前言：中文期刊網精心挑選了電路與電子設計基礎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。
電路與電子設計基礎范文1
[關鍵詞]數字電路 教學理念 教學方式 實踐能力
《數字電路與邏輯設計》是電子類、計算機類等專業的專業基礎課程。該課程與實踐緊密相關，在講授理論知識的同時如何很好的培養學生的實踐能力是教授本門課程必須面對的問題。本文在結合我校電子類專業《數字電路與邏輯設計》課程教學現狀及經驗的基礎上，結合我校實際情況，從教學理念、教學方法出發對在教學中如何培養和提高學生實踐能力進行了一系列的探討。
一、提高學生的學習積極性
不少學生在高中時期被灌輸了一種錯誤思想：拼博高中三年，輕松大學四年。在經過高中三年的艱苦拼搏后，一部分大學生心態放松，對學業不認真，但求考試過關，而不是去掌握所學知識。經調查顯示，地方大學25%的學生想出國，課外時間大都用來學習外語，還有25%有社會背景，計劃畢業后就參加工作或考公務員。而對于本校學生而言，合訓類學生由于不允許考研，所以，大部分合訓學生在學習理論課程時積極性不高，學好學壞無所謂。作為一名教師，必須清楚的了解學生的想法和心態，因勢利導，因材施教，才能取得較好的課堂效果。
為此，教師就要充分發揮多媒體課件的形象生動、圖文并茂、色彩鮮艷的特色，運用生動詼諧的語言表達、起伏有致的教學節奏以及靈活多變的課堂調控等方法，提高學生的學習積極性。另外，從應用入手，讓學生了解該課程在各個行業的最新應用情況，提高學生對本門課程應用前景的興趣。對于能力強的學生，鼓勵他們參加設計競賽，或聯系老師參加科研項目研究，或根據個人興趣自設項目培養他們的實際動手能力。這些學生的成才，也會對低年級學生產生良好的輻射與示范作用。
二、提高教師的實踐能力
目前在高校中，有一部分教師是從學校畢業后直接進入教學崗位，有些沒有工程實踐經驗，所以在教學中對實踐環節有所忽略，無法很好的指導學生的實踐環節。因此，應該重視這一狀況，授課教師應了解本學科的技術前沿，在課堂教學中有意識的將當前新工藝、現代新產品設計流程、新電子元件（目前廣泛使用的新器件、新儀器產品）、現代電子儀器的使用介紹等內容融人課堂教學。同時補充具有豐富工程實踐經驗的教師到一線教學中。
三、注重教學方式的實效
高校的課程教學大都采用多媒體授課，圖文并茂、形象生動，有效的激發離開學生的學習興趣同時提高教學效率與質量。但也存在一定弊端：在教學過程中學生的思考時間不足，不能與學生進行良好互動。而數字電路課程中很多內容需要推導，如邏輯函數的化簡、組合電路和時序電路的分析與設計等，其過程步驟繁瑣、重要，詳細地給學生講解推導過程有利于引導學生的發散性思維。如果只以課件演示，會使學生的思維惰性化，不利于知識點的掌握和推導能力的培養，這時返璞歸真，采用板書教學效果更佳。所以，可以將現代的多媒體教學和過去經典的板書教學有機結合起來，揚長避短，根據教學內容和特點，選擇合適的教學手段，以達到最佳的教學效果。
四、與實驗教學緊密配合，培養成就感
數字電路是非常重視實踐環節的課程，在課程設置上，實驗課穿插于整個理論授課的始終。實驗課是對專業基礎課的鞏固和加深，可有效提高學生認識問題、分析問題、解決問題的能力。理論授課教師和實驗課老師需有效溝通，共同設計合理、選題豐富的實驗課教案，凸現實驗課教學效果。在實驗課中運用項目教學方法，讓學生在完成實驗內容的同時培養良好的科學研究素養，為以后從事科研工作奠定基礎。在實驗課項目的設計上，讓學生由簡入難逐步完成實驗內容，在培養實踐能力的同時，培養其成就感，增加學生對于本門課程的興趣。
實驗環節是學生接觸當前最新技術，最新產品的很好機會，讓學生可以學有所用。但很多高校的實驗硬件一用就是數年，更新較慢，這在我國高校中帶有普遍性。針對這一情況，實驗老師應根據新技術的發展，盡可能的利用現有實驗平臺，引入新的實驗內容，以彌補實驗硬件過時的問題。在實踐教學中注意理論教學與工程實踐教學相結合。
五、結合電子設計競賽提升實踐能力
鼓勵學生參加學校每年組織的電子設計競賽，該競賽是面向全校學生開展的實踐技能競賽。而《數字電路技術》是競賽的理論基礎。結合大學生電子設計競賽建起的創新實驗室，向對本門課程感興趣的優秀學生提供了一個展現新思維、新設計的舞臺，學有余力的學生可到這里施展自己的才能。一個競賽題目就是一個項目、一個課題，運用項目教學法指導學生獨立去完成課題，去克服研究過程中的難題。通過競賽，學生的實踐能力將會大大提高。脫穎而出的學生可選送參加全國高校的電子設計大賽，進一步提高其實踐能力。
六、結束語
“學無常法，教無定法”，只要我們堅定的沿著改革創新的方向邁進，把教師的責任心體現在對教學效果實事求是的判斷和對提高教學質量的不懈追求上，就一定能達到培養復合型、應用型、創新型人才的教學目標，培養出實踐能力強、理論功底深厚的學生，讓他們將來可以更快在工作崗位上大放異彩。
[參考文獻]
[1]秦文虎，曹大軍，趙揚.“計算機結構與邏輯設計”課程改革實踐[J].南京：電氣電子教學學報，2008，30（1）：14-15
[2]王勇.模擬與數字電路實驗的課程設置[J].南京：電氣電子教學學報，2007，29（1）：6-7.
[3]張從容.提高高校課堂教學質量的對策研究[J]。哈爾濱：黑龍江高教研究.2007.12：164-166
[4]謝麗.《數字電路與邏輯設計》教學改革實踐。長春：吉林省教育學院學報[J]，2012，28（2）：71-72
電路與電子設計基礎范文2
一、“電子設計自動化”課程教學的特點
電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數側重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。
1.既要有廣度，又要有深度有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環節都要讓學生了解，從而使學生從整個產業鏈的角度出發，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。
2.突出硬件電路設計的概念在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。
3.理論與實踐并重“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創新能力。
二、“電子設計自動化”課程教學方法總結
良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據近幾年的教學經驗總結了一些行之有效的教學方法。
1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領域產生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現代化的多媒體授課技術，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業的發展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向學生介紹一些使用EDA技術實現的當前比較主流的產品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關的產業有了相應的了解，更激發了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。
2.以實例展開理論教學“電子設計自動化”的學習內容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發軟件（以QUARTUSII為學習對象）和實驗用開發板（以FPGA開發板為學習對象）。硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產生厭倦感。如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規則是一個教學難題。筆者改變傳統觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。
3.將硬件電路設計的概念貫穿始終硬件描述語言與軟件語言有本質區別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應用實例時，需要向學生分析該例中的語句和硬件電路的關系，并強調這些語句與軟件語言的區別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產生不同的電路結構。完整的if語句產生純組合電路，不完整的if語句將產生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結構特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結構圖來說明。如以下兩個程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsifa<btheny<=''''0''''；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsey<=''''0''''；endif；endprocess；end；（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區別卻決定了兩個程序的電路結構有很大的不同。（1）綜合的結果是一個時序電路，電路結構復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結果是一個純組合電路，電路結構非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區別。強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規范、高效、資源節約的設計風格，培養一個優秀的硬件電路設計工程師。
4.通過實踐拓展強化學生動手能力“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業設計內容相結合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業設計已經開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向學生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統，比如遙控小車、溫度測控系統等，鼓勵他們將所做的內容與畢業設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養了他們的團隊協作精神，為他們以后的繼續深造和工作做了鋪墊。
電路與電子設計基礎范文3
關鍵詞：電子設計；自動化；實踐教學
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0123-02
全國大學生電子設計競賽由教育部高教司和信息產業部人事司共同主辦，大賽從一開始就確立了“推進教育教學改革，為人才培養服務”的宗旨，不斷推進高校教育教學的改革與發展，通過競賽推動高校對電子信息類專業的課程體系和課程內容的改革，促進高校實施素質教育，以此培養大學生的創斷能力，協作精神和理論聯系實際的能力。我院目前已經組織學生參與多次電子設計競賽并多次獲得了國家級及省級獎勵。本文從電子設計競賽的培訓方法與培養學生的實踐創新能力的關系入手，探索電子設計競賽的培訓策略與自動化專業實踐教學改革的相互促進關系。
一、競賽形式及對創新能力的要求
全國大學生電子設計競賽以電子電路應用設計為主要內容，主要涉及電子技術、計算機技術、自動控制技術、通信技術和傳感技術、電氣工程與信息技術等多個專業，涉及到電路理論、單片機、可編程器件、嵌入式系統、智能控制等多門課程及電子信息類仿真軟件與工具的應用。競賽時間為連續的四個白天和三個晚上，在半封閉狀態下進行。參賽成員需要在規定時間內獨立提出設計方案，完成系統的硬件制作及軟件調試，并且完成制作設計報告的撰寫。由于時間緊、任務重，該競賽對學生創新能力、設計制作能力、心理素質、團隊精神以及身體素質都是一個挑戰，它將檢驗學生綜合運用知識的能力和實踐創新能力。
二、電子設計競賽培訓策略與方法
電子設計競賽涉及到多個學科專業知識的應用及綜合創新能力的培養，作者認為，電子設計競賽培訓應當作為一項系統性的工作來進行，在前期經過充分宣傳的基礎上，吸收部分學習積極性高、學習能力強的學生加入到競賽培訓隊伍中來，利用周末、假期等課余時間進行集中學習培訓，增強學生的創新能力與實踐能力。整個培訓過程可大致分成以下幾個階段。
1.發動宣傳階段。利用入學教育、參觀學習、作品展示、視頻學習等方式，從進入大學的起，在入學教育講座中，有意識地培養學生的創新精神及宣傳電子設計競賽對創新能力培養的促進作用；充分發揮大一、大二學生對學習方面的積極性及主觀能性，在培養學生學習興趣的同時，強化對學校的支持性政策的宣傳。促進學生對電子設計競賽的參與興趣的培養，吸收一批優秀的學生加入到大學生電子設計競賽的培養隊伍中，擴大培訓的基數，充分發揮電子設計競賽培訓對學生創新能力培養的促進作用。
2.理論學習階段。通過專業課程、選修課程、學術講座等培養學生的專業理論知識，主要是《電路理論》、《電子技術》、《自動控制理論》、《EDA技術》、《單片機原理與應用技術》等。充分利用專業教育中的理論課教學環節，在《電路理論》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》、《單片機原理與應用》、《檢測與傳感技術》等相關課程的知識傳授作用，而對于低年級同學，則建議其提前了解相關的專業課程，并重點學習如《單片機原理與應用》等相關技能課程。
3.集中培訓階段。在集中培訓階段，主要完成專業工具軟件的學習培訓及硬件功能模塊的設計、實驗制作與應用調試。電子設計競賽主要所涉及到的學科包括電氣信息類、電子技術類及智能控制類等，相關的專業仿真及應用軟件，如Multisim，Pspice，Simulink，Proteus+keil C，protel等。專業工具軟件的應用培訓分小組進行，參與設計培訓的學生可根據本人興趣在指導老師的統籌協調下參與不同組別的專業軟件應用培訓，以便在提升學生具體技能的同時在參與競賽時能進行協調搭配，充分發揮團隊的合作力量。在集中培訓階段，還需要完成常用功能模塊電路的設計制作與調試工作。在電子設計競賽中，不同的設計課題需要采用不同的設計控制方案，但是對于常見的設計任務而言，一般需要完成電能變換主電路，信息采集與轉換電路，輸出顯示（指示）電路與控制電路等，此外還需要基本的控制器最小系統，因此，在平時的集中訓練中，分專題地對相關的電子信息類的功能電路模塊進行分析與設計，通過模塊電路的實際制作與實驗調試掌握其基本技術性能，通過模塊電路的實驗數據結合仿真軟件的仿真結果數據來對相關電路模塊的功能參數進行修正，對相關的功能電路進行模塊化、標準化設計，為下一階段及競賽提供實物支持。
4.賽前綜合培訓。在參與競賽之前的約一個月的時間內進入賽前綜合培訓，在前期理論與實踐強化的基礎之上，主要進行電子系統集成綜合培訓，即根據電子競賽的要求及歷年的試題情況，對競賽試題進行總結歸納的基礎之上，針對設計要求，將前期的功能模塊進行系統集成，組成具有完整功能的電子系統。在賽前綜合培訓中，指導教師需要對系統的設計方向進行總體把握，提出相應的設計任務，要求學生在規定的時間內完成相關的硬件、軟件設計，并對最后的設計制作成品進行性能等級評定，指出其優點及不足之處，以便快速地提升學生的綜合創新能力。根據培訓結果及學生個人的特點，對參賽小組的成員進行動態調整與優化組合，考慮到不同成員的具體特長及團隊協作能力，充分發揮競賽團隊成員的團隊協作能力，使小組成員之間的優勢互補。
三、自動化實踐教學改革電子設計競賽的相互促進
自動化專業教育要適應經濟發展對人才需要的要求，更新課程體系，提高教學質量，強化學生的動手創新能力與專業綜合素質。自動化專業作為一個工科專業，社會對于自動化專業相關人員的需求時尤其注重學生的專業綜合素質、手創新能力及在校期間是否參加過相關的專業實踐活動。鑒于目前電氣信息與電子技術的快速發展，自動化及電氣信息類的相關專業的實踐教學總是落后于技術的發展進度，一般性的本科院長，受到教學經費投入的制約，在教學模式尤其是實踐教學上，實驗教學儀器相對老化，實驗項目的設立比較僵化，缺乏靈活性，與培養學生就業，進一步拓寬行業就業范圍的要求相矛盾，電子競賽要求改革實踐教學環節的傳統方法，把最新的開發工具和應用技術引入到實踐教學中，如將新技術、新器件和先進的實驗平臺軟件引入本科生的實踐教學過程中，加強《單片機原理與應用》、《DSP技術及嵌入式系統》等方面課程教學，將Pspice、MAX-Plus、Protel和Proteus等專業仿真工具軟件的應用與理論、實踐的教學有機結合起來，將軟件開發工具穿插應用于相關課程的實踐教學環節中。電子競賽可以提高參賽學生對新技術的掌握能力，通過大賽和相關學科競賽的鍛煉，學生對新知識的選擇性和靈活能力得到加強，這種能力在今后的就業中有著很大的優越性。同時，通過電子設計競賽及培訓活動，可增強學生對創新性學習活動的興趣，強化學習效果。培養學生適應社會發展和科技進步需要，具備較高的綜合素質、堅實寬廣的工程技術基礎、系統的專業知識和較強的實踐能力和創新精神，具有解決自動化類專業技術問題的能力，在建筑電氣與智能化、工業自動化以及電子信息等領域從事與工程設計、系統分析與運行、研究與開發、決策管理等相關方面工作的高層次應用型人才。強化電子設計競賽培訓對教學內容擴充和補充，解決社會需求和學生就業之間的矛盾，增強自動化專業實踐教學特色、更新培養模式、提高教學質量，以更好地滿足社會對人才的需求。
電子設計競賽及培訓可以增強學生的專業綜合素質及動手創新能力，有利于激發學生的創新思維，培養學生嚴謹的科學工作態度、理論聯系實際的學風、腳踏實地的實踐創造能力和團結合作精神。從培訓方法及培訓策略等方面進行創新，將電子設計競賽培訓與自動化專業的實踐教學改革進行有機結合，解決電子設計競賽培訓受益學生人數少與自動化專業實踐教學模式與手段相對落后的問題，促進實踐教學手段與內容的改革，增強學生的就業競爭力。上述方法通過近年來我校自動化及相關專業的電子設計競賽的實踐檢驗，極大地提升了教學效果，增強了學生的就業競爭力。
參考文獻：
[1]劉中才，李前，李捷.探析大學生電子設計競賽培訓方法[J].中國科技信息，2011，（6）：171-172.
[2]韋文祥，等.由大學生電子設計競賽引發對就業能力培養的思考[J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：11-13.
電路與電子設計基礎范文4
【關鍵詞】Proteus；仿真；EDA
The application of Proteus in the actual circuit design
Abstract：In the design of the actual application process，ask us to design the circuit theory，but also requires the circuit soldering and debugging success.Theory-based design flaws or soldering circuit causes the circuit debugging time-consuming and the drawbacks of excessive consumption of supplies，we have introduced a Proteus simulation software.Thus，our theoretical design of the circuit before the formation of printed circuit board design in Proteus software，circuit simulation，simulation software to achieve the required functions before the actual circuit welding circuit.Practice has proved that in this way by a fundamental solution to the circuit board debug and supplies consumed too much time-consuming problem.
Key words：Proteus；simulation；EDA
傳統的電子設計流程是先設計電路圖、購買元器件，然后制板、調試，最后進行測試.這個過程一般需要反復多次進行，以達到設計要求.若采用EDA技術，則在原理圖設計階段就可以進行評估，驗證所設計的電路是否達到要求的技術指標，還可以通過改變元器件參數使整個電路的性能最優化，則在很大程度上縮短調試時間，并節省耗材。
Proteus就是一種基于標準仿真引擎的混合電路仿真工具，是將電路仿真軟件，PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，能夠滿足我們平時設計的需求。
1.Proteus在實踐中的應用
1.1 Proteus軟件簡介
Proteus是英國Labcenter公司開發的電路分析與實物仿真軟件。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其電路組成的仿真、RS232動態仿真、PC調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真的功能，有各種虛擬儀器，如示波器，邏輯分析儀、信號發生器等。因而可以在虛擬的環境中搭建各種電子電路，并可模擬常規的調試方法測量電路中各點的電壓與波形及回路的電流與波形。
1.2 Proteus在實際電路中的應用
模擬電子線路中，理論知識抽象、概念多、工程實踐性強，設計中不僅要考慮電路的理論知識還要考慮電路的具體結構及電路信號的特點等因素。我們設計一個用單片機信號控制電機正反轉的電路，電路圖如圖1所示。印制板焊接完成，進行調試。由于沒有這方面的經驗，只是根據理論計算和元器件特性設計了電阻R2、R3的具體阻值。在調試中始終沒能使電機旋轉。因此浪費了好多時間。
將原理圖移植到Proteus軟件中，在電路中分別加入了信號源（模擬單片機輸出信號）、電壓表和電流表（監測電路特性）。Io1有高電平信號即10V，Io2沒有信號即0V，電機正轉。相反，電機反轉。在電路原理圖中，R2、R3處分別并聯模擬電壓表，仿真時可以看到兩處的電壓值大小。在Io1處添加了模擬電壓源V2，用來模擬單片機輸出信號。當V2有10V電壓信號輸出，光耦6N137工作。此時，如果R2、R3的電阻取值不夠合理，電機不能旋轉。我們可以通過反復仿真調試，不斷改變兩個電阻的阻值。實踐證明，要實現電機的正向旋轉必須保證R2、R3兩端的電壓足夠大。電機反向旋轉與正向旋轉的原理相同，就不再贅述。
圖2為電路仿真時的效果圖。
通過仿真得出了準確的電阻阻值，后面進行了印制板繪制，焊接電路板，順利完成電路所需功能的實現。
2.結束語
在實際電路過程中引入了Proteus軟件后，一方面能很好的驗證所設計電路理論上的正確與否，解決了電路設計后焊接時調試成功率低及耗材消耗過多的問題。另一方面通過Proteus的接近實際電路的仿真分析，為今后從事研究設計工作打下堅實基礎。
參考文獻
[1]WANG Jing.Proteus simulates in application of the course simulating the electron technology[J].Computer Konwledge and Technology,2009,5(19):5333-5334.
電路與電子設計基礎范文5
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?？偹苤瑹o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.
電路與電子設計基礎范文6
關鍵詞：集成電路設計;集成系統;本科專業;創新型人才;課程體系
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0049-03
一、引言
集成電路產業是信息產業的基礎和核心，是推動信息產業發展的源泉和動力。國務院于2000年6月25日頒發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（18號）》，大力支持和鼓勵我國集成電路產業的發展。在國家政策的扶持下，我國集成電路設計業發展迅猛，伴隨著國內集成電路的發展，對集成電路設計相關人員的需求也日益增加。教育部于2003年開始批準設置“集成電路設計與集成系統”目錄外本科專業，2012年普通高等學校本科專業目錄中調整為特設專業，以適應國內對集成電路設計與應用人才的迫切需求，截止2014年，全國已有28所高校設置“集成電路設計與集成系統”本科專業。國務院于2011年1月28日頒發了《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（新18號）》，要求高校要進一步深化改革，加強集成電路設計相關專業建設，緊密結合產業發展需求及時調整課程設置、教學計劃和教學方式，加強專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設，努力培養國際化、復合型、實用型人才。
“集成電路設計與集成系統”專業涉及的新概念、新技術、新方法不斷涌現，是一個工程性和實踐性很強的本科專業。集成電路領域技術和管理人才嚴重不足、人才質量普遍不高已成為制約我國集成電路產業健康、快速發展的瓶頸。國家集成電路產業“十二五”發展規劃提出加強人才培養，著力發展芯片設計業，2014年6月，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》進一步指出，要著力發展集成電路設計業，加大人才培養力度。因此，研究適合本專業的理論與實踐并重融合的課程體系，培養創新型集成電路設計人才具有十分重要的現實意義和歷史意義。
二、集成電路設計與集成系統專業人才培養的特點
集成電路是推動當前經濟發展的重要技術，由于集成電路設計與集成系統領域發展迅速且新知識、新技術層出不窮，多學科交叉融合，畢業生就業具有國際性，要求教學體系和實踐平臺建設必須跟上最新的產業需求，才能培養出適合社會和企業需要的集成電路設計與集成系統創新型人才。在進行集成電路設計與集成系統領域創新型人才培養時我們需要緊緊抓住以下幾點。
1.集成電路設計與集成系統專業是新興專業，國內還沒有形成該專業的人才培養規范，目前國內各高校該專業的教學計劃是從國外或者相關專業延伸來的，系統性、完備性差，還沒有形成完整的知識體系。
2.集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，因此要利用綜合性學科知識為該類人才的素質培養服務，從注重單一知識和能力的培養，要轉變到注重綜合知識和能力的培養。
3.集成電路設計與集成系統是國家特設專業，根據高校自身辦學特色和市場需求設置的專業，需要針對企業對該類人才的需求，將企業需求融入課程體系，與企業聯合制定培養方案，建立核心課程體系，實時調整專業課程教學內容。
4.集成電路設計與集成系統專業具有較強的工程性和實踐性，不僅要具有較強理論知識基礎，而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創新能力，需要建立一種基于項目驅動的多層次的實踐教學體系，保障四年工程實踐訓練不斷線，逐步提升學生的工程實踐能力和創新能力。
三、集成電路設計與集成系統專業課程體系的構建
根據集成電路設計與集成系統專業人才培養特點，按照通信、計算機和集成電路融合發展的科學規律，結合我校學科專業優勢特色，確立了本專業人才培養的課程體系。
（一）人才培養目標
2006年全國科技大會上提出，到2020年，我國將建成創新型國家，使科技發展成為經濟社會發展的有力支撐。具有較強的自主創新能力是創新型國家的主要特征之一，只有培養具創新精神和創新能力的人才，才能提升自主創新能力。集成電路產業是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是最能體現科技進步對創新型國家貢獻率的行業。
因此，本專業旨在培養德、智、體、美全面發展，適應社會主義現代化建設和信息領域發展需要，掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業知識，具備工程實踐能力和創新能力，具有自主學習集成電路與集成系統領域前沿理論和技術的能力，能在集成電路與集成系統領域從事研究、設計、實現、應用的高素質創新型人才，為全面實現創新型國家提供強有力的支撐。
（二）人才培養規格
集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應用）的直接IC（實現）化的ASIC、FPGA電路或者可重構電路;②就是算法（應用）的指令集合（體系結構）化的目標程序;③就是指令集合（體系結構）的IC（實現）化的處理器;④就是集成電路技術發展推動的先進處理器。
根據多學科融合發展和人才培養目標定位，確定了本專業知識、能力、素質的人才培養規格如下。
1.知識結構要求。（1）具有堅實的自然科學理論基礎知識、電路與系統的學科專業知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎。（2）具有通信系統、計算機系統結構、信號處理等相關學科領域的基礎知識。（3）掌握集成電路與集成系統領域的基礎知識和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統電子設計自動化（EDA）技術。
2.能力結構要求。（1）具有使用電子設計自動化（EDA）工具進行集成電路與集成系統設計的能力。（2）具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。（3）具有了解本專業領域的理論前沿、發展動態和獨立獲取知識的能力。（4）具有自主學習能力、創新能力、協同工作與組織能力。
3.素質結構要求。（1）具有良好的思想道德修養、職業素養、身心素質。（2）具有奉獻精神、人際交往意識和團結協作精神。（3）具有一定的文學藝術修養、科學的工程實踐方法。（4）具有一定的國際化視野、求實創新意識。
（三）課程體系
集成電路系統設計涵蓋“系統設計、邏輯設計、電路設計、版圖設計”四個設計層次，課程體系應覆蓋四個設計層次需要的所有知識點，各知識點之間要具有連貫性、系統性和完備性。集成電路設計與集成系統專業具有很強的工程性和實踐性，通過計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，強化學生的工程實踐能力和創新能力。集成電路設計與集成系統專業是一個多學科的交叉新興專業，課程體系中應該包含通信、計算機和集成電路的相關知識點，各知識點之間要具有交叉融合性。集成電路系統設計是一個高速發展的學科領域，知識和技術更新速度非?？?，課程體系應該體現先進性，使得學生能夠接近先進的技術前沿，同時課程體系中也應該包含一些面向企業的工程設計與實踐的實用性課程，進一步提高學生的就業競爭力和工程創新能力。
因此，根據人才培養規格和特點以及課程體系的連貫性、系統性、完備性、融合性、先進性和實用性，結合我校自身優勢特色，構建了如下頁圖2所示的知識、能力、素質協調統一的理論與實踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養為導向，集中實踐環節為支撐，核心課程為基礎，一組集中實踐環節和核心課程培養一種能力。同時，設置綜合素質教育模塊和課外科技創新活動模塊，提升學生的工程素質和創新能力。
課程體系主要突出計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，進行分學年重點培養。第一學年主要培養學生的計算機應用能力，第二學年主要培養學生的電子技術應用能力，第三學年主要培養學生的嵌入式系統設計能力和集成電路設計能力，第四學年主要培養學生的工程創新能力，通過設置“數字集成電路”、“混合信號集成電路”、“嵌入式系統”三個方向課程模塊，實現人才的個性化培養。
通過嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力和工程創新能力培養過程中的集中實踐環節和核心課程設置，將集成電路設計與通信/計算機相結合，體現課程體系的交叉融合性。將集成電路系統設計層次中的“系統設計”貫穿于工程創新能力、嵌入式系統設計能力培養，“邏輯設計”體現在電子技術應用能力培養中，通過“電路設計”與“版圖設計”實現集成電路設計能力的培養，實現了課程體系的系統性和完備性，通過教學內容的組織實現知識的連貫性。
課程體系設置了一系列集中實踐環節和獨立設課實驗（集成電路EDA技術實驗、微處理器設計實踐）以及課內實驗，在教學內容的組織上將軟件無線電（SDR）系統（包括算法、體系結構、集成電路）設計與實現的科研成果融入教學過程，實現四年工程實踐訓練不斷線，體現課程體系的工程性和實踐性。同時通過下一代無線通信系統的核心器件――SDR系統處理芯片設計為牽引，設置通信集成電路系統工程設計與實踐相關課程，采用世界主流EDA廠家先進EDA工具完成集成電路EDA技術實驗以及集成電路系統設計，實現課程體系的先進性和實用性。
（四）教學內容組織思路
以“高級語言程序匯編語言程序機器指令序列計算機組成（CPU、存儲器、輸入輸出、數據通路與控制單元）計算機部件設計計算機部件（FPGA和專用集成電路）實現整機（FPGA或專用集成電路）實現面向通信、信號處理領域系統（嵌入式系統、數字集成電路、模擬集成電路）設計與應用”為主線組織教學內容，體現知識的連貫性，培養學生的計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力。通過通信集成電路系統工程設計與實踐（包括數字集成電路工程設計與實踐、嵌入式SoC工程設計與實踐、模擬集成電路工程設計與實踐等），將軟件無線電（SDR）系統的設計與實現的科研項目成果融入課堂教學，貫徹我?！敖萄薪y一”辦學理念，突顯我校信息通信行業優勢特色，培養學生的工程創新能力。
四、結論
課程體系設置是專業建設中的關鍵核心問題，對人才的培養質量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設計與集成系統專業多學科交叉融合、工程實踐性強等特點，結合我校本專業在通信專用集成電路設計、專用處理系統設計方面的優勢特色，形成了通信、計算機與集成電路設計相結合、理論教學與項目實踐相結合的課程體系。以能力培養為導向，以集成電路設計和嵌入式系統設計融合為主線組織教學內容，培養學生的集成電路設計與嵌入式系統設計（計算機應用、電子技術應用、微系統設計）能力，通過面向通信領域的集成電路與嵌入式系統工程設計與實踐，提高學生的工程創新能力。
參考文獻：
[1]國務院2011年4號文件.關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策[J].軟件產業與工程，2011，（2）.
