數(shù)字電路分析論文精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字電路分析論文范文

電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得從事電子工程方向的人員要掌握更多、更新的專業(yè)知識。為了適應(yīng)這種變化，高校如何在有限的總課時內(nèi)將最核心、最有用的知識傳授給學(xué)生，單純靠增加新的專業(yè)課程是不能夠解決問題的。因此，本文依據(jù)?？诮?jīng)濟學(xué)院電子信息工程專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀，構(gòu)建相應(yīng)課程群體系，并進行實踐探討。

1 課程群的專業(yè)內(nèi)涵

課程群是指內(nèi)容聯(lián)系緊密、內(nèi)在邏輯性強、屬于同一培養(yǎng)范疇的一類課程，課程群作為一種新的教學(xué)管理體系，打破了課程內(nèi)容的歸屬性，弱化課程的獨立性，強化課程之間的親和性，使它們在一個更高的層面上連貫起來[1]。

2 電子信息工程專業(yè)課程群建設(shè)目標

從企業(yè)崗位需求的角度，結(jié)合民辦本科院校以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為主的指導(dǎo)思想，研究海口經(jīng)濟學(xué)院電子信息工程專業(yè)的課程群建設(shè)，提出相應(yīng)具體的改革措施。

課程群建設(shè)依據(jù)以下幾點原則：

1） 明確課程群建設(shè)目標，合理進行課程內(nèi)容的實施與分配，注重實踐技能的培養(yǎng)，強化內(nèi)容的融合、關(guān)聯(lián)和交叉；

2）加強實踐類課程群的建設(shè)，注重培養(yǎng)學(xué)生實踐技能和綜合素質(zhì)；

3）從企業(yè)需求的人才和專業(yè)發(fā)展出發(fā)，設(shè)計更符合社會需要的課程群。

3 我校電子信息專業(yè)課程群建設(shè)

3.1 理論課程群的改革

通過將課程群里的課程內(nèi)容進行分解和融合，在整體上進行優(yōu)化，實現(xiàn)對教學(xué)資源的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。因此學(xué)生培養(yǎng)計劃、教學(xué)大綱應(yīng)根據(jù)調(diào)整后的要求進行重新編寫。

3.1.1 電子技術(shù)類課程群

電子技術(shù)類課程群的知識結(jié)構(gòu)是以電路分析為基礎(chǔ)，要求學(xué)生掌握常用的電路元件，熟悉常見的電路模型，能夠熟練應(yīng)用電路分析的基本方法分析基本電路。對基本、實用的模擬電路與數(shù)字電路進行分析和設(shè)計，使學(xué)生掌握電子電路的基本工作原理和分析與設(shè)計方法 [2] 。我校把《電路分析》《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字邏輯電路》三門課程合并成一門《電路與電子技術(shù)》，分成2個學(xué)期教授，在數(shù)字電子技術(shù)課程中引入 EDA 的內(nèi)容，將EDA和 數(shù)字電路有機地結(jié)合起來。課程中各門課程中的內(nèi)容進行融合，精簡課時。比如不再講授一階電路的沖擊響應(yīng)、拉普拉斯變換，加強講解一階電路時域和頻域特性，以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性。模擬部分不再講授數(shù)字部分 “門電路”和“A/D、D/A 變換”等內(nèi)容。

3.1.2 信號處理類課程群

信號處理類課程群中的各門課程在教學(xué)安排上時間前后連接，在內(nèi)容方面相承前啟后，逐步深入。《信號與系統(tǒng)》是信號處理、分析的基礎(chǔ)，是《數(shù)字信號處理》重要的先導(dǎo)課程，內(nèi)容包括連續(xù)時間信號和離散時間信號，以及線性時不變系統(tǒng)的基本理論和分析方法；《數(shù)字信號處理》 則是在《信號與系統(tǒng)》的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)DFT（離散傅里葉變換）、FFT （快速傅里葉變換）、FIR和 IIR（數(shù)字濾波器）設(shè)計等數(shù)字信號處理的方法，是《DSP 原理與應(yīng)用》的先修課程[3]?！禗SP 原理與應(yīng)用》可以編程實現(xiàn)《數(shù)字信號處理》的基本理論，主要涉及 DSP的軟硬件設(shè)計、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法。

例如在《信號與系統(tǒng)》課程中包含離散時間信號的時域分析和變換，那么在數(shù)字信號處理課程中就可以適當刪減。如果在《信號與系統(tǒng)》課程中講過了Z變換，那么在《數(shù)字信號處理》中可以簡單復(fù)習(xí)，而加強濾波器設(shè)計內(nèi)容的講解，同時在《數(shù)字信號處理》課程中對信號處理基本理論也是簡單回顧，不再花課時講解。重點介紹在實際應(yīng)用中的使用，減少復(fù)雜公式的推導(dǎo)，以理解概念、定性分析為主，突出MATLAB軟件仿真和DSP硬件的實現(xiàn)。

3.2 課程群實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

實驗教學(xué)內(nèi)容需要與理論教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，更需要盡可能地鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的思維和能力。因此，在開設(shè)基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，增加綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，對學(xué)生開放實驗室，激發(fā)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)。在課程群課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上，構(gòu)建層次實踐教學(xué)新體系。

3.3 課程資源的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)

“網(wǎng)絡(luò)化時代的到來必然會引起教學(xué)的變革，變革的趨勢是學(xué)生自主學(xué)習(xí)將加強，學(xué)生對教師的依賴將降低” [4]。因此，課程群建設(shè)要為學(xué)生留有自主的學(xué)習(xí)空間，進行教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。每類課程群所涉及的課程教學(xué)大綱、進度表、教案、課件、授課錄像等教學(xué)資源逐步實現(xiàn)上網(wǎng)。部分課程已經(jīng)建立網(wǎng)上試題庫、試卷庫，進行教考分離，建立網(wǎng)絡(luò)交互型高校電子信息類虛擬實驗平臺，教師與學(xué)生能夠在網(wǎng)上互動答疑。課程群建設(shè)最大限度地實現(xiàn)了教學(xué)資源的共享化。

3.4 課程群的教學(xué)團隊建設(shè)

課程群教師隊伍由“課程負責人 + 骨干教師 + 任課教師”組成，在課程群背景下，應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀作為教學(xué)指導(dǎo)來建立教學(xué)團隊與教學(xué)骨干，我們的教學(xué)團隊是以雙師型為主的“工程型”教學(xué)團隊，多人有企業(yè)工作的經(jīng)歷。通過教學(xué)骨干培養(yǎng)對教學(xué)資源進行高效開發(fā)，并對教學(xué)內(nèi)容及方法進行改革，以此促進教學(xué)團隊間的教學(xué)研討及經(jīng)驗交流。

注重以老帶新，采用多種多樣的師資培養(yǎng)模式，形成老、中、青相結(jié)合的教學(xué)科研隊伍，比如選派青年教師到企業(yè)掛職鍛煉，學(xué)習(xí)新知識、掌握新技術(shù)，掛職結(jié)束后進行嚴格的答辯。教學(xué)骨干每年都有機會到國內(nèi)外做訪問學(xué)者和到重點院校進修。組織專業(yè)教師參加學(xué)術(shù)會議、專業(yè)技能培訓(xùn)等活動，以提高科研與學(xué)術(shù)水平。鼓勵教師參加國家、省、市級科研項目的申報，以科研促進教師教學(xué)水平的提高。

以教師在科學(xué)研究方面的相關(guān)科研成果作為確立教學(xué)團隊中教學(xué)骨干的激勵機制，有?？诮?jīng)濟學(xué)院科研資助與教學(xué)科研獎勵辦法，比如針對省級期刊、核心期刊、檢索期刊的論文有不同程度的資金獎勵。并進行科研工作量按學(xué)時計量的方式對教師進行獎勵和督促。

第2篇：數(shù)字電路分析論文范文

論文關(guān)鍵詞：多媒體，引導(dǎo)，交互性，興趣

 

〈〈電路分析〉〉是一門基礎(chǔ)課程，對后面的模擬電路，數(shù)字電路及其它的專業(yè)課程都起到了基石的作用，非常重要。但由于這門課程的內(nèi)容抽象，復(fù)雜，偏重于邏輯分析，又是學(xué)生接觸專業(yè)啟蒙課程，學(xué)生對許多的抽象概念都聯(lián)想不到，特別是三相電路分析、電容、電感的過渡過程等內(nèi)容,這些內(nèi)容在學(xué)生的腦海中是一片空白，而且做實驗又看不到現(xiàn)象，這就使學(xué)生學(xué)習(xí)起來就更加困難，有可能使部分學(xué)生對本課程失去信心，甚至?xí)屢恍W(xué)生對本專業(yè)都會失去興趣。要想讓學(xué)生不失去興趣與信心，就必須讓學(xué)生所學(xué)的知識形象化，趣味化。如果再象以前一本教材、一支粉筆、一塊黑板講到尾，肯定是效果不佳，因此采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段是必不可少的。根據(jù)我多年在〈〈電路分析〉〉的電教經(jīng)驗興趣，要運用多媒體教學(xué)須注意如下幾點：

一．多媒體教學(xué)對教師本身的要求。

1．教師應(yīng)對所教課程非常熟悉

只有老師對所教課程非常熟悉，對教材作了深入的研究，并有豐富教學(xué)的經(jīng)驗，你才能知道學(xué)生對哪些內(nèi)容難以理解，怎樣運用多媒體教學(xué)幫助學(xué)生解決難題，哪些知識點可以運用多媒體進行形象、趣味性教學(xué)。比如在講基爾霍夫電流定律時，一般講課是會舉水流的例子，但學(xué)生聽了印象不一定深刻，但我運用動畫做三條或多條小溪的水流，流到一起匯成一條小河，再配上一些輕音樂，讓學(xué)生觀察一段時間，再引申到電流定律中，這樣學(xué)生印象就深刻多了。

2．教師能熟練運用多媒體軟件和仿真軟件。

要上好多媒體課就要選擇好一種多媒體制作軟件，在〈〈電路分析〉〉中，由于大部分都是形象的畫面來表述哪些抽象的事物。電流、電壓、三相交流電、磁場等這些抽象的概念就可以用flash來形象化、

直觀化、動作化，而基爾霍夫定律，歐姆定律，疊加原理等這些實驗性的內(nèi)容我就可以用ewb仿真軟件進行模擬仿真，對于過渡過程這些參數(shù)性的〈〈電路分析〉〉就可以用matlab進行過程分析，這樣綜合交疊的運用輔助軟件，可以使學(xué)生從視覺感觀及邏輯分析上都投入到課堂中來。

二．教師要對學(xué)生進行充分的了解

作為一名老師只有對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行了充分的了解，你才能采取不同的教學(xué)方法，有針對性的進行教學(xué)。我所任教的是一所高職院校，高職院校學(xué)生來源不同，有高中，有中專，也有初中起點的五年制大專學(xué)生，針對不同的群體就要采用不同的教學(xué)方法，側(cè)重點也不同。

對于高中起點，他們的邏輯思維強一些，但動手操作就相對弱些。因此在做課件時就把公式推導(dǎo)省略些，多加入些模擬實驗，比方說怎樣組織實驗，怎樣得出結(jié)論興趣，多讓他們觀察過程與現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的形象思維與動手方面的能力。

對于中專起點，他們的動手操作能力就要強一些畢業(yè)論文開題報告。課件要多演示些原理性的內(nèi)容，例如，過渡過程是怎樣產(chǎn)生這種曲線規(guī)律的。這在課件中就可以多展現(xiàn)一下。

對于初中起點五年制大專生，就要細化，內(nèi)容不能深，要強調(diào)直觀與操作，原理性的直接給出結(jié)論并應(yīng)用。

三．多媒體制作時，要以學(xué)生為主導(dǎo)，注意交互性，強調(diào)形象化

在制作多媒體課件時要以學(xué)生為主導(dǎo)，不能采用那種灌入式的教學(xué)方法，要引導(dǎo)學(xué)生主動去思考去鉆研，同時制作出來的課件要把抽象的轉(zhuǎn)化為具體可視的。下面我將一堂課分三個部分進行簡要的介紹。

1．導(dǎo)入

一堂課的導(dǎo)入是非常重要的，導(dǎo)入的好壞直接影響學(xué)生對本堂課的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效果。例如，我在上諧振回路時是這樣導(dǎo)入的：先用FLASH做一個黑匣子，黑匣子引出兩根線接到一個燈泡上，另外兩根線接在一個信號發(fā)生器上，并聯(lián)一個電壓表（電壓固定不變），信號發(fā)生器的頻率可以用鼠標控制，在演示時用鼠標改變頻率，當達到某個頻率時，燈泡最亮，同時黑匣子講話“這個頻率最適合我，我可以讓小燈泡發(fā)出最大的光”在其他頻率時提示“不行，我還可以更強”，同時老師提醒學(xué)生觀察輸入電壓表（固定不變）這樣就吸引學(xué)生，同時他們也會思考，為什么輸入電壓不變而燈泡的亮度會變，為什么黑匣子會說“這個頻率最適合我”是怎么一回事，這黑匣子到底代表什么，這樣會使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，注意力會更加集中。

但有一個好的開端還是不夠的主要還要摘要在課中解決的問題上。

2．采用問題教學(xué)法

即教師在課堂上形成一種問題情境，啟發(fā)學(xué)生自己去探索、尋找答案興趣，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

例如在講電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路時，我就用FLASH畫出一些電路，然后用鼠標指向哪部分電路，就會有個話外音提問：“請問該部分的幾個電路是串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)”，給出一個選擇框，要求學(xué)生去選擇。如果選擇正確，就用鼓掌聲音鼓勵學(xué)生，如果選擇錯誤，就提示：串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)的概念，再要求學(xué)生重新選擇一遍，這就使得學(xué)生不斷的加深對概念的理解，并運用到具體的電路中。

3．小結(jié)

小結(jié)可以使學(xué)生對整堂課學(xué)過的知識有一個整體印象，加強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。比方我在做有效值的小結(jié)時就用FLASH做個小動畫。有一個小孩子將一個交流波趕進一個容器里，同時他又回過頭來將另一個直流電趕到一個同樣大的容器里，然后將兩個容器放在一起進行比較，恰好兩者一樣多。圖下面就有一個問題“請問這個直流電就稱為交流電的什么值”，這就會使學(xué)生自然而然聯(lián)想到有效值的定義，加深了印象。

四．多媒體教學(xué)效果統(tǒng)計

下面是我對任教的三個班在運用多媒體教學(xué)前、后的效果比較

沒有運用多媒體教學(xué)時統(tǒng)計

 

調(diào)查內(nèi)容

好

較好

一般

差

整節(jié)課聽課心情

10.3

26.4

58.8

4.5

整節(jié)課聽課注意力

20.3

40.5

33.5

5.7

對重點難點理解

33.7

42.6

20.2

3.5

對本節(jié)內(nèi)容掌握情況

21..6

45.8

30.2

2.4

對本節(jié)內(nèi)容記憶效果

30.5

34.7

28.4

6.4

課堂氣氛

36.7

42.9

20.4

第3篇：數(shù)字電路分析論文范文

論文摘要：電子信息類畢業(yè)生就業(yè)曾有過耀眼的輝煌，但近幾年來，其就業(yè)形勢大不如前。其主要原因有人才市場容量不足的問題，也有畢業(yè)生整體就業(yè)能力下降的問題。本文從電子信息工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的專業(yè)能力入手，對專業(yè)能力實現(xiàn)的幾個層次，改革學(xué)生評價體系，全面提升學(xué)生素質(zhì)，增強學(xué)生就業(yè)能力等方面進行了探索。

當前大學(xué)生就業(yè)是社會關(guān)注的熱點，高校就業(yè)工作面臨著越來越大的挑戰(zhàn)，如何做到大學(xué)生充分就業(yè)、合理就業(yè)，不僅需要高等學(xué)校在就業(yè)工作上更新觀念，加強指導(dǎo)，同時還需要大學(xué)生對就業(yè)問題進一步加深認識、理性思考，切實提高自身的就業(yè)能力。大學(xué)生就業(yè)能力是大學(xué)生成功地獲得工作、保持工作以及轉(zhuǎn)換工作時所具有的能力，是一種與職業(yè)相關(guān)的綜合能力的組合。大學(xué)生就業(yè)能力培養(yǎng)不僅是高等教育發(fā)展的需要，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，具有重要的理論與現(xiàn)實意義。大學(xué)畢業(yè)生作為勞動力市場上一個特殊勞動供給群體，其就業(yè)能力是指大學(xué)畢業(yè)生在校期間通過專業(yè)及相關(guān)知識學(xué)習(xí)、積累，對自身潛能進行開發(fā)而獲得的能夠?qū)崿F(xiàn)自我職業(yè)生涯目標、滿足社會需求、實現(xiàn)自我價值的技能和能力。就業(yè)能力是一種綜合能力。關(guān)于就業(yè)能力具體包括一些什么能力，至今仍沒有定論，但總的說來可以劃分為專業(yè)能力和非專業(yè)能力，本文以電子信息工程專業(yè)為例，從本專業(yè)應(yīng)具備的專業(yè)能力入手，探索如何提高學(xué)生的專業(yè)能力，從而提高學(xué)生的就業(yè)能力。

一、電子信息工程專業(yè)能力

電子信息工程專業(yè)作為新興專業(yè)，順應(yīng)了知識經(jīng)濟、信息時代的教學(xué)、科研和生產(chǎn)發(fā)展的需要。但隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及開設(shè)電子信息專業(yè)的院校逐步增多，未來畢業(yè)生的就業(yè)形勢會更加嚴峻，競爭會更加激烈。畢業(yè)生的質(zhì)量是電子信息專業(yè)競爭成敗的關(guān)鍵。從培養(yǎng)規(guī)格看，本專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備各方面的能力，由此我們將培養(yǎng)規(guī)格中的各種能力進行分類，整理出與之相對應(yīng)的各門課程，具體分類如下：

1.工程計算基礎(chǔ)能力。主要包括：數(shù)學(xué)計算及應(yīng)用能力、建模能力、時域、頻域分析，主要涉及的課程有：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程數(shù)學(xué)、信號與線性系統(tǒng)。

2.外語應(yīng)用能力。包括：聽、說、讀、寫能力，本專業(yè)英語文獻閱讀能力，主要涉及的課程有：大學(xué)英語、EDA技術(shù)與應(yīng)用等。

3.計算機應(yīng)用能力。主要包括：計算機基礎(chǔ)應(yīng)用能力、程序的設(shè)計能力、典型微機系統(tǒng)的分析和應(yīng)用能力，主要涉及的課程有：計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、計算機語言、C語言程序設(shè)計、EDA技術(shù)與應(yīng)用、微機原理與應(yīng)用、單片機原理與應(yīng)用、單片機技術(shù)及應(yīng)用綜合訓(xùn)練。

4.電子工程基本分析與應(yīng)用能力。主要包括：常用電子儀器使用能力，電子電路分析、應(yīng)用能力，單片機應(yīng)用能力，EDA應(yīng)用能力，閱讀與繪制電氣圖能力。主要涉及的課程有：電裝實習(xí)、電氣繪圖與電子CAD、電路原理、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電路、電路原理實驗、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電路實驗、單片機原理與應(yīng)用、EDA技術(shù)與應(yīng)用、模擬電路課程設(shè)計、數(shù)字電路課程設(shè)計、單片機技術(shù)及應(yīng)用綜合訓(xùn)練。

5.電子信息產(chǎn)品的分析、設(shè)計、安裝、運行維護等應(yīng)用能力。主要包括：工業(yè)標準的理解能力，電子信息產(chǎn)品分析、方案的理解及初步的設(shè)計能力，方案實現(xiàn)和系統(tǒng)測試能力，電子設(shè)備維護檢修能力，跟蹤新技術(shù)能力。主要涉及的課程有：工程制圖與CAD、科技信息檢索、通信電子線路、電視技術(shù)、電子測量、家用電器技術(shù)實訓(xùn)、傳感器與檢測技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信、通信電子線路實驗與設(shè)計。

6.專業(yè)綜合能力。主要包括：根據(jù)實際應(yīng)用需求，綜合運用所學(xué)知識進行電子系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)，創(chuàng)新意識和實踐能力，獲取新知識的能力。主要涉及的課程有：數(shù)字電視、家用電器技術(shù)實訓(xùn)、無線電調(diào)試中級工實訓(xùn)與考工、畢業(yè)設(shè)計。

7.技術(shù)技能能力。主要包括：獲得無線電調(diào)試工技術(shù)技能能力和考工證書。主要涉及的課程有：測試技術(shù)與儀器、大屏幕彩色電視接收機、數(shù)字圖像處理、無線電調(diào)試高級工實訓(xùn)與考工。 　8.研究與創(chuàng)新能力。主要包括：培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、探求真理的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神，提高學(xué)生的科學(xué)研究能力，鞏固和擴展學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高學(xué)生運用理論知識分析、解決問題的實踐能力。主要涉及的課程有：電子應(yīng)用基本模塊訓(xùn)練、數(shù)字化測量的實踐訓(xùn)練、常用控制系統(tǒng)的設(shè)計實踐、科研實踐、產(chǎn)品開發(fā)。

二、專業(yè)能力實現(xiàn)的三個層次

1.基礎(chǔ)訓(xùn)練。主要通過課堂實驗、電子工藝實習(xí)等環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生識別選用電子元器件，使用常用電子儀器儀表，測試簡單電路、掌握焊接安裝工藝等。通過對電子元器件的識別、性能測試和對各種電路性能指標測量，鞏固學(xué)生所學(xué)電子技術(shù)理論知識，學(xué)會正確使用儀器儀表和科學(xué)測量電路方法，為后續(xù)實訓(xùn)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。

2.模塊訓(xùn)練。就是對某一門或幾門課程進行專項實訓(xùn)，也就是課程設(shè)計，目的是提高學(xué)生的實踐動手能力，使學(xué)生能掌握一些專項技能，積累一些實際電路知識和工程知識。通過以模擬電路、數(shù)字電路、單片機電路等為主的實際應(yīng)用電路的設(shè)計、制作安裝、檢測與調(diào)試，訓(xùn)練學(xué)生的基本技能，并為后面的綜合訓(xùn)練做好準備。

3.綜合訓(xùn)練。主要采用項目、大型設(shè)計競賽、畢業(yè)設(shè)計等形式。項目主要是在教師指導(dǎo)下，申報校級或院級項目，或是參與教師課題等；大型設(shè)計競賽指的是，參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、重慶市盛群杯單片機競賽等；畢業(yè)設(shè)計是在教師指導(dǎo)下完成最后階段的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。目的是訓(xùn)練學(xué)生綜合運用知識的能力。通過查閱資料、選擇方案、設(shè)計電路、制作電路板、安裝調(diào)試、撰寫報告等環(huán)節(jié)，系統(tǒng)地進行電子電路工程實踐訓(xùn)練，從而進一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

三、改革評價體系，全面提升學(xué)生素質(zhì)，增強就業(yè)能力

目前，各類企、事業(yè)單位對畢業(yè)生的要求不斷提高，對應(yīng)聘者的要求不僅僅是專業(yè)能力，還包括人際交往、組織協(xié)調(diào)、溝通、適應(yīng)、團隊合作、創(chuàng)新等能力。因此，要求學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)知識牢固掌握的同時，要積極參與社會實踐，將所學(xué)知識與社會實踐緊密結(jié)合，只有積極參與社會實踐，參加各項活動，才能得到各方面能力的鍛煉。為此，必須改革大學(xué)生評價體系，改革以前在評優(yōu)評先中只看學(xué)習(xí)成績的做法，增加學(xué)生個人素質(zhì)評價等相關(guān)內(nèi)容，才能全面提升學(xué)生素質(zhì)。如學(xué)生個人素質(zhì)主要包括：基礎(chǔ)文明素質(zhì)、政治素質(zhì)與道德修養(yǎng)、社會實踐與調(diào)查、科技文化藝術(shù)和體育活動、社團活動和社會工作和課外讀書活動等內(nèi)容。本文以電子信息工程專業(yè)為例，就本專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的專業(yè)能力，以及專業(yè)能力的實現(xiàn)的幾個層次進行了探索。為全面提升學(xué)生素質(zhì)，提高就業(yè)能力，還應(yīng)包括人際交往能力、組織協(xié)調(diào)能力、溝通能力、適應(yīng)能力、團隊合作能力、創(chuàng)新能力等非專業(yè)能力，對如何提高這些非專業(yè)能力還有待進一步探索，也期待同行的指點。

參考文獻

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第4篇：數(shù)字電路分析論文范文

關(guān)鍵詞:步進電機控制卡;二次開發(fā);數(shù)控系統(tǒng);PCL-839控制卡

中圖分類號:TP273文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)03-0012-02

一、PCL-839控制卡電路分析

PCL-839運動控制卡數(shù)字電路如圖1所示:

(一)譯碼電路

該電路的作用是為PCL-839控制卡提供一個接口地址段,其設(shè)計的方法較多,可靈活選擇應(yīng)用。譯碼電路可用74LS688數(shù)值比較器、74LS138譯碼器及DIP撥碼開關(guān)組成。通過撥碼開關(guān)可重新設(shè)置地址段的范圍,從而保證控制卡地址段的范圍不能與計算機系統(tǒng)中所有其它口地址重合,否則將導(dǎo)致總線競爭,系統(tǒng)不能正常工作。

(二)震蕩電路

該電路的作用是為脈沖控制電路提供一個具有固定頻率的脈沖源。由于該脈沖源頻率的穩(wěn)定性直接關(guān)系到脈沖控制電路輸出脈沖的質(zhì)量,因此震蕩電路頻率的穩(wěn)定性是衡量震蕩電路好壞的重要標志。采用微分型石英晶體多諧震蕩電路,其輸出的脈沖頻率之取決于石英晶體本身的諧振頻率,而與電路的R、C值無關(guān),因此該震蕩電路的頻率穩(wěn)定性高。

(三)I/O端口電路

數(shù)控機床運行期間,數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)常需要同外設(shè)之間進行信息交換,因此需要設(shè)計專門的I/O端口電路。運動控制卡上的I/O端口電路常用8255并行口芯片組成。8255屬于可編程芯片,其功能可由程序來設(shè)定。每片8255有3個8位的輸入輸出端口,這些端口可經(jīng)過光電隔離電路輸出作為補進電機的方向信號,也可供卡內(nèi)部使用,或經(jīng)過光電隔離輸入輸出電路與外設(shè)相連。

(四)脈沖控制電路

PCL-839控制卡上脈沖控制電路是一個很重要的組成電路,它可由8254計數(shù)器組成,每片8254計數(shù)器可控制一個步進電機。8254屬于可編程芯片,內(nèi)部有3個獨立的16位計數(shù)器,每個計數(shù)器有6種工作方式,可由程序設(shè)定。每片8254可用來控制輸出脈沖的頻率,即工作方式3(方波速率發(fā)生器);或用來控制輸出脈沖的數(shù)目,即工作與方式0(記完最后1個數(shù)時中斷)。

(五)光電隔離輸出輸入電路

為了使數(shù)控系統(tǒng)與外設(shè)之間電源隔離以及電平匹配,可采用光電隔離電路,從而減少外界電源對數(shù)控系統(tǒng)的干擾。

除上述幾種數(shù)字電路外,PCL-839控制卡還經(jīng)常用到一些其它的集成數(shù)字電路,如74LS,74H,74S等TTL系列集成電路,MOS系列集成電路以及GAL系列可編程邏輯電路等。

二、L-839三軸步進電機控制卡工作特點

其特有的3個板載脈沖發(fā)生器可以對3個步進電機進行同步獨立控制;其有兩種操作方式――雙脈沖方式(+/-方向脈沖)或單脈沖方式(脈沖-方向);它的可編程步進速率為1～16pps(脈沖每秒);并可通過編程控制初始速度,最終速度以及持續(xù)時間,完成自動梯形加速/減速斜坡;通道為16位I/O TTL兼容道;所有輸入/輸出均為光隔離,提供500V直流隔離保護;提供包含設(shè)備驅(qū)動程序的C函數(shù)庫;提供易于熟悉PCL-839指令設(shè)置的指令解釋程序。

三、工作原理分析

(一)寄存器

控制卡的核心為PCL-AK步進電機控制芯片,通過它實現(xiàn)控制邏輯。在芯片中包含了6個寄存器,分別為:減法計數(shù)器,高、低速度寄存器,加(減)速率寄存器,減速點寄存器,以及乘法器。各寄存器功能如下:

1.減法計數(shù)器R0(18位)。當脈沖以手動模式、起點模式或預(yù)設(shè)模式輸出脈沖時,減法計數(shù)器倒減計數(shù)。如果計數(shù)器在運行狀態(tài)下停止,那么計數(shù)也停止。如果當計數(shù)器中的值已經(jīng)到0時輸出一個脈沖,計數(shù)器則還原至其最大值3FFFF(hex)(262143 dec)。計數(shù)器的值可以在任何狀態(tài)下(運行或靜止)讀取。當在運行中讀取值時,兩次讀取必須在下一個脈沖改變計數(shù)器值之前完成。比較兩個值,如果相等則為脈沖的真值。預(yù)設(shè)模式中設(shè)置寄存器所需的脈沖數(shù)。當脈沖輸出和脈沖產(chǎn)生時計數(shù)器開始減法計數(shù),并且在計數(shù)器達到0時停止。啟始范圍為00001～3FFFF(hex)(1～262143―十進制)。如果在操作開始時設(shè)置寄存器為0,則不會出現(xiàn)脈沖產(chǎn)生。此時運行標志會顯示中斷狀態(tài),但INT信號不會輸出。如果計數(shù)被減速-停止或復(fù)位指令中斷,則保存當前計數(shù)器的值,并且在接到開始指令時繼續(xù)計數(shù)。當操作完成時計數(shù)器將會為0。在每次預(yù)設(shè)模式開始時必須給出一個初始值。

2.速度寄存器R1、R2(13位)。R1為初始/低速度寄存器。當以高速方式開始時,脈沖發(fā)生器以FL(初始/低速)開始并且提速至FH(最終/高速)。如果在高速運轉(zhuǎn)期間接到減速-停止指令,電機會減速至FL速度然后停止。FL范圍為1～8191(0001～1FFF (hex))。R2是高速度寄存器,用于設(shè)置FH速率。FH的范圍也是1～8191(0001～1FFF (hex))。R1和R2的設(shè)定值與輸出脈沖頻率之間關(guān)系的變化均取決于R7(乘法計數(shù)器)。

3.加(減)速率寄存器R4(10位)。這個寄存器用于設(shè)置加速和減速特性。在高速狀態(tài)中,發(fā)生器從FL開始并加速值FH。

如果基準時鐘頻率為(TCLK)[秒],TSUD(加速/減速所需時間)為:

TSUD=[(R2)-(R1)]x(R4)x(TCLK)[秒](1)

如果加速/減速時間已知,R4可以如下計算:

R4=TSUD/([(R2)-(R1)]x(TCLK)) (2)

R4的范圍為002(十六進制)～3FF(十六進制)(2～1023―十進制)。

注:PCL-839的TCLK為203ns

4.減速點寄存器R6(16位)。在高速運行期間,減法計數(shù)器的值是與該寄存器中的值相比較。一旦計數(shù)器的值小于該寄存器中的值,將開始減速。如果在高速模式開始時,R6中的值大于減法計數(shù)器的值,將不會出現(xiàn)提速,并且脈沖發(fā)生器將以FL繼續(xù)進行。R6的范圍為0001～FFFF(hex)(1～65535―十進制)。

減速點設(shè)置。如果在輸出方式中選擇“減速點自動設(shè)置”, R6不需要設(shè)置。如果沒有選擇自動設(shè)置,R6的值必須計算并且寫入寄存器。當設(shè)置減速點時,FL頻率、FH頻率以及減速等級必須考慮。如果設(shè)置了一個非法值,脈沖輸出在減速過程中會中途停止(圖2-A)或在減速后持續(xù),造成較久的FL速度運行(圖2-C)。

減速點是根據(jù)減速過程中脈沖輸出的數(shù)量設(shè)定的。因此,(圖3)中斜線所標出的區(qū)域是需要計算的脈沖數(shù)。FL和FH是輸出脈沖頻率。

Tsd[秒],減速所需時間:

Tsd=[(R2)-(R1)]x(R4)/(CLOCK)

(CLOCK=4.9152MHz)(3)

速度寄存器(Rf)設(shè)定值和輸出頻率(F[PPS])之間的關(guān)系為:

F=(Rf)x(CLOCK)/[8912x(R7)] (4)

因此,FL輸出頻率FL[PPS]和FH輸出頻率FH[PPS]為:

FL=(R1)x(CLOCK)/[8192x(R7)] (5)

FH=(R2)x(CLOCK)/[8192x(R7)] (6)

Psd,在Tsd[sec]期間由梯形A-B-C-F所表示的脈沖數(shù):

Psd ={[(FL)+(FH)]xTsd}/2 (7)

將方程(3),(5),(6)帶入方程(7)

Psd ={[(R2)2-(R1)2]x(R4)}/{16384x(R7)}(8)

當在減速完成后以FL速度輸出5個脈沖時,指向寄存器(R6)的減速寄存器的設(shè)定值為:

(R6)=Psd +5

(R6)={[(R2)2-(R1)2]x(R4)}/{16384x(R7)} + 5 (9)

5.乘法計數(shù)器R7(10位)。對于速度寄存器R1和R2,步數(shù)可以選擇(1～8191)。這個寄存器(R7)用來設(shè)定一步的輸出頻率。從CLOCK端輸入的基準時鐘被可變分頻器和倍頻器分割和增加,然后輸出給PULSE OUTUT 端子。當速度寄存器的設(shè)定值為Rf(Rf為R1和R2的設(shè)定值)時,PULSE OUTPUT端子的輸出頻率為:

Fpout={(基準時鐘頻率)[Hz]x(Rf)}/{8912x(R7)}=(Rf)x{(基準時鐘頻率)}/{8912x(R7)}

當(基準時鐘)/[8192x(R7)]=1…1x模式

當(基準時鐘)/[8192x(R7)]=2…2x模式

對于PCL-839,基準時鐘頻率為4.9152[MHz],因此:

(R7)=600 (=258 hex) 1x模式

(R7)=300 (=12C hex) 2x模式

設(shè)定范圍為002(十六進制)～3FF(十六進制),相當于2～1023(十進制)。設(shè)定值越小,輸出頻率就越高。

(二)PCL-839的二次開發(fā)工作過程

PCL-839與其他PC擴展設(shè)備一樣,是通過PC總線來傳遞地址信息,數(shù)據(jù)以及控制信息。它需要16位連續(xù)的I/O地址,選址范圍為200～3FF(hex)。出廠地址的默認值為300(hex),通常是PC原型主板所保留的空閑地址。地址的選擇是通過卡上的DIP開關(guān)S1來設(shè)置I/O基地址。其地址必須選擇不被其他I/O設(shè)備占用的基地址,否則會與其它設(shè)備的產(chǎn)生沖突會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障。PCL-839有三個獨立的通道,可以同時控制3個獨立的步進電機。工作時,由控制程序向相應(yīng)的基地址中傳遞信息,首先是向各通道的指令緩沖中傳遞指令。通過對信息特征碼位的判斷,得出傳入的信息是控制指令還是數(shù)據(jù),之后由卡上的地址譯碼器,選擇卡上相應(yīng)的功能部件對相應(yīng)的信息進行處理。接下來總線上傳遞的就是數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)根據(jù)剛才接到的指令分別送往芯片中的6個寄存器,通過這些寄存器首先對步進電機進行初始化,確定其各個參數(shù)。在步進電機的初始化及相關(guān)參數(shù)都確定后,開始向指令緩沖傳送控制命令來控制步進電機進行所需的運動。

參考文獻

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第5篇：數(shù)字電路分析論文范文

論文摘要：本文從高職教育的特點出發(fā)，闡述了傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在的缺陷，引出如何讓高職院校的學(xué)生能夠通過實踐的方法掌握電子專業(yè)基礎(chǔ)課中必備的一些抽象的理論知識的問題。列舉了幾種常用的EDA軟件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特點、適用范圍，最后，通過具體的應(yīng)用實例提出高職教育中EDA教學(xué)與電子專業(yè)基礎(chǔ)課的相互滲透的方法，使得二者有機結(jié)合，達到更好的教學(xué)效果。

引言

職業(yè)技術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才為根本任務(wù)。一貫以來培養(yǎng)目標是以專業(yè)技術(shù)知識為基礎(chǔ)，以實踐為核心，注重理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握一門扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能，使學(xué)生有較強的知識轉(zhuǎn)化能力。

1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問題

電子類職業(yè)學(xué)校的專業(yè)課都開設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)課，這些專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的知識面廣，基本概念、基本原理、分析方法多，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)中，總是覺得很吃力，學(xué)完之后，又不知道如何運用知識。問題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識，沒有基礎(chǔ)，而且傳統(tǒng)的教學(xué)用單一的方法從理論上闡述，學(xué)生學(xué)起來感到抽象，難以理解和掌握，所以學(xué)生難以學(xué)好專業(yè)課。但專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)好后，對學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。高等職業(yè)院校的電子專業(yè)基礎(chǔ)理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點，比如《電工技術(shù)基礎(chǔ)》的公式多、定理多、計算量大，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》概念多，單元電路分析計算難，電子專業(yè)基礎(chǔ)課理論性，實踐性強，與學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識聯(lián)系不多，每次課的新知識多，信息量大，抽象且枯燥無味，往往學(xué)生進入專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)都會感到難以適應(yīng)，久而久之導(dǎo)致惡性循環(huán)，以至于失去學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣和信心。

2.傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)存在的主要問題

隨著EDA技術(shù)的普及，職業(yè)技術(shù)學(xué)院也相繼開設(shè)了相關(guān)的課程比如《EDA電子設(shè)計自動化》，《Protel電路設(shè)計》，《可編程控制技術(shù)》等，涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個原理電路設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。

NI Multisim 10的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實驗選用，同時也可以新建或擴充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到，因此也很方便的在工程設(shè)計中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名為Altium）推出的EDA軟件，是電子設(shè)計者的首選軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是個完整的板級全方位電子設(shè)計系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設(shè)計（包含印制電路板自動布線）、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動布線可實現(xiàn)高密度PCB的100%布通率，它較早就在國內(nèi)開始使用，在國內(nèi)的普及率也最高，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。轉(zhuǎn)貼于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境，是設(shè)計者能方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。但是，一般這些課程會被安排在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)完畢以后，在第三或第四學(xué)期，學(xué)生在學(xué)習(xí)到這些仿真軟件時往往已經(jīng)忘卻了許多重要的基本知識。除此以外，傳統(tǒng)的教學(xué)方法在EDA應(yīng)用軟件的教學(xué)中只注重命令的介紹，或者說強調(diào)命令的操作步驟，而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學(xué)業(yè)水平及其素質(zhì)問題，功能性教學(xué)方法被廣泛采用。采用這種方法學(xué)生不可能在教學(xué)規(guī)定的時間內(nèi)宏觀地、整體地去把握事物的內(nèi)涵，所學(xué)的知識缺乏連貫性，獨立操作軟件的水平不高，只能簡單模仿和死記硬背。同時該方法往往是以教師為中心，課堂上教師講得多，學(xué)生參與少，不能適應(yīng)培養(yǎng)高技能人才的需要。

3.改革的主要思路

傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在明顯的缺陷。在具體實施過程中教師應(yīng)積極參加教研教改項目，以教改促進課程教學(xué)整體質(zhì)量的提高。比如，在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中不能照搬傳統(tǒng)的一套教學(xué)方法，從數(shù)學(xué)推導(dǎo)或理論分析來得到相關(guān)的結(jié)論。一方面，應(yīng)該借助電子仿真軟件EDA開展教學(xué)，直觀的形象顯示有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問題的能力，有助于教學(xué)重點和難點的講解，可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)動機。另一方面結(jié)合其它課程設(shè)計的方法來提高EDA軟件的使用，如《電路基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設(shè)計以前都是手工完成設(shè)計部分的工作，現(xiàn)在都安排在EDA技術(shù)中心利用EDA軟件來完成。通過大量實際訓(xùn)練，使學(xué)生掌握EDA在本專業(yè)各項設(shè)計與電路制作中的應(yīng)用。在接觸各種實際的和模擬的設(shè)計電路課題的過程中，提高分析、解決問題的能力。最后，推廣職業(yè)認證考試高職教育應(yīng)該依照國家職業(yè)分類標準及對學(xué)生就業(yè)有實際幫助的相關(guān)職業(yè)證書的要求，

調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程體系，把職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)課程納入教學(xué)計劃之中，將證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強化學(xué)生技能訓(xùn)練，使學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時，順利獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書，增強學(xué)生就業(yè)競爭能力。通過比賽提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進課程改革建設(shè)的深入。

結(jié)束語

實踐證明，職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課程和EDA教學(xué)方式的改革是勢在必行的，只有通過改革才能把這兩門課程教學(xué)實施得更好，才能達到高職高專院校培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才的目標。當然，筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執(zhí)行的教學(xué)方式還不夠細致和完善，這當中還存在很多方面的問題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗和解決。

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第6篇：數(shù)字電路分析論文范文

【關(guān)鍵詞】虛擬實驗室；電子電路；仿真

1.引言

在現(xiàn)代教育中，實驗教學(xué)占有非常重要的地位。學(xué)生只有通過足夠的驗證性實驗和一定數(shù)量的綜合設(shè)計性實驗，才能真正理解和掌握該學(xué)科的理論知識，才能獲得足夠的實驗技能和動手能力，并初步具備完成實際測試、設(shè)計等工作的能力。但隨著實驗形式、內(nèi)容、要求越來越高，不得不平衡其與學(xué)校實驗設(shè)備、儀器、場地、經(jīng)費保障相對滯后之間的矛盾。一個傳統(tǒng)實驗要使用多種元器件，而且不同實驗所用的元器件也不盡相同，如果開設(shè)綜合性實驗，則所需的元器件更多。這么多的元器件不僅價值昂貴，體積大，占用空間多，而且相互連接也十分麻煩。再加上學(xué)生在實驗過程中，錯誤操作導(dǎo)致元件或儀器損壞，維修費用也是一筆不小的數(shù)目。在這樣一些情況下，較差的實驗環(huán)境制約了實驗教學(xué)的開展和學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)校為了滿足培養(yǎng)具有高素質(zhì)、創(chuàng)新能力人才的要求，不斷改革實驗教學(xué)，引進多種教學(xué)手段和教學(xué)媒體，學(xué)生可以在其中自由選擇，充分發(fā)揮自己的主觀能動性。

計算機輔助教學(xué)將計算機技術(shù)運用于課堂教學(xué)、實驗課教學(xué)、學(xué)生個別化教學(xué)等各個環(huán)節(jié)，可提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的教學(xué)模式。教師在介紹元件、儀器外觀或比較抽象的內(nèi)容時，若沒有對應(yīng)的實物器件或圖形顯示，只是費盡口舌描述，可能學(xué)生還是一頭霧水。如果將一臺普通的計算機安裝某種電路仿真軟件，其配備的虛擬元件和虛擬儀器可讓學(xué)生進入生動、逼真的學(xué)習(xí)情境，更加主動的學(xué)習(xí)知識。可以起到節(jié)約購買和維修元器件費用、緩解實驗元器件不足、縮小元器件存放空間等作用，降低實驗教學(xué)對客觀物質(zhì)條件的依賴性。所以，虛擬電子實驗室就孕育而生。

2.虛擬電子實驗室設(shè)計原則

虛擬電子實驗室的設(shè)計應(yīng)該以教學(xué)為主導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立一個以學(xué)習(xí)者為中心的虛擬實驗環(huán)境，為電子類專業(yè)學(xué)生的實驗提供更好的實驗環(huán)境和實驗條件。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，要注意實驗教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和實驗教學(xué)方法的科學(xué)性。實驗內(nèi)容應(yīng)該符合知識的內(nèi)在邏輯體系結(jié)構(gòu)，教學(xué)方法應(yīng)該有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力；有利于增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；有利于學(xué)生個性化的發(fā)展；其次，要能夠隨時向?qū)W生開放?？梢源蚱茣r間、空間的限制，使得實驗者隨時、隨地進入系統(tǒng)進行實驗學(xué)習(xí)；然后，還要注意界面設(shè)計也簡潔易懂，充分發(fā)揮該系統(tǒng)的實際效用；最后，虛擬實驗系統(tǒng)是針對院校電子類學(xué)生的模擬電路、數(shù)字電路和電路分析課程而創(chuàng)建，在實驗內(nèi)容的選擇上要符合學(xué)生和學(xué)校的培養(yǎng)目標。

2.1 傳統(tǒng)電子實驗室模型

傳統(tǒng)的實驗室往往都是以教師為主導(dǎo)的，單向的過程的教學(xué)，學(xué)生按部就班的按照教師的指導(dǎo)進行實驗，沒有發(fā)揮學(xué)生的自主性，不利于其思維能力的培養(yǎng)。

2.2 虛擬電子實驗室模型

虛擬電子實驗室可以讓學(xué)生隨時隨處方便的進行實驗學(xué)習(xí)以及進行討論，可以重復(fù)學(xué)習(xí)，直到達到自己滿意的結(jié)果，而且還可以進行創(chuàng)新性的實驗嘗試。但是，虛擬電子實驗室也不能完全替代傳統(tǒng)的實物實驗，因此，只有將虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗有機結(jié)合起來，才能更好的提高學(xué)生的動手能力和探索精神。虛擬實驗室實驗過程如圖1所示。

根據(jù)其實驗過程需求，設(shè)計虛擬電子實驗室的基本構(gòu)架。在用戶進行儀器仿真實驗時，用戶只需使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，就可以登錄到虛擬實驗室的Web服務(wù)器上進行實驗。在進行Multisim電路仿真設(shè)計實驗時，用戶可以先利用系統(tǒng)進行實驗預(yù)習(xí)然后在本地計算機上進行實驗。首先在虛擬實驗室列出所有實驗項目及其具體內(nèi)容。然后，用戶選擇實驗項目，預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，開始實驗，根據(jù)實驗的具體要求設(shè)置滿足要求的實驗儀器，搭建電路和測試結(jié)果。做完實驗后，把實驗結(jié)果和實驗報告按照要求保存后，提交到服務(wù)器，供大家討論，也可以在線和教師交流。

3.虛擬電子實驗室系統(tǒng)組建

虛擬電子實驗室主要包括五個子系統(tǒng)：登錄系統(tǒng)，實驗項目資料系統(tǒng)，軟件仿真系統(tǒng)，虛擬實驗系統(tǒng)和實驗教學(xué)管理系統(tǒng)。其中，登錄系統(tǒng)可以實現(xiàn)用戶管理，包含對學(xué)生和教師用戶的管理，以及對用戶的身份進行驗證；實驗項目資料系統(tǒng)包含了實驗教學(xué)資源的管理；虛擬實驗系統(tǒng)提供學(xué)生用戶對虛擬實驗的訪問；實驗教學(xué)管理系統(tǒng)提供了實驗報告的管理功能。

4.總結(jié)

虛擬實驗教學(xué)促進了實驗教學(xué)理念的不斷創(chuàng)新，改變了傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，將教師由原來的處于中心地位的知識權(quán)威轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和合作伙伴、設(shè)計者、教育的研究者，而學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主導(dǎo)者、學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生可以按照自己的興趣，自主地選擇所需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容；學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺自主的學(xué)習(xí)有關(guān)實驗的知識，觀看教師實驗課程展示，然后自主去設(shè)計和做實驗，擺脫了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教師做一遍學(xué)生跟著做一遍的弊端，因此，很好的培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

參考文獻

[1]樊進.電子電路虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].安徽:安徽大學(xué),2006.

第7篇：數(shù)字電路分析論文范文

關(guān)鍵詞：Proteus;嵌入式系統(tǒng);實驗;動態(tài)仿真

1概述

現(xiàn)代電子電路設(shè)計已經(jīng)進入電子設(shè)計自動化時代，電路仿真是電子設(shè)計自動化中的一項重要技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的分析、設(shè)計、檢測、改造和技術(shù)革新等方面。嵌入式系統(tǒng)是以計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機軟件以及其他相關(guān)電子技術(shù)為基礎(chǔ)上發(fā)展而來的綜合技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為當下主流發(fā)展研究技術(shù)，對于具備一定嵌入式開發(fā)能力的人才在企業(yè)非常受歡迎。在當前高校普遍開設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程中，普遍采用的微處理器是8位的單片機8051，32位ARM7TDMI 核的飛利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。實驗教學(xué)中往往以單片機作為學(xué)習(xí)嵌入式的基礎(chǔ)鋪墊，待基礎(chǔ)掌握后將ARM7內(nèi)核CPU 作為升級版單片機引入，輕松過渡到ARM平臺。

傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，課堂環(huán)節(jié)基本是在傳統(tǒng)實驗箱基礎(chǔ)上輔助純理論教學(xué)，由于硬件的限制，學(xué)生可自主實驗和拓展項目較少，不利于創(chuàng)新學(xué)習(xí)。針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，為此將Proteus軟件引入到課堂教學(xué)、實驗、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計中，能起到更好的學(xué)習(xí)效果。這種教學(xué)方案將傳統(tǒng)理論教學(xué)可以實時的與實驗相結(jié)合，不僅可以提高理論教師的實踐能力同時對于學(xué)生而言，不會產(chǎn)生對理論的抵觸心理，更多的實驗自主能夠更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新興趣。

2 Proteus軟件介紹

Proteus 嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是目前世界上最先進、最完整的嵌入式設(shè)計與仿真平臺，由英國Labcenter 公司開發(fā)的[1]。Proteus主要由ARES、ISIS兩大模塊構(gòu)成，ARES主要用于印刷電路板（ PCB） 的設(shè)計及其電路仿真，ISIS 主要用于原理圖的設(shè)計并仿真。在Windows 操作系統(tǒng)平臺，可以對各種模擬器件和集成電路進行仿真、分析（ SPICE）。

Proteus軟件和其它EDA工具軟件一樣提供仿真功能，但是它還能從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB 設(shè)計，實現(xiàn)了真正意義上的從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。能夠同時提供將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三大功能的軟件目前只有Proteus軟件;在編譯方面，它也支持IAR、Keil 和MatLAB 等多種編譯。

3 Proteus軟件在實驗教學(xué)中的優(yōu)越性

教師在實際教學(xué)中通過Proteus和Keil搭建虛擬實驗平臺，同時引入仿真平臺，輔以硬件實驗的驗證，可以使得學(xué)生更好的由理論過渡到實踐，對于產(chǎn)品的電子系統(tǒng)能夠有更全面的理解和掌握[2]。畢業(yè)生在自己的畢業(yè)論文設(shè)計中可以采用Proteus軟件為輔助手段;學(xué)生可以采用Proteus軟件為輔助手段，進行大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，或參加市級以及全國各類電子設(shè)計競賽活動。下面是利用Proteus軟件進行仿真和硬件驗證的流程圖：（圖1）

針對Proteus軟件以上多種優(yōu)點，建立一個Proteus實驗室，它的出現(xiàn)為電類專業(yè)的實驗教學(xué)帶來了前有未有的新思維和解決之道。Proteus實驗室可以為教學(xué)創(chuàng)造一個更加優(yōu)質(zhì)的平臺，在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，實驗室具有如下的優(yōu)點：

3.1 功能多樣化 Proteus軟件除了提供仿真電路分析實驗、模擬電子線路實驗、數(shù)字電路實驗外，同時還可以對嵌入式系統(tǒng)實驗仿真，提供嵌入式系統(tǒng)（單片機應(yīng)用系統(tǒng)、ARM應(yīng)用系統(tǒng)）仿真實驗功能是它區(qū)別其它軟件的最大特點，因此，Proteus軟件是一個多功能的實驗平臺。它的多樣化功能解決了教師教學(xué)過程中可能出現(xiàn)硬件設(shè)備不齊全問題。

3.2 資源開放 由于其硬件是基于網(wǎng)絡(luò)平臺的，如一個單位內(nèi)的局域網(wǎng)、或企業(yè)網(wǎng)、或校園網(wǎng)（或單機板，基于一臺PC）或Internet用戶。因此解決了學(xué)生受傳統(tǒng)實驗室的時間、空間、及實驗內(nèi)容的限制問題，可以發(fā)揮自身的學(xué)習(xí)熱情來學(xué)習(xí)，更好的解放由傳統(tǒng)硬件帶來的思維限制，提高創(chuàng)新能力，同時也可以最大發(fā)揮設(shè)備的利用率。

3.3 內(nèi)置資源先進 Proteus實驗室主要由其Proteus仿真軟件實現(xiàn)，軟件內(nèi)部包括萬種以上元器件及多達30多個元件庫，多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表，豐富的測試信號源，先進的混合仿真系統(tǒng)（SPICE電路仿真器+數(shù)字仿真器+MCU仿真器）?；谏鲜鰪姶蟮膬?nèi)置配備，可以保證實驗室的先進性。另外，軟件提供用戶自己制作器件模型，英國Labcenter公司也能夠為用戶制作，此外，軟件跟硬件相比升級更為方便，幾乎無成本，可以保持軟件庫中的器件的實時先進性，保證了實驗室的先進性。

3.4 實驗創(chuàng)新化 Proteus仿真軟件內(nèi)置的豐富資源是進行創(chuàng)新型實驗研究的基礎(chǔ)。軟件庫中提供了儀器儀表、信號源、元器件、器件模型，教師利用軟件設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容或者進行創(chuàng)新實驗的研究，學(xué)生除了完成實驗內(nèi)容外可以自己研究感興趣的內(nèi)容，由于豐富的軟件庫中器件，不受到傳統(tǒng)硬件的束縛，可以更好的放開思維，展開實驗仿真學(xué)習(xí)，對于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力有重大的意義。

3.5 易管理、易維護 由于其核心為Proteus仿真軟件，在實驗過程中不會產(chǎn)生損耗問題，軟件的管理、維護也僅僅是帳戶的管理、軟件的安裝及更新，設(shè)備的管理工作量得到了降低，可以將更多的時間精力投入到實驗創(chuàng)新研究中。

3.6 低投入、高回報

將Proteus實驗室與傳統(tǒng)實驗室對比，投入低，回報高。教師只需建立相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺（也可使用已有的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺），外加購買一套Proteus網(wǎng)絡(luò)板軟件，部分實驗驗證板即可。幾乎不會產(chǎn)生維護費用，此外，建立這樣的實驗室還可以被嵌入式系統(tǒng)（單片機應(yīng)用系統(tǒng)、ARM應(yīng)用系統(tǒng)）、微機原理與接口技術(shù)課程學(xué)習(xí)用到，做到資源利用的最大化。

4 Proteus軟件的應(yīng)用實例

由于液晶顯示器的低功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等諸多優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中[3]。在LCD顯示電路的硬件電路中，我們通常使用LPC2106芯片和LM016L顯示模塊。LPC2106由一個支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、與片內(nèi)存儲器控制器接口的ARM7 局部總線、與中斷控制器接口的AMBA高性能總線（AHB）和連接片內(nèi)外設(shè)功能的VLSI外設(shè)總線組成。LM016L液晶模塊通過指令編程來完成讀寫操作、屏幕和光標控制。LCD顯示電路電子電路圖如下圖所示：

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圖2 LCD電子電路圖

我們可以看到，雖然在這個電路中，電路并不復(fù)雜，但是LPC2106這個芯片是雙電源芯片，CPU操作電壓范圍為1.65V～1.95V（1.8V ±8.3%） ，I/O電壓范圍為3.0V～3.6V（3.3V ±10%） ，這兩個小伏電壓范圍比較難調(diào)整，學(xué)生在實驗過程很容易就會出現(xiàn)電壓過大，燒壞芯片的事故。除此之外，學(xué)生還很有可能出現(xiàn)電路連接等錯誤，在實際操作中，這會很大程度地影響教學(xué)。所以，我們可以采用用Proteus軟件來仿真電路這一方案。

下面是基于ARM7的LCD顯示電路仿真，介紹電路的設(shè)計和使用Proteus 進行仿真與實現(xiàn)的過程。首先運用Keil編譯C語言，連接生成Hex文件，使用PROTEUS 7.8SP2仿真，選用ARM7 LPC2106 芯片和LM016L，將Hex文件導(dǎo)入，然后進行軟件仿真調(diào)試[4]。其電路原理圖如下圖所示：

<D：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技?下旬刊201511＼1-297＼245-3.jpg>

圖3 系統(tǒng)電路圖

設(shè)計的最終效果是使得字符串從左往右逐個依次出現(xiàn)在屏幕上，同時逐漸右移，直至全部消失。然后再從右向左逐個依次出現(xiàn)，待移到最左端后消失。如此循環(huán)往復(fù)。其設(shè)計效果如以下圖所示：

<D：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技?下旬刊201511＼1-297＼245-4-1.jpg><D：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技?下旬刊201511＼1-297＼245-4-2.jpg><D：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技?下旬刊201511＼1-297＼245-4-3.jpg>

圖4 設(shè)計效果顯示框圖

在這個實驗中，學(xué)生可以通過Proteus模擬ARM7芯片設(shè)計，將理論與實際相結(jié)合，應(yīng)用現(xiàn)有的仿真工具和嵌入式軟件開發(fā)平臺，合理規(guī)范地設(shè)計實現(xiàn)一個小型LCD顯示電路功能。同時，提供KeilC51 uVision2軟件的調(diào)試功能。

如果電路出現(xiàn)結(jié)果與實驗?zāi)康挠兴?，可以利用軟件調(diào)試系統(tǒng)全速、單步、設(shè)置斷點等，對各個變量、寄存器狀態(tài)進行實時觀察。只需利用仿真軟件在計算機平臺上進行各種仿真調(diào)試工作即可，能夠不動用電烙鐵試驗板就能知道結(jié)果的方法，大大提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，將解析法在近似處理中帶來的較大誤差有效的避免，還可以與實物試制和調(diào)試相互補充，通過理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)，大大提高教學(xué)效率，更好的達到教學(xué)目的，也能提高學(xué)生自主的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自己的探究研究問題能力，提高創(chuàng)新意識。

5 結(jié)語

采用Proteus仿真軟件作為嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)平臺，不僅幫助工科類學(xué)院學(xué)生更快地掌握業(yè)內(nèi)主流電子設(shè)計工具，綜合最新的電子設(shè)計技術(shù)，提升學(xué)生的實踐動手能力，還使得學(xué)生在校期間，比較靈活地將不同學(xué)科的電子設(shè)計知識融會貫通，為學(xué)生提供更多的實踐與應(yīng)用平臺，拉近了學(xué)習(xí)與就業(yè)的距離。實踐證明，這種教學(xué)方法在教學(xué)效率、成本預(yù)算、后期維護方面優(yōu)勢明顯，具有較高的推廣價值。

參考文獻：

[1]朱清慧，張風蕊，等.Proteus教程-電子線路設(shè)計、制版與仿真[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2]陳燕，李娜娜.Proteus和Keil在單片機教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2009（20）：194-195.

[3]周立功.ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2008年9月第2版.

第8篇：數(shù)字電路分析論文范文

【關(guān)鍵詞】單片機；Proteus Keil uVision2；仿真；PCB設(shè)計

1.引言

單片機是將CPU芯片，存儲器芯片，I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備裝配在一塊印刷電路板上，再配上存儲在ROM中的監(jiān)控程序，這便構(gòu)成了一臺單板微型計算機。傳統(tǒng)的單片機開發(fā)都是采用硬件實驗箱或?qū)嶒灠宸绞?，硬件投資成本相對較高；這種定式的環(huán)境很容易將開發(fā)者的思維禁錮在小小的實驗箱里，不利于創(chuàng)新思維實現(xiàn)，對于初學(xué)者還會造成認知上的誤區(qū)，即所謂的單片機就是在一個箱子里穿針引線，這極不利于后續(xù)的開發(fā)。

目前，具有電路仿真功能的軟件比較多，性能比較好的有Multisim、Protel、OrCAD等，但這些對單片機的仿真無能為力。到目前為止，只有Proteus軟件能夠提供完善的單片機芯片及嵌入式系統(tǒng)的仿真。

2.單片機仿真所需實驗配置

2.1 選用Proteus軟件作為單片機仿真軟件

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件。它不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè)計平臺，更是目前世界上最先進，最完整的多種型號微處理器系統(tǒng)的設(shè)計與仿真平臺，真正實現(xiàn)了在計算機上完成原理圖設(shè)計，電路分析與仿真，微處理器程序設(shè)計與仿真，系統(tǒng)測試與功能驗證，到形成PCB的完整電子設(shè)計、研發(fā)過程。

Proteus軟件由ISIS和ARES兩個軟件構(gòu)成，其中ISIS是一款智能原理圖輸入系統(tǒng)軟件，可作為電子系統(tǒng)仿真平臺，ARES是一款高級布線編輯軟件，用于設(shè)計PCB。

2.2 選用Keil uVision2軟件對程序進行編譯和調(diào)試

Proteus仿真中的單片機芯片，與單片機硬件的 試驗臺中單片機芯片一樣，需要下載編譯好的機器語言文件，這樣就需要匯編語言和C語言的編譯器。KeiluVision2是51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語言的語法來開發(fā)，它還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，同時可移植性強，使程序達到接近于匯編的工作效率。此外，Keil uVision2軟件還支持眾多不同公司的單片機芯片，集編輯、編譯和程序調(diào)試于一體，之后將生成的.HEX文件，下載到單片機芯片里，這就完成了程序的固化。

3.基于Proteus軟件含有AT80C51芯片的流水燈仿真與PCB制作

3.1 Proteus單片機仿與PCB制作的實驗流程（如圖1所示）

3.2 用ISIS軟件繪制含有AT80C51單片機芯片的原理圖

1）打開ISIS Professional 軟件，執(zhí)行“File”“New Design”，在彈出窗口中選擇默認模板“DEFAULT”，點擊“OK”，然后保存，命名為“l(fā)iushuideng.DSN”。

2）“System”“Set Sheet Sizes…”，彈出“Sheet Size Configuration”對話框，設(shè)定圖紙為A4，單擊“OK”。

3）添加元器件。

表1 本例所用元器件

單片機AT89C51 瓷片電容CAP 晶振CRYSTAL 11.0592MHz 發(fā)光二極管LED

電阻 RES 排阻RESPACK-8 電解電容CAP-ELEC 按鈕BUTTON

具體數(shù)值見圖3。在工具欄中執(zhí)行菜單命令“Library”“Pick Device/Symbol…”，彈出對話框在“Keywords”欄里輸入所需元器件，右側(cè)欄將顯示，此時只需選擇自己需要的元器件，點擊“OK”，然后在列表中選中元器件，在原理圖編輯窗口合適位置單擊鼠標完成放置，按此方法將列表中的所有元器件添加進去。

4）放置電源和地：單擊左側(cè)工具箱中圖標，在對象選擇器中單擊“POWER”，使其出現(xiàn)藍色條，再在原理圖編輯窗口合適位置單擊鼠標，就將“電源”放置在原理圖中；單擊“GROUND”，用同樣方法，將“地”放置在原理圖中。

5）布線：在ISIS原理圖編輯窗口中沒有專門的布線按鈕，但系統(tǒng)默認自動布線有效，因此，可直接畫線，布線如圖2所示。

4.C語言編程

4.1 建立工程文件

1）打開Keil uVision2軟件，點擊“Project”“New Project”，命名為“l(fā)iushuideng”，然后保存，在彈出的對話框“Data base”欄中選擇“Atmel” “89C51”“確定”；然后點擊“File”

“New File”。

2）點擊“Save”文件命名為“l(fā)ius-huideng.c”“保存”，本程序利用C語言編程后綴必須是“.c”。

3）點擊“Target 1”“Sour Group1” “Add Files to Group“Sour Group 1””，在彈出的對話框中選擇剛建的文件，然后點擊“Add”，添加完成后點擊“Close”；到此工程建立完畢。

4.2 利用C語言編寫流水燈的程序源代碼

#include #include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar temp；void delay（uint）；

void main（）

{temp=0xfe；P0=temp；while（1）

{temp=_crol_（temp，1）；delay（600）； P0=temp；} }

void delay（uint z）

{uint x，y；for（x=100；x>0；x--） for（y=z；y>0；y--）；}

4.3 調(diào)試程序

經(jīng)調(diào)試本程序，下邊狀態(tài)欄顯示“0 Errors，0 Warning”，表示“0”錯誤，“0”警告。

4.4 生成.HEX目標文件

選中“Target 1”單擊右鍵“Option for Target ‘Target 1’”，在彈出的對話框中，單擊“Output”“Create HEX File”打鉤，再次運行程序即可生成.HEX目標文件。

5.原理圖仿真

（1）在Proteus ISIS中，雙擊AT89C51單片機芯片，在彈出的“Edit Component”對話框的“Program File”欄中選擇“l(fā)iushuideng.hex”，然后點擊“OK”。

（2）在Proteus ISIS編輯窗口左下方點擊播放按鈕，或者在“Debug”菜單下選擇“Execute”，可以看到，首先P0.0點亮LED燈，等待一秒后熄滅，同時P0.1點亮另一只LED燈，同樣等待一秒后熄滅，P0.2點亮LED燈┄┄當P0.7點亮LED燈等待一秒后熄滅后，P0.0點亮LED燈┄┄如此循環(huán)，間隔時間可在delay函數(shù)中自行設(shè)定，在運行結(jié)果如圖2所示。

圖1實驗流程

圖2 原理圖和仿真現(xiàn)象

LED燈左側(cè)的點呈現(xiàn)藍色時，表示點亮狀態(tài)，紅色時，表示熄滅狀態(tài)。

6.PCB的制作

6.1 統(tǒng)計電路原理圖中使用的元器件

在ISIS中執(zhí)行菜單命令“Tools”“Bill of Materials”“2 ASCII Output”，生成元器件清單，如圖3所示：

圖3 元器件清單

6.2 導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表

在ISIS中，雙擊開關(guān)“K”，會彈出“Edit Component”對話框，將“Exclude from PCB Layout”前的“√ ”去掉，點擊“OK”；執(zhí)行菜單命令“Tools”“Netlist to ARES”，系統(tǒng)自動打開ARES軟件。在ISIS中有些元器件沒有指定封裝形式，因此系統(tǒng)會自動彈出“Package Selector”對話框，在“Package”欄中輸入相應(yīng)的封裝形式，對于發(fā)光二極管的封裝形式為“LED”，按鈕“K”的封裝形式為“SW-PUSH1”。

6.3 放置元器件

完成元器件封裝后，進入ARES操作界面，先要點擊主工具箱中圖標，此為2DGroaphics框體模式，在左下角下拉框中選擇當前板層為“Board Edge”（黃色），在工作區(qū)內(nèi)單擊不放，拉出來個黃框，按需要設(shè)定大小，那就是PCB編輯板層。在元器件不多的情況下，為了達到自己想要的設(shè)計效果，采用手動布置元器件的方法，在主工具箱中單擊元件模式圖標，在元器件列表中選擇某個元器件，然后在編輯區(qū)中合適位置單擊鼠標左鍵，即可放置好該元器件；如果元器件比較多，采用自動布置元器件和手動布置元器件相結(jié)合的方法，可以大大提高制板效率。元器件放置完畢后，且右下角顯示“No DRC errors”，無設(shè)計規(guī)則錯誤。

6.4 布線

ARES提供了交互手工布線和自動布線兩種方式，通常結(jié)合使用以提高效率，并使PCB具有更好的電氣特性，也更加美觀。執(zhí)行菜單命令“Tools”“Auto Router”，彈出“Shape Based Auto Router”對話框，按需要自行設(shè)定各參數(shù)，然后點擊“OK”，開始自動布線，然后進行手工調(diào)整，結(jié)果如圖4所示：

圖4 布線

6.5 規(guī)則檢查

CRC檢查：點擊“Tools”“Conn-ectivity Checker”，系統(tǒng)進行連接性檢查，下邊狀態(tài)框提示“0 CRC violations found”，表示無CRC錯誤且無DRC錯誤。

6.6 敷銅

1）頂層敷銅：點擊“Tools”“Power Plane Generator”，彈出“Power Plane Generator”對話框，在此對話框中的“Net”欄中選擇“GND=POWRE”，“Layer”欄中選擇“Top Copper”，“Boundary”欄中選擇“T10”，設(shè)置好后，點擊“OK”，進行頂層敷銅。

2）底層敷銅：只需在“Layer”欄中選擇“Bottom Copper”，其它操作同頂層敷銅。

6.7 3D效果顯示

點擊“Output”“3D Visualiza-tion”，顯示3D效果如圖5所示，通過“View”的下拉菜單可以顯示不同的3D效果。

圖5 3D效果

6.8 輸出光繪文件

點擊“Output”“IDF Manufacturing Output”，按PCB生產(chǎn)要求設(shè)置參數(shù)，點擊“Generate”，生成相應(yīng)的光繪文件。將導(dǎo)出的光繪文件和相應(yīng)鉆孔文件，發(fā)送到PCB廠家就可以進行制板了。也可以自己購買原材料，動手制作一塊流水燈的PCB板，這樣更能加深對單片機開發(fā)過程和工作原理的理解。

7.結(jié)束語

本論文以Proteus軟件為仿真工具，Keil uVision2軟件為程序編輯器，相對完整的論述了單片機的仿真和制作PCB的流程，同時流水燈的制作也是單片機入門典型實例；這將讓廣大單片機初學(xué)者對其開發(fā)流程有大致了解。利用Proteus軟件進行單片機仿真實驗，不僅減少了原材料的損耗，還彌補了實驗儀器和元器件缺乏帶來的不足。初學(xué)者通過仿真實驗，可以了解單片機系統(tǒng)的開發(fā)方法，這非常有助于培養(yǎng)其綜合分析能力、排除故障能力和開發(fā)、創(chuàng)新能力。

參考文獻

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第9篇：數(shù)字電路分析論文范文

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；計算機硬件；教學(xué)體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0274-02

計算機技術(shù)的發(fā)展直接影響國民經(jīng)濟增長，計算機產(chǎn)業(yè)是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展、國防實力和社會進步的象征[1]。我國高校都開設(shè)計算機相關(guān)的專業(yè)，雖然歷經(jīng)了二十多年計算機人才的培養(yǎng)，但計算機產(chǎn)業(yè)對人才的需求量仍然很大。近年來隨著硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，業(yè)界對所需的人才模式有了新的轉(zhuǎn)變，對硬件類技術(shù)人員有巨大需求，學(xué)生將面臨新的機遇，也對高校計算機教學(xué)體系及人才的培養(yǎng)提出更高的要求。目前我國高校培養(yǎng)的計算機硬件技術(shù)人員比例過低，硬件開發(fā)工程師相對匱乏。

一、計算機硬件課程教學(xué)體系現(xiàn)狀分析

目前隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)所需的硬件開發(fā)工程師必須是軟硬件相結(jié)合的復(fù)合人才，我國高校的計算機專業(yè)硬件實驗設(shè)備缺乏，并長期存在輕硬重軟的思想，培養(yǎng)的人才硬件知識不系統(tǒng)，達不到業(yè)界所需的硬件開發(fā)能力，直接影響計算機專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景[2]。當前硬件課程教學(xué)體系存在以下問題：

1.計算機專業(yè)建設(shè)誤區(qū)：計算機硬件教學(xué)必須配備相應(yīng)的實驗設(shè)備，硬件實驗設(shè)備投資較大，由于院校經(jīng)費不足，而軟件教學(xué)投資相對較低且易實現(xiàn)，硬件課程的設(shè)置存在銜接問題。硬件課程一般包括電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、計算機組成原理、單片機技術(shù)等，很多高校制定教學(xué)計劃時忽略課程內(nèi)在聯(lián)系，孤立地堆砌課程，讓學(xué)生對硬件課程感到厭煩，無法形成系統(tǒng)的認識。目前我國培養(yǎng)的計算機人才軟件知識扎實，而硬件知識薄弱。

2.教學(xué)內(nèi)容陳舊：目前很多院校采用的硬件教材內(nèi)容與實際應(yīng)用嚴重脫節(jié)，比如說計算機接口技術(shù)課程的內(nèi)容已過于陳舊，學(xué)生在課堂掌握的理論知識無法具體應(yīng)用，影響到學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生只能為考試而學(xué)習(xí)。一些硬件課程內(nèi)容重復(fù)，各門課程的授課老師孤立教學(xué)，并沒有為學(xué)生后續(xù)課程打下鋪墊，純粹為完成教學(xué)內(nèi)容而教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生抓不住課程的精髓，針對性不強，最終學(xué)生不能對硬件知識形成一個系統(tǒng)的整體，更無法將硬件與軟件知識相結(jié)合。

3.忽略實踐教學(xué)：不少院校在硬件教學(xué)上更注重理論，忽略實踐教學(xué)。計算機軟件實踐教學(xué)容易實現(xiàn)，一般只需一臺PC機和相應(yīng)的軟件，學(xué)生可以在課后完成，易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，像程序設(shè)計等課程比較直觀，通過調(diào)試程序?qū)W生的成就感較大。而計算機硬件實驗設(shè)備前期投資大，維護費用高，實驗室一般在開設(shè)相關(guān)課程時才對學(xué)生開放，一些硬件實驗環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，在實踐課上學(xué)生無法從理論上掌握實驗原理，僅動手在試驗箱上“連連線”，看看實驗結(jié)果。學(xué)生在硬件學(xué)習(xí)上存在盲區(qū)，更別提著手進行復(fù)雜的硬件項目開發(fā)。

二、構(gòu)建集基礎(chǔ)、綜合、研究三位一體的遞進化教學(xué)體系

隨著業(yè)界對計算機硬件開發(fā)人員需求的不斷上升，針對目前我國高校計算機硬件課程教學(xué)體系存在的問題，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向，創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的遞進化計算機硬件教學(xué)體系。

（一）創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

科學(xué)發(fā)展觀的核心思想是以人為本。創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的人才培養(yǎng)模式的目的就是要促進學(xué)生的全面發(fā)展，不斷地提升學(xué)生的思想品德、科學(xué)文化、身體素質(zhì)、心理健康、動手實踐以及創(chuàng)新能力。另外在設(shè)計創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式時，要注重聯(lián)系社會人才需求，結(jié)合高校自身特征，充分發(fā)揮出學(xué)生的特色，才能讓學(xué)生走向社會有更強的競爭力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（二）構(gòu)建遞進化計算機硬件教學(xué)體系

計算機學(xué)科是一門系統(tǒng)性很強的學(xué)科，在整個教學(xué)體系中，硬件課程、軟件課程及實踐課程是三大重要組成因素。學(xué)生要在掌握了硬件知識后才能更好地學(xué)習(xí)軟件課程，而在講授硬件課程時學(xué)生必須了解軟件對硬件的控制指揮作用，綜合應(yīng)用軟硬件知識，通過實踐設(shè)計開發(fā)出新產(chǎn)品，真正做到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。調(diào)整硬件課程體系勢在必行。首先要有效地整合課程，將技術(shù)落后以及與后續(xù)課程聯(lián)系不大的內(nèi)容刪除，將課程中重復(fù)的內(nèi)容進行有機融合，并及時將最新技術(shù)補充到課程體系中。組織教師編寫適應(yīng)的硬件教材，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分反映出硬件新技術(shù)，使得教學(xué)過程更連貫，效率更高，充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)硬件的積極性，為學(xué)生打下堅實的硬件知識基礎(chǔ)。在建立學(xué)生良好的硬件基礎(chǔ)的同時，可以進一步提高學(xué)生的綜合應(yīng)用軟硬件知識能力，著手硬件項目開發(fā)，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識。搭建產(chǎn)學(xué)研一體化平臺[3]，將學(xué)生的創(chuàng)新成果應(yīng)用于企業(yè)，并根據(jù)企業(yè)的需求培養(yǎng)學(xué)生的研究能力。

（三）豐富教學(xué)手段

教學(xué)手段要多樣化，硬件類課程一般涉及時空概念等，內(nèi)容比較抽象，動態(tài)性較強，可以應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，借用多媒體技術(shù)，將靜態(tài)抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成動態(tài)可視的情景。打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，建立起一種提出問題、完成任務(wù)的互動式項目驅(qū)動教學(xué)方法[4]。教師根據(jù)教學(xué)計劃，提出設(shè)計任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成任務(wù)，在動手實踐中掌握教學(xué)內(nèi)容，達到教學(xué)目標。教師也可以采用問題啟發(fā)式教學(xué)[4]，通過布置一些小論文，引導(dǎo)學(xué)生課后有針對性地去查閱資料，通過自主學(xué)習(xí)方式，最后在課堂上讓學(xué)生研討、教師總結(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識以及分析問題的能力。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)硬件學(xué)科網(wǎng)站，為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源，方便師生參與討論，展開協(xié)作式學(xué)習(xí)方式。

（四）構(gòu)建立體化的實踐教學(xué)模式

實踐是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵，必須將實踐教學(xué)貫穿于整個硬件教學(xué)過程中。構(gòu)建立體化的實踐教學(xué)模式是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)為出發(fā)點，充分調(diào)動起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性和探究能力。通過設(shè)置多模塊化、多層次、多樣性的教學(xué)實驗類型，逐步提高學(xué)生綜合動手實踐能力。教師還可以通過指導(dǎo)學(xué)生參加硬件設(shè)計競賽，增加學(xué)生更多的實踐機會，從而達到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標。

三、結(jié)語

計算機硬件教學(xué)體系的建設(shè)是一個長期的過程，筆者在十幾年的硬件課程教學(xué)中不斷地研究和探討，并將上述一些解決方案付諸于實踐，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面獲得了比較明顯的效果。我們將不斷完善遞進化計算機硬件教學(xué)體系，在教學(xué)過程中逐步推廣，培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

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