的理论形象生动，便于学生理解和接受。在实验教学中，要选取比较有代表性的实验，如选频小信号放大实验、谐振功率放大实验、集成调频发射、接收系统实验等。使学生在实验操作中加深对知识的理解，逐步培养学生发现问题、解决问题的能力。
（四）结合电子设计竞赛，培养学生的综合实践能力
通过大学生电子设计竞赛来培养学生的实践能力和创新能力。大学生电子竞赛需要综合运用所学的电路相关方面的知识。因此，在教学过程中可以将大学生电子设计竞赛和本课程教学内容相结合，增强学生综合运用知识的能力，调动学生学习本门课程的主动性，激发学生的学习兴趣。
三、结语
本文对通信电子电路课程教学现状、教学问题及教学策略的分析，目的在于探索出适合通信电子电路课程的教学方法，以激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新能力，进而提升教学效率和教学质量。
参考文献：
[1]廖惜春.基于工程应用的“高频电子线路”课程教学研究[J].电气电子教学学,2007(4):12-14.
[2]高艳东.高频电子线路课程教学改革探析[J].教育教学论坛,2015(30):66-67.
[3]陈冬梅,陈宏滨,胡煜,等.通信电子线路课程改革的探索[J].教育观察(上旬刊),2014(10):59-61.
篇6
《电子设计初步》是计算机应用技术专业面向职业岗位所设置的行业通用能力培养课程，是校企合作开发的基于电子产品设计与调试典型工作过程的课程，对学生职业能力的培养起着至关重要的作用。课程定位为专业基础课，在新生入学的第一学期开设。通过本课程的学习可使学生具备电子电路分析、设计和制作的基础知识和相关的基本职业技能，为学生就业打下坚实基础；激发学生的学习兴趣，明确专业发展的方向；提高学生的专业素养，培养学生的创新能力，为后续专业课程的学习作好前期准备。
二、课程设计实施
（一）课程的培养目标
通过本门课程的学习，逐步培养学生具备以下四种类型的能力：1、专业核心能力：综合利用电子技术的基础知识进行理论设计的能力；具备一定的生产、生活中的电子电路的制作及维修能力。2、社会适应能力：自学创新能力；团队合作能力；独立解决问题的能力。3、行业通用能力：熟练应用Multisim仿真软件。4、岗位专用能力：元器件识别检测，仪器的使用及保养。知识目标的培养具体包括以下5个方面：1、认识各种电子元器件，掌握电子元器件的特性、参数选择以及检测方法。学会常用电子仪器的使用及器件手册的查阅。2、通过搭建各种典型电子电路，了解元器件在电路中的作用，掌握典型电路的工作原理。3、通过焊接技术的学习，使学生掌握焊接技术机理，掌握合格焊点的质量标准。了解生产企业中电子产品的制造过程。4、熟练掌握Multisim仿真软件的使用。5、能够进行一个简单电路或一个简单电子产品的设计、焊接、制作与调试。
（二）教学项目的选取
充分利用校内外教学资源，以项目作为教学的载体，采纳企业人员的建议，基于工作过程选取典型功能电路作为教学项目。教学项目实施进程表设计如下：企业常用到的一些大型的焊接设备，例如：波峰焊和贴片焊，在校内无法让学生亲身体验，因此可采取带领学生去校外的企业参观学习的形式作为教学的补充。项目一至五为模拟电路，项目六和七为数字电路，模拟电路是数字电路的基础。电路结构的选取由简单到复杂，呈递进关系。教学中以学生为主体，体现了“教学做”一体化的教学模式。
（三）教学项目的具体实施
1、教师给出具体项目后，学生根据电路图选取并检测所需的元器件。2、运用Multisim仿真软件进行电路的仿真实验，学习掌握电路的工作原路。3、利用面包板搭建实际电路，进行电路的参数调整并调试电路使其符合性能要求。4、将实际搭建电路与仿真电路对比，进行误差分析。5、通过举一反三，对所学电路进行拓展。6、运用Multisim仿真软件仿真拓展电路培养学生的电路设计能力。
（四）课程教学方法及手段
本门课程教学方法的使用大体归纳为三点：1、基于企业实际开发电子产品的设计流程，采用仿真与实践相结合的项目导向教学方法。根据实际教学需要，将案例教学法、问题教学法、擂台竞赛法等多种教学方法灵活应用。同时，注重人文与专业的结合，重视做人做事的教育，将职业道德、职业规范、职业技能的培养有机结合。2、教育技术的应用：借助现代教育手段，可以使学生了解行业最新的技术信息，开阔学生的眼界，并促进教学内容更新完善。3、体验性学习的广泛开展：通过校内实训室的实际动手操作，校内外企业的参观学习，使学生亲身体验，产生直观的感受，通过体味领悟，使学生真正弄懂知识，从而收到良好的教学效果。所使用到的教学手段主要有：1、采用多媒体教学影片。2、准备电子教案，并且采用多媒体课件辅助教学。3、充分利用校园网和互联网：学生可以根据自己掌握知识的程度有选择的进行学习，通过校园网随时进入仿真实验室进行操作。通过大量互联网的使用使学生了解最新的行业资讯。教师也会给学生提供一些电子行业相关的网站供学生参考。4、利用真实的实践教学环境。例如：项目八电子产品的制造过程这一知识目标的学习，通过带领学生进入校外企业参观学习以及安排学生观看多媒体教学影片的形式来实现。在参观的过程中，由我们顶岗实习的学生给新生做详细的介绍。一方面，学生直观了解电子产品制造的全过程，另一方面，亲身感受企业真实的工作环境，提前做好心理准备，明确发展的方向。
（五）课程的评价体系
《电子设计初步》课程采用项目实施过程的考核机制，企业参与、教师评定与学生互评相结合。总评成绩由实践表现和项目累积成绩两部分组成。其中，实践表现部分结合企业用人标准给个人打分，包括出勤率、学习态度、查阅资料质量、电路所测参数、校内、外企业参观实习表现等。实践表现占个人总评成绩的30%。项目累积成绩部分给出的是团队成绩，学生互评推选出优秀作品参加小组间的评比，校内实训室完成的项目由教师打分给出小组的项目实践成绩；校内企业完成的项目请企业人员参与评分，项目累积成绩占个人总评成绩的70%。
三、课程设计成果及思考
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1．1队伍建设充分调研成绩好的兄弟院校的实际做法，结合我校实际，成立了校竞赛组委会和校教练组，并由主管教学副校长给校聘教练颁发教练证书。组委会主任由主管教学副校长担任，副主任由教务处处长和实验中心副主任担任，教练组组长由热衷实践教学、长期担任竞赛教练的教师担任，组织历届电子设计校聘教练及各学院教练以及有关实验课程老师，成立研究小组。研究教练队伍建设的可行性、可操作性方案，使教练队伍可持续、稳定发展，使学科竞赛良性运行。
1．2成立校学科竞赛实训基地为进一步推动学校科技实践创新活动的有效开展，本着解放思想、敢于创新的精神，加大研讨，深入研究，探索加强学科竞赛等实践教学相关工作的新思路、新举措和新制度，切实落实本科人才培养根本任务，成立了校学科竞赛实训基地，设立研究基金及改革研究项目，以全校本科教学大讨论为契机，以项目研究为驱动，将学生的科技实践创新活动纳入日常教学工作中，与课堂教学有机融合，与实验内容紧密结合，创新实验教学方法，形成学生创新活动的长效机制，保障学生大面积受益。
1．3自主创新实验室及题库建设依托与国际知名公司联合的实验室成立了3个大学生自主创新实验室，成立了13个俱乐部，5～8组/个俱乐部，3人/组。针对历届电子设计竞赛题目以及我校培训题目、内容等，与时俱进，紧跟各类题目技术发展方向，建设各类题目题库及设计方案指南，并将题目题库及设计方案指南在学生科技创新活动中应用，培养学生创新能力，扩大受益面，做到电子设计竞赛活动不断线。学生在竞赛基地及自主创新实验室活动的部分场面如图1所示。
1．4参赛学生选拔机制改革历届参赛学生选拔是通过理论考试与面试相结合的方式，这种方法带来的弊端很多，主要表现在选人不准、意志力看不清、半途逃避等，给竞赛培训带来了困难，浪费了其他同学锻炼的机会。在总结历届电子设计竞赛组织过程中出现的这些关键问题的基础上，对组织、选拔、组队培训、参赛等过程与管理体制进行了完善，要求各实验室结合课改、课外兴趣小组等形式对有兴趣的学生进行课外科技创新训练，记2学分，形成长效机制，对创新能力强、能吃苦耐劳且意志力坚强的学生推荐到校竞赛实训基地进行强化训练，取得了明显的效果，其具体选拨参赛学生机制如图2所示。
1．5培训指导思想与方法教练队伍、竞赛基地、题目题库等健全后，重点应落在学生课外的培训中，其培训指导思想为积极认真参与，丰富学生科技活动，推动教学改革与课程建设。建立科学有效的培训体系，培养学生提高专业理论水平、工程素质及创新能力，锻炼学生意志品德，树立协作精神。方法路线为:(1)培训内容有针对性、继承性和前瞻性。(2)培训分阶段进行，兼顾知识梯度与受众面。(3)注重基础知识与基本技能的培养。(4)强化综合技能培养，激发创新能力。(5)注意培养协作精神与竞争意识。
2实践教学内容与竞赛知识点融合，建设实践教学体系
针对学科竞赛特点及知识点，在学校实践教学体系总框架下，对实践教学内容进行了改革，研究、探索实践教学内容与电子设计竞赛有机结合的新的实践教学体系。其中面向本科生开设了电源设计、功率电子设计、自主创新实验等选修课程，在电路实验中增加了电阻、电容、电感元件的简单测量，模拟电子线路实验中增加了程控增益放大器的设计，射频电子线路实验中增加谐振放大器的设计，数字电路实验中增加FPGA设计，微机原理实验要与单片机有机结合，增加DDS信号产生设计、输入输出控制设计等内容。实践教学内容与电子设计竞赛有机结合实践教学体系初探如图3所示。
3结合改革内容具体培训及发现的问题
经有关实验课程内容改革实施，加之各实验室教师选拔，推荐到竞赛实训基地进行培训的学生，经一个月单人单组基本知识点强化培训与实践，结合每个学生硬件、软件设计能力特长，3人一组组队，每队再根据3人综合特长，选择1－2个竞赛题目方向，进行系统训练，训练题目难度、技术要求、设计步骤与方法等严格按照国家竞赛要求进行。训练作品之一如图4所示;组队培训的具体内容与培训中发现的问题如表2所示。
4成效
4．1实验课受益面学生从认知到研究、从单元到系统，对实验内容和模式给予高度评价，认为在电工电子实验中心真能学到很多知识，知识和能力得到全面提升。全校80%以上专业和90%的近万名/年学生四年中均受益。实现了“大面积成才，强化优秀生培养，促进拔尖生脱颖而出”分类培养目标。
4．2竞赛实训基地受益面在实训基地，学生自由组成科技兴趣俱乐部更加活跃了创新氛围，常年在俱乐部参加课外自主创新实践活动达500余人，出现了课外实验室的场地难求局面，寒暑假“俱乐部”也是灯火通明。涌现了一批优秀的本科生及其科技作品，低年级学生被高年级的创新作品深深吸引，90%学生参加各类竞赛和科技活动，把竞赛实训基地、俱乐部及自主创新实验室作为第二课堂。
4．3参赛成绩我校选拔了25支队伍参加了2013年的全国大学生电子设计竞赛，其中获全国一等奖7个，二等奖3个，获陕西省一等奖14个，二等奖7个，三等奖3个。全国一等奖成绩名列第四，其中一人获瑞萨特别奖。2013年竞赛成绩与2011年相比有了明显的提高，如表3所示。
5结语
篇8
关键词：课程网站；电路分析基础；精品课程
在精品课程建设的整体工程中，课程网站的建设至关重要。它可以有效地改善教学环境，丰富课程教学资源，提高学生的自主学习能力，增强师生交流互动，提高课程教学效率，从而提高课程教学质量。因此，我们利用现代教育技术手段开发建设了电路分析基础课程网站，该课程网站界面友好、使用方便、资源丰富、贴近教学[1]。经过课程组的共同努力，我校电路分析基础课于2010年被评为浙江省精品课程。电路分析基础课程网站也于2011年荣获第十一届全国多媒体课件大赛三等奖。笔者结合该课程网站的建设实践，介绍电路课程网站的设计、特色及其在教学中的应用。
1 课程网站的结构和布局设计
在电路课程网站的构建过程中，我们始终坚持以改善教学环境、丰富课程教学资源、提高课程教学效率、提高学生的自主学习能力、增强师生交流互动为目的，合理规划网站结构。电路课程网站的结构如图1所示[2]。电路课程网站采用左侧一级菜单，右侧具体内容的固定布局。网站的主页面如图2所示。
2 网站特色及其在教学中的应用
2.1 资源丰富，内容完整，实现了对学生学习的全程指导
电路课程网站一共开设了19个栏目，包括各种教学资料（课程介绍、教案、授课课件、授课录像）、学习辅助材料（在线自我测试、典型习题与解答、考研辅导）和网络资源链接等，内容完整，资源丰富。课程网站还设有自学指导专栏，提供每一章的预习提示、新概念、需重点掌握的内容和问题，要求学生带着这些问题，去教材、课程网站上寻找答案，便于学生自学[2]。同时还开设了优秀作业欣赏栏目，对每次作业进行网上点评，并且将完成较好的作业拍成照片挂在网上，以便其他学生借鉴学习。这样既有课前自学指导，又有课堂全程教学录像，还有课后优秀作业欣赏，对学生在课前、课内及课后整个学习过程中都有很大的帮助，引导学生在自主学习过程中循序渐进地学习。
2.2 习题、测试分层设计，满足不同层次学生的学习需求
针对学生学习基础、学习能力以及兴趣的不同，电路课程网站上所有的习题、测试都分层设计。网站上的习题分为简单、中等、较难等多个层次，学生可以自由选择习题的难度，符合因材施教的原则。每一章的在线自我测试栏目有对基本内容的测试和对综合能力的测试。对学习基础较差的学生只要求完成基本内容测试，对中上水平的学生建议完成综合能力测试。在线自我测试的题目是随机组题，从而避免了学生之间的相互抄袭。每次测试完毕，学生马上可以看到自己的成绩及正确答案，便于学生自我检测。为满足优秀学生的学习需求，还开设考研辅导专栏，其中包括难点解析、经典习题和考研参考文献等。因此，课程网站可以满足各个层次学生的学习需求。
2.3 重视实践，将理论和实践紧密结合，提高学生的实践能力
在电路课程网站中，除设置理论教学模块之外，还开设了电路知识应用实例栏目，用于介绍电路理论在实际生活中的各种应用实例（如图3所示）。这样既可提高学生的学习兴趣，又使电路的学习不仅仅只停留在解题层面上。同时我们还开设了实验教学和课外科技栏目。在实验教学栏目中有实验项目、实验预习提示、实验课件、实验课堂录像、实验报告反馈、常用仪器介绍等内容。在课外科技栏目中有我校历届学生作品介绍，近几年我校学生电子设计竞赛获奖情况和全国大学生电子设计竞赛官方网站链接。通过这些栏目，把理论教学与实践教学紧密结合，重视在实践教学中培养学生的创新精神与实践能力。
2.4 充分发挥教师主导、学生主体的作用，提高学生自主学习能力
在电路课程网站中，每个学生都有自己独立的账号和密码，便于学生实现自我管理，满足学生的个性化学习需求。教师则具有评价、管理功能，教师可以在网上查看所有学生的测试成绩。教师根据学生的测试情况，了解学生对课程相关内容的掌握程度，并在教学中及时进行调整，如教师对学生测试成绩普遍较差的章节进行重点补习。教师还可以查看每位学生对课程网站各部分内容的访问量，具体访问时间及整个班级所有学生对网站各部分内容的总体访问情况，根据这些反馈信息及时对课程网站的相应内容作出调整，从而真正发挥教师主导、学生主体的作用。图4为本学期机电111班学生测试成绩汇总表。图5为本学期以来课程网站各部分内容的总体访问情况。
2.5 互动性强，师生网上交流活跃
为了弥补课堂教学师生交流不足的缺陷，课程网站开设了主题讨论区、答疑区和自由讨论区。主题讨论区主要是教师针对所学知识点组织大家一起探讨，请学生积极参与回答。答疑区主要是学生提出疑问，教师来回答，学生可在该栏目上对自己关心的问题与教师进行单独交流与讨论，教师针对每个学生的特殊情况，为学生在学习上排忧解难、指点迷津，提高了学生的学习积极性。自由讨论区是学生对自己感兴趣的话题进行探讨。课程组教师轮流负责网站的维护，保障网上答疑、专题讨论等实时性强的栏目的建设。本学期以来各种帖子的数量计1 200多个（如图6所示），参与的学生在90%以上，这些都说明学生的参与积极性非常高，师生网上交流活跃。
3 结束语
电路分析基础课程网站目前已经为我校2008～2012级共5届学生所使用。自从该网站使用以来，实现了教学资源的最大限度共享，学生学习电路课程的积极性大大提高，自主学习的能力也得到了加强，课程的不及格率明显下降。表明该课程网站对电路教学起到了很好的辅助作用，为我们的教学改革带来更大的便利和发展空间。基于该课程网站电路分析基础省精品课程的建设也取得了一定的成绩。
参考文献
[1] 刘庆伟，刁文广，舒云星.模拟电子技术精品课程网站的开发[J].电气电子教学学报，2008（4）：93-95.
篇9
关键词：EDA；Multisim；虚拟实验；仿真
中图分类号：TP31 文献标识码：B
引言
现代社会是电子科技高速发展的时代，各种新元件、新方法、新技术层出不穷，工程师们开发的电子系统也越来越复杂、越来越庞大、要求也随之越来越高，要分析、设计复杂的电子系统，原始的人工方法已不能满足要求，为适应这种情况，日趋完善的EDA技术正在逐步取代传统的电子设计方法。目前最新最全面的电子设计技术还是EDA技术，它的出现为电子设计工程师提供了一种全新的设计理念和方法，因此，掌握好EDA技术是适应新时代电子设计方面工作的基本技能，当下为了能满足社会对高新技术人才培养的需要，靠传统的实验教学已远远不够，必须把EDA技术融入实验教学中，使学生能掌握EDA技术的发展，适应信息社会对设计人员的要求。
EDA技术是一门融合了现代电子与计算机技术，以计算机为平台对电子电路、系统或芯片进行设计、仿真开发的计算机辅助设计技术，Multisim软件的出现让实验室进入课堂成为可能。教师可以根据讲课需求，通过操作计算机运行软件，模拟各种类型实验，并根据需要复制，使“实验结果”可以重现，达到实验演示与教师讲解“同步”进行；通过显示器屏幕的直观化展示，使一些抽象的概念形象化，将一些方式、方法以动态方式图解；也可以由学生实际操作，运用Multisim软件进行仿真实验，得到“实验结果”。在整个过程中，学生自始至终都能保持极高的学习积极性。这样的教学方式活泼生动，极大调动了学生的积极性，巩固了学生的理解和记忆，大大提高了课堂教学效率。
1电类传统实验教学中的问题
当前所采用的传统实验教学方式在实验设施、实验方式、实验课时和实验教师等方面存在着不少困难和问题。
第一，现在高校的招生规模每年不断扩大，存在现有实验室的设备型号陈旧，经费缺乏、实验场地紧张等困难，这些问题直接影响到电类实验的正常运行，如果得不到及时的解决就不能满足学生人数的增长对实验教学提出的要求。如果要满足每人一组的要求几乎更是不可能的。两人一组或多人一组的实验效果必然会大幅下降。
第二，从目前采用实验方式看，我们采用了一定比例验证性的实验形式。由实验指导书讲解某个仪器仪表的原理，或某个电路定理；接着详细阐述该实验的详细操作步骤和方法。学生只需要依据实验指导教材连接实验箱或者实验板，最后对测试点加以测量就可以了。采用实验方式，学生基本不回去主动思考，所以不利于培养他们独立思维和创新的能力。而且由于形式陈旧，也影响了学生对实验的兴趣。
第三，目前每个电类实验的时间只分配了2个课时。在这样的时间里学生完成电路连接，参数测试和计算，以及结论的分析是非常紧张的。学生必须课前进行充分、细致的准备，不然很可能出现的情况是当实验电路调试不成功、时间又所剩无几的时候，学生干脆放弃实验，而去直接抄袭或者编造实验数据。这样的实验效果是非常不理想的。
第四，学生人数的增长，直接导致实验老师的工作量大幅增加，使得担负实验教学的老师疲于应付，没有更多的时间、精力投入科研和创新工作当中。并且重复性工作太多，也会直接影响到教学的质量和效果。
2 Multisim软件的功能及基本特点
Multisim是加拿大IIT公司出品的板级电路仿真软件，适用于模拟和数字电路的设计。该工具包含了电路图输入Spice仿真、HDL设计输入和仿真、可编程逻辑综合及其他设计能力。增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更复杂的数字元件，在保留了EWB形象直观等优点的基础上，大大增强了软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的元件的数目，特别是增加了大量与实际元件对应的元件模型，使得仿真设计的结果更精确、更可靠、更具有实用性。
它的主要特点有：
（1）采用直观的电路图输入方式。绘制电路图需要的元件、电路仿真需要的虚拟仪器都可以直接从图形界面的工作平台上选取。
（2）具有丰富的元件库。按照逻辑关系分为14个元件箱，而每个元件箱内又包含大量元件模型。用户还可以自行编辑或者创建新的元件。
（3）充足的虚拟仪器。Multisim不但提供11种常用测试仪表，并且所有仪器都与实物相似，所有仪器都可以多台同时调用
（4）完整的分析方法。Multisim提供了15种常用的电路仿真分析方法。这些分析方法基本能满足一般电路分析设计的要求
（5）操作方便，易学易用。Multisim与时间元件对应的元件模型非常丰富，增强了仿真的实用性。并且给用户提供了自行创建和修改元件的工具。
3 Multisim软件用于教学的优点
3.1多用途，节省资金及空间
传统的电类实验要用到很多仪器设备，而且各种实验所用的仪器也不尽相同，开设综合性实验用到仪器更多，过多的仪器设备不仅成本高，体积大，所需空间大，而且连接也十分繁琐。为了很好地解决这个问题可以使用虚拟仪器系统。不仅虚拟仪器工作平台的电脑变成多用途，而且实验室也可以多用途，节约了设备成本，还可解决高校实验室空间不足的问题。
3.2 实验速度快，效率高
Multisim软件具有快速、高效的特点，用它可以使学生的实验电路只需虚拟调试成功即可组装电路，节约了实验时间，可以更好的开展各种设计型性实验，而且打印机可直接打印出电路原理图、实验结果据和测试曲线，可以很好地对测试结果进行各种分析。
3.3 测量精度高，避免产生各种机械故障
传统仪器是物理实体，仪器长时间使用以后，操作面板上的各种开关、旋钮、按钮会出现接触不良等机械故障。而虚拟仪器的各种功能是由软件实现的，用鼠标、键盘对其进行操作，避免了出现类似于传统仪器的各种机械故障。另外，一般传统仪器的指针式仪表测量误差较大，而虚拟仪器的测量精度很高。
4 Multisim软件在电类实验教学中的应用
利用Multisim仿真软件，可以进行各种实验电路的设计、调试，如：单管放大电路、稳压电路、多谐振荡电路等。Multisim仿真软件在电类实验中的应用可分为以下几个方面：
4.1 电类虚拟实验
利用Multisim仿真软件，可以进行各种实验相关电路的设计与测试，例如：要做虚拟的单管放大电路实验时，只要在电脑上将用到的“虚拟元件”和测试用的“虚拟仪器仪表”，“摆放”到实验平台的仿真区域，再根据原理图，用鼠标操作连接好电路。然后用开启仿真开关，进行虚拟测试。实验中对电路元器件的各种参数修改很方便，用鼠标左键双击元件图标，即可弹出元件参数修改窗口。如晶体管的型号参数、电阻的阻值、电容的容值、二极管的型号等均可根据所需重新设置，因此，大大提高了实验效率。
4.2 实验演示及考核
使用Multisim仿真软件对电路进行设计和测试时不但可以使实验效率大大提高，而且在实验课中，可以很直观、便捷地进行虚拟实验和演示各种设计电路的工作原理。这样理论课中学生难于理解吃透的重点和难点问题，可以通过虚拟实验的演示来帮助理解。另外使用仿真软件可以很方便的对学生实验能力进行考察，如利用仿真软件的电路故障设置功能，在电路中设置一些故障，用以考核学生对故障的排除能力。故障排除可以帮助学生加深对理电路原理的理解，高效地培养学生分析问题、解决问题的能力。
4.3 网络虚拟实验
如果将虚拟实验室联网，则可以实现网络虚拟实验。例如脉冲产生、整形电路，老师利用网络对实验室外的学生进行讲解，然后学生通过连接学校的虚拟实验室系统，运行仿真应用程序，就可以进行虚拟实验，通过调用器件库画出电路原理图，更换元件，更改信号参数，观察、分析仿真的测试结果，将结果存盘，在电脑上与理论值进行比较，分析各种结论，写出实验报告。老师可以通过网络收集和批改学生的报告，再向学生发送实验成绩。这有助于解决远程教学中实验难的问题。
4.4 进行电路设计，培养学生的创新能力
虚拟电类实验室更好的为学生营造了良好的实验环境，对构建以学生为主体的教学模式非常有利，更好的培养了学生的创新能力。如果将虚拟电类实验室建设成开放性实验室，学生就可以自由上机进行电路设计和虚拟实验，除了课程中必须完成的验证性实验和综合性实验以外，学生还可以自己设计电路和选做一些感兴趣的实验。例如在“数电实验”中，学生不仅可以完成规定的“译码器及应用”、“定时器及应用”等实验，还可以自行设计一些趣味性的电路，如交通灯控制、彩灯控制等控制电路以及各种报警电路等，这样既增强了学习气味性，又可提高学生的主动设计能力，有利于提高教学质量。利用虚拟电类实验室还能完成较大难度的综合性或设计性实验，如数字钟实验，这是数电实验中计数、分频、译码、显示及时钟脉冲振荡器等组合逻辑电路与时序逻辑电路的综合应用，通过综合性或设计性实验，进一步提高了学生研究和动手能力。
结语
用Multisim仿真软件进行电类实验教学非常方便，结果精确、图像清晰、现象直观，对电类实验教学是非常好的辅助手段。并且，还为学生进行综合性、创造性实验提供了一个平台，随着Multisim仿真软件的推广和深入，其必将在电子工程、信息工程、电气工程、自动控制等领域的辅助教学中发挥重要作用。
参考文献：
[1] 林正盛. 虚拟仪器技术及其应用. 电子技术应用，1997.
篇10
【关键词】数字电路课程；实践平台；工程设计；实验
1概述
在教学过程中，具备数字系统设计实践工程能力，涉及相关数字系统课程体系教学与实践，在各高校的电气、电子信息类专业中，数字电路是一门专业基础课程，随着数字技术应用领域的不断扩大，在后续专业课程中，显而易见，随着电子产品数字化部分比重增大，它在数字系统设计中基础性地位越来越突出。
因此，培养适合现代电气、电子、信息技术发展的卓越人才，创新数字电路的课程几次理论与工程实践教学迫在眉睫。
根据我校近几年电气、电子课堂教学的实践情况，数字电路课程应该以面向应用的数字电路设计为核心，在熟练掌握基本电路教学内容的基础上引入先进的数字系统设计方法的课程教学和实践内容。
工程实践过程中，逐步从自底向上的设计方法逐步转变到自顶向下的设计方法中来，以教师科研应用来拓展，以全面培养优秀数字设计卓越技术人才[1]。
2探索构建数字电路教学中的多层次的创新实践平台
2.1多层次的数字电路创新实验平台构思。
面向卓越人才培养的数字电路课程创新实践教学，可以分层次进行在各个教学阶段逐步推进，包括：面向基础的数字设计的基本原理与工程创新实验教学模块、面向应用的数字电路课程设计教学和结合科研项目的创新实践平台[2][6]。
多层次的数字电路创新实验平台架构如图1所示。
2.2数字设计的基础原理与实验教学。
数字电路基础原理和实验教学是数字系统设计的课程体系的基础入门阶段，是培养数字逻辑代数与逻辑电路的重要过程，大类可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路，其中时序逻辑电路主要包括：锁存器、触发器和计数器，组合逻辑电路包括，编译码器、多路复用器、比较器、加（减）法器、数值比较器和算术逻辑单元等。教学的目的是训练学生掌握组合和时序逻辑电路坚实理论基础，使学生掌握数字电路的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能，不但要注重基本数字电路与系统设计理论的理解，同时让学生在学习中逐步了解面向应用和现代科技进步数字电路新的设计理念[2][3]。
2.3面向应用的数字电路课程设计实践教学。
随着电子设计自动化技术（EDA）和可编程器件（CPLD）的不断发展和应用，以EDA技术为主导的数字系统理念已经成为企业工程技术的核心。数字电路课程设计主要培养学生利用中小规模数字集成电路器件和大规模可编程器件进行数字电路设计和开发能力。在卓越工程师培养背景下，结合前阶段数字电路课程理论教学和实验教学的实际情况及EDA技术的发展状况，适时进行数字电路课程设计和EDA技术课程的综合衔接，以及课程深度融合[4]。主要内容包括：
2.3.1基于Multisim等相关软件的数字系统仿真实验。可以构建虚拟数字实验系统，不但较好地模拟实物外观外，还可以利用系统提供的实验平台开展实验的设计、仿真，进行实验内容的逻辑验证。
2.3.2基于通用和专用数字芯片的数字系统设计。其主要特点是有很好的直观性和具体性。
2.3.3基于硬件描述语言（HDL）的数学系统硬件描述。采用硬件描述语言实现数字逻辑设计，基于EDA环境仿真和验证。可以结合上述（1）和（2）的优点，采用硬件设计软件化技术应用于数字电路课程设计的实验教学中，通过综合性实验的自行设计和实验，对实验内容、实验规模、实验方法进行了综合创新设计[5]。
2.4结合科研项目的数字设计实验创新平台。
在高等院校，教师即承担教学任务，同时有各自的科学研究方向，同学们可以根据自己的研究兴趣，加入教师的科研团队，形成教学与科研互利的良性循环。面向卓越工程师培养的数字系统设计，可以借助横向或纵向科研项目形成综合教学体系。比如：搭建在线可编程门阵列（FPGA）创新实验平台，形成数字电路、电路线路课程设计、可编程逻辑器件以及集成芯片系统设计，形成面向数字系统设计的课程体系[3]。同时，应用高校与知名企业建立的校企合作平台，把企业界的研究信息和研发需求引入到教学平台，开拓了学生的研究思路和视野，提升了学生设计复杂数字系统的能力；目前，我校正在与国际知名的半导体公司Xilinx、Altera和Cypress陆续建立卓越人才大学培养计划，利用大学设置小学期，在FPGA和PSoC开发平台上进行了面向实际应用的数字系统设计，在实践平台上不仅有学校的任课教师，还有知名企业派来的一线工程师指导同学们的实践，相比改革前，取得很好的实践效果，同学们的数字系统设计水平得到了提高，同时在编程、接口、通信协议等方面也有了深刻的认识。
对于优秀的学生，借助全国各种形式的大学生电子（信息）设计竞赛这个创新平台，组织他们积极参与，激发他们的学习研究兴趣和创新意识，综合所应用的数字系统设计知识，发挥竞赛团队的协作精神。每年，我们都有部分优秀学生通过努力，创新设计的作品获得专业认可，并取得了良好的参赛成绩，也使得数字设计课程体系的建设上了一个新的台阶。
3基于创新平台的课程体系优化与实践
卓越工程师培养要求的数字电路系统设计课程体系协调好相关电气、电子类专业上下游相关理论课程、实验综合性设计同时得到协调发展。如何实践论文所提到的创新实验平台，应该引进现代数字设计理念，重点把EDA软件、设计工具、开发平台与传统的数字电路基础理论教学相衔接。我们在这几年对数字系统设计课程体系、创新实践教学内容等方面的进行了改革与探索，取得了一定的成效。经过这几年的实践，我们逐步构建了面向应用的数字系统设计课程优化体系[5]，如图2所示。
4不断探索数字电路理论教学内容的改革与实践
4.1以数字电路设计为目的强化基本逻辑电路理论教学。
在进行复杂数字系统设计之前应该熟练掌握这些常用基本组合和时序逻辑电路，包括电路的功能、电路的描述以及电路的应用场合等。
树立电路设计思想首先需要熟练掌握一些基本的逻辑功能电路。其次，树立电路设计思想需要理论讲解与实践相结合，逐步熟悉硬件描述语言的描述方式。数字系统设计强调采用硬件描述语言来对电路与系统进行描述、建模、仿真等[2][3]。
4.2掌握面向应用的数字系统工程设计方法。
学生在掌握数字电路基本概念和一般电路的基础上，进一步掌握数字系统设计的方法、途径和手段。其主要内容包括：数字系统与EDA的相关概念、可编程逻辑器件、硬件描述语言、电路元件的描述、数字系统的设计方法、开发环境与实验开发平台以及应用实例的介绍等。这些课程内容涉及面较广，为了提高教与学的效果，探索总结了以下的教学重点内容，并作为教学实践中的教学切入点[1]。
随着电子技术不断发展与进步，现代数字系统设计在方法、对象、规模等方面已经完全不同于传统的基于固定功能的集成电路设计[1][2]。现代数字系统设计采用硬件描述语言（HDL）描述电路，用可编程逻辑器件（PLD）来实现高达千万门的目标系统。这一过程需要也应该有先进的设计方法。根据硬件描述语言的特性和可编程逻辑器件的结构特点以及应用的需要，在教学过程中阐述了先进设计方法。例如：采用基于状态机的设计方法设计复杂的控制器（时序电路），应用或设计锁相环或延时锁相环来处理时钟信号，应用自行设计（IPcore）软核来提高数据吞吐量[1][2][3]。
4.3深化数字电路实验教学改革。
实验实践教学过程中，注重基础训练与实践创新相结合的实验教学改革思路，加强学生工程思维训练、新平台工具的使用、遇到逻辑问题的综合分析能力，理论与实践相结合的分析能力。在实践过程中的提高创新性和综合性能力，面向应用的数字电路创新平台建设，需要不断提高课程试验、实验和实践过程在教学中的比例，在符合认知规律的同时，逐步加强来源与实际需要的综合性数字设计实验。
5结语
数字电路是电气、电子信息类专业的一门重要的专业基础课程，论文针对当今卓越工程师培养的要求，以及在教学过程中遇到的主要问题，探讨了面向应用的数字电路课程创新实践平台。提出了多层次的数字电路创新实验平台结构和面向应用的数字系统设计课程优化体系。目的在于，通过课程及相关课程体系改革与创新，使得学生更快、更好的适应现代数字技术发展的需求。
参考文献
[1]孔德明.《数字系统设计》课程教学重点的探讨，科技创新导报，2012.1，173-174.
[2]任爱锋，孙万蓉，石光明.EDA实验与数字电路相结合的教学模式的实践，实验技术与管理，2009.4，200-202.
[3]叶波，赵谦，林丽萍.FPGA课程教学改革探索，中国电力教育，2010，24，130-131.
[4]秦进平，刘海成，张凌志等.电类专业数字系统综合实验平台研制，实验技术与管理，2012.6，75-78.
