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电路设计基础知识范文1
【关键词】单片机；存储显示；AD采集电路板
一、设计目的
电子爱好者在业余条件下进行实验，有时需连续进行大量数据测量，如测试充电电池的放电容量，但人工测量读取大量数据，测试周期短时会手忙脚乱，而周期长时要受长时间等待之苦。这时就要有一台自动测量记录仪该多好啊！但专业的AD采集模块价格较贵，且操作比较复杂。于是很多电子爱好者想到了用单片机测量和记录，但目前市场多数单片机实验板或学习板都采用8位精度的AD转换芯片如ADC0832和PCF8591，精度较低，且存储数据多用串行EEPROM 24C02或24C04，容量十分有限，为此，本人设计了一种结构简单的带存储显示功能的AD采集电路板，方便广大电子爱好者测量和采集使用。
二、电路结构和原理
电路原理图如图1所示，主要由单片机和液晶显示器构成，单片机采用STC 12C5410AD，DIP封装有20脚和28脚两种选择，由于液晶屏并口连接占用较多引脚，所以本设计采用28脚封装。之所以选用STC单片机，主要因该类单片机有如下优点：一是同价位下STC单片机内部EEPROM容量大，5410系列为2K，5620系列为4K，省去了另配EEPROM的麻烦；二是将对外通信串口和ISP在线编程接口合二为一，减小了引脚占用，相比AVR系列可节约3个I/O口；三是内部集成了复位电路和时钟电路，可使电路更简单。
由于STC单片机I/O口驱动电流可达25mA，因此蜂鸣器和发光二极管均直接驱动。为了安全起见，在蜂鸣器电路上加了22欧的限流电阻R7，实验表明，对发声强度影响不大。
为了能实时显示测试数据，采用LCD1602液晶屏作为显示器件，比LED数码管显示来说，功耗较低，显示字符较多，且为静态显示，占用系统资源少。由于显示功能较全，所以在采集数据量较小时可直接在显示屏上读取，而不一定与上位计算机连接。
由于定时采集的周期准确性和与上位机通信的要求，本电路采用11.0592MHz外部晶振作为系统时钟，若对定时要求不高，也可用内部RC振荡电路作为时钟。
由于单片机的AD基准电压即为其供电电压，所以要求供电电压是确定的值，不同的电脑USB输出电压虽然也稳定，但可能会有所不同，多在4.5-5.1V之间，因此采用HT7144低压差稳压电路进行稳压，该电路1脚为地，2脚为输入，3脚输出，输入输出最小压差仅0.1v，输出电压4.4V，电流约30mA。
S1为电源开关，S2-S4用来调整采集周期和采集数据个数。
R1-R3和DW1-DW3为限压保护用，RW1用来调节液晶屏对比度。
为了便于扩展功能，本电路板设计两路继电器输出，并带发光二极管指示，方便单片机爱好者进行开发，如进行温度控制、电压控制等，读者自制时可根据需要进行取舍。
图1 采集板电路原理图
三、采集板的主要指标：
1.采集回路共有二路，每路分0-4.4V，0-44V两档。
2.采集数据量20-1000个，设定值200以下，以10为单位改变，200-1000，以50为单位改变。
3.采集数据周期1-600s，设定值60以下，以1为单位改变，60-600，以10为单位改变。
4.采集精度：10位二进制。
5.工作电压4.5-5V，工作电流20-30mA。
四、单片机程序原理
单片机程序采用C语言编制，主程序包括液晶屏显示程序、按键处理程序、读写EEPROM程序、AD采集程序、串口发送程序等，各子程序读者可在其它杂志和网上搜索。
五、采集板使用方法及注意事项
1.与上位机连接时采用USB转TTL下载线，既可省去MAX232转换电路和供电电路，又能适用于无串行口的笔记本电脑。使用USB转TTL信号线前要安装好PL-2303HX的驱动程序，下载地址：安装方法有说明，装上以后就会虚拟出一个COM口，记下该串口号，下载或接收数据都要用到这个端口。
2.按顺序接好线：若不用专用电源，只需将USB转TTL线的一端插入电脑中的一个USB口中，另一端的红、黒、绿、白四根线分别接采集板上VCC，GND，RXD TXD，若使用另外的稳压电源，一定注意正负极不要搞错，并且USB转TTL线的红色电源线一定不要接，防止两路电压相差过大而损坏其中之一。
3.打开采集板配套的应用程序”配套接收程序.exe”，设置好接收端口号，填上采集板电源电压、电压衰减倍数、并选择接收方式为16进制接收，打开串口等待单片机采集完成后发来数据。
4.按下采集板上电源按钮S1送电，液晶屏上显示”zhouqi 60s”，这时按S2按钮，周期增加，按S3按钮，周期减小，按S4确定，液晶显示屏上显示”cishou 200”，按S2按钮，采集次数增加，按S3按钮，采集次数减小，按S4确定，蜂鸣器响一声，开始进行延时等待。
5.过一段时间后，采集板采集到两个数据，第一行显示”001 XXXX V”，第二行显示”002 XXXX V”，001/002为序号，XXXX是单片机采集到电压值，所有数据采集完毕，蜂鸣器长响一声，蓝色指示灯亮，表示单片机正在将采集到的数据发往上位计算机，发送完毕，指示灯熄灭。上位机从收到第1个数据后约5S，字符串直接显示在左侧接收区内，并自动进行合并和换算处理，保存于文本文件或EXCEL表格中。
6.传送数据完成后，按下S4按钮，液晶显示屏从1号开始重新显示刚才采集到的数据，每3s变化一次，方便小数据量时的人工读数，免除接上位计算机之烦。
7.读取完毕，本次程序结束。
8.本板子单片机芯片采用活动IC插座，方便使用者作为编程器使用，下载编程软件用STC_ISPV4.83版，程序下载地址：http：///
9.上位机程序采用Visual Basic开发，为EXE可直接执行文件，不用安装。但360等杀毒软件往往会提示为木马或危险程序，当出现警告时，选择继续运行或允许使用即可。若经常大量接收数据，应及时删除或另外保存以前的数据，防止该文件过大，打开和查看都不方便。
10.由于上位机有很强的计算能力，因此可对不同分压比的测量电压进行换算，读者可在输入电路上串入任意阻值的限流电阻，然后在接收程序中自行设定取样电路分压比，由上位机进行换算.但为了便于在液晶屏上显示，板上电压扩展电路的分压比采用10倍，这样在人工读取时若需要量程换算，只需将显示值乘10即可。
参考文献
[1]宏晶科技.STC12C5410AD系列单片机器件手册[S].2005，12.
电路设计基础知识范文2
（南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏 南京 210023）
【摘 要】本文从分析集成电路设计实践教学的特点入手，对集成电路设计实验中引入研究型实践教学模式的必要性、作用分析及具体实施方法进行了具体探讨，并提出了研究型实践教学对老师、对学生的要求。
关键词 实践教学；集成电路
基金项目：南京邮电大学教改项目（JG03314JX17）。
作者简介：夏晓娟（1982—），女，南京邮电大学，副教授，从事集成电路设计领域的教学与科研工作。
随着教育改革的不断深入，随着我国电子信息技术飞速发展，迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变，且电子产品发展迅速，集成电路设计是与最前沿科技紧密相连的一个方向，相关的课程也应与前沿科技紧密相连，课程的学习更要注重理论联系实际，培养学生的科学思维能力和分析问题解决问题的能力。因此，集成电路设计实验应在传统的实践教学方法基础上，在“研究型实践教学模式”方面进行探讨和实践。“研究型实践教学模式”是指在实践教学中指导学生将所学理论知识用于行业实际问题分析的一种实践方法，旨在培养学生创造性的运用知识、自主的发现问题、研究问题，并解决问题的能力[1-2]。
1 确立研究型实践教学模式的必要性
集成电路（Integrated Circuit，IC）产业是信息产业的基础和核心，随着我国电子信息技术飞速发展，迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变，大多设计均采用无生产线设计，加工采用代工方式。成电路设计具有一定的特殊性，集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。全国集成电路设计相关企业对于人才的需要也越来越严格，越来越需要能力型的、具有创造力的人才，应聘的条件之一就是需要有集成电路设计的相关经验。作为一般理工科院校集成电路专业的发展在一定程度上缺乏对集成电路设计应用型人才培养的认识。因此，我们应该改变传统观念，树立IC设计研究型人才培养观。
集成电路设计实践主要是提供学生一个实践平台，采用先进的集成电路仿真软件，将书本上的知识采用模拟的方法进行加深理解。实践内容既是电路、模拟电子技术、数字电子技术以及课程设计中所学知识的应用，又是与最前沿科技紧密联系的。而传统的教学内容和教学模式，缺乏对学生创造力的培养，也缺乏与前沿科技的联系，因此需要进行教学改革的探讨和实践。
随着教育改革的不断深入，传统的实践教学中“以教师为中心”、“以灌输为主要方式”的教学模式已无法适应时代的要求。先进的教学模式是人才培养的关键措施。研究型教学模式，又称为研讨式教学模式，是指教师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识、自主地发现问题、研究问题和解决问题，以学生为中心，以知识掌握为基础，以能力培养为主线，以提高素质为目的的一种新模式。集成电路设计实践同样需要采用先进的教学方式，提高学生的创新能力，培养研究型IC设计人才。
2 研究型实践教学模式的作用分析
集成电路设计实践引入研究型实践教学模式，可以使相关领域的学生真正实现学有所用，不仅学习了集成电路设计的软件知识，同时可以将课堂的理论知识通过工艺模型、电路设计、仿真方法来复现，从而更深入的理解理论知识，而且可以通过一些电路实例来解释生活中的一些现象，激发学习的兴趣。
集成电路设计是实践性很强的一个方向，要求将工艺、器件、电路、版图四个方面的理论课程融会贯通，而传统的实践教学旨在加强学生对软件的认识，忽略对理论内容的加深与贯通。通过研究型实践教学模式的开展，可以在保证教学大纲不变的前提下，通过选择适用性较强的实践内容，使学生一方面能够将各门理论课的知识加深及贯通，另一方面可以使学生接触到用人单位感兴趣的课题内容，有利于学生加强实践的动力和持续进步。通过研究型实践，对学校而言，可以培养更优秀学生；对学生而言，可以掌握前沿知识、促进就业。
研究型实践成果的实现为学生的晋升、发展提供支持。学生的实践研究成果如能公开发表或获奖，能解决实际工作中的问题，这无形中为学生在工作岗位上的晋升、发展增加筹码。这在最大程度上激发学生的实践兴趣，是其他任何实践模式都不可比拟的。同时，研究型实践教学鼓励学生多看文献、多写总结报告，这也为学生撰写本科毕业论文打下良好的基础。
3 研究型实践教学模式的具体实施
3．1 课程结构优化
指导学生接触各类资料，能够提出问题，进而解决问题以掌握知识、应用知识，完成对知识的一个探求过程；对实验内容进行适当调整和完善，使课程体系更全面更科学，更能贴近行业发展，更能体现学生的主动性。
3.2 采用课堂讨论进行专题研讨的教学方法
在研究型实践教学模式中，师生互动有助于学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。根据课程需要，结合国内外的研究现状和发展趋势，采用与行业内吻合的实验软件，挑选合适的电路原型做仿真设计，并共同探讨电路的优化方案。
3．3 专业资料查询能力培养
为学生提供研究资料或指导学生进行资料查询、整理，鼓励学生从图书馆、书店、网络等各种途径查阅文献资料，以充实自己的研究基础。提醒学生要对已收集的资料进行批判性的研究，去伪存真，指导学生从这些资料中总结、分析、解释与实践研究课题相关的理论、知识经验以及前人的研究成果。
3．4 指导学生撰写专题论文（报告）
在研究型实践教学过程中，指导学生通过论文、调查报告、工作研究、分析报告、可行性论证报告等形式记录实践研究成果。在撰写论文时，要求学生要了解实践课题研究报告的一般撰写格式；要先拟订论文的写作提纲，组织好论文的结构，做到纲举目张；会用简练、严谨、准确的语言表达自己的思想，不追求文章的长短。指导学生开展专题电路讨论，由学生根据自己感兴趣的课题来查找文献资料，进行研究，完成电路设计和仿真，最后完成专题论文的撰写。
3．5 鼓励学生参与课题研究
为调动学生参与科研创新活动的积极性，激发学生的创新思维，提高学生实践创新能力，鼓励学生参加老师的课题，锻炼学生的动手能力，培养“研究型”的思维模式。
4 研究型实践教学模式对教师和学生的要求
4．1 研究型实践教学模式对教师的要求
研究型实践教学模式的实施对任课教师提出了新的要求：一是要熟练地掌握课程的基础知识和内在结构，还要掌握与课程相关的专业基础知识和实践的基本技能；二是要掌握学科最新信息，不断更新知识，了解课程所涉及学科的最新动态和取得的最新研究成果；三是要熟练运用科学研究的方法和手段。这些都对教师提出了更高的要求。
4.2 研究型实践教学模式对学生的要求
研究型实践教学模式对学生的要求：一是学生要有一定的知识积累，储备了比较完备的基础知识；二是要求学生具有一定的专业知识水平，熟练掌握集成电路的一些理论知识；三是要求学生具备一定的自我控制能力和自学能力；四是要求学生具备一定的科学研究能力。在研究型教学中，学生积极参与显得尤为重要，需要充分调动学生的积极性和主动性。
参考文献
［1］黄雪梅.研究型实践教学有效实现的三个关键环节[J].理工高教研究, 2009,4,28(2):136-137.
电路设计基础知识范文3
微电子技术专业简介 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握微电子学基础知识，具备集成电路设计、生产、应用开发及营销等能力，从事集成电路设计、FPGA 应用与开发、集成电路生产、电子产品开发以及 IC 产品营销和技术支持等工作的高素质技术技能人才。
主干课程：电子技术基础、集成电路工艺原理、集成电路封装与测试基础、硬件描述语言(Verilog/VHDL)、数字系统设计、IC 设计方法、数字系统 CAD、FPGA 应用开发、集成电路版图设计等。
本专业学生毕业后可在集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事开发和研究工作。
微电子技术专业就业方向有哪些 就业方向：电子类企事业单位：半导体集成电路芯片制造、产品检测、产品封装、版图设计、质量控制、生产管理、设备维护及技术研发。
学生可选择到中、高等职业院校从事专业教学和管理工作，或到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事研究、开发及管理等工作，也可选择微电子科学与工程、固体电子学、通信、计算机科学等学科继续深造，攻读硕士研究生。
微电子技术专业主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力;
2.具备熟练使用通用电子仪器、仪表及集团电路相关测试设备的能力;
3.具备电子系统组装调试能力;
4.具备从事集成电路应用推广工作的能力和销售能力;
5.掌握数字系统 Verilog/VHDL 编程及调试技能;
6.掌握集成电路前端(逻辑综合)/后端工具(自动布局布线)的使用方法;
7.掌握集成电路版图工具的使用方法;
8.掌握 FPGA 设计工具的使用方法;
电路设计基础知识范文4
集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是新一代信息技术产业发展的核心和关键，对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展，我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局，产业链基本形成。但与国际先进水平相比，我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中，集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业，集成电路设计人才严重匮乏，已成为制约行业发展的瓶颈。因此，培养大量高水平的集成电路设计人才，是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题，也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1_4]
一、集成电路版图设计软件平台
为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要，合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程，如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计 、 ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订，注意相关课程之间相互衔接，关键内容不遗漏，突出集成电路设计能力的培养，通过对课程内容的精选、重组和充实，结合实验教学环节的开展，构成了系统的集成电路设计教学过程。56]
集成电路设计从实现方法上可以分为三种：全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计，特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论，这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向，目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。
在集成电路版图设计的教学中，采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(ZeniEDASystem),这是中国唯1的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容，支持百万门级的集成电路设计规模，可进行国际通用的标准数据格式转换，它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优，已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用，特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能，并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。
九天EDA软件系统包括设计管理器，原理图编辑器，版图编辑工具，版图验证工具，层次版图设计规则检查工具，寄生参数提取工具，信号完整性分析工具等几个主要模块，实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。
二、集成电路版图设计的教学目标
根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点，在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。
在集成电路版图设计的教学中，首先对集成电路设计的_些相关知识进行回顾，介绍版图设计的基础知识，如集成电路设计流程，CMOS基本工艺过程，版图的基本概念，版图的相关物理知识及物理结构，版图设计的基本流程，版图的总体设计，布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验，讲解Unix和Linux操作系统的常用命令，详细阐述基于标准单元库的版图设计流程，指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图，使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上，让学生自主选择_些较为复杂的单元电路进行设计，如数据选择器、MOS差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS静态存储单元等，使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现，包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。7]
集成电路版图设计的教学目标是：
第熟练掌握华大EDA软件的原理图编辑器ZeniSE、版图编辑模块ZeniPDT以及版图验证模块ZeniVER丨等工具的使用;了解工艺库的概念以及工艺库文件technology的设置，能识别基本单元的版图，根据版图信息初步提取出相应的逻辑图并修改，利用EDA工具ZSE画出电路图并说明其功能，能够根据版图提取单元电路的原理图。
第二，能够编写设计版图验证命令文件(commandfile)。版图验证需要四个文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)来支持，要求学生能够利用ZeniVER丨进行设计规则检查DRC验证并修改版图、电学规则检查(ERC)、版图网表提取(NE)、利用LDC工具进行LVS验证，利用LDX工具进行LVS的查错及修改等。
第三，能够基本读懂和理解版图设计规则文件的含义。版图设计规则规定了集成电路生产中可以接受的几何尺寸要求和可以达到的电学性能，这些规则是电路设计师和工艺工程师之间的_种互相制约的联系手段，版图设计规则的目的是使集成电路设计规范化，并在取得最佳成品率和确保电路可靠性的前提下利用这些规则使版图面积尽可能做到最小。
第四，了解版图库的概念。采用半定制标准单元方式设计版图，需要有统一高度的基本电路单元版图的版图库来支持，这些基本单元可以是不同类型的各种门电路，也可以是触发器、全加器、寄存器等功能电路，因此，理解并学会版图库的建立也是版图设计教学的一个重要内容。
三、CMOS反相器的版图设计的教学实例介绍
下面以一个标准CMOS反相器来简单介绍一下集成电路版图设计的一般流程。
1.内容和要求
根据CMOS反相器的原理图和剖面图，初步确定其版图;使用EDA工具PDT打开版图编辑器;在版图编辑器上依次画出P管和N管的有源区、多晶硅及接触孔等;完成必要的连线并标注输入输出端。
2.设计步骤
根据CMOS反相器的原理图和剖面图，在草稿纸上初步确定其版图结构及构成;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器;读懂版图的层次定义的文件，确定不同层次颜色的对应，熟悉版图编辑器各个命令及其快捷键的使用;在版图编辑器上初步画出反相器的P管和N管;检查画出的P管和N管的正确性，并作必要的修改，然后按照原理图上的连接关系作相应的连线，最后检查修改整个版图。
3.版图验证
打开终端，进入zse文件夹，键入zse,进入ZeniSE原理图编辑器，正确画出CMOS反相器的原理图并导出其网表文件;调出版图设计的设计规则文件，阅读和理解其基本语句的含义，对其作相应的路径和文件名的修改以满足物理验证的要求;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt，进入ZeniPDT版图编辑器，调出CMOS反相器的版图，在线进行DRC验证并修改版图;对网表一致性检查文件进行路径和文件名的修改，利用LDC工具进行LVS验证;如果LVS验证有错，贝懦要调用LDX工具，对版图上的错误进行修改。
4.设计提示
要很好的理解版图设计的过程和意义，应对MOS结构有一个深刻的认识;需要对器件做衬底接触，版图实现上衬底接触直接做在电源线上;接触孔的大小应该是一致的，在不违反设计规则的前提下,接触孔应尽可能的多，金属的宽度应尽可能宽;绘制图形时可以多使用〃复制"操作，这样可以大大缩小工作量，且设计的图形满足要求并且精确;注意P管和N管有源区的大小，一般在版图设计上，P管和N管大小之比是2:1;注意整个版图的整体尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的层次之间应该保持一定的距离，层次本身的宽度的大小要适当，以满足设计规则的要求。四、基本MOS差分放大器版图设计的设计实例介绍在基本MOS差分放大器的版图设计中，要求学生理解构成差分式输入结构的原理和组成结构，画出相应的电路原理图，进行ERC检查，然后根据电路原理图用PDT工具上绘制与之对应的版图。当将基本的版图绘制好之后，对版图里的输入、输出端口以及电源线和地线进行标注，然后利用几何设计规则文件进行在线DRC验证，利用版图与电路图的网表文件进行LVS检查，修改其中的错误并优化版图，最后全部通过检查，设计完成。
五、结束语
集成电路版图设计的教学环节使学生巩固了集成电路设计方面的理论知识，提高了学生在集成电路设计过程中分析问题和解决问题的能力，为今后的职业生涯和研究工作打下坚实的基础。因此，在今后的教学改革工作中，除了要继续提高教师的理论教学水平外，还必须高度重视以EDA工具和设计流程为核心的实践教学环节，努力把课堂教学和实际设计应用紧密结合在一起，培养学生的实际设计能力，开阔学生的视野，在实验项目和实验内容上进行新的探索和实践。
参考文献：
[1]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路,2007,(4):19-22.
[2]段智勇，弓巧侠，罗荣辉，等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5):25-26.
[3]唐俊龙，唐立军，文勇军，等.完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨J].中国电力教育,2011,(34):35-36.
[4]肖功利，杨宏艳.微电子学专业丨C设计人才培养主干课程设置[J].桂林电子科技大学学报,2009,(4):338-340.
[5]窦建华，毛剑波，易茂祥九天”EDA软件在"中国芯片工程〃中的作用[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,(6):154-156.
[6]易茂祥，毛剑波，杨明武，等.基于华大EDA软件的实验教学研究[J].实验科学与技术，2006,(5):71-73.
电路设计基础知识范文5
论文摘要：结合高职院校数字电路实验教学现状，以培养学生的电子设计能力、实践能力与创新能力为目标，对数字电路设计性实验进行了研究，提出了构建实验课程体系、加强实验教师队伍建设、完善实验考核机制等措施，取得了良好的教学效果。
随着高职院校实验教学改革的深人，实验教学已成为高职院校教学工作的重要组成部分。实验教学已从过去单纯的验证性实验逐步深人到综合性、设计性实验，从利用实验来加深对已学理论知识的理解，深人到将实验作为学生学习新知识、新技术、新器件，培养学生实践能力、创新能力的重要目的仁‘〕。
1高职院校实验教学存在的问题
数字电路实验是高职院校电子信息类、机电类专业必修的实践性技术基础课程，对培养学生的综合素质、创新能力具有重要的地位。在传统的实验教学中，数字电路实验教学多以验证性实验为主，并按实验指导书的实验步骤去完成实验，这种实验教学模式禁锢了学生的创新思维，失去了“实验”真正的含义，培养出来的学生实践技能差，无法达到高职教育人才培养的要求〔2)0
2开设数字电路设计性实验采取的措施
通过多年来的实验教学改革实践，证明了开设设计性实验有利于巩固课堂所学的理论知识;有利于提高学生电子系统设计能力、综合素质、创新能力[’]。2005年我校电子技术实验教学中心(以下简称中心)以“加强基础训练，培养能力，注重创新”为指导思想，在面向各类专业的数字电路实验教学中，开设了以学生为主、教师为辅的数字电路设计性实验教学，取得了良好的教学效果。
2. 1构建实验教学课程体系
数字电路设计性实验是一种较高层次的实验教学，是结合数字电路课程和其它学科知识进行电路设计，培养学生电子系统设计能力、创新能力的有效途径，具有综合性、创新性及探索性[[4]。数字电路设计性实验是学生根据教师给定的实验任务和实验条件，自行查阅文献、设计方案、电路安装等，激发学生的创新思维。设计性实验的实施过程，如图1所示。
为了提高学生的电子设计能力和创新能力，中心根据高职教育教学特点与规律，构建了基础型、提高型、创新型三个递进层次的数字电路设计性实验课程体系。三个实训模块的内容坚持以“加强基础型设计性实验，培养学生的电子设计能力、创新意识”为主线，由单元电路设计到系统电路设计，循序渐进，三年不断线，为不同基础、不同层次的学生逐步提高电子设计能力、创新能力的空间，如图2所示。
基础型设计性实验是课程中所安排的教学实验，学生在完成了验证性、综合性实验以后，具有了一定的实验技能，结合数字电路的基本原理设计一些比较简单的单元电路，学生按照教师给出的实验要求根据实验室所拥有的仪器设备、元器件，从实验原理来确定实验方法、设计实验电路等，且在规定的实验学时内完成实验。如表1所示。这一阶段主要是让学生熟悉门电路逻辑功能及应用，掌握组合逻辑电路、时序电路的设计方法，培养学生的设计意识、查阅文献等能力。
提高型设计性实验对高职院校来说，可认为是数字电路课程设计。它体现了学生对综合知识的掌握和运用，课题内容是运用多门课程的知识及实验技能来设计比较复杂的系统电路，如表2所示。整个教学过程可分10单元，每个单元为4学时，每小组为一个课题。学生根据教师提供的设计题目确定课题，查阅文献、设计电路、电路仿真、电路安装调试、撰写课程设计报告等，完成从电路设计到制作、成品的全部实践过程。通过这一阶段的训练，学生的软硬件设计能力进一步提高，报告撰写趋于成熟，善于接受新器件，团队协作趋于成熟。
创新型设计性实验主要为理论基础知识扎实、实验技能熟练的优秀学生选做，为“开放式”教学，实验内容主要是结合专业的科研项目、工程实际及全国或省级电子设计竞赛的课题。通过创新型设计性实验，强化学生电子系统设计能力，充分发挥学生的潜能，全面提高学生的电子系统设计能力、创新能力，为参加大学生电子设计竞赛奠定坚实的基础。
数字电路设计性实验课程体系将数字电路基本原理、模拟电路、eda技术等多门课程知识点融合在一起，从单元电路设计到系统电路设计，深化了“系统”概念的意识。在每一轮设计性实验结束后进行总结，开展学生问卷调查，对设计性实验的教学方法、手段等进行全面评估，从而了解设计性实验教学的效果。在实验过程中，实验教师鼓励学生从不同角度去分析，大胆创新，设计不同的方案。
2. 2加强实验教师队伍的建设
近年来，中心依托省级精品课程“数字电路与逻辑设计基础”、省级应用电子技术精品专业建设，合理规划，制定了实验教师队伍培养计划;专业教师定期到企业培训;专职实验教师参加实验教学改革研讨和对新知识、新技术的培训;同时制定优惠政策，吸引企业中具有丰富实践经验的工程师、技师到实训基地担任实验教师tb}，形成一支能培养高素质技能型人才、能跟踪电子信息技术发展、勇于创新并积极承担教学改革项目的专兼职结合的实验教师队伍，实现了实验教师队伍的整体优化。
2. 3开放实验室
为了保证设计性实验教学的有效实施，中心实行时间和内容两方面开放的教学方法。学生除了要完成教学计划内指定实验外，还可以根据自己的专业和兴趣，选择规定以外的实验项目。为了提高设计性实验的教学效果，学校制定了系列激励政策，调动了实验教师及学生的积极性。
2. 4建设创新实训室
为了培养学生的电子设计能力、创新能力，给优秀学生营造良好的自主学习环境，提供展现创新设计的舞台，中心先后投人了30多万元，更新了实验仪器设备，建设了一个软件环境优良、硬件条件先进的创新实训室。该实训室配置了计算机、函数信号发生器、频率计、扫频仪、数字存储示波器、单片机系统设计实验开发系统、打孔机、制版机等仪器设备〔7〕。
2. 5完善实验考核机制
对于数字电路设计性实验的考核，不能仅靠一份实验报告或作品来评定成绩，要关注设计方案的可行性、实验过程中学生的操作能力、创新能力等方面。如以100分计，分别从实验设计方案(20分)、实验方案的实施和完善(40分)、设计的创新性(20分)、实验报告或论文、成品(20分)几个环节来评定学生的实验成绩。为了激励优秀学生，激发创新欲望，中心建立了“创新设计性实验优秀论文、作品评奖制度”，对经专业教师评审选出的优秀论文、创新作品的学生给予表彰、奖励。
电路设计基础知识范文6
关键词： 互联网+时代 信息化技术 电工基础课程 具体应用
如今是一个新知识不断更新、信息化技术不断发展的社会，传统的教学方式已不能满足人们对知识的渴求，这就要求教育者跟上时代步伐，更新教学方式，丰富课堂教学内容。面对这一教学挑战，教育从事者做出了许多研究与探索，终于找到了一种适合电工基础课程教学的教学手段，即将计算机、网络和信息化技术引入课堂教学活动中，更新教学知识，激发学生求知欲，吸引学生注意力，调动学生的主观能动性，增加学生电工学习的乐趣，达到提升学生知识水平、提高课堂教学质量的目的，为社会培养出一大批优秀、先进的创新型人才。
一、将多媒体技术引入课堂，实现混合教学模式
多媒体技术是现代信息化技术下产生的一种新型教学手段，它与板书各具优势，实现了混合型的教学模式。多媒体技术主要是指运用现代信息化技术将教学知识通过投影屏反射到荧屏上的一种教学方式，它能弥补板书的教学不足（如：书写缓慢、作图不精准等）。尤其是类似于电工基础这样的学科，它们对作图有严格要求，任何一个小差错都有可能产生相反的结果，可见，多媒体技术的规范作图在电工基础课程中的重要性。传统教学方式虽然存在诸多不足，但它能在历史的动荡中存活下来，可见也有过人之处，板书就是其中一种经典的教学方式。在电工基础课程教学中，将多媒体技术与板书相结合势必会碰撞出不一样的火花，丰富课堂教学内容。例如：在执教《电桥电路设计与测试》一章节时，教师可以在黑板的左边写下电路设计原理与步骤及设计中应当注意的事项，便于学生复习与巩固；黑板右侧用来投影以下繁杂的教学内容和一些经典的电路设计与测试，帮助学生形象理解与记忆，满足学生的学习欲望。混合是教学模式，是一种尊重学生认知规律与视听感受的教学方式，适当地为课堂教学节约了时间，让学生有空闲的时间自己领悟与体会。这是互联网时代下信息化技术发展的一种具体表现，有助于丰厚学生的电工基础知识，提高课堂教学效率。
二、引用Multisim仿真软件，简化理论学习难度
Multisim一款信息化科技技术下发展的产物，是世界独树一帜的电路仿真软件。Multisim是集聚易用性与独特于一体的现代软件，能够对电路进行快速、高效、轻松的设计与验证。正是由于它的实用性与高效性而被引进到电工基础课程教学中，辅助教师传授知识。Multisim电路仿真软件的引用帮了电工教育从事者一个大忙。电工基础课程几乎是一门纯理论的学科，学生在学习过程中，难免会产生厌烦、抵触心理情绪，失去对电工学习的兴趣。Multisim电路仿真软件的出现可谓为电工基础课程教学注入了一股新气象，它具有强大的功能，为电工课堂教学增添了色彩。因此，在电工基础课程教学中，教师可以引入Multisim电路仿真软件，将一些理论知识直接转化成为电路图直观地呈现给学生（如：电路设计步骤、电路验证），简化教材中的纯理论知识，降低学习难度，增强学生的自信心，让学生体会到电工学习的乐趣，积极参与到课堂教学中，从而为学生的终身学习打下坚实基础，促进学生德智体美的全面发展，培养出一大批优秀的创新型人才，为社会主义事业培养接班人与建设者，使我国早日实现全面建成小康社会、国家富强、民主富裕的夙愿。
三、运用互联网+现代技术，完善教学内容体系
教学内容体系的完整性是课堂教学有效性的一个标杆。现在是一个新知识不断更新的发展时代，合格的电工教师要随时了解与掌握国内外先进的信息技术，满足学生的学习需要，树立在学生中的威望，使学生信任自己、尊敬自己，为学生树立好的榜样，引导学生积极主动地学习。例如：在执教《三相供电电路设计与安装》一章节时，教师可以将iphone与电动汽车的内部设备结构呈现给大家，分析其用到的电路结构与原理，吸引学生的注意力，再引入三相供电电路设计与安装，让学生更易接受与学习教材内容，激发他们的求知欲与好奇心。这种将时下最新的科技引入课堂教学的方式能很大程度地激发学生电工学习的兴趣，使得每一位学生都积极参与到课堂教学中，营造和谐、民主、科学的学习氛围，丰富学生的基础理论知识，提高课堂教学质量。同时，将最新的现代技术引用到课堂教学活动中，不仅能完善教学内容体系，激发学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性，而且能提高教师的专业素养，为学生树立一个学习的榜样，树立教师在学生中的威望，让学生相信教师、跟随教师的步伐一起进入课堂学习。
总之，互联网时代下，信息化技术推动着教育事业的发展与进步，并逐渐成为课堂教学中的重要教学方式，尤其是在电工基础课程教学中显得尤为重要。因此，教师要随时更新知识体系，以满足学生的学习需要，并将先进的信息化科技引入教学中，增加电工学习的乐趣，为学生的理论学习注入一股新气息，使得学生主动积极地参与到课堂教学中，提升教学水平。
参考文献：
[1]赵立君.信息技术与中职电工电子课程整合的研究[D].东北师范大学，2009.
[2]张罡.信息技术与中职实践类课程整合的行动研究[D].上海师范大学，2006.
