導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇仿真電路設(shè)計(jì)報(bào)告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

作為應(yīng)用型本科院校，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)際操作能力、分析和解決問(wèn)題的能力亟待解決。目前國(guó)內(nèi)大多高校工科專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，更新?lián)Q代不及時(shí)，學(xué)生只是在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性操作，對(duì)學(xué)生的各方面能力并沒(méi)有很好的進(jìn)行鍛煉，很多原理性的東西在實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)上沒(méi)有很好的體現(xiàn)［1］。鑒于此，可以對(duì)課程中的個(gè)別實(shí)驗(yàn)引入自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備，采用該種手段不僅有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還可以引入最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，提高實(shí)驗(yàn)裝置的利用效率、節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本［2］?！赌M電路》是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)最基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)課程，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生掌握較強(qiáng)的理論知識(shí)，還要求學(xué)生具有一定的實(shí)踐創(chuàng)新能力，結(jié)合多年來(lái)對(duì)本課程的授課經(jīng)驗(yàn)，以該課程為例來(lái)說(shuō)明如何在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

1自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備在教學(xué)中的必要性

近年來(lái)學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入越來(lái)越多，其中購(gòu)買(mǎi)了很多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器裝置，但有些設(shè)備只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性操作，對(duì)于高校工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對(duì)性較差。同傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较啾容^，自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的使用很有必要性［3－5］。

第一，適用性強(qiáng)。教師可根據(jù)單門(mén)課程或者多門(mén)課程設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)的難易程度。

第二，成本低。學(xué)生根據(jù)教師給出的實(shí)驗(yàn)要求，自行選擇元器件進(jìn)行電路的焊接，同市場(chǎng)上現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)電路板相比較能夠節(jié)約大量成本。

第三，可操作性強(qiáng)。老師可在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中加入自己的科研內(nèi)容，既能夠鍛煉學(xué)生也能夠提高教師的科研水平。

第四，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力和動(dòng)手能力。在實(shí)驗(yàn)執(zhí)行過(guò)程中能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、鞏固學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并把課堂學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，能培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和動(dòng)手操作能力。

商洛學(xué)院本科教育進(jìn)入轉(zhuǎn)型發(fā)展階段，學(xué)校以培養(yǎng)應(yīng)用型本科生為目標(biāo)，所以實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在課程教學(xué)中的作用變得尤為重要。對(duì)于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程，現(xiàn)有的教學(xué)儀器設(shè)備不能滿(mǎn)足教學(xué)要求，自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以降低教學(xué)難度、提高課堂效率、拓展學(xué)生思維，創(chuàng)造性地制作各種合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，因此具有提升課堂教學(xué)效果的突出作用。

2自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)施

以模擬電路課程實(shí)驗(yàn)中“模擬運(yùn)算放大電路”實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行說(shuō)明，該實(shí)驗(yàn)屬于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以往實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生從電路設(shè)計(jì)和電路驗(yàn)證兩方面進(jìn)行，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能使每個(gè)學(xué)生都能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的，自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備將從電路設(shè)計(jì)、仿真、焊接、調(diào)試、驗(yàn)證等幾方面進(jìn)行實(shí)施，以此來(lái)提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力、分析能力和動(dòng)手能力。

2．1電路設(shè)計(jì)與仿真

此階段主要考察學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，通過(guò)對(duì)電路的設(shè)計(jì)、元器件的選擇拓展學(xué)生知識(shí)面。根據(jù)“模擬電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)大綱給出電路設(shè)計(jì)的要求，要求學(xué)生熟悉放大電路的原理，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)以及電路中元件參數(shù)的確定，并提交最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。以反相比例運(yùn)算電路為例，要求設(shè)計(jì)電路的放大倍數(shù)為（－10）倍。學(xué)生首先要鞏固反向比例運(yùn)算電路的原理進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行電路的仿真。根據(jù)電路設(shè)計(jì)要求放大倍數(shù)為（－10）倍，又因?yàn)榭紤]集成運(yùn)放兩輸入回路參數(shù)對(duì)稱(chēng)，即RN＝RP，綜合考慮，電路中電阻R3＝100kΩ，R1＝10kΩ，R2＝9．1kΩ。其次為了保護(hù)集成運(yùn)放，在電源端分別接兩個(gè)二極管以防止電源反接損壞集成運(yùn)放。通過(guò)電路的設(shè)計(jì)與仿真，對(duì)輸入波形和輸出波形進(jìn)行對(duì)比。輸入信號(hào)ui設(shè)置為1kHz，峰值為100mV的正弦波，由仿真結(jié)果可看出，此時(shí)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)反相，電壓放大倍數(shù)為10，且未出現(xiàn)失真，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求可以進(jìn)行下一步的電路焊接與測(cè)試。

2．2電路焊接與測(cè)試

上節(jié)以反相比例運(yùn)算電路為例進(jìn)行了設(shè)計(jì)說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求學(xué)生對(duì)同相比例運(yùn)算電路、加法運(yùn)算電路、減法運(yùn)算電路、微積分電路等都進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。設(shè)計(jì)完成后列出實(shí)驗(yàn)器件清單進(jìn)行電路的焊接，在焊接的過(guò)程中一方面可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，另一方面也有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。在該電路板上學(xué)生可以通過(guò)選擇相應(yīng)的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)各類(lèi)運(yùn)算電路的測(cè)試。同樣對(duì)反相比例運(yùn)算電路進(jìn)行測(cè)試，輸入信號(hào)ui設(shè)置為1kHz，有效值為100mV的正弦波，為電路接入正負(fù)電源，根據(jù)電路設(shè)計(jì)圖連接各個(gè)電阻，接入信號(hào)函數(shù)發(fā)生器和示波器，觀(guān)察輸入輸出波形，通過(guò)示波器測(cè)試可看出，輸出電壓幅值為987mV，輸入電壓幅值為97.2mV，所得有效值放大倍數(shù)約為10倍左右，且輸入與輸出波形方向相反，即達(dá)到反相放大的目的。

2．3實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)考核是檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果最有效的手段，對(duì)于自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核要區(qū)別于一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，首先要求學(xué)生提交設(shè)計(jì)說(shuō)明、仿真結(jié)果、實(shí)驗(yàn)心得，并對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，其次在整個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)中加大該類(lèi)實(shí)驗(yàn)所占的比例，這樣既能夠減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，又可以保證實(shí)驗(yàn)課程的完整性，也杜絕了學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。

本文僅對(duì)反相比例運(yùn)算電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)說(shuō)明，對(duì)于“模擬運(yùn)算放大電路”實(shí)驗(yàn)中的同相比例電路、加法電路、積分電路等均可以采取以上的教學(xué)方法，既能夠使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，也鍛煉了學(xué)生設(shè)計(jì)電路、焊接電路、調(diào)試電路的能力，對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)有很大的好處。

3實(shí)驗(yàn)改革的效果

為了檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)改革的效果，首先在一個(gè)班級(jí)進(jìn)行了試驗(yàn)，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、電路設(shè)計(jì)與仿真、測(cè)試效果、期末考核等方式進(jìn)行改革效果分析，主要取得以下幾方面的成果。

（1）大部分學(xué)生能夠按照要求完成最終電路的測(cè)試，個(gè)別學(xué)生在電路焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。

（2）提高了學(xué)生對(duì)電路的綜合設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力，通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在電路設(shè)計(jì)和焊接方面明顯優(yōu)于其他學(xué)生。

（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告相比以前更加規(guī)范，設(shè)計(jì)過(guò)程、仿真結(jié)果、測(cè)試結(jié)果更加的詳細(xì)，抄襲現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)。

（4）通過(guò)期末考核，學(xué)生對(duì)模擬運(yùn)算電路這部分的理論知識(shí)掌握的比較扎實(shí)，對(duì)知識(shí)能夠靈活應(yīng)用。

（5）實(shí)驗(yàn)教師的各方面能力也得到了鍛煉，在實(shí)踐中增長(zhǎng)才干，提高自己的理論水平的技術(shù)水平。

篇2

論文關(guān)鍵詞：Proteus，簡(jiǎn)單制作，教學(xué)與實(shí)踐

 

1 Proteus 簡(jiǎn)介

Proteus是英國(guó)Labcenter公司研發(fā)的多功能EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化），它實(shí)現(xiàn)了從電路設(shè)計(jì)到測(cè)試、仿真、調(diào)試的整個(gè)過(guò)程。仿真運(yùn)行通過(guò)后再制作實(shí)際電路的話(huà)，就大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，并且降低了開(kāi)發(fā)成本。所以說(shuō)它為電子電路、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以及教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了非常有效的方法。

2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例

下面通過(guò)制作一個(gè)簡(jiǎn)單的單燈閃爍，說(shuō)明如何使用Proteus實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。要求發(fā)光二極管一亮一滅的不停閃爍。

2.1 設(shè)計(jì)電路

利用Proteus繪制電路原理圖的步驟如下：

⑴運(yùn)行Proteus ISIS程序；

⑵單擊P命令進(jìn)入元件選擇對(duì)話(huà)框，選擇電路設(shè)計(jì)中所需的元件；

⑶放置元件到繪圖區(qū)簡(jiǎn)單制作，布好局；

⑷設(shè)置好元件的參數(shù)；

⑸連接導(dǎo)線(xiàn)。

繪制完成的單燈閃爍硬件電路圖如圖1所示。

圖1 單燈閃爍硬件電路圖

2.2 編寫(xiě)程序

ORG0030H

LOOP: SETB P1.0

LCALL DELAY

CLR P1.0

LCALL DELAY

LJMP LOOP

DELAY: MOVR3, #250

L:MOV R4, #250

LL:DJNZ R4, LL

DJNZ R3, L

RET

END

編輯好程序保存時(shí)，文件的擴(kuò)展名必須是ASM格式。

編譯程序，若編譯通過(guò)，便得到HEX格式的文件論文開(kāi)題報(bào)告范例。

2.3 加載程序文件

雙擊原理圖中的單片機(jī)元件AT89C51，便出現(xiàn)單片機(jī)的屬性編輯窗口，在“Program File”欄指出HEX格式的程序文件所在的位置，就可將該程序文件加載到單片機(jī)中。

2.4 啟動(dòng)仿真，看電路運(yùn)行效果

單擊仿真控制按鈕，觀(guān)察電路的運(yùn)行狀況。

Proteus可以總體仿真運(yùn)行，也可單步或設(shè)置斷點(diǎn)仿真。

啟動(dòng)仿真后，能清楚地觀(guān)察到單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，各硬件所處的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

若電路設(shè)計(jì)合理、程序編寫(xiě)正確，就會(huì)看到發(fā)光二極管不停地閃爍。

2.5 調(diào)試簡(jiǎn)單制作，修正電路、程序代碼

若未出現(xiàn)想要實(shí)現(xiàn)的功能，就需進(jìn)行軟硬件調(diào)試。

對(duì)于硬件電路，可用Proteus中提供的測(cè)量?jī)x器儀表對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試、觀(guān)察；至于程序，可采取單步或設(shè)置斷點(diǎn)進(jìn)行仿真調(diào)試。

不斷修正電路及程序代碼，直到能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，并改變?cè)?shù)使電路的性能達(dá)最優(yōu)。

注：每次修改完程序后，都必須再編譯一次，然后裝載到單片機(jī)中。

2.6 仿真運(yùn)行通過(guò)，制作實(shí)際電路

仿真運(yùn)行通過(guò)后，根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖，購(gòu)買(mǎi)元器件、制板、焊接、測(cè)試調(diào)試，直至產(chǎn)品制作成功。

Proteus仿真模型是根據(jù)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的技術(shù)參數(shù)文件來(lái)建立的，仿真極接近實(shí)際簡(jiǎn)單制作，所以仿真運(yùn)行通過(guò)后制作的實(shí)際電路的成功率相當(dāng)高。

3 引入Proteus的好處

3.1 教學(xué)中

1. 教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象化

利用Proteus仿真軟件和多媒體教學(xué)設(shè)備，在課堂中通過(guò)實(shí)例仿真，演示從單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)到軟件調(diào)試的全過(guò)程，并演示運(yùn)行結(jié)果，使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象化。

2. 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)中對(duì)實(shí)例用Proteus進(jìn)行仿真，這種結(jié)合實(shí)際講解知識(shí)點(diǎn)的方法，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使知識(shí)點(diǎn)變得容易理解、接受，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

3. 拓展學(xué)生思維

講解完知識(shí)點(diǎn)后，針對(duì)實(shí)例，向?qū)W生提出相關(guān)拓展性問(wèn)題。比如上例中：

⑴P1.0口線(xiàn)上能否多并聯(lián)幾個(gè)發(fā)光二極管？改變R2阻值大小的話(huà)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

⑵能不能將P1.0換為32根I/O口線(xiàn)中的其他線(xiàn)呢？若能的話(huà)，改為P0的某一口線(xiàn)時(shí)需注意什么？

⑶P1.1~P1.7能否像P1.0一樣都接發(fā)光二極管以及電阻呢？

⑷硬件電路改了簡(jiǎn)單制作，程序相應(yīng)地要如何修改呢？。。。論文開(kāi)題報(bào)告范例。。。

通過(guò)提問(wèn)，并適當(dāng)演示，這樣不僅拓展了學(xué)生的思維，同時(shí)加強(qiáng)、深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

3.2 實(shí)踐中

1. 提高開(kāi)發(fā)速度，降低開(kāi)發(fā)成本

從上例可看出，利用Proteus軟件，在繪圖區(qū)繪制好電路原理圖，并將編譯后的程序文件加載到單片機(jī)中，進(jìn)行仿真就能觀(guān)察整個(gè)電路的運(yùn)行情況，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求，未達(dá)到，即可修整設(shè)計(jì)方案、修改程序、測(cè)試電路，直至成功。這樣就無(wú)須多次購(gòu)買(mǎi)元器件板、制板、焊接測(cè)試調(diào)試等簡(jiǎn)單制作，省時(shí)、省力、省錢(qián)，同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量。

2. 敢于嘗試，勇于創(chuàng)新

根據(jù)仿真通過(guò)后的電路原理圖來(lái)制作產(chǎn)品，學(xué)生就不用擔(dān)心元器件損壞等問(wèn)題，就敢于動(dòng)手去嘗試設(shè)計(jì)電路。通過(guò)自己動(dòng)手，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生勤思考、勇于創(chuàng)新的精神。

4 結(jié)語(yǔ)

教學(xué)與實(shí)踐中引入Proteus，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。產(chǎn)品制作成功，學(xué)生就會(huì)很有成就感、滿(mǎn)足感，這是一個(gè)良性循環(huán)。通過(guò)不斷的實(shí)踐，學(xué)生的動(dòng)手開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新能力就得到了較大的提高。

參考文獻(xiàn):

[1]彭勇.單片機(jī)技術(shù).電子工業(yè)出版社,2009.8

[2]朱成志.Proteus仿真軟件在單片機(jī)原理教學(xué)中應(yīng)用. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2009

篇3

（南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210023）

【摘　要】本文從分析集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)入手，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引入研究型實(shí)踐教學(xué)模式的必要性、作用分析及具體實(shí)施方法進(jìn)行了具體探討，并提出了研究型實(shí)踐教學(xué)對(duì)老師、對(duì)學(xué)生的要求。

關(guān)鍵詞 實(shí)踐教學(xué)；集成電路

基金項(xiàng)目：南京郵電大學(xué)教改項(xiàng)目（JG03314JX17）。

作者簡(jiǎn)介：夏曉娟（1982—），女，南京郵電大學(xué)，副教授，從事集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。

隨著教育改革的不斷深入，隨著我國(guó)電子信息技術(shù)飛速發(fā)展，迎來(lái)了空前的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程近年來(lái)已經(jīng)發(fā)生了改變，且電子產(chǎn)品發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計(jì)是與最前沿科技緊密相連的一個(gè)方向，相關(guān)的課程也應(yīng)與前沿科技緊密相連，課程的學(xué)習(xí)更要注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。因此，集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法基礎(chǔ)上，在“研究型實(shí)踐教學(xué)模式”方面進(jìn)行探討和實(shí)踐?！把芯啃蛯?shí)踐教學(xué)模式”是指在實(shí)踐教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)用于行業(yè)實(shí)際問(wèn)題分析的一種實(shí)踐方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的運(yùn)用知識(shí)、自主的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題，并解決問(wèn)題的能力[1-2]。

1　確立研究型實(shí)踐教學(xué)模式的必要性

集成電路（Integrated Circuit，IC）產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，隨著我國(guó)電子信息技術(shù)飛速發(fā)展，迎來(lái)了空前的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程近年來(lái)已經(jīng)發(fā)生了改變，大多設(shè)計(jì)均采用無(wú)生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)，加工采用代工方式。成電路設(shè)計(jì)具有一定的特殊性，集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程需要集成電路專(zhuān)業(yè)人才經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的實(shí)踐訓(xùn)練并且積累一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。全國(guó)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)企業(yè)對(duì)于人才的需要也越來(lái)越嚴(yán)格，越來(lái)越需要能力型的、具有創(chuàng)造力的人才，應(yīng)聘的條件之一就是需要有集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。作為一般理工科院校集成電路專(zhuān)業(yè)的發(fā)展在一定程度上缺乏對(duì)集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)。因此，我們應(yīng)該改變傳統(tǒng)觀(guān)念，樹(shù)立IC設(shè)計(jì)研究型人才培養(yǎng)觀(guān)。

集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐主要是提供學(xué)生一個(gè)實(shí)踐平臺(tái)，采用先進(jìn)的集成電路仿真軟件，將書(shū)本上的知識(shí)采用模擬的方法進(jìn)行加深理解。實(shí)踐內(nèi)容既是電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)以及課程設(shè)計(jì)中所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，又是與最前沿科技緊密聯(lián)系的。而傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，也缺乏與前沿科技的聯(lián)系，因此需要進(jìn)行教學(xué)改革的探討和實(shí)踐。

隨著教育改革的不斷深入，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中“以教師為中心”、“以灌輸為主要方式”的教學(xué)模式已無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的要求。先進(jìn)的教學(xué)模式是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵措施。研究型教學(xué)模式，又稱(chēng)為研討式教學(xué)模式，是指教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的知識(shí)積累為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)、自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題，以學(xué)生為中心，以知識(shí)掌握為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為主線(xiàn)，以提高素質(zhì)為目的的一種新模式。集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐同樣需要采用先進(jìn)的教學(xué)方式，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)研究型IC設(shè)計(jì)人才。

2　研究型實(shí)踐教學(xué)模式的作用分析

集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐引入研究型實(shí)踐教學(xué)模式，可以使相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)學(xué)有所用，不僅學(xué)習(xí)了集成電路設(shè)計(jì)的軟件知識(shí)，同時(shí)可以將課堂的理論知識(shí)通過(guò)工藝模型、電路設(shè)計(jì)、仿真方法來(lái)復(fù)現(xiàn)，從而更深入的理解理論知識(shí)，而且可以通過(guò)一些電路實(shí)例來(lái)解釋生活中的一些現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

集成電路設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一個(gè)方向，要求將工藝、器件、電路、版圖四個(gè)方面的理論課程融會(huì)貫通，而傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)軟件的認(rèn)識(shí)，忽略對(duì)理論內(nèi)容的加深與貫通。通過(guò)研究型實(shí)踐教學(xué)模式的開(kāi)展，可以在保證教學(xué)大綱不變的前提下，通過(guò)選擇適用性較強(qiáng)的實(shí)踐內(nèi)容，使學(xué)生一方面能夠?qū)⒏鏖T(mén)理論課的知識(shí)加深及貫通，另一方面可以使學(xué)生接觸到用人單位感興趣的課題內(nèi)容，有利于學(xué)生加強(qiáng)實(shí)踐的動(dòng)力和持續(xù)進(jìn)步。通過(guò)研究型實(shí)踐，對(duì)學(xué)校而言，可以培養(yǎng)更優(yōu)秀學(xué)生；對(duì)學(xué)生而言，可以掌握前沿知識(shí)、促進(jìn)就業(yè)。

研究型實(shí)踐成果的實(shí)現(xiàn)為學(xué)生的晉升、發(fā)展提供支持。學(xué)生的實(shí)踐研究成果如能公開(kāi)發(fā)表或獲獎(jiǎng)，能解決實(shí)際工作中的問(wèn)題，這無(wú)形中為學(xué)生在工作崗位上的晉升、發(fā)展增加籌碼。這在最大程度上激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，是其他任何實(shí)踐模式都不可比擬的。同時(shí)，研究型實(shí)踐教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生多看文獻(xiàn)、多寫(xiě)總結(jié)報(bào)告，這也為學(xué)生撰寫(xiě)本科畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)。

3　研究型實(shí)踐教學(xué)模式的具體實(shí)施

3．1　課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化

指導(dǎo)學(xué)生接觸各類(lèi)資料，能夠提出問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題以掌握知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，完成對(duì)知識(shí)的一個(gè)探求過(guò)程；對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和完善，使課程體系更全面更科學(xué)，更能貼近行業(yè)發(fā)展，更能體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性。

3.2　采用課堂討論進(jìn)行專(zhuān)題研討的教學(xué)方法

在研究型實(shí)踐教學(xué)模式中，師生互動(dòng)有助于學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論、基本方法的理解和掌握。根據(jù)課程需要，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，采用與行業(yè)內(nèi)吻合的實(shí)驗(yàn)軟件，挑選合適的電路原型做仿真設(shè)計(jì)，并共同探討電路的優(yōu)化方案。

3．3　專(zhuān)業(yè)資料查詢(xún)能力培養(yǎng)

為學(xué)生提供研究資料或指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料查詢(xún)、整理，鼓勵(lì)學(xué)生從圖書(shū)館、書(shū)店、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱文獻(xiàn)資料，以充實(shí)自己的研究基礎(chǔ)。提醒學(xué)生要對(duì)已收集的資料進(jìn)行批判性的研究，去偽存真，指導(dǎo)學(xué)生從這些資料中總結(jié)、分析、解釋與實(shí)踐研究課題相關(guān)的理論、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)以及前人的研究成果。

3．4　指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)專(zhuān)題論文（報(bào)告）

在研究型實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)論文、調(diào)查報(bào)告、工作研究、分析報(bào)告、可行性論證報(bào)告等形式記錄實(shí)踐研究成果。在撰寫(xiě)論文時(shí)，要求學(xué)生要了解實(shí)踐課題研究報(bào)告的一般撰寫(xiě)格式；要先擬訂論文的寫(xiě)作提綱，組織好論文的結(jié)構(gòu)，做到綱舉目張；會(huì)用簡(jiǎn)練、嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的語(yǔ)言表達(dá)自己的思想，不追求文章的長(zhǎng)短。指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展專(zhuān)題電路討論，由學(xué)生根據(jù)自己感興趣的課題來(lái)查找文獻(xiàn)資料，進(jìn)行研究，完成電路設(shè)計(jì)和仿真，最后完成專(zhuān)題論文的撰寫(xiě)。

3．5　鼓勵(lì)學(xué)生參與課題研究

為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科研創(chuàng)新活動(dòng)的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生參加老師的課題，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)“研究型”的思維模式。

4　研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生的要求

4．1　研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師的要求

研究型實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施對(duì)任課教師提出了新的要求：一是要熟練地掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí)和內(nèi)在結(jié)構(gòu)，還要掌握與課程相關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐的基本技能；二是要掌握學(xué)科最新信息，不斷更新知識(shí)，了解課程所涉及學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)和取得的最新研究成果；三是要熟練運(yùn)用科學(xué)研究的方法和手段。這些都對(duì)教師提出了更高的要求。

4.2　研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的要求

研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的要求：一是學(xué)生要有一定的知識(shí)積累，儲(chǔ)備了比較完備的基礎(chǔ)知識(shí)；二是要求學(xué)生具有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，熟練掌握集成電路的一些理論知識(shí)；三是要求學(xué)生具備一定的自我控制能力和自學(xué)能力；四是要求學(xué)生具備一定的科學(xué)研究能力。在研究型教學(xué)中，學(xué)生積極參與顯得尤為重要，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

參考文獻(xiàn)

［1］黃雪梅.研究型實(shí)踐教學(xué)有效實(shí)現(xiàn)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[J].理工高教研究, 2009,4,28(2):136-137.

篇4

【Key words】Analog integrated circuit design；Teaching method；Simulation；Bandgap reference

0 引言

模擬集成電路設(shè)計(jì)常常被稱(chēng)為一種“藝術(shù)”，因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)要在各種指標(biāo)、規(guī)范中間尋求適當(dāng)?shù)恼壑?，這需要經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力。但它更是一種“科學(xué)”，因?yàn)樾枰欢ǖ脑O(shè)計(jì)方法和深入研究來(lái)指導(dǎo)這樣的折中和創(chuàng)造。

這種“藝術(shù)”和“科學(xué)”的結(jié)合使教與學(xué)都充滿(mǎn)了挑戰(zhàn)。一方面，學(xué)生由于缺乏對(duì)模擬IC設(shè)計(jì)整體上的認(rèn)識(shí)而覺(jué)得公式推導(dǎo)言之無(wú)味；另一方面，由于其藝術(shù)性，很難總結(jié)出具有普遍適應(yīng)性的設(shè)計(jì)步驟，使學(xué)生感到迷茫困惑。

怎樣達(dá)到更好的教學(xué)效果？理論與實(shí)踐需要更緊密的結(jié)合！具體說(shuō)來(lái)，筆者主張以“實(shí)例項(xiàng)目”為支撐的三個(gè)層次的學(xué)習(xí)。類(lèi)似的教學(xué)思路可以借鑒到各個(gè)工程學(xué)科的學(xué)習(xí)、工程師的培養(yǎng)中去。

1 三層次的工程學(xué)習(xí)

第一階段，理論課學(xué)習(xí)和基本仿真實(shí)踐相結(jié)合。二者應(yīng)該同步進(jìn)行！在理論課中講授了一個(gè)基本的電路模塊之后，應(yīng)及時(shí)針對(duì)該模塊的常見(jiàn)特性動(dòng)手實(shí)驗(yàn)（用Hspice等工具仿真），以實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)解釋、應(yīng)對(duì)書(shū)上的常用公式和結(jié)論！這時(shí)的實(shí)驗(yàn)以演示性實(shí)驗(yàn)、誘導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)為主，目的是基本方法和重點(diǎn)結(jié)論的掌握。不把軟件本身的使用作為孤立的學(xué)習(xí)內(nèi)容，而是講練結(jié)合，讓仿真工具成為重要的學(xué)習(xí)工具。

第二階段，在學(xué)習(xí)了理論知識(shí)和仿真工具的基礎(chǔ)上，成立學(xué)習(xí)興趣小組，完成接近實(shí)際情況、但是經(jīng)過(guò)一定簡(jiǎn)化的工程項(xiàng)目，“實(shí)例項(xiàng)目”。這時(shí)的目標(biāo)是把項(xiàng)目的全貌展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到做項(xiàng)目的思路、方法和態(tài)度，激發(fā)對(duì)工程的興趣。可以模擬以下工作環(huán)節(jié)：性能指標(biāo)的討論、確定；所用工藝的熟悉和選擇；電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析和選擇；電路各項(xiàng)指標(biāo)的仿真；仿真報(bào)告的撰寫(xiě)；項(xiàng)目分析和總結(jié)。在整個(gè)過(guò)程中有兩點(diǎn)值得強(qiáng)調(diào)：一是團(tuán)隊(duì)交流與合作。比如對(duì)于討論、確定某項(xiàng)指標(biāo)，學(xué)生先查找資料，提煉出自己的邏輯和結(jié)論，再“教”給其他團(tuán)隊(duì)成員。教別人是最好的學(xué)習(xí)！這對(duì)學(xué)生表達(dá)能力、學(xué)習(xí)能力會(huì)有很好幫助。二是數(shù)據(jù)的記錄和報(bào)告的撰寫(xiě)。這是對(duì)學(xué)生的技術(shù)文檔編輯能力（包括文檔編輯軟件、繪圖軟件的應(yīng)用能力），分析總結(jié)能力的良好鍛煉。這些基本能力的培養(yǎng)不僅使學(xué)生在模擬集成電路設(shè)計(jì)這一工程方向上受益，也提高了學(xué)生總體的工程人才素質(zhì)，為更廣闊的發(fā)展道路打下基礎(chǔ)。

“實(shí)例項(xiàng)目”應(yīng)該給出適度的引導(dǎo)和參照。因?yàn)閷W(xué)生是初學(xué)者，學(xué)習(xí)是從模仿開(kāi)始的！讓學(xué)生做能力以外的事情而不給予引導(dǎo)，不僅會(huì)事倍功半，挫傷學(xué)習(xí)動(dòng)力，也不符合科學(xué)的、講究效率的工程精神。當(dāng)然引導(dǎo)是適度的，不能包攬。

第三階段，選取對(duì)于這個(gè)工作方向有濃烈興趣的優(yōu)秀學(xué)生，嘗試做一些具有實(shí)用性、創(chuàng)新性的項(xiàng)目。具備相關(guān)條件的情況下，可以和企業(yè)合作，做出實(shí)際的產(chǎn)品，讓學(xué)生的勞動(dòng)與智慧能夠真正開(kāi)花結(jié)果。

以上總述了以實(shí)例項(xiàng)目為支撐的工程學(xué)習(xí)的三個(gè)階段，可在思路上為廣大工程相關(guān)的老師同學(xué)們提供參考。各個(gè)階段具體的的設(shè)計(jì)與實(shí)施，需要不同細(xì)分行業(yè)的老師同學(xué)根據(jù)自己的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。在本文的續(xù)篇“模擬集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)探討（二）”中，會(huì)以模擬集成電路設(shè)計(jì)中低壓帶隙基準(zhǔn)源為例，闡述一個(gè)具體的“實(shí)例項(xiàng)目”（即上文中的第二階段）。歡迎廣大讀者閱讀交流。

篇5

得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)： G642. 0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

我校地處新疆南疆沙漠邊緣，是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)院校，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》是新興電氣、計(jì)算機(jī)、通信專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課，包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門(mén)主要課程，實(shí)踐教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)，其相關(guān)知識(shí)直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生的就業(yè)和工作也有著深遠(yuǎn)影響。長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)踐教學(xué)一直處于理論教學(xué)的“教輔”地位，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)、動(dòng)手能力的培養(yǎng)，嚴(yán)重制約著我校電氣、計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的教育發(fā)展。隨著南疆工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，用人單位對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力越來(lái)越看重，更傾向于聘動(dòng)手能力強(qiáng)的人才。這就要求教師轉(zhuǎn)變觀(guān)念，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況和各方面的反饋信息，結(jié)合新的教育理念，對(duì)《電子技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革。

1、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革

原有的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課存在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊的弊端。為此，全系教師根據(jù)各方面反饋的信息，不斷調(diào)整和充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。從原來(lái)的試驗(yàn)中選出少量經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，以保證電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本技能和基本方法，又增加了綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以鍛煉和提高學(xué)生的動(dòng)手、思維能力。最終確定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：模擬電子技術(shù)部分包括晶體管共射極單管放大器、負(fù)反饋放大器、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用、OTL功率放大器、直流穩(wěn)壓電源；數(shù)字電子技術(shù)包括TTL集成邏輯門(mén)測(cè)試、常用組合邏輯電路的測(cè)試及其應(yīng)用、觸發(fā)器及其應(yīng)用，常用時(shí)序邏輯電路測(cè)試及其應(yīng)用、電子秒表，另外，還有一些偏重于自創(chuàng)性和設(shè)計(jì)性的選修實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，譬如彩燈控制電路設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、溫度控制電路、電池電量檢測(cè)報(bào)警電路等，以滿(mǎn)足那些感興趣和動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

長(zhǎng)期以來(lái)，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課采取實(shí)驗(yàn)室教師講解，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)連線(xiàn)，教師幫助調(diào)試的教學(xué)方法。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生疏、實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限、接受能力參差不齊，經(jīng)常是實(shí)驗(yàn)做了，一問(wèn)還是感到茫然，起不到實(shí)驗(yàn)課應(yīng)有的作用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們采取項(xiàng)目教學(xué)法。把每次要做的實(shí)驗(yàn)看做一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，提前一個(gè)周末布置下去，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，上網(wǎng)查資料，并利用理論課堂介紹的PROTEUS軟件進(jìn)行仿真，為了避免渾水摸魚(yú)的現(xiàn)象，每個(gè)學(xué)生的仿真電路圖發(fā)給教師檢查。實(shí)驗(yàn)課上，教師把主動(dòng)權(quán)讓給學(xué)生，不需要講解，學(xué)生對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理已經(jīng)非常清查，他們更多的是帶著好奇心，看看他們?cè)O(shè)計(jì)仿真的電路圖在硬件上是否合理，所以一到實(shí)驗(yàn)課，都是急不可待地動(dòng)手做起實(shí)驗(yàn)來(lái)，調(diào)試電路，教師要做的就是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行具體指導(dǎo)。采取這樣的項(xiàng)目教學(xué)方法，避免了傳統(tǒng)的填鴨式疲憊教學(xué)，讓學(xué)生在挑戰(zhàn)中完成了實(shí)驗(yàn)，滿(mǎn)足了他們的成就感，增加了他們的學(xué)習(xí)興趣。另外，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施開(kāi)放式教學(xué)。

1.3教學(xué)手段革新

EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)的標(biāo)志，是電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容手段改革的必然趨勢(shì)【1】，利用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)的軟件化，提高實(shí)驗(yàn)效率。所以，我校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中引入了PROTEUS仿真軟件，來(lái)完成電路的功能設(shè)計(jì)、性能分析、時(shí)序測(cè)試和調(diào)試功能。因?yàn)榉抡孳浖殡娐吩O(shè)計(jì)提供了多種分析方法，拓展了實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，為硬件電路的實(shí)現(xiàn)提供了正確的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)方案，使課程實(shí)驗(yàn)朝著“方案設(shè)計(jì)-軟件仿真-電路設(shè)計(jì)與制作-系統(tǒng)調(diào)試”這一工程實(shí)踐的流程發(fā)展【2】。通過(guò)這種“虛實(shí)結(jié)合”、“軟硬兼施”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，提高了我校學(xué)生的電子綜合設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐技能。

1.4多元化考核方式

實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)由3部分組成： 平市實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占30%），綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占20%），實(shí)驗(yàn)操作考試（占50%）。其中，平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定采取實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的評(píng)價(jià)方法，即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占20%（教師課前檢查），實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程占50%（教師現(xiàn)場(chǎng)記載），實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%（教師課后評(píng)閱）。綜合實(shí)驗(yàn)評(píng)分包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和原理電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)完成情況及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、總結(jié)報(bào)告的撰寫(xiě)等3方面。在實(shí)驗(yàn)操作考試中，學(xué)生隨機(jī)抽題，主要考核學(xué)生在電路設(shè)計(jì)、接線(xiàn)調(diào)試、儀器設(shè)備使用、數(shù)據(jù)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等方面的能力，這就督促學(xué)生認(rèn)真做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

2、課程設(shè)計(jì)改革

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和設(shè)計(jì)流程，熟悉現(xiàn)代電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中常用的輔助工具及其使用方法，著重培養(yǎng)學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[4]。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)與以往相比，還是采取3人一組、教師指導(dǎo)、以學(xué)生為本，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)模式，其改革主要表現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核機(jī)制幾個(gè)方面。

我校電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)開(kāi)課一般在14-15教學(xué)周，教師可提前4周，在第十周讓學(xué)生進(jìn)行選題，以留出購(gòu)買(mǎi)元器件的時(shí)間。在選題過(guò)程中，學(xué)生不僅可以選擇教師提供的課程設(shè)計(jì)題目，還可以自擬題目，自擬題目需要指導(dǎo)教師審核，以確定學(xué)生自擬的題目能夠達(dá)到教學(xué)計(jì)劃的要求。課程設(shè)計(jì)的題目來(lái)源于工程實(shí)際，要具有綜合性、先進(jìn)性和實(shí)用性，并且每年都有新的補(bǔ)充。結(jié)合我系教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前開(kāi)設(shè)題目有數(shù)字溫度計(jì)、交通燈控制器、音樂(lè)彩燈控制器、數(shù)字頻率計(jì)、出租車(chē)計(jì)價(jià)器、聲光控樓梯照明開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)、直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)、水箱自動(dòng)供水電路設(shè)計(jì)、OTL音頻功率放大器設(shè)計(jì)、數(shù)字搶答器設(shè)計(jì)、籃球24S計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)等二十多個(gè)題目。

為了更好的達(dá)到教學(xué)效果，把EDA技術(shù)引入到電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)中。學(xué)生在完成電子系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案后，先進(jìn)行PROTEUS仿真，驗(yàn)證所涉及的方案的邏輯功能，修改方案中的原理性錯(cuò)誤，然后在進(jìn)行安裝調(diào)試。并且，對(duì)所做項(xiàng)目采取模塊化設(shè)計(jì)，各單元電路逐級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試，這樣有利于檢查和排除故障。根據(jù)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，結(jié)合我院新近PCB板實(shí)驗(yàn)設(shè)備，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)增加了原理圖和印制電路板圖的繪制。設(shè)計(jì)方案仿真通過(guò)后，要求學(xué)生使用PROTEL軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的原理圖繪制和PCB板繪制，使電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容更接近于工程實(shí)踐。最后，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行焊接、調(diào)試，完成整體項(xiàng)目。

結(jié)合工程實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般流程，根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的所占比重，課程設(shè)計(jì)成績(jī)由設(shè)計(jì)方案成績(jī)（占20%）、軟件仿真成績(jī)（25%）、硬件調(diào)試成績(jī)（占35%）和總結(jié)報(bào)告成績(jī)（占20%）四部分組成。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)近幾年電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的進(jìn)行，充分激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，同時(shí)學(xué)生的科技總結(jié)報(bào)告撰寫(xiě)能力也得到了鍛煉，為學(xué)生整體素質(zhì)的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為學(xué)生參加電子競(jìng)賽儲(chǔ)備了深厚的理論和實(shí)踐知識(shí)。

[1]楊慧敏.電子技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的探索與改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2004，23（3）61-63

篇6

關(guān)鍵詞：板級(jí)設(shè)計(jì)；EDA工具；硬件連接檢查；Perl語(yǔ)言

中圖分類(lèi)號(hào)： TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)33-1496-02

Discussion of Hardware Connectivity validation method in Board Level Design

JIANG Yuan-jun, WU Xiu-long

(School of Electronic Science and Technology, Anhui University, Hefei 230039,China)

Abstract: Based on the developing trend of board design's high-speed and complication, it is no surprise that how to shorten the time-to-market of products is an import metric for every design company. After fixing on the architecture of system and finishing the design entry, engineers can use EDA tools to do ERC check in order to reduce design errors. But EDA tools are short of the function in hardware connectivity check. In this article, we will discuss the feasibility and superiority of using a new method to go on with the hardware connectivity check, which is based on Perl (Practical Extraction and Report Language).

Key words:board level design; EDA tool; hardware connectivity validation; Perl

1 引言

目前的電子設(shè)計(jì)大多數(shù)是集成系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，整個(gè)項(xiàng)目中既包含硬件整機(jī)設(shè)計(jì)又包含軟件開(kāi)發(fā)。這種技術(shù)特點(diǎn)向電子工程師提出了新的挑戰(zhàn)。

首先，如何在設(shè)計(jì)早期將系統(tǒng)軟硬件功能劃分得比較合理，形成有效的功能結(jié)構(gòu)框架，以避免冗余循環(huán)過(guò)程；

其次，如何在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出高性能高可靠的PCB板。因?yàn)檐浖拈_(kāi)發(fā)很大程度上依賴(lài)硬件的實(shí)現(xiàn)，只有保證整機(jī)設(shè)計(jì)一次通過(guò)，才會(huì)更有效的縮短設(shè)計(jì)周期。

眾所周知，電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，而這種變化的根源，主要因素來(lái)自芯片技術(shù)的進(jìn)步，半導(dǎo)體工藝日趨物理極限，超大規(guī)模電路成為芯片發(fā)展主流[1]。而這種工藝和規(guī)模的變化又帶來(lái)了許多新的電子設(shè)計(jì)瓶頸，板級(jí)設(shè)計(jì)也受到很大的沖擊，最明顯的一個(gè)變化是芯片封裝的種類(lèi)極大豐富，功能集成度、復(fù)雜度明顯增高；另外，芯片工作頻率提高，使得系統(tǒng)工作頻率的提高成為可能。而這些變化必然給板級(jí)設(shè)計(jì)帶來(lái)許多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。首先，由于高密度引腳及引腳尺寸日趨物理極限，導(dǎo)致低的布通率；其次，由于系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的提高，引起的時(shí)序及信號(hào)完整性問(wèn)題；第三，工程師希望使用功能更完備的EDA工具來(lái)完成復(fù)雜的高性能的設(shè)計(jì)[2]。

據(jù)此，我們不難看出，板級(jí)設(shè)計(jì)有以下三種趨勢(shì)：

1) 高速時(shí)鐘頻率及快速邊沿的設(shè)計(jì)成為主流[3]；

2) 產(chǎn)品小型化及高性能必須面對(duì)在同一塊板上由于混合信號(hào)設(shè)計(jì)技術(shù)（即數(shù)字、模擬及射頻混合設(shè)計(jì)）所帶來(lái)的分布效應(yīng)；

3) 設(shè)計(jì)難度的提高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)方法很難勝任當(dāng)前的技術(shù)。

基于板級(jí)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，目前有許多廠(chǎng)商從事電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具的開(kāi)發(fā)工作，如 Cadence, Synopsis, Mentor Graphics等EDA工具供應(yīng)商。EDA所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，包括網(wǎng)絡(luò)、通信、計(jì)算機(jī)、航天航空等。產(chǎn)品則涉及系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)數(shù)字/中頻模擬/數(shù)?；旌?射頻仿真設(shè)計(jì)、系統(tǒng)IC/ASIC/FPGA的設(shè)計(jì)/仿真/驗(yàn)證，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)等。任何一家EDA供應(yīng)商均很難提供滿(mǎn)足各類(lèi)用戶(hù)的不同設(shè)計(jì)需求的最強(qiáng)的設(shè)計(jì)流程。

2 板級(jí)電路的硬件連接驗(yàn)證方法

2.1 電路原理圖設(shè)計(jì)流程

我們知道原理圖設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有在設(shè)計(jì)好原理圖的基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行印刷電路板的設(shè)計(jì)和電路仿真等。電路原理圖設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

原理圖具體設(shè)計(jì)步驟如下[4]：

1) 新建原理圖文件。在進(jìn)人 SCH 設(shè)計(jì)系統(tǒng)之前，首先要構(gòu)思好原理圖，即必須知道所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目需要哪些電路來(lái)完成，然后用相應(yīng)的設(shè)計(jì)輸入工具來(lái)畫(huà)出電路原理圖。

圖1 電路原理圖設(shè)計(jì)流程圖

2) 設(shè)置工作環(huán)境。根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度來(lái)設(shè)置圖紙的大小。在電路設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，圖紙的大小都可以不斷地調(diào)整，設(shè)置合適的圖紙大小是完成原理圖設(shè)計(jì)的第一步。

3) 放置元件。從元件庫(kù)中選取元件，布置到圖紙的合適位置，并對(duì)元件的名稱(chēng)、封裝進(jìn)行定義和設(shè)定，根據(jù)元件之間的走線(xiàn)等聯(lián)系對(duì)元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整和修改使得原理圖美觀(guān)而且易懂。

4) 原理圖的布線(xiàn)。根據(jù)實(shí)際電路的需要，利用 SCH 提供的各種工具、指令進(jìn)行布線(xiàn)，將工作平面上的器件用具有電氣意義的導(dǎo)線(xiàn)、符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一幅完整的電路原理圖。

5) 建立網(wǎng)絡(luò)表。完成上面的步驟以后，可以看到一張完整的電路原理圖了，但是要完成電路板的設(shè)計(jì)，就需要生成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)表文件。網(wǎng)絡(luò)表是電路板和電路原理圖之間的重要紐帶。

6) 原理圖的電氣檢查。當(dāng)完成原理圖布線(xiàn)后，需要設(shè)置項(xiàng)目選項(xiàng)來(lái)編譯當(dāng)前項(xiàng)目，利用工具提供的錯(cuò)誤檢查報(bào)告修改原理圖。

7) 編譯和調(diào)整。如果原理圖已通過(guò)電氣規(guī)范檢查，那么原理圖的設(shè)計(jì)就完成了。這是對(duì)于一般電路設(shè)計(jì)而言，尤其是較大的項(xiàng)目，通常需要對(duì)電路的多次修改才能夠通過(guò)電氣規(guī)范檢查。

8) 存盤(pán)和報(bào)表輸出：電路圖輸入工具一般會(huì)提供利用各種報(bào)表工具生成的報(bào)表（如網(wǎng)絡(luò)表、元件清單等），同時(shí)可以對(duì)設(shè)計(jì)好的原理圖和各種報(bào)表進(jìn)行存盤(pán)和輸出打印，為印刷板電路的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

2.2 硬件連接驗(yàn)證方法的目的和驗(yàn)證范圍

在2.1中描述的原理圖設(shè)計(jì)流程中，電氣規(guī)范檢查是完成原理圖設(shè)計(jì)的必要條件[5]。對(duì)于一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，由于設(shè)計(jì)工具在硬件連接性方面的檢查功能不完善，或者由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中的忽視，硬件連接方面的一些錯(cuò)誤在通過(guò)電氣規(guī)范檢查并報(bào)表輸出后的板級(jí)設(shè)計(jì)中時(shí)有出現(xiàn)。在這里所說(shuō)的硬件連接方面的錯(cuò)誤主要是指：原理圖中器件symbol中的芯片引腳名稱(chēng)與該芯片說(shuō)明書(shū)中命名的引腳名稱(chēng)不同；沒(méi)有連接的引腳；輸入/輸出腳的沖突；電路設(shè)計(jì)中是否按照每個(gè)芯片說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的供電電壓為該芯片供電；電路設(shè)計(jì)中是否存在芯片的某一個(gè)引腳存在重復(fù)的上拉、下拉電阻或者同時(shí)存在一個(gè)上拉電阻和一個(gè)下拉電阻的矛盾情況。其中輸入/輸出腳的沖突包括兩個(gè)方面：一是驅(qū)動(dòng)芯片和接收芯片的連接引腳的信號(hào)方向是否存在同為輸入或者同為輸入的相悖情況，二是驅(qū)動(dòng)芯片輸出腳的輸出高低電平和接收芯片輸入腳的高低電平是否存在過(guò)驅(qū)動(dòng)或者不足驅(qū)動(dòng)的情況。

為了進(jìn)一步分析進(jìn)行硬件連接驗(yàn)證的必要性，以下按照連接性錯(cuò)誤的類(lèi)型逐一闡述：

1) 電路設(shè)計(jì)中是否存在未連接的節(jié)點(diǎn)：進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接驗(yàn)證通常是為了確認(rèn)器件的引腳是否存在沒(méi)有正確連接的情況，或者是否存在孤立節(jié)點(diǎn)即電路設(shè)計(jì)中是否存在某器件的一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有連接到其他任何器件的情況。通常情況下，電路設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)中一些故意懸空的芯片引腳標(biāo)注上“NC”，這種情況則不屬于未連接的節(jié)點(diǎn)。在分析中，我們認(rèn)為未連接的節(jié)點(diǎn)既可以是器件的一個(gè)引腳未連接，也可以是完全沒(méi)有連到其他器件；對(duì)于電容，電阻和電感這樣的器件，我們也需要去確定它們的兩個(gè)引腳在設(shè)計(jì)中是否都被使用。

2) 電路設(shè)計(jì)中的是否存在芯片說(shuō)明書(shū)中明確指出未連接時(shí)需要進(jìn)行特殊處理的輸入腳：進(jìn)行輸入腳測(cè)試的目的和進(jìn)行節(jié)點(diǎn)測(cè)試的目的很相似。電路圖中的浮空的輸入腳必須被給予特別的關(guān)注，因?yàn)橛捎谒鼈兲幱谶壿嫛?”和邏輯“0”的不確定性可能會(huì)給器件帶來(lái)不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，或者引入了電子噪聲從而影響該器件的其他功能。

3) 電路設(shè)計(jì)中的是否存在錯(cuò)接的電源腳或者地腳：進(jìn)行電源和地腳的連接驗(yàn)證的目的是為了確保電路設(shè)計(jì)中的每一個(gè)器件的電源和地腳都接入到正確的電源網(wǎng)絡(luò)上。此處的“正確”包含兩個(gè)方面的含義，其一是指電源腳接到電源節(jié)點(diǎn)，且地腳接地；其二是指電源腳所接的電壓值處在該芯片說(shuō)明書(shū)要求的工作電壓范圍之內(nèi)。此外，輸入腳和輸出腳是否存在重復(fù)的上拉或下拉電阻，以及是否存在沖突的上/下拉電阻這兩個(gè)問(wèn)題也必須予以關(guān)注。

4) 電路設(shè)計(jì)中的是否存在相悖的引腳方向：

圖2 糾錯(cuò)流程圖

我們進(jìn)行此部分驗(yàn)證所遵循的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：

a. 所有接收器件的輸入腳都至少被一個(gè)驅(qū)動(dòng)器件的輸出腳驅(qū)動(dòng)；

b.電路設(shè)計(jì)中的任意一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)只允許連接一個(gè)輸出腳；

c.輸出腳不能直接和電源/地腳連接。

5)電路設(shè)計(jì)中的是否存在數(shù)字驅(qū)動(dòng)腳和數(shù)字接收腳的DC特性不匹配：我們進(jìn)行此部分驗(yàn)證是為了檢查驅(qū)動(dòng)腳和輸出腳的高/低電平是否匹配，防止芯片存在過(guò)驅(qū)動(dòng)或者不足驅(qū)動(dòng)的情況出現(xiàn)。

6) 電路設(shè)計(jì)中的是否存在命名不一致性的情況：我們進(jìn)行此部分驗(yàn)證的目的是檢查電路設(shè)計(jì)中引腳的功能和節(jié)點(diǎn)命名是否存在不一致性。不一致性通常會(huì)發(fā)生在FPGA和連接性器件上，因?yàn)檫@些器件的引腳功能在電路設(shè)計(jì)中沒(méi)有明確提及。同時(shí)，差分信號(hào)的極性連接正確性也可以在此部分檢查。

2.3 硬件連接驗(yàn)證方法的實(shí)現(xiàn)

為了完成2.2中列舉的板級(jí)設(shè)計(jì)的硬件連接驗(yàn)證，我們需要按照以下三個(gè)步驟：

1) 首先比對(duì)原理圖中所有器件的供電電壓、引腳信號(hào)方向、數(shù)字腳的高低電平等一系列參數(shù)是否與對(duì)應(yīng)的芯片說(shuō)明書(shū)的參數(shù)一致，如圖2所示：

2) 其次檢查原理圖中所有芯片的連接，特別是沒(méi)有使用的引腳的特殊處理、Open-Drain的引腳、電源的去耦電容等是否滿(mǎn)足其對(duì)應(yīng)的芯片說(shuō)明書(shū)中的特定要求。

3) 最后檢查原理圖中所有存在連接關(guān)系的芯片中互相連接的引腳的輸入輸出方向是否正確，即不存在兩個(gè)輸入或者輸出腳對(duì)接的情況；檢查設(shè)計(jì)中存在互相連接的驅(qū)動(dòng)與被驅(qū)動(dòng)關(guān)系的芯片之間對(duì)接的數(shù)字腳的高低電平是否匹配，即不存在過(guò)驅(qū)動(dòng)或者不足驅(qū)動(dòng)的情況。

為完成上面提到的硬件連接驗(yàn)證的三個(gè)步驟，我們需要精確地比對(duì)電路原理圖中的器件參數(shù)和芯片說(shuō)明書(shū)中的對(duì)應(yīng)參數(shù)的數(shù)值或者范圍是否一致。在日趨復(fù)雜的板級(jí)設(shè)計(jì)中要準(zhǔn)確無(wú)誤地完成參數(shù)的比對(duì)工作，單單憑借設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)或者肉眼觀(guān)察是很難做到的，這就要求我們必須借助有效的輔助工具進(jìn)行參數(shù)處理，排除電路原理圖和芯片說(shuō)明書(shū)參數(shù)已經(jīng)匹配的連接，縮小檢查的范圍，最終憑借設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和芯片說(shuō)明書(shū)的規(guī)范來(lái)鎖定設(shè)計(jì)中確實(shí)存在的硬件連接錯(cuò)誤，整個(gè)流程如圖2所示。

3 結(jié)論

本文介紹了一種新的基于Perl語(yǔ)言[4]的數(shù)據(jù)庫(kù)處理工具進(jìn)行系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)中的硬件連接性驗(yàn)證的方法，運(yùn)用此方法，我們可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)潛在的芯片功能性或者參數(shù)匹配方面的錯(cuò)誤，將硬件設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤降到最低，便于大大提升設(shè)計(jì)一次成功率，降低設(shè)計(jì)成本，縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的周期。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王衛(wèi)平.電子工藝基礎(chǔ)：第2版.2003年09月.北京：電子工業(yè)出版社.

[2] 集成系統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)的新技術(shù).[2003-11-25].上海泰齊科技網(wǎng).

[3] 周潤(rùn)景，袁偉亭編著.Cadence 高速電路板設(shè)計(jì)與仿真（第2版）.2007年09月.北京：電子工業(yè)出版社.

[4] 李剛，王艷林，孫江宏等編著.Protel DXP電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程.2005年06月.北京：清華大學(xué)出版社.

篇7

本課題來(lái)源于試驗(yàn)室建設(shè)，研究對(duì)象為信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的matlab仿真。

2、研究的目的和意義

2.1、目的

我選擇了《信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的MATLAB仿真》這個(gè)課題作為畢業(yè)設(shè)計(jì)其主要目的是通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固通信原理及其相關(guān)知識(shí)，并學(xué)會(huì)利用所學(xué)的知識(shí)能，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;對(duì)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)原理及其實(shí)現(xiàn)有較深的了解;為即將進(jìn)入社會(huì)參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力等等。

2.2、意義

從事電子通信業(yè)而不能熟練操作使用MATLAB電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件，在工作和學(xué)習(xí)中將是寸步難行的。在數(shù)學(xué)、電子、金融等行業(yè)，使用MATLAB等計(jì)算機(jī)軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真在很早以前就已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)，〖您正瀏覽的文章由實(shí)習(xí)報(bào)告網(wǎng)整理〗這類(lèi)軟件的問(wèn)世也極大地提高了設(shè)計(jì)人員在通信、電子等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。眾所周知，實(shí)際過(guò)程中信號(hào)傳輸都要經(jīng)過(guò)調(diào)制與解調(diào)這一過(guò)程，由于消息傳過(guò)來(lái)的原始信號(hào)即調(diào)制信號(hào)具有頻譜較低的頻譜分量，這種信號(hào)在許多信道中不宜傳輸。因而，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過(guò)程，反之在接收端則需要有解調(diào)過(guò)程。

3、國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

3.1、研究現(xiàn)狀

MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一種面向科學(xué)與工程的計(jì)算軟件，通過(guò)MATLAB和相關(guān)工具箱，工程師、科研人員、數(shù)學(xué)家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺(tái)下完成相應(yīng)的科學(xué)計(jì)算工作。

MATLAB本身包含了600余個(gè)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和工程處理的函數(shù)，這樣，就可以迅速完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)而不必進(jìn)行額外的開(kāi)發(fā)。業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的工具箱算法極大的擴(kuò)展了MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域，所以MATLAB自推出以來(lái)就受到廣泛的關(guān)注，信號(hào)處理工具箱就是其中之一，在信號(hào)處理工具箱中，MATLAB提供了濾波器分析、濾波器實(shí)現(xiàn)、FIR濾波器實(shí)現(xiàn)、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、IIR數(shù)字濾波器階次估計(jì)等方面的函數(shù)命令。

3.2、發(fā)展趨勢(shì)

由于我們所面對(duì)的工程問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，過(guò)去所依賴(lài)分析的技術(shù)已逐漸不敷使用。利用電腦來(lái)分析及解決工程問(wèn)題已是當(dāng)今工程師的必要工具。使用MATLAB軟件進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，能夠極大加快科研人員進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)度，減少在編寫(xiě)程序和開(kāi)發(fā)算法方面所消耗的時(shí)間和有限的經(jīng)費(fèi)，從而獲得最大的效能。

4、研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值

4.1、研究的主要內(nèi)容

1、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的原理

眾所周知，實(shí)際過(guò)程中信號(hào)傳輸都要經(jīng)過(guò)調(diào)制與解調(diào)這一過(guò)程，由于消息傳過(guò)來(lái)的原始信號(hào)即調(diào)制信號(hào)具有頻譜較低的頻譜分量，這種信號(hào)在許多信道中不宜傳輸。因而，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過(guò)程，反之在接收端則需要有解調(diào)過(guò)程。但是在計(jì)算機(jī)中的模擬和實(shí)現(xiàn)都是采用數(shù)字化的方法的，如果將采樣的頻率放的高一些，數(shù)字的所造成的失真就不容易察覺(jué)了，采用計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的話(huà)，非常的方便，這也是數(shù)字代替模擬的的原因之一。

2、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的基本方式

在信號(hào)調(diào)制中常以一個(gè)高頻正弦信號(hào)作為載波信號(hào)。一個(gè)正弦信號(hào)有幅值、頻率、相位三個(gè)參數(shù)，可以對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，分別稱(chēng)為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。也可以用脈沖信號(hào)作載波信號(hào)?？梢詫?duì)脈沖信號(hào)的不同特征參數(shù)作調(diào)制，最常用的是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，稱(chēng)為脈沖調(diào)寬。數(shù)字信號(hào)調(diào)制的三種基本方式，有振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)。

在信號(hào)的解調(diào)中首先已調(diào)信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號(hào)的幅值隨調(diào)制信號(hào)的值變化，因此調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)線(xiàn)形狀與調(diào)制信號(hào)一致。只要能檢出調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)線(xiàn)即能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱(chēng)為包絡(luò)檢波。檢波后的信號(hào)，再經(jīng)低通濾波，濾除高頻信號(hào)，即可獲得所需調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)解調(diào)。

3、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的MATLAB教本程序編制

利用MATLAB本身包含了600余個(gè)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和工程處理的函數(shù)，就可以迅速完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)而不必進(jìn)行額外的開(kāi)發(fā)，而且信號(hào)與系統(tǒng)，通信系統(tǒng)工具包可以很容易的使用MATLAB開(kāi)發(fā)語(yǔ)言——M語(yǔ)言快速的實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制與解調(diào)這一過(guò)程的仿真。

4、整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

首先利用MATLAB編制教本文件，對(duì)信號(hào)調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行各種調(diào)制，產(chǎn)生各類(lèi)已調(diào)波及對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，同時(shí)進(jìn)行頻譜分析，然后利用SIMULINK工具箱對(duì)其進(jìn)行解調(diào)仿真，通過(guò)改變參數(shù)并觀(guān)測(cè)結(jié)果為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了良好的依據(jù)。

4.2、信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的MATLAB仿真的應(yīng)用價(jià)值

調(diào)制與解調(diào)是信號(hào)處理應(yīng)用的重要問(wèn)題之一，而系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要步驟和必要保證。利用MATLAB可以很方便的進(jìn)行通信系統(tǒng)的分析和仿真，尤其對(duì)于我們電子信息專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與設(shè)計(jì)非常有利，另一方面還可以為開(kāi)設(shè)《高頻電子基礎(chǔ)》和《信號(hào)與系統(tǒng)》等課程提供模擬信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的計(jì)算機(jī)虛擬試驗(yàn)。

5、工作的主要階段、進(jìn)度

(1)、2007年秋季學(xué)期第11周前

接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)要求及有關(guān)規(guī)定。

(2)、2007年秋季學(xué)期第12~20周

閱讀指定的參考資料及文獻(xiàn)(包括10萬(wàn)個(gè)印刷符號(hào)外文資料)，基本完成開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯等任務(wù)。

(3)、2007年春季學(xué)期第1周〖您正瀏覽的文章由實(shí)習(xí)報(bào)告網(wǎng)整理〗

進(jìn)一步修訂完善開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯，使其在內(nèi)容及格式上符合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)規(guī)范要求。

(4)、2008年春季學(xué)期第82周到第6周

完成各單元電路設(shè)計(jì)，protel輔助分析。

(5)、第6周至第12周

完成電路制作，調(diào)試。

(6)、第13周

完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，全部成果交指導(dǎo)老師批閱。

(7)、第14周

畢業(yè)答辯

6、最終目標(biāo)及完成時(shí)間

完成硬件設(shè)計(jì)，提供protel電路原理圖及pcb印制版圖，最終達(dá)到硬件軟件能準(zhǔn)確無(wú)誤的應(yīng)用的目標(biāo)。

完成時(shí)間：第15周

7、現(xiàn)有條件

現(xiàn)有protel軟件及制作硬件的必要設(shè)備，可以完成本課題的研究與設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

1.謝自美等電子電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試。武漢：華中科技大學(xué)出版社。2000年7月。二版

2.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)。第五屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編2001.北京：北京理工大學(xué)出版社。2003年1月。一版

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4.張肅文等高頻電子線(xiàn)路。北京：高等教育出版社。1993年4月。三版

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6.郭勇等PROTEL99SE印刷電路板設(shè)計(jì)教程。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2004年6月。一版

7.許自圖電子電路彷真平臺(tái)與教程。武漢：華中科技大學(xué)出版社。2003年1月。一版

篇8

1加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室硬件環(huán)境建設(shè)

我校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心承擔(dān)全校除人文和經(jīng)管兩個(gè)學(xué)科之外的全部學(xué)科的電工電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，包括電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課、電工電子實(shí)習(xí)、電子類(lèi)課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)和競(jìng)賽培訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。為更好滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，中心加大了實(shí)驗(yàn)室硬件環(huán)境建設(shè)。本中心新組建了6個(gè)新實(shí)驗(yàn)教室，分別是綜合電子實(shí)驗(yàn)室、微電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、SOPC實(shí)驗(yàn)室、電工第三實(shí)驗(yàn)室、仿真實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

中心教師還自主設(shè)計(jì)制作了51系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，EDA應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，MSP430單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)、電腦鼠標(biāo)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、工業(yè)總線(xiàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、PLC開(kāi)發(fā)平臺(tái)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、聲表面波器件應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)、太陽(yáng)能利用應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)、智能建筑系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、智能測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和交通控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)等。為了使現(xiàn)有設(shè)備滿(mǎn)足教學(xué)需要，中心組織人員與企業(yè)合作，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備80多臺(tái)，自購(gòu)元器件，擴(kuò)展現(xiàn)有設(shè)備功能40臺(tái)。

2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2．1課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合

中心還制作了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生在該平臺(tái)上，可以獲得實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、儀器使用課件、電子元器件手冊(cè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件等教學(xué)資源，以便完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。同時(shí)，教師要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)后，提交預(yù)習(xí)報(bào)告，作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)，有效的保證了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)質(zhì)量［2，3］。

2．2電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與電子設(shè)計(jì)技能培訓(xùn)結(jié)合

中心增加了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件的課時(shí)。例如我們?cè)诨A(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容里為“模擬電子技術(shù)”等課程增加SystemView和Multisim等模擬電路設(shè)計(jì)仿真軟件的學(xué)習(xí)內(nèi)容;在“數(shù)字電子設(shè)計(jì)”等課程增加了MAX+plusⅡ和ISE等數(shù)字電路設(shè)計(jì);在系統(tǒng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和大型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中加入了ProteIDXP、Proteus和CCS等系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件。這些內(nèi)容拓展了實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，使學(xué)生真正掌握目前業(yè)界主流的“方案設(shè)計(jì)—軟件仿真—設(shè)計(jì)與制作—系統(tǒng)調(diào)試”設(shè)計(jì)流程，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力［4］。

2．3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容由原來(lái)的驗(yàn)證型、綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，改革為由基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技能型實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和大型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)組成的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)。

(1)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技能實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)是由中心原有的驗(yàn)證型、綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組成。這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)主要完成學(xué)生電學(xué)素養(yǎng)、電路設(shè)計(jì)基本技能、電子儀器的使用、實(shí)驗(yàn)操作等電學(xué)基本能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。

(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)是在基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技能實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，綜合學(xué)生所學(xué)到的多個(gè)電學(xué)理論設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的系統(tǒng)，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力、解決較為復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題的能力以及簡(jiǎn)單電學(xué)功能模塊設(shè)計(jì)的能力。例如，利用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一個(gè)靜電測(cè)試儀，在這個(gè)系統(tǒng)中用到了集成運(yùn)算放大器的多種基本電路設(shè)計(jì)以及蜂鳴器、濾波電路等，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試靜電是否超標(biāo)，如超標(biāo)則發(fā)出報(bào)警。

(3)大型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)是將嵌入式系統(tǒng)、單片機(jī)、FPGA、DSP設(shè)計(jì)與電路設(shè)計(jì)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜和智能的并具有實(shí)際使用功能的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自主選題，自由結(jié)合。例如，分布式溫濕度控制柜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)涉及到傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、PCB設(shè)計(jì)和制版、TCP/IP傳輸技術(shù)和控制原理等。

2．4綜合實(shí)驗(yàn)考核方式

中心對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果考核采取網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、動(dòng)手能力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)后網(wǎng)上應(yīng)用型考試相結(jié)合的形式;考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中能否主動(dòng)搭建電路、查找問(wèn)題和分析問(wèn)題;防止實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后能夠主動(dòng)回顧實(shí)驗(yàn)知識(shí)和過(guò)程，將課堂教學(xué)進(jìn)行復(fù)習(xí)和升華。

3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理

本中心在實(shí)驗(yàn)室管理建設(shè)上制定了“事必議、議必決、決必行、行必果”的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理方針，建立和完善了一系列包括實(shí)驗(yàn)室主任崗位職責(zé)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員崗位職責(zé)、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理制度、實(shí)驗(yàn)室材料管理制度、實(shí)驗(yàn)室考勤制度、實(shí)驗(yàn)室學(xué)生守則、實(shí)驗(yàn)室安全制度和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理制度等。

篇9

近些年來(lái)，隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，電子技術(shù)也隨著發(fā)展。電子產(chǎn)品更新頻率不斷加快，實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的高集成、大容量和小體積開(kāi)發(fā)。EDA技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)新了電子工程設(shè)計(jì)行業(yè)，為電子工程設(shè)計(jì)發(fā)展明確了新方向。21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展期，EDA技術(shù)將是對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生重大影響的十大技術(shù)之一。文章主要闡述EDA技術(shù)的發(fā)展概念、發(fā)展過(guò)程，明確了EDA技術(shù)特點(diǎn)，分析該技術(shù)的作用。

關(guān)鍵詞：

電子工程設(shè)計(jì)；EDA技術(shù)；電子技術(shù)

近些年來(lái)，隨著電子技術(shù)日益發(fā)展、革新，應(yīng)用逐漸實(shí)現(xiàn)了快速化和大容量發(fā)展，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)字化，由傳統(tǒng)組合芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹到y(tǒng)發(fā)展?？梢哉f(shuō)，EDA技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了電子領(lǐng)域、電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的變革，是科技提高、發(fā)展的重要產(chǎn)物，對(duì)電子工程設(shè)計(jì)而言，EDA技術(shù)的研究、分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1EDA技術(shù)概述

EDA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，CAM和CAE技術(shù)概念出現(xiàn)，逐漸產(chǎn)生了EDA技術(shù)，該技術(shù)以計(jì)算機(jī)為主要工具，集合拓?fù)溥壿嫿Y(jié)構(gòu)、計(jì)算數(shù)學(xué)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)字優(yōu)化技術(shù)、圖形技術(shù)等學(xué)科，逐漸產(chǎn)生了最新理論結(jié)構(gòu)，由微電子、信號(hào)處理分析、電路技術(shù)和信息技術(shù)的重要集合?，F(xiàn)代化EDA技術(shù)特點(diǎn)較多，選擇自頂向下方式設(shè)計(jì)程序，確保了設(shè)計(jì)方案整體性和優(yōu)化性，加上該技術(shù)自動(dòng)化程度較高，在電子工程設(shè)計(jì)時(shí)，可開(kāi)展各類(lèi)級(jí)別調(diào)試和仿真，對(duì)于電子工程設(shè)計(jì)者而言，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，防止設(shè)計(jì)工作浪費(fèi)，防止細(xì)枝末節(jié)錯(cuò)誤，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中能夠投入更多精力，確保設(shè)計(jì)的高效率和低成本，縮短設(shè)計(jì)周期。同時(shí)，EDA技術(shù)能夠并行操作，構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)同步電子工程開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)?？梢哉f(shuō)，EDA是電子技術(shù)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，也就是能夠幫助人們?cè)O(shè)計(jì)電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。該工具可以在電子產(chǎn)品的各個(gè)設(shè)計(jì)階段發(fā)揮作用，使設(shè)計(jì)更復(fù)雜的電路和系統(tǒng)成為可能。

2EDA技術(shù)的特點(diǎn)

首先，在現(xiàn)代EDA技術(shù)的運(yùn)用，大多選擇“Top-Down”程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)方案優(yōu)化性、合理性，防止“Bottom-up”的設(shè)計(jì)局部?jī)?yōu)化，避免整體結(jié)構(gòu)缺陷。其次，HDL技術(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的公開(kāi)利用，保證語(yǔ)言描述范圍，確保設(shè)計(jì)和工藝無(wú)聯(lián)系，保證現(xiàn)場(chǎng)、系統(tǒng)編程，確保設(shè)計(jì)保存更為便捷，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)升級(jí)。第三，自動(dòng)化程度較高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)各級(jí)別仿真和調(diào)試，在早期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，防止設(shè)計(jì)工作重疊。另外，設(shè)計(jì)人員能夠省略具體細(xì)節(jié)問(wèn)題，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上能夠集中精力，確保設(shè)計(jì)低成本和高效率。

3EDA技術(shù)的發(fā)展

在電子工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，隨著EDA技術(shù)出現(xiàn)到發(fā)展，主要分為3個(gè)歷史發(fā)展時(shí)期：首先，初級(jí)階段。從1970年開(kāi)始，EDA技術(shù)主要是采取CAD技術(shù)，集成電路具有小規(guī)模特點(diǎn)，在傳統(tǒng)手工圖設(shè)計(jì)時(shí)，因集成電路板、集成電路成本較大，周期較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率不高，主要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)印刷，選擇CAD工具，可實(shí)現(xiàn)布圖布線(xiàn)的二維設(shè)計(jì)和分析，代替了傳統(tǒng)的高重復(fù)性工藝。其次，發(fā)展階段。從1980年開(kāi)始，EDA技術(shù)逐漸發(fā)展完善，集成電路規(guī)模也隨之增大，電子系統(tǒng)的復(fù)雜化，開(kāi)展軟件開(kāi)發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)集成，強(qiáng)化了電路功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，EDA技術(shù)逐漸延伸至半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)。第三，成熟階段。EDA技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展，從1990年開(kāi)始，微電子技術(shù)發(fā)展十分迅猛，一個(gè)芯片集成，就可達(dá)到幾千萬(wàn)、上億晶體管，對(duì)于該技術(shù)現(xiàn)狀，對(duì)EDA技術(shù)要求也隨之提高，促使EDA技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。全球各大公司陸續(xù)研發(fā)EDA系統(tǒng)，開(kāi)展大規(guī)模系統(tǒng)仿真，研究高級(jí)語(yǔ)言技術(shù)和綜合技術(shù)。

4EDA技術(shù)軟件研究

首先，EWB軟件。該軟件技術(shù)是基于PC電子軟件設(shè)計(jì)，具有集成化、仿真分析、原理圖、接口設(shè)計(jì)、文件夾設(shè)計(jì)等幾個(gè)特點(diǎn)。其次，PROTEL軟件。使用該技術(shù)，主要在PROTE199中廣泛運(yùn)用，立足電路原理圖設(shè)計(jì)，采取印刷電路板設(shè)計(jì)和高層次設(shè)計(jì)技術(shù)。近些年來(lái)，EDA技術(shù)開(kāi)發(fā)成為熱門(mén)話(huà)題，得到迅速發(fā)展。在該領(lǐng)域，主要包含高層次模擬和硬件語(yǔ)言描述，是一種高層次綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，EDA技術(shù)朝著更科學(xué)、更高層次設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸發(fā)展。

5EDA技術(shù)作用

首先，使用EDA技術(shù)，可驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)，保證方案正確性。確定設(shè)計(jì)方案后，通過(guò)系統(tǒng)仿真、結(jié)構(gòu)模擬，對(duì)設(shè)計(jì)方案可行性進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)。推廣系統(tǒng)仿真技術(shù)，在非電專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可確定某種新構(gòu)思和新理論設(shè)計(jì)方案。待仿真后，可模擬分析系統(tǒng)各電路結(jié)構(gòu)，對(duì)電路性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確性進(jìn)行判定。其次，使用EDA技術(shù)，可優(yōu)化設(shè)計(jì)電路特性。對(duì)于元器件容差，加上工作環(huán)境溫度變化，會(huì)影響電路穩(wěn)定性。通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，難以全面分析這種影響，也難以完成整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。使用EDA技術(shù)，利用統(tǒng)計(jì)分析、溫度分析功能，處于各種溫度條件下，可分析電路特性，有利于最佳電路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)穩(wěn)定溫度和最佳元件參數(shù)確定，保證電路優(yōu)化設(shè)計(jì)。第三，使用EDA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電路模擬測(cè)試。對(duì)于電子電路設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，包含大量的特性分析、數(shù)據(jù)測(cè)試，由于受測(cè)試儀器精度、測(cè)試手段約束，存在較多測(cè)試問(wèn)題，選擇EDA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)功能的全部測(cè)試。

6EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟

如上文所述，在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，EDA技術(shù)是技術(shù)發(fā)展的重要方向，主要是一種硬件HDL描述語(yǔ)言，對(duì)硬件電路功能、信號(hào)連接、定時(shí)關(guān)系的語(yǔ)言描述。因此，EDA技術(shù)具有較高的自動(dòng)化程度，能夠?qū)崿F(xiàn)并行操作，具有較廣的語(yǔ)言描述范圍，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言公開(kāi)利用，促使整體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于EDA步驟的實(shí)現(xiàn)，主要包含如下方法：首先，文本圖編輯和原理圖修改。通過(guò)圖形編輯器，對(duì)文本、圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)，可充分表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。其次，編譯。通過(guò)編譯器，對(duì)設(shè)計(jì)描述進(jìn)行拍錯(cuò)編譯，通過(guò)設(shè)計(jì)描述，直接轉(zhuǎn)換成特定的文本形式。第三，綜合。在該步驟中，可實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)、硬件實(shí)現(xiàn)性的合二為一，由硬件電路代替軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)HDL綜合器，促使網(wǎng)表文件生成。另外，以門(mén)級(jí)為出發(fā)點(diǎn)，可描述門(mén)電路結(jié)構(gòu)。只要用硬件描述語(yǔ)言將數(shù)字系統(tǒng)的行為描述正確，就可以進(jìn)行該數(shù)字系統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)與制造。第四，行為仿真。通過(guò)設(shè)計(jì)描述網(wǎng)表文件，實(shí)現(xiàn)功能仿真，對(duì)設(shè)計(jì)描述和設(shè)計(jì)意圖是否一致進(jìn)行判定。第五，適配。對(duì)于網(wǎng)表文件，利用布局布線(xiàn)適配器，針對(duì)某一目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，例如邏輯分割優(yōu)化，布局布線(xiàn)，以及底層器件的優(yōu)化配置，等到邏輯映射操作完成之后，EDA軟件可形成多項(xiàng)結(jié)構(gòu)，例如適配報(bào)告、下載文件。第六，功能仿真。在該步驟中，仿真精度非常高，和真實(shí)情況十分接近。第七，下載。如果上述6個(gè)步驟能夠順利實(shí)現(xiàn)，可將適配器文件下載，直接在目標(biāo)芯片中轉(zhuǎn)存。

7電子工程設(shè)計(jì)中EDA技術(shù)的應(yīng)用流程

近些年來(lái)，EDA技術(shù)在各領(lǐng)域不斷深入，涉及醫(yī)療、生物、航天、通信等領(lǐng)域，然而，EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用最為突出，通過(guò)EDA技術(shù)，利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試，保證技術(shù)支持?？梢哉f(shuō)，EDA技術(shù)的運(yùn)用，主要是電路特性?xún)?yōu)化和電路設(shè)計(jì)仿真。EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，主要應(yīng)用流程如下：首先，源程序。在一般情況下，在電子工程設(shè)計(jì)時(shí)，主要是利用EDA器件軟件，通過(guò)圖形編輯器，展示文本、圖形。不論是文本編輯器，或圖形編輯器，均需依靠EDA工具編譯、排錯(cuò)，方可實(shí)現(xiàn)文件格式轉(zhuǎn)化，保證了邏輯綜合分析。輸入源程序之后，即可實(shí)現(xiàn)仿真器仿真。其次，邏輯綜合。輸入源程序之后，利用VHDL格式轉(zhuǎn)化，即可進(jìn)入邏輯綜合分析流程，利用綜合器，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)高級(jí)指令，實(shí)現(xiàn)高級(jí)向?qū)哟屋^低語(yǔ)言轉(zhuǎn)化，即邏輯綜合。在邏輯綜合過(guò)程中，可將其看作電子設(shè)計(jì)的目標(biāo)優(yōu)化流程，輸入文件到仿真器后，實(shí)現(xiàn)仿真操作，確保功效、結(jié)果一致性。第三，時(shí)序仿真。邏輯綜合適配后，進(jìn)入到時(shí)序仿真環(huán)節(jié)，時(shí)序仿真是利用適配器、布線(xiàn)器，通過(guò)適當(dāng)手段，將VHDL文件傳輸至仿真器內(nèi)，逐漸開(kāi)始部分仿真。因VHDL仿真器的使用，需考慮器件特性，在適配之后，時(shí)序仿真結(jié)果比較精確。第四，仿真分析。明確了電子工程設(shè)計(jì)方案，通過(guò)結(jié)構(gòu)模擬、系統(tǒng)仿真方法，對(duì)方案可行性、合理性進(jìn)行研究分析。通過(guò)EDA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)傳遞，建立數(shù)學(xué)模型開(kāi)展仿真分析。使用該系統(tǒng)仿真技術(shù)，可應(yīng)用到其他非電專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)中，在理論驗(yàn)證、方案構(gòu)思中能夠正確運(yùn)用。

8結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)代技術(shù)逐漸革新，促使EDA技術(shù)領(lǐng)域朝著更高層次推廣、開(kāi)發(fā)，且成效非常顯著。在本篇文章中，筆者詳細(xì)分析、研究了EDA技術(shù)的基本信息。根據(jù)研究表明，在我國(guó)電子工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，EDA技術(shù)的運(yùn)用是一種技術(shù)推動(dòng)和變革，基于EDA技術(shù)的電子產(chǎn)品，其使用性能、專(zhuān)業(yè)化程度明顯高于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。因此，在電子工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使用EDA技術(shù)，可明顯提升工作效率，優(yōu)化電子產(chǎn)品，拓展產(chǎn)品附加值，EDA技術(shù)發(fā)展方向的高層次自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)必將取得更輝煌的成績(jī)。無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技•設(shè)計(jì)分析

作者：陳瑾 單位：徐州工程學(xué)院

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篇10

“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)（理論教學(xué)64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)）使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接，在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點(diǎn)講授集成運(yùn)放組成的各種信號(hào)運(yùn)算、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生電路，并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級(jí)的分析與設(shè)計(jì)能力。理論教學(xué)應(yīng)簡(jiǎn)化器件內(nèi)部機(jī)理的介紹，弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶，強(qiáng)化器件的組合應(yīng)用與接口擴(kuò)展機(jī)制，加強(qiáng)主流新技術(shù)的探討；實(shí)踐教學(xué)應(yīng)重點(diǎn)引入研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教材《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》。目前，多媒體教學(xué)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的發(fā)展使得教學(xué)輔助軟件能夠融入課堂，為學(xué)生豐富的探索和實(shí)踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學(xué)輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計(jì)算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎(chǔ)上，筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學(xué)生進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的前提，建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式，以保證研究型教學(xué)落到實(shí)處。

教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)

1.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平善課程體系

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，世界各國(guó)高校都在大力開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用，然而海量的數(shù)字化資源會(huì)使學(xué)生感到無(wú)所適從。為此，筆者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源，與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件，網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國(guó)家級(jí)電子技術(shù)精品課程和國(guó)際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)還提供與課程相關(guān)的在線(xiàn)輔導(dǎo)答疑，并通過(guò)微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)方式開(kāi)展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專(zhuān)題討論，并讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利與應(yīng)用，撰寫(xiě)調(diào)研報(bào)告，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。

2.將EDA仿真演示融入理論教學(xué)

EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，改變了以變量估算和硬件實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。在理論教學(xué)中引入重點(diǎn)內(nèi)容的EDA仿真演示，有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的拓展，并為實(shí)踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時(shí)與場(chǎng)所限制，教師需要在備課時(shí)充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同，精心設(shè)計(jì)演示范例與互動(dòng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考，由學(xué)生得出結(jié)論，并事先做好演示范例的中間版本以便重點(diǎn)演示關(guān)鍵步驟。例如，筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號(hào)波形、頻率響應(yīng)特性的異同，學(xué)生通過(guò)直觀(guān)的比較加深了對(duì)負(fù)反饋?zhàn)饔玫睦斫狻４送?，筆者在布置書(shū)面作業(yè)時(shí)還鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)作業(yè)中的疑難問(wèn)題進(jìn)行仿真，并在作業(yè)本上寫(xiě)出心得體會(huì)。

3.強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維

現(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路，很少涉及如何由各種元器件通過(guò)某種聯(lián)結(jié)組成一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實(shí)際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用，并給出簡(jiǎn)圖；之后課程中每一個(gè)新內(nèi)容都會(huì)回到系統(tǒng)簡(jiǎn)圖上來(lái)，逐漸深化、細(xì)化，并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例，這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念，而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下，學(xué)生對(duì)各種電路無(wú)須精確的理論計(jì)算，但要掌握近似估算的方法，弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接，堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維，強(qiáng)化以集成運(yùn)放為基礎(chǔ)的知識(shí)體系，使學(xué)生建立系統(tǒng)觀(guān)念、工程觀(guān)念，學(xué)會(huì)定性分析與辯證的思維方法。

多層次的實(shí)踐教學(xué)

1.利用Multisim軟件開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)

研究型教學(xué)是理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)條件的限制，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，利用EDA軟件開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足。目前EDA軟件的種類(lèi)很多，其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件，特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生可以通過(guò)這些儀器觀(guān)察電路的運(yùn)行狀態(tài)，查看電路的仿真結(jié)果，許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實(shí)際的測(cè)量?jī)x器類(lèi)似。因此，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是首先在EDA實(shí)驗(yàn)室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之前，筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究，再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室通過(guò)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的硬件操作。虛擬實(shí)驗(yàn)和硬件實(shí)驗(yàn)不可重此輕彼，而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)課件的演示減少講解時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間用于實(shí)際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的重要部分，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。

2.重視綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)

研究型教學(xué)需要一種類(lèi)似科學(xué)研究的氛圍以及一對(duì)一的師生互動(dòng)。綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)能夠較好地彌補(bǔ)理論教學(xué)大班授課的不足。有限的學(xué)時(shí)在一定程度上制約了實(shí)踐教學(xué)的深入開(kāi)展，為此筆者壓縮了前期驗(yàn)證型基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，在實(shí)驗(yàn)課程的后期安排了三次融合整學(xué)期知識(shí)點(diǎn)的綜合實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計(jì)則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題，要求學(xué)生從查閱資料開(kāi)始自主進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真分析，經(jīng)教師審查后方可選購(gòu)器件，安裝調(diào)試電路，測(cè)量各種參數(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，提出改進(jìn)意見(jiàn)，并根據(jù)規(guī)范格式書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，完成一次較完整的工程研究訓(xùn)練。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步拓展課程設(shè)計(jì)內(nèi)容并發(fā)表科技小論文，在課程設(shè)計(jì)中表現(xiàn)突出的學(xué)生將被選拔參加各種課外科技活動(dòng)和競(jìng)賽。

結(jié)束語(yǔ)