前言：中文期刊網精心挑選了電路板設計基礎知識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。
電路板設計基礎知識范文1
【文章編號】0450-9889（2017）05B-0049-02
印制電路板設計與制作課程是信息工程技術專業當中一門主要的科目，對于學生的技術能力培養和專業素質的提升具有重要的意義。因此，在教學中一定要對印制電路板設計與制作課程進行積極深入的研究，找到最為合理的教學對策，以提升學生積極性，達到強化教學質量的目的。本文對印制電路板設計與制作課程的改進對策進行分析，希望為課堂教學改革提供一些有益的建議。
一、當前印制電路板設計與制作教學中存在的問題
（一）教學內容不合理。在傳統教學中，任課教師需要根據教材內容來進行課程安排，并制訂相應的課程計劃表，對教學內容進行詳細安排，并在教學中逐步實施。這種教學方式使得教學內容受到限制，導致在教學中缺少工程應用意識，對軟件的繪制和標準性的線路制作等方面均重視度不足。雖然學生能學會基礎的 Protel DXP 2004 軟件的基本操作知識，但事實上對原理圖和電路板等方面的知識掌握得不是很好，或者在設計中出現不合理現象，導致設計的印制電路板無法在實際中應用。
（二）教學方法比較落后。在以往的教學方法中，主要以教材為主導按照教材順序來進行授課。通常來說，教師會在課堂中利用計算機實驗室進行部分課程的講解，然后再讓學生進行上機練習。但由于實訓課程課時比較少，在課程安排上受到限制，因此在教學中，學生往往只能學會基礎的繪制電路原理圖、印刷電路板，無法實際制作印制電路板。這樣的教學方式勢必會給學生的實踐能力造成不良影響，導致學生主動性也受到阻礙。
（三）考試方法不合理。在以往的考試中，幾乎都是通過計算機方式進行開卷考試，所測評的內容也基本上都是教師在課堂中所講述的內容，與學生的實踐和理論知識的結合性考慮得比較少。沒有與實踐基礎相聯系，學生將在日后工作中難以應用自身所學知識。
二、印制電路板設計與制作課程教學改進策略
（一）以工作過程為導向進行教學。在日常教學中，教師應當認識到學生參與實踐的重要性，并以工作過程為主要導向進行教學設計，從而對教學模式進行整體性的優化。同時，要將學生放在主置上，將學生看作獨立的個體，通過理實一體化的方式和針對性的教學方式指導和幫助每一個學生，從而突出學生的個性化特點，促使他們在日常的學習中能更加積極主動，提升教學的有效性。比如在設計和制作貼片式收音機電路板的過程中，教師需要加強在原理圖繪制、單面板設計方面的指導，讓學生把握整個流程，從而更好地制作相應的作品。
（二）以職業技術為導向進行教學。信息技術工程類學生日后的工作多數為實踐性比較強的工作，因此在教學中應當建立起以課程為指導、以實踐為支撐的教育平臺。印刷電路板設計與制作中需要選取數控直流穩壓電源、功率放大器和電子鐘等作為代表性的項目充當重要教學載體，并將以前所學習的知識融入其中。對此，在教學中教師不僅要讓學生對課本中的知識有全面的掌握，同時還需要在實踐中促使學生能對此有正確的認識和理解，為日后的學習提供可靠的技術支持。比如在設計和制作可調穩壓電源電路板的過程中，教師需要聯系教材講解設計自制封裝和自制元件的方法，而后為學生演示熱轉移法制作單面板的操作流程。其次，在課程中如果涉及電子技術知識和軟件操作知識，為了避免學生忽視電路涉及操作的問題，在進行教學設計的過程中可以適當地融入電路板的板材選擇內容和電路板制作工藝等相關知識，促使學生能及時地將設計知識與工藝要求等聯系起來，從而在整體上把握所學知識。
（三）以工作項目為導向開展教學。在教學中教師可以采取“項目驅動”教學模式，按照難度或者其他形式將教學內容劃分為不同的部分，以工作項目為導向進行學習，讓學生在實踐鍛煉中掌握知識和技能。教師要建立能力培養目標，讓學生掌握企業中常用的基本電路設計與制作，將培養學生的實踐能力放在首要位置上，從而培養技術型人才。為了提升學生的實踐操作能力，教師可以指導學生設置和制作多功能信號發生器電路板，讓學生在實踐中掌握復雜雙面板的修改和設計能力以及提高其實際操作水平。同時，教師要對學生的能力進行拓展培養，根據產品來模仿電路設計，并鼓勵學生參與到企業的一些實踐項目中去，提高他們的能力。在知識性能力培養上，主要以電子線路板的設計能力為核心，與社會中一些企業進行合作，實施校園與企業的聯合計劃，將學生引入項目當中去，模擬電路，并進行相應的技術練習，提升學生的電路板設計和制作能力。
（四）為學生創設學習情境。在教學改革中，教師需要適當地采取一些靈活的教學方式，如采取情境設計的方式來實施教學，保證每一個教學情境都能與企業的實際情況相統一，從而構建一個完整的工作過程。在情境設計中，教師應當有一兩個情境設計是為學生提供基礎能力培養的。有三四個情境則是拓展性的訓練內容的。每一個不同的情境都是一個完整的學習過程，將這些情境進行統一就能形成一個完整的教學模式。在良好的學習環境下，教師可以更好地開展教學，學生也能提升自身的學習效率；在生動的學習情境中，學生能更好地掌握相應的實用知識內容，并且能夠在實踐中進行靈活的應用，具有較高的價值。因此，在當前的硬質電路板設計與制作教學中，教師必須重視創設學習情境。
（五）改革實踐教學。首先在印制電路板設計與制作教學中，應當盡量地安排成為全面的計算機教學，做到“教學做”一體化。這樣的教學模式將比以往的多媒體教學和理論知識教學所產生的效果更加明顯，不僅可以改善教學效果，同時也能有效地提升教學實踐力度，將教學與實踐之間充分地結合起來，提升教學質量。對此，可以在教學中采取項目教學法。比如，教師可以組織學生完成設計復雜電路板的設計和制作項目，包括激光發生器設計制作項目、超聲波測距器設計和制作項目以及模擬烘手器設計制作項目，這些項目能夠鍛煉和考核學生設計復雜雙面板、制作雙面板以及電路仿真方面的綜合能力水平。在熟悉設計環境和完成簡單的原理圖以后，以工程項目為中心，完成設計過程的操作。在這個過程中，應當注意布線的調整和電路當中的原件位置安排，從而提升設計實踐的效果。此外，教師應當加強學生工程實踐和系統觀念的培養，讓學生在整個操作過程中能更好地熟悉印制電路板的整理流程和細節內容，從而強化學生的積極性。
（六）完善當前的教學考核。在印制電路板設計與制作當中，教師不能僅以期末考試成績來評價學生。在日常教學中，教師應當在每一節課上都設置相應的實踐內容，根據學生所完成的任務、速度和質量等對學生進行評價，并在期末考試中按照考試項目對學生進行綜合評價。將日?？己伺c期末考試結合在一起才能促使學生更好地掌握基礎知識，使對學生的評價更加中肯，從而達到提升學生積極性、強化教學效果的目的。
電路板設計基礎知識范文2
關鍵詞：電裝實習；教學改革；紋機
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.192
1 傳統電裝實習存在的問題
以往高校的電裝實習課程都只是停留在對元器件的了解，電路原理的理解，焊接技術的實踐，在已經設計好的印制電路板上進行元器件的安裝、測試操作，我校一直是通過對收音機和萬用表的焊接實驗達到以上教學目標。近幾年隨著嵌入式單片機的快速發展和廣泛應用，電裝實驗僅僅停留在以上兩個實驗的基礎上遠遠達不到高校學生對知識的渴求，社會對人才的需求，所以我實驗中心從2016年開始著手對電裝實習課程的教改研究。
2 實習改革的目標
此次實驗教學改革的最終目標是保留原有的理論知識考核點和原有的焊接操作考核點，改變原有的實驗模式，在新的實驗中融入單片機開發的基礎，多學科知識點交叉運用，軟件知識和硬件知識交叉學習，學生自己動手設計電路，設計驅動程序，最終做出一個具有實際應用需求的電子產品。
3 實習改革的措施
考慮到我校的課程安排，以及各相關專業的知識結構，我們以STM32F103ZET6開發板為基礎，把嵌入式單片機的開發過程和電裝組裝、焊接結合在一起，設計了電子時鐘和密碼鎖兩個實驗。
電子時鐘實驗要求設計功能模塊使用4個數碼管和2個LED燈顯示分鐘和秒數，實現模擬秒表功能、倒計時功能和置數功能。
模擬秒表功能：按下按鍵S2開始/暫停計時；能計時到59分59秒。
倒計時功能：按下按鍵S5啟動倒計時功能，數碼管默認顯示59：59，可以通過按鍵S3和按鍵S4進行初始值修改。再次按S5暫停倒計時。
置數功能：按下S4設置倒計時初始值。
模擬密碼鎖實驗要求設計模塊以矩陣鍵盤為輸入模塊，以Nokia5110液晶屏為顯示模塊，實現密碼的設置、模擬開鎖、結果顯示，錯誤報警功能。
密碼設置功能：按下S1鍵開始密碼設置，利用矩陣鍵盤輸入四位密碼，每輸入一個數字，顯示屏上出現一個“-”號，再次按下S1鍵結束密碼設置。按“CLR”鍵，可以清除全部數字。
模擬開鎖功能：按下S2鍵開始解鎖過程，利用矩陣鍵盤輸入相應密碼，每輸入一位，顯示屏上顯示“*”，再次按下S2鍵密碼輸入完畢，如果此密碼與先前設置的密碼一致，液晶屏上顯示“正確”字樣；如果此密碼不正確，液晶屏上顯示“錯誤”字樣。
教改后的電裝實習采取教學與實踐、軟件與硬件交叉進行的實施模式，通過下表所列的教學與實踐環節達成教學目標。
第一個階段主要是講解需要用到的電路原理知識，元器件基礎知識，帶領學生研究設計模塊的電路圖，規劃電路板。第二個階段在已經印制好的電路板上進行元器件的焊接安裝，調試，此階段做一個階段性驗收，以檢查學生對電路知識和焊接工藝的掌握程度。第三個階段主要講解在已經組裝好的硬件基礎上怎么設計程序流程，怎么進行軟件編程調試，完成實驗要求的功能，以及如何下載程序到我們的硬件開發板上，驅動我們自己設計的功能模塊實現相應的功能。第四個階段主要用簡單編程實例講解軟件程序編寫的基本方法。最后做最終成果的驗收考核。
4 實習改革的成果
整個教學改革的亮點是通過電裝實習把多個學科的知識交叉學習、運用，從原來簡單的元器件組裝工作變為學生根據實驗要求從設計電路，選擇需要的元器件，印制電路板，焊接實踐到設計編程思路，下載程序、實驗調試，實驗驗證的整個過程，把單片機程序的開發過程融入到電裝實習的過程中，能使學生對之前學到的課程知識融會貫通，對之后要深入學習的嵌入式單片機產生濃厚的興趣，該實習課程的改革起到了一個承上啟下的作用。此次教學改革符合獨立學院為社會培養動手能力強，創新能力強的應用型人才的教學目標，在2017年春季學期的電裝實習課程中，學生表現出了濃厚的學習興趣，親手制作出的電子產品大大加強了學生們的成就感。
參考文獻：
[1]薛梅.工程教育背景下電裝實習改革探索與實踐[J].實驗科學與技術，2016（04）：191-193.
電路板設計基礎知識范文3
【關鍵詞】電子產品裝配；電工電子專業課程
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
一、前言
在我國的電工電子專業課程中，電子產品裝配占據了很大一部分篇幅，如何讓學生學好電子產品裝配的基礎知識，并了解其在電工電子專業課程中的作用十分重要。
二、電子產品裝配理論知識
1.電子元器件基礎知識：重點要掌握各電子元器件的結構組成、分類、作用、電路符號及常用的字母表示符號、引腳判別和性能檢測等。對不同的元件要求的內容和程度也不一樣，電子裝配中數量上用得較多的、常用的應該作詳細的介紹，例如，電阻、電容器、二極管、三極管等。不常用的元器件，如晶振、陶瓷濾波器、可控硅、場效管、達林頓管、電聲器件和顯示器件、變容二極管等，對這些元器學生平時接觸少，用的機會也少，但很多現代電子設備中用到了這些元件，對這些元件的作用、電路符號及性能特點作一些簡要的介紹。
2.電子裝配基礎知識：電子裝配中常用的工具及設備的作用；裝配前應做好的準備工作；元件及材料的認識和清點；用到的工具及設備；元件的篩選(外觀檢查及儀表測試)：裝配順序：從小到大，從輕到重，先里后外，先水平后立式，上道工序不影響下道工序的安裝；裝配的工藝要求要讓學生記背；手工焊接的步驟及影響焊接質量的因素；SMT安裝技術，教材上只作了簡要的闡述，但目前很多電子廠教采用了該技術，所以教學中要作專題講解。導線與接線端子的焊接種類和常見的焊接缺陷：裝配技術文件：能看懂原理圖或工裝圖；萬用表的使用步驟及方法；電子產品裝配中的注意事項：防觸電、防塵、防潮、防靜電等；印制電路板的認識及使用注意事項．
三、電子產品裝配基本技能
電子產品裝配基本技能如下：電子產品裝配中工具及儀表的熟練使用，如萬用表、示波器、信號發生器、計數器、頻率計等：手工焊接的訓練；元器件的引腳成形：導線端頭的搪錫處理；元器件的性能檢測與判斷：電子整機的防塵與屏蔽；導線的走向與捆扎；印制電路板的結構組成及使用；整機裝配工藝與要求：電路板的清洗；元器件的拆除。
四、基于電工電子專業課程的電子產品裝配
1.開展以項目為主導的模塊化教學
電子產品裝配與調試涉及內容廣泛,如何將這些內容串接起來呢？最好的辦法就是設置訓練項目,將教學內容模塊化,電子理論與實操整合進項目之中,使枯燥的理論知識具體化。如:依據競賽時的內容,實習時分為電子元件與儀器模塊、電子產品裝配訓練模塊、模塊安裝與測試、protel抄板模塊、單片機裝配模塊、綜合訓練模塊等, 在每個模塊中,分若干項目展開,每個項目下有具體的實訓目的,將理論及實訓中的要求滲透進去。實習中,把握兩條主線,一條是各實訓模塊, 讓學生系統的掌握電路的元件識別、電路安裝、電路檢修、電路調試等知識,另一條是各實訓模塊下的知識要點,以任務為導向,以問題為紐帶,掌握這些理論等知識就容易多了。這樣進行實習教學時就按部就班,有的放矢,老師易教,學生易學,學生在輕松愉快的環境下學習, 學習興趣越來越濃,實習效果也有大幅提高。
在具體專業裝配教學過程中應努力實現:以問題為紐帶、化結果為過程、以綜合為導向,以項目為主導的模塊式教學。
2.發揮學生主觀能動性, 開展探究性學習
探究性學習是一種積極的學習過程,主要是學生自己探索問題的學習方式,是一種理論與實踐相結合的綜合實踐過程。電子產品裝配與調試競賽涉及的知識面非常廣,需要掌握的知識比較多,要求競賽選手臨場發揮的能力特別強,在教學中培養學生獨立解決問題的能力相當重要,學生獨立解決問題的能力從何而來呢？在實訓教學中充分發揮學生主觀能動性,開展探究性學習, 對于學生能力的提高很有幫助。
五、電子產品裝配在電工電子專業課程中的作用
電子工業的發展，促進了電子產品裝配技術的提高，具體技術發展如下。
1.過孔安裝技術
（一）元器件的布局與排列。元器件布局、排列是按照電子產品電原理圖，將各元器件、連接導線等有機地連接起來，并保證電子產品可靠穩定地工作。如果布局、排列不合理，產品的電氣性能、機械性能都將下降，也給裝配和維修帶來不便。
（1）元器件布局的原則。應保證電路性能指標的實現；應有利于布線，方便布線；應滿足結構工藝的要求；應有利于設備的裝配、調試和維修。
（2）元器件排列的方法及要求。元器件的標志方向應按照圖紙規定的要求，安裝后能看清元件上的標志。若裝配圖上沒有指明方向，則應使標記向外，易于辨認，并按照從左到右、從下到上的順序讀出。
安裝元件的極性不得裝錯，安裝前應套上相應的套管。安裝高度應符合規定要求，同一規格的元器件應盡量安裝在同一高度上。安裝順序一般為先低后高，先輕后重，先易后難，先一般元器件后特殊元器件。元器件在印刷板上的分布應盡量均勻，疏密一致，排列整齊美觀。不允許斜排、立體交叉和重疊排列。元器件的引線直徑與印刷焊盤孔徑應有0.2~0.4mm 的合理間隙。一些特殊元器件的安裝處理。MOS 集成電路的安裝應在等電位工作臺上進行，以免靜電損壞器件。發熱元件要與印刷板面保持一定的距離，不允許貼面安裝，較大元器件的安裝應采取固定（綁扎、粘、支架固定等）措施。
2.表面安裝技術
表面安裝技術（STM）又稱表面貼裝技術、表面組裝技術，是將電子元器件直接安裝在印制電路板或其他基板導電表面的裝接技術，主要問題有這幾點。
（一）元器件有缺憾。表面安裝元器件目前尚無統一標準，給使用帶來不便。品種不齊全，價格高于普通器件也是發展中的問題。
（二）技術要求高。如元器件吸濕引起裝配時元器件裂損，結構件熱膨脹系數差異導致焊接開裂，組裝密度大而產生散熱問題復雜等。
（三）初始投資大。生產設備結構復雜，涉及技術面寬，費用昂貴。
3.微組裝技術
微組裝技術（MPT-microelectronics packaging technology，又作MAT）和集成電路技術的不斷發展是實現電子產品微小型化的兩大支柱。微組裝技術被稱為第五代組裝技術，它是基于微電子學、半導體技術特別是集成電路技術，以及計算機輔助系統發展起來的當代最先進組裝技術。它是以現代多種高新技術為基礎的精細組裝技術，主要有以下基本內容。
（一）設計技術。微組裝設計主要以微電子學及集成電路技術為依托，運用計算機輔助系統進行系統總體設計、多層基板設計，電路結構及散熱設計以及電性能模擬等。
（二）高密度多層基板制造技術。高密度多層基板有很多類型，從塑料、陶瓷到硅片，原膜及薄膜多層基板，混合多層及單層多次布線基板等，涉及陶成型、電子漿料、印刷、燒結、真空鍍膜、化學鍍膜、光刻等多種相關技術。
（三）芯片貼裝及焊接技術。除表面貼裝所用組裝、焊接技術外還要用到絲焊、倒裝焊、激光焊等特種連接技術。
（四）可靠性技術。主要包括在線測試、電性能分析、檢測方法等技術，以及失效分析。
六、結語
電工電子專業課程的學習對電力專業的學生至關重要，因此，在電工的后續學習中，要不斷提高學生學習水平，加強對電子產品裝配的重視，嚴格學習體系，促進電工電子專業水平的提高。
參考文獻：
[1]王曉飛、胡建 基于標準化的電子產品Top-Down設計技術研究 中國制造業信息化 2010(39)
[2]聶輝海 2010電子競賽總結匯報 2010廣東省電子產品裝配與調試競賽研修班上的講話
電路板設計基礎知識范文4
關鍵詞：電工學；教學質量；教學形式；教學方法；實驗實踐
作者簡介：宋蕓（1974-），女，江蘇徐州人，南京林業大學信息科學技術學院，講師；王蓁蓁（1975-），女，江蘇南京人，金陵科技學院信息技術學院，講師。（江蘇?南京?211169）
中圖分類號：G642.3?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）21-0059-03
由于“電工學”課程的知識邏輯性極強、極具抽象性、枯燥無味。如果在整個教育過程中注重的是對書本知識的傳授和灌輸，主要采取老師講、學生聽的教學模式，互動式、啟發式等教學模式相對欠缺，在很大程度上難以把學生的主動性、創造性思維的欲望釋放出來，造成學生感到難學、學不懂、不會學的不利局面。這對于后繼專業課程和今后工作都有較大的影響，因此提高“電工學”課程的教學質量有著十分重要的意義。
隨著科學技術的高速發展，要求“電工學”教學內容要與新技術、新器件、新應用相配合，對人才能力素質的培養和知識的傳授效率提出了更高更新的要求。[1]在保留經典知識的基礎上增加新知識量勢必導致教學內容和學時之間的矛盾更為突出。因此，必須豐富教學形式、優化教學內容、采取各種教學方法和手段，激發和培養學生的學習動機，提高學生學習的積極性和主動性，將學生“要我學習”的狀態轉變為“我要學習”的狀態，促使學生在學習的過程中主動思考、主動發現問題、主動探索解決問題的方法，促進學生思維能力的發展。
一、豐富教學形式，進行有機結合
理論教學以“教師的教—學生的學”為基本教學結構，以知識傳授為主要目標，以教師講解和學生聽講為主要活動方式，它重視學生知識結構的豐富與完整，注重信息傳遞的數量和接受的效率，而忽視學生的心理需要與動力結構的完善。實驗教學則以“師生互動”為基本教學結構，以學生的能力發展、素質提高為主要目標，以觀察、檢測、動手等為主要活動方式，注重通過心靈的體驗加深對知識的感知和認識，從而產生強烈的學習內驅力。實踐教學側重于學生在體驗感悟基礎上的自主發現、自主探究，培養學生的創新意識和創造能力。[2]由于“電工學”課程理論性和實踐性較強的特點，將理論教學，實驗教學和實踐教學三種教學形式相結合，通過實驗教學和實踐教學使學生充分理解掌握“電工學”中的基本理論知識、基本原理、基本分析方法。教學實踐表明，將三者有機結合，能充分激發學生的學習熱情，發揮學生的主動性，提高學生的參與度，增強教學的吸引力。
二、優化教學內容
1.理論教學內容的優化
在分析了我校各專業特點及不同要求后，主選唐介編制的《電工學》少學時教材，機械類專業采用秦曾煌的教材。改革了往年專業與學時混亂的情況，對“電工學”課程進行重新分類。按各專業學時減少順序依次命名為《電工及電子技術A》、《電工及電子技術》、《電工及電子技術B》、《電工及電子技術C》和《電工及電子技術D》。然后再針對這5種不同學時編制相應的教學大綱，這樣分類，編寫大綱使教務處、任課教師和學生清楚明白。安排前三類課程理論與實驗獨立授課，并要求學期末進行為期兩周的電工電子實習，有效地解決了教學內容與學時之間的沖突。
在選擇教學內容時，貫徹重基礎，重應用原則，對基礎理論、基本知識和基本技能提出了明確的要求。適當補充新知識，比如增加電壓源電流源與支路的串并聯等效變換、電動機穩定運行分析、講功率因數提高時由提高的原因引申到家裝電力導線選擇知識，使學生明白選擇不當會出現怎樣的危害。刪去了非線性電阻電路、非正弦周期信號電路、控制電機、直流電機等與專業相關性不大或陳舊的逐漸被淘汰的內容。各專業除必學內容外，根據需要選學其它相關內容，例如過程裝備與過程控制專業適當增加PLC控制內容。有的內容雖然涵蓋在教學大綱里，但是要求學生自學來完成，如磁路，直流電磁鐵等等。
2.實驗教學內容的優化
“興趣是最好的老師”。實驗是電工學的魅力和激發學習興趣的源泉。實驗教學是整個教學過程中的一個重要環節，是培養學生科學實驗能力的主要手段。實驗教學也是最初培養學生電類實踐能力、綜合能力、創造性思維能力的搖籃。只要精心的設計好課內外實驗內容，將驗證性實驗與綜合性設計性實驗相結合，高質量的完成實驗的各項要求，就能使學生學習的積極性和自覺性充分的調動起來，達到鍛煉人才、培養能力的綜合性的教學效果。我?！半姽W”課程實驗教學大綱和實驗指導書由《電工學》任課教師和專職實驗員合作編寫，根據各章節內容至少編寫一個基礎實驗項目，將該章節基礎知識、基本原理通過學生的主動學習，融入到實驗課程中。綜合性和設計性實驗是培養學生實驗設計能力和創造性思維能力的重要載體，有利于學生個性發展。[3]為此在每個基本實驗中擴展一些小型綜合性和設計性實驗。例如基本實驗項目中給出的分析類實驗子項目。學生只有利用已學知識進行分析后，自行擬定實驗電路、選擇儀器、儀表，作好數據測量分析，才能得出正確結論。如數字電路中的組合邏輯實驗，給出一道邏輯函數表達式，要求學生分析其邏輯功能。學生只有對該表達式進行化簡變換后，設計出相應的邏輯電路，通過對電路實驗數據分析才能得到正確的邏輯功能。
電路板設計基礎知識范文5
關鍵詞：單片機 教學改革 單片機開發板 單片機課程設計
0 引言
單片機因體積小、功能強、可靠性高和價格低廉等一系列優點，已滲入到人們工作和生活的各個角落，應用前景廣闊[1]。目前多數高職院校的機械專業都開設了單片機課程，但大多院校的教學思路仍然借鑒本科先基礎后應用的常規教學模式，理論教學與實際應用結合較少。對于高職學生，課程入門比較困難，知識不易掌握，實際應用較少，學習興趣不高，該課程的實際教學效果并不理想。因此，單片機的教學模式亟需改革，改變原來以知識傳授為目標的教學方式，要理論與實踐并重，以實踐入門來吸引學生學習的興趣，提高教學質量。
1 高職機械專業單片機教學現存的難點
單片機是一門理論性很強的專業基礎課程，同時也是一門實踐性和技術性很強的學科。要求學生掌握一定的電子電路知識，還要熟練掌握計算機的相關知識，掌握編程的思維和方法。高職學生的基礎知識相對薄弱，對于單片機的學習有一定的困難。
1.1 對于單片機中的專業術語和電路很難理解
學習單片機要以電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、計算機基礎知識等相關課程的理論知識為基礎。與電子專業學生不同的是，我校機械專業學生只開設一門電工電子課程，所有的電路、模電和數電的相關知識都集中在一門課程中講授，知識點多且課時量偏少，知識點講授較為粗淺，不能深入展開。因此，學生對于單片機中遇到的一些專業術語和電路，如集電極開路、上拉電阻、存儲器地址、D觸發器、555振蕩電路等，很難理解。這些知識都需要重新講授，且講授效果不佳。學生往往在學到單片機的硬件電路部分時，突然間覺得很難，學習的積極性下降，甚至有了厭學的情緒。
1.2 對于匯編指令不易理解
像所有其他的指令一樣，匯編指令也是英文的，我校機械專業大部分學生的英語能力比較差，遇到有英文的地方，本能地會回避，更不要說進行深入的研究。單片機中要求他們短時間記憶和理解數十條甚至上百條指令的格式和功能，他們覺得比較有壓力，很多學生達不到這個目標。
匯編語言是一種低級語言，每一條匯編指令都與機器的硬件結構密切相關，
如果學生對于硬件結構沒有掌握好，那么對于匯編語言的指令也很難完全理解。即使學生勉強知道每條指令的大概意思，但由于沒有充分理解其內涵，不能做到融會貫通，常常錯誤地運用指令，即使在一個程序里運用正確，可能題型改變，就做不出來了。
1.3 對于單片機的應用比較陌生
我們在學校的教學中，受制于課時量的不足和傳統教學思維和方法的限制，通常都以傳授理論知識為主，實際應用提到的比較少。因此，出現一些學生直到學完這門課程，都不知道單片機能干什么。有些學生告訴老師，以前我們學過的課程，如機械制圖，很有實用性，單片機講的這么多、這么復雜，到底有什么用，我們機械專業為什么要學這一門課程。學生不能深入理解該門課程的實際應用，認為學了無用知識。
2 高職機械專業單片機教學改革的具體措施
學習單片機的最終目標是能運用單片機進行一些項目的開發，解決生產和生活中遇到的實際問題。人才市場需要的不是只懂理論、不懂實踐的研究型人才，而是既懂理論，又能實踐的應用型人才。因此，單片機的改革也要以就業市場為導向，結合高職機械類學生的特點，做一些針對性的調整，使學生既能學好，又能快速地適應社會的需求。本文針對單片機課程在教學方面現有的種種弊端，提出了單片機課程教學改革實施的一些具體措施。
2.1 實施“項目任務驅動法”，理論教學緊扣實踐應用
單片機教學應該采用工程實際應用課題或實踐案例進行教學的方法，實施“項目任務驅動法”，即課程教學以單片機應用技術的典型實用案例進行分析講授的一種教學方法。授課時以單片機技術“案例”演示作為引入，以實現“案例”為主線講述各相關理論知識。為鞏固理論知識的學習和培養學生實際動手的能力，理論教學應與實際“案例”實驗教學穿行，以實驗教學充實理論內容，使兩者融會貫通。整個教學過程的思路設計如下：
例如，在第一次上單片機的課時，就應該給學生演示單片機的用途，如單片機驅動流水燈、驅動數碼管顯示數字，驅動16×16點陣顯示漢字，驅動蜂鳴器演奏一段鈴聲等，讓學生了解單片機的應用，領略單片機的妙處，激發學生學習的興趣。興趣對一個學生學習一門課程很重要，如果學生對某門課程失去興趣，即使再好的老師也教不好。第二次上課可以選擇一個簡單的應用，如單片機驅動一個LED的亮滅，通過仿真軟件，當堂給學生畫電路圖，編寫軟件，使學生感到單片機并不是很難，自己也可以學會，打消他學不好的顧慮。后面每次課都以項目任務為導向，每次課時可以先將我們要實現的功能給學生演示一遍，然后告訴學生我們實現這個功能的思路是什么，我們要實現這個功能，需要學習哪些基礎知識，讓學生有一個清晰的概況和熱切學習的期盼。下表為四個常用的典型項目的實驗任務設置：
每個項目的設計都要以實踐應用為導向，讓學生感覺到能學以致用。任務的設計應遵循由淺到深、循序漸進的手法，與理論章節知識的進度遙相呼應，使學生能夠逐步接受并加深理解。同一個知識點，可以舉不同項目中的相近任務反復講解，使學生對所學知識點理解透徹，達到舉一反三的目的。
2.2 以C語言為主，匯編語言為輔，講授單片機的指令系統
目前單片機的實際項目開發多采用C語言程序編寫，傳統的單片機教材和教學，大多采用匯編語言講授單片機的指令系統[2]。為了改變傳統所學與實際所用的差別，單片機指令系統的教學，應在匯編語言的基礎上，增加單片機C語言程序設計內容，采用以C語言為主，匯編語言為輔的編程方式。這樣可以使學生盡快與實踐接軌，提高單片機的開發效率，使學生畢業后更快更好地適應工作環境。例如：在采用案例教學過程中，同一程序分別用匯編語言和C語言編寫，通過比較二者的優缺點，可以真正理解兩種語言在實際應用中的效果。Keil C51程序編譯工具，既可以實現匯編語言的編程，又可以實現C語言的編程。因此，在我們實際教學工作中，完全可以用Keil C51軟件實現了單片機軟件開發和應用案例的日常教學，簡化理論課學習的內容，降低學習難度，使學生能盡快上手單片機，這樣就提高了同學們學習單片機的熱情，同時也非常適合實踐應用的需求，為將來工作中單片機的開發應用奠定了良好的軟件基礎。
2.3 單片機仿真軟件和實驗開發板并重的雙重實驗教學模式
實驗教學中應實施單片機仿真軟件和實驗開發板并重的雙重實驗教學模式。開發板是在一塊電路板上集成了單片機常用功能模塊，雖然體積小，但涵蓋了絕大多數單片機常用的實驗，并可以根據教學需求，開發擴展相關功能模塊[3]。課堂教學結束后，學生可將開發板帶回宿舍，只需要一臺電腦、一根USB下載線，就可在開發板上自學單片機或是做一些小項目鍛煉實際動手能力，充分調動學生學習單片機的積極性。開發板價格便宜，現在市面上簡單通用的單片機開發板（適用入門者學習），每套均價不到200元，完全滿足初學者做一些常用的開發應用。實驗教學中，可先讓學生在Keil C51和Proteus軟件中編寫和仿真單片機案例程序，程序仿真正確無誤后，將程序下載到單片機開發板中，在開發板上實現實際電路功能的運行，強化對實際電路的認識和理解。
2.4 增添單片機課程設計專項實訓，實施理論與實踐并重的考核方案
在單片機課程結束前，可在臨近期末設置3周的單片機課程設計專項實訓，一周調研選題，一周設計軟硬件、一周焊接電路板，完成作品。具體實施的方法是讓學生獨立在單片機開發板上完成自選項目的設計與實現，如“數字鐘”、“LED顯示器”、“數字溫度顯示計”等智能化小產品。3-4人一組，查閱資料，自選題目，自行設計電路圖、編輯程序，然后選擇并購買相應的元器件，親自焊接并完成電路，提交課題設計報告。該課程設計的開展，可以使學生了解市場行情，培養學生開發項目的能力，團隊合作能力等，同時也可以作為學生期末考試實踐環節的考核成績。
為防止學生原搬照抄網上和有關資料的單片機實驗設計，達不到課程考核的初衷，單片機的考核還應保留原有的理論考試。應將傳統的以理論考核為主的期末閉卷考試與以實踐開發應用為主的單片機課程設計考核相結合，將二者的成績共同作為單片機課程的最終考核成績。這樣，能同時對學生的理論基礎知識和實踐動手開發能力做出合理的考核評價。
3 結語
單片機是高職機械專業學生的重要基礎課程，目前教學效果普遍不佳。在分析高職機械專業學生單片機教學難點的基礎上，針對傳統教學模式的弊端，提出了該課程教學改革的具體實施措施。在教學方法上，實施了“項目任務驅動法”，較好地融合了理論與實踐教學；在教學內容上，緊貼能實際運用的教學理論與技術，如以C語言為主，匯編語言為輔的單片機編程語言；在教學手段上，實行單片機仿真軟件和實驗開發板并重的雙重實驗教學模式；在考核方式上，采用理論與實踐并重的考核方案。實踐教學結果表明，改進后的教學模式要優于過去傳統教學模式的教學效果，達到了單片機課程教學改革的預期目標。
參考文獻：
[1]王效華，張詠梅.單片機原理與應用[M].北京：北京交通大學出版社，2007：5.
[2]謝維成.單片機原理及應用C51程序設計[M].北京：清華大學出版社，2008.
[3]周潤景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統的設計與仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.
電路板設計基礎知識范文6
關鍵詞：全國大學生電子設計競賽，教學改革，電子技術，本科
0.引言
作為全國最高規格的學生電子類競賽，全國大學生電子設計競賽一直引導高校在實驗教學中注重培養大學生創新能力、協作精神和理論聯系實際的學風。[1]每一屆的競賽都涌現出許多優秀的、動手能力強的電子人才，但另一方面，也暴露了現今高校電子類本科教學的許多不足之處。
在全國大學生電子設計競賽中，參賽的大多是每所高校最具動手能力的學生。但從交作品的情況看，即便是優秀學生，某些學生的電子設計水平還是明顯不足：有的學生拿不出一點成果，既沒有硬件電路，也沒有軟件程序，甚至沒有設計論文；有的參賽學生雖然把一些硬件電路板做出來了，卻因為程序調試不通過，即使設計論文寫得再好，也沒有達到題目的基本要求。而從這些學生的參賽過程，可以分析其在電子設計方面存在的主要問題。
1.知識面窄
面對競賽題目，方案選型、實際產品制作，學生表現出知識面非常狹窄，思維不夠活躍，不能夠提出多種設計方案來選擇。根本原因在于學生甚至個別教師，在教與學過程中都過于注重教科書的個別經典案例，而對實際應用、設計思路卻知之甚少，導致面對設計題目時不知所措。論文大全。
因此，電子專業教學中就要加入大量的關于電子設計、應用的內容。應該在保證基礎知識的前提下，適當剔除對實際應用意義不大而偏重理論研究的內容，將這些內容留給考研學生或研究生學習。另外，集成技術和芯片封裝飛速發展，要求我們在教學過程中強調基本原理、基本分析方法的同時，增加新器件和專用集成電路內容，使基本原理和實際應用有機結合，進而著重分析由功能單元構成的通用集成電路的應用。因此，應該根據社會的需求和電子設計競賽的內容增加介紹一些新集成電路和可編程器件等教學內容。同時，還可以組織開展一些跟電子設計有關的選修課、講座以及技能訓練活動，以提高學生的專業水平、開拓學生的專業視野。
2.實踐動手能力較弱
部分學生雖然做過相關課程的實驗、實習，但制作實際產品時卻不知從何做起，基本的電子制作技能較差，不能做到布線規范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一個電子設計者不掌握這些技能，那么他不可能把自己的設計成果做成實物來調試，也就不能驗證其設計的合理性。論文大全。因此，這些都是把電子產品付諸實際的基礎技能。而部分學生缺乏技能鍛煉，能力亟待提高。
要解決這個問題，建議壓縮純理論的教學內容，把時間留給學生多做實驗、多做實習、多做電子產品的設計，而且學生要有足夠的時間把這些實踐練習仔細做、重復做。譬如電子工藝實習時，制作電子產品的每一步驟都應該讓學生操作：從電子元器件（包括貼片元件）的識別與檢測，到印制電路板的設計、制作，再到電子元器件的安裝、焊接（包括拆焊），整機調試、測試，最后寫出總結報告。整個過程缺一不可，而且應該在實習中安排若干件電子產品，讓學生通過這幾件產品把每個步驟都重復幾遍。只有這樣，學生才會練就制作電子產品的功底，在真正設計電路的時候，就會減少因為制作上的失誤而導致調試失敗、產品完成不了的機會。
3.綜合運用知識能力差
一個電子產品的開發，包括方案論證、器件選取、單元電路調試、電路圖的設計、電路板的制作、程序編寫、調試及系統測試等內容。這一方面要求設計者有很強的系統概念，對整個方案的選取有宏觀的把握；另一方面，又要求設計者對每個單元電路有相當的把握。在電子系統的設計中，部分學生會因一個很小的細節問題而導致整個系統最終失敗或開發停滯不前。而另外一些學生，雖然對每個知識點都熟悉，但是多個知識點結合起來，關系錯綜復雜，多個模塊組合成一個系統的時候，駕馭能力明顯力不從心，綜合應用所學知識的能力不強。論文大全。
學生出現此問題，歸根結底是因為他們缺乏電子設計的鍛煉。所以，可以改變以理論帶動教學的傳統思維，嘗試以典型產品來帶動電子技術理論課程的教學，能使理論與實踐結合，提高教學效果。譬如以電子時鐘作為主題，當學生學習數字電子技術時，教師引導學生利用數字集成電路芯片設計一款電子時鐘；當學生學習單片機技術時，教師引導學生采用軟件和硬件相結合的思想重新設計一款電子時鐘，用與之前完全不同的電路結構實現同樣的功能；隨著課程的繼續，在基本的電子時鐘的基礎上逐步加入鬧鐘、整點報時、語音報時等等功能。用這種方法推廣到以多個典型產品來帶動教學，學生就既能掌握到理論知識，又能掌握到設計技術，更對基本的電子產品爛熟于胸，這不止對其比賽，對其以后的工作或深造也是極為有利的。
4.眼高手低
全國大學生電子設計競賽極能檢測學生的電子設計功底。若學生在課外不花大量時間浸在電子設計的世界中，很難鍛煉出設計實際產品的能力。很多學生在校學習過程中，老師布置的作業、實驗、實習、小設計等都能很好地完成，考試也能高分通過，就覺得自己能自如地參與競賽。但實際上，在有限的四天三夜的競賽時間里，真正能踏踏實實做出實物，調試成功的卻鳳毛麟角。這反映出學生缺乏對自身能力的審視，眼高手低。
針對此情況，可以開展校內電子設計大賽，這樣既可形成學習氣氛，提高學生的實際動手能力，讓學生有審視自身能力的機會，也可為學生提供施展才能的空間，為更多的優秀學生脫穎而出創造條件，更能為全國大學生電子設計競賽選拔優秀學生。其次，建立電子設計競賽訓練中心，定時開展課外活動，讓學生在教師的指導下根據自己的興趣，自己或組隊選題、設計，進行電子制作，培養學生自主學習和合作能力。
5.結束語
“重理論輕實踐”一直是高等教育中的問題。[2]大學生電子設計競賽再一次證實了問題的存在，也正在促進各大高校的教學改革。而教學改革又會提高競賽的水平。競賽與教改，必將互相要求、互相促進，共同為培養優秀的電子人才而持續發展。
【參考文獻】
[1]侯蕊,劉國通.電子設計競賽對高職實踐教學改革的啟發[J].中國電力教育,2009，（147:145-146
[2]鞏恩福,江興盟.從全國電子設計大賽談第二課堂與人才培養[J].電子制作,2008,1:7-9.
