电子电路设计论文篇1

对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算（EvolutionaryComputing）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,LookupTable)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（CellularAutomaton）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。

4结论与展望

电子电路设计论文篇2

二、汽车电子防盗报警器电路可靠性设计的必要性

汽车电子防盗报警器对于保护汽车安全起着至关重要的作用，其可靠性直接决定着汽车的安全性能。因此，针对汽车防盗报警器电路的可靠性设计研究，可以降低汽车电子防盗报警器出现问题的几率，整体提升汽车自身的安全性。下面从五方面具体分析汽车电子防盗报警器电路可靠性设计的必要性:一是能够预防发生故障，特别是降低了误报或者被盗等特殊故障发生的几率，从而确保汽车的安全与长期的使用时间。二是能够从整体上减少电子防盗器的费用成本，因为提升产品的可靠性，就需要质量更有保证的元部件，对一些多余功能的部件调整以及其他部件的可靠性设计、研究、实验等，都需要大量的经费支撑，因此首先就是在费用方面得到保证。但是，产品一旦可靠性得到提升，就能将花费在修费与停机检查费用方面的费用降到最低。根据美国某相关公司的实际调查发现，在提升汽车可靠性和维修性研制阶段所花费的每一美元，将会在之后的使用与后勤方面节省至少30美元，即产生30:1的实际效益。同时，可靠性所产生的直接经济效益不但表现在未来实际运用方面，而且在研制过程中还会降低样机研制的所需次数，每减少一个样机，不仅仅能够节省很多资金，而且可以节约大量时间。三是能够大大缩减停机时间，提升产品的可用率，降低汽车发生故障或者被盗的概率。四是可以大幅提升产品的可靠性，增强企业的信誉，提高市场竞争力，拓展产品的销路，实现经济效益的提升。五是可靠性的提升能够直接降低汽车发生其他事故的几率，这样就能降低因多种事故所造成的费用支出，从而避免其他不必要的损失。提升产品的可靠性需要从生产的每个环节着手，但最为重要的是产品设计阶段，因为缺乏合理性的设计，如果想在之后的环节中加以维修并达到预期的可靠性，其几率微乎其微。所以，产品设计者必须具备扎实的可靠性设计基础知识与技能，并能够运用多种方法与手段进行设计，从多个途径寻求产品可靠性的突破。

三、汽车电子电路系统可靠性的设计方案

预计、分析、分配以及改进等一系列产品可靠性研发活动就是所谓的汽车电子电路系统可靠性研发设计，结合产品技术文件与图样，对汽车某个电子电路系统的可靠性进行定量设计，进而促进产品的可靠性更加稳固。这一过程包括确定的可靠性指标、构建的可靠性模型、预计法加速检验可靠性指标、分配的可靠性、分析检验电路的可靠性、筛选元器件等。

(一)建立可靠性指标。

我国在1997年加以修订的《汽车报废标准》，规定凡是非营运类轿车大于等于10年(经过申请通过最多研制15年)或者达到50万公里之后要进行强制性报废，这一规定可以说是汽车电子电路系统可靠性指标的确定范围。尽管当前新出台的汽车报废标准有所改动，但是此规定依然是检测机车各个部件功能可靠性指标的主要参考。依据报废指定标准的15年计算，汽车报废的时间长度约为129，600个小时(按照24小时/天计算)，与轿车共计行驶里程达到50万公里的报废标准，把这两种汽车报废标准的大约值视为同等效率，同国军标准规定的不能低于5，000千米的汽车电子系统故障发生的平均间隔里程数，计算得出汽车电子系统的可靠性指标即MTBF是1，296小时。

(二)确定可靠性模型。

在设计产品的最初时期，通常要依据产品的可靠性指标与其功能，确定具体的可靠性模型，从而为分配可靠性指标作准备。汽车系统一般包括贮备系统、复杂系统与非贮备系统。其中，贮备系统又分为工作贮备系统与非工作贮备系统，而工作贮备系统又分为并联、混联与表决这三个系统，非工作贮备系统又称之为旁联系统;而贮备系统就是串联系统。对于普通的电子电气系统，又可分为并联系统、串联系统与混联系统。并根据具体系统的模块功能确定框图与可靠性模型。构建汽车电气系统的可靠性模型的常规条件是:在整个汽车电气系统之中，除去电子的元器件之外，还包括其他部件部分(例如机械元件、系统软件、同电子的元器件相关的PCB板和连线等)的可靠性都是彻底可靠的;而所有电子元器件的使用时间则是服从分布的指数与故障形式的相互独立。

(三)分配可靠性指标。

分配可靠性指标就是把各个系统中的可靠性指标依照原有的规则分配给各个单元，并把分配所得的结果当做各个单元可靠性的定量要求通过设计加以实现。实际操作中的分配可靠性的方法多种多样，例如评分型的分配阀、层次型分析法以及工程加权型的分配法等，就当前而言，最为简单且容易操作的方法就是工程加权型的分配法，并且涵盖的面积比较广，因此应用愈来愈广泛。所以，针对汽车电子电路系统的可靠性指标分配也是采用工程加权型的分配法进行的。

电子电路设计论文篇3

电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练，是电子技术课程的实践性教学环节，是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程，对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。

1.电子技术课程设计的重点与要求

本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。

电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。

教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。

在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。

学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。

在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。

预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。

2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。

总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。

3.电子技术课程设计的步骤

在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。

电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。

虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。

电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。

4.电子技术课程设计的效果

学生经过这样系统训练后，各方面技能都通过考核，为后续课程的学习打下了扎实的基础。

参考文献：

［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计（第二版）［M］.北京：电子工业出版社，2006.

电子电路设计论文篇4

中图分类号：G642.423 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2016）03-0094-02

一、导论

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是主要面向全国电子类学科大学生赛事，目的在于推动教学改革、培养实用型人才，同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力，为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来，一直备受全国高等院校和学生的重视，被认为国内“含金量”最高的比赛之一，比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中，也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛，比赛时间为4天3夜。比赛期间[1]，同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想，确定设计方案，进行分工协作，以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导，参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题，队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广，包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路，几乎包含了电子类专业所有的专业课程，没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识，很难在短短的4天中完成比赛，赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩，已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容，对学生的培训可以从几个方面进行考虑，主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。

二、理论培养

良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2，3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同，对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上，需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理，如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用，其数值变化对电路的影响等。例如，三极管的三个工作状态饱和、截止、放大，如何设计参数，使其工作在不同的工作状态，实现所需要的功能，这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而，电子大赛比赛时间一般为9月初，大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课，从所学习的课程上可以看出，完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系，大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象，这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识，以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多，单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识，并且，学生习惯于考试的方法学习，对于电路的设计，几乎没有任何经验，很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平，学校应该组织在电路设计上有经验的教师，对参赛学生进行辅导，以加深对理论知识的认识与理解。

三、电路设计训练

普通高等学校课程体系建设上[4]，受到高等学校师资、投入等各方面的影响，电子类的教学还是以理论授课为主，同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节，学生对电路的认识还停留在实验上，很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计，不知道如何从何处入，这就需要从简单的电路设计入手，培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路，是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的，它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知，无论多么复杂的电路，都是由简单的单元电路组合起来，实现复杂的电路功能，因此，根据学生所掌握的本科知识，先给出若干单元电路题目进行设计，如加法器、振荡器、乘法器等电路设计，让学生自行设计。随着软件技术的发展，已经存在一些电路仿真软件，如EWB、Proteus等，学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现，验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真，不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现，也可以降低成本，同时学生也可以很容易修改参数，观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用，这在实物电路中是很难实现的。

四、电子元器件的认识与焊接工艺

电路设计采用仿真软件实现，可以对学生起到一个锻炼作用，但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离，我们必须把仿真电路转换成实物电路，才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说，首先培养学生对电子元器件的认识，如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识，如何分清三极管、二极管的管脚；认识常用的运放芯片，比如OP07等，对于比较不熟悉的芯片，学会如何查找芯片的参数，芯片输入的电压范围等，以便用于在设计电路的时候可以依据参数，选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次，电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因，经过了2～3天的电路设计及仿真实现，学生基本上完成电路设计，在实现作品的时候，学生焊接完的电路板，经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况，甚至无任何信号输出，电路的焊接往往是出现问题的主要原因，虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作，即使比赛结束前可以正常工作的电路，到了比赛现场测试的时候，也经常会出现电路无法正常工作，或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多，焊接技术不过关是常见的原因，由此，需要加强对学生平时对焊接工艺的训练，提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外，熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行，而常用的仪器种类有分为很多种，国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识，在紧张的比赛环境中，顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情，因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法，掌握仪器面板每一个按钮的英文含义，熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后，即使遇到不熟悉的仪器，也可以很快学会使用方法。

五、赛前模拟练习

实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛，因此，每年电子大赛的题目大致包括几个方面：电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训，参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下，参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人，比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计，如果在比赛配合出现问题，则有可能导致在规定时间内无法完成比赛，指导教师可依据学生掌握知识的情况，对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长，负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的，学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中，会出现各种问题，一般来说，即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情，这些问题出现在赛场上，只能依靠学生自己解决问题，对于对电路的初学者来说，这种问题也是经常发生，焊接的电路也很难一次成功，学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路，当某一部分电路出现问题的时候，首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确，确信电路设计正确后，再依照电路图检查电路连线问题，如果都没有问题，则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉，清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数，以判断电路出现的问题所在。

六、结论

本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训，以提高学生参加比赛的成绩。但是，毕竟比赛各种意外都会发生，在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品，即使参加培训的学生也会由于经验不足，参数设计等问题等会有很多意外发生，影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的，只有打下深厚扎实的基础，才能在比赛中取得良好的成绩。

参考文献：

[1]汤勇明，堵国牛贺晋，等.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报，2009，31（4）：76-77.

电子电路设计论文篇5

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）06-0131-02

串行序列检测在通信领域应用广泛，因此，教材中对这种电路的设计进行介绍是有必要的。但是目前大多数的数字电子技术教材介绍的串行序列检测电路都存在一定的问题，作者在2003年全国高校电子经验交流会上就指出了问题并提出了多种修订方案[1]，该文也引起了一些老师对该问题的注意[2]。但当时论文中给出的修订方案与时序逻辑电路状态图描述不一致。同时，作者最近在图书馆查阅了最新出版的数字电子技术教材，其中的串行序列检测电路设计仍然是采用以往教材中的设计方法，都没有进行功能验证，问题依然存在。因此本文有必要进一步讨论这一问题。另外，串行序列检测电路设计作为数字电子技术的一个经典实例，欠缺一定的基础知识，比如串行通信的概念、异步串行通信帧格式概念、串行通信的检测和同步问题等。作者在教学中，首先让学生查找资料熟悉上述基本概念，然后设计串行序列检测电路，掌握上述基本概念后，个别同学自己就会发现以往教材中设计存在的问题。这种教学方式执行多年，效果很好。

一、传统串行序列检测电路仿真

大多数数字电子技术教材都是设计了110或111的串行序列检测电路，多数教材中得到的111序列检测电路（要求检测到连续的3个1时输出Z=1）如图1（a）所示，利用MaxplusⅡ仿真的结果如图1（b）所示。图1（b）中箭头表示在CP的上沿检测串行输入X，检测到第一个有效的1时进入01，检测到第二个有效的1时进入11状态，此时输出Z在检测到连续两个1时输出变量Z就1，显然与设计命题要求不符。其他序列的检测也有类似情况，即不是在有效的检测时刻输出1。

二、改进的串行序列电路设计方法

参考文献[3]中提出了这一问题的解决方案，分别给出了Mealy型和Moore型状态图，这样可以得到正确的设计电路。但这种方法的状态图与传统时序逻辑电路状态图不一致。传统状态图是反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的一种图形，在状态转换图中以圆圈及圈内的字母或数字表示电路的各个状态，以箭头表示状态转换的方向，相应输入/输出标注在转换箭头上，图2给出了传统的两状态变量的部分状态图。本文根据串行序列检测的特点，即输出是由检测状态S确定的，当检测到有效序列，无论下一个串行输入X为0还是为1，都输出1。则可以将状态图表示为如图3所示的传统形式，进行可重叠序列检测，图4是医电93班吴鹏同学按照改进方法设计的111序列检测电路及仿真结果，由图4（b）可见，只要检测到有效数据串就输出1，结论完全正确。

三、实例安排顺序和教学方式的改变

这一实例所有教材都是安排在基于触发器的时序电路设计部分，因此限制了学生的思路。最近几个学期在时序逻辑电路分析、设计、寄存器等所有知识介绍完之后，让学生开始查串行通信资料、做序列检测电路设计、仿真验证电路功能，并做PPT在课堂上介绍。多数学生对串行通信概念、帧格式、波特率、帧同步等问题都介绍的比较清楚，个别同学对序列检测电路还设计了几种方案，其中包括了参考文献[1]中提到的用移位寄存器、输出与检测时刻同步等方法，拓展了学生的思路，部分学生对设计的电路进行了仿真和分析。这种方式激发了学生学习数字电子技术的热情，对数字电子技术设计产生了浓厚的兴趣。因此，建议各教材在补充相关基础知识的同时，将这一实例放在时序逻辑电路一章的最后，由学生根据自己所学知识进行设计。

通过以上分析可见，即使再多教材使用了再久的实例，也需要进行实践检验；建议教材中基于触发器的时序电路设计步骤中，应该增加“电路功能验证”一步，如果有这一步，就可以避免之前教材所设计电路存在的问题。

参考文献：

[1]宁改娣，杨栓科.串行序列检测同步时序电路设计探讨[C].全国高校电子经验交流会论文集，2003.

[2]陈文楷等.讨论式教学方法如何引入课堂[C].全国高等学校电子技术教学研究会年会，2005.

电子电路设计论文篇6

本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。

在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。

2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。

3.电子技术课程设计的步骤

电子电路设计论文篇7

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）03-0077-02

电力电子技术课程是一门理论和实践紧密联系的课程，包括电力学、电子学和控制理论，这是课程的三大支柱。电力电子技术课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程，在工业技术领域有极其广泛的应用。学生通过学习电力电子技术课程，掌握扎实的基础理论知识，具备极强的实际操作能力，熟悉构思、设计、实现、运行的产品研发过程，并具有相应的沟通协作能力和人际交往能力。在我国社会经济迅猛发展的背景下，电力电子专业学生就业态势良好，主要从事各大机关单位配电、配电设备生产及销售、建筑电气、电路开发工程师、PLC及控制、中国石化及相关企业、地铁公司等领域的技术工作。因此，如何教好电力电子技术课程，让学生有所学、有所用，成为大学生人才培养的重点问题。

CDIO模式是一种在全球各国广泛推行的工程教育模式，以产品或项目“构思-设计-实现-运行”为载体，为大学生创建企业模拟环境，帮助大学生掌握课程理论知识，培养大学生产品过程能力。CDIO模式以产品、项目的全生命周期为系统教育背景，制订CDIO课程教学标准和体系，让学生主动参与学习，在理论中学习，在学习中实践，通过CDIO模式提高工程能力。

因此，如何结合我国高校教育改革与创新趋势，把握高校电力电子技术课程应用型人才培养定位，融合CDIO模式理念，构建电力电子技术课程体系和培养方案，探索CDIO模式下电力电子技术课程教学方法成为广大教师需要思考的问题。电力电子课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程，符合CDIO模式教学支撑的课程特点，对电力电子技术课程展开CDIO模式课堂教学和实验教学的改革与探索，能为电力电子技术课程教学改革提供支撑和助推作用。

一、CDIO模式下电力电子技术课程教学改革

CDIO模式理念涵括了产品、项目全生命周期，注重理论和实践的联系，体现了“基于项目的教学”理念，和电力电子技术课程相结合，整合课程传统教学模式，形成电力电子技术课程CDIO教学模式。本文以“CDIO模式”为主线，构建贯穿电力电子技术课堂理论教学和实验教学的新型教学模式，并对此进行有益尝试。

（一）基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学

1.教学课程规划

在电力电子技术课程理论教学中，为了更好地开展理论教学，笔者建议有计划地将实践教学融入课堂教学全过程。在电力电子技术课堂教学中，教师向学生讲解理论基础知识，提出重难点，抛出问题，让学生进行仿真分析和总结。学生按照小组划分组建项目团队，对课堂理论知识进行讨论学习，从总体设计理论知识和项目任务，深入理解项目目标，主动发现问题。教师针对学生存在的学习问题进行引导，动态掌握学生理论知识学习情况，及时纠正学生理解中的错误。同时，教师还应全面开放电力电子技术实验室，开放电力电子技术项目实施环节，为学生项目团队设计项目任务。

笔者以“三相桥式全控整流电路”为例，为学生设计全控桥整流项目任务，结合三相交流变压、晶闸管工作特性、阻感式电路、纯阻性电路、触发电路等内容进行电力电子技术课程教学规划。

2.课堂教学方法

教师引а生查找相关资料，对项目任务进行工作分解，以“自上而下”为项目设计导向，构思项目整体概念，从整体到局部，从宏观到微观，整合涉及的所有课程基础知识，结合“三项全控桥”设计、“触发电路”设计的工作结构和原理，构建模型，分析模型，计算参数，评估设计，模拟故障等，让学生实践“原理思考-分解任务-小组探讨-模型构建-课程讲解”，在教师的启发下主动学习，带着问题学习理论基础知识，带着目的和方向学习，绘制出电路原理图和集成出发电路图，能收获较好的课堂教学效果。

在电力电子技术课堂教学中，教师要将课堂教学和模型仿真并行，为学生创设“学习-构思-设计-仿真”的一体化电力电子技术课堂教学模式，培养学生电路设计思维和能力。

（二）基于CDIO模式的电力电子技术实验教学

1.基础实验验证

电力电子技术课程在理论知识课堂讲解结束后，需要结合课堂教学内容，设计理论知识基础实验验证，帮助学生巩固基础理论知识，并结合实验过程中遇到的问题进行讨论学习，提高学生问题解决能力，让学生能够在实验构思、设计、实现、运行中巩固理论知识，操练电路设计实践能力。

笔者以“反激变换器”为例，在给学生讲解介绍了反激变换器设计内容和实施步骤后，要求学生应用“电流型脉宽调制器芯片（UC3842）”设计反激变换器，在设计中正弘交流输入是给定的110V/50Hz，经过降压、整流后，输出功率实际为Pout=60W，开关频率为fs=64kHz，输出电压为Vo=15V，要求学生结合电路设计中的各元件参数，确定各参数的选取原则与计算公式，设计仿真方案，制作版图和电路板调试电路，撰写项目设计结果分析报告。

2.创新实验设计

在电力电子技术课程内容教学结束后，教师应梳理电力电子技术发展前沿，紧随时代步伐，更新课程教学内容，制订创新实验设计，让学生结合时代要求调整实验设计方案，遵循“理论学习-实验设计-仿真验证-实验”的流程，按照“基础-实践-综合-创新”的教学主线，创新设计电力电子技术综合实验。

“反激变换器”实验设计中的变换器电路设计包括主电路参数设计、控制电路参数设计。第一，主电路参数设计包括整流桥、变压器、滤波器、开关管等参数的选取，钳位电路、启动电路、供电电路等设计。其中，电感和变压器等磁性元件设计是反激变换器设计中最复杂的难点。在可变的电磁变换环境下，高频变压器工作发挥着变压器和电感双重作用，变换器性能受原副边匝数比、线圈电感、磁芯参数等参数关键影响，学生需要计算这些参数，然后结合计算结果绕制变压器。第二，控制电路参数设计包括振荡电路参数设计、光耦隔离部分参数设计、反馈采样电阻设计、驱动电路设计。通过设计控制系统，学生有机结合自动控制理论和电力电子技术，深入理解PID控制理论，这样可培养学生电力电子技术知识运用能力和问题解决能力。

二、CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价

CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价包括过程考核和结果考核。

电力电子技术课程过程考核应构建“自评+互评+师评”的评价指标。其中，自评指标需要学生在正确认识自我基础上，对自己学习态度、操作能力、创新能力进行客观评价；互评指标是在项目小组分工下，由小组成员对学生的学习态度、操作能力、团队参与、项目报告等能力进行客观评价；师评是教师结合学生在学期内的课堂和实验表现，对学生学习态度、操作能力、团队参与、实验设计等能力进行评价，全面提高学生专业素养。

电力电子技术课程结果考核是试卷考核，教师为学生创新课程试卷，设计“理论知识+实验设计”的新型试卷，以“理论+实验”的试卷模式取代“理论+计算”的试卷模式，全面考核学生知识应用和创新能力。

教师应该结合学校专业人才培养方案，在过程考核和结果考核之间设定科学权重，制订课程教学考核标准，以计算最终课程成绩。

三、结论

本文提出CDIO模式下的电力电子技术课程教学改革模式和实施“构思-设计-实现-运行”的流程，帮助学生应用理论知识实施实验，掌握电力电子技术课程知识，掌握课程实验操作方法，使课程理论和实践融会贯通。笔者在电力电子技术课程内容和就业去向分析的基础上，结合CDIO模式理念，指明力电子技术课程教学改革趋势，提出“基于项目教学”的电力电子技术课程CDIO教学模式。本文从教学课程规划和课堂教学方法，论述了基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学改革，从基础实验验证和创新实验设计，论述了基于CDIO模式的电力电子技术实验教学。最后，笔者给出CDIO模式下电力电子技术课程教学考核的新办法，包括“自评+互评+师评”的电力电子技术课程过程考核和“理论知识+实验设计”的电力电子技术课程结果考核，形成“CDIO”模式下电力电子技术课程新型教学模式，培养应用型专业化人才。

[ 参 考 文 献 ]

电子电路设计论文篇8

1 频率补偿电路设计

频率补偿电路是对某传感器电路模块（如图1所示）的高频特性进行补偿，使其-3dB截止频率为50KHz。

图1 传感器电路

经理论分析，该模块的传递函数为：

（1式）

由传递函数可得该系统的零点为（13.2kHz），二重极点为（6.6kHz）。采用零、极对消方式，对该模拟模块的高频特性进行频率补偿，则频率补偿电路的传递函数为：

（2式）

其中f1为频率补偿后系统的-3dB截止频率。

当S=0时，系统传递的为直流量，此时H0（s）=1，可求得K约为18.07

故 （3式）

由3式可知该频率补偿电路可由两个低通滤波电路和一个全通滤波电路并联而成。传递函数分别为为1、、 。由于常数A、B（正或负）的存在，低通滤波和带通滤波电路后还应加入放大或衰减电路（同相或反相）环节。

2 《电子技术课程设计》课程安排及要求

第一阶段：教师讲解整个设计系统要求、各项技术指标的含义，使学生对整个设计有初步了解和认识。同时完成学生的分组，两人一组自愿组合，做好前期准备。

第二阶段：教师系统地讲解整个设计中所需要用到的新技术和新工具，采用专题的方式讲解multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protel DXP电路设计软件，并安排学生辅以简单的练习，以达到初步掌握的目的。

第三阶段：学生根据设计内容，查找相关资料，对方案进行具体论证。用filterlab滤波器设计软件按要求设计两个低通滤波器，确定滤波器的电路形式及参数；用multisim仿真工具对各单元电路进行仿真，最终完成整体电路仿真，实现截止频率为50KHz。

第四阶段：学生完成电路板的制作，利用protel DXP电路设计软件完成原理图及PCB板绘制，并且完成PCB的制作及元器件的焊接、调试。

第五阶段：学生完成整个设计系统的整机联调，测试技术指标，完成设计报告。设计报告包括：系统方案论证；各单元电路参数的选择与计算；各单元仿真电路及仿真结果；各单元电路的调试及实际改进的电路图；系统测试结果；全文总结。

通过对“频率补偿电路的设计”这一电子线路设计课题，学生学会了multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protel DXP电路设计软件等新工具在电子线路设计中的应用。图3是学生利用multisim仿真工具得到的50KHz截止频率的波特图，图4是利用protel DXP电路设计软件完成了频率补偿电路的PCB板绘制。

由此可见，采用此种教学方法，学生不仅能够很好的使用新工具、新技术，而且清楚的掌握电子线路综合设计的一般方法和设计流程。通过具体设计的实现，能调动学生学习的积极性，加深对理论知识的理解，提高实际解决能力，有利于系统地、科学地培养学生的实际动手能力、工程设计能力及创新设计能力。

图3 multisim仿真50KHz截止频率的波特图

图4 频率补偿电路的PCB板

参考文献：

[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第二版）[M].华中理工大学出版社.

[2]刘树棠.信号与系统（第二版） [M].西安交大.

[3]尹勇 李林凌.Multisim电路仿真入门与进阶[M].科学出版社.

[4]Filterlab 2.0 user’s guide，Microchip.

[5]马丕明等.一种“电子线路课程设计”教学平台[J].电子电气教学学报，第34卷，第2期，2012，4.

作者简介：

电子电路设计论文篇9

【基金项目】贵州省科技厅联合基金的项目：黔科合JLKS[2011]2号；2012年贵州省教改培育项目:现代通信原理课程教学体系设计及教学方法优化研究。

【Abstract】Electronic circuit course is a core professional foundation of electronic information specialty，which occupies the important position in the education of bachelor in various universities. This paper reviews the course in the teaching, the necessity of introducing EDA teaching, understand the characteristics of the EDA teaching software, this paper expounds the electronic circuit and EDA teaching combining the teaching practice exploration. With the rapid development of electronic information industry of the traditional teaching methods can?蒺t let students to meet the needs of the development of the industry very well. In order to help our students to learn communication technology more easy and improve their practical ability in communication applications, an innovative teaching reform is imperative.

【Key words】Multism 10, EDAtechnology, Electronic circuit design, teaching reform

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）05-0216-01

电子技术和计算机技术的紧密结合,打破了电子线路课程教学的传统模式，在该课程中融入了“计算机和EDA软件技术合二为一”的新的电子设计技术理念。EDA软件技术平台，以硬件描述语言VHDL完成设计，以集成电路为载体，使得学生们能在计算机上完成电路线路从设计、分析、测试直到印刷电路板的整个设计过程。因此,在电路线路实验课程中，引入EDA工具软件进行仿真设计, 让学生在一定程度上掌握EDA技术和Multisim10这一适用于模拟/数字电路板的设计工作的EDA仿真软件，不但促进学生掌握理论知识、掌握EDA技术，还能提高学生的综合分析能力和电子产品设计创新能力。

1.传统电子线路课程教学缺点

传统的电子线路课程教学, 首先学生要自己设计出电路图, 然后在实验室进行搭线,最后进行电路调试，得出结果。由于受实验室条件的限制如经费和数量品种,在调试过程中,不仅不能及时提供全部所需器件来调整电器元件参数,而且存在仪器和元件的损坏问题。这种教学手段对于理论基础知识能很好掌握，但是效果往往不是很理想，在实验过程中，虽然学生电路理解掌握了，但是由于设备使用问题或者设备老化，从而导致实验失败。为了让学生很好的将理论与实验相结合起来， 将EDA教学引入电子线路课程，当代电子系统的设计已经越来越依赖于 EDA 工具的支持。因此,改革传统课程设计教学结构和模式, 把 EDA教学与电子线路课程设计结合起来是适应信息技术发展的需要,也是高等教育实践环节教学改革的必然趋势。

2.EDA在电子线路课程中应用

2.1电子线路课程中EDA软件的选择

将EDA教学引人到电子线路课程中，软件选择也很重要，一个好的EDA软件要覆盖电路的设计与仿真、PCB自动布局布线等功能。采用MULTISIM 10 软件，它拥有仿真度很高的常用电工电子元器件模拟库，使用Multisim10软件对实际电路进行有效的模拟和数字仿真分析，首先,在软件的操作面上绘制电路功能的电路原理图, 其中有元器件的选取和元器件之间的物理连接；然后, 根据在根据电路要求选取元件参数;其次,利用Multisim10虚拟实验平台提供的虚拟实验仪器如万用表、信号发生器等虚拟软件进行参数的测量, 并把测量结果与理论实际计算进行对比和结果分析。

2.2 EDA软件在理论课程和实验课程中应用

EDA 技术的引入改变了传统的教学模式，真正为老师和学生们搭建了一个可以相互交流的平台。首先，在运用EDA技术下的电子线路课程，不同于其他课程的讲授，这些课程只是在课堂上进行教学,并没有把理论与实践相结合起来。如何将理论和实验教学环节相结合从而能适应当代电子信息技术的发展是我们当前所面临的新课题。为此 ,我们对电子线路课程进行了几个方面的教学改革。第一，根据教学要求和学生的实际情况,选择适合的EDA 软件,在电子线路课程的教学过程中结合 EDA 技术软件进行教学，教师在课堂教学中应用EDA软件，可以使学生们能更加直观/主动的去学习，能够自身于电子线路的实际环境中，不再只是作为一个知识接受者，而转变为一个对电路知识探研者。第二、在对学生的实验课程上，对学生侧重于硬件描述语言VHDL语言编程的指导 ,让学生能掌握一种硬件描述语言，并且要求学生们能熟练的掌握和运用其中一种EDA 软件如(Multisim、Max+PlusⅡ等)。第三、让学生能运用PCB 设计。第四、把 EDA 教学引入到电子线路课程设计重点就是让学生把课堂上的理论学习和实践方面相结合，运用EDA 手段把过去熟悉的电路原理的分析、参数计算和虚拟仪表分析、仿真验证等结合起来，让学生能很好的熟悉当代的电子设计的程序步骤和技能，这对于学生今后从事专业技术工作无疑是个启蒙训练。

3.电子线路课程的教学设计

根据学生的实际情况和兴趣方向进行引导和教学。在原理设计这个环节需要学生综合运用“电子线路”课程所学的知识 ,通过调查研究、查阅资料、进行方案选择、论证。总体和单元电路设计、参数计算和元器件选择。这个环节与电子线路课程学习紧密相关 ,是每个学生必须掌握的学习内容。在 EDA 应用这个环节要求学生学会使用一种 EDA工具,并在计算机上对设计结果进行仿真分析。学生对所选课题作出的设计方案应先采用一种 EDA 软件画出原理图并进行仿真验证得出最理想的电路设计方案 ,最后在实验室进行搭线和电路调试。通过这一教学环节使学生了解电子设计自动化技术的基本概念，并熟练掌握一种 EDA 工具进行电子电路简单系统的设计。

4.结束语

本文首先分析了电子线路课程教学中存在的问题,并就如何提高课程教学进行了探讨,按照因材施教的原则提出了依靠优化教学体系合理组织教学内容,综合运用EDA教学和电子线路课程设计的结合,认真分析不同 EDA 软件的特性,选择适当的 EDA 教学工具,从而培养学生掌握现代化的设计思想和设计方法 , 加大实验力度等措施提高教学质量，形成以教师为主导学生为主体软件实验补充硬件实验的创新性教学方式，事实证明近几年来我们在本科学生创新意识培养教学手段现代化建设教学效果的提高方面取得了良好的成效,形成了自己的课程特色,学生的学习兴趣学习成绩和应用能力都有了显著提高,今后我们将会不断学习新的教育理念，更好地促进实践课程教学改革的发展 。

参考文献：

[1]王振宇. 电子设计自动化[M].电子工业出版社,2007.

[2]陈攀峰,刘骁.Multisim 仿真软件在电路实验教学中的应用[J].中国电力教育,2006,(S4):110.

[3]邢娅浪,赵锦成.“电路分析”课程教学改革的实践与思考 [J].中国电力教育,2010,(10):85.

[4]沙春芳.Multisim 10 在模拟电子技术教学中的应用[J].中国现代教育装备,2011：125-126.

电子电路设计论文篇10

中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)22-5538-03

The Improvement of Teaching in "CAD of Electronic Circuit" Based on Actual Application

ZHOU QiCzhong, XU Juan

(Yibin University, Yibin 644000, China)

Abstract: To expertly apply "CAD of Electronic Circuit" technology to complete a variety of hardware circuit design, not only need a solid theoretical basis for the circuit, but also need a wealth of PCB (Printed Circuit Board) design knowledge. Aiming at the facts of that the current students are lacking of the knowledge for PCB design, a comprehensive teaching reform approach including teaching contents, teaching styles and examination models is presented in this paper. Through participating in the National Undergraduate Electronic Design Contest, The effectiveness and feasibility of the method proposed in this paper are verified.

Key words: Printed Circuit Board; CAD of electronic circuit; reform; effectiveness; feasibility

随着大规模集成电路技术的发展和应用，电子系统的复杂性越来越高，传统的手工设计已不满足现代电子系统设计要求。这对电子系统设计人员提出了新的挑战，以计算机为基础，利用性能强大的软件开发工具进行电子线路设计的电子线路CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）技术成为硬件电子工程师必需掌握的技能。这大大增加了《电子线路CAD》课程在电子专业学生能力培养中的重要性。因而，根据课程的特点和实际应用的需要，进行深入的教学研究和有效的教学改革具有非常重要意义。

目前，大量的教育工作者对《电子线路CAD》的教学内容、教学方式和考核形式进行了改革：根据美国著名儿童教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大儿童教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创立的一种以学生为本的“项目式教学法”，国内进行了“《电子线路CAD》项目式教学法”探索和改革 [1-2]。从调动学生学习积极性的角度，进行关于“任务驱动法在《电子线路CAD》教学中的应用”的改革[3]， 针对Protel软件的使用，进行了“电子线路CAD―PROTEL课堂教学方法探析”[4]。同时，从学内容设计、教学方法的选用等方面进行分析，以培养学生标准意识、规范意识及质量意识为目的，进行了“电子线路CAD课程的教学探讨”[5-7]。这些改革对促进学生掌握CAD工具（如Protel、Multisim、Orcad等）的基本操作和使用起到很大的帮助，但由于《电子线路CAD》是一门综合性、实践性和创造性都很强的课程。它即不同于的计算机语言类课程（如C语言），只需要熟悉某个计算机语言的语法和基本操应用，又不同于电路基础知识类课程（如模拟电子线路），只需要掌握某个领域内知识。它需要用户以电子线路的相关理论知识为支撑，去操作对应的工具软件，完成一个电子系统的原理图绘制、PCB（Printed Circuit Board, 印刷电路板）设计和结果仿真。除了有工具软件本身操作需要学习的内容外，更重要的还需要有相关PCB电路设计的知识做支撑，比如信号完整性分析、电磁兼容、阻抗匹配、时延匹配等。同样的原理图，工作低频段和工作在高频段的PCB 图设计是有所不同的。现有改革方法侧重于工具软件的教学，忽略了教会学生与PCB设计有关的知识，导致学生在学习以后虽然会设计出原理图，但不能设计出能到达实际工作要求的PCB图。本文从实际需要的角度出发，根据大学生课余时间灵活性强的特点，以课内和课外结合、兴趣和专业结合、理论与实践结合为原则，充分发挥学生的积极主动性，从教学内容、教学方式和考核方式上全面考虑，对《电子线路CAD》教学提出了一种新的改革方法，并以全国大学生电子设计竞赛为实践验证平台，证明了该方法的有效性和可行性。

1 以满足实际需要为原则，结合人才培养目标和培养计划，完善教学内容

开设《电子线路CAD》课程的目的是培养学生硬件电路设计和制作的能力，硬件设计能力包括设计原理图的能力和设计PCB电路的能力。具备设计原理图的能力需要熟悉电子线路CAD工具的操作并掌握模拟电路、数字电路、单片机、高频电路等电路理论知识；具备设计PCB电路的能力需要熟悉电子线路CAD工具的操作并掌握高速电路板设计、信号完整性分析、电磁兼容和PCB制作工艺等工程知识。这是因为电路可分为低速电路和高速电路。低频信号和部分中频信号（一般在30MHz以下）是用“路”的理论进行分析和设计的，即信号间的传递需要通路是导线。高频信号和部分中频信号，需要用“场”的理论进行设计，即信号可以无线传输，必须考虑连线间的串扰和信号传输过程中的反射等因素，如收音机和手机电路等。电路原理图的作用是表述其工作部件的连接关系和工作原理的示意图，并不涉及与实际工作有关的硬件制作问题，因此，在用CAD工具设计原理图的时候，无论高频系统还是低频电路，都可以不加区别地选用标准器件符号进行绘制。但PCB电路是实际电子元件的连接载体，设计过程中必须考虑信号频率、阻抗匹配、时延匹配等参数的影响才能满足实际工作的需要。因此，在应用CAD工具进行PCB设计的过程中，除了熟悉工具软件的操作外，还需要应用高速电路板设计、信号完整性分析、电磁兼容、PCB设计工艺等知识为理论指导进行正确的设计。

《电子线路CAD》课程通常在本科或高职、高专阶段开设，在学时有限的情况下，要保证基础课程的完整性，只能开设完与原理图设计有关的课程，而不能全面开设与PCB设计相关的课程。部分课程（如电磁兼容、信号完整性分析等）往往在研究生阶段纳入培养计划，但很多本专科学生毕业后需要从事PCB设计方面的工作。因此，需要对教学内容进行改革，让学生学习后能满足实际工作的需求。具体改革内容如下：

1.1 让学生了解现有电子线路CAD工具的发展情况

目前电子线路CAD工具软件繁多，在硬件设计方面，有简单易学但功能相对较小的Protel、Orcad、Pispice等，有功能强大，学习相对较难的ADS、Power PCB、CADENCE等，不同的电子公司根据开发产品的实际需求情况，要求员工使用对应的软件。学生应该熟悉其中一到两种，并了解其它软件功能和特点，否则在应聘过程中可能会不满足企业需要而失败。因此在教学过程中应给学生介绍工具软件的发展情况，并通过参考资料的方式提供相关教程的电子文档或学习网站网址，传授学生学习方法。

1.2 补充高速PCB设计的相关知识

随着大规模集成电路技术的发展，电路系统体积越来越小，工作频率越来越高，给硬件设计人员带来了新的挑战。因此需要给学生补充高速电路板PCB设计的相关知识，如高速电路板设计、电磁兼容理论和信号完整性分析等。

1.3 增加多层PCB设计的知识

目前，大多本科教学主要让学生进行单面板和双层板的设计。由于集成电路引脚越来越密集，封装体积越来越小，大部分电子系统都要求用多层电路板进行设计，所以在教学中让学生掌握多层电路板设计的知识非常重要。在高速数字电路设计 中，电源与地层应尽量靠在一起为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。信号布线层数由网络密度，平均管脚密度等基本参数。可以参考如表1所示的经验数据。

1.4 增加元件布局的理论

元件的布局好坏直接影响工作性能，好的布局除了保证电路性能稳定外，还能降低步线难度。电子线路CAD教程中一般只介绍如何操作CAD工具进行布局，如器件旋转、移动等，但缺少介绍布局的理论依据，从而让学生学习后不知道什么样的布局才满足最佳性能要求。为了让学生在布局过程中能有的放矢，应该给学生补充以下知识：

A.遵照“先难后易先大后小，”的布置原则，即核心元器件、重要的单元电路应当优先布局．

B.布局应尽量满足高电压与低电压、大电流与小电流信号完全分开，高频信号与低频信 号分开，模拟信号与数字信号分开总的连线尽可能短，关键信号线最短。

C.根据原理框图，按主信号流向规律安排主要元器件。

D.相同结构电路部分，采用“对称式”结构布局；

1.5 让学生掌握PCB布线的规约

电子线路CAD教程一般以某个软件工具为重点，在布线方面注重教会学生如何把元件间的连线布通，忽略了保证线路能正常工作的理论介绍。表2给出了常见的布线规约及易犯的错误。其它还有3W法则、走线的谐振规则、走线长度最短规则等。在教学中及时根据学生在实际设计中存在的问题，给予指正。

1.6 增加培养学生思考能力的教学内容

在实践过程项目中有针对性地设置故障问题，让学生思考和解决，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，加强学生动手能力的强化。

2 根据教学内容和学生实际情况，改革教学方法

在规定的学时内，补充与PCB设计有关的教学内容，如果按照传统的教学方法全面讲解，是不可能完成的。甚至因为讲解东西太多，让学生难以接受而影响教学效果。所以，必须改革教学方法，才能达到理想的教学效果。改革的思路是：根据学生课余时间较多的特点，而且有一定自学能力的特点，充分利用开放的实验资源，利用互联网建立教师和学生之间互动的桥梁，发挥学生的积极主动性，让学生兴趣与专业结合，理论与实践结合，课内与课外结合，通过实践训练和理论指导提高其硬件设计能力。具体的措施是：

A.明确学习目的，让学生有具体的学习目标。介绍目前企业对电子线路CAD方面人才的需求情况，提高学生的兴趣，给学生树立明确的目标，让学生有的放矢地进行学习。

B.给学生提供课外学习资料，并教会学生如何利用学校的数据库资源和网络资源，收集相关学校资料，如利用超星图书资源，教会学生查阅和收集资料的能力。

C.给学生介绍学习方法，该自学的让学生在课余时间自学，该讲解的进行讲解，该通过上机和实验进行学习的就让学生通过开放实验进行学习。

D.建立网上预约制度，及时通过网络方式和更新教学资源，提高电子线路CAD方面教学改革的论文和前沿知识的读物，给学生提供良好的学习环境。

E.发挥学生的积极主动性，在以项目点评、小组讨论等方式，在教学过程中及时发现并纠正学生存在的问题。

3 改革考核方式

针对《电子线路CAD》课程理论性、实践性和综合性强的特点，如果只以一次考试决定学生学习成绩，即不能真实体验学生的能力，也利于调动学生的学习积极性。因此应该改革考核方式，从学习积极性、学习效果、动手能力进行全面考评。将考勤、理论设计、安装调试、仿真、思考问题等纳入考核范围，增加平时考核的力度和比重，每个项目有对应的项目考核，每个阶段有阶段考核，综合评定期末成绩。

4 改革效果

本文提出的改革方法在宜宾学院《电子线路CAD》教学中实施开展，学生在PCB方面的设计能力得到较大提高，设计的PCB板性能稳定。在2009年全国大学生电子设计竞赛中获得本科组全国一等奖和二等奖各一项，该优异成绩得获得，有多方面的因素决定的，但电子线路CAD的设计能力也有很重要的作用，比如竞赛题目中要求：在增益为60dB，带宽为直流到10MHz的情况下，静噪声输出小于300mv，学生在PCB设计过程中考虑电磁兼容问题，采取了缩短信号走线和减小线间串扰等布线策略，最后输出静噪声小于70mv，性能远远高于指标要求。实践证明了该改革方案的有效性和可行性。

5 结束语

《电子线路CAD》是一门综合性、应用性和实践性很强的课程，具有易学难通的特点，教学难度比较大，所以任何有效的改革方法都是有意义的。本文从满足目前复杂电子系统的实际需要出发，对其教学内容、教学方式和考核方式进行了改革，在教会学生掌握CAD工具操作的情况下，该方法能让学生学会应用高速电路板设计的理论知识去设计性能稳定的电路系统，并在全国大学生电子设计竞赛中验证了该方法是可行和有效的，能为其他进行相关教学改革的教师提供参考，促进更多教学改革成果的诞生。

参考文献：

[1] 毕秀梅.《电子线路CAD》课程项目式教学法的探索[J].电脑知识与技术,2009,5(16):4235-4237.

[2] 黄淑一.浅谈项目教学法在《电子线路CAD))教学中的应用[J].科技情报开发与经济,2009,19(34):179-181.

[3] 吕殿基.任务驱动法在《电子线路CAD》教学中的应用[J].北京市经济管理干部学院学报,2008,23(2):66-68.

[4] 王海熔.电子线路CAD―PROTEL课堂教学方法探析[J].电脑知识与技术,2010,6(14):3697-3698.

[5] 徐作华,赵丽,谭丽娜. 电子线路CAD课程的教学探讨[J].中国新技术新产品,2010(5).

电子电路设计论文篇11

    随着高职院校实验教学改革的深人，实验教学已成为高职院校教学工作的重要组成部分。实验教学已从过去单纯的验证性实验逐步深人到综合性、设计性实验，从利用实验来加深对已学理论知识的理解，深人到将实验作为学生学习新知识、新技术、新器件，培养学生实践能力、创新能力的重要目的仁‘〕。

1高职院校实验教学存在的问题

    数字电路实验是高职院校电子信息类、机电类专业必修的实践性技术基础课程，对培养学生的综合素质、创新能力具有重要的地位。在传统的实验教学中，数字电路实验教学多以验证性实验为主，并按实验指导书的实验步骤去完成实验，这种实验教学模式禁锢了学生的创新思维，失去了“实验”真正的含义，培养出来的学生实践技能差，无法达到高职教育人才培养的要求〔2)0

2开设数字电路设计性实验采取的措施

通过多年来的实验教学改革实践，证明了开设设计性实验有利于巩固课堂所学的理论知识;有利于提高学生电子系统设计能力、综合素质、创新能力[’]。2005年我校电子技术实验教学中心(以下简称中心)以“加强基础训练，培养能力，注重创新”为指导思想，在面向各类专业的数字电路实验教学中，开设了以学生为主、教师为辅的数字电路设计性实验教学，取得了良好的教学效果。

2. 1构建实验教学课程体系

    数字电路设计性实验是一种较高层次的实验教学，是结合数字电路课程和其它学科知识进行电路设计，培养学生电子系统设计能力、创新能力的有效途径，具有综合性、创新性及探索性[[4]。数字电路设计性实验是学生根据教师给定的实验任务和实验条件，自行查阅文献、设计方案、电路安装等，激发学生的创新思维。设计性实验的实施过程，如图1所示。

    为了提高学生的电子设计能力和创新能力，中心根据高职教育教学特点与规律，构建了基础型、提高型、创新型三个递进层次的数字电路设计性实验课程体系。三个实训模块的内容坚持以“加强基础型设计性实验，培养学生的电子设计能力、创新意识”为主线，由单元电路设计到系统电路设计，循序渐进，三年不断线，为不同基础、不同层次的学生逐步提高电子设计能力、创新能力的空间，如图2所示。

基础型设计性实验是课程中所安排的教学实验，学生在完成了验证性、综合性实验以后，具有了一定的实验技能，结合数字电路的基本原理设计一些比较简单的单元电路，学生按照教师给出的实验要求根据实验室所拥有的仪器设备、元器件，从实验原理来确定实验方法、设计实验电路等，且在规定的实验学时内完成实验。如表1所示。这一阶段主要是让学生熟悉门电路逻辑功能及应用，掌握组合逻辑电路、时序电路的设计方法，培养学生的设计意识、查阅文献等能力。

    提高型设计性实验对高职院校来说，可认为是数字电路课程设计。它体现了学生对综合知识的掌握和运用，课题内容是运用多门课程的知识及实验技能来设计比较复杂的系统电路，如表2所示。整个教学过程可分10单元，每个单元为4学时，每小组为一个课题。学生根据教师提供的设计题目确定课题，查阅文献、设计电路、电路仿真、电路安装调试、撰写课程设计报告等，完成从电路设计到制作、成品的全部实践过程。通过这一阶段的训练，学生的软硬件设计能力进一步提高，报告撰写趋于成熟，善于接受新器件，团队协作趋于成熟。

    创新型设计性实验主要为理论基础知识扎实、实验技能熟练的优秀学生选做，为“开放式”教学，实验内容主要是结合专业的科研项目、工程实际及全国或省级电子设计竞赛的课题。通过创新型设计性实验，强化学生电子系统设计能力，充分发挥学生的潜能，全面提高学生的电子系统设计能力、创新能力，为参加大学生电子设计竞赛奠定坚实的基础。

   数字电路设计性实验课程体系将数字电路基本原理、模拟电路、eda技术等多门课程知识点融合在一起，从单元电路设计到系统电路设计，深化了“系统”概念的意识。在每一轮设计性实验结束后进行总结，开展学生问卷调查，对设计性实验的教学方法、手段等进行全面评估，从而了解设计性实验教学的效果。在实验过程中，实验教师鼓励学生从不同角度去分析，大胆创新，设计不同的方案。

2. 2加强实验教师队伍的建设

    近年来，中心依托省级精品课程“数字电路与逻辑设计基础”、省级应用电子技术精品专业建设，合理规划，制定了实验教师队伍培养计划;专业教师定期到企业培训;专职实验教师参加实验教学改革研讨和对新知识、新技术的培训;同时制定优惠政策，吸引企业中具有丰富实践经验的工程师、技师到实训基地担任实验教师tb}，形成一支能培养高素质技能型人才、能跟踪电子信息技术发展、勇于创新并积极承担教学改革项目的专兼职结合的实验教师队伍，实现了实验教师队伍的整体优化。

2. 3开放实验室

    为了保证设计性实验教学的有效实施，中心实行时间和内容两方面开放的教学方法。学生除了要完成教学计划内指定实验外，还可以根据自己的专业和兴趣，选择规定以外的实验项目。为了提高设计性实验的教学效果，学校制定了系列激励政策，调动了实验教师及学生的积极性。

2. 4建设创新实训室

    为了培养学生的电子设计能力、创新能力，给优秀学生营造良好的自主学习环境，提供展现创新设计的舞台，中心先后投人了30多万元，更新了实验仪器设备，建设了一个软件环境优良、硬件条件先进的创新实训室。该实训室配置了计算机、函数信号发生器、频率计、扫频仪、数字存储示波器、单片机系统设计实验开发系统、打孔机、制版机等仪器设备〔7〕。

2. 5完善实验考核机制

电子电路设计论文篇12

一、引言

高职教育的培养目标是适应社会发展需要的一线技术型、应用型人才，这种技术型、应用型人才应具有基础理论知识、技术应用能力等。高职电子、电气、计算机及相关专业开设的数字电子技术是重要基础课程。传统的数字电子技术教学只懂得电子技术的基本理论和方法而不懂现代电子技术的设计方法，无疑对就业和未来潜力的发展都是一种阻力。为了改变传统理论课程与实践教学相分离的状况，获得更好的教学效果，将EDA （Electronic Design Automation）技术引人教学环节，显得十分必要。将EDA仿真软件运用到高职的电子技术类课程教学中去，不仅可以丰富教学内容，提高教学水平和教学效率。

二、传统教学中不足点

（一）传统的教学目标不符合高职教育对人才培养的要求，教学内容的重点仍放在逻辑门，触发器的解释，中小规模集成电路的使用方法，数字电路系统的设计还是以真值表和逻辑方程的表达，手工打造的电路模块的电路板设计，调试的方法，使得复杂的电路设计是非常困难的。电子技术发展的今天，分立元件和中小电路已由大规模集成电路取代，这种教学内容和电路实验已经不能满足电子技术的飞速发展的需要，其重要性将继续减少。

（二）教学手段单一，教学方法和实验资源不足。“黑板十粉笔+实验”的教学方法不利于调动学生的积极性。在理论教学中，“数字电子技术”课程逻辑性强，内容大多是抽象和难以理解，教师使用传统的“黑板+粉笔”的教学模式，不仅学生觉得无聊，而且教学效果不理想；并在实验教学中，由于资金短缺的压力，往往不能完全满足学生实验需求。

（三）教师素质没有及时改善。传统教学模式下的数字电子技术课程教学，教师没有学习新的知识和技能，因此，不能在在电子技术教学中增加相应的设计方法和EDA技术的知识，同样的课程是由两位老师分别担任，这可能不能对基本知识和和先进设计方法进行有机结合，更不会有好的教学效果。

三、EDA技术

（一） EDA技术概述

EDA（Eleetronie Design Automation）即电子设计自动化，它以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制的电子CAD通用软件包。它可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合与优化以及逻辑布局布线、逻辑仿真，完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射，编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯。它不仅为电子技术设计人员提供了新的设计理念，同时也为教学提供了科学而便捷的平台。

（二）EDA技术的功能

（1）EDA软件平台中具有各类元件设计数据库模块。丰富的元器件库不仅为学生掌握各类电子元器件提供了坚实的基础，也可以通过元器件库了解各种元器件的性能参数，并为创新设计提供了取之不尽且零消费的试验元件。

（2）EDA软件平台中可以完成电路原理图的设计。通过这一功能可以完成各类元器件构成的电路原理图。通过原理图的设计可以帮助学生理解原理图的结构及各级电路之间的关系，对学生读图和识图起到事半功倍的作用。

（3）EDA 软件平台中具有综合仿真模块， 可以进行多种类型的仿真分析。分析结果波形图显示出来，直观、清晰。

（4）EDA软件平台可以进行多种类型的仿真分析。分析结果以数值或波形图显示出来，丰富直观的逼真数据不但为学生进行电路分析提供方便，而且其得出的结论更满足理论论证和接近实践性。

四、EDA技术与数字电子整合的优点

（一）课程整合的必要性

大多数的高职院校将“数字电子技术”课程放在第二、三学期学习，“EDA应用技术”课程放在第五、六学期学习，这种先学习理论后进行实践的传统教学模式主要以熟悉工具软件的使用和一些数字电路验证实验为主。从理论到实践教学使学生学习数字电路的理论知识和实践教学脱节，无法解决实际问题，所以传统的教学模式已经不适应EDA技术发展的需要，需要将“数字电子技术”和“EDA应用技术”课程合并成为新课程：“数字电子EDA技术”。

（二）EDA在数字电子技术中应用

（1）在课程内容体系中，基于EDA技术与数字电子技术的数字系统的设计，体现了“数字系统EDA设计”和“数字电子技术应用”的核心技能。在数字电子EDA技术课程中，从培养学生工程应用能力和创新意识的角度基于教学的组织和实施，内容分为多个基本知识模块和创新实验模块，构成一个能力培养层次化、教学内容模块化、理论和实践紧密结合的课程体系。

（2）EDA技术与数字电路教学的整合。教学中，介绍了EDA技术在数字电路课程设计的教学和实验中的应用，学生只要学习EDA软件和VHDL语言就可以自行进行数字电路实验。在学生课前对实验项目设计时，对使用MAX + PLUS原理图设计或描述VHDL电路，进行综合适配。综合适配成功后，然后进行仿真分析，模拟结果与设计的特点是否一致。若不一致则对原理图或文本进行修订，综合，自适应，仿真，直至一致。最后，下载自己完成的逻辑设计，在实验系统上对硬件进行测试，最后根据数据写出实验报告。

（3）引导学生进行独立研究的实验室实验中，鼓励学生创建课外兴趣小组，共同研究学习中遇到的问题，一起合作开发大家感兴趣的电子设计。在设计与综合实践中，给学生实际的项目和目标，引导学生讨论计划，方法。学生完成任务的所有方面，根据任务目标，进行信息检索，实验设计，设备调试，实践结果的测量和处理，学生在明确任务目标的基础上，充分发挥主观能动性，培养学生的独立工作能力。

（4）采用国际标准和提高学生的英语水平。由于EDA编程语言的应用技术和相关软件都是英文版本，相关网站和一些新知识也是英文的，因此，要鼓励学生提高他们的英语水平，参阅相关的外文资料，加深对电子设计的理解，通过浏览相关的国外大型网站，激发学生的学习兴趣。

五、总结

EDA技术引入数字电子技术的理论教学与实践教学中，采用先进的教学方法，学生不仅可以直观地了解电路的相关原理和工作过程，而且还可以修改电路形式或参数，还可以培养学生的实验能力和创新能力，激发学生的学习电子电路设计先进技术的兴趣，培养学生主动探索，努力进取，团结协作精神。

参考文献：

【1】阎石.数字电子技术基础[M]].北京：高等教育出版社，1998.

【2】顾斌，赵明忠.数字电路EDA设计[M].西安电子科技大学出版社，2004.