电子技术课程设计范文

导语：如何才能写好一篇电子技术课程设计，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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1.1电子技术理论课程的现状

电子技术理论课程包括“模拟电子技术”和“数字电字技术”两部分内容，涉及到的知识点比较多，内容更新慢，课程难度大，学时少。同时，理论和实践联系不紧密。现在教学的矛盾点在于，如何能把理论知识与当前的实际应用结合起来，既能克服理论教学与实践教学的脱节问题，又能解决创新型人才培养与社会需求的脱节问题。现在我校正在向应用型本科人才培养的方向转型，这种情况下，首先对电子技术理论课程的内容进行整合，使整合后的教学内容既要保证模拟电子技术和数字电子技术这两部分内容的连贯性，又要为后续的“单片机”等相关课程打好基础。其次还要考虑电子技术的实践环节，因为实践教学是培养应用型创新人才的重要途径。在理论与实践的衔接上，重点强化理论指导实践的作用，并把实践环节与新技术、新材料结合起来，使电子技术这门课程能够立足于理论基础，但是可以展望新技术发展的未来。

1.2电子技术实践课程的现状

目前，我校机电一体化专业的电子技术课程设计时间是一周，教师指定题目，学生3~4人为一组，每个题目仅限2组选择，每组要求设计一个典型的电子电路应用系统。由于学时有限，设计的最终作品要求系统的原理电路仿真通过，并撰写说明书，没有要求必须进行硬件电路的焊接和调试。课程设计的这种教学模式虽然也在一定程度上锻炼了学生对电子电路的综合设计能力和仿真分析能力，但是没有达到培养创新精神和实践能力的目的。实践环节首先面临的就是学时不足的问题，对于没有接触过电子器件的学生来说，一周的时间要认识元器件、设计电路、仿真分析、制作PCB，最后要焊接调试实物，难度非常大，大部分同学基本无法完成。其次就是缺乏电子技术课程设计的平台，没有实物，比如二极管、晶体管和场效应管以及集成芯片等；没有实训场地，学生缺乏动手训练的机会。因此，学生的理论知识还停留在书本上，没有从抽象走到实物，从理论转化为实践。

2.电子技术课程设计的改革策略

我们国家是在2014年提出要加强应用型人才的培养，并且要引导一批本科高校向应用技术类高校转型。我校机械电子工程专业实践环节在现有的教学条件下，为保证应用型创新人才的培养，把课程设计分为选题构思、方案设计、仿真分析、硬件调试四个阶段。1）选题构思：每年提供给学生的题目会根据学生人数有所变化，但是会保证3~4人一组，每个设计题目仅限2组选择。同时还要考虑学生自选的题目，要求每个电路系统的选题都与我们生活或社会需求密切相关，比如设计一种在教学楼和宿舍楼道内使用声或光控制的节能电路、智能交通灯控制系统、洗衣机控制系统、手机充电器等。然后对设计任务进行分解，使每名同学都有自己的设计任务。这种类型的选题很容易引起学生的兴趣，使学生积极主动的参与到课程设计中来。2）方案设计：在完成同一个设计题目时要求设计方案要多样化。不同的小组可以采用不同的设计方案，或者采用同一个设计方案但是不同元器件的参数值完成同一个设计题目。要求学生借助图书馆和网络等资源查阅相关文献，明确设计思路，提出设计方案，并且需要反复论证电路方案的可行性。这个阶段既锻炼了学生查阅和分析文献的能力，又锻炼了学生对一般电子电路的综合设计能力。3）仿真分析：电子电路的仿真软有MulTIsim、ELECTRONICSWORKBENCH（EWB）、ProteusProfessional等，学生可以任选一款仿真软件，对本组设计的电路系统进行分析，通过修改元器件参数或者更换元器件，进一步完善电路设计方案，从理论上验证了电路方案的可行性。这个阶段通过电路系统仿真分析，既能达到理论结合实践，又能培养学生以仿真实验验证理论的习惯。4）硬件调试：仿真分析后，由指导老师对电路方案进行审核，审核通过，学生会自行列出硬件电路所需要的元器件清单，统一进行购买。然后由学生在电路板上进行焊接、调试等。这个阶段主要是培养学生的工程实践能力和创新能力。总之，电子技术课程设计的改革解决了各个实践环节如何合理分工、紧密衔接又相互支持等问题。实践过程中充分调动了学生的学习积极性，在很大程度上提高了学生的工程实践能力和团队协作能力，为应用型创新人才的培养打下了良好的基础。

3.电子技术课程设计实施方式

尽管课程设计的理论学时是一周，但是安排课程设计的时候一般会提前两周到三周的时间把设计任务书发给到学生，并对课程设计的内容做详细讲解。预留一定的时间让学生对相关资料进行查询；定时和学生沟通，可以选取学生感兴趣的题目，或者建议学生把课程设计的题目和生活联系起来，去分析、观察，提出自己的思路和想法，引导学生最终确定自己的方案；通过学习电路仿真软件，对方案进行仿真分析，并进一步完善；统一购买硬件，进行焊接和调试。

4.电子课程设计实例分析

脉搏信号携带了人体健康方面的综合信息，目前中医诊脉常用的方式还是人工诊脉的方法，大夫一般会测量病人10秒内腕部的筋脉搏动情况进行大致计算，记录病人1分钟的脉搏次数。这种测量方法一方面比较耗费时间，另一方面测量精度也不高。因此，市面上产生了各种脉搏测量仪，虽然在医疗实践方面获得了一定的应用，但是并没有一款脉搏测量仪获得普及。针对目前的这种情况，我们让学生设计了一款基于手机APP的脉搏测量仪，该款测量仪测量精度高，同时体积小，便于携带。现有的脉搏仪主要是往无创便携式的方向发展，无创脉搏仪检测的方式中主要是光电式居多，可采用红光或绿光作为检测光源，而现在大多数光电式脉搏仪都使用红光作为脉搏检测的光源。由于人体皮肤中含有的黑色素和血液中血红蛋白对绿光的吸收率要比红光好，所以本设计采用绿光作为脉搏检测的光源。包括主控芯片模块、液晶屏显示模块、脉搏传感器模块、通讯模块及一些辅助功能模块等。主控芯片模块选用的是STC12C5A60S2单片机，在晶振频率相同的情况下，该单片机的速度是普通51单片机的8~12倍，完全能满足设计要求。液晶显示模块选用2.8寸TFT嵌入的ILI9341控制芯片，字库芯片是GT30L32S4W标准点阵汉字库芯片。脉搏传感器模块主要由一个绿光的LED灯、光检测传感器、单级放大电路和滤波电路组成。通讯模块选择了HC-05蓝牙模块，该蓝牙模块功率消耗低，方便开发使用。同时还有时钟电路、稳压电路、复位电路、按键电路和报警提示电路等辅助电路模块。脉搏仪的测量原理是单片机内部设置一个定时器，进行2毫秒定时功能，当按下测量按键时，进入中断子程序，每2毫秒进行脉搏信号的采集并进行A/D转换，通过转换后的数值比较确定脉搏的波峰和波谷，当信号为波峰时开始计时，等待下一次的波峰到来后结束上一次的计时，计算出这两次脉搏间的时间差值，并存放于一个数组中，当数组记录到10个数值时，对数组进行求平均值运算即得出两次脉搏的时间差值，最后用一分钟来除以得出的平均值即为一分钟人体的脉搏次数。如果手机或者是带蓝牙功能的智能终端设备与本设计的蓝牙连接了，测得的脉搏次数会通过本设计的蓝牙模块发送到手机的APP上。设计制作的脉搏测量仪硬件电路，由主控芯片、液晶屏、测量电路、蓝牙模块、按键电路、时钟电路、复位电路等组成。经过不断的调试的和完善，本设计实现了脉搏次数的测量、液晶屏显示测得的脉搏次数、能与手机的蓝牙APP进行通讯和复位、报警等功能。

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改革的方法

1.设计题目及内容的改革

对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先，设计的题目要够多，这样学生的可选择性才够大；其次，设计内容要新颖有趣，有一定的使用价值，每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点，比如：电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用；编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路；多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容；广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分，会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚，学生可在这些限定的条件下进行设计，比如：实验室可提供的触发器只有D触发器，逻辑门只有与非门。这样，学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识，能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件，也要鼓励学生自己去购买，这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能，提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。

2.预设计方案的确立

进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料，根据设计要求自行确定实施方案，给学生提供更大的自，使学生能够相对独立地进行实践，充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响，初步的设计方案难免存在遗漏和错误，教师要对学生的设计进行把关，保证他们的设计能实现基本功能。同时，也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案，让学生互找问题、讨论解决方法，从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性，同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间，调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件，它提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题，进一步优化设计方案，同时增强了学生学习的兴趣，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实践能力，也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法，为后续课程学习打下良好基础。最后，学生把初步的设计方案上升到理论的高度，写出一份详细的预设计报告，包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算，画出总体电路图，列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样，做到设计思路清晰明了，为后面的安装调试做好充分的准备。

3.安装调试

按照自己的设计方案进行安装调试，是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件，然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范，比如：电源线和地线要分开，各成一列，并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段，有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手，指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试，排除故障的方法要从大范围到小范围，最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因，找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解，学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后，不要马上拆线交给老师完事，指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验，例如：可以对单元电路的输出进行实际的测算，并跟理论分析结果进行比较，进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台，提高学生的实践能力和学习积极性。

4.撰写总结报告

总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，不能等同于平时的实验报告，因此，学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范，所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质，为毕业论文的书写打下基础。

5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键

在注重结论正确的同时，应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分：一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果，占总成绩的25%；二是实验动手能力（包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等），占总成绩的30%；三是学生的答辩情况，占总成绩的10%；四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神，占总成绩的10%；五是总结报告（包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等）占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生学习的积极性和主动性。

改革的效果

1.培养了学生对设计性实验的兴趣，增强了学生动手实验的信心由于设计题目与实际紧密联系，充分调动了学生的学习热情和自觉性，学生在独立完成电路后兴奋不已，很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。

2.提高了学生多方面的能力在动手实践设计过程中，学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试，最终得出实验结果，每一环节都发挥了他们的主动性和创造性，提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。

结束语

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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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Multisim开放虚拟电子实验室中提供了大量丰富的虚拟仪器仪表、元件库，不仅为模电、数电、模数混合电路、单片机电路等提供了立体化设计平台，更具有强大的仿真分析功能。学生可以做到边设计边仿真实时观察运行结果验证电路的合理、正确性。且排故和修改电路结构、增减元器件等也只需动动鼠标即可，省时、省力、省材。学生可以无所顾忌大胆尝试用不同型号元器件进行不同方案的设计。提高设计效率同时激发了学生不断探索创新的精神，设计过程充满了挑战和乐趣，从而使设计过程更加科学规范，提高了学生综合分析设计能力。

二、Multisim在《数字电子技术》课程设计教学中的应用

《数字电子技术》课程设计教学通常按教师根据不同设计题目下达主要设计任务、学生收集资料、确定设计方案、设计绘制电路图、电路制作、调试，最后撰写设计报告等步骤进行。通常一个班级会有多个设计题目如数字钟、交通灯、抢答器等。根据设计题目的不同将学生分为不同组，整个教学中以学生自主设计学习为主，以教师给予一定的理论知识与技能辅导为辅。Multisim主要应用在课程设计教师教学辅导和学生学习两方面。

(一)Multisim应用在课程设计教师教学辅导中

主要体现集中教学辅导和按课题不同分组教学辅导。集中教学辅导中教师可以通过某个电路仿真设计案例的动态演示向学生讲解电子产品电路的常规设计方法、电路设计过程及规范绘制电路图的方法并使学生掌握对Multisim软件的使用方法等。按课题不同分组教学辅导主要针对不同课题组学生对指定课题进行小组或个别教学辅导。通过对相关电路仿真案例演示，明确设计任务要求并向学生讲解单元电路功能原理和总电路结构原理、设计思路和方法，以便为学生独立设计提供帮助与参考，使学生对要设计的电子产品有系统性的认识。分组教学环境相对开放与放松，教师可以面对面对学生进行辅导。利用Multisim讲解单元电路时，要突出电路的主要功能原理分析，不用象在课堂教学中讲得那么详细，否则容易束缚学生的思维，应给学生留有充分想象、思考和拓展的空间，使其具有举一反三的能力，教师可以提供参考性的建议。

(二)Multisim应用在学生电路设计学习过程中

主要体现学生在掌握电路原理的基础上能学习和熟练使用Multisim软件并将其应用到整个电路设计中，电路设计过程严格要求学生在仿真环境下完成对单元电路、总电路的设计与绘制，并会利用虚拟仪器进行仿真测量、排故、调试，实时验证运行结果。最后，要求学生将最终调试好的电路设计图、测量数据都要记入课程设计报告中。

(三)Multisim在数字钟电路设计中的应用举例

数字钟电路是课程设计中常用的典型题目，教师可以提供预先准备的简单数字钟电路仿真实例为参考，为学生讲解各单元电路和总电路的设计过程，使学生对电路的基本功能结构框架有初步的了解和认识。以24小时制六位数字钟电路设计为例。

1．设计任务

设计一个24小时制并显示时、分、秒的六位数字钟。可以分别对时、分进行校时且具有整点报警功能。

2．任务分析

数字钟电路主要由秒脉冲产生电路、时分秒计数电路、显示电路、校时电路和整点报警等单元电路构成。其中时计数器为24进制，分、秒计数器都为60进制，校时电路采用自动校时法。整点报警电路可采用蜂鸣器发声达到报警功能。

3．单元电路的设计与仿真

(1)1HZ秒脉冲电路的设计与仿真

秒脉冲电路主要为数字钟的秒计数电路提供频率为1HZ的时钟脉冲信号，其精确度和稳定性直接决定着数字钟的走时精度。本设计简单采用555定时器构成的多谐振荡器实现，通过计算其RC的参数使其输出1HZ脉冲。根据该振荡器的输出脉冲的周期计算公式T=0．7(R1+2R2)C1，若T=1S，令R1=39KΩ，R2=52KΩ，C1=10μF使电路输出1HZ秒脉冲。由于频率低，此款电路稳定性和精度不高，若精度要求高可以采用32768HZ石英晶体振荡器经分频电路获得秒脉冲，也可以用555定时器产生1KHZ再经分频电路获得秒脉冲。由于虚拟环境中的秒信号要比现实生活中1S信号要慢得很多，因此为调试方便以下虚拟过程中都直接用脉冲电源代替秒信号电路。

(2)时分秒计数、显示电路设计与仿真

时、分、秒计数电路各采用两片74LS160十进制计数器级联构成。时计数器采用两片74LS160级联成24进制计数器，时十位利用置数法接成三进制(0－2)，当十位显示2时将个位变成四进制计数器使时个位只显示0－3。这样时计数器在分计数器提供的时钟信号触发下即可在00时－23时之间循环计数(如图2所示)。分、秒计数电路原理相同，将两片74LS160接成60进制即十位接成六进制(0－5)，且采用置数法使计数器回到初始计数状态。个位为十进制(0－9)，个位的进位输出端作为十位的时钟脉冲端。显示电路设计中采用四管脚的虚拟LED七段数码管，其将七段显示译码器功能与实际的七段数码管显示功能集成在一起，直接输入四位二进制数完成数码显示。在实际设计时可以用七段译码器驱动普通七段数码管显示。

(3)时、分校时电路的设计与仿真

时、分采用相同的校时电路，本设计中采用机械开关与RS触发器构成快速自动校时电路，可以分别对时、分计数电路快速自动校时，分自动校时电路。本设计通过机械开关S在1HZ秒脉冲信号和秒计数电路提供的时钟触发信号间实现切换输出至分个位CP时钟脉冲端，实现快速自动较时。由于机械开关在动作瞬间往往会发生抖动使输入信号产生“毛刺”干扰信号导致电路工作出错，因此，运用基本RS触发器存储记忆功能构成“防抖动”电路，无论开关如何动作，触发器的输出端均没有抖动现象。当开关S拨向A，触发器为1态(U1输出1，U2输出0)，将来自1HZ秒脉冲信号输出至分个位CP端同时，阻断来自秒计数器时钟触发信号，实现自动快速校时功能。当开关S拨向B，触发器为0态(U1输出0，U2输出1)，将来自秒计数器时钟触发信号输出至分个位CP端，同时阻断来自1HZ秒脉冲信号，恢复正常运行。

(4)整点报警电路

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［关键词］人才需求；理论知识；实践能力；教学内容

近年来，我国各个领域都在发展，电子技术课程设计，就是数字电路教学发展以及模拟电路教学发展的结果，已经成为电子技术教学中的重点。电子技术课程设计，对学生的学习有着至关重要的影响，一方面，可以让学生学习和掌握电子系统的设计以及电子系统的调试；另一方面，能够有效提高学生的电路设计能力，促使学生掌握实验技能。为进一步发挥电子技术课程设计的作用，笔者立足电子技术教学实践，对内容改革与实践进行分析探究。

一、电子技术课程设计内容改革的原因

（一）满足学生的发展需求

随着时代的发展，学生的实际情况也在发生变化，原有的电子技术课程设计已经无法适应现代学生的实际情况，无法满足学生的发展需求。例如，原有的电子技术课程设计，其设计时间通常为15天，而课程设计的题目大多数由教师确定，然后，学生对某个电路进行焊接与调试，其基本教学流程长期没有改变与创新，一个课题反复使用多年，对不断发生的时代与学生而言，课题缺乏新意和吸引力，难以激发学生的学习兴趣，导致学生无法产生学习积极性，进而导致学生对学习产生厌烦情绪，引发学生中的抄袭问题，导致教学失效，无法实现教学目标。除此以外，教学方法单一、教学模式固定，也限制了学生的发展。

（二）满足时展的要求

电子时代背景下，在电子技术教学中，只有将新技术引入课堂，并结合教学内容，不断完善实验内容体系，才能保证教学的时代性与实用性，才能培养出具有时代精神、掌握先进技术，并能将技术用于实践中的复合型人才，满足学生发展的需求，满足时代的要求，因此，电子技术课程设计内容改革是具有现实依据和现实意义的，是课程发展的必然趋势，也是时代提出的新要求。

二、电子技术课程设计内容改革的实践

（一）课题选择上，注重实用性和趣味性

对电子技术课程设计而言，在选择课题时，要立足学生的实际情况，同时，应该充分考虑课题与所教学的理论知识之间的匹配程度，此外，还要考虑课题是否具有实用性和趣味性，趣味性是保证学生的学习兴趣，实用性是保证实践具有现实意义，两者兼顾可以保证设计内容满足教学要求的同时，又满足生产的实际需求。举例而言，课题的制订选择上，可以从学生的生活实际出发，让学生亲自实践组装可以用于现实生活的声控开关，或者是可以在电压异常时及时切换电源的电力安全开关，或是让学生组装防盗报警器等。除此以外，教师还可以选择音乐彩灯控制等新颖、有趣的新型课题，进而激发学生的学习欲望，充分发挥学生的创造力，提高知识的应用能力。

（二）注重对综合理论知识的灵活运用

就电子技术课程设计而言，其本质是用于生活实践，通过理论知识的学习，最终解决生活中遇到的实际问题。但是，若是想要实现解决实际问题的目标，在进行教学内容设计时，就要注重对课程理论知识的灵活运用。具体而言，在课程设计过程中，作为学生，要有意识地锻炼自己全面掌握、灵活运用理论知识的能力，培养自己独立进行内容设计的能力。在学习过程中，学生可以通过查阅相关资料、进行线路设计以及元件选择，实施电路安装，实现对知识的巩固目的，提高自己对知识的利用能力，实现理论与实际两者之间的有效结合。例如，在进行数字钟电路设计这一课题时，为完成任务，学生必须将自己掌握的所有零散数字电路知识完整地整理总结，然后在实践中具体地应用各个理论知识，通过反复的练习，可以有效培养学生的设计与分析能力，挖掘学生的内在潜能，提升学生的综合能力与素质。

（三）充分考虑专业特点与需要

为拓宽学生的眼界，让学生对所学知识产生浓厚的兴趣，在进行内容设计时，教师要将专业特点、自己的专业需要作为考虑因素。例如，“电动机测速系统”设计，一方面，该设计可以广泛地应用到工业生产领域中的控制调速系统当中；另一方面，设计中的锯齿波发生器以及设计中的电压比较器两者，也与教学中的电子技术课程内容有着紧密的联系。此类设计内容，一定程度上可以加强学生对专业的认同感，有助于学习兴趣，还可以开拓学生的知识视野。此外，还可以为学生后续的深入学习，奠定扎实的专业基础，以适应未来的岗位工作。综上所述，电子技术课程设计，以专业发展过程中形成与产生的具有时代性的实践性课程，为学生的电子技术应用实践提供了机会，对专业发展有着重要的作用。因此，要保持电子技术课程设计的先进性，使其能够适应学生的实际情况，满足时代的要求。

参考文献：

［1］侯素芳，任艳频.电子技术课程设计内容改革的研究与实践［J］.实验室研究与探索，2012（1）：108-110.

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关键词：模拟电子技术；教学改革；课程建设；思路与探讨

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0195-02

一、引言

模拟电子技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业的基础主干课程。充分考虑本课程理论性强、公式推导多、电路分析方法灵活多变、计算复杂、概念难于理解和掌握等特点，在继承传统严谨与系统的教育模式基础上，积极进行教学改革，并探索与实践在有限的课程学时内，将模拟电子技术课程涉及的重要基础理论、基本原理及工程设计理念传授给学生的创新方法与手段。当前在教学手段上，采用PPT等电子化教学形式基本实现对电子器件的性能、模拟电子电路的工作原理和基本分析及设计方法的描述，使学生在有限的教学时间内实现知识的学习和积累。在教学内容上，由于模拟电子技术课程涉及复杂的公式推导、多变的电路设计、抽象的工程理念，是一门具有教学难度的专业基础课。因此，希望通过课程建设，将课程知识的关键环节和关键点通过仿真环节进行形象的课堂演示，并结合“科研案例教学”及“课外项目”等教学形式形成不同层次的实践活动，秉承理论与实践相结合，学以致用的教学理念，培养学生不仅掌握扎实的理论知识，同时具备工程应用实践能力。针对上述问题，课程教学内容与方式的改革与实践，不仅是每位从事本课程教学教师的重要职责，更是提升课堂教学质量与效果的基本保障。尤其在当前科学技术迅猛发展时期，更加凸显了模拟电子技术课程建设的必要性和重要性。

二、教学内容与建设目标

1.教学内容。模拟电子技术课程主要介绍电子信息系统的组成、半导体器件的特性、各种模拟电路在系统中的作用、放大电路的模型及其主要性能指标、分析和设计计算等。通过学习电子技术的基本概念、电路及分析设计方法和应用，使学生建立起系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念，培养学生分析问题、解决问题及工程实践能力，使课程在提高学生总体素质上起着重要作用。当前课程教学内容主要包括常用半导体器件、放大电路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率效应、放大电路中的反馈、信号的运算和处理、信号的产生和信号的变换、功率放大电路、直流电源等；通过上述教学内容，着重使学生掌握电子技术的基本概念和典型放大电路的分析设计方法，提高学生对电子电路的综合认知能力和分析设计能力的统一。

2.建设目标。采用现代教学技术、方法和手段，在现有教学内容基础上，形成生动形象的PPT电子文档，以更好地描述电子电路的组成、分析、设计与计算，信号的产生、变换与处理过程；将电路与信号分析的关键环节和关键点通过仿真环节，形成CAI课件，使学生掌握半导体器件的特性、基本电路的分析与设计方法，并通过形象的课堂演示提高学生学习兴趣；结合科研实例及课外项目等不同层次的实践教学，帮助学生进一步领会和深化课堂上学到的有关电子电路的基本概念及重要原理；充分利用学校的BP网络资源构建学习网站，保持教案的选编和课程知识信息的更新，针对学习中常见的共性问题及时进行网络互动。最终通过课程建设，调动学生的自主学习能力、认知能力和实践应用能力，提高课程教学质量。

三、重点解决的教学问题

1.实验与实践问题。本课程理论性强、公式推导多，较难理解和掌握，尤其是课程中的一些难点，包括半导体器件的特性、各种模拟电路在系统中的作用；放大电路的模型及其主要性能指标、分析和设计计算；放大电路的频率效应；放大电路中的反馈、信号的运算和处理、信号的产生和信号的变换等。由于课程的理论教学与实验教学环节分离，在加强理论教学的同时，若采取理论和与仿真演示验证、案例教学并重的方法，并结合课外项目的实施，将有助于解决课程教W难点，同时容易提高学生的兴趣，培养学生实践能力，加深学生对理论知识的认知印象。对提高模拟电子技术课程的教学质量具有重要作用。

2.网络资源与教学问题。网络作为新的教学方式和手段需要进一步加强，对及时快速地提高学生分析问题和解决问题的能力有良好作用，因此进行课程网站建设并充分发挥网络资源和功能，如将部分习题的ewb仿真，电子课件的更新、学生常见问题的问答，定期进行师生互动等在网络上实现。使学生形象方式练习所学到的理论知识，深刻领会基本概念和基本原理。

四、建设思路与方案

1.教学内容。在教学内容的组织上，综合考虑相关课程的协调与配合。在课程内容的安排上，避免与前期课程简单的重复，对前期课程的交叉点、复合面，结合本课程的需要做必要的论述，引导学生综合利用前期基础知识，分析与解决新的问题。首先强调通过实例仿真演示巩固理论知识，验证设计方法，提高综合能力。在实际教学中，针对课程难点和部分例题，在保证传统理论教学的基础上，利用仿真软件，编写相应理论及实验验证程序，形成仿真实验CAI课件，进行仿真演示，实现理论教学与仿真演示验证的有机结合。其次，在教学内容设计中逐步渗入教师的科研案例，增强教学内容的科学性、学术性和实践性，将教师的科研成果进行课堂演示，鼓励学生在科研实践中提出问题、思考问题、解决问题。同时，实现将课程中的物理概念、数学概念与实际的工程概念有机地结合。

2.教学方法和手段。为克服课堂教学抽象、难懂的缺点，需要在教学手段和教学内容表现形式上进行重点建设和改革。力求教育规律的科学性与讲课的艺术性相结合，充分利用先进的教学工具，使课堂教学生动活泼，富有生气。教学方法上：前期通过形象化的成果引导学生去了解理论知识在实践中的应用，引导学生学习的兴趣；在教学的中间过程采用启发式、讨论式教学方法，鼓励学生积极投入到课堂教学的过程中，变被动式灌输为主动式学习；后期通过课程仿真演示等环节，鼓励学生进行研究型的学习，从而为高年级的课程设计、毕业设计等打下基础。教学手段上：在传统教学基础上，利用多媒体等先进的教学手段，采用电子课件和课堂板书相结合的方法，并逐步加大电子课件和演示环境的比重，使学生更多地受益于现代教学方式。课堂上的互动教学，形式多样、深浅不同的习题及课外项目等教学手段以适应不同潜质的学生。

3.师资队伍建设。目前该课程的教师队伍中主要以中青年博士为主，建设目标是使授课教师每年的课堂评估成绩和教学效果获优；加快青年教师的培养和引领，鼓励青年教师参加课堂讲课评比竞赛活动，参加多种与课程建设有关的校内外培训；鼓励和支持中青年教师出国研修，提高自身知识水平，学习和借鉴国外教学内容与方法，进行双语教学；鼓励中青年教师积极承担国家科研项目。

五、结束语

课程建设的探讨和实践，迫切要求教师在转变教育思想观念的基础上，对课程体系、教学内容和教学方法进行思考和改革，包括课程教学上，提高学生的学习兴趣和认知理解能力、充分发挥学生的主观能动性和提升理论方法掌握能力；师资队伍上，实现教学质量团队中的每个成员不仅是具有丰富的教学经验的骨干教师，而且是科研第一线的学术骨干；发展方向上，不断把模拟电子技术发展的新动向、新技术有机的结合到课堂教学之中，使课程教学内容随着技术的发展不断更新。

参考文献：

[1]任英玉，王萍，李斌，范娟，孙彪.“模拟电子技术”课程质量提升探讨[J].电气电子教学学报，2016，38（2）.

[2]陈亦文，涂娟.基于工程背景的“模拟电子技术”课程教学模式[J].电气电子教学学报，2012，34（3）.

[3]罗铭，朱天桥，赵建勋，姚若玉.模拟电子技术课程的问题导引式教学方法探析[J].教育教学论坛，2016，（21）.

篇7

关键词：电子技术；精品课程；课程建设；课程开发；实践策略

近年来，现代科学技术的日新月异推动了社会的发展，电子产业也随之发展壮大，面对市场的全新需求，高职院校应结合当前经济发展的客观需要对人才进行有针对性的专业培养，以此来更好符合当前经济发展的现实状况。现阶段，高职院校电子技术专业人才的综合能力难以与行业需求相适应，面对此种状况，高职院校应逐步加快自身的教学改革进程，构建精品化和内涵化并存的新型教学模式，以此来培养高层次的技能人才。基于当前电子技术的大范围渗透，各个行业都在迎合时代的发展浪潮加大改革创新力度。而高等教育作为社会人才培养的重要阵地，唯有对传统课程的建设与开发模式与时俱进地创新，才能切实立足于对学生实践应用能力的培养，更好地满足行业创新发展的实际需求。“电子技术”广泛应用于当前高职教育体系之中，如机械维修、软件技术开发、工程自动化等，但是其作为基础教育课程，在新的发展形势之下，也逐渐暴露出自身存在的弊端，这对人才培养质量的根本性提升极为不利。因此，深入研究“电子技术”精品课程建设与开发与实践策略具有着积极的现实意义。

一、以精品课程建设为导向的高校教育改革的意义

当前，社会的发展已进入全新的转型阶段，包括高职教育在内的高等教育改革已然成为大势所趋。为此，教育界针对教育改革的理论与实践研究成果也在不断深化。从高等职业教育的定位来看，该种教育体系侧重于学生工作技能、职业能力的培养与发展，德国教育实践理论为其奠定了稳固的基础，并为其有序发展指明了前进方向。德国实践教育理论的应用能够更好的提高人才培养的综合水平，对但是德国教育模式的重新构建起到了良好的推动与促进作用，从这一层面来说，德国实践教育理论是教育模式改革的重要驱动力。在千禧年初期，我国高等教育体系深受德国实践教育理论的影响，并且将其应用在学生理论能力教育与岗位结合的模式构建之中，对我国教育体系的整体发展产生了深远影响。相关人员将德国实践教育理论与我国现阶段的发展国情相结合，并由此创建了工学结合的教育机制，这对学生职业能力的培养、应用能力的深化具有极为重要的现实意义。同时，教育者作为高职教育事业的主力军，需要对工学结合教学模式进行全面深化理解，明确职业教育与普通高校教育之间的差别，以便为人才的日后发展做出科学指导，促使人才的未来职业生涯进一步步入正轨[1]。由此可见，工学结合教学模式关注学生社会能力、职业能力的培养，引导学生将学习理论更好地应用在实际工作之中，并在实际中检验理论项目。因此，这种新型的教学模式符合高职院校自身的教学定位。同时，以精品课程建设为导向加强高职院校教学改革，是相应我国国家教育方略、迎合我国素质教育改革形势的具体举措，要求教育者要制定明确、精准的教学计划，通过自身能力的提升来为高职院校提供强有力的师资队伍，为精品课程建设奠定见识稳固的基础，借助创新性和科学性并存的教学模式来更好的彰显课程改革的实际价值，在教学过程中兼顾理论与实践教育，强化学生的综合素养，为学生的职业规划创设更为良好的教学环境。“电子技术”的教学已经成为了社会发展新形势下的重要基础，教学要求明确提出不仅应当全面重视起对学生基础知识的灌输，更应当重点培养学生将理论转化为实践的能力，并以此能力为基础，形成运用电子技术解决实际问题的创新能力。因此，该学科课程内容的改革也应以此为指导，使学生通过对此的学习充分掌握电子技术设计内容，以为未来工程的应用与实践打下坚实的基础。

二、“电子技术”精品课程建设与开发实践策略

现在大部分电子技术相关课程皆通过大荧幕方式来实现，即运用多媒体实现教学，正是由于此种方式显示出信息较多，才更应注重课程的建设与开发。虽然大荧幕教学方式实现了教学效率的提升，但落后的教育方式尚未受到关注，进而使得电子技术课程教学效果仍然无法发挥，更不能有效的吸引学生的注意力，导致多媒体技术应用如同鸡肋。长此以往不仅不会提升学生的学习兴趣，更会因为枯燥技术知识灌输而使得课程学习如同“填鸭”，运用电子技术是现代教育发展的要求，是提升当代教学效率的重要方式，但无法有效的利用电子技术则将会成为学生学习的另一大羁绊。从当前电子技术课程学习现状来看，学生通常死记硬背基础知识，进而使得电子技术知识无法应用于实际操作之中，久而久之，将会学生知识的增加而逐渐被遗忘。电子技术基础应用类课程较为繁杂，内容之多，操作之细，众多项目皆要求着学生不仅要掌握充足的知识，还要进行上机实验，在实际操作后将知识转变为能力。对电子技术精品课程的建设与开发也就成为了必要举措。

（一）结合实际岗位需要致力于对学生电子应用能力的培养

“电子技术”精品课程的建设与发展，要结合当前岗位需求的现实情况进行有针对性的科学设置，致力于培养学生的电子应用能力，以便更好的相应社会经济、市场发展对人才的客观需要，为高等教育事业的新发展打下稳固的课程基础。对此，笔者认为相关教育者及教材编撰者要对市场的现实情况、岗位对人才的实际需要进行调研分析，将所搜集到的数据资料进行重新整合，借助数据、图表的形式来更好的为教材优化做出依据。教育者要还需要将教学思想与学生实践能力的培养相结合，不断提高“电子技术”精品课程教学效率。在教学项目的实施过程中，要增加实训环节，提高学生理论能力的同时，保证职业能力、岗位技能的深化发展，更好的为我国社会发展所服务，从而提高人才的专业素养[2]。与此同时，更要将培育的目标进行实际定位，从目标着手，以培养出具有高素质人才为出发点，综合学生的各项素质，以此融合实践技术与应用知识，逐渐引导学生在遇到问题时，学会运用所学习的知识来解决问题，以此不断的提升学生综合实践能力。针对不同专业的相关要求，应逐渐明确人才培养之间的异处，以此进一步保证电子技术精品课程改革的科学性。

（二）落实“双证制”

要落实“双证制”教学措施，从制度和模式两方面入手加快“电子技术”精品课程建设与开发的进程，推动高职院校教育模式的新发展。“电子技术”课程作为高职院校理工科专业学生的基础性课程，在教育过程中扮演举足轻重的教学地位，能够巩固学生的专业理论能力，进而在实际工作之中起到学以致用的效果。应试教育思想仍旧根深蒂固，在教育过程中，依旧有不少教师沿用传统模式，这对学生工作能力、职业素养的发展极为不利。对此，教育者需要运用德国实践应用理论进一步提高专业课程教育的应用性，对学生职业生涯的规划给予足够的重视，深刻认识到学生实践应用能力培养的重要性，进而促使“电子技术”精品课程的建设与应用。同时，笔者认为高职院校要加强对学生的正确引导，鼓励学生在重视毕业证书获取的同时，要积极考取与电子技术相关的资格证书，将此作为学生日后能力证明的重要标志，实现人才理论能力和实践能力的双向互动式、协同均衡发展。

（三）强化实践教学模式促进学生实践能力的提升

实践是电子技术课程的灵魂，关注学生的实践能力是电子技术课程发展的必然要求。对此，应该通过实践教学模式的强化训练来进一步促进学生实践能力的提升，巩固“电子技术”精品课程的教学成果。高职院校学生要从自身做起，将“电子课程”的专业学习与自我的可持续发展相结合，明确认识到该课程的学习能够更好的满足自身岗位的客观需要，实现自我能力与岗位需求、市场发展之间的融会贯通。在注重电子技术理论能力培养的同时，还需要通过实践活动来将自身所学习到的知识更好的应用在实际工作之中，强化对自身岗位业务流程的熟悉程度。同时，教育者要对电子课程教学体系进行重新调整，优化课程教学结构，增强实践训练在课程教学中的所占比例，为学生创设更为广阔的实训空间和能力拓展领域，从而进一步提高学生的社会适应能力。

（四）打造校内外一体化教学格局近年来，校企合作教学模式的影响程度不断深入，并且对高职院校教育事业的发展、学生综合能力的提升均具有积极的现实意义。故此，想要保证电子技术精品课程建设与开发的实践效果，就应将教育教学与专业应用相融合，以培养专业人才与社会需求相互连接，搭建电子技术的精品课程新模式，协调专业人才与社会需求之间的要求，不断更新知识。“电子技术”精品课程的建设需要在理论研究的基础之上得到进一步的深化发展与实践论证，通过直接有效的实践方式来对教学成果进行检验与评价。对此，笔者认为要对校企合作教学模式的领域、内容、理念、形式等方面进行深化研究，坚持“两定”原则，即定量分析、定性分析，以此来为学生呈现更为优质的校企合作教学体系，打造校内外一体化教学格局。具体来说，高职院校可以邀请企业资深岗位者来校进行指导，并通过岗位实训的形式促使学生将所学知识投入到工作之中，以此来完成相应的教学任务。

三、结语

高职院校要结合“电子技术”课程教学的实际情况为基础，通过行之有效地创新做好精品课程的开发。以搭建综合性教学模式为出发点，关注自主创新，探索创新，在提升个人观念基础上，逐渐整合各种教学内容，重新搭建更高效率的教学水准，充分的发挥电子技术课程的优点，搭建高素质应用型人才培养新模式，更好的提升电子技术课程教学质量。

参考文献：

[1]刘颖，侯建军，黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报，2015，（02）：3-4+7.

[2]卢玉和，杨春花，张丽，仝庆华.加强精品课程建设全面提高教学质量———《模拟电子技术基础》课程建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2015，（08）：11-12.

篇8

1)设计题目

简易数字频率计

2)设计任务和要求

要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为：

1)测量范围：1HZ—9.999KHZ，闸门时间1s；

10

HZ—99.99KHZ，闸门时间0.1s；

100

HZ—999.9KHZ，闸门时间10ms；

1

KHZ—9999KHZ，闸门时间1ms；

2)显示方式：四位十进制数

3)当被测信号的频率超出测量范围时,报警.

3)原理电路和程序设计：

（1）整体电路

数显式频率计电路

（2）单元电路设计；

（a）时基电路

(b)放大逻辑电路

(c)计数、译码、驱动电路

（3）说明电路工作原理;

四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。

两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+

，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+

，所以此四位计数器范围为1—9999。

其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。

时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。计数公式：来确定。

与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。1s后，时基电路送来第二个脉冲信号，CD4017的2脚变为低电平，闸门关闭，测量结束。数码管显示即为所测频率。当555第三个脉冲送过来的时候，电路保持间歇1S，第四个脉冲后高电平加至R，使计数器复位。为下一次计算准备。

（4）元件选择。

资

料

元

件

标号

封装

数量

芯片

CD40110

GK7491AG

陶瓷熔扁平

4

CD4017

62F2X6KE4

陶瓷熔扁平

1

74LS00

陶瓷熔扁平

1

74LS10

陶瓷熔扁平

1

NE555

K104G4

双列直插型号

1

显示器

七段共阴数码管

4

电阻

300Ω

4

1KΩ

1

5.1KΩ

1

10KΩ

2

100KΩ

4

1MΩ

1

10KΩ(滑动)

1

电容

1000PF

1

0.1μF

1

100μF

1

二极管

1N4148

2

发光LED

1

开关

单刀双掷

1

导线

导线

若干

三极管

9014

1

电源

12V直流电源

1

4)电路和程序调试过程与结果：

a)、设计逻辑流程：

b)、理论波形图：

c)、仿真波形图：

1)、时基电路

2）、未、已经过施密特的波形：

d)、误差分析：

本实验的误差来自多方面的原因：一、时基电路NE555的滑动变阻器调节导致误差；二、闸门开放时间与信号输入时间的冲突导致测量不准确；三、整体电路的阻抗、容抗对电路信号的影响。

对于第一点，先计算相关的滑动变阻器的相应阻值大小，然后可以在关闭电源的情况下用万用表测量后才进行测量；第二点有点系统的偶然性；第三点可以尽量减少电路布局，从而减少相应的影响。

5)总结

这个电路多处使用了集成IC芯片，让电路更加简洁明了，并且提高了电路的安全性、可行性，减少了整个电路的功耗和整个电路的布线。但是此电路没有完全地符合实验要求：首先，整个电路没有施密特触发器，输入信号放大电路，数码管的小数点驱动，满位报警电路。因此我首先加入以三极管9014为核心的放大电路；然后用74LS00两个双输入与非门构成施密特触发器，对输入信号进行整形；对于报警电路，由于集成IC没有译码电路引脚，所以选择了一个8输入与非门和一个74LS00结成，这样可以充分考虑到唯一性；还有就是它的计数不是直接显示频率，而是显示一个数字，再与闸门的时候计算才可以得出真正的频率。

总体来说，电路还是存在一点小问题没有得到很好的解决，因为74LS00组成的施密特触发器没有很好地整形波，在示波器上出现脉冲波，还得于计算，可以改为以NE555组成的施密特电路。改用其他的数码管驱动，从而驱动小数点。

通过这次实验，让我认识到数字电路的万千变化，集成IC的推出，大大提高安全性和可行性。理解了科学就是力量。最主要是学习到设计电路的思想以为加强自己的焊接能力。让自己的电子技术更上一层楼。

附录：完整的电路PCB图，完整的源程序名列表（不需要把源程序打印出来，作为电子文档提交）。

篇9

关键词：EDA；数字电路；硬件描述语言

引言

《数字电路》 是高等院校电气、电子信息类专业的一门重要的专业基础课，具有理论性与实践性强的特点。优化该课程的实践教学 ,对提高课程教学质量至关重要。随着大规模集成电路的飞速发展，电子类高新技术项目的开发也更加依赖于EDA技术的应用。

1传统数字电路课程设计方法的不足

传统数字电路课程设计方法是基于固定功能的标准芯片，“自下而上” 地构造一个系统。这种方法缺乏灵活性，实现单一，电路连线复杂，查错比较困难。学生一部分精力牵制在复杂的连线上，因此感到枯燥、乏味。可见传统方法在一定程度上制约了学生个性和创新思维的发展，必须引入新技术。

2  EDA技术概述

2.1 EDA的概念

EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化），是以计算机为平台，硬件描述语言（VHDL）为设计语言，可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC/SOC芯片为目标器件进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。

2.2 TOP-DOWN的设计方法

EDA技术采用TOP-DOWN（自顶向下）设计方法。这种方法从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计，在方框图一级进行仿真、纠错，并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，然后用逻辑综合优化工具生成具体门级电路网表。 设计人员可不受芯片结构约束，集中精力开发产品，并且采用的是结构化开发手段。

2.3设计语言

在EDA技术中多采用硬件描述语言（HDL）进行系统设计，设计人员在设计时只需知道系统要做什么（What to do），而不必关心怎样做（How to do）。VHDL几乎覆盖了以往所有各种硬件描述语言的功能，整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用它来完成。

3  EDA技术在数字电路设计中的应用实例

以智能函数信号发生器的设计为例，讨论EDA技术在数字逻辑电路设计中的具体应用。

3.1 设计要求

设计一个能产生递增斜波、递减斜波、阶梯波、正弦波、方波等多种波形，并可通过开关选择输出波形的多功能函数信号发生器。

3.2 方案构思

根据设计要求，本系统主要分为以下几个模块：

（1）波形发生模块：主要包括分别产生递增斜波、递减斜波、阶梯波、正弦波、方波等波形的子模块。

（2）多路选择模块：根据选择信号的不同取值，判断选择输出对应的波形。

（3）D/A转换模块。

3.3 系统实现

3.3.1 设计输入

    顶层原理图如图1所示，其中各模块可由VHDL实现，输出端Q[7..0]后面接D/A转换器的数据输入端。

  图1 系统顶层原理图

3.3.2编译、仿真

1.编译过程

建立顶层文件SIGNAL_GEN.VHD，并按照图1所示构建顶层设计文件，然后进行整体编译和仿真。

2.仿真结果

系统整体仿真当SEL[2..0]=011时，输出为阶梯波。

3.3.3下载验证

    选择实验箱No.5模式进行下载，并将各跳线帽置于正确位置，然后将输出信号送至示波器，改变CLK或者SEL[2..0]，可以看出输出信号的情况正好达到了预期功能。

4 结束语

实践表明，在数字电路课程设计引入EDA 技术，克服了传统课程设计的种种弊端，不仅极大地丰富选题、扩展功能，而且同一课题出现多种实现方案，提高了学生的创新思维能力。

参考文献:

[1]杨树莲.现代EDA技术及其发展[J].科技情报开发与经济，2006,(15):144-145

[2]潘松．黄继业.EDA实用教程（第三版）[M]．北京：科学出版社，2006.9

篇10

关键词:可编程器件;计数器;数字电路;VHDL

中图分类号:TN47文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-189-02

Design of Digital Circuit Based on Programmable Logic Devices

LIU Caihong,CHEN Xiuping

(Northwest Minorities University,Lanzhou,730030,China)

Abstract:The traditional design method of digital systems has fundamentally changed because of the emergence of programmable logic devices,it is necessary to introduce the design of digital circuit based on the programmable logic device.The realization methods of counter as examples,described two ways to achieve counter by schematic and hardware description language as input methods.The method of compiled simulation was described,and given the simulation results.The design of digital circuit based on the programmable logic device easier to understand and grasp by the use of familiar device.

Keywords:programmable logic devices;counter;digital circuit;VHDL

0 引 言

可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)是一种数字电路,它可以由用户来进行编程和进行配置,利用它可以解决不同的逻辑设计问题。PLD由基本逻辑门电路、触发器以及内部连接电路构成,利用软件和硬件(编程器)可以对其进行编程,从而实现特定的逻辑功能。可编程逻辑器件自20世纪70年代初期以来经历了从PROM,PLA,PAL,GAL到CPLD和FPGA的发展过程,在结构、工艺、集成度、功能、速度和灵活性方面都有很大的改进和提高[1]。

随着数字集成电路的不断更新和换代,特别是可编程逻辑器件的出现,使得传统的数字系统设计方法发生了根本的改变[2]。可编程逻辑器件的灵活性使得硬件系统设计师在实验室里用一台计算机、一套相应的EDA软件和可编程逻辑芯片就可以完成数字系统设计与生产[3]。

1 Max+plus Ⅱ简介

Max+plus Ⅱ是一种与结构无关的全集成化设计环境,使设计者能对Altera的各种CPLD系列方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。Max+plus Ⅱ开发系统具有强大的处理能力和高度的灵活性,其主要优点:与结构无关、多平台、丰富的设计库、开放的界面、全集成化、支持多种硬件描述语言(HDL)等。

数字系统的设计采用自顶向下、由粗到细,逐步分解的设计方法,最顶层电路是指系统的整体要求,最下层是具体的逻辑电路的实现。自顶向下的设计方法将一个复杂的系统逐渐分解成若干功能模块,从而进行设计描述,并且应用EDA 软件平台自动完成各功能模块的逻辑综合与优化,门级电路的布局,再下载到硬件中实现设计[4],具体设计过程如下。

1.1 设计输入

Max+plus Ⅱ支持多种设计输入方式,如原理图输入、波形输入、文本输入和它们的混合输入。

1.2 设计处理

设计输入完后,用Max+plus Ⅱ的编译器编译、查错、修改直到设计输入正确,同时将对输入文件进行逻辑简化、优化,最后生成一个编程文件,这是设计的核心环节。

1.3 设计检查

Max+plus Ⅱ为设计者提供完善的检查方法设计仿真和定时分析,其目的是检验电路的逻辑功能是否正确,同时测试目标器件在最差情况下的时延,这一查错过程对于检验组合逻辑电路的竞争冒险和时序逻辑电路的时序、时延等至关重要。

1.4 器件编程

当电路设计、校验之后,Max+plus Ⅱ的Programmer 将编译器所生成的编译文件下载到具体的CPLD器件中,即实现目标器件的物理编程[5]。

2 以计数器为例介绍具体的设计方法

计数器是非常常用的时序逻辑电路。计数器类型有多种,实现计数器的方法也有很多。可以买到大部分类型的中规模集成的计数器直接使用,也可以用触发器搭建符合要求的计数器。但是采用以上方法实现的计数器灵活性不够,不能随时进行修改,通用性差。这里介绍基于可编程逻辑器件的实现方法。

2.1 设计输入

采用原理图输入的思维方式比较适合一直采用传统设计方法人的使用。原理图输入如图1所示。

图1 原理输入图

采用硬件描述语言输入的方法对于没有传统设计方法经验的人更容易入门,修改起来也更方便。给出了一个可逆计数器的实现实例[6],程序的核心部分如下[7]:

PROCESS (clk)

VARIABLE cnt:INTEGER RANGE 0 TO 255;

VARIABLE direction:INTEGER;

BEGIN

IF(updown=′1′)THEN

direction:=1;

ELSE

direction:=-1;

END IF;

IF(clk′EVENT AND clk=′1′)THEN

cnt:=cnt+direction;

END IF;

qd

end process;

2.2 设计处理

原理图或程序完成之后,选择好器件并进行引脚定义,然后编译优化得到编程文件的界面如图2所示[8]。

2.3 设计检查

编译结束后,建立波形文件进行仿真,注意波形文件需要先保存,保存文件名和源文件一致才能进行仿真[9]。结果如图3所示。

图2 编译优化得到编程文件的界面

图3 仿真结果

仿真结果达到设计目的,符合设计要求。这时可以把编译生成的*.pof文件下载到选定的器件使用。用以上方法实现的器件,修改起来非常方便,只需要修改程序重新编译下载即可,任何类型的计数器都可以在可编程逻辑器件实现。

3 结 语

随着电子技术的高速发展,CPLD 和FPGA 器件在集成度、功能和性能(速度及可靠性)方面已经能够满足大多数场合的使用要求。用CPLD,FPGA等大规模可编程逻辑器件取代传统的标准集成电路、接口电路和专用集成电路已成为技术发展的必然趋势。

可编程逻辑器件是逻辑器件家族中发展最快的一类器件,它出现使得产品开发周期缩短、现场灵活性好、开发风险变小,随着工艺、技术及市场的不断发展,PLD产品的价格将越来越便宜、集成度越来越高、速度越来越快,再加上其设计开发采用符合国际标准的、功能强大的通用性EDA工具,可编程逻辑器件的应用前景将愈来愈广阔[10]。

参考文献

[1]徐伟业,江冰,虔湘宾.CPLD/FPGA的发展与应用之比较[J].现代电子技术,2007,30(2):4-7.

[2]郑宝华.基于CPLD的大屏幕扫描电路设计[J].现代电子技术,2008,31(24):17-19.

[3]赵延,葛利嘉,双涛.基于FPGA的UART设计实现及其验证方法[J].现代电子技术,2008,31(17):162-164.

[4]王淑文.基于CPLD的数字系统设计[J].现代电子技术,2007,30(12):184-186.

[5]杨晖,张凤言.大规模可编程逻辑器件与数字系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

[6]潘松.VHLD 实用教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.

[7]宋万杰.CPLD技术及其应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.

[8]林明权.VHDL数字控制系统设计范例[M].北京:电子工业出版社,2003.