電子電路教學設計
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇電子電路教學設計范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
電子電路教學設計范文第1篇
【摘 要】 本文在分析《士官大專數字電路》學員具體情況、教學內容和課程目標的基礎上，論述了該課程的教學目標設計、教學策略設計等問題，主張整合教學內容，增大課堂信息量，改革教學方法，注重素質教育，以期全面提高教學質量。
【關鍵詞】 士官大專；數字電路；課程目標；教學目標；教學設計
《數字電子技術》課程是電類的專業基礎課，具有很強的理論性和實踐性，傳統的教學方式重視理論而忽略實踐，因此在教學設計中應突出實驗在學習過程中的作用；使學員形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎。
一、教學起點分析
1、學員情況
該教學班是有線通信技術、視訊通信專業，士官大專層次，總體基礎比較差，少數學員初中畢業，大部分學員高中畢業，學習態度和成績都較差。依據人才培養目標的要求，數字電子技術是一門必修的專業基礎課，是基礎課程和專業課程之間的橋梁。通過本課程的學習建立認識和分析一般電子電路的能力，養成自主學習和勤于動手的良好習慣，為專業課程的學習打下良好的基礎。
2、教學內容及教學目標
《數字電子技術》是士官大專學員一門必修的專業基礎課程，是學員知識體系的重要組成部分。學習本課程的目的是培養學員的邏輯思維方式，養成學員自主學習、獨立思考和實際動手的能力，為后繼專業課程的學習打下相應的基礎。
（1）教學內容及教學目標。 教學內容主要包括七部分：數字邏輯基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、小規模時序電路及其應用、中規模集成（MSI）時序模塊及其應用、數模和模數轉換器原理與應用以及存儲器與可編程邏輯器件。
教學目標：通過本課程的學習，學會數字電路的基本原理和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成分析和解決實際問題的能力；為專業知識的學習和適應崗位任職的實際需要打下基礎。養成獨立思考、刻苦鉆研、善于質疑等良好習慣，形成嚴謹求實、一絲不茍的優良作風。
（2）對教學內容的理解。 數字電子技術在數字集成電路集成度越來越高的情況下，開發數字系統的實用方法和用來實現這些方法的工具已經發生了變化。但是，在數字電子技術中作為理論基礎的基本原理并沒有改變，理解大規模集成電路中的基本模塊結構仍然需要基本單元電路的有關概念。因此，作為數字電子技術基礎課程，介紹數字系統中常用的基本單元電路、基本功能模塊及基本的分析方法仍然是其基本內容。
本課程的重點為：組合邏輯電路和時序邏輯電路。對于重點內容，要以板書講解為主，盡可能結合工程實際多舉例題，講習題課，以達到強化基本概念、基本原理的目的。難點為：小、中規模時序電路及其應用。對于難點內容，要以板書和多媒體相結合來講解，便于學員理解，同時要通過多舉例題，講習題課、適當增加學生習題量等來鞏固。
3、經驗提醒
（1）為了增加學員的學習興趣，教學中內容應減少理論部分增加應用實例。在教學方法的處理上精講多練，運用仿真工具演示電路的工作過程提高學習的趣味性、可視性和效能性；加強課堂練習提高課堂的利用率。學員在學習過程中應注意學習方法，提高自信心、主動性，多看書，多做練習、多做實驗。（2）數字電路是一門實踐性很強的課程，應重點強調理論與實驗相結合。特別是本課程的重點內容及難點內容。通過實驗學員不僅可以加深理論知識的理解.而且還能鍛煉學生的動手能力。（3）總結歸納，在教學中要善于歸納，每次上完課應對所講內容進行歸納總結，使學員更加明確本次課的重點及難點內容。（4）利用現代多媒體手段將一些不好理解的內容形象地顯示出來。（5）要求學員通過做大量習題，掌握理論知識。
二、課程目標設計
1、總體目標
通過本課程的學習，熟悉數字電路的基本知識和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎。
2、課程目標
依據課程標準并結合本教學班的情況，確定各單元（章節）教學目標如下：
（1）知識與技能。①說出邏輯代數的基本公式。②知道常用組合邏輯電路的特點，歸納分析方法。③描述時序邏輯電路的工作原理和功能，歸納常用時序電路的分析方法。 ④說出PLD的工作原理和功能。
（2）過程與方法。①學會簡單邏輯函數的化簡方法。②學會常用的組合電路的分析方法。③學會同步時序電路的分析方法。④感受PLD器件的發展動態，了解科學前沿。⑤通過查找和閱讀數字集成電路芯片的資料，學會資料的查找和閱讀方法。⑥通過課堂演示Multisim2001軟件仿真數字邏輯電路工作過程，感受仿真軟件的基本使用方法。
（3）情感態度價值觀。養成獨立思考、刻苦鉆研、不斷學習、善于質疑等良好習慣；形成嚴謹求實、一絲不茍的優良作風。
三、教學策略設計
1、整合教學內容，增大課堂信息量
隨著科學技術突飛猛進的發展，新理論、新技術、新成果的不斷涌現，教學內容在不斷增加，使原教學課時數相對減少，要保證有線通信、視訊通信專業對《電子技術基礎Ⅲ》課程的教學要求，就必須在課程體系、教學內容和教學方法上加以改進，提高教學起點，增大課堂信息量，不斷提高課堂教學質量，在有限的學時內實現加強基礎、強化應用、拓寬專業知識面的目標。
（1）根據課程標準精選教學內容。根據《數字電子技術》課程的課程標準要求和學時，精選教材中的教學內容，其中的組合邏輯電路、小規模時序電路及其應用、中規模時序模塊及其應用應作為主要講授內容，同時適當介紹擴大知識面的內容和學科前沿發展的趨勢，并融入一些具有工程實踐應用的實例。
（2）根據學員的實際情況及課程標準，確定每節課的內容。主要講述基本概念、基本原理及基本的分析方法等，同時適當擴大知識面并融入一些具有工程實踐應用的實例；并通過課堂練習、課后作業加深對所學知識的理解。
（3）理論與實驗相結合，通過實驗使學生加深理論知識的理解同時鍛煉學生的動手能力。
（4）組織課堂討論，激發學員的學習興趣；了解學員學習過程中的疑難問題并及時講解，促進教學互動。
（5）板書與現代化教學手段相結合。根據教學內容采用板書與多媒體技術相結合的教學方法。對于重難點知識可以采用板書具體講解，再結合多媒體技術講解，使用現代化教學手段能夠將抽象的內容形象化、直觀化，提高學生的學習興趣和效率，便于學員理解。
（6） 鼓勵學員樹立自信心。士官學員，部分學員基礎差，膽子小，不善于參與課堂交際。教員應對這類學員暗含期望，多給他們一次表現的機會，及時表揚、肯定與鼓勵，來激發他們學習的興趣。
（7）幫助學員學習，充分利用課余時間進行輔導。及時了解學員在學習本課程時遇到的問題，利用課余時間加強對輔導。鼓勵學員互相幫助，通過“小老師”推動學員進步。
2、改革教學方法，注重素質教育
目前在高等教育中還存在著偏重理論學習忽視實踐能力培養的現象。不少學生處于被動學習的狀態，缺乏主動性和創新精神，教員教得很辛苦，但教學效果卻不理想。原因是課堂教學中強調了教員的主導作用，而學生的主體作用卻未能體現。因此要把學生培養成具有創新精神和較強實踐能力的高素質人才，必須改革教學方法，注重素質教育和學習能力的培養。
（1）探索課堂教學方法。課堂教學方法應貫徹由簡到繁、循序漸進、深入淺出的原則，并給學生留下思考的空間。在應用知識解題方面，一般是學生最薄弱的環節，如組合邏輯電路的分析和時序邏輯電路的分析，學生普遍感到不易掌握，教學時應通過典型例題著重講清分析思路，讓學生學會舉一反三，能夠觸類旁通。引導學員開展積極的發散思維活動，師生之間應不斷進行情感交流，保持心靈上的溝通，營造平等、寬松的課堂氛圍，使學生處于心情舒暢、思維活躍的心理狀態，從而獲得較好的教學效果。
（2）采用啟發式教學，啟迪學生思維。人的思維活動常常是由提出問題開始的，因此，在教學過程中，教員要善于提出問題，引導和鼓勵學生去發現疑難，提出問題，啟迪學生去積極思考，尋求答案。教員要善于啟發引導，調動學員的學習主動性，重視培養學員的參與意識。在講課中應注意體現本課程的工程性和實踐性，結合教學內容介紹一些生活中的典型應用實例，從而激發學生對本課程產生濃厚的學習興趣。
（3）運用討論式教學，培養分析能力。在教學進行了幾個單元后，可以組織學員開展課堂討論，以提高學員學習的主動性。由教員和學生共同分析作業中出現的概念問題，鼓勵學員積極參與，充分發表自己的觀點，大膽地提出疑問。并通過精選的典型例題，引導學員積極思維，引導學員尋求解題思路，最后由教員講評。通過課堂討論既可啟迪學生的智慧，又能提高學員的分析問題的能力。
電子電路教學設計范文第2篇
【關鍵詞】中職學校；電子電路設計；音響設計；創新教學
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（c）-0000-00
與中職學校的其他專業相比，電子專業對于學生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設計課程的教學中，應當充分將理論與實踐結合起來進行教學。但是受教學資源和教學條件的限制，部分中職電子電路設計專業教學仍然以理論教學為主，只注重學生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設計的實際應用。以下筆者就結合自己的教學實踐經驗，來談談電子電路設計實用性項目的創新教學方法。
1、開展實用性項目教學的必要性
一般來講，電子電路設計工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現如今很多中職電子專業在教學中往往只將教學實踐的重心放在培養學生的CAD制圖能力上，也就是說，中職電子電路設計教學除了進行理論教學以外，就是對學生進行CAD軟件應用能力培訓，并認為這樣就能夠培養出優秀的電子電路設計人才。然而事實上卻并非如此，很多學生在進入企業進行實際生產時，仍然不能在短期內掌握生產設計要領，實踐能力很弱。
基于此，我們應當了解到，電子電路設計課程的教學內容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實用性項目，也就是要培養學生對于PCB板的設計能力，包括對PCB板的布局和布線進行合理設計，從而使產品設計達到相關質量認證要求。
2、開展實用性項目創新教學實踐的方法
通常在中職電子電路設計課程的項目式教學中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設計、單片機系統PCB板設計、U盤PCB板設計和PBC封裝設計幾大項目。在本文中，筆者提出可以在此基礎上增設一個新的項目，即音響電路PCB板的設計項目。
之所以要提出在電子電路設計項目中增設音響電路設計，是因為當前的電子產品基本上都會配備語音系統，而電子產品的發展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說，現代電子產品對電子電路板的密度要求越來越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設計中，若布線過于緊湊，會出現嚴重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應當將音響電路PCBLAYOUT設計也作為電子電路板設計的一個重要項目內容。
3、基于實用性的音響電路設計項目實踐
音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對其進行設計時應當充分考慮到電路板的使用穩定性。而影響其使用穩定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等，這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。
3.1電源的處理
在組合音響的使用電源種，運用到很多降壓、穩壓電路，所以在做線路圖時就應當把他們分開。但是在選用降壓呵穩壓電路時，必須要考慮到承受工作的電流問題，在同一組電壓給不同模塊時應當將磁珠分開。
3.2地線的處理
在做組合音響的地線處理時，必須要考慮的就是電流問題。
我們都知道一個原理，那就是電源從哪里來，那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個5v電壓是經過12V降下來的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級一級串起來的，最后到總電源輸入的地上。
DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應該直接接入到功放的地線上。很多時候，我們畫功放電路都會想到單點接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認為這個地方的地是最干凈的，其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動也很大，也就造成功放的地不穩定。
喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩定，電壓相對也起伏加大了。
3.3信號線的處理
在模擬功放里信號線已經很少，一般只有聲道。
在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來。
LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些（在音頻信號幅度很大的時候，這點影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。
在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區，在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。
3.4音響產品的PCB工藝
貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。
在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過波峰焊的時候，不至于出現連錫，但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。
3.5認證
我們都知道，音響產品不比MP3和U盤，它還多了一個需要認真的安規UL。所以在選用器件時，一定要選擇過了UL認證的物料，還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的，在做安規測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓問題是不會出現的，在電路中增加保險絲，也是為了做過流的保護作用。
FCC，CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產品的。此外就音響產品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環。
4、結語
綜上所述，在中職電子電路設計的課程教學中進行實用性項目教學的創新和改進是非常有必要的，也是未來社會發展對中職學校人才培養提出的新的要求。作為電子專業的學生，不但要能夠充分掌握電子電路設計的理論知識和軟件設計方法，還要能夠與實際生產相結合，掌握生產中需要注意的設計要點。本文中提出在電子電路設計的項目教學中加設音響電路設計正是基于這種理論而提出的，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考，從而促進中職電子專業教學模式的改革和教學水平的提高。
參考文獻
[1] 趙永杰，郭英. 項目教學在電子線路CAD教學中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學學報. 2010（05）
電子電路教學設計范文第3篇
關鍵詞：CDIO理念；數字電路設計；實踐環節教學
一、引言
CDIO理念是由麻省理工學院等四所大學所創立，是一種全新的課程教學理念，主要涵蓋12項標準，關注學生可操作性能力培養，使學生能夠在主動、積極的學習態度下，更加靈活、深入地參與到課程教學實踐活動中。CDIO理念在數字電路設計實踐環節教學改革中的應用，有助于學生綜合實踐能力的提升，對學生未來的工作與發展能夠產生重要的影響。本文基于CDIO理念的內容，分析數字電路設計實踐環節教學的相關方式，以期能夠不斷提升學生的綜合實踐水平。
二、CDIO理念在數字電路設計實踐環節教學中應用的價值
CDIO理念在數字電路設計實踐環節中的應用，符合課程教學的客觀要求，能夠為學生未來的發展奠定良好的基礎。第一，符合課程教學的客觀要求。硬件課程入門相對較難，實踐環節是提升學生理論知識聯系實踐的重要方式，將CDIO理念融入數字電路設計實踐環節中，有助于豐富課程教學的內容，轉變單一的教師講授課程教學方式，在充分激發學生實踐探究興趣、實踐參與熱情的基礎上，培養學生問題分析能力、問題解決能力，為學生數字電路設計綜合能力的提升奠定良好的基礎。[1]第二，符合社會用人的實際需求。信息化時代背景下，社會中用人單位對數字電路設計人才的需求不斷增加，將CDIO理念融入教學實踐環節中，通過針對性的情境設計、案例分析等方式，能夠使學生在實驗參與、實驗設計的過程中，形成一定的綜合問題分析能力，培養學生的創新意識與創新能力，為學生未來的工作與發展奠定良好的基礎。
三、基于CDIO理念的數字電路設計實踐環節教學改革對策
素質教育理念下，基于CDIO理念的數字電路設計實踐教學環節教學，可以通過基于課程教學的目標，循序漸進開展綜合實驗活動；開展合作探究的活動，增強學生實際電路設計能力等方式循序漸進的展開。第一，基于課程教學的目標，循序漸進開展綜合實驗活動。明確的課程教學目標設計，能夠使各項數字電路設計實踐教學環節能夠循序漸進的展開，對學生知識的逐漸學習以及能力的不斷提升，能夠產生積極的影響。教師可以結合課程教學內容進行教學目標的設計，基于CDIO標準中3、5、7的要求，結合嘗試教學的方法，鼓勵學生多嘗試、多參與。[2]教師可以將數字電路設計課程教學實踐環節分成兩個層次，從最基礎的入門級電路編程開始，難度逐漸提升，最后使每一位學生均能夠完成實際的案例綜合實驗，初步具備實際的工程能力。實驗教學環節中，教師需要秉持著良好的教學態度，平等對待每一位學生，給予學生充足的實驗參與時間，并引導學生積極表述自己的觀點，保證綜合實驗教學活動開展的效果。第二，開展合作探究的活動，增強學生實際電路設計能力。嘗試性實驗的方式能夠緩解學生的心理壓力，教師需要給與學生更多的鼓勵與支持。素質教育理念下不僅僅關注學生知識與技能的掌握情況，同時也比較關注學生合作意識、探究意識以及創新意識的培養。[3]素質教育理念下，教師可以通過開展合作探究活動的方式，將2名到4名學生劃分為一個小組，并且通過任務、資料查找、實驗驗收以及撰寫實驗報道等方式，不斷提升學生的實際工程能力，使各項數字電路設計實踐教學活動能夠更加貼近于科研項目研究流程，貼近于學生的實際生活。[4]比如教師可以為學生布置“編寫出租車計費器、電梯控制器以及自動售貨機”的相關任務。學生通過分組合作的方式，每一位學生負責完成一個項目，學生需要通過小組合作的方式，在規定的時間內完成項目合作。學生需要明確分工每一個人的工作，通過方案的設計、可行性的論證以及相關資料的查找等方式，完成實驗設計工作。在實驗參與的過程中，形成一定的合作意識與探究能力，學會合作、學會分析。學生完成合作實驗項目后，還需要進行實驗報告的撰寫，培養學生的邏輯分析能力。
四、結束語
信息化時代背景下，人才綜合實踐能力將會直接影響人才的綜合發展情況。教師可以通過基于課程教學的目標，循序漸進開展綜合實驗活動；開展合作探究的活動，增強學生實際電路設計能力等方式，將CDIO理念與數字電路設計實踐教學環節相互融合，為學生帶來全新的數字電路設計實踐學習體驗，使每一位學生都能夠在實驗參與、實驗設計的過程中，形成一定的綜合問題分析能力，真正體驗實踐教學的價值，促進學生的全面發展。
參考文獻：
[1]郝勇靜，孟曉彩，謝娟，等.基于CDIO教育理念的工科物理化學課程教學改革與實踐[J].邯鄲職業技術學院學報，2013，04（12）:74-76.
[2]潘勁松.基于項目式教學的《高等數學》課程整體設計研究——以湖南機電職業技術學院電類專業為例[J].職業時空，2016，01（23）:43-46+55.
[3]李道真，吳曉娟，郝艷榮，等.本科模擬電路理論及實驗課程教學內容和教學方法的改革與實踐[J].華北航天工業學院學報，2011，S1（13）:90-91+97.
電子電路教學設計范文第4篇
關鍵詞：高職 電子設計 電子線路CAD技術 應用
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0186-01
對于高職學生而言，要學習的不僅僅是專業知識，動手能力是在學好專業知識的基礎上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術專業的學生經常會遇到電子設計等問題，因此，在進行電子設計的時候需要用到的很多專業知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術在電路板的制作方面的應用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術在電子設計中的應用進行研究與探索，說明電子線路CAD技術與電子設計的關系以及在電子設計中發揮的作用。
1、電子線路CAD技術與電子設計的關系
隨著電子技術的廣泛發展以及新型元器件和集成電路的廣泛應用，電路在設計方面也越來越復雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經不能完成設計的目的了。所以，就產生了現在我們所用到的電子線路CAD技術。我們在電子設計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。
2、電子線路CAD技術在電子設計中的應用
電子線路CAD技術是使用當前被廣泛應用的計算機輔助繪圖和設計軟件，然后結合學過的專業知識進行設計，以加快設計進程、縮短設計周期、提高設計質量等。電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要是一下幾個方面：
2.1 繪制電路圖
在進行電子設計的過程中，要實現電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設計，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實現它本該實現的功能。在電子設計中，我們一般運用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。
2.2 計算機仿真
電子線路CAD技術在電子設計的應用過程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預期的功能，并且能夠對一些數據進行仿真，可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態分析、溫度掃描分析、參數掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候，我們首先要進行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預期的功能，然后進行數據仿真，對該電路進行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進行仿真過后，分析結果一般都是以數值或波形的方式顯示出來。
2.3 PCB板的設計
PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設計之前，首先要將電路原理圖導入，而導入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線，設計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線，然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。
2.4 三維視圖
在將PCB板設計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設計電路板的三維視圖。
3、讓學生更好地掌握電子線路CAD技術
如上所述，掌握了電子線路CAD技術對于學生而言，可以更好地進行電子線路方面的設計工作。但在學習這一項技術的過程中，我們往往會發現學生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應用的例子。學生學習后多呈現一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結束后在不長的時間后就不再掌握的現象。
解決這一問題的方法以，通過實踐我們認為采用類似德國職業教育所推行的以行動為導向的項目教學法為好。其基本的思路是：
(1)先整體后具體：在學習CAD技術時，先期進行總體介紹，讓學生有全局的認識，打消畏難的情緒；而后開始進入各項目的的學習實踐。
(2)先低頻后高頻：總體而言學生進入學習后應從簡而繁，低頻的一些電子產品其電路較之高頻的簡單，學習應從其中入手。
(3)先規范后異型：突出異型電路板的設計制做，其目的是讓學生今后在實際工作中具有變通的能力，在CAD技術中也手工調整電路布局的精華所在。
(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。
最后一點是，對于各個CAD制作的電路，不應僅停留于電腦的設計，在教學的過程中應讓學生的設計成為成品。這樣可使學習更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學生對學習到的技術彌久常新。當然，這種做法也會使教學的成本大幅上揚，但從人才培養的角度看，這樣的投入是值得的。
4、結語
在電子設計中運用電子線路CAD技術，不僅解決了電子設計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學生通過在自主地進行一些電子設計，并在的過程中運用該技術，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術。
參考文獻
[1]朱潔.電子線路CAD技術在高職電子信息工程專業畢業設計中的應用[J].中國現代教育裝備,2010,(15):55～57.
電子電路教學設計范文第5篇
關鍵詞:EDA技術;現場可編程邏輯器件;教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
“數字邏輯電路”課程在高等院校電氣信息類學科各專業教育中的作用舉足輕重,一方面,它是電氣信息類學科最重要的專業基礎課之一,是學生鞏固理論知識,學好眾多專業課程的基礎,將影響學生對以后專業課程的學習興趣;另一方面,它具有極強的邏輯性和實用性,通過這門課程的學習,可以培養學生動手能力和創新能力。目前,懂數字電路設計、FPGA的專業人才備受用人單位青睞,這賦予了“數字邏輯電路”課程教學更加重要的現實意義。
然而,高等院校“數字邏輯電路”教學存在教學效果不明顯,學生收獲甚小等問題。理論課的學習最終是為培養和提高學生的動手能力和創新能力。但不少學生反映,他們在這門課程上花費了很多時間,認為“學得不錯”,課本中較難的題目也都能很快作答,只是到了實踐環節,特別遇到實際工程,就感覺束手無策。
教學活動中應當強調給學生留有足夠的想象空間,引導學生培養邏輯思維能力和創新應用、開發數字邏輯電路器件的能力。通過課程的教學,使學生掌握邏輯代數和邏輯設計基礎理論,掌握數字邏輯電路分析和數字邏輯電路設計的基本方法,為他們今后在信息技術天地中馳騁奠定堅實的硬件基礎。為此,我們以“實用、有趣、建立學生自信”為指導思想,探索數字邏輯電路理論及實驗教學改革方法。從理論教學、實驗教學等方面對“數字邏輯電路”教學進行大膽改革,摒棄陳舊的教學內容和落后的教學手段,在實驗環節,以活潑的實驗來促進理論教學,調動學生主動性。
1傳統數字邏輯電路教學存在問題分析
我們曾經設計了一些數字邏輯電路工程應用中較為基礎的例子,通過多種形式向多所院校相關專業的本科生、研究生做過一次非正式調查,要求被調查者使用數字電路邏輯模塊,實現如下設計:
(1) 設計電子開關,當鍵盤按下,LED燈亮,再次按下LED燈滅,再按下亮。要求采用3種以上方式,需要考慮消除按鍵信號中的毛刺。
(2) 用8路撥碼開關和一個按鍵設計一個密碼鎖,通過撥碼開關設置密碼,按下按鍵作為確認,如果密碼輸入3次錯誤,密碼鎖失效。
(3) 實現一個秒表,已知:6個共陽極七段碼的a,b,c,d,e,f,g分別相連,其中各七段碼的共陽端分別引出。
(4) 給定一段樂譜,用蜂鳴器實現樂譜的播放。
(5) 設計一個串行通信模塊,實現數據到PC的傳輸,要求9600波特率,無校驗位。
(6) 以555電路為基礎,用手指作為啟動源,當手觸摸電路后,LED燈亮10秒后熄滅。
(7) 一塊8x8的點陣LED,設行為x,列為y,(0≤x≤7,0≤y≤7),當y0為高,x0為低,坐標為(x0,y0)對應的LED燈亮,請實現不斷變化的英文字母和阿拉伯數字的顯示。
(8) 控制DAC0832實現一個鋸齒波、三角波,要求信號周期可調。
調查結果顯示,只有少數可以使用數字邏輯模塊實現其中的個別設計;多數學生對上述工程實例束手無策;部分學生表示如果借助“硬件描述語言”可以實現。基礎的工程應用設計尚且如此,可以想象實現更為復雜的數字邏輯電路工程的情況。經過分析,我們認為原因在于“數字邏輯電路”教學存在如下問題:
(1) 理論課內容充斥以技巧性解題為目標的題型,學生很難把抽象知識和實踐結合應用;
(2) 現有教材的內容多與其它課程孤立,很少注重和其它課程的聯系和延伸;
(3) 教材內容滯后于科學技術發展,和實際工作嚴重脫節;
(4) 以舊式實驗箱、接線板實驗設備為代表的傳統數字邏輯電路實驗設備仍舊廣泛地在高校使用,實驗手段落后。
傳統實驗設備是采用固定數字邏輯電路芯片搭建的實驗,學生只能按教科書設計的實驗內容按固定的套路做驗證性的實驗,無法支持綜合性、創新性的實驗,學生把大部分時間都花在接線連線上,實驗結果只能看到實驗現象而已,很難真正提高數字邏輯電路設計能力。
針對傳統數字電路的不足,我們從優化理論教學手段和內容、實驗教學改革和建設兩方面著手,對數字電路理論教學和實驗教學大膽改革。
2優化理論教學手段和內容
傳統數字邏輯電路理論教學最明顯的特征是和實踐脫鉤,內容生硬,學生很難把抽象的知識和實踐結合并具體應用,為解決這一問題,我們拋棄傳統的教科書主要或純粹考學生做題能力為目的的教學思路,大量引入活潑生動的教學實例和相關的工程應用。
同時,項目組從工程實踐中總結大量素材,設計的教學內容力求接近工程實踐,又帶有一定的趣味性和啟發性,讓學生知道如何將學到的知識點應用到工程實踐中,這是本項目與傳統數字邏輯電路理論教學的不同之處,具體表現在如下幾個方面。
2.1內容活潑,摒棄呆板的教學描述
案例1:教材講述74138和計數器的應用時引用的是“8路脈沖分配器電路”的例子,“脈沖分配器”名稱描述過于抽象和呆板。如果把這個電路稍微改造一下,把圖1中74138的輸出端都接入LED燈,那么這個電路就是一個很形象直觀的“跑馬燈”控制電路,學生理解起來會更容易,同時也能明確“脈沖分配”概念。
案例2:教材講述74151以及計數器的應用時,引用的是“11100100序列產生器”的例子,如圖2所示。“11100100序列產生器”本身就是一個古板的名詞,如果把這個電路稍微改造一下,74151的輸出接蜂鳴器,74151的八路數據輸入端接樂音頻率,那么這個電路就可以播放一段音樂,如果結合存儲樂譜的ROM就成了一個能播放音樂的音樂盒,學生對這樣的例子往往表現出濃厚的興趣和“動手”實現的欲望。
2.2突出實踐意義,注重聯系實際,并通過展開引導來啟發學生創新
案例3:教材在說明555電路的作用時,其中有一個555構成單穩態觸發器的實例,如圖3所示,學生學后經常反映印象不深刻,不知如何應用。
在授課時,為幫助學生理解,我們是這樣提示學生的:
(1) 如果你的手指摸一下VI處會有什么情況發生?
――因為人手的靜電,會導致Vo產生一個高電平寬度為Tw的信號。
(2)Tw這個信號如果接一個LED燈呢,可以應用在什么地方?
――原來可以手一摸VI,就可以讓一個LED燈亮Tw秒,這正是觸摸開關啊。
(3) 我們知道Tw=RCln3,假設我們不知道電容C的值,那么這個電路可否用于測量電容容值的方法呢?
――通過公式可以說明,如果知道R以及Tw,電容值就確定下來,這個電路可以用于某些電容式傳感器的測量中。
2.3注重與其它課程的聯系
案例4:在講授移位寄存器的時候,傳統教材一般都只說明移位寄存器的級聯方法,并沒有通過聯系其它課程突出移位寄存器的應用價值。
在授課時,通過74198級聯構成的16位左移寄存器,如圖4所示,如果結合計算機通信原理的異步串行通信協議對這個電路稍微修改一下,那么這個電路就是一個和PC機串口通信接口的電路。學生原本覺得玄奧的與PC機通信以及異步通信協議原來這么容易實現。
2.4聯系PC機的軟件開發語言鼓勵學生設計軟硬件結合作品
在教學過程,鼓勵學生制作軟硬件結合的作品,如讓學生學習Delphi、C++builder等軟件開發工具設計軟件,并把軟件和數字電路平臺結合起來。例如把電位器作為游戲中飛機的方向盤,其AD值通過串口傳輸到PC機的游戲軟件中,實現對飛機飛行的控制;撥碼開關值傳輸到PC軟件,實現對圖片的選擇播放。
2.5改善課堂教學手段,關注新技術發展,引入新的設計手段
在理論教學初期,設計了很多模擬數字電路功能的“軟件芯片”,通過在課堂PC機演示“芯片”功能,幫助學生對知識點的理解和課程入門;隨后逐漸通過EDA工具仿真,來幫助學生加深對課程的印象。與實際工程應用聯系不大且難于理解的內容,我們適當取舍,甚至略棄,減少學生學習課程時的挫折感。
現代數字邏輯電路的發展對傳統的數字邏輯電路設計模式影響深遠,很多傳統數字邏輯電路的設計方法已經被淘汰甚至被徹底顛覆。在教學中,我們適當加大硬件描述語言的學習比重,鼓勵學生采用硬件描述語言實現電路設計,并要求學生掌握EDA工具QuartusII軟件,讓學生體會現代的數字邏輯電路的設計方法。
3實驗教學平臺改革和建設
電子技術實驗,大部分院校采用各類實驗箱(或面包版),實驗過程學生要完成電路搭建、結果驗證,可擴展性差,實驗種類是固定的、功能也十分有限。對于一些小型電路,各類實驗箱還能完成實驗,但對于稍微復雜一些的電路就難以支持了,往往由于芯片短缺、實驗箱長期使用導致接觸不良,加上電路連接過于復雜,使得故障難以查找。在實際實驗過程中,學生往往把大部分時間浪費在接線上,看到的卻是單一枯燥的實驗現象,學生難以發揮主動性,開展綜合性、設計性、創新性實驗,而且電路搭建成功率低,導致學生對實驗的興趣下降,影響實際教學效果。因此如果沒有良好的實驗設備支撐,學生無法真正掌握理論知識,更談不上規模較大的工程實例。
針對這一情況,我們以教材為依據,開發以綜合性、創新性實驗為目的的基于FPGA的數字邏輯電路實驗教學平臺。該平臺可以實現傳統數字邏輯電路實驗設備的大部分實驗,卻具有傳統實驗設備無法實現的大部分功能,如圖5所示,該平臺具有如下特點:
(1) 該平臺以FPGA為核心,以綜合性、創新性實驗為導向,具有豐富的外設接口、豐富的設計資源,可以實現傳統數字邏輯電路實驗設備的大多功能,卻有傳統實驗設備所不具備的大部分功能,不僅可以實現傳統實驗,另外我們在該平臺的基礎上做了很多特色的開發,供學生學習和提高。該平臺可以支持如AD轉換、DA轉換實驗,555電路等傳統實驗;提供了豐富的外設接口,如串口、
VGA顯示器接口、PS2接口;借助該實驗平臺可以做出很多活潑的功能實驗,如音樂播放功能、紅外報警功能、觸摸燈等。
(2) 該平臺借助EDA工具,學生得以從繁重的插線工作解脫出來,具有靈活的設計風格、高效的設計效率,這是傳統數字邏輯電路實驗箱無法比擬的。
(3) 該平臺以及實驗設置是專門針對高校數字邏輯電路課程和大學生心理設計的實驗教學系統。
實驗過程中,學生可以借助EDA工具直接通過仿真實現設計,并下載到平臺運行,脫離傳統實驗設備實驗過程中的硬件的干擾,把學生從繁重的插線中解脫出來。另外各種豐富的數字邏輯模塊以及表達豐富的硬件描述語言給了學生良好的發揮空間,配合理論教學方法,學生很快就能夠進行實際工程應用開發。
4結語
“數字邏輯電路”教學改革進行以來,我院數字電路教學收效明顯,在我院受訓班級中起到了意想不到的效果,學生的動手能力明顯增強,許多本科學生能夠作出讓研究生都汗顏的作品來。另外基于FPGA的數字邏輯電路實驗教學平臺批量生產,在該平臺接受訓練的班級、學生人數不斷增多,許多兄弟院校使用了該實驗平臺后,也取得了不錯的效果。
參考文獻:
[1] 呂D,鄧春健,黃杰勇. 利用EDA技術全面改進數字電路課程教學[J]. 福建電腦,2008,24(6):208-209.
[2] 黃杰勇,鄧春健. 基于Verilog HDL的數字邏輯電路教學改革與探索[J]. 計算機教育,2008(16):59-60.
[3] 黃杰勇,鄧春健. 數字邏輯電路與語言相結合的教學方法探索[J]. 現代計算機,2008(11):56-58.
[4] 鄧元慶,關宇,賈鵬. 數字設計基礎與應用[M]. 北京:清華大學出版社,2006.
[5] 湯永華,李曉游,孫洪林,等. 基于EDA技術的數電課程設計新模式的探索與實踐[J]. 實驗室技術與管理,2008,25(1): 124-126.
Reform of the Digital Logic Circuit Teaching and Construction of Experiment Platform
DENG Chun-jian, LI Wen-sheng, SHI Jian-guo, YANG Liang, LV Yi, LIU Wei
(University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan 528402, China)
