前言：中文期刊網精心挑選了電路設計的基本方法范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
電路設計的基本方法范文1
【關鍵詞】三人多數表決器 電路設計 Multisim10仿真
在組合邏輯電路設計的學習環節中，將學習過程中接觸到的電路設計題目通過整理分析，不難發現有這樣的兩個特點，其一，對于同一題目電路的設計，可采用基本邏輯門、譯碼器、數據選擇器、加法器等不同的設計方案。學習者通過多種設計方案的整理和分析，可加強對電路的理解，掌握更多的設計思路，這些設計思路將所學知識聯系起來，通過以點到面的學習方式達到系統掌握知識的目的。其二，對于不同題目的電路設計，可采用相同設計方案。如果不同題目根據其電路功能寫出來的真值表相同，就意味著可以采用相同的電路來完成其功能，通過把這種類型的設計題目搜集和歸類，可以節省大量的電路設計時間，對學生學習效率的提高和知識的綜合應用都會起到很大作用。
本文以三人多數表決器電路設計為例，從兩方面探討和總結了電路設計題目的特點，希望學習者能夠借鑒這種學習方法，達到綜合掌握知識的目的。
1 三人多數表決器電路設計舉例
假設題目要求設計一個三人表決器電路[1]，當表決某個提案時，多數人同意，則提案通過，少數人同意時，提案被否決。
由組合邏輯電路設計步驟[2]，首先定義變量，設三個人分別用A、B、C表示，同意提案時用1表示，否則用0表示，提案表決結果用Y表示，Y為1表示提案表決通過，Y為0則不通過。其次，寫真值表，根據上述定義，把題目設計要求的文字信息轉化為數字信息的真值表，具體見表1所示。最后， 由表1所示真值表得到邏輯函數表達式為：
表1 三人表決器真值表
輸入 輸出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
2 “一題多解法”在電路設計中的應用
所謂“一題多解法”是指在設計同一個電路時，采用不同的設計方法。由于數字電路是用0、1代碼表示特定含義的電路設計，任何題目在設計是都要把文字信息轉換為數字信息，即用真值表的數字信息來體現電路的功能。根據這個特點在電路設計時，我們除采用傳統的用與或非實現電路設計外，還可以采用各種中規模集成塊來實現電路設計，只要設計出來的電路經過測試，得到的真值表和題目要求的真值表相同，那么就可以實現題目的要求。這種采用不同思路設計電路的做法，對學生思維擴展和知識綜合應用方面起到了積極的作用。下面以三人多數表決器電路設計為例，介紹不同設計思路在電路設計中的應用[3]。
2.1采用基本邏輯門設計
在采用組合邏輯電路現實時，根據表達式（2）的特點，采用1個異或門、一個或門和兩個與門就可完成電路搭建和測試，具體設計電路如圖1所示，筆者用Multisim10仿真軟件進行測試[4]，其結果完全和表1相同，達到了三人多數表決器的設計要求。
圖1 基本邏輯門實現三人表決器功能仿真界面
2.2采用譯碼器設計
譯碼器74LS138是根據三個地址輸入端的輸入情況，在同一時刻輸出其中一個Yi，譯碼器是組合邏輯電路設計中很重要的一個中規模集成電路，根據74LS138的工作原理，我們將表達式（1）化為：
由表達式（3）和譯碼器工作原理可設計出圖2所示電路，經測試結果與表1數據一致，由此可見采用譯碼器也能實現三人表決器的功能。
圖2 譯碼器實現三人表決器功能仿真界面
2.3 采用數據選擇器設計
數據選擇器是根據地址碼的特點，從多路輸入數據中選擇其中一路輸出的中規模集成器件。當邏輯函數的變量個數和數據選擇器的地址輸入變量個數相同時，將變量和地址碼對應連接，就可以用數據選擇器實現邏輯函數的功能。
根據上述工作原理，將八選一數據選擇器74LS151的D3、D5、D6、D7接高電平，D0、D1、D2、D4接低電平，控制端G接低電平，按圖3所示連接，即可實現三人多數表決器功能。經筆者用Multisim10仿真軟件進行測試，其結果和表1相同，因此，采用數據選擇器同樣可以三人表決器的功能。
圖3 數據選擇器實現三人表決器功能仿真界面
2.4采用全加器設計
由于一位二進制全加器的進位輸出端Ci=∑m（3，5，6，7），與三人表決器的真值表中Y的輸出完全一樣，所以只需將A、B、C對應接到全加器集成塊CT74HC183的Ai、Bi、Ci-1端，輸出Y接到Ci端，即可用全加器實現三人表決器的功能，采用全加器實現三人表決器功能非常簡單，此處不再論述。
3 “多題一解法”在電路設計中的應用
“多題一解法”是指不同功能的電路設計題目，可采用同一個電路來實現。在電路設計過程中，只要設計題目真值表相同，其設計出的電路也就相同。學習者如果善于總結這種規律，當再次遇到真值表相同的設計題目時就可以直接使用原來的電路，這樣可以節省大量的電路設計時間，從而提高學習效率。
通過筆者的搜集和歸類，發現許多不同功能的電路設計題目，都可使用相同電路來實現其功能。例如，題目要求設計一個火災報警系統，設有煙感、溫感和紫外光感三種不同類型的火災探測器，為了防止誤報警，只有當兩種或三種探測去發出探測信號時，報警系統才會產生報警信號。
假設煙感、溫感和紫外光感三種火災探測器分別用個A、B、C表示，發出探測信號時用1表示，否則用0表示，報警信號用Y表示，其中Y為1表示有報警，Y為0表示沒有火災報警。
在此定義下的得到該報警系統的真值表和表1完全一樣，這也意味著火災報警系統的電路設計和三人多數表決器一樣，可使用相同的電路來完成其功能，當然也可采用上述所講的四種方案來實現報警系統的功能。由此看來把不同類型、不同功能的電路設計題目進行歸納和總結，對比各電路真值表的特征，就可以將具有相同真值表的設計題目歸為一類。這樣的學習方法既提高了學習效率，又增強了學習興趣，最終達到了深入理解知識，靈活應用知識的目的。
4 結論
通過“一題多解”和“多題一解”學習方法的總結和歸類，一方面可以讓學生以點學面，把所學知識系統的聯系起來，通過各知識點的相互滲透，達到全面理解知識的目的。另一方面，可以為學習者節約大量的電路設計時間，對學生電路設計思想和興趣的培養方面都會起到積極的作用。
【參考文獻】
[1] 楊志忠.數字電子技術[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2] 丁業兵，譚學琴，等.基于 Multisim 的組合邏輯電路設計與仿真[J].價值工程，2013，6（8）63-64.
電路設計的基本方法范文2
數字電路教學設計項目教學學習興趣現代化電子技術飛速發展，數字電路更是以系統集成化、設計自動化、用戶專業化和測試、智能化的趨勢出現。數字電路教學中如何能應對電子技術的發展，同時又遵循高等職業教育以職業為基礎、以能力為本、理論夠用為度的原則，圓滿完成課程的教學任務，用項目教學法是行之有效的手段。
一、關于項目教學法
1.項目教學的概念
項目教學法，是圍繞一個實踐項目而展開的教學活動，其目的是在項目實施過程中使理論與實踐教學同步進行，從而充分調動學生參與的積極性，提高學生解決實際問題的綜合能力。
2.項目教學法的關鍵
項目教學法的關鍵，是把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個合適的項目教學方案。這樣，不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更重要的是培養他們的職業能力。
3.項目教學法的優點
項目教學法，是讓學生實施一個具體的項目，學生學習的目的很明確，能極大地調動學生的學習積極性，提高學習興趣。項目教學法大多要分小組完成，通過小組內及小組間的充分交流、討論、決策等，提高學生合作能力，強化學生的團隊意識。而合作能力和團隊意識，恰恰是當前社會化大生產所要求的基本素質。項目教學法在實施過程中會涉及到很多學科知識，能促進課程間的整合。
二、項目教學法的教學實踐
數字電路課程是高職電氣專業一門承上啟下的專業基礎課，具有較強的邏輯性、應用性和工程實踐性。內容包括數字電路基礎、組合邏輯電路基礎、組合邏輯集成電路、時序邏輯電路基礎、時序邏輯集成電路、半導體存儲器與可編程邏輯器件、數模和模數轉換器和脈沖信號的產生與整形共8章節。按照“以能力為本位，以職業實踐為主線，以項目課程為主體的模塊化專業課程體系”的總體教學設計要求，本門課程以培養靈活應用常用數字集成電路來實現邏輯功能的能力為基本目標，打破學科課程的設計思路，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的聯系，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識，增強課程內容與職業崗位能力要求的相關性，提高學生的就業能力。本課程可以分成6個項目完成，分別是：全加器電路設計、搶答器的設計與制作、同步計數器電路設計、數字鐘電路的設計與制作、用可編程邏輯器件設計數字鐘電路和A/D 和D/A 轉換功能仿真。第1到3章劃為第一個項目，內容是：全加器電路設計。以下就以第一個項目為例完成教學設計。
1.教材分析
這部分內容包含3個章節：數字電路基礎、組合邏輯電路基礎、組合邏輯集成電路。每章節后面都有本章小結、思考題與習題、技能要求和實訓內容以及書最后的實驗內容部分。很顯然，編者也在強調技能和實訓的重要性，但在進行教學設計時采用項目教學法能很好地體現實踐能力為主。
2.教學設計
此部分內容重點是掌握邏輯函數的表示方法，會進行邏輯函數的變換和化簡；能正確理解基本門電路邏輯功能；會用基本邏輯門電路設計簡單組合邏輯電路。如何把內容連貫，用某個項目來體現，我們可以結合實驗內容以及常見的電路來解決。那么，學習項目選取的基本依據是該門課程涉及的工作領域和工作任務范圍，在具體設計過程中，還以相關專業的典型產品為載體，使工作任務具體化，產生具體的學習項目。項目的難度要適中，要適合學情，讓學生都能動手參與，能充分調動他們的積極性，使學習更有目的性，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識。本項目內容是全加器的電路設計。采用全加器的設計這樣的項目內容，那么，組合邏輯集成電路，此部分章節中的編碼器、譯碼器與數碼顯示器等內容暫時就使用不到，我們可以把這些內容劃分到下一個項目中去，而只是涉及到它的前面一部分內容二進制加法器。這樣，不會顯得項目量過大，知識太擁擠，學生學習困難的問題。
3.教學過程的組織實施
項目教學法的教學步驟，具體是以下六個步驟：情景設置，操作示范，獨立探索，明確項目，協作學習，學習評價。本項目可以包含這幾個模塊：（1）完成基本門電路的測試；（2）用74LS00實現多種邏輯功能；（3）用基本門電路設計全加器電路。每個模塊參考學時都可以是4學時，它們的學習目標不相同，由淺入難，循序漸進，慢慢引導學生掌握理論知識，增加實踐經驗。每個模塊除了列出的工作任務以外，根據學生層次的不同，還可添加相應的拓展知識。模塊一邏輯門電路測試工作任務包含測試TTL門電路74LS00、74LS04、74LS20、74LS32、74LS86邏輯功能并記錄測試數據和整理歸納總結，列出74LS00、74LS04、74LS32、74LS86 邏輯表達式，狀態真值表。它相關的理論知識：基本邏輯運算和復合邏輯運算，基本門電路邏輯功能，邏輯函數的基本表達式。模塊二用與非門電路實現多種邏輯功能工作任務有用74LS00實現下列邏輯功能：或非F=A+B、與或F=AB+CD、4輸入與F=ABCD、異或和同或。相關理論知識：邏輯代數的基本定律和規則，邏輯函數的化簡方法，邏輯函數表達式。模塊三全加器的設計與制作工作任務：用基本門電路設計判奇電路，用基本門電路設計半加器電路，用基本門電路設計全加器電路。相關理論知識：組合邏輯電路的分析方法，用基本門電路實現組合邏輯功能。全加器是能夠計算低位進位的二進制加法電路，全加器的邏輯圖如圖所示。
電路設計的基本方法范文3
關鍵詞：電子大賽；理論培養；焊接工藝
中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2016）03-0094-02
一、導論
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是主要面向全國電子類學科大學生賽事，目的在于推動教學改革、培養實用型人才，同時也有助于培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作、提高學生電子設計制作的能力，為選拔人才也創造了條件。比賽自從開辦以來，一直備受全國高等院校和學生的重視，被認為國內“含金量”最高的比賽之一，比賽成績在某種程度上已經成為標志著學校教學水平的高低。而參加比賽獲獎的學生在求職過程中，也經常受到用人單位的青睞。全國大學生電子大賽是一種半開放的比賽，比賽時間為4天3夜。比賽期間[1]，同一個隊伍的隊員之間可以商討設計思想，確定設計方案，進行分工協作，以隊為基本單位獨立完成比賽任務。指導教師不允許對參賽學生進行指導，參賽隊員也不可以與其他人員探討任何問題，隊員可以查詢相關資料設計電路并完成作品。比賽內容涉及范圍比較廣，包含高頻、低頻電子線路設計、單片機等控制電路，幾乎包含了電子類專業所有的專業課程，沒有深厚的理論基礎和對電子元器件扎實的認識，很難在短短的4天中完成比賽，賽前培訓則成為完成比賽內容提高比賽成績的關鍵。如何進行賽前培訓、提高比賽成績，已經成為指導教師及參賽學生討論的重點問題。本文根據電子大賽和教學內容，對學生的培訓可以從幾個方面進行考慮，主要包括是理論培養、電路設計訓練、電子元器件認識、焊接工藝練習等。
二、理論培養
良好的比賽成績與對電路理論知識的掌握情況是分不開[2，3]。首先需要熟練掌握基礎知識。電子設計大賽的電路設計與參加考試不同，對知識的認知不能停留在僅僅會做習題的層面上，需要深刻理解教材中每一個電路設計的原理，如三極管、電阻、電容、電感等元器件在電路中發揮的作用，其數值變化對電路的影響等。例如，三極管的三個工作狀態飽和、截止、放大，如何設計參數，使其工作在不同的工作狀態，實現所需要的功能，這些都需要學生對電路知識有深刻的認識才能夠設計出相關的電路。然而，電子大賽比賽時間一般為9月初，大四的學生已經學習了電路與電工基礎、模擬電子線路、單片機、高頻電子線路等課程等相關的電子技術專業課，從所學習的課程上可以看出，完全具有獨立完成電子大賽題目的電路設計的能力。但是由于時間的關系，大四的學生對以前所掌握的部分知識存在遺忘的現象，這些都需要學生利用業余或者假期時間重新復習以前學習過的相關知識，以便在比賽的時候能靈活運用理論去設計電路。由于電子大賽與電子線路等課程相關的內容比較多，單靠學生自己很難在業余時間復習學會相關的知識，并且，學生習慣于考試的方法學習，對于電路的設計，幾乎沒有任何經驗，很難把握住理論學習的重點。為了提高學生的理論水平，學校應該組織在電路設計上有經驗的教師，對參賽學生進行輔導，以加深對理論知識的認識與理解。
三、電路設計訓練
普通高等學校課程體系建設上[4]，受到高等學校師資、投入等各方面的影響，電子類的教學還是以理論授課為主，同時開放對應的實驗、課程設計等實踐教學環節，學生對電路的認識還停留在實驗上，很少能夠形成電路設計的概念。面對一個電路設計，不知道如何從何處入，這就需要從簡單的電路設計入手，培養學生設計電路的能力。如何貫穿所學電路知識設計電路，是參賽的關鍵。電子大賽的電路設計是絕對不是靠一門課程可以設計出理想的電路完成比賽任務的，它是需要依靠多門課程知識內容的集中體現。電子大賽的電路設計通常需要由多個小單元電路組成。如遇到顯示溫度、采集信號等內容則需要使用單片機等器件來實現、如果采集的信號幅度過小則需要對其進行放大達到下一級電路的輸入要求。因此將電路知識融合貫穿起來才能完成整個電路的設計?？偹苤?，無論多么復雜的電路，都是由簡單的單元電路組合起來，實現復雜的電路功能，因此，根據學生所掌握的本科知識，先給出若干單元電路題目進行設計，如加法器、振蕩器、乘法器等電路設計，讓學生自行設計。隨著軟件技術的發展，已經存在一些電路仿真軟件，如EWB、Proteus等，學生可以依據這些軟件將自己設計的電路進行仿真實現，驗證自己的設想是否正確。采用這些軟件實現電路仿真，不僅可以使學生的設計電路時候的一些想法得到實現，也可以降低成本，同時學生也可以很容易修改參數，觀察每個單個電子元件在電路中發揮的作用，這在實物電路中是很難實現的。
四、電子元器件的認識與焊接工藝
電路設計采用仿真軟件實現，可以對學生起到一個鍛煉作用，但是這些仿真電路畢竟與實際電路的設計畢竟存在一定的距離，我們必須把仿真電路轉換成實物電路，才能提高學生對真正電路的認識。對于很少接觸實際應用的本科生來說，首先培養學生對電子元器件的認識，如電阻、電容、電感等型號、阻值、電容數值等的認識，如何分清三極管、二極管的管腳；認識常用的運放芯片，比如OP07等，對于比較不熟悉的芯片，學會如何查找芯片的參數，芯片輸入的電壓范圍等，以便用于在設計電路的時候可以依據參數，選擇性能比較合適的芯片用于電路中。其次，電路焊接問題一直是困擾學生電路成功參賽的主要原因，經過了2～3天的電路設計及仿真實現，學生基本上完成電路設計，在實現作品的時候，學生焊接完的電路板，經常會出現電路不能正常工作、或者輸出信號與設計初衷不一樣的情況，甚至無任何信號輸出，電路的焊接往往是出現問題的主要原因，虛焊、焊點過大、電子元器件被燒壞等問題都嚴重影響電路正常工作，即使比賽結束前可以正常工作的電路，到了比賽現場測試的時候，也經常會出現電路無法正常工作，或者是電子元器件被燒的情況。當然電路無法正常工作的原因有很多，焊接技術不過關是常見的原因，由此，需要加強對學生平時對焊接工藝的訓練，提高作品成功由于焊接問題導致的比賽失敗。另外，熟練的掌握示波器、萬用表、直流穩壓電源、信號源等基本儀器也是需要對學生進行培訓的重要環節。比賽賽場通常不是在本校進行，而常用的儀器種類有分為很多種，國內的儀器面板也幾乎都是專業英文標識，在緊張的比賽環境中，順利操作這些儀器儀表進行測量也不是很容易的事情，因此需要訓練學生熟練掌握常用儀器的使用方法，掌握儀器面板每一個按鈕的英文含義，熟練掌握儀器的操作和按鈕含義以后，即使遇到不熟悉的儀器，也可以很快學會使用方法。
五、賽前模擬練習
實戰模擬訓練是賽前不可缺少的一個重要環節。由于電子大賽需要面向電子、通信、自動化等專業學生參賽，因此，每年電子大賽的題目大致包括幾個方面：電源、放大器相關的內容、通信、控制等幾個大方面的設計。指導教師可以依據自己所帶學生的專業方向設計一些相關題目進行模擬訓練。經過理論、電路設計等方面系統的培訓，參賽學生已經基本掌握了電路設計的相關知識。在這種情況下，參賽學生也需要參與幾次模擬訓練以達到組員之間相互配合的目的。每組參賽隊員為3人，比賽中也通常涉及基礎電路設計、單片機設計、電路焊接、最后完成比賽報告。合理的分工合作能夠數順利完成電路設計，如果在比賽配合出現問題，則有可能導致在規定時間內無法完成比賽，指導教師可依據學生掌握知識的情況，對學生進行分工。如將基礎知識掌握比較全面的學生作為組長，負責電路整體設計、單片機編程比較好學生的負責單片機控制、文筆比較好的同學負責論文報告的寫作。這種賽前實戰模擬訓練還有一個重要的目的，學會排查問題電路。在電路的設計和焊接過程中，會出現各種問題，一般來說，即使是指導教師在短時間內發現問題也是很困難的事情，這些問題出現在賽場上，只能依靠學生自己解決問題，對于對電路的初學者來說，這種問題也是經常發生，焊接的電路也很難一次成功，學會排查電路故障時參賽學生必須掌握的基本內容。針對存在問題的電路，當某一部分電路出現問題的時候，首先需要要做的是需要是檢查電路設計的是否正確，確信電路設計正確后，再依照電路圖檢查電路連線問題，如果都沒有問題，則需要依照電路從前往后每一個焊點都需要采用萬用表或者示波器測量電壓或者波形。這也需要對電路的原理極為熟悉，清楚了解電路中每一處的電壓的大小、每一處電壓波形形狀等相關參數，以判斷電路出現的問題所在。
六、結論
本文僅僅是從以上幾個方面來討論如何在賽前對學生進行培訓，以提高學生參加比賽的成績。但是，畢竟比賽各種意外都會發生，在短時間內完成電路的設計、購買元器件、完成電路作品，即使參加培訓的學生也會由于經驗不足，參數設計等問題等會有很多意外發生，影響比賽成績。加強平時對學生的訓練、增加電路設計經驗是靠平時一點一滴積累起來的，只有打下深厚扎實的基礎，才能在比賽中取得良好的成績。
參考文獻：
[1]湯勇明，堵國牛賀晉，等.大學生競賽組織和創新能力培養的探索[J].電氣電子教學學報，2009，31（4）：76-77.
[2]龔仁喜，孟小碧，秦鋼年.創新型人才培養與實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2006.
電路設計的基本方法范文4
關鍵詞： 高職高?！禤rotel電路設計》教學 主要問題 教學改革措施
1.引言
隨著科學技術的發展，特別是近些年來現代電子技術的飛躍發展，目前儀器儀表的設計與開發已廣泛采用了大規模、超大規模的集成電路。因此，印制電路板變得日趨精密且復雜，傳統的手工設計和制作PCB的方法已難以適應現代化大生產的需要。為了解決這一問題，各種電路設計輔助軟件應運而生，如Protel、Powerpcb、Allegro等。Protel進入我國比較早，使用方便、易學、實用，因此在國內電子設計行業中得到廣泛應用。為了便于電子相關專業的學生從事電子線路設計工作，許多高校開設了《Protel電路設計》這門課程。但是在有限的學時里，如何讓學生在電路設計中能熟練運用Protel是值得深入探討的問題。
以前Protel電路設計選用的版本為Protel 99SE，隨著該軟件和計算機操作系統的升級，現在各高校陸續選用Protel 99SE的升級版本Protel DXP進行教學。Protel DXP是Altium公司在2002年推出的Protel家族的最新成員。Protel DXP繼承了Protel系列產品的優點，與Protel 99SE相比，它在許多方面都有很大的改變，比如：Protel DXP實現了各種設計工具無縫集成，同步化程度更高；支持VHDL設計和混合模式設計；整體的設計概念，支持自然的非線性設計流程，等等。
2.教學中存在的主要問題
Protel電路設計是一門計算機輔助設計課程，在講授的過程中，教師常常注重理論而輕實驗，一般先介紹Protel DXP軟件的設計界面和基本操作方法，接著給一個具有特定功能的電路圖，講解圖中電路的工作原理后，然后要求學生運用protel DXP軟件繪制該電路系統的原理圖和印制電路板圖。
一些學校的實驗課時間安排不盡合理，一般在整個理論教學之后安排實驗課，因此學生無法及時消化每次理論課的內容。
Protel電路設計這門課安排在電路原理、模擬電子技術、數字電子技術和單片機原理課程之后。學生通過學習Protel電路設計這門課程，應學會運用Protel DXP軟件設計電子產品的電路原理圖和PCB圖，從而制造電子產品。而很多教師在實驗教學時，沒有將學生以前學的課程有效地聯系起來，而只是給出一個電路圖，要學生運用Protel DXP繪制電路原理圖，接著繪制PCB圖。學生通過學習Protel電路設計，僅僅掌握了基本的操作方法和技能，但學習目標不明確。
3.教學改革初探
高職高?！禤rotel電路設計》的教學現狀是學生的學習興趣不高，學習目標不明確，不能熟練運用Protel DXP軟件，分析問題和解決問題的能力有待提高。針對上述問題，我結合教學經歷，根據已有的Protel教學經驗，對這門課程的教學改革措施提出一些自己的想法。
3.1確立以培養學生實踐能力為主的思想。高職高專教育秉承以就業為導向的辦學理念，以社會需要為目標，堅持面向生產、建設、管理、服務第一線，根據崗位所需能力與素質提煉、整合成專業課程，構建新型高職教學模式，培養社會急需的應用型人才。因此，必須根據高職高專學生的實際水平和培養目標，因材施教，以理論夠用為原則，把培養學生的動手實踐能力和創新意識放在第一位置，充分意識到培養學生動手能力的實踐教學具有更重要的意義。
3.2在課程體系改革上，教師應樹立理論與實驗并重的理念，突出課程重點和難點，努力提高學生的學習興趣。開設Protel電路設計這門課的目的是讓學生能熟練運用Protel DXP軟件進行設計電路原理圖和PCB板制作。因此Protel電路設計這門課是一門實踐性比較強的課程，不僅要理論和實驗并重，而且要適當地增加一些實驗。在課堂理論教學中，需要突出重點和難點，特別是選擇電路圖，要選擇具有常用功能的經典電路圖，如MCS-51開發學習板。根據電路圖，為學生講解其具有的一些功能及如何設計這些功能，讓學生知道為什么這么做，怎么做，達到從理論知識到具體操作的轉化，而不僅僅是運用Protel DXP畫電路圖。引導學生設計電子產品，畫出電路原理圖，在適當的時候給予輔導，啟迪學生的創新型思維，提高學生發現問題和解決問題的能力。
3.3合理安排理論教學和實踐教學，兩種教學可將相關課程有機聯系起來。針對高職高專學生的特點，為了培養他們的綜合設計能力和實踐動手能力，注重運用多學科的理論知識，合理安排理論教學和實踐教學，密切聯系實際。Protel電路設計由理論教學和實踐教學兩個部分組成，在有限的學時內，為讓學生靈活運用Protel DXP進行電路設計，需要合理地安排理論教學和實踐教學。
合理安排理論教學和實踐教學的時間，不能把實踐教學看成理論教學的輔助手段，而安排在整個理論教學之后。Protel電路設計是一門實踐性比較強的課程，理論內容比較少，主要講解如何操作。理論教學和實踐教學可以根據內容交叉進行，及時消化理論內容，熟練Protel DXP操作。這門課程的實踐環節可以分為基礎操作實驗、復雜操作實驗和綜合設計實驗幾個層次?；A操作實驗，主要是讓學生加深對理論的理解，熟悉軟件運行環境，基本界面及菜單，常用輔助工具的基本操作，等等。復雜操作實驗是對這門課程所有知識點的綜合運用，如層次法畫電路圖，如何設置電路檢查規則和自動布線規則，等等。在綜合設計實驗中，讓學生綜合運用所學的專業課知識進行創新設計，以此培養學生的動手能力，以及發現問題和解決問題的能力。在綜合設計實驗中，讓學生根據學過的理論知識如模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理等，設計一個自行車里程和速度的儀表。在設計過程中，設計檢測電路的原理圖，要求原理正確。根據該儀表的使用環境，合理選擇元器件，達到可以使用的目的。在電路板的制作方面，運用Protel DXP繪制電路原理圖和PCB圖，并對原理圖進行仿真和檢驗。特別是PCB的設計規則比較豐富，這些規則涉及到間距、線寬、布局等。通過綜合設計實驗，培養學生的創新意識和實踐動手能力，同時綜合運用相關課程的知識來解決問題，學以致用，提高學習的趣味性，同時掌握輔助電路設計軟件Protel DXP，為今后的就業打下堅實的基礎。
4.結語
根據高職高?！禤rotel電路設計》的教學現狀，教師應對Protel電路設計進行教學改革，樹立重視實踐教學、加強理論與實踐相結合的思想，綜合運用講授、討論、直觀演示、任務驅動、實驗與探究等教學方法，在Protel DXP的教學中將模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理等課程聯系起來，以提高學生的學習興趣，增強實踐動手能力，培養分析問題和解決問題的能力。教學改革的實踐表明，Protel電路設計課程教學增強了學生的學習興趣，強化了學生在教學活動中的主體地位，很好地培養了學生的創新思維和實踐動手能力，并為學生今后的就業打下了良好的基礎。
參考文獻：
［1］楊志亮.Protel 99SE電路原理圖設計技術［M］.西安：西北工業大學出版社，2002.
電路設計的基本方法范文5
【關鍵詞】教學目標；過程；協作學習；情境；能動性
【Abstract】Base on project teaching method ， proposed the teaching reform steps and Methods of the Microcomputer principle，set up a teaching situation ，it is clear that Teachers under the student as the center ， “student performance management system”project used to wear in Microcomputer principle， inspired the learning interest of the students.
【Key words】The teaching goal；Process；Collaborative learning；Situation；Motility
1 項目教學法[1]
根據項目教學法原理和規則， 把理論和實踐相結合，讓學習者在一定的情境即社會需求的背景下，把自身已有的知識和經驗為基礎主動的建構學習活動。即是在教師設計的情境下的學生的學習過程，使學生借助已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，建立對《微機原理》課程新的認知過程。筆者將《微機原理》與工程項目相結合，將工程項目應用于教學的過程，也是使學生主動建構自己已有知識經驗的過程，同時也是通過新經驗與原有知識經驗的相互作用而不斷充實、豐富和改造自己已有知識經驗的過程。將課程與工程項目結合，更強化了學生學習的主動性、實踐性、創造性和社會性，從而對學習與教學提出了許多新的見解和思想。
2 《微機原理》的課程情景
《微機原理》的課程情景包括《微機原理》課程特點和《微機原理》課程設置特點。
（1）《微機原理》課程特點：《微機原理》包括二個方面的內容，其一，匯編語言的程序設計；其二，硬件電路的設計和軟件接口；其三，《微機原理》涉及的概念比較復雜，規則繁多，使用靈活，容易出錯，教師教學和學生學習都感到困難，并不同程度產生畏難心理；這是一門實踐情很強的課程，沒有深澳的理論，也沒有邏輯推理過程，同時是指令對底層的操作，所以執行過程是看不見摸不著的，對學生來說不能形象的理解，枯槽無味，因此學習起就比較困難。
（2）《微機原理》課程設置特點：其一，《微機原理》教學的少課時，多內容，該課程從54學時減少到了41學時；其二，匯編語言作為程序設計語言之一，不但是計算機專業的必修課，而且非計算機專業的學習課程。
為解決上述問題筆者在整個教學過程中分別以指令系統模型圖和系統電路為主線，將系統電路分為七個模塊，描述硬件系統開發過程，將各個子項目合理按排到單元，并且提出了下列要求：將教材的各接口芯片與 存儲器2716、2114以獨立方式編址按下列要求設計電路：
（1）譯碼芯片為74LS138＼74LS32＼74LS20＼74LS04＼74LS30
（2）ROM存儲器系統為2KB RAM存儲器系為4KB
（3）接口芯片的端口地址16位其中最低二位為接口芯片的片內譯碼，第三位到第8位為74LS138的輸入和控制信號，第九位到第十四位為自已學號編號作為門電路的譯碼輸入信號。
要求學生在本課程學習的過程中完成上述項目內容（以下簡稱為“項目”）。
3 《微機原理》的課程內容的設計
3.1 抽象的指令形象化 ，由于PC 機的匯編指令比較多，同時指令是對底層的操作，是看不見摸不著的，所以學習起來比較費勁，難以理解，所以為化解這個問題，在匯編語言的這部分教學過程中設計一個模型，有助于學生在學習指令時對指令的理解。
例如根據指令系統模型在講解MOV AL，[1000H]指令時，強調將13送至AL中，不是將1000H送入AL中，圖中是采用動畫，這樣就很直觀的形象，例如要求將1000H單元的內容送至I/O接的2000H端口中去
MOV DX，2000H
MOV AL，[1000H]
OUT DX，AL
這個例題既讓學生理解I/O操作指令又讓學生理解存儲器和I/O指的作令是不同的，既形象又直觀。
3.2 硬件部分教學設計
教學內容如系統電路圖2所示 ，通過這張電路圖讓學生知道本課程的學習任務，達到什么樣的要求，從而激發學生的學習興趣。
作者將本系統電路劃分為七個模塊，分別是譯碼電路設計、存儲器系統設計、8253定時電路電路設計、8251接口電路設計、8255接口電路設計和A/D或D/A電路設計及8259接口電路設計，把每個子項目與其章節對應，以該系統電路為教學過程的始終，將各章節的知識點慣穿其中，從而引導學生學習完相應內容后積極完成項目的相應任務，掌握各章節的知識，要求學生最終完項目的設計，讓學生知道學習的最終目標和《微機原理》課程的意義，看到了自已的收獲，激發了學生積極性，使學生產生學習興趣，從而提高學習效率。
3.3 分析教學目標、明確教學任務
基于項目教學法的思想，我們的教學設計是學生是學習的主體，在匯編語言程序設計部分通過指令系統模型圖，確定《微機原理》課程的匯編語言程序設計部分學習情境教學目標分析，確定基本概念、語法以及程序設計有關的知識內容，《微機原理》硬件部分，明確各子項目與CPU接口的基本方法，這是教學設計面臨的首要任務。
《微機原理》課程目標：通過項目的訓練，培養學生編程思想和基本技能，熟悉基本程序設計方法，掌握硬件電路的設計，能更好理解軟硬件結合，解決本專業領域中的問題。
4 教學過程設計
筆者基于項目教學法的思想，以指令系統模型和系統電路設計真實問題情景為依托，探索、學習和解決實際問題的過程，從而用問題來驅動學習。
《微機原理》采用 以模塊為載體，用任務進行驅動的教學方法。以《系統電路設計》為主線，把任務分配于所有章節中，課程教學具有連貫性。同時結合現場提供實際項目案例（子項目）組織教學。教學過程中，通過案例導入，任務驅動（I/O接口電路是怎么樣編址？），引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“模塊任務”，在完成“模塊任務”的過程中，培養學生分析問題、解決問題，完成課程設計和教學訓練的全過程。使學生體會到知識的實用性，提高學習興趣。
例如 在硬件部分教學過程中，先以譯碼電路設計先行，因為譯碼電路是接口電路設計的第一道關口，只有弄清楚了這部電路的設計，也就理解了I/O端口編址方法，從而更進一步理解端口的概念。所以闡述譯碼電路設計的原則，輸入信號的構成及輸出信號為低電平，同時闡述地址編碼規則，給出應該實例進行分析。
5 學習情境設計
學習情景的選擇：為學生選擇一個完整、真實的學生比較熟悉問題背景（例如講授輸入輸出接口時I/O接口為什么要設置地址？引入這棟大樓的教室為什么要編號？）作為《微機原理》教學的平臺或者切入點，激必學生學習的欲望；同時該情境又要能讓學生感受此情境的在學習過程中學生在這個群體互動與交流，即協作學習，驅動學習者進行自主學習，從而達到主動建構知識意義的目的。
所以筆者在《微機原理》教學實施中，將《系統電路》實際問題或引入課堂教學，進行適當簡化處理，作為教學和實驗實訓項目。根據課程內容和工作過程，結合學生特點，采用任務驅動、項目教學、講練結合等教學手段，把項目開發過程的工作環節及任務穿插于各個知識點的學習中，設計如下的七個學習情境[2]。
譯碼電路設計――輸入輸出接口
存儲器系統設計――存儲器
8253接口電路設計――定時與計數器
8251接口電路設計――串行接口
8255接口電路設計――并行接口
A/D或D/A電路設計――模擬量輸入/輸出通道
8259接口電路設計――中斷系統
6 協同學習環境設計
在《微機原理》教學過程中始終以《系統電路》為主線，讓學生在自學的基礎上開展小組討論、協商，以進一步完善和深化對項目意義建構。整個協同學習過程均由教師組織引導，討論的問題可由師生根據教學內容，根據項目結合《系統電路》提出，在教師的指導下通過個人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、探索解決問題的學習方式，為學生提供一個交流、合作、探索、發展的平臺。
例如：項目內容的（3），就是要求學生在學習完譯碼電路設計后完成，為此為了讓學生理解其中的位的概念，就必需引導對學生將地址總線和學號的編號對應。從而讓學生發揮想象，自主設計，由于學號不同所以設計出來的譯碼電路也就各不相同。
7 總結
在基于項目教學法的思想指導下，將指令系統模圖和《系統電路》運用在《微機原理》教學中，始終突出以學生為主，教師為輔原則， 通過鼓勵學生主動參與項目，自主學習、培養學生的團隊意識和探索精神，從而激發了學生的學習興趣。這種教學改進深受學生歡迎，使學生對微機原理掌握更深入、更扎實，全面的提升《微機原理》的教學質量。
【參考文獻】
電路設計的基本方法范文6
關鍵詞：電子CAD；PCB；教學方法
作者簡介：袁紅星（1980-），男，安徽安慶人，寧波工程學院電子與信息工程學院，高級工程師；吳少群（1981-），女，安徽安慶人，寧波工程學院電子與信息工程學院，講師。（浙江 寧波 315016）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0029-02
“電子CAD”課程的教學目標是要求學生掌握PCB設計軟件的基本功能和應用，包括原理圖設計、繪制、PCB板設計、繪制、集成元件庫制作等內容。國內大多數高校都開設了這門課程，并普遍采用Protel這一軟件工具。勞文薇等人將項目驅動教學法引入“電子CAD”課程，探討了項目選擇、情景設計和教學過程中項目的實施等問題。[1]王鵬探討了Protel軟件在EDA課程中的整合作用。[2]李珍等人從建立設計理念、規范設計操作、抓好上機實踐環節三個方面探討如何提高Protel軟件的教學效果。[3]這些教學方法的探索和實踐有效改善了“電子CAD”的教學效果。但現有研究主要針對這門課程本身，對于“電子CAD”和其他課程間互動和關聯的探討較少?！半娮覥AD”是一門集理論知識與實際技能于一體的實踐課程，讓學生建立正確的設計理念，熟練掌握PCB設計軟件的基本功能，離不開電路設計理論。因而講授這門課程時和電路設計剝離開來只就軟件使用本身講這門課將會導致很多學生不知道學完這門課可以干什么或應該掌握到什么程度。其結果是大部分同學學完這門課之后仍不能獨立進行PCB設計。這門課程是學生后續進行課程設計、畢業設計和電子競賽的基礎，對于學生就業也有很大幫助。如何在短短的一學期內讓學生熟練掌握PCB設計軟件的使用方法，培養學生的設計理念和工程素養是“電子CAD”課程需要探討的課題。為了改革目前“電子CAD”課程的教學方法，下面探索將電路設計引入PCB設計軟件進行講解和實踐的教學方法。
一、內容選擇
電路設計內容廣泛，需要精心選擇適合電子CAD課程的部分。考慮到這門課程主要面向低年級學生，教師選擇了以STC單片機為核心的應用系統。這是因為STC單片機是以51內核為主的單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，具有ISP在線程序下載功能，便于調試，而相關的元器件大多數學校實驗室已配備，不需另行購買。另外，51單片機的設計資料網絡上非常豐富，學習容易入門，學生可獲取海量學習資源，可在較短時間內熟悉和掌握其基本開發方法。
二、內容設計
原理圖的設計、繪制、PCB的設計、繪制以及集成元件庫的制作都緊緊圍繞STC單片機應用系統展開。
對于簡單原理圖設計，下面對STC單片機最小應用系統進行介紹。該系統只包含了電源、復位、串口和LED燈驅動等基本模塊，整個系統便于理解和設計。課程導論時以該系統為藍本，講述如何根據設計任務進行電路設計，再到Protel軟件的原理圖繪制、PCB繪制和廠家制板，直到最后電路板焊接，并要求學生用面包板搭建出該系統，增強學生對實物的認識。在此基礎上要求學生用Protel軟件繪制出該系統的原理圖，并生成PCB板，使學生了解Protel軟件設計電路板的整個流程和基本操作方法。進一步為增強學生將設計文件轉換成實際產品的工程素養，從學生作品中挑選出最好的作為代表，并用教師個人科研經費將該作品送到制板廠進行實物制作。電路板返回后，利用周末時間將學生召集到一起進行焊接培訓，將元器件焊接到電路板上，形成一個實際可用的STC最小應用系統。對51單片機軟件Keil C51使用方法進行簡單介紹，讓學生了解如何在Keil C51中進行程序編寫、編譯、調試，并下載到單片機中。最后，用一個簡單的流水燈實驗在制作的電路板上進行演示。這一完整流程極大激發了學生學習的熱情，并使他們真正懂得自己的設計如何影響到實際產品，如何從工程角度深入學習Protel軟件的原理圖繪制和PCB設計。
后面的課程則逐個向該系統添加功能模塊，如數碼管、鍵盤、EEPROM、繼電器等，逐步開展復雜原理圖繪制、層次原理圖繪制、復雜PCB設計和元件原理圖庫及PCB封裝庫繪制的課程講授。由于結合實物進行軟件講解激發了學生學習這門軟件的熱情，也使得他們認識到這門軟件可以用來干什么，自己需要掌握到什么程度。
三、結合電路板實物進行PCB設計規則和布局、布線的講解
對PCB設計規則的理解以及PCB布局、布線的掌握是學習PCB設計軟件的核心和關鍵。如果脫離實際電路板進行這些內容的傳授，則學生會覺得抽象而難以理解和掌握。為此，下面圍繞前面制作的電路板逐個進行講解。
1.PCB布局
首先，以STC單片機為核心進行布局，使學生掌握“先難后易、先大后小”的布局原則。對于最重要的單元電路和核心元器件要優先進行放置。
其次，對照電路板說明為什么要參照原理圖的信號流向進行主要元器件的布局，使學生理解布局對電路調試、測試的影響。
再次，結合電路板制作成本和可靠性說明布局時要盡量滿足以下原則： 關鍵信號線最短，總的連線盡可能短，模擬信號與數字信號分開。并從單片機工作時序著手，說明在控制器和處理器等數字器件上加上去耦電容的必要性。
最后，從生產和檢驗的角度說明布局需注意的事項。為便于串口調試和程序加載，應該將串口電路放置在靠近電路板邊緣的位置；而為了便于電源端子的插拔，也需要將電源電路放置在電路板邊緣位置。
2.PCB布線
布線是PCB設計中最重要的部分，直接決定了電路板性能的好壞。為此，結合實際電路板，從三個層次上逐步加強學生的設計能力，即：布通、滿足電氣性能和美觀。布通是最基本的要求，這里主要通過Protel軟件的自動布線功能對學生進行實訓。為了使自動布線能夠達到基本要求，結合實際電路板說明為什么在布線前要設置布線寬度規則，對地線和電源線加寬。另外，給學生講解如何根據DRC檢查對布線結果進行檢查，看是否達到預定要求。掌握布通技巧后結合電路板電氣性能、可靠性說明如何對布線進行優化。這部分內容對應教科書的PCB后期設計章節。為保證電氣性能，要求學生在布線時盡量加寬電源線和地線的寬度，滿足的要求是：地線>電源線>信號線；相鄰電路層布線要相互垂直，避免平行的情況發生；時鐘線要盡量短，對關鍵信號點預留測試點，以便系統不能工作時判斷是否因為時鐘信號未能滿足要求；對未布線區域進行敷銅。在掌握滿足電氣性能的基礎上進一步要求學生布線盡可能美觀。
四、通過大學生科創項目爭取經費支持
由于制作實物涉及到費用問題，雖然51應用系統成本很低，但對于學生而言也是一個負擔，完全由授課教師承擔制作費用也不現實?？紤]到這些情況，要積極組織學生申報省級和校級大學生科創項目，爭取經費的支持。并鼓勵學生組建項目組，進行資源共享，并分攤成本。
五、教學效果
通過這些嘗試后明顯激發了學生的學習積極性，提高了學生使用PCB設計軟件的熟練程度。在所授電子科學與技術兩個新生班級76個學生中產生較大影響，一個項目組申報的省級大學生科創項目成功立項，獲4000元經費資助；一個項目組申報的校級大學生科創項目獲2000元經費資助；兩個班有40%的學生主動報名參加學校電子協會，學習焊接工藝。雖然這兩個班是剛入學的新生班，但在這門課的帶動下，他們充分利用課余時間開始自學單片機、C語言編程、數字電路和模擬電路。對于他們后續學習無疑是極大的推動。
六、結束語
“電子CAD”課程是電子類專業重要的基礎課程，其中講授的PCB軟件使用技巧是學生進行后續課程設計、畢業設計和參與電子競賽所必須掌握的基本技能。圍繞該軟件在電路設計中的實際應用逐步進行簡單原理圖、復雜原理圖、層次原理圖、簡單PCB、復雜PCB以及元件集成庫繪制方法的授課。經過近一學期的教學實踐表明，通過這種教學方法學生能很快掌握使用PCB軟件進行電路板設計的技能。同時，這一講授方法對于培養學生的工程素養也有較大幫助。由于授課中挑選出部分優秀作品進行了實物制作，使他們深刻體會到設計對產品的影響以及如何根據產品的要求進行電路設計的規劃和實施。今后，教師們將積極向學校和上級部門申請教改項目，為這一教學方法的實施爭取經費支持。
參考文獻：
[1]勞文薇，劉俊.項目驅動教學法在“電子CAD”課程教學中的應用[J].機械職業教育，2011，（3）.
