電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)精選(九篇)

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第1篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程群 教學(xué)改革 教學(xué)成效

現(xiàn)今的時代是信息化的時代，信息化的特征就是對所有信息進行數(shù)字化的處理，并由此構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)。所謂數(shù)字系統(tǒng)，即對數(shù)字信息進行傳送、加工、處理的電子設(shè)備。一個數(shù)字系統(tǒng)既可能是一個小而簡單的，又可能是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，如：數(shù)字鐘是一個數(shù)字系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是一個數(shù)字系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，采用傳統(tǒng)設(shè)計手段完成復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計越來越力不從心。以FPGA/CPLD為代表的大規(guī)模集成可編程邏輯器件（PLD）和電子設(shè)計自動化（EDA Electronic Design Automation）設(shè)計方法，代表著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展方向。

重慶郵電大學(xué)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程群教學(xué)團隊從培養(yǎng)能在通信與信息領(lǐng)域從事科學(xué)研究、工程設(shè)計、設(shè)備制造等高級工程技術(shù)人才的目的出發(fā)，經(jīng)過多年的實踐和總結(jié)，提出了層次型的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程體系，完善了數(shù)字系統(tǒng)系列課程內(nèi)容，理順了課程之間的銜接，提出了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計系列課程的建設(shè)要體現(xiàn)三個特性：理論體系的系統(tǒng)性、學(xué)科知識的前沿性和工程實踐的應(yīng)用性，并已將課程改革寫入專業(yè)的培養(yǎng)方案，在2011年9月獲得重慶市優(yōu)秀教學(xué)團隊的稱號。

1.構(gòu)建系統(tǒng)的課程體系。

教學(xué)團隊以現(xiàn)代設(shè)計手段和方法為主線，重塑了教學(xué)課程體系，構(gòu)建了以經(jīng)典數(shù)字電路課程教學(xué)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用和設(shè)計課程教學(xué)為提升的理論和實踐教學(xué)課程相融合的體系結(jié)構(gòu)，在經(jīng)典數(shù)字電路教學(xué)中注重理論體系的邏輯性，在電子技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中強調(diào)學(xué)科知識的前沿性和工程實踐的應(yīng)用性。具體層次見圖1。

圖1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程體系圖

1.1注重數(shù)字電路基礎(chǔ)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)課程素養(yǎng)。

“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)經(jīng)典電路的分析設(shè)計方法的課程，因此，課程的教學(xué)以構(gòu)筑學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)為主線、訓(xùn)練邏輯思維能力為主體。

針對不同專業(yè)培養(yǎng)要求，數(shù)電課程在理論和實驗教學(xué)上采取了不同教學(xué)方法和手段，如：通信與信息類專業(yè)側(cè)重系統(tǒng)級應(yīng)用，實驗以綜合設(shè)計為主；計算機類側(cè)重外部邏輯關(guān)系和可編程PLD、淡化內(nèi)部電路原理，實驗以應(yīng)用為主；自動化類側(cè)重控制觀念和電氣特性，重視A/D、D/A內(nèi)容，實驗以應(yīng)用控制型為主。

針對我校通信學(xué)院和光電學(xué)院強化班學(xué)生的特點和教學(xué)要求，教學(xué)團隊開展了數(shù)電課程的雙語教學(xué)，旨在讓學(xué)生提前掌握專業(yè)詞匯，提高閱讀外文文獻(xiàn)和自學(xué)現(xiàn)代電子技術(shù)的能力。自2005年在光電學(xué)院強化班進行試點開始，至今已送出6屆1000多名學(xué)生。

1.2強化現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。

由“可編程邏輯器件與應(yīng)用”、“單片機原理與應(yīng)用”、“電子設(shè)計自動化”、“DSP原理與應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計”、“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真”6門課程構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計方法和理論層次。該層次以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力為目標(biāo)，在課程內(nèi)容的具體設(shè)置中，教學(xué)團隊提出開放的思路、打破單一課程限制。如：在數(shù)字電路實驗教學(xué)時間內(nèi)，有步驟地推進FPGA初級應(yīng)用訓(xùn)練（原理圖的設(shè)計訓(xùn)練）；在FPGA教學(xué)時間內(nèi)，有目的地聯(lián)系數(shù)字信號處理、通信原理等專業(yè)背景課程，強化FPGA在數(shù)字系統(tǒng)、通信領(lǐng)域等各方面的應(yīng)用能力。

其中，“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真”為重點建設(shè)課程，課程涵蓋知識面廣泛，強調(diào)系統(tǒng)綜合性設(shè)計。特別根據(jù)電子競賽相關(guān)內(nèi)容模塊，添加了電源設(shè)計、信號源設(shè)計等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識進行實用數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力。

2.采取多樣化的教學(xué)方法和手段，增強教學(xué)效果。

2.1形象、生動的理論教學(xué)方法。

通過長期的教學(xué)研討，團隊形成了案例教學(xué)法、比喻教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法、思維訓(xùn)練法等多種方法綜合使用的教學(xué)方法，極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性和興趣。以“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”課程為例，談?wù)劯鞣N教學(xué)方法。

2.1.1案例教學(xué)法。如數(shù)字電路課程教學(xué)中，學(xué)完組合邏輯與觸發(fā)器后，以三人搶答器為例，先從組合邏輯電路的設(shè)計入手，分析其功能，找出其缺陷，再添加觸發(fā)器，改進其功能，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生設(shè)計電路和改進電路的意識和愿望；在講了組合邏輯電路的競爭冒險之后，以MULTISM為仿真軟件，演示組合邏輯電路競爭冒險的險象及消除方法，要求學(xué)生課后查找資料，提交仿真作業(yè)；在講完計數(shù)器后，以電子鐘設(shè)計為例，串講前面所講的譯碼器、計數(shù)器、數(shù)碼管，極大地調(diào)動了學(xué)生的興趣。

2.1.2比喻教學(xué)法。在講卡諾圖化簡時以“擒賊先擒王”來說明圈圈得越大越好；“不打落水狗”來說明保證每個圈中至少有一個小方格不被重復(fù)圈過。

2.1.3啟發(fā)教學(xué)法。觸發(fā)器的講解過程中，從RS觸發(fā)器入手，講其特點、優(yōu)點，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其電路的缺點，從而提出改進電路鐘控RS觸發(fā)器，再進一步分析其電路優(yōu)點和缺點，進一步啟發(fā)學(xué)生提出改進電路，引出鐘控JK觸發(fā)器、鐘控D觸發(fā)器，進一步引出主從觸發(fā)器。隨著電路一步一步地改進，又會帶來新的問題，引發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此時，再以人生哲理為例，引發(fā)學(xué)生從電子技術(shù)的改進過程中思考人生。

2.1.4思維訓(xùn)練法。在講中規(guī)模計數(shù)器設(shè)計任意模值的計數(shù)器過程中，以畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖為工具，引導(dǎo)學(xué)生從復(fù)位法、置位法及進位輸出置最小數(shù)、級聯(lián)等多種方法設(shè)計電路，實現(xiàn)學(xué)生設(shè)計電路的思維訓(xùn)練，從而完成數(shù)字電路時序邏輯電路設(shè)計教學(xué)任務(wù)——任意模制的計數(shù)器均可實現(xiàn)。

2.2以自學(xué)為主的實驗教學(xué)方法。

為了加強學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計能力以及工程實踐能力，團隊經(jīng)過多年的摸索，對數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計系列課程實驗教學(xué)進行了大力度的改革。

2.2.1加大實驗課時，調(diào)整理論、實驗課時所占比例。如數(shù)字電路與邏輯設(shè)計（56學(xué)時理論+24學(xué)時實驗）、可編程邏輯器件與應(yīng)用（16學(xué)時理論+16學(xué)時實驗）、嵌入式系統(tǒng)（16學(xué)時理論+16學(xué)時實驗）、DSP原理與應(yīng)用（20學(xué)時理論+20學(xué)時實驗）、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真（30學(xué)時理論+26學(xué)時實驗）。

2.2.2從2006年開始我們通過中央與地方共建資金、學(xué)校撥款、企業(yè)捐助的方式，建立了基礎(chǔ)教學(xué)平臺和開放實驗教學(xué)基地兩級實驗教學(xué)平臺。實驗教學(xué)上采取傳統(tǒng)實驗與開放實驗相結(jié)合的形式。教師講授基礎(chǔ)入門知識，除必須完成的實驗項目外，學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況自行安排實驗時間、實驗內(nèi)容。

以“可編程邏輯器件與應(yīng)用”課程為例，必做實驗包括：QUARTUSⅡ簡介與應(yīng)用、帶使能端的計數(shù)器的設(shè)計、數(shù)控分頻器的設(shè)計等，采用傳統(tǒng)實驗方式，由教師講授基本原理和設(shè)計思路，學(xué)生按部就班完成。該部分實驗要求學(xué)生主動性較少，主要目的在于設(shè)計流程、軟件開發(fā)、硬件平臺的掌握。選作實驗包括：基于LPM-ROM的四位乘法器設(shè)計、序列檢測器的設(shè)計、數(shù)碼管掃描顯示電路、硬件電子琴設(shè)計、數(shù)字頻率計的設(shè)計等。學(xué)生還可以自行擬定題目，與教師商量后進行。該部分實驗采用開放實驗教學(xué)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，強調(diào)學(xué)生的實踐精神和動手設(shè)計能力。

3.日常教學(xué)與科技活動有機融合

教學(xué)團隊把相關(guān)課程與各類課外創(chuàng)新活動結(jié)合起來，多渠道促進學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

首先，我們從課程學(xué)習(xí)中選擇優(yōu)秀的學(xué)生進行進一步的培訓(xùn)。建立系統(tǒng)化的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)體系和開放實驗教學(xué)，能夠提升多數(shù)學(xué)生創(chuàng)新能力和一定的電子設(shè)計和應(yīng)用能力，具有參加各類科技活動最基本的素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，選拔條件更加出眾的學(xué)生進行后續(xù)的集中培訓(xùn)。

其次，根據(jù)各屆競賽的題目和要求修改課程教學(xué)內(nèi)容。例如：在“EDA”、“可編程邏輯器件與應(yīng)用”等課程會根據(jù)的新技術(shù)的發(fā)展增加相應(yīng)的技術(shù)講座。“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真”為新開設(shè)課程，重點在于系統(tǒng)性應(yīng)用綜合知識，在基本模塊講完后，進行綜合性實際項目的設(shè)計，其中就包括精心選擇的各類電子競賽試題。各類科技活動對推動課程教學(xué)的各項改革起到了促進作用。

最后，我們與中國電子協(xié)會合作，進行全國電子設(shè)計工程師認(rèn)證培訓(xùn)。多渠道提升學(xué)習(xí)動力，營造科技氛圍。

4.建設(shè)高水平師資隊伍

我校通過引進、國內(nèi)外進修培訓(xùn)，以及采用“以科研促教學(xué)”、“以科技競賽促師資隊伍”、“理論實踐教學(xué)雙肩挑”的模式，加快教師隊伍的成長，形成了一支以中青年為主，職稱、學(xué)歷和知識結(jié)構(gòu)合理的教師隊伍。教學(xué)團隊在特色專業(yè)建設(shè)，教學(xué)方法與手段改革，精品課程建設(shè)，教材建設(shè)（自編教材12本），自制實驗設(shè)備（自行研發(fā)設(shè)備6項），尤其是指導(dǎo)學(xué)生課外科技活動、組織和參加各種科技競賽等方面取得了很大的成績，具有較強的示范作用。

5.結(jié)語

數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計系列課程的教學(xué)改革獲得了較大的成功，課堂教學(xué)成效得到了顯著的提升，尤其在課外科技競賽方面取得了豐碩的成果。2005年以來，教學(xué)團隊教師指導(dǎo)參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，獲得全國一等獎2項、二等獎2項，重慶市一等獎6項、二等獎5項。2008年以來，參加重慶市盛群單片機電子設(shè)計大賽，獲得創(chuàng)意獎1項、一等獎3項、二等獎7項、三等獎5項。2010年，參加“高教社&XILINX杯”重慶市大學(xué)生電子設(shè)計競賽本科組7人獲得二等獎、2人獲得三等獎；參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，獲得全國二等獎2項、三等獎1項，重慶賽區(qū)一等獎2項。人才的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)而艱巨的工程，我們?nèi)孕枰粩嗟靥剿?，尋求如何不斷提升學(xué)生的綜合設(shè)計能力與實踐能力。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

一、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)的特點

電子設(shè)計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設(shè)計、電路測試與驗證、版圖設(shè)計、PCB板開發(fā)等各個不同的應(yīng)用范圍。而當(dāng)前“電子設(shè)計自動化”課程設(shè)置多數(shù)側(cè)重電路設(shè)計部分，即采用硬件描述語言設(shè)計數(shù)字電路。因此，該課程的教學(xué)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(xué)過程中需要把電子設(shè)計自動化所包含的各個不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生了解，從而使學(xué)生從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設(shè)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(xué)過程中緊抓電路設(shè)計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設(shè)計硬件電路，使學(xué)生具備電路設(shè)計的具體技能，并能夠應(yīng)用于實踐和工作當(dāng)中。

2.突出硬件電路設(shè)計的概念

在眾多高校開設(shè)的“電子設(shè)計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學(xué)習(xí)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(xué)過程中首先要讓學(xué)生明白這門語言與前期所學(xué)的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設(shè)計及制造過程，讓學(xué)生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設(shè)計的概念貫穿整個教學(xué)過程。

3.理論與實踐并重

“電子設(shè)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(xué)效果。在理論學(xué)習(xí)中要突顯語法要點和電路設(shè)計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設(shè)計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)方法總結(jié)

良好的教學(xué)方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設(shè)計自動化”課程的教學(xué)特點，筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)方法。

1.以生動的形式帶領(lǐng)學(xué)生進入電子設(shè)計自動化的世界

電子設(shè)計自動化對學(xué)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(lǐng)域產(chǎn)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(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù)，讓學(xué)生更直觀地了解電子設(shè)計自動化。由于電子設(shè)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(nèi)容來讓學(xué)生了解這個領(lǐng)域。從學(xué)生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設(shè)計到制造過程”的視頻，讓學(xué)生了解集成電路設(shè)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(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細(xì)講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中，通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實現(xiàn)的當(dāng)前比較主流的產(chǎn)品及其應(yīng)用，提高學(xué)生對EDA的具體認(rèn)識。這些方法不僅使學(xué)生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應(yīng)的了解，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠踴躍地投入到“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)中。

2.以實例展開理論教學(xué)

“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學(xué)習(xí)對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUSII為學(xué)習(xí)對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學(xué)習(xí)對象）。硬件描述語言的學(xué)習(xí)屬于理論學(xué)習(xí)部分，是重中之重。對于一門編程語言的學(xué)習(xí)來說，語法和編程思想是學(xué)習(xí)要點。在傳統(tǒng)的編程語言學(xué)習(xí)的過程中，通常都是將語法作為主線，結(jié)合語法實例逐漸形成編程思想。這種學(xué)習(xí)方法會使學(xué)生陷入到學(xué)編程語言就是學(xué)習(xí)語法的誤區(qū)中，不僅不能學(xué)到精髓，還會因為枯燥乏味而產(chǎn)生厭倦感。如何能使學(xué)生既能掌握電路設(shè)計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學(xué)難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學(xué)習(xí)作為教學(xué)主線，在理論學(xué)習(xí)過程中，以具體電路實例為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)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(guī)則。由于整個過程中學(xué)生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學(xué)習(xí)就顯得不那么突兀，也不會產(chǎn)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(xué)過的語法現(xiàn)象，以避免學(xué)生遺忘，以此讓學(xué)生明白，學(xué)習(xí)編程語言的真正目的是為了應(yīng)用于電路設(shè)計。通過一些實踐，學(xué)生體會到語言學(xué)習(xí)的成就感，進一步提高了學(xué)習(xí)興趣，此方法收到了良好的教學(xué)效果。

3.將硬件電路設(shè)計的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學(xué)生由于不了解硬件描述語言的特點，在學(xué)習(xí)過程中很容易將之前所學(xué)的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應(yīng)用于VHDL語言的學(xué)習(xí)過程中，這對于掌握硬件電路設(shè)計的實質(zhì)有非常大的阻礙。因此，在教學(xué)過程中，從最初引入到最后設(shè)計電路，都要始終將硬件電路設(shè)計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應(yīng)用實例時，需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系，并強調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路，不完整的if語句將產(chǎn)生時序電路，如果應(yīng)用不當(dāng)，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(xué)生更深刻地理解不同的if語句對應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)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(qū)別卻決定了兩個程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。（1）綜合的結(jié)果是一個時序電路，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如圖1所示。而（2）綜合的結(jié)果是一個純組合電路，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學(xué)生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強化硬件電路設(shè)計的思想，可以促使學(xué)生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設(shè)計風(fēng)格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設(shè)計工程師。

4.通過實踐拓展強化學(xué)生動手能力

“電子設(shè)計自動化”是一門實用性很強的課程，學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計和調(diào)試的能力，因此在教學(xué)中需要不斷地用實踐訓(xùn)練來強化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識，并使他們達(dá)到能夠獨立設(shè)計較復(fù)雜硬件電路的能力。筆者在教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生將課程實踐和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容相結(jié)合的方法，讓學(xué)生強化實踐能力，收到了良好的效果。學(xué)習(xí)“電子設(shè)計自動化”課程的學(xué)生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)開始進入選題，開始了初步設(shè)計的過程。筆者先在實驗課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設(shè)計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學(xué)生體會電子設(shè)計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實踐小團隊，讓每組學(xué)生共同完成一個較復(fù)雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計對接。其中大部分同學(xué)通過這些訓(xùn)練都可以掌握硬件電路設(shè)計的基本方法和流程，有一部分同學(xué)還能設(shè)計出比較出色的作品。此過程不僅讓學(xué)生體會到了學(xué)習(xí)知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。

第3篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

電子設(shè)計類實踐課程的教學(xué)目的是要學(xué)生掌握電子電路的基本設(shè)計方法、驗證方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。本文以交通燈控制電路為例，介紹了電子電路的一般設(shè)計方法。設(shè)計過程中使用Multisim軟件對理論設(shè)計結(jié)果進行電路仿真，并對結(jié)果進行了分析。通過驗證，該交通燈可以實現(xiàn)現(xiàn)有道路十字路口的交通指揮功能，具有較高的可靠性和一定的實用性。使用Multisim軟件進行電路的設(shè)計和仿真，不僅省時，而且可以節(jié)約大量的實驗資源，而且可以給枯燥的課堂教學(xué)提供生動的教學(xué)演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】

Multisim；交通燈；電子設(shè)計；仿真

電子設(shè)計實踐是我校開設(shè)的一系列電子技術(shù)實踐類課程，包括電子技術(shù)課程設(shè)計、電子技術(shù)綜合訓(xùn)練等。課程要求學(xué)生應(yīng)用電子技術(shù)課程所學(xué)理論知識進行電子電路的綜合設(shè)計，完成電路仿真、圖紙繪制與實際電路的焊接等。重視理論與實踐教學(xué)相結(jié)合是學(xué)好此類課程的一個重要方法[1]。因此，就要求學(xué)生在完成理論學(xué)習(xí)之后，要進行系統(tǒng)的實驗驗證與綜合設(shè)計，對所學(xué)知識從“系統(tǒng)”的角度進行完善，從而促進學(xué)生對動手、分析和解決問題的能力培養(yǎng)。電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，各種新型電子器件、電子電路日新月異，僅靠現(xiàn)有實驗條件將無法滿足電子設(shè)計實踐課程中電子電路的設(shè)計和調(diào)試要求[2]，對于這樣一類學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果而言，無疑將受到很大影響，甚至在一定程度上影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。NI公司的Multisim軟件具有強大的電路分析和電路仿真等基礎(chǔ)功能，并且界面友好、生動，將其虛擬的設(shè)計環(huán)境引入到理論與實踐教學(xué)中，對解決這一問題有著較強的實踐意義。

1Multisim軟件概述

Multisim13是美國NI公司推出的最新電路設(shè)計與仿真工具軟件，與早期版本相比，其性能提升的同時，用戶可以根據(jù)自己的需求自定義儀器；仿真時的虛擬信號可以通過計算機輸出到實際的硬件電路上；實際硬件電路的結(jié)果可通過數(shù)據(jù)線傳輸回計算機進行分析、處理。Multisim13仿真軟件主要可以完成電路原理圖設(shè)計、仿真分析等功能，可對實際模擬/數(shù)字電路及模數(shù)混合電路進行有效的設(shè)計與仿真分析。用戶可以通過其人性化的界面，使用其龐大的虛擬器件、儀表庫，進行絕大部分的電子電路設(shè)計與仿真，各種虛擬儀表非常逼真地與電路原理圖放置在同一操作界面上進行各項參數(shù)和波形的測試，以圖形化的方式消除了傳統(tǒng)電路仿真的復(fù)雜性，幫助教育工作者、學(xué)生和工程師使用先進電路分析技術(shù)。同時，該軟件可將電路原理圖轉(zhuǎn)換輸出至PCB設(shè)計界面，進行相應(yīng)的電子電路制板操作[4]。因此，利用Multisim13進行電子電路設(shè)計類課程教學(xué)時，學(xué)生可在虛擬環(huán)境中完成原理圖設(shè)計，包括元件的選擇、創(chuàng)建，電路參數(shù)的調(diào)整以及仿真結(jié)果的分析等環(huán)節(jié)，仿真過程中，可以隨時對設(shè)計結(jié)果進行修正，并利用虛擬的測試儀表進行相關(guān)電路特性的測試[5,6]；完成理論設(shè)計之后，即可采購元件，進行電路的安裝、調(diào)試，優(yōu)化了電路設(shè)計過程，且可以保證達(dá)到設(shè)計要求。

2簡易交通燈信號控制電路設(shè)計

本文以一簡易交通燈信號控制電路為例，說明Multisim13在電子設(shè)計課程中應(yīng)用。該交通燈電路具體功能要求如下：（1）十字路口車輛東西-南北方向交替通行，通行時間一致且可在電路中設(shè)置、修改；（2）變換通行車道前，要求當(dāng)前通行車道黃燈閃爍亮燈5s，每秒一次；（3）亮燈時間均采用LED倒計時的方法顯示。

2.1主要單元電路器件的選擇

2.1.1計數(shù)單元的選擇由設(shè)計要求可知，所有亮燈時間均需要采用LED顯示器進行倒計時顯示，因此本文采用同步十進制可逆計數(shù)器74LS190N構(gòu)成所需模態(tài)的減計數(shù)器。在Multisim設(shè)計界面，使用快捷鍵Ctrl+W調(diào)出放置元件對話框，在彈出的對話框中的Group欄中選擇TTL，F(xiàn)amily欄中選擇74LS系列，并在Component欄中找到“74LS190N”并選中，點擊“確定”即可放置所需的計數(shù)器元件。設(shè)計中，設(shè)置撥碼開關(guān)，可按要求改變預(yù)置數(shù)的數(shù)值。

2.1.2邏輯切換控制單元由設(shè)計要求可知，紅、黃、綠三色交通燈需要在計時過程中實現(xiàn)有規(guī)律的切換，且紅色和綠色LED燈都需要保持顯示一定的時間，黃燈則為閃爍5s，每秒一次。設(shè)計中采用雙JK觸發(fā)器“7473N”實現(xiàn)輸出狀態(tài)保持，并配合門電路實現(xiàn)三色燈轉(zhuǎn)換邏輯。在Multisim設(shè)計界面，使用快捷鍵Ctrl+W調(diào)出放置元件對話框，在彈出的對話框中的Group欄中選擇TTL，F(xiàn)amily欄中選擇74STD系列，并在Component欄中找到“7473N”并選中，點擊“確定”即可放置所需的觸發(fā)器元件。

2.2交通燈信號控制電路系統(tǒng)設(shè)計簡易交通燈信號控制電路系統(tǒng)的總體設(shè)計結(jié)果如圖1所示。在Multisim電路設(shè)計界面，放置如圖1所示所有需要的元件。電路運行仿真時，假設(shè)東西方向綠燈亮、南北方向紅燈亮，通行時間45s通過上方LED倒計時顯示。時間顯示數(shù)字“5”時，東西方向車道（當(dāng)前通行車道）的綠燈切換為黃燈，每秒閃爍亮燈一次，以此提醒司機通行時間將結(jié)束，請減速緩行并停車；倒計時結(jié)束1s后，LED倒計時顯示預(yù)置的通行時間45s，通行車道切換完成。如此循環(huán)，實現(xiàn)十字路通信號燈的循環(huán)切換控制。通行時間可由用戶通過撥碼開關(guān)自行設(shè)置（范圍1~99），具體運行效果同前。為了便于快速仿真，電路中的時鐘信號頻率為1kHz，實際電路制作時，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的時鐘信號產(chǎn)生電路，以便產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒信號。

3結(jié)論

通過Multisim軟件實現(xiàn)此類電路的設(shè)計時，學(xué)生可以直觀的看到設(shè)計結(jié)果，并且可以隨時對設(shè)計中的問題進行修改，大大縮減電路設(shè)計周期，且避免利用實物進行實驗時的不必要浪費，節(jié)約成本。在多媒體教學(xué)演示過程中，電路的分析過程清晰、直觀、形象、生動，使教學(xué)過程中寓教于樂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。我們還利用該軟件對電子技術(shù)類課程進行傳統(tǒng)教學(xué)模式改革，使實踐與理論有機結(jié)合，有效提高學(xué)生在電子電路問題的分析、設(shè)計中的應(yīng)變能力，提高學(xué)生的實踐興趣和創(chuàng)新精神，同時也有效提高了電子設(shè)計類課程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]晏湧,藍(lán)波.“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法在模擬電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2010(11):253-254.

[2]張亞君,陳龍,牛小燕.Multisim在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25(8):108-110,114.

[3]劉君,楊曉蘋,呂聯(lián)榮,等.Multisim11在模擬電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索,2013,32(2):95-98.

[4]沙春芳.Multisim10在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(3):125-126.

[5]雷躍,譚永紅.用Multisim10提升電子技術(shù)實驗教學(xué)水平[J].實驗室研究與探索,2009,28(4):24-27.

第4篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

    在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)中最大的特點和成功就是在于以學(xué)生為主體,以興趣為導(dǎo)師,以項目實踐為主、教師輔導(dǎo)為輔的學(xué)習(xí)鍛煉模式。在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)實驗室經(jīng)常可見學(xué)生自主學(xué)習(xí)自由討論,學(xué)生在“做中學(xué)”“學(xué)中做”,真正提高了學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐意識。這種模式下學(xué)生學(xué)習(xí)主動刻苦,學(xué)生的自信心、實踐能力得以提高;創(chuàng)新實踐意識得以建立和培養(yǎng)。本科實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課程設(shè)置和實驗教學(xué)內(nèi)容相對比較老化,缺乏靈活性,且書本知識與實踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系相對單一,實踐內(nèi)容多為課本理論知識的測試性、驗證性、模仿性內(nèi)容,學(xué)生對理論知識的融會貫通能力幾乎沒有,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及積極性相對比較差;同時,大學(xué)本科學(xué)院由于經(jīng)費有限,實驗條件、實驗技術(shù)更新能力不夠,對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視度不夠,在傳統(tǒng)實踐教學(xué)理念缺乏對學(xué)生工程實踐素質(zhì)和實際解決問題能力的培養(yǎng)。借鑒電子設(shè)計競賽培訓(xùn)模式,在本科實踐教學(xué)中實現(xiàn)本科實踐教學(xué)內(nèi)容的融合。以工程實踐素質(zhì)培養(yǎng)為主線,改革原有的基礎(chǔ)實踐課程電工電子技術(shù)實驗,如電路與電子技術(shù)實驗、微機原理實驗、單片機實驗、EDA實驗以及電子綜合設(shè)計實驗等,在內(nèi)容體系上實現(xiàn)工程實踐訓(xùn)練培養(yǎng)模式。電子專業(yè)類本科實踐教學(xué)經(jīng)過多年的改革基本大多形成了電子基礎(chǔ)類實驗—電子專業(yè)類實驗—電子綜合類實踐三個層次。為充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性,在課程內(nèi)容和實踐手段上跟進新思維新技術(shù)新發(fā)展,從基礎(chǔ)類實驗環(huán)節(jié)開始就建立學(xué)生工程實踐鍛煉的思路,引導(dǎo)學(xué)生工程實踐創(chuàng)新意識和實踐動手能力的培養(yǎng)。1在基礎(chǔ)類實踐教學(xué)中,以內(nèi)容多樣實用性實驗代替內(nèi)容單一驗證性實驗,減少驗證型實驗內(nèi)容,增加與工程實踐緊密相關(guān)聯(lián)的實驗內(nèi)容,如電源設(shè)計、濾波電路、選頻網(wǎng)絡(luò)實驗等。對理論性驗證實驗如戴維南定理疊加定理等實驗進行刪減,增加變壓器的實驗。簡化理論推導(dǎo)計算,強化學(xué)生安裝、調(diào)試能力,同時加強實驗方法重要性的指導(dǎo)和實驗報告書寫規(guī)范的指導(dǎo)。2在專業(yè)類實踐教學(xué)中,加強理論對實驗的指導(dǎo)作用,強調(diào)參數(shù)對實驗結(jié)果的影響,加強專業(yè)技術(shù)術(shù)語參數(shù)的含義講解。同時為貫通學(xué)生軟硬件設(shè)計和軟件編程能力,將專業(yè)類實踐教學(xué)課程進行融合,如微機原理實驗課程與C語言課程的融合、單片機實驗課程與傳感器技術(shù)課程的融合、實現(xiàn)軟硬件聯(lián)合調(diào)試與分析,還可以進行功能擴展,指引學(xué)生“學(xué)中做”。3在綜合性實踐教學(xué)中,借鑒電子設(shè)計大賽的模式與內(nèi)容,在原有基礎(chǔ)上增加綜合性、應(yīng)用性較強的實踐環(huán)節(jié)(課程設(shè)計、實訓(xùn)、電子綜合實驗等,加強工程項目實踐的鍛煉。以提升實驗內(nèi)容的綜合性、實用性、系統(tǒng)性為前提,實時融入當(dāng)前最新技術(shù)新知識,不但能增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,同時增強學(xué)生工程實踐意識,提高學(xué)生工程實踐素質(zhì)和解決實際問題的能力,指引學(xué)生“做中學(xué)”。與電子設(shè)計大賽培訓(xùn)相比,本科實踐教學(xué)環(huán)節(jié)側(cè)重點是引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,教師的“教”更多是“引導(dǎo)、誘導(dǎo)”學(xué)生主動學(xué)習(xí),學(xué)生才能更好地“學(xué)”。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中加強與工程實際相結(jié)合,與應(yīng)用相結(jié)合,可以使得更多的學(xué)生受益,同時也為電子設(shè)計大賽類的學(xué)科競賽活動提供更多的優(yōu)秀學(xué)生。

    2采用多種教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

    在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)模式中,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生實踐的原動力。在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)實驗室,開放的實驗環(huán)境,良好的實驗條件和設(shè)備,優(yōu)秀的教師輔導(dǎo),使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實踐能力得以更好地提高。本科實踐教學(xué)的條件和設(shè)備就相對受限了,而且本科實踐教學(xué)時間內(nèi)容空間也是有限的。采用多種教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本科實踐教學(xué)的第一任務(wù)。

    2.1建設(shè)虛擬實驗教學(xué)平臺

    將Multisim、Proteus仿真軟件引入實踐教學(xué)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和跟進技術(shù)發(fā)展的第一步?；贛ultisim軟件建立電子技術(shù)仿真實驗教學(xué)平臺,克服電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容理論化難于理解的問題,能很好地解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣學(xué)習(xí)引入的問題;基于Proteus仿真軟件建立單片機、ARM虛擬實驗教學(xué)平臺,能提升學(xué)習(xí)興趣同時加強工程實踐鍛煉。利用互聯(lián)網(wǎng)和校園網(wǎng)設(shè)施和條件,建設(shè)虛擬實驗教學(xué)平臺,將數(shù)據(jù)資源共享、內(nèi)容開放、實驗信息交互;讓學(xué)生隨時進入虛擬實驗平臺獲取實驗學(xué)習(xí)的資料,自己動手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用虛擬儀器進行各種實驗;降低學(xué)生面對教師產(chǎn)生壓力和依賴情況,實現(xiàn)學(xué)生遠(yuǎn)程自主實驗教學(xué);還能解決實驗場地、實驗設(shè)備沖突和緊缺等情況,營造網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和移動學(xué)習(xí)的氛圍.

    2.2采用多種教學(xué)方法

    相同的教學(xué)內(nèi)容不同的教學(xué)方法,可以獲得不一樣的教學(xué)效果。在實踐教學(xué)中引入項目案例講解并實踐,以工程實踐設(shè)計模塊化教學(xué),加強教學(xué)內(nèi)容的實用性,注重對學(xué)生的引導(dǎo),鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐素質(zhì)。例如,在單片機實驗教學(xué)中采用最小系統(tǒng)模塊、定時中斷模塊、液晶控制顯示模塊、ADC/DAC模塊等實際應(yīng)用范例,不僅有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動性創(chuàng)造性思維,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果,更是為后續(xù)學(xué)生參加電子設(shè)計大賽等活動進行創(chuàng)新實踐能力綜合培養(yǎng)做好充分的知識儲備。

    2.3建設(shè)綜合性開放式實驗室

    開放的含義有兩層:設(shè)備管理開放,能為學(xué)生提供所需的所有實驗設(shè)備和元器件;在時間上開放,學(xué)生可以根據(jù)自己的時間安排。綜合性開放式實驗室也是自主創(chuàng)新性實驗室,學(xué)生可以自己設(shè)計實驗方案和實驗步驟,實驗室能夠滿足學(xué)生自主選做實驗內(nèi)容,可以是單一性質(zhì)的實驗項目,也可以是設(shè)計性應(yīng)用性的實驗項目。實驗室為學(xué)生提供常用的信號源、示波器、電源、萬用表等常用儀器,以及各類單片機最小系統(tǒng)和開發(fā)板、EDA實驗箱、仿真器、PCB制作臺、調(diào)試臺等設(shè)備。同時實驗室還配有輔導(dǎo)教師,指導(dǎo)學(xué)生正確進行實驗項目。學(xué)生通過自主設(shè)計應(yīng)用性實驗內(nèi)容,不僅將所學(xué)書本理論知識融會貫通,增進實踐動手能力,更是有助于學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和主體性的培養(yǎng)。

    2.4開展各種專題培訓(xùn)講座

    電子設(shè)計大賽題目大多具有綜合性、實用性特點,題目涉及專業(yè)知識理論多,涉及工程實際問題多。經(jīng)過多年深入研究分析各類電子設(shè)計大賽的題目,電子設(shè)計大賽題目范圍主要分為信號源、電源、放大器、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、發(fā)射接收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)7大類型。涉及電路、電子技術(shù)、高頻電路、通信電路原理、單片機原理及其應(yīng)用、電子測量、可編程邏輯期間、電子線路設(shè)計等多門課程[3]。在本科實踐教學(xué)中有意識地結(jié)合每年的電子設(shè)計大賽題目,有針對性地開展各類專題實踐培訓(xùn)講座。例如,電源設(shè)計、單片機應(yīng)用電路、放大器電路設(shè)計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計等;同時,提出同一設(shè)計題目的不同實現(xiàn)方案對比,不同設(shè)計問題的解決思路差異等;結(jié)合學(xué)生平時的學(xué)習(xí)問題展開各種專題討論。有針對性地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)解決工程實際問題的思路和方法,展開知識點,拓寬視野,有助于學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng),有助于學(xué)生解決實際問題能力的培養(yǎng)。

    3拓展課外科技活動,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力

    豐富多彩的課外實踐活動,是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神和發(fā)展學(xué)生個人興趣的有效途徑[4]。課外活動不僅能開闊學(xué)生的眼界,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,盡力縮短書本知識與工程實踐之間的距離,促進學(xué)生自主完善知識結(jié)構(gòu),提高學(xué)生的自學(xué)能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研精神,增進學(xué)生的工程實踐素質(zhì)培養(yǎng)。課外科技活動的形式多種多樣,除了各種全國性地方性的各類電子設(shè)計比賽,如全國電子設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”“TI電子設(shè)計競賽杯”“盛群杯”等大學(xué)生課外科技活動,還有校內(nèi)的各種科研訓(xùn)練,例如,參加老師的科研項目或?qū)W生自己申請的實驗創(chuàng)新項目等學(xué)生科研項目。參與各種課外科技活動,不僅能夠考驗學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新思維、團隊合力和臨場應(yīng)變能力,而且每次活動經(jīng)驗對每個學(xué)生的心理和能力成長也很重要,在參與活動的同時更是鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團隊協(xié)作精神的好機會。學(xué)生通過參與各種科技活動開闊了視野,增強了競技心理與承受能力,通過“實踐—問題—解決—實踐—成功”,能鍛煉學(xué)生的構(gòu)思能力、設(shè)計能力,提高團隊的合作能力和運作效率。此外,課外的各類科技競賽活動所涉及知識的深度和廣度,不僅能培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力,也是對學(xué)生電子設(shè)計基礎(chǔ)知識及實踐能力的綜合檢驗。

第5篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

大學(xué)生電子設(shè)計大賽是目前大學(xué)生關(guān)注的比賽之一，如何提高學(xué)生比賽成績，是每個指導(dǎo)教師、參賽學(xué)生一直共同關(guān)注的重點。本文根據(jù)電子大賽期間，學(xué)生在完成電路時候經(jīng)常出現(xiàn)的問題，指出賽前培訓(xùn)的重要性，提出賽前需要通過對學(xué)生進行理論培訓(xùn)，電路設(shè)計、電子器件認(rèn)識、電路焊接工藝，來提高學(xué)生設(shè)計電路、實現(xiàn)電路的能力，以使學(xué)生在比賽中獲得更好的成績。

關(guān)鍵詞：

電子大賽；理論培養(yǎng)；焊接工藝

一、導(dǎo)論

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，是主要面向全國電子類學(xué)科大學(xué)生賽事，目的在于推動教學(xué)改革、培養(yǎng)實用型人才，同時也有助于培養(yǎng)大學(xué)生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作、提高學(xué)生電子設(shè)計制作的能力，為選拔人才也創(chuàng)造了條件。比賽自從開辦以來，一直備受全國高等院校和學(xué)生的重視，被認(rèn)為國內(nèi)“含金量”最高的比賽之一，比賽成績在某種程度上已經(jīng)成為標(biāo)志著學(xué)校教學(xué)水平的高低。而參加比賽獲獎的學(xué)生在求職過程中，也經(jīng)常受到用人單位的青睞。全國大學(xué)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(shè)計思想，確定設(shè)計方案，進行分工協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成比賽任務(wù)。指導(dǎo)教師不允許對參賽學(xué)生進行指導(dǎo)，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(guān)資料設(shè)計電路并完成作品。比賽內(nèi)容涉及范圍比較廣，包含高頻、低頻電子線路設(shè)計、單片機等控制電路，幾乎包含了電子類專業(yè)所有的專業(yè)課程，沒有深厚的理論基礎(chǔ)和對電子元器件扎實的認(rèn)識，很難在短短的4天中完成比賽，賽前培訓(xùn)則成為完成比賽內(nèi)容提高比賽成績的關(guān)鍵。如何進行賽前培訓(xùn)、提高比賽成績，已經(jīng)成為指導(dǎo)教師及參賽學(xué)生討論的重點問題。本文根據(jù)電子大賽和教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)生的培訓(xùn)可以從幾個方面進行考慮，主要包括是理論培養(yǎng)、電路設(shè)計訓(xùn)練、電子元器件認(rèn)識、焊接工藝練習(xí)等。

二、理論培養(yǎng)

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(chǔ)知識。電子設(shè)計大賽的電路設(shè)計與參加考試不同，對知識的認(rèn)知不能停留在僅僅會做習(xí)題的層面上，需要深刻理解教材中每一個電路設(shè)計的原理，如三極管、電阻、電容、電感等元器件在電路中發(fā)揮的作用，其數(shù)值變化對電路的影響等。例如，三極管的三個工作狀態(tài)飽和、截止、放大，如何設(shè)計參數(shù)，使其工作在不同的工作狀態(tài)，實現(xiàn)所需要的功能，這些都需要學(xué)生對電路知識有深刻的認(rèn)識才能夠設(shè)計出相關(guān)的電路。然而，電子大賽比賽時間一般為9月初，大四的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路與電工基礎(chǔ)、模擬電子線路、單片機、高頻電子線路等課程等相關(guān)的電子技術(shù)專業(yè)課，從所學(xué)習(xí)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(shè)計的能力。但是由于時間的關(guān)系，大四的學(xué)生對以前所掌握的部分知識存在遺忘的現(xiàn)象，這些都需要學(xué)生利用業(yè)余或者假期時間重新復(fù)習(xí)以前學(xué)習(xí)過的相關(guān)知識，以便在比賽的時候能靈活運用理論去設(shè)計電路。由于電子大賽與電子線路等課程相關(guān)的內(nèi)容比較多，單靠學(xué)生自己很難在業(yè)余時間復(fù)習(xí)學(xué)會相關(guān)的知識，并且，學(xué)生習(xí)慣于考試的方法學(xué)習(xí)，對于電路的設(shè)計，幾乎沒有任何經(jīng)驗，很難把握住理論學(xué)習(xí)的重點。為了提高學(xué)生的理論水平，學(xué)校應(yīng)該組織在電路設(shè)計上有經(jīng)驗的教師，對參賽學(xué)生進行輔導(dǎo)，以加深對理論知識的認(rèn)識與理解。

三、電路設(shè)計訓(xùn)練

普通高等學(xué)校課程體系建設(shè)上[4]，受到高等學(xué)校師資、投入等各方面的影響，電子類的教學(xué)還是以理論授課為主，同時開放對應(yīng)的實驗、課程設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生對電路的認(rèn)識還停留在實驗上，很少能夠形成電路設(shè)計的概念。面對一個電路設(shè)計，不知道如何從何處入，這就需要從簡單的電路設(shè)計入手，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計電路的能力。如何貫穿所學(xué)電路知識設(shè)計電路，是參賽的關(guān)鍵。電子大賽的電路設(shè)計是絕對不是靠一門課程可以設(shè)計出理想的電路完成比賽任務(wù)的，它是需要依靠多門課程知識內(nèi)容的集中體現(xiàn)。電子大賽的電路設(shè)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(nèi)容則需要使用單片機等器件來實現(xiàn)、如果采集的信號幅度過小則需要對其進行放大達(dá)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(shè)計?？偹苤瑹o論多么復(fù)雜的電路，都是由簡單的單元電路組合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的電路功能，因此，根據(jù)學(xué)生所掌握的本科知識，先給出若干單元電路題目進行設(shè)計，如加法器、振蕩器、乘法器等電路設(shè)計，讓學(xué)生自行設(shè)計。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)存在一些電路仿真軟件，如EWB、Proteus等，學(xué)生可以依據(jù)這些軟件將自己設(shè)計的電路進行仿真實現(xiàn)，驗證自己的設(shè)想是否正確。采用這些軟件實現(xiàn)電路仿真，不僅可以使學(xué)生的設(shè)計電路時候的一些想法得到實現(xiàn)，也可以降低成本，同時學(xué)生也可以很容易修改參數(shù)，觀察每個單個電子元件在電路中發(fā)揮的作用，這在實物電路中是很難實現(xiàn)的。

四、電子元器件的認(rèn)識與焊接工藝

電路設(shè)計采用仿真軟件實現(xiàn)，可以對學(xué)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(shè)計畢竟存在一定的距離，我們必須把仿真電路轉(zhuǎn)換成實物電路，才能提高學(xué)生對真正電路的認(rèn)識。對于很少接觸實際應(yīng)用的本科生來說，首先培養(yǎng)學(xué)生對電子元器件的認(rèn)識，如電阻、電容、電感等型號、阻值、電容數(shù)值等的認(rèn)識，如何分清三極管、二極管的管腳；認(rèn)識常用的運放芯片，比如OP07等，對于比較不熟悉的芯片，學(xué)會如何查找芯片的參數(shù)，芯片輸入的電壓范圍等，以便用于在設(shè)計電路的時候可以依據(jù)參數(shù)，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(xué)生電路成功參賽的主要原因，經(jīng)過了2~3天的電路設(shè)計及仿真實現(xiàn)，學(xué)生基本上完成電路設(shè)計，在實現(xiàn)作品的時候，學(xué)生焊接完的電路板，經(jīng)常會出現(xiàn)電路不能正常工作、或者輸出信號與設(shè)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(xiàn)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(yán)重影響電路正常工作，即使比賽結(jié)束前可以正常工作的電路，到了比賽現(xiàn)場測試的時候，也經(jīng)常會出現(xiàn)電路無法正常工作，或者是電子元器件被燒的情況。當(dāng)然電路無法正常工作的原因有很多，焊接技術(shù)不過關(guān)是常見的原因，由此，需要加強對學(xué)生平時對焊接工藝的訓(xùn)練，提高作品成功由于焊接問題導(dǎo)致的比賽失敗。另外，熟練的掌握示波器、萬用表、直流穩(wěn)壓電源、信號源等基本儀器也是需要對學(xué)生進行培訓(xùn)的重要環(huán)節(jié)。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(nèi)的儀器面板也幾乎都是專業(yè)英文標(biāo)識，在緊張的比賽環(huán)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(xùn)練學(xué)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(xué)會使用方法。

五、賽前模擬練習(xí)

實戰(zhàn)模擬訓(xùn)練是賽前不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。由于電子大賽需要面向電子、通信、自動化等專業(yè)學(xué)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(guān)的內(nèi)容、通信、控制等幾個大方面的設(shè)計。指導(dǎo)教師可以依據(jù)自己所帶學(xué)生的專業(yè)方向設(shè)計一些相關(guān)題目進行模擬訓(xùn)練。經(jīng)過理論、電路設(shè)計等方面系統(tǒng)的培訓(xùn)，參賽學(xué)生已經(jīng)基本掌握了電路設(shè)計的相關(guān)知識。在這種情況下，參賽學(xué)生也需要參與幾次模擬訓(xùn)練以達(dá)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(chǔ)電路設(shè)計、單片機設(shè)計、電路焊接、最后完成比賽報告。合理的分工合作能夠數(shù)順利完成電路設(shè)計，如果在比賽配合出現(xiàn)問題，則有可能導(dǎo)致在規(guī)定時間內(nèi)無法完成比賽，指導(dǎo)教師可依據(jù)學(xué)生掌握知識的情況，對學(xué)生進行分工。如將基礎(chǔ)知識掌握比較全面的學(xué)生作為組長，負(fù)責(zé)電路整體設(shè)計、單片機編程比較好學(xué)生的負(fù)責(zé)單片機控制、文筆比較好的同學(xué)負(fù)責(zé)論文報告的寫作。這種賽前實戰(zhàn)模擬訓(xùn)練還有一個重要的目的，學(xué)會排查問題電路。在電路的設(shè)計和焊接過程中，會出現(xiàn)各種問題，一般來說，即使是指導(dǎo)教師在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題也是很困難的事情，這些問題出現(xiàn)在賽場上，只能依靠學(xué)生自己解決問題，對于對電路的初學(xué)者來說，這種問題也是經(jīng)常發(fā)生，焊接的電路也很難一次成功，學(xué)會排查電路故障時參賽學(xué)生必須掌握的基本內(nèi)容。針對存在問題的電路，當(dāng)某一部分電路出現(xiàn)問題的時候，首先需要要做的是需要是檢查電路設(shè)計的是否正確，確信電路設(shè)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(guān)參數(shù)，以判斷電路出現(xiàn)的問題所在。

六、結(jié)論

本文僅僅是從以上幾個方面來討論如何在賽前對學(xué)生進行培訓(xùn)，以提高學(xué)生參加比賽的成績。但是，畢竟比賽各種意外都會發(fā)生，在短時間內(nèi)完成電路的設(shè)計、購買元器件、完成電路作品，即使參加培訓(xùn)的學(xué)生也會由于經(jīng)驗不足，參數(shù)設(shè)計等問題等會有很多意外發(fā)生，影響比賽成績。加強平時對學(xué)生的訓(xùn)練、增加電路設(shè)計經(jīng)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(chǔ)，才能在比賽中取得良好的成績。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯勇明，堵國樑，賀晉，等.大學(xué)生競賽組織和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31（4）：76-77.

[2]龔仁喜，孟小碧，秦鋼年.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2006.

[3]郭亮，姜文聰，任旭虎.大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)模式的思索[J].中國教育技術(shù)裝備，2014，（2）：92-93.

第6篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

【關(guān)鍵詞】計算機專業(yè)群 電類基礎(chǔ)課 教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）08C-0157-02

計算機相關(guān)專業(yè)是面向系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用、軟硬件結(jié)合的一個寬口徑專業(yè)，同時與其他學(xué)科緊密關(guān)聯(lián)。在各學(xué)科互相滲透和交叉、電子信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，社會對寬口徑人才需求尤為迫切。大多數(shù)計算機專業(yè)畢業(yè)生在實際工作中都涉及或從事有關(guān)電路方面的內(nèi)容，因此，計算機專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有較好的電類基礎(chǔ)知識和綜合應(yīng)用能力，才能具備較好的就業(yè)競爭力。目前，幾乎所有高校都開設(shè)了計算機相關(guān)專業(yè)，但國內(nèi)外、區(qū)內(nèi)外不同高校的計算機相關(guān)專業(yè)根據(jù)各自的培養(yǎng)目標(biāo)定位，開設(shè)了不同的電類基礎(chǔ)課程。為適應(yīng)IT產(chǎn)業(yè)集群迅速發(fā)展和國家高等教育發(fā)展的總體布局要求，各高校的計算機專業(yè)群迫切需要進行相關(guān)的教學(xué)改革。目前，廣西已全面啟動引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)類型高校轉(zhuǎn)型，以主動適應(yīng)國家高等教育發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)。桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群作為廣立學(xué)院轉(zhuǎn)型試點專業(yè)集群，在計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與實驗教學(xué)等方面做了一些有益的改革探索。

一、課程體系的改革

目前桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群包括計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和物聯(lián)網(wǎng)工程4個專業(yè)，由于每個專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和方向不同，因此開設(shè)了不同的相關(guān)電類課程。其中4個專業(yè)都開設(shè)了數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門電類基礎(chǔ)課程，而網(wǎng)絡(luò)工程和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)還分別開設(shè)了數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)和高頻電子線路等后續(xù)電類課程。目前存在的問題是學(xué)生由于沒有學(xué)習(xí)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)這兩門電類基礎(chǔ)課程，電子技術(shù)基礎(chǔ)知識明顯缺乏，特別是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)高頻電子線路等后續(xù)課程非常吃力。由于培養(yǎng)目標(biāo)方案的不同和學(xué)時的限制，對于計算機相關(guān)專業(yè)，不可能按通信電子類專業(yè)那樣再單獨開設(shè)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)兩門課程。為此，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群的轉(zhuǎn)型作為廣立學(xué)院轉(zhuǎn)型試點專業(yè)集群，率先將電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三門電類核心課程有機地整合為電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)一門課程。通過改革，電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程成為桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群的核心基礎(chǔ)課程之一，統(tǒng)一和貫通桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機群相關(guān)專業(yè)電類基礎(chǔ)課的課程設(shè)置和教學(xué)要求，既讓學(xué)生掌握電類的基礎(chǔ)知識，又突出計算機專業(yè)的特色，加強計算機專業(yè)群學(xué)生電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)IT產(chǎn)業(yè)集群的迅速發(fā)展和市場對軟硬件綜合能力創(chuàng)新人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

教學(xué)內(nèi)容的整合必須注重課程間知識內(nèi)容的融合與滲透，注意課程之間的有效銜接，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的基本要求為主線，通過有機整合以減少課程門數(shù)，達(dá)到提高課程群綜合化程度的目標(biāo)要求。電類核心基礎(chǔ)課程主要包括電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字邏輯電路三大部分的內(nèi)容，涉及的知識點多、知識面廣，因此，合并后的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程不能只是電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三門課程的簡單相加，但這三門課程作為電類基礎(chǔ)核心課程，關(guān)聯(lián)度較密切，為課程教學(xué)內(nèi)容改革提供了先決條件。我們針對獨立學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，結(jié)合計算機專業(yè)特點的應(yīng)用與拓展，經(jīng)過反復(fù)研討，將改革的原則確定為“必需”、“夠用”，對教學(xué)內(nèi)容進行精簡和提煉，既要讓學(xué)生掌握電類的基礎(chǔ)知識，保證足夠的知識儲備，又要突出計算機專業(yè)的特色，緊密結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程確定課程的理論與實踐教學(xué)內(nèi)容。合并后的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程將電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三大部分的內(nèi)容有效整合，其中電路分析基礎(chǔ)的內(nèi)容占30%，模擬電子技術(shù)的內(nèi)容占25%，數(shù)字邏輯電路的內(nèi)容占45%。電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程總學(xué)時為80學(xué)時，其中理論64學(xué)時，實驗16學(xué)時并獨立成課。電路分析部分主要講解電阻、電感、電容的基本特性和基本直流和交流電路，使學(xué)生掌握電路分析的基本方法，初步具備分析典型電路的能力；模擬電子技術(shù)部分主要講解二極管、三極管的基本特性、放大電路基礎(chǔ)及集成運算放大器的應(yīng)用，使學(xué)生能對一般性的、常用的模擬電子電路進行分析；而數(shù)字邏輯電路部分是計算機專業(yè)電子技術(shù)課程的重點，主要講解門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器和時序邏輯電路，使學(xué)生熟悉數(shù)字邏輯電路基本器件的功能和使用方法，掌握數(shù)字邏輯電路的基本分析方法，并以中規(guī)模集成電路為例，將最新的技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中。教學(xué)內(nèi)容改革優(yōu)化后，理論與實驗的總學(xué)時與改革前一樣，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的情況下，使學(xué)生的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用能力得到加強。

三、教學(xué)方法和手段的改革

（一）轉(zhuǎn)變授課方式。課堂授課是教師通過對書本知識的講解和演繹，使學(xué)生掌握分析和解決問題的途徑與方法。因此，教師在教學(xué)過程中不能只是簡單地敘述和板書書本知識，而是要以多種教學(xué)形式和方式將知識傳遞給學(xué)生，并且充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。針對電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課許多概念和原理相對比較抽象、電路圖和物理過程圖示多的特點，授課過程中采用黑板與多媒體課件相結(jié)合的教學(xué)方式。傳統(tǒng)板書有利于學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，因此，利用黑板比較適合進行習(xí)題講解和完成一些重要公式的推導(dǎo)。對于大量的電路、圖形以及公式等，利用黑板板書費時費力，并且難以形象說明，而利用多媒體課件不僅可以代替大量的板書，節(jié)省時間，而且表達(dá)清晰、直觀生動。我們制作的多媒體課件主體采用PPT的形式，對教材的內(nèi)容進行精簡和提煉，對課本的關(guān)鍵原理知識點配上了flas（如PN結(jié)的形成等），對課本的主要電路進行了Multism軟件仿真（如晶體管放大電路等），并且把相關(guān)的Multism軟件仿真和flas與PPT課件進行了有效完整的鏈接。多媒體課件利用圖、文、聲、像等媒體有機結(jié)合，可以將電路中信號的復(fù)雜變化過程，逼真形象地展示在學(xué)生眼前，因此，通過多種教學(xué)表現(xiàn)形式，有利于問題的講解和分析，加強教學(xué)的說服力，加深學(xué)生對知識的理解和運用。

（二）強調(diào)基礎(chǔ)，減少理論性。由于電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的概念多、單元電路多、內(nèi)容涉及面廣、分析方法也較為復(fù)雜，是學(xué)生開始接觸電子技術(shù)的一門基礎(chǔ)課程。因此，在授課過程中應(yīng)注意突出定性分析、強調(diào)基本概念，弱化解題技巧、減少理論性，把重點放在分析問題的規(guī)律和思維方法上。例如我們在講授二極管、三極管等半導(dǎo)體器件時，重點講授半導(dǎo)體器件的功能特性、應(yīng)用及測試方法，沒必要花太多時間討論其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及載流子如何運動等問題。同樣，在講授門電路等數(shù)字邏輯電路時，重點講授電路的功能真值表、時序圖等，忽略芯片內(nèi)部電路的分析，主要研究其輸入輸出特性。由于現(xiàn)代電子設(shè)備高度集成化，并且電子器件種類繁多、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，在教學(xué)過程中從工程應(yīng)用的角度進行講解，加強器件功能級的教學(xué)，在有限的課時內(nèi)可以把抽象的理論轉(zhuǎn)化為實際的應(yīng)用。

（三）結(jié)合工程實際舉例講解。電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與工程實際應(yīng)用緊密相關(guān)，在教學(xué)過程中，我們盡量引入課程理論在日常生活或工程實際中的應(yīng)用實例，在講解某個電路時，結(jié)合其實際應(yīng)用背景進行分析，加強學(xué)生對電路基本原理的理解和掌握。例如，在講授電路的基本模型時，引入手電筒的基本電路；在講授二極管的特性時，引入手機充電器的整流電路；用多媒體教室的功率放大器舉例來導(dǎo)入晶體管放大電路的分析；用電子鐘舉例來導(dǎo)入計數(shù)器的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；用LCD視頻信號傳輸中的LVDS信號來說明差分放大電路的優(yōu)點等。通過結(jié)合日常生活中的實例進行講解，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生理解學(xué)習(xí)電路與電子技術(shù)的應(yīng)用價值和意義，從而會有正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，形成有效的學(xué)習(xí)行動。

四、層次化的實驗教學(xué)

電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)改革與理論教學(xué)改革同步，結(jié)合計算機專業(yè)特點和市場對軟硬件綜合能力創(chuàng)新人才的需要優(yōu)化實驗內(nèi)容，實行分層次教學(xué)。每次實驗課分必做實驗和選修實驗兩個大模塊，對基礎(chǔ)一般的學(xué)生，要求完成必做實驗；對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以選擇增加選修實驗。必做實驗一般為驗證性實驗，是讓學(xué)生鞏固和深化課程的基本概念和基礎(chǔ)理論，要求學(xué)生掌握電路與電子技術(shù)的基本實驗技能，掌握常用電子儀器的使用方法；選修實驗一般為綜合性、設(shè)計性實驗，是為了進一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生勤于動手的工程素質(zhì)和探索精神，以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展和未來服務(wù)于社會的需要。另外，對于部分學(xué)有余力且有興趣的學(xué)生，依托創(chuàng)新實踐基地由任課教師專門指導(dǎo)其完成設(shè)計性的、創(chuàng)新性的實驗課題，進一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。近年來，我們通過層次化的實驗教學(xué)，為創(chuàng)新實踐基地發(fā)現(xiàn)和篩選出了一批優(yōu)秀的動手能力較強的學(xué)生，這些學(xué)生不僅從事多項國家或自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等課外科技活動，而且在“挑戰(zhàn)杯”、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽等比賽中取得了可喜的成績。

綜上，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院通過以上計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，統(tǒng)一和貫通全院計算機相關(guān)專業(yè)電類基礎(chǔ)課程的設(shè)置和教學(xué)要求，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的情況下，使學(xué)生的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)知識及綜合應(yīng)用能力得到加強，適應(yīng)了IT產(chǎn)業(yè)集群的迅速發(fā)展，提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力，并為廣西應(yīng)用型本科計算機專業(yè)群的轉(zhuǎn)型提供了一個較好的示范。

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【基金項目】廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題（2015C543）

第7篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

【關(guān)鍵詞】高速數(shù)字電路 設(shè)計技術(shù) 計算機

在微電子技術(shù)飛速發(fā)展中，高速電子電路器件不斷被應(yīng)用，在現(xiàn)階段的電子設(shè)計領(lǐng)域中，高速數(shù)字電路設(shè)計已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。高速數(shù)字電子電路設(shè)計是一門處在不斷發(fā)展與進步中的學(xué)科，目前有很多理論尚處于研究與發(fā)展中。在我國，現(xiàn)階段的高速數(shù)字電路設(shè)計在一定程度上取得了一些成績，但是大部分都是偏于理論方面的，對于實踐操作方面還有一定的欠缺。所以，從高速電路設(shè)計的角度來看，了解和掌握高速數(shù)字電路設(shè)計方法對于實踐工程的指導(dǎo)工作有著非常直接的作用。

1 什么是高速數(shù)字電路

高速數(shù)字電路的概念：是一種由高速變化信號在電路中所產(chǎn)生的具備諸如：電容、電感等模擬特性作用的電路，其主要是由集中參數(shù)系統(tǒng)和分布參數(shù)系統(tǒng)兩個部分組成。其中，集中參數(shù)系統(tǒng)對低速數(shù)字電路設(shè)計進行了簡化處理，使其始終處于一種較為理想的狀態(tài)，所以集中參數(shù)系統(tǒng)不適用于高速數(shù)字電路技術(shù)，而是在低速數(shù)字電路設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用；分布參數(shù)系統(tǒng)則比較適合用于高速數(shù)字電路設(shè)計中。分布參數(shù)系統(tǒng)的概念與實際運行情況比較接近，其通常認(rèn)為信號時間與其所處的位置對信號的特性有著決定性作用，所以元器件間的線路長度會對信號特性產(chǎn)生影響，另外，線路中的信號進行傳輸時需要一定的延遲。

2 影響高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的問題

高速數(shù)字電路設(shè)計成功與否取決于信號的質(zhì)量，也就是信號完整性的保持，若是無法保持信號完整性，那么就會出現(xiàn)信號失真的現(xiàn)象，影響正確數(shù)據(jù)、地址以及控制信號的生成，進而導(dǎo)致系統(tǒng)工作出現(xiàn)錯誤，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素非常多，但是，對信號完整性產(chǎn)生影響的因素主要有以下三點：

系統(tǒng)中處于信號傳輸線位置的阻抗不相匹配，容易形成反射噪聲，這是破壞信號完整性的主要原因；信號線間的距離隨著處于印刷板位置的電路密集度不斷增大而變的愈加狹小，這就導(dǎo)致信號間的電磁耦合增大，以至于無法對其進行忽略處理，進而造成信號間的串?dāng)_情況越加嚴(yán)重；處于芯片內(nèi)的大量電路輸出同時動作的過程中，因為寄生于電源平面間電感和電阻的影響，就會出現(xiàn)較大的瞬態(tài)電流，進而對電源線和地線上的電壓產(chǎn)生影響，使其發(fā)生波動和變化。

總而言之，對電路進行合理的設(shè)計，減小或是消除上述因素對信號完整性的影響，促進高速數(shù)字信號質(zhì)量的提高，已經(jīng)成為現(xiàn)階段所有高速數(shù)字電路設(shè)計所需要解決的主要問題。

3 高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的具體研究

3.1 設(shè)計高速數(shù)字電路信號完整性

針對高速數(shù)字電路信號完整性的設(shè)計主要包括兩個方面內(nèi)容：第一個是研究不同信號在電路信號網(wǎng)中所產(chǎn)生的干擾，第二個是研究不同電路信號網(wǎng)傳輸信號的干擾，簡單來說，也就是研究反射和干擾的問題。由于電路中不相匹配的阻抗因素等影響，反射問題在低速數(shù)字電路設(shè)計中并不存在。數(shù)字電路網(wǎng)在理想狀態(tài)下的不同阻抗是相等并相互匹配的，位于數(shù)字電路傳輸線上的阻抗處于連續(xù)的狀態(tài)，因此反射現(xiàn)象不會出現(xiàn)在線路的電流和電壓中。進行設(shè)計數(shù)字電路時，阻抗過大或是過小都會導(dǎo)致電路傳播的波形產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，進而對信號完整性造成影響。高速數(shù)字電路設(shè)計難以使電路與臨界阻抗的狀態(tài)相符合，因此保持系統(tǒng)處于過阻抗?fàn)顟B(tài)是一個較為合適的方法。

設(shè)計高速數(shù)字電路時首先要考慮的就是感性串?dāng)_等問題。根據(jù)信號基本理論得出，電流在電路中是處于循環(huán)流動的狀態(tài)，這一方面往往會被數(shù)字電路設(shè)計工作人員所忽視。信號的回路和路徑構(gòu)成了電流環(huán)路，電感在電路中隨著電流環(huán)路的增大而變大，而環(huán)路中的電流也會隨著其中的電磁場變化而發(fā)生改變。盡可能的對電流環(huán)路進行減小處理，對感性串?dāng)_起到了降低的作用，在設(shè)計高速數(shù)字電路中，主要可以通過兩個方法來進行，即對線路距離進行增加和對電流環(huán)路面積進行減小的處理，以此來提高高速數(shù)字電路信號的完整性。

3.2 設(shè)計高速數(shù)字電路電源

設(shè)計高速數(shù)字電路需要應(yīng)用大量的低電壓元器件，其對電源的穩(wěn)定性造成了一定的影響，這也是設(shè)計數(shù)字電路所要考慮的一個主要因素。電源完整性指的是電源在系統(tǒng)運行中的波動情況，也就是電源的波形質(zhì)量。在高速數(shù)字電路設(shè)計中能夠?qū)﹄娫捶€(wěn)定性造成影響有：由處于高速開關(guān)狀態(tài)下線路器件所產(chǎn)生的過大的瞬間電流，以及數(shù)字電路中過多的電感所導(dǎo)致的變大的信號回路阻抗。

高速數(shù)字電路設(shè)計的理想狀態(tài)是其電源系統(tǒng)中不存在阻抗，由于整個信號回路不存在阻抗的耗損問題，可以使電源系統(tǒng)中各個點的電位保持恒定。但是，在實際中并不存在這種狀態(tài)，電源分配系統(tǒng)往往會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾噪聲，進而對整個電路的正常運行造成影響。在進行高速數(shù)字電路設(shè)計時，要充分考慮到電源的電感和電阻因素，對其進行降低處理?，F(xiàn)階段在電路系統(tǒng)中大多都是采用大面積的銅質(zhì)材料，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高速電路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此在設(shè)計的過程中還要對其它影響因素進行綜合的考慮，其中將去耦電容運用到電路中就是一個非常簡單有效的方法。

4 結(jié)語

綜上所述，電子設(shè)計正在朝著速度快、密度高的方向發(fā)展和進步，在這種狀態(tài)下的電子系統(tǒng)，為了能夠?qū)Ω咚贁?shù)字電路設(shè)計問題進行有效合理的解決，對高速數(shù)字電路設(shè)計方法和手段進行創(chuàng)新和改進是勢在必行的。不斷促進高速數(shù)字電路設(shè)計方法可行性的提高，為其在現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展進程中不斷進步提供了可靠保障。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院嵌入式課程設(shè)置課程改革優(yōu)化

中圖分類號：G423.04

引言

以我校（武漢長江工商學(xué)院）為例，電子信息工程專業(yè)主要培養(yǎng)能在信息通信、電子技術(shù)、智能控制、計算機與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域和行政部門從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計、工藝制造、應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)管理的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，因此，我們以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)制定了培養(yǎng)方案。

課程設(shè)置現(xiàn)狀

在我們的培養(yǎng)方案中，除了專業(yè)基礎(chǔ)課程（C語言程序設(shè)計、電路分析、電工基礎(chǔ)、數(shù)字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學(xué)生的基礎(chǔ)以及培養(yǎng)方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當(dāng)然，隨著社會的不斷發(fā)展，以后的培養(yǎng)方案可能會考慮微電子等較新的方向。

之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前很熱門而且很有發(fā)展前景并且對于學(xué)生而言也是比較好就業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)在智能化家居、家電，汽車電子、醫(yī)療、交通等各個方面都有應(yīng)用，我們的生活已經(jīng)離不開嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的技術(shù)，我們以硬件設(shè)計為主設(shè)置了我們的課程如下：

表1：嵌入式方向的課程設(shè)置

圍繞ARM嵌入式技術(shù)這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關(guān)實驗。

學(xué)習(xí)了微機原理和單片機這兩門課后再學(xué)習(xí)嵌入式，學(xué)生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發(fā)展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統(tǒng)除了了解ARM處理器工作原理和接口技術(shù)還要了解ARM的匯編指令系統(tǒng)。

考慮到嵌入式開發(fā)的發(fā)展方向與相關(guān)領(lǐng)域，我們還設(shè)置了EDA技術(shù)與DSP技術(shù)兩門課。數(shù)字圖像壓縮技術(shù)是嵌入式的應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術(shù)和DSP技術(shù)，另外，為追求更高速的信號處理速度，現(xiàn)在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)及其FPGA/IP核實現(xiàn)技術(shù)。這也是我們將EDA技術(shù)與DSP技術(shù)這兩門課作為這個方向的專業(yè)課程的原因。

課程改革思路

首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設(shè)《微機原理與接口技術(shù)》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應(yīng)用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設(shè)計36課時。微機原理課程主要是幫助學(xué)生理解一款微型計算機的工作原理、結(jié)構(gòu)、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學(xué)習(xí)不同的CPU以及計算機應(yīng)用打下基礎(chǔ)。目前我們的教學(xué)還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學(xué)和學(xué)生在課外的實際應(yīng)用（如參加電子設(shè)計系列競賽、制作小作品、畢業(yè)論文、課程設(shè)計等）脫節(jié)，教學(xué)效果不理想。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數(shù)目將會越來越多。隨著多核技術(shù)的發(fā)展，可能不久的將來大多數(shù)的軟件開發(fā)都將以多核芯片為基礎(chǔ)硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現(xiàn)而進行修訂，對我們專業(yè)而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設(shè)置要進行調(diào)整以適應(yīng)多核時代的到來。經(jīng)過調(diào)研與研討，我們決定將上述兩門課整合優(yōu)化為《單片機原理與接口技術(shù)》54課時及《多核架構(gòu)與編程技術(shù)》54課時。前瞻性的將多核架構(gòu)及編程技術(shù)引入到獨立學(xué)院電子信息工程本科培養(yǎng)方案中，將培養(yǎng)方案中的專業(yè)基礎(chǔ)知識進行綜合與升華，幫助學(xué)生，順應(yīng)市場格局變化，接受新技術(shù)新理念，建立系統(tǒng)、完整的專業(yè)基礎(chǔ)理論體系，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新型思維，提高動手實踐能力，開拓學(xué)生的專業(yè)學(xué)術(shù)視野。使我們的學(xué)生能順應(yīng)時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術(shù)，以適應(yīng)高新技術(shù)的飛速發(fā)展的需要。

其次是EDA技術(shù)與數(shù)字電路的整合。目前我們開設(shè)《EDA技術(shù)》理論課34課時，實驗課18課時，課程設(shè)計18課時，《數(shù)字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設(shè)計36課時。這兩門課在實驗和課程設(shè)計的內(nèi)容上有一定的重復(fù)。我們可以將這兩門課整合成一門課《數(shù)字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設(shè)計36課時，改變原有的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，建立新的實驗體系，讓學(xué)生感受2種不同的設(shè)計方法，擺脫傳統(tǒng)的人工設(shè)計方法與思維模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與競爭能力，適應(yīng)市場的需要。

最后是ARM嵌入式技術(shù)，目前我們以ARM7進行理論教學(xué)，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境進行實驗，理論課36學(xué)時，實驗課18學(xué)時，只能滿足低端教學(xué)任務(wù)。在最初制定教學(xué)計劃，大部分ARM系統(tǒng)都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計向著更高級、更復(fù)雜的方向發(fā)展，現(xiàn)在基于ARM9處理器的產(chǎn)品越來越多，我們的教學(xué)要與時俱進，教學(xué)內(nèi)容也要進行升級為以ARM9進行教學(xué)。從ARM體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學(xué)上沒有任何區(qū)別。并且學(xué)生們面對的編程模型和架構(gòu)基礎(chǔ)也保持一致。

總結(jié)

本校電子信息工程專業(yè)實行3+1培養(yǎng)模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學(xué)生全部參加實習(xí)，現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，專業(yè)基礎(chǔ)課排在第三、四學(xué)期，專業(yè)課基本壓縮在第五、六學(xué)期，比如上面提到的微機原理安排在第五學(xué)期，單片機、EDA技術(shù)、ARM嵌入式技術(shù)安排在第六學(xué)期。通常在第六學(xué)期，一部分學(xué)生忙于考研，一部分學(xué)生忙于找工作，精力沒有全部用于學(xué)習(xí)專業(yè)知識上，但是，經(jīng)過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術(shù)提前一個學(xué)期，再將EDA技術(shù)提前兩學(xué)期，讓學(xué)生們在整個大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，盡早的接觸到專業(yè)課程，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，這不僅可以讓一部分想?yún)⒓与娮釉O(shè)計系列競賽的同學(xué)可以盡早的進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，也可以讓準(zhǔn)備考研和找工作的同學(xué)投入更多精力學(xué)習(xí)專業(yè)知識。

參考文獻(xiàn)

第9篇：電路與電子設(shè)計基礎(chǔ)范文

在生活和生產(chǎn)的各領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影出現(xiàn)；從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想像到的地方幾乎都有使用單片的需求?，F(xiàn)在盡管單片機的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以用單片機控制而尚未實現(xiàn)的項目，因此，單片機的應(yīng)用大有想像和拓展空間。而隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在很多電子產(chǎn)品也將其用到設(shè)計中，如交通燈我們以傳統(tǒng)電子設(shè)計方法為基礎(chǔ)的工程設(shè)計基礎(chǔ)上，引入了電子設(shè)計自動化技術(shù)，模擬與數(shù)字、硬件與軟件相結(jié)合的綜合性設(shè)計，通過運用軟件及邏輯器件，設(shè)計了可控LED交通信號燈，可在持續(xù)發(fā)光、雨淋、灰塵等惡劣的氣候條件下，仍能保持較好的工作性能，可設(shè)計以AT89C51單片機和開關(guān)為核心組成的交通燈控制系統(tǒng)，利用AT89C51單片機和開關(guān)實現(xiàn)對交通燈紅、綠、黃燈之間轉(zhuǎn)換的控制。該電路非常簡單,易于實現(xiàn)。

2.單片機

2.1單片機的應(yīng)用

單片機的應(yīng)用在后PC時代得到了前所未有的發(fā)展，但對處理器的綜合性能要求也越來越高。綜觀單片機的發(fā)展，以應(yīng)用需求為目標(biāo)，市場越來越細(xì)化，充分突出以“單片”解決問題，而不像多年前以MCS51/96等處理器為中心，外擴各種接口構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，主要集中在中、低端應(yīng)用領(lǐng)域（嵌入式高端應(yīng)用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能處理器構(gòu)成），在這些應(yīng)用中，目前也出現(xiàn)了一些新的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）以電池供電的應(yīng)用越來越多，而且由于產(chǎn)品體積的限制，很多是用鈕扣電池供電，要求系統(tǒng)功耗盡可能低，如手持式儀表、水表、玩具等。

（2）隨著應(yīng)用的復(fù)雜，對處理器的功能和性能要求不斷提高。既要外設(shè)豐富、功能靈活，又要有一定的運算能力，能做一些實時算法，而不僅僅做一些簡單的控制。

（3）產(chǎn)品更新速度快，開發(fā)時間短，希望開發(fā)工具簡單、廉價、功能完善。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應(yīng)多種MCU，以免重復(fù)投資，增加開發(fā)費用。

（4）產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可靠性高，既能加密保護，又能方便升級。

2.2單片機的發(fā)展

單片機誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。

1.SCM即單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。

2.MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。

Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。

3.單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。

3.AT89C51介紹

3.1簡介

89C51是一種低功耗、低電壓、高性能的8位單片機。它采用了CMOS工藝和高密度非易失性存儲器（NURAM）技術(shù),而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容；片內(nèi)的FlashROM允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。因此89C51是一種功能性強、靈活性高，且價格合理的單片機，可方便的應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。

3.2.AT89C51單片機的特點

(1)8位CPU、晶振：0~24MHZ

(2)4K FLASH ROM

(3)21個SFR

(4)32根I/O線

(5)2個16位定時器/計數(shù)器

(6)5個中斷源，2個優(yōu)先級

(7)一個全雙工串行口

(8)外部可擴展64K ROM/RAM

(9)布爾處理器

3.3.AT89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、CPU是單片機的核心，是單片機的控制和指揮中心，由運算器和控制器等部件組成

（1）運算器

（2）控制器

2、存儲器

(1)程序存儲器（PLASH ROM）

(2)數(shù)據(jù)存儲器（RAM）

3、I/O接口

3.4.AT89C51單片機引腳

1、Vcc：電源端，為+5V

Vss：接地端

2、外接晶體引腳XTAL1和XTAL2

4.簡易交通燈的設(shè)計

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙秀珍.單永磊.單片微型計算機原理及其應(yīng)用[M].北京：中國水利水電出版社.2001.8.

[4]張友德等編.單片微型機原理、應(yīng)用與實驗[M].復(fù)旦大學(xué)出版社.1997.