電子電路設(shè)計(jì)方案精選(九篇)
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第1篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
關(guān)鍵詞：集散控制；可編程控制器；工業(yè)網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；真空自耗電弧爐
前言
隨著鈦及鈦合金在國(guó)防、航空、核設(shè)施、能源、化工等高精尖領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外用戶對(duì)鈦產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量跟蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)工藝現(xiàn)場(chǎng)控制、設(shè)備安全聯(lián)鎖等提出了更高的要求，這也是電弧爐電氣自動(dòng)控制的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、可靠性降低，系統(tǒng)控制方式落后，控制精度低等問(wèn)題，落后的控制方式使鑄錠生產(chǎn)處于熔化不均勻，表面質(zhì)量較差等低性能高成本運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)管理、工藝質(zhì)量和設(shè)備安全運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。
隨著計(jì)算機(jī)可靠性不斷提高以及電氣自動(dòng)控制水平的發(fā)展，集散控制系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了控制室與集散控制站或PLC之間的網(wǎng)絡(luò)通訊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，并且大量的減少了控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間的電纜數(shù)目、設(shè)備故障率低。因此，通過(guò)運(yùn)用集散式控制方案、采用自動(dòng)控制的先進(jìn)技術(shù)解決了真空自耗電弧爐目前存在的工藝和設(shè)備方面的問(wèn)題，提高了鈦鑄錠產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的水平。
1 電控系統(tǒng)控制要點(diǎn)
真空自耗電弧爐的主要組成包括：由爐體、坩堝、電極桿及傳動(dòng)裝置組成的機(jī)械系統(tǒng)；還包括真空系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電源部分及其以上系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)。
2 電控系統(tǒng)構(gòu)成
真空自耗電弧爐電氣控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備、儀器傳感器等三個(gè)部分組成。系統(tǒng)采用集散控制方案設(shè)計(jì)，包括西門(mén)子S7300可編程控制系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水控制系統(tǒng)，皮拉尼電阻真空傳感器，電子稱(chēng)重系統(tǒng)，伺服控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)，攝像監(jiān)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
下位控制器采用西門(mén)子S7-300控制系統(tǒng)。采用主從現(xiàn)場(chǎng)總線的工作方式，包括CPU中央處理器，24V直流開(kāi)關(guān)電源、輸入輸出模塊，ET200總線模塊。
3 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)集散控制模式（DCS），采用上位計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、伺服電機(jī)、直流調(diào)速器等組成。電控系統(tǒng)用于控制整個(gè)工作過(guò)程，熔煉過(guò)程可采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，具有自動(dòng)引弧，自動(dòng)補(bǔ)縮、弧壓自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)開(kāi)停真空泵組、自動(dòng)檢測(cè)、記錄、工藝參數(shù)等功能。設(shè)有水、氣、壓力、電壓、電流、真空度的異常報(bào)警及必要的聯(lián)鎖保護(hù)功能。一旦熔煉開(kāi)始，所有的相關(guān)熔化及設(shè)定數(shù)據(jù)都在屏幕上顯示出來(lái)，激活的圖形顯示熔煉進(jìn)展情況，并顯示相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，每10秒將所得到的工藝數(shù)據(jù)在硬盤(pán)上記錄一次。每次熔煉打印的報(bào)告包括鑄錠編號(hào)，工藝號(hào)，表頭，以及開(kāi)始對(duì)話信息，熔煉工藝有關(guān)開(kāi)始階段，熔化階段，熱補(bǔ)縮階段的細(xì)節(jié)。眉頁(yè)寫(xiě)有熔煉循環(huán)有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)和大小的信息。每一頁(yè)打印出的熔煉報(bào)告頂部都重復(fù)寫(xiě)有這樣的眉頁(yè)。在打印出的熔煉報(bào)告上將出現(xiàn)的所要求的參數(shù)。
4 電氣系統(tǒng)
分為三個(gè)部分：（1）電極桿自動(dòng)與手動(dòng)控制系統(tǒng)。（2）冷卻水系統(tǒng)。（3） Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通信。
5 下位控制器控制程序
控制系統(tǒng)采用西門(mén)子S7 V5.4編程軟件編寫(xiě)所有的控制程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯連鎖、冷卻水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的連鎖、整個(gè)自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)完成。
6 安全報(bào)警系統(tǒng)
由于真空電弧熔煉有潛在的爆炸危險(xiǎn)，因此爐子主體必須置于防爆墻包圍之中，并設(shè)有泄爆通道。設(shè)備在熔煉過(guò)程中一旦出現(xiàn)水壓、流量降低到一定值、水溫過(guò)高以及真空突降、壓縮空氣壓力達(dá)不到要求等任一情況，先報(bào)警提示；如果水壓、流量、水溫、真空達(dá)到跳閘設(shè)定值時(shí)，電源跳閘，停止熔煉。
7 觀察攝像系統(tǒng)
采用彩色攝像機(jī)從爐蓋上對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)觀察孔分別對(duì)坩堝中的電弧進(jìn)行觀察，并把兩個(gè)半弧圖像合成一個(gè)完整的畫(huà)面，以方便操作人員掌握爐內(nèi)的熔煉情況及電弧的穩(wěn)定情況。采用工業(yè)專(zhuān)用攝像機(jī)并設(shè)有信號(hào)屏蔽處理系統(tǒng)，以獲得穩(wěn)定的圖像。
8 電子稱(chēng)重系統(tǒng)
稱(chēng)重系統(tǒng)是精確計(jì)算熔化速率所不可缺少的工具。為了達(dá)到所需要的精度，必須使稱(chēng)重系統(tǒng)以最大可能的靈敏度反映機(jī)械和電器指令。因此采取了下述措施：具有導(dǎo)向系統(tǒng)的精確的水平向稱(chēng)重平臺(tái)，即浮動(dòng)架，這個(gè)平臺(tái)只處理水平力，而剩下的垂直力由稱(chēng)載部件測(cè)量；設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)使摩擦力成為系統(tǒng)的內(nèi)力，減少電極輸送系統(tǒng)中的摩擦力的影響；使用了高精度，溫度補(bǔ)償，電屏蔽稱(chēng)載部件；使用高精度電測(cè)量系統(tǒng)，具有1，000，000分辨率的信號(hào)處理元件快速計(jì)算熔化速率；使用載波頻率向稱(chēng)載部件輸送信號(hào)，接收調(diào)制信號(hào)，以避免噪聲和零點(diǎn)漂移問(wèn)題。
9 控制關(guān)鍵技術(shù)
電極桿在熔煉控制中的兩套控制參數(shù)。電極桿運(yùn)動(dòng)由調(diào)速器提供直流手動(dòng)與直流自動(dòng)兩套控制參數(shù)。當(dāng)采用直流手動(dòng)時(shí)依據(jù)下位機(jī)來(lái)控制調(diào)速器的給定值，直流手動(dòng)時(shí)由于電極桿需要快速啟停，所以調(diào)速器的啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)間需要設(shè)置比較小；當(dāng)采用直流自動(dòng)時(shí)依據(jù)弧壓實(shí)際值通過(guò)下位機(jī)的PID調(diào)節(jié)器來(lái)輸出調(diào)速器的給定值，來(lái)達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在調(diào)速器中直流手動(dòng)與直流自動(dòng)的參數(shù)切換由下位機(jī)控制。
10 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)集散控制模式在真空自耗電弧爐上的應(yīng)用，運(yùn)用先進(jìn)的西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和西門(mén)子可編程控制器、直流調(diào)速器結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)高性能變送器實(shí)現(xiàn)了真空自耗電弧爐整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化控制，使用西門(mén)子上位軟件完成自動(dòng)化工藝管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、報(bào)警顯示功能。
參考文獻(xiàn)
第2篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
關(guān)鍵詞：電子電路設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 路徑
中圖分類(lèi)號(hào)：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0115-02
科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電子產(chǎn)品逐漸的滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為國(guó)家科技生產(chǎn)水平的主要組成因素，推動(dòng)者計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，成為國(guó)家發(fā)展的動(dòng)力，為技術(shù)的全面進(jìn)步提供必要的條件。但是現(xiàn)階段我國(guó)進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在一定的問(wèn)題，創(chuàng)新能力不足，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)較弱，造成整體發(fā)展水平出現(xiàn)滯后性，因此在今后的發(fā)展中需要對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑進(jìn)行分析，全面的掌握創(chuàng)新方法，保證電子電路自主研發(fā)能力的提升，促進(jìn)我國(guó)科技水平的全面進(jìn)步。
1 電子電路設(shè)計(jì)概述
1.1 電子電路設(shè)計(jì)的原則
電子電路設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)的原則，這樣才能更好地保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，首先需要對(duì)電子電路內(nèi)部的各項(xiàng)原件相互之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析，掌握設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部結(jié)構(gòu)，整體上對(duì)原件內(nèi)部的各項(xiàng)構(gòu)造進(jìn)行分析，綜合地對(duì)電子電路的各項(xiàng)類(lèi)型進(jìn)行分析，全面地掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)類(lèi)型。其次需要關(guān)注設(shè)計(jì)的功能性原則，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要將電子電路系統(tǒng)進(jìn)行更加細(xì)致全面的劃分，掌握不同模塊的實(shí)際功能，考慮到實(shí)現(xiàn)這些模塊和功能的途徑，從而在設(shè)計(jì)中了解掌握原件的情況，實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要保證各項(xiàng)功能的完整性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要針對(duì)每一個(gè)部件的實(shí)際使用效果進(jìn)行分析，確定整體的設(shè)計(jì)成果符合實(shí)際使用的效果，這樣才能進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，在實(shí)際使用中保證使用的質(zhì)量。
1.2 電子電路設(shè)計(jì)的技術(shù)
進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中將關(guān)注的焦點(diǎn)放在需要解決的問(wèn)題上，針對(duì)性地進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)，對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的編程，這樣的方式可以在進(jìn)行程序編制的過(guò)程中避免因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)機(jī)制帶來(lái)不同遺傳操作和交叉變異的問(wèn)題，滿足現(xiàn)實(shí)情況下的管理機(jī)制，對(duì)其中較差的個(gè)體進(jìn)行替代，保證代碼的使用更加符合技術(shù)的需要，不斷地滿足現(xiàn)實(shí)條件，對(duì)結(jié)果進(jìn)行更加全面的管理，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行整體解決。而現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進(jìn)行應(yīng)用，采用在線編程的方式，將存儲(chǔ)芯片設(shè)置在RAM內(nèi)，在需要編程的過(guò)程中通過(guò)原理圖和硬件對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行描述，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM內(nèi)，這樣將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的方式使得相關(guān)的邏輯關(guān)系得到更加科學(xué)的處理，一旦對(duì)其中的FPGA開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行斷電之后，就會(huì)出現(xiàn)RAM的邏輯關(guān)系空白，為整體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)省較多的空間，提升FPGA系統(tǒng)的使用效率，將不同的數(shù)據(jù)流灌入到硬件系統(tǒng)中，提升電子電路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，便于對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行全面的創(chuàng)新。
2 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新基本方法
2.1 對(duì)電子電路進(jìn)行層次化的設(shè)計(jì)
進(jìn)行電子電路層次化的設(shè)計(jì)首先需要將基本構(gòu)造分成相應(yīng)的模塊，對(duì)不同的模塊進(jìn)行分層次的設(shè)計(jì)描述，整體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直到實(shí)現(xiàn)硬件單元描述為止，層次化設(shè)計(jì)在進(jìn)行管理設(shè)計(jì)的過(guò)程中相比較而言較為靈活，可以根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇適宜的設(shè)計(jì)方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂?shù)姆绞剑唧w情況需要按照實(shí)際情況進(jìn)行分析，對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面科學(xué)的管理。
2.2 對(duì)電子電路進(jìn)行漸進(jìn)式設(shè)計(jì)
漸進(jìn)式設(shè)計(jì)也是電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的情況，這種設(shè)計(jì)方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)使用到設(shè)計(jì)中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數(shù)字電子線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后依據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的單元電路結(jié)構(gòu)，將電子電路工作的特點(diǎn)和運(yùn)行方式融入到設(shè)計(jì)中，并將線路設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關(guān)系，保證電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性，將電子電路設(shè)計(jì)得更加便于操作。同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)漸進(jìn)式設(shè)計(jì)的步驟M行分析，根據(jù)應(yīng)用型電子電路的功能，及時(shí)地對(duì)電子電路進(jìn)行組合，在進(jìn)行拼裝時(shí)需要關(guān)注連接點(diǎn)信號(hào)連接的強(qiáng)度、幅度以及電壓值之間的關(guān)系，將整體電路進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)計(jì)。
2.3 硬件語(yǔ)言描述設(shè)計(jì)
在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中還可以使用基于硬件語(yǔ)言描述的形式，首先需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行全面的管理，熟悉電子設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的相關(guān)原理，保證信號(hào)處理的各項(xiàng)參數(shù)。在具體信息確定完成之后需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分解，找出硬件的總體框架，之后對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，將較為重要的位置使用相關(guān)的記號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，然后借助CAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真測(cè)試，保證電子電路設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系、正負(fù)極值、時(shí)序等的正確性，提升方案設(shè)計(jì)的規(guī)范性。
3 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑
3.1 電子電路構(gòu)架設(shè)計(jì)
進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新首先需要對(duì)整體的設(shè)計(jì)構(gòu)架進(jìn)行管理，在設(shè)計(jì)中對(duì)FPGA系統(tǒng)進(jìn)行重新定義，在硬件單元內(nèi)部建立連接，找出更加明確的構(gòu)建系統(tǒng)，對(duì)設(shè)計(jì)途徑進(jìn)行創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)結(jié)束之后需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)以及設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以采用錯(cuò)誤的代碼，驗(yàn)證系統(tǒng)在進(jìn)行甄別過(guò)程中的效果，對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的地方及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在結(jié)束之后選擇適宜的子系統(tǒng)，其中一部分保持原本的運(yùn)行狀態(tài)，一部分按照遺傳算法進(jìn)行一定的修改，這樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更加完善的處理，使操作的適應(yīng)性更強(qiáng)。進(jìn)行改進(jìn)之后再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的驗(yàn)證，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，使得設(shè)計(jì)更加符合方案的需要。
3.2 對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新
在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新，用于測(cè)試的環(huán)境需要將測(cè)試的硬件與顯示的FPGA構(gòu)架和硬件進(jìn)行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計(jì)算機(jī)在使用的過(guò)程中可以通過(guò)通信電纜將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)下載到FPGA系統(tǒng)中，使用規(guī)范化的儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集中的硬件和軟件進(jìn)行連接，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的評(píng)估，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化進(jìn)行應(yīng)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)軟件進(jìn)行仿真處理，提升系統(tǒng)整體運(yùn)行環(huán)境。
4 結(jié)語(yǔ)
電子電路設(shè)計(jì)對(duì)于科技的發(fā)展具有較為關(guān)鍵的作用，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理，對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)在多變的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自我重構(gòu)，提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實(shí)際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)和模擬仿真可以快速地反映出所設(shè)計(jì)電路的性能，使設(shè)計(jì)更加生動(dòng)、直觀、實(shí)時(shí)、高效，更好地為人類(lèi)造福。
參考文獻(xiàn)
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第3篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
電子系統(tǒng)的種類(lèi)較多，從總體上可分為模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)和模/數(shù)混合系統(tǒng)三大類(lèi)。在數(shù)字系統(tǒng)中，又可分為以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路(如TTL、CMOS器件)為核心的電子系統(tǒng)以及以MPU、MCU、PLD、ASIC為核心的電子系統(tǒng)。在模/數(shù)混合系統(tǒng)中，以SOC為核心的電子系統(tǒng)發(fā)展最為迅猛。以模擬器件為核心的電子系統(tǒng)是基本的，該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生鞏固及應(yīng)用已學(xué)電子技術(shù)理論和基本技能，進(jìn)一步提高實(shí)際工作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。
一、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則
電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則:
(1)滿足系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)要求，這是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的基本條件。
(2)電路優(yōu)化。在滿足功能和性能要求的情況下，通過(guò)優(yōu)化的簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又可靠。
(3)電磁兼容性好。電磁兼容性是現(xiàn)代電子電路系統(tǒng)應(yīng)具備的基本特性。
(4)可靠性高。電子電路系統(tǒng)的可靠性要求與系統(tǒng)的實(shí)際用途、使用環(huán)境等因素有關(guān)。
(5)系統(tǒng)集成度高。最大限度地提高集成度，是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的一個(gè)重要原則。
(6)調(diào)試簡(jiǎn)單方便。
(7)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。生產(chǎn)工藝是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)考慮的一個(gè)主要問(wèn)題，無(wú)論是批量產(chǎn)品還是樣品，生產(chǎn)工藝對(duì)電路的制作與調(diào)試都是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
(8)操作簡(jiǎn)便、性?xún)r(jià)比高。
二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)電子系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)上的層次性，通常有如下三種設(shè)計(jì)方法。
1.自頂向下的設(shè)計(jì)方法這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)原始設(shè)計(jì)指標(biāo)或用戶需求，從整體上規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，分解為規(guī)模較小、功能較簡(jiǎn)單且相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，并確定它們之間的相互關(guān)系。這種劃分過(guò)程可以不斷進(jìn)行下去，直到劃分得到的單元可以映射到物理實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)可以是具體的部件、電路和元件，也可以是VLSI的芯片版圖。
2.自底向上的設(shè)計(jì)方法
這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能的要求，首先從現(xiàn)有的可用的元件中選出最合適的，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)的部件，當(dāng)一個(gè)部件不能直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某個(gè)功能時(shí)，需設(shè)計(jì)出由多個(gè)部件組成的子系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)該功能，上述過(guò)程一直進(jìn)行到系統(tǒng)所要求的全部功能都實(shí)現(xiàn)為止。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以繼承使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、成熟的部件與子系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員的思想受限于現(xiàn)成可用的元件，故不容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)。
3.以自頂向下方法為主導(dǎo)結(jié)合使用自底向上的設(shè)計(jì)方法
隨著SOC(單芯片系統(tǒng))的出現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化測(cè)試，通常采用以自頂向下方法為主導(dǎo)，并結(jié)合使用自底向上的方法，這樣既能保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)，又能充分利用IP核，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，因而得到普遍采用。
三、基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。模擬電路種類(lèi)較多導(dǎo)致系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟將有所差異，流程圖中的環(huán)節(jié)應(yīng)隨設(shè)計(jì)的實(shí)際作調(diào)整或交叉進(jìn)行、重復(fù)。
1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)
該階段是對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體的分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，掌握系統(tǒng)的基本特征，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。
2.總體方案選擇
該階段針對(duì)所提出的任務(wù)、要求和條件，從全局著眼，用具有一定功能的若干單元電路構(gòu)成一個(gè)整體，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。通常符合要求的總體方案不止一個(gè)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)針對(duì)任務(wù)、要求和條件，查閱有關(guān)資料，廣開(kāi)思路，提出若干種不同的方案，然后逐一分析每一個(gè)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，再加以比較，擇優(yōu)選用。
3.單元電路設(shè)計(jì)
在確定總體方案后，便可以畫(huà)出詳細(xì)框圖，設(shè)計(jì)單元電路。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和思路如下:
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，明確對(duì)各單元電路的要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定出主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類(lèi)的接口電路，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。
(2)擬定出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確定無(wú)誤后方可按一定的順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。
(3)選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。最簡(jiǎn)單的辦法是從以往學(xué)過(guò)的和了解的各種電路中選擇一個(gè)合適的電路，但一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識(shí)、開(kāi)闊眼界，從而找到適合的電路。具體設(shè)計(jì)時(shí)，在符合設(shè)計(jì)要求的電路基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)或進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。
4.計(jì)算和調(diào)整參數(shù)
電路設(shè)計(jì)中參數(shù)的計(jì)算方法主要在于正確運(yùn)用課程中已經(jīng)學(xué)過(guò)的分析方法，搞清電路原理，靈活運(yùn)用計(jì)算公式。對(duì)于一般情況，計(jì)算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量;②對(duì)于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件應(yīng)按最不利的情況考慮;③對(duì)于元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量，一般按額定值的1．5倍左右考慮;④電阻、電容的參數(shù)應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱(chēng)值;⑤在保證電路達(dá)到功能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量減少所用元器件的品種、價(jià)格、體積、數(shù)量等。
5.元器件的選擇
從某種意義上講，電子電路設(shè)計(jì)就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來(lái)。首先要根據(jù)具體問(wèn)題和方案，考慮需要哪些元件、每個(gè)元件應(yīng)該具有哪些功能和性能指標(biāo);其次所需的元件哪些實(shí)驗(yàn)室有，哪些市場(chǎng)上能買(mǎi)到，價(jià)格如何，指導(dǎo)學(xué)生關(guān)心元器件的信息和新動(dòng)向，多查資料。以下概括地說(shuō)明設(shè)計(jì)中元器件的選擇思路。
(1)阻容元件的選擇。電阻和電容的種類(lèi)很多，正確選擇電阻和電容很重要，不同電路對(duì)電阻和電容的性能要求也不一樣。設(shè)計(jì)是要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。
(2)分立元件的選擇。分立元件包括二極管、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、光電管、晶閘管等，根據(jù)用途、參數(shù)等進(jìn)行選擇。
(3)集成電路的選擇。集成電路的品種很多，選用的方法一般是“先粗后細(xì)”，即先根據(jù)總體方案考慮應(yīng)該選用什么功能的集成電路，然后考慮具體的性能，最后根據(jù)供貨、價(jià)格等因素選用某種型號(hào)的集成電路。
6.審圖
在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中必然會(huì)有考慮不周的地方，各種計(jì)算也會(huì)出現(xiàn)誤差甚至錯(cuò)誤，所以在畫(huà)出電路總圖后，要進(jìn)行全面審查。審查時(shí)要注意先從全局出發(fā)檢查總體方案是否合適，各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適，再檢查各單元電路之間的電平、時(shí)序配合是否合適，電路圖中有無(wú)煩瑣可優(yōu)化之處，接著根據(jù)電路圖中所標(biāo)出的各元器件的型號(hào)、參數(shù)等驗(yàn)算是否能達(dá)到性能指標(biāo)，有無(wú)恰當(dāng)?shù)脑Ａ浚瑫r(shí)需注意電路中各元件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)時(shí)損壞。
7.實(shí)驗(yàn)檢測(cè)
一個(gè)電路的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中需要考慮很多的因素和問(wèn)題，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出一些差錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)是設(shè)計(jì)電子電路必不可少的環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，通過(guò)解決實(shí)驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，逐步完善設(shè)計(jì)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)中所需要檢測(cè)的內(nèi)容主要有:各元件的性能和質(zhì)量、各單元電路的功能和主要指標(biāo)、各個(gè)接口電路的功效、總體電路的功能等。
四、電子電路的安裝和調(diào)試
電子電路的安裝和調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要的地位。它是把理論付諸實(shí)踐的過(guò)程，是把人們的主觀設(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐泛碗娮釉O(shè)備的過(guò)程，是把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過(guò)程。任何一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案都是經(jīng)過(guò)安裝、調(diào)試和多次修改才形成的。安裝主要涉及到結(jié)構(gòu)布局、元器件的安排布置、線路的走向及連接等問(wèn)題。電子電路系統(tǒng)的調(diào)試是電子電路設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，它包括電子電路的測(cè)試和調(diào)整兩個(gè)方面。測(cè)試是對(duì)已經(jīng)安裝完成的電路進(jìn)行參數(shù)及工作狀態(tài)的測(cè)量，調(diào)整是在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路元器件的參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，使電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。電子電路的調(diào)試通常有兩種方法，其一是分塊調(diào)試法，這是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，其二是統(tǒng)一調(diào)試法，即在整個(gè)電路系統(tǒng)安裝完成之后，進(jìn)行一次性的統(tǒng)一調(diào)試。以上兩種方法的調(diào)試步驟基本一致，具體有:通電前的檢查，主要內(nèi)容是檢查元器件、檢查連線、檢查電源進(jìn)線;通電檢查;靜態(tài)調(diào)試;動(dòng)態(tài)調(diào)試。例如，對(duì)于數(shù)字電路的動(dòng)態(tài)調(diào)試，一般先調(diào)整好振蕩電路，以便為整個(gè)電路提供時(shí)鐘信號(hào)，然后再分別調(diào)整控制電路、信號(hào)處理電路、輸入輸出電路及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在調(diào)試過(guò)程中要注意各部分的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，應(yīng)對(duì)照設(shè)計(jì)時(shí)的時(shí)序圖，檢查各點(diǎn)的波形是否正常。對(duì)于調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的故障，常用的診斷方法有直接觀察法、靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量法、信號(hào)尋跡法、對(duì)比法、元件替換法、旁路法、短路法、斷路法、電子干擾的抑制措施等。
第4篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
【關(guān)鍵詞】FPGA Quartus II EDA 計(jì)數(shù)器
隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA（系Electronic Design Automation的縮寫(xiě)）技術(shù)，在電子信息工程領(lǐng)域成為了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)。它依靠功能強(qiáng)大的電子計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語(yǔ)言HDL（系Hardware Description Language的縮寫(xiě)）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、仿真，直至下載到可編程邏輯器件如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA或復(fù)雜的可編程邏輯器件CPLD（系Complex Programmable Logic Device的縮寫(xiě)）或?qū)Ｓ眉呻娐稟SIC（系A(chǔ)pplication Specific Integrated Circuit的縮寫(xiě)）芯片中，從而實(shí)現(xiàn)既定電子電路的功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，在電子工程應(yīng)用領(lǐng)域，用EDA技術(shù)來(lái)完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心。
1 設(shè)計(jì)方案
本文提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層對(duì)計(jì)時(shí)器整體電路系統(tǒng)進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方框圖一級(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，用硬件描述語(yǔ)言（HDL）對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述并于功能一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證；系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)依托于FPGA硬件平臺(tái)，采用超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言―VHDL（系Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的縮寫(xiě)），設(shè)計(jì)在Quartus II開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行；設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)范圍為00.00--59.00秒，精度為0.01秒，具有秒加和秒減計(jì)時(shí)、清零、計(jì)時(shí)―停止―繼續(xù)計(jì)時(shí)等功能，對(duì)百分之秒和秒的計(jì)數(shù)信息采用四位LED數(shù)碼管進(jìn)行友好界面顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
2 核心模塊設(shè)計(jì)
2.1 輸入配置模塊設(shè)計(jì)
依據(jù)加減計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖圖1所示，輸入配置模塊包括反向器邏輯門(mén)、與邏輯門(mén)兩部分?；谠O(shè)計(jì)功能需求，反向器邏輯門(mén)、與邏輯門(mén)的VHDL描述設(shè)計(jì)如圖2所示。
2.2 加/減計(jì)數(shù)模塊設(shè)計(jì)
加/減計(jì)數(shù)模塊包括0～59秒秒加/秒減減計(jì)數(shù)器、精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器。該模塊的主要功能是：根據(jù)模塊的輸入控制信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)加或計(jì)數(shù)減的操作。如系統(tǒng)框圖圖1所示，在輸入端口信號(hào)的控制下，精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器的進(jìn)（借）位輸出信號(hào)，作為后續(xù)0～59秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器clk端口的輸入信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的加/減計(jì)數(shù)工作。設(shè)計(jì)中，0～59秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器為六十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，其用VHDL描述設(shè)計(jì)如圖3所示。
精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)為百進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，其用VHDL的描述設(shè)計(jì)思路類(lèi)似于六十進(jìn)制的加/減計(jì)數(shù)器，此處不再?gòu)?fù)述。
2.3 掃描譯碼顯示模塊設(shè)計(jì)
本模塊為加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輸出模塊，其功能在于對(duì)前級(jí)模塊的計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描、譯碼，并進(jìn)行數(shù)字信息顯示。包括動(dòng)態(tài)掃描電路、譯碼電路、LED顯示器。動(dòng)態(tài)掃描器電路VHDL描述設(shè)計(jì)如圖4所示，譯碼電路VHDL描述設(shè)計(jì)如圖5所示。另外，LED顯示器采用的是四個(gè)共陰極的數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的友好顯示。
3 系統(tǒng)驗(yàn)證及測(cè)試
3.1 系統(tǒng)波形仿真驗(yàn)證
在Quartus II開(kāi)發(fā)平臺(tái)下，逐一完成各模塊設(shè)計(jì)，并將各模塊依次按照設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖構(gòu)建起來(lái)，得到整個(gè)計(jì)時(shí)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路。按照設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能要求，完成波形正確仿真驗(yàn)證如下：
（a）秒加計(jì)時(shí)波形仿真驗(yàn)證：
Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=1 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見(jiàn)圖6）
（b）秒減計(jì)時(shí)波形仿真驗(yàn)證
Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=0 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見(jiàn)圖7）
3.2 FPGA硬件平臺(tái)測(cè)試
通過(guò)Quartus II開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將編程設(shè)計(jì)文件下載到型號(hào)為EP1C12Q240C8（Altera公司Cyclone系列）的目標(biāo)芯片上，用達(dá)盛科技有限公司的FPGA硬件實(shí)驗(yàn)箱EDA-V+平臺(tái)進(jìn)行正確測(cè)試圖片如8。
4 結(jié)語(yǔ)
整個(gè)加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，采用自頂向下的設(shè)計(jì)思路。首先，確定系統(tǒng)構(gòu)架框圖，根據(jù)各模塊功能，依次進(jìn)行VHDL程序設(shè)計(jì)。然后，采用原理圖輸入法，將各模塊的設(shè)計(jì)元件連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)電路的多層次設(shè)計(jì)。最后，對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行波形仿真驗(yàn)證和FPGA硬件平臺(tái)測(cè)試。通過(guò)軟硬件驗(yàn)證測(cè)試表明，本文提出的設(shè)計(jì)方案確實(shí)可行。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
陳龍險(xiǎn)（1986-），男，白族，貴州省盤(pán)縣人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教。
第5篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
電子電路是無(wú)線電工程等專(zhuān)業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。本文結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了該課程的教學(xué)背景與現(xiàn)狀，并從高校的教學(xué)設(shè)施、教師自身素質(zhì)及教學(xué)內(nèi)容等方面詳細(xì)闡述了該課程相關(guān)的教學(xué)策略。
【關(guān)鍵詞】：
電子電路教學(xué)
一、課程教學(xué)背景分析
《電子電路》這門(mén)課程對(duì)于與信息工程、無(wú)線電工程專(zhuān)業(yè)以及其他電類(lèi)專(zhuān)業(yè)都是非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。它涉及許多理論知識(shí)、電路中常用的基本功能部件以及實(shí)際電路，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。
課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前，國(guó)內(nèi)很多高校都開(kāi)設(shè)有工程專(zhuān)業(yè)，而電子電路作為該專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)雖然取得了一定成績(jī)，但在某些程度上，仍然存在一定的問(wèn)題。
學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施
計(jì)算機(jī)機(jī)房
大部分高校的計(jì)算機(jī)機(jī)房仍是很多年前的設(shè)備，計(jì)算機(jī)配置相對(duì)落后，運(yùn)行速度較慢，上機(jī)操作形同虛設(shè)。
電工實(shí)驗(yàn)室
電工實(shí)驗(yàn)仍然使用十幾年前的儀器設(shè)備，與現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及電路設(shè)計(jì)的要求脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量在一定程度上受到很大影響。
教師教學(xué)方法
目前，很多高校使用的教材仍然是十多年前的舊版教材，雖然很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)在理論上并無(wú)太大變化，但隨著科技的進(jìn)步，很多新型電子元器件與儀器產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，如果仍以陳舊的教學(xué)課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生，顯然達(dá)不到社會(huì)對(duì)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)。
另外，本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)也非常重要，但是由于我國(guó)高校大部分教師是應(yīng)試模式教育中培養(yǎng)出來(lái)的，本身即缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在教學(xué)過(guò)程中，有意無(wú)意的避開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo)，更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力。
學(xué)生學(xué)習(xí)理念
由于課程本身比較抽象，而學(xué)校的教學(xué)設(shè)施相對(duì)落后，教師授課枯燥乏味，就會(huì)極大的影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是遇到某些困難和問(wèn)題時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象，僅僅在考前突擊復(fù)習(xí)，應(yīng)付考試，對(duì)很多理論概念掌握不夠深刻，實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用能力也很難達(dá)到要求。
綜上所述，各種原因綜合導(dǎo)致了很多學(xué)生畢業(yè)參加工作后，很難適應(yīng)企業(yè)的對(duì)人才要求的標(biāo)準(zhǔn)，不能勝任工作需求，需要再次參加培訓(xùn)。所以對(duì)于高校教學(xué)人員來(lái)說(shuō)，如何能夠培養(yǎng)出思維靈活、動(dòng)手能力強(qiáng)且有創(chuàng)新意識(shí)的新一代專(zhuān)業(yè)人才，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
教學(xué)策略分析
（一）改善教學(xué)設(shè)施
高校要合理增加對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的投入，建設(shè)符合現(xiàn)代要求的實(shí)驗(yàn)室，增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，把理論培養(yǎng)與實(shí)踐創(chuàng)新放到同等重要的地位。
（二）提高教師自身素質(zhì)
教師要充分了解學(xué)科技術(shù)的前沿，將當(dāng)前更多的新工藝（現(xiàn)代新產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程）、新電子元件（目前廣泛使用的新器件）、新儀器產(chǎn)品（現(xiàn)代電子儀器的使用）等內(nèi)容融入課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力。
（三）課程教學(xué)內(nèi)容
1.要突出對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)。
能熟練使用焊接工具和常用儀器儀表；
能對(duì)典型電子電路進(jìn)行分析，并進(jìn)行簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品功能分析、設(shè)計(jì)；
能進(jìn)行電子電路原理圖的繪制；
了解產(chǎn)品的成本核算方法，會(huì)進(jìn)行電子產(chǎn)品成本估算；
熟練掌握基本的、規(guī)范的操作技能，能進(jìn)行小型電子電路的制作；
能進(jìn)行電子電路調(diào)試并熟練檢查、排除故障；
能進(jìn)行信息查詢(xún)和資料整理；
能進(jìn)行中間調(diào)試過(guò)程的記錄并編寫(xiě)最終技術(shù)文檔；
能以團(tuán)隊(duì)合作形式完成電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；
會(huì)使用各種信息媒體對(duì)制作成果進(jìn)行演示。
2．以典型電子產(chǎn)品為載體實(shí)施教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如選擇競(jìng)賽搶答器、LED數(shù)字顯示器、運(yùn)動(dòng)小車(chē)、信號(hào)燈、數(shù)字鐘、電子秤、電子鎖、報(bào)警器、穩(wěn)壓電源等常見(jiàn)的、學(xué)生易于接受的電子產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)分析的對(duì)象，使學(xué)生更容易進(jìn)入電路分析的氛圍中，同時(shí)有利于學(xué)生形成個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案。
3．學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)突出，能力培養(yǎng)有所側(cè)重。學(xué)習(xí)情境的設(shè)置依托了數(shù)字電路和模擬電路各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)任務(wù)的安排不僅考慮到了本課程在專(zhuān)業(yè)課程體系中的位置，同時(shí)以電路分析、設(shè)計(jì)能力，電路接線、制板能力，技術(shù)指標(biāo)分析編制能力為能力培養(yǎng)的主線，從淺入深、由易至難，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生全面技能。
4．在工作任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)，在工作任務(wù)確定的知識(shí)領(lǐng)域中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的電子產(chǎn)品單元電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試。在引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過(guò)程中，把握學(xué)生設(shè)計(jì)思路的難易程度、理論范圍，充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思想，豐富學(xué)生制作的多樣性，提升學(xué)生設(shè)計(jì)制作的興趣和積極性。同時(shí)，在多個(gè)工作任務(wù)的實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)創(chuàng)新思考、理論分析與設(shè)計(jì)、電路制作調(diào)試、功能實(shí)現(xiàn)報(bào)告展示的學(xué)做練一體的教學(xué)模式，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、制作技能、團(tuán)隊(duì)配合和個(gè)體表達(dá)能力；同時(shí)反復(fù)而不斷提升的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)證、報(bào)告過(guò)程，讓學(xué)生的電子電路設(shè)計(jì)制作的基本技能得到了鞏固。評(píng)價(jià)采用分階段分重點(diǎn)評(píng)價(jià)的模式，重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生的職業(yè)能力，兼顧重要的理論知識(shí)點(diǎn)。
5.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。引入包括多媒體演示、電子教案、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、局域網(wǎng)教學(xué)在內(nèi)的多種教學(xué)手段，將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
第6篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；“項(xiàng)目教學(xué)法”；教學(xué)實(shí)施
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electrontic Design Automation)的縮寫(xiě),它是隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。它在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)主要包括：1.通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件解構(gòu)和工作方式重構(gòu)實(shí)現(xiàn)IC設(shè)計(jì)；2.以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，EDA軟件為工具實(shí)現(xiàn)PCB板的布局布線設(shè)計(jì)；3.通過(guò)EDA仿真軟件確定電子電路級(jí)設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門(mén)廣泛使用，如汽車(chē)、電子、機(jī)械、軍事、礦產(chǎn)及醫(yī)學(xué)等。作為高等職業(yè)院校的電子類(lèi)學(xué)生掌握現(xiàn)代電子電路的設(shè)計(jì)方法就顯得尤為重要。另外，為了實(shí)現(xiàn)高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，各高職院校都在進(jìn)行新的教學(xué)方法的改革，項(xiàng)目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點(diǎn)被很多課程教學(xué)所采用。本文介紹了我院對(duì)電子信息工程專(zhuān)業(yè)EDA技術(shù)課程項(xiàng)目教學(xué)改革的嘗試。
一、“項(xiàng)目教學(xué)法”
教育專(zhuān)家弗雷德•海因里希教授提出的項(xiàng)目教學(xué)法，是指師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。來(lái)源于工程實(shí)踐中的項(xiàng)目，是指生產(chǎn)一件具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品；該產(chǎn)品在生產(chǎn)的過(guò)程中應(yīng)該具備以下條件：1.該工作過(guò)程可分解出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，并且能夠?qū)⒗碚撝R(shí)和實(shí)際技能有效地結(jié)合在一起；2.與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程或現(xiàn)實(shí)的商業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)有直接的關(guān)系；3.要學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)劃，組織和實(shí)施，并且在工作過(guò)程結(jié)束后要有明確而具體的成果，這里不以成果的正確性作為惟一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；4.在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生不僅要運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識(shí)、技能，而且還要調(diào)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)、技能并能將散碎的知識(shí)點(diǎn)融匯使之變成我們所能夠使用的產(chǎn)品；5.對(duì)于工作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要同學(xué)們通力合作，共同克服困難；6.項(xiàng)目完成時(shí)，師生共同交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和方法，并對(duì)項(xiàng)目工作成果作出公正的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，發(fā)揮了學(xué)生的自身潛力，增進(jìn)了師生的感情，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成了學(xué)生的素質(zhì)教育。
二、“項(xiàng)目教學(xué)法”在EDA技術(shù)中的應(yīng)用
EDA技術(shù)是一門(mén)工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課，要求學(xué)生具有電子小系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制作的能力，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、對(duì)電子產(chǎn)品熟悉的程度，專(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備情況，并且注意到了項(xiàng)目的難易程度，知識(shí)的關(guān)聯(lián)性等因素，綜合考慮進(jìn)行項(xiàng)目載體的篩選，最終確定了第一信號(hào)鑒別電路、流水燈以及CPLD開(kāi)發(fā)板等項(xiàng)目作為本門(mén)課程的工程載體，下面就以CPLD開(kāi)發(fā)板為例，介紹“項(xiàng)目教學(xué)法”在該門(mén)課程教學(xué)中的應(yīng)用。
1. CPLD開(kāi)發(fā)板學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)
根據(jù)CPLD開(kāi)發(fā)板電路功能，將其劃分為4個(gè)學(xué)習(xí)子情景，包括供電電路設(shè)計(jì)制作、顯示電路設(shè)計(jì)制作、開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)制作以及串口電路設(shè)計(jì)制作。CPLD開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開(kāi)發(fā)板項(xiàng)目的解構(gòu)和重構(gòu)如圖1所示。
2.子情境教學(xué)實(shí)施過(guò)程
(1)子情境電路元件制作
①供電電路設(shè)計(jì)制作
供電電路由開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲(chǔ)能電感、輸入和輸出電容等元件構(gòu)成。在PowerLogic5.0中，繪制電源電路元件的邏輯封裝并且建立相應(yīng)元件的元件類(lèi)型，同時(shí)為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為T(mén)O-220。
②顯示電路PCB設(shè)計(jì)制作
顯示電路由LED點(diǎn)陣顯示電路和LED動(dòng)靜態(tài)顯示電路組成，其中LED點(diǎn)陣采用4個(gè)8×8點(diǎn)陣拼在一起組成16×16點(diǎn)陣，可以顯示一個(gè)完整的漢字。2片74HC138組成4-16譯碼器做行掃描，2片74HC595級(jí)聯(lián)做列掃描，它們的PCB封裝為DIP16。
③開(kāi)關(guān)電路PCB設(shè)計(jì)制作
開(kāi)關(guān)電路由20個(gè)獨(dú)立按鍵電路和矩陣鍵盤(pán)電路組成，其中輕觸開(kāi)關(guān)組成4×4矩陣鍵盤(pán)電路，程序?qū)仃囨I盤(pán)進(jìn)行掃描，如果有任意鍵按下，立即讀出其鍵值，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)數(shù)值，PCB封裝采用SW(6×6)。20獨(dú)立按鍵作為數(shù)據(jù)輸入開(kāi)關(guān)，按鍵被按下時(shí)接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶熟悉數(shù)字系統(tǒng)中的0，1以滿足中規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計(jì)要求，其PCB封裝采用DPDT-6。
④串口電路PCB設(shè)計(jì)制作
串口通信電路由PL2303及電路，如50M晶體振蕩器、電阻、電容以及USB轉(zhuǎn)RS232插針等。其中PL2303采用28腳SSOP封裝，其余元件為常用插針?lè)庋b，串口通信電路如圖2所示。當(dāng)子情境中各個(gè)電路元件的類(lèi)型建立完成后，進(jìn)行CPLD開(kāi)發(fā)板的綜合PCB設(shè)計(jì)。
(2)CPLD開(kāi)發(fā)板的綜合設(shè)計(jì)
根據(jù)紙質(zhì)電路原理圖，將新建立的元件類(lèi)型調(diào)入原理圖繪制軟件PowerLogic5.0中,進(jìn)行電氣連線。原理圖繪制完成,根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其生成網(wǎng)絡(luò)表并傳送到PowerPCB5.0中進(jìn)行PCB設(shè)計(jì),布局布線結(jié)果如圖3所示。
3.考核方案
CPLD開(kāi)發(fā)板電路設(shè)計(jì)由4個(gè)子情境構(gòu)成，根據(jù)子情境承載的知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目性質(zhì)不同，考核比例分別占總項(xiàng)目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項(xiàng)目質(zhì)量考核(70%)+平時(shí)成績(jī)考核(15%)。其中理論知識(shí)考核主要考核學(xué)生新知識(shí)運(yùn)用和已學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn)調(diào)用的情況，一般可以通過(guò)研究性的習(xí)題完成；項(xiàng)目質(zhì)量考核主要考核項(xiàng)目工作過(guò)程中每位同學(xué)的表現(xiàn)以及完成項(xiàng)目的成果展現(xiàn)；平時(shí)成績(jī)考核包括考勤、平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度及能力表現(xiàn)等。
三、結(jié)束語(yǔ)
基于建構(gòu)主義的“項(xiàng)目教學(xué)法”使學(xué)生成為了認(rèn)知的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；學(xué)生通過(guò)主動(dòng)搜集和處理信息，培養(yǎng)了獲取新知識(shí)的能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及交流合作能力?！绊?xiàng)目教學(xué)法”在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)高技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的意義。
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第7篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
關(guān)鍵詞： 項(xiàng)目教育 CDIO理念 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 《電路實(shí)驗(yàn)》
CDIO是在多年的教學(xué)過(guò)程中形成的教育教學(xué)改革的新成果。自2000年以來(lái)，CDIO（構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、操作）以產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)為周期，以產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)為主導(dǎo)，以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為目的的教學(xué)模式，以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力、知識(shí)構(gòu)建能力、團(tuán)隊(duì)相互合作能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為基本原則，在這個(gè)四個(gè)方面體現(xiàn)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性。
1.基于CDIO思想的教學(xué)方法改革與實(shí)踐
1.1傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)常見(jiàn)的問(wèn)題
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論知識(shí)的整合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、創(chuàng)新和實(shí)踐的能力。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的重要組成部分。目前，電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及方法在高等教育體系普遍存在的現(xiàn)象是：
1.1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以驗(yàn)證課本的理論為主。目前，主要是為了驗(yàn)證電路理論實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將書(shū)本知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生只對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和記錄，無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教育模式。
1.1.2課程的考試方法按照傳統(tǒng)方法考核，教學(xué)方法沒(méi)有創(chuàng)新。本文在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，闡述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則和注意事項(xiàng)，提出了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的多樣化、自由化。
1.1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)理論部分是比較薄弱的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常作為理論課的輔助部分，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排比理論少很多。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)接線，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)單，獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)少。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程積極性不高，只是為了應(yīng)付完成任務(wù)，缺乏主動(dòng)參與精神。
1.1.4團(tuán)隊(duì)意識(shí)培養(yǎng)不夠。一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，沒(méi)有強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的整合與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，沒(méi)有團(tuán)隊(duì)意識(shí)與現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人力資源的需求不能適應(yīng)。所以，通識(shí)教育CDIO理念應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，建立強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，對(duì)工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)具有重要意義。
1.2教育改革理念
在課程計(jì)劃和發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，主要對(duì)電路課程內(nèi)容：電路的分析方法、電路的基本定理、含有運(yùn)算放大器的電阻電路、一階電路和二階電路的時(shí)域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、含有耦合電感的電路、電路的頻率響應(yīng)、線性電路的復(fù)頻域分析等進(jìn)行闡述。學(xué)生不僅要掌握深厚的理論知識(shí)，而且要具有實(shí)際動(dòng)手能力才能確立設(shè)計(jì)理念和形成設(shè)計(jì)能力。CDIO教學(xué)思路主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.2.1建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)面向CDIO教育模式，針對(duì)全面建設(shè)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，創(chuàng)新性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)部分對(duì)應(yīng)難度較大常用的電路的增加一次分析，尤其是頻率響應(yīng)，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行早期研究。在一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)中，綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目的深層設(shè)計(jì)，對(duì)電路設(shè)計(jì)的原則，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力非常重要。
1.2.2豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，將競(jìng)賽引入教學(xué)方式，充分利用PROTEL、MULTISIM，AUTOCAD等軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生自由組合的團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成，該項(xiàng)目完成后，各組之間進(jìn)行充分討論，討論各自的設(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)按照要求完成，組織分工等。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的各種能力都有幫助，尤其是團(tuán)隊(duì)之間的相互配合能力、主動(dòng)思考能力、電路的分析調(diào)試能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。
1.2.3加強(qiáng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的培養(yǎng)。每年省內(nèi)都有電子電路方面的競(jìng)賽，競(jìng)賽題目都不同程度地體現(xiàn)了創(chuàng)新思想，可以借助賽題培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，把賽題引入實(shí)驗(yàn)，達(dá)到良好效果。
1.3教學(xué)改革的措施
我院建設(shè)完成了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室里配備了電子電路所需的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和常用的電子元器件，供學(xué)生使用，而且采取以老帶新的制度，全天由往屆在電子電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽方面取得較好成績(jī)的學(xué)生值班，負(fù)責(zé)解答疑問(wèn)，同時(shí)安排老師值班，以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)工程中出現(xiàn)的問(wèn)題。安排歷年賽題的解答任務(wù)，要求學(xué)生熟悉歷年賽題的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法，真正做到項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)課題，激發(fā)學(xué)生興趣，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率。
2.該實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果
基于CDIO的教學(xué)理念，調(diào)整了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了配套建設(shè)，改進(jìn)了教學(xué)方法，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、老師的教學(xué)方法都做了相應(yīng)的改革，實(shí)驗(yàn)的最后考核方式都進(jìn)行了相應(yīng)的改革，尤其是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性有了很大的提高，學(xué)生參加省內(nèi)和國(guó)內(nèi)的電子電路競(jìng)賽也取得了較好的成績(jī)。由此可見(jiàn)，在注重理論知識(shí)的同時(shí)，更要注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人才的必然要求。
電路課程是高等院校工科一門(mén)重要的必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求較高，如果只知道理論而不懂實(shí)驗(yàn)，那么只能停留在表面的認(rèn)知階段，要改變目前高校重理論而輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，不是一朝一夕能做到的，不僅僅需要教育理念的變化，更需要大量實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)的投入，改善實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)也要對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，提高老師的實(shí)踐能力。文章闡述了當(dāng)前高等學(xué)校工科電路實(shí)驗(yàn)存在的共性問(wèn)題，探討了CDIO理念的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方式，從課時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)具體要求做什么及做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)什么樣的能力等方面進(jìn)行了改革。從改革結(jié)果看，在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用無(wú)論是競(jìng)賽賽題還是日常常見(jiàn)電路為驅(qū)動(dòng)的CDIO教學(xué)模式，都能形成CDIO要求的能力，取得了預(yù)期的效果，如果同類(lèi)課程教學(xué)采用相應(yīng)的教學(xué)模式，相信就會(huì)取得令人滿意的效果。
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第8篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
一、電子電路的調(diào)試
一般的測(cè)試的步驟和方法如下：
1．不通電檢查。檢查連線電路安裝完畢后，不要急于通電，先認(rèn)真檢查接線是否正確，包括錯(cuò)線、少線、多線。多線一般是因接線時(shí)看錯(cuò)引腳，或者改接線時(shí)忘記去掉原來(lái)的舊線造成的，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)生，而查線時(shí)又不易發(fā)現(xiàn)，調(diào)試時(shí)往往會(huì)給人造成錯(cuò)覺(jué)，以為問(wèn)題是由元?dú)饧斐傻摹＠鏣TL兩個(gè)門(mén)電路的輸出端無(wú)意中接在一起，引起電平不高不低，人們很容易認(rèn)為是元器件壞了。為了避免做出錯(cuò)誤判斷，通常采用2種查線方法：一種方法是按照設(shè)計(jì)的電路圖檢查安裝的線路，把電路圖上的連線按一定順序在安裝好的線路中逐一對(duì)應(yīng)檢查，這種方法比較容易找出錯(cuò)線和少線；另一種方法是按實(shí)際線路來(lái)對(duì)照電路原理圖，按照2個(gè)元件引腳連線的去向查清，查找每個(gè)去處在電路圖上是否存在，這種方法不但能查出錯(cuò)線和少線，還能檢查出是否多線。
2．通電觀察把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源電壓加入電路，但信號(hào)源暫不接入，電源接通之后不要急于測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，首先要觀察有無(wú)異常現(xiàn)象，包括有無(wú)冒煙，是否聞到異常氣味，手模元件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。然后再測(cè)量各元件引腳的電源電壓，而不是只測(cè)量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。
3．分塊調(diào)試調(diào)試包括測(cè)試和調(diào)整兩個(gè)方面。測(cè)試是在安裝后對(duì)電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整是指在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿足設(shè)計(jì)要求。為了使測(cè)試順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)標(biāo)出各點(diǎn)的電位值、相應(yīng)的波形以及其它數(shù)據(jù)。測(cè)試方法有2種：第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，也就是把復(fù)雜的電路按原理圖上的功能分成塊進(jìn)行安裝調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試，這種方法稱(chēng)為分塊調(diào)試。采用這種方法能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，因此是常用的方法，對(duì)于新設(shè)計(jì)的電路更是如此。另一種方法是整個(gè)集成電路安裝完畢，實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法適用于簡(jiǎn)單電路或定型產(chǎn)品。本文僅介紹分塊調(diào)試。分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個(gè)部分看成一個(gè)模塊。比較理想的調(diào)試程序是按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過(guò)的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試包括靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。
二、系統(tǒng)的精度及其可靠性
測(cè)試系統(tǒng)精度是設(shè)計(jì)電路很重要的一個(gè)指標(biāo)。測(cè)量電路的精度校準(zhǔn)元件應(yīng)該由高于測(cè)量電路精度的儀器進(jìn)行測(cè)試后，才能作為校準(zhǔn)元器件接入電路校準(zhǔn)精度。例如，測(cè)量電路中，校準(zhǔn)精度時(shí)所用的電容不能以標(biāo)稱(chēng)值計(jì)算，而要經(jīng)過(guò)高精度的電容表測(cè)量其準(zhǔn)確值后，才能作為校準(zhǔn)電容。對(duì)于正式產(chǎn)品，應(yīng)該就以下幾方面進(jìn)行可靠性測(cè)試：抗干擾能力；電網(wǎng)電壓及環(huán)境溫度變化對(duì)裝置的影響；長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性；抗機(jī)械振動(dòng)的能力。四、電子電路的故障分析與處理在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，故障常常是不可避免的，分析和處理故障可以提高分析和解決問(wèn)題的能力。分析和處理故障的過(guò)程就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷，逐步找出問(wèn)題的過(guò)程。
三、調(diào)試中應(yīng)注意的事項(xiàng)
在調(diào)試過(guò)程中，自始至終都必須具有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)，不能存在僥幸心理，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，不要手忙腳亂，要認(rèn)真查找故障的原因，仔細(xì)分析作出判斷，切忌一遇到故障，解決不了問(wèn)題就要拆掉線路而重新安裝，或者盲目的更換元器件。因?yàn)榧词怪匦掳惭b，線路的問(wèn)題可能依然存在，何況在原理上，問(wèn)題并不是重新安裝就能夠解決的。再則，重新安裝而找不出原因，會(huì)使自己失去一次分析和解決問(wèn)題的鍛煉機(jī)會(huì)，要認(rèn)真查找故障原因，仔細(xì)分析判斷，根據(jù)原電路原理找出解決問(wèn)題的辦法。
第9篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文
（赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）
摘 要：本文通過(guò)電路實(shí)例介紹了Multisim10軟件的設(shè)計(jì)、仿真操作過(guò)程.在數(shù)字電路的理論課教學(xué)中應(yīng)用Multisim10軟件，可以使理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使教學(xué)更靈活、更有效，可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，大大提高數(shù)字電路的課堂教學(xué)質(zhì)量.
關(guān)鍵詞 ：數(shù)字電路設(shè)計(jì)；Multisim10軟件；電路仿真；應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2015）03-0231-03
1 引言
數(shù)字電路課程是電子技術(shù)、信息通信、自動(dòng)化控制和其他部分專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課程，其傳統(tǒng)的教學(xué)方法是首先進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的綜合設(shè)計(jì)能力.利用Multisim軟件分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路,可以方便的修改電路和元件參數(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,加快設(shè)計(jì)過(guò)程,節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用.通過(guò)教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)證明了利用Multisim軟件進(jìn)行數(shù)字電路教學(xué)，可以提高學(xué)生的綜合分析能力和解決問(wèn)題的能力，從而提高了數(shù)字電路的教學(xué)質(zhì)量.
2 Multisim10軟件介紹
Muhisim10軟件是一種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱(chēng)EDA）軟件，專(zhuān)門(mén)用于電子電路的設(shè)計(jì)與仿真.Muhisim10軟件是以Windows為操作平臺(tái)，它不僅提供了電路原理圖輸入和硬件描述語(yǔ)言模型輸入的接口和比較全面的仿真分析功能，同時(shí)還提供了龐大的元器件模型庫(kù)和一整套虛擬儀表（包括示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器和波特圖繪圖儀等等），可以滿足一般的模擬/數(shù)字電路以及數(shù)字-模擬混合電路的分析與設(shè)計(jì).
Multisim10軟件的突出優(yōu)點(diǎn)是用戶界面友好、直觀，使用非常方便，只要是熟悉Windows的用戶，很容易掌握其用法；而且系統(tǒng)高度集成，元器件和測(cè)試儀器豐富，電路分析和仿真功能強(qiáng)大，可以完成各種模擬電路、數(shù)字電路以及模擬/數(shù)字混合電路的設(shè)計(jì)仿真.
3 Multisim10軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)字電路的理論內(nèi)容包括：邏輯代數(shù)、門(mén)電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形電路、模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等等.其中對(duì)組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)是數(shù)字電路課程的重要內(nèi)容.利用Multisim10軟件中豐富的元器件模型可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，再利用Multisim10軟件提供的各種虛擬儀器進(jìn)行電路仿真，直接將把理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，加深了對(duì)抽象的理論知識(shí)的理解，從而使課堂教學(xué)效果大大改善.
3.1 Multisim10軟件在組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
組合邏輯電路的特點(diǎn)是即刻輸入決定即刻輸出，電路中不包含記憶性元件.組合邏輯電路的分析過(guò)程包括：首先根據(jù)邏輯電路圖寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)，在進(jìn)行邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換，最后列出真值表或說(shuō)明其邏輯功能；而組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程則是：根據(jù)邏輯功能描述抽象出真值表，寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)、變換，最后畫(huà)出邏輯電路圖.在進(jìn)行包含集成器件的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生覺(jué)得較難理解.而利用Multisim10軟件提供的虛擬儀表——邏輯轉(zhuǎn)換器，可以在邏輯函數(shù)的各種表示形式（如邏輯電路圖、真值表、邏輯表達(dá)式）之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，使得組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單.
比如，分析圖1所示電路的功能，要求列出邏輯真值表，并寫(xiě)出電路的邏輯函數(shù)式.
圖中74HC151是8選1數(shù)據(jù)選擇器，傳統(tǒng)的解題過(guò)程是先寫(xiě)出74HC151的輸出函數(shù)，再將輸入變量MNP和Q代入公式中的最小項(xiàng)和數(shù)據(jù)輸入端，寫(xiě)出輸出變量Z關(guān)于MNPQ的表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)得到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；最后將所有的變量取值組合代入最簡(jiǎn)輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式中算出輸出變量Z的值，并列在表中，即可得到真值表.
現(xiàn)在利用Multisim10來(lái)實(shí)現(xiàn)，先啟動(dòng)Multisim10程序，出現(xiàn)用戶界面后首先需要建立圖1所示的邏輯電路圖.我們從CMOS集成電路器件庫(kù)中找出74HC151、74HC04、VDD和接地端的符號(hào)，將它們放在合適的位置連成與圖1完全相同的電路圖，如圖2所示，注意圖2中的G、A、B、C與圖1中的S、A0、A1、A2相對(duì)應(yīng).然后從用戶界面上的儀器欄中將“邏輯轉(zhuǎn)換器”擊出，將電路的輸入變量M、N、P、Q依次接到邏輯轉(zhuǎn)換器最左邊的四個(gè)輸入端ABCD，同時(shí)將電路的輸出端Z接到邏輯轉(zhuǎn)換器最右邊的一個(gè)輸出端，如圖2所顯示的那樣.雙擊邏輯轉(zhuǎn)換器圖標(biāo)，便彈出圖3所示窗口，點(diǎn)擊窗口右側(cè)上方第一個(gè)按鈕，邏輯表就出現(xiàn)在左側(cè)的表格中，再點(diǎn)擊右側(cè)上方的第三個(gè)按鈕，在窗口的底部出現(xiàn)化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式BD+ABD+BC，對(duì)應(yīng)圖1電路的輸出函數(shù)式為Z=NQ+MNQ+NP，至此完成題目要求，分析過(guò)程十分簡(jiǎn)便.
3.2 Multisim10在時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是某一時(shí)刻的輸出不僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān)，還與電路存儲(chǔ)的狀態(tài)有關(guān)，也就是電路中一定包含記憶性元件.時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)比組合邏輯電路更復(fù)雜，學(xué)生難以理解，尤其是對(duì)計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)更是如此.下面我們利用Multisim10軟件中的虛擬儀表——邏輯分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的電路仿真，觀察電路的輸入輸出波形圖，畫(huà)出電路的狀態(tài)裝換圖，直接了解電路的邏輯功能，明顯提高了課堂教學(xué)效果.
分析圖4所示計(jì)數(shù)器電路，畫(huà)出電路的時(shí)序圖，說(shuō)明這是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器.
在Multisim10中選用TTL器件庫(kù)中的74LS160、反相器7404及與非門(mén)7420構(gòu)成圖4中的電路，并接入信號(hào)發(fā)生器XFG1和邏輯分析儀XLA1如圖5所示，圖5中QAQBQCQD的與圖4中的Q0Q1Q2Q3對(duì)應(yīng).利用Multisim10中的邏輯分析儀XLA1對(duì)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖和輸出信號(hào)波形進(jìn)行觀察，得到圖6，由此圖可以發(fā)現(xiàn)，每隔五個(gè)時(shí)鐘周期輸出信號(hào)波形就重復(fù)變化一次，并在7420的輸出端產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，因此這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.根據(jù)邏輯分析儀給出的輸出波形畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖7所示.
分析圖4的計(jì)數(shù)器電路發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器采用了同步預(yù)置數(shù)的工作方式，當(dāng)計(jì)數(shù)器處于QDQCQBQA= 0100狀態(tài)時(shí)，用7404和7420譯出LDc=0的信號(hào)，將計(jì)數(shù)器預(yù)置為Q3Q2Q1Q0=0000狀態(tài)，作為計(jì)數(shù)循環(huán)的起始值.進(jìn)一步分析可知這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.
由此可見(jiàn)，通過(guò)Multisim10中的邏輯分析儀能夠得到直接的輸入、輸出信號(hào)波形，邏輯功能一目了然，相比于常規(guī)教學(xué)教學(xué)效果更好.
4 總結(jié)
在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件，一方面可以使理論課的教學(xué)更加生動(dòng)有趣，另一方面在課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示可以更好的吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生通過(guò)直接觀察實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果，可以更加透徹的理解數(shù)字電路的工作過(guò)程，有助于提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力.
總之，利用Multisim10軟件對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行建模與仿真，不僅使學(xué)生明白了數(shù)字電路的功能，更清楚的掌握了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法，既加深了對(duì)理論的理解，又對(duì)電路功能建立起動(dòng)態(tài)、形象、直觀的感性認(rèn)識(shí)；因此，在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件進(jìn)行電路建模、仿真、調(diào)試，通過(guò)優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)得出最佳的電路設(shè)計(jì)方案，使教學(xué)過(guò)程更加直觀、明了，學(xué)生容易獲得明確的結(jié)果，提高了數(shù)字電路的質(zhì)量.
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