前言：中文期刊网精心挑选了数字电路原理和设计范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
数字电路原理和设计范文1
【关键词】模拟电路;数字电路;区别辨析
Abstract：With the rapid development of science and technology，electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger，so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories，digital circuit and analog circuit，according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly，so as to improve the design and optimization of electronic circuit.
Key words：analog circuit;digital circuit;difference
随着科学技术的突飞猛进，电子电路的自身功能不断增强，晶体管的尺寸不断减小，系统规模不断扩大，应用领域不断拓展，与人类生产、生活的密切度不断提升。电子电路按照功能可以分为数字电路和模拟电路两大类。模拟电路是处理连续函数形式的模拟信号的电子电路。数字电路是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，又称数字逻辑电路（以“开”、“关”两种状态或者以高、低电平来对应“1”和“0”二进制数字量）。模拟电路和数字电路有着显著的区别。
1.信号变化的特点不同
模拟信号的大小是随着时间连续变化的，即模拟信号在时间和数值上是连续的，幅值可由无限个数值表示。而数字信号在时间和数值上是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。因此，模拟电路更加关注电压、电流的具体值，而数字电路则更加关注电平的高低。
2.处理信号的手段不同
模拟电路和数字电路都是信号变化的载体，对模拟信号能够执行的操作，如滤波、放大、限幅等都可以对数字信号进行操作。
模拟电路对信号的处理主要是通过场效应管的放大特性来实现的，当然还包括电阻、电容、二极管、双极型晶体管等元器件的特性，最终利用一定的数学模型所组成的运算网络来实现。处理方式有测量电桥、信号放大、信号滤波、调制解调、信号变换和AD变换。而数字电路对信号的传输主要是通过场效应管的开关特性来实现操作的，并由场效应管构成与或非等基本门电路、触发器、寄存器、编码/译码器、算术逻辑单元等完成复杂的算术与逻辑操作。
尽管模拟电路和数字电路对信号的处理方式不同，但其实从根本上来说，所有的数字电路都是模拟电路，其基本的电学规律、电学原理，都与模拟电路一致。例如，用PMOS管和NMOS管可以构成互补式CMOS电路，其对称且互补的结构，恰好使其能处理高低数字逻辑电平。
3.信号抗扰动能力的强弱不同
通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声，把来自外部原因的扰动称为干扰，干扰有一定的规律性，可以减少或消除。
在模拟电路中，由于信号几乎完全将真实信号按比例表现为电压或电流的形式，造成模拟电路对于噪声的影响比数字电路更加敏感，模拟电路系统中各个不同部分的偏差积累起来，使得偏差量的负面影响变得较为显著。模拟信号在多次处理和长距离传输的过程中，波形会发生改变，若处理不当，将造成信息损失，具体表现为图像、声音失真，严重时甚至会出现信号中断现象。通过使用屏蔽导线，或者在电路中引入低噪声运算放大器，可以尽量缓解噪声的负面影响。而数字电路是由许多的逻辑门组成的电路，信息只取决于高低电平，只要信号的偏差在一定范围内，就不会造成误码。
因此，从信号处理的角度看，对信息进行量化的数字电路系统比模拟电路系统抵御噪声的能力、信号抗干扰能力更强，信号的精度更高。
4.电路设计的难易程度不同
模拟电路的设计常常需要更多的手工运算，其设计过程的自动化程度低于数字电路，因此模拟电路的设计通常比数字电路的设计更难，对设计人员的水平和能力要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。但是因为自然界的大多数实际信号是模拟的，所以数字式电子设备、电子产品要在真实的物理世界中得到应用，就离不开一个模拟的接口。例如，数字电视机的基本原理就是将电视台送出的图像及声音信号数字化后调制发送，由数字电视接收后，解调还原出原来的图像及声音。因为全程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。
目前电路设计自动化程度日益上升，常用的电子电路设计和分析软件主要有：EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我们根据软件功能分为以下几类：
（1）电子电路设计与仿真工具
包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它们可以进行各类电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出，并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
（2）PCB设计软件
包括Protel、Autium Designer等。这两者功能类似，都包含了原理图绘制、印刷电路板设计、模拟电路与数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计等功能，界面友好、使用方便，目前主要用于电路设计和PCB设计。
（3）IC设计软件
Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC设计领域相当有名的软件供应商，提供的软件都非常适用于深亚微米的IC设计。对于模拟电路而言，普遍使用HSPICE，是因为它的模型最多，仿真的精度也最高，可以满足大多数设计者的需要。
（4）PLD设计工具
PLD是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD和FPGA。由于PLD的在线编程能力和强大开发软件（如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus）的存在，工程师可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内，大大缩小了电路的尺寸以及开发周期。
5.总结
模拟电路和数字电路有着诸多显著的区别，辨析清楚两者的区别对电子电路的改进、设计和研发有着十分重要的意义。
人类电子学发展史上第一个被发明出来并得到大规模生产的器件是模拟的。后来随着微电子学的发展，数字技术的成本大大降低，加之计算机对于数字信号的要求，使得数字式的方法在人机交互等领域具有可行性和较高的性价比。当然，尺有所长，寸有所短，模拟电路和数字电路有着各自的优缺点，适用的方向也不同。电子电路的发展，经历了从模拟到数字的进步，但不等于数字电路可以完全取代模拟电路，也不能简单地说哪一个更实用、更有效。我们设计电路时，应该扬二者之长，避二者之短，使两者融为一体、交相辉映（如数模混合电路、数字模拟电路、模拟数字电路），从而达到电路体积更小、功能更强、功耗更低、成本更低、集成度更高、稳定性更好、可靠性更高的理想效果。
参考文献
[1]逄亚清.模拟电路与数字电路区分及实用知识的探讨[J].山东工业技术，2013，12：155.
[2]苏成富.模拟电路与数字电路[J].电子制作，1998，02：17.
数字电路原理和设计范文2
关键词：数字电子技术；课堂教学；实验教学；改革
【分类号】TN79-4
数字电子技术是国家一级学科电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等所有专业的专业基础课 ，通过理论教学（64 学时）和实验教学（16 学时）两个重要环节的教学，学习数字电路的基本概念、基本原理和典型应用电路的实用性技能，掌握数字电路的有关基础知识，学会数字电路的应用能力，为后续专业课的学习打下扎实的基础 。针对独立学院学生基础知识掌握不牢固、自主学习能力和毅力不够但学生的思维活跃、见识比较广、社会活动能力、组织协调能力、创新能力比较强的特点，依据本人在独立学院从事数字电子技术理论和实验教学工作多年的经验，现就独立学院这新兴的教育机构，浅谈一些数字电子技术的教学改革。
一. 数字电子技术课堂教学的改革
长期以来数字电子技术的教学受传统教学模式的影响，过于注重教学内容的理论性和系统性，注重理论知识的灌输，而偏离理论与实践相结合的原则。而传统的满堂灌、填鸭式等陈旧教学方法严重打击学生的学习积极性，抑制学生的创新思维能力。因而如何在有限的学时内，充分调动学生的学习积极性，使他们尽快掌握高技能人才必备的基本知识、基本理论和基本技能为后续课程的学习和将来从事的工作打下坚实基础，是任课老师重点考虑和要解决的问题。
1. 教学内容上不能完全依靠教材，必须进行教学内容的重组与改革。独立学院的教学既要在有限的课时内强调理论教学的“根本”和“深度”，又要让学生具有驾奴电子技术发展的未来的能力。①教学内容应减少或删除有关器件内部结构的分析过程，应着重介绍器件或集成元器件的作用、主要参数和使用中的注意事项；删除高深、繁琐、复杂的电路分析过程，增加既能开发学生思维又能使学生理解接受、实用的理论知识。
2. 教学手段上实现计算机、网络、教学软件（EDA、CAI）、黑板等多种媒体的综合运用，实现多种媒体的优势互补；①考虑到课程内容多、涉及面广的具体情况，按大纲要求制作适合课堂教学的多媒体课件及相应的仿真案例，这不仅能增加课堂信息量，开阔学生的视野，还能使教学形式更加生动形象，尤其是那些在课堂上不便或没时间画出的电路图，电路器件等，制作成多媒体课件后，可以集图、文、声、像、动画于一体充分利用各种感官，加深学生印象，提高学习效率。
3. 教学模式上一改传统的单一说教模式，全面推进仿真案例教学、讨论互动教学等教学方法。把仿真案例教学法贯穿于理论课堂教学中，在课堂上利用仿真软件Multisim、Proteus等对各类芯片的功能进行演示，并要求学生可以利用自己的电脑进行各类电路的仿真，解决学习中遇到的一些问题；对实践项目电路进行效果演示，在演示过程中，针对相关理论问题向学生提问，通过习题解答、互动讨论，把疑问解决在课堂的教学过程中，变沉闷的课堂为活跃的舞台，充分调动大家的积极性和主动性，提高学习兴趣。
二.数字电子技术实验教学的改革
1.实验内容由浅入深由易到难的分层次划分更新。
目前实验教学除了课程设计和毕业设计两个环节外，主要设计为验证性实验， 学生完全根据教师设计好的实验步骤亦步亦趋，缺乏独立思考和创新的空间。计划实验内容分为三大层次：①基础层。完成基本教学任务和目标，培养学生坚实的理论基础，为后续课程的学习打下基础，实验以验证性和基础性实验为主，按理论课的顺序编排，巩固课堂所学知识，加强对概念的理解和认识。②综合层。目的是使学生熟悉常用器件的应用，掌握单元电路的设计方法。实验以中规模集成电路为主，密切结合实际生活应用的电路加以综合设计分析如：在做基本逻辑门实验时，请同学们设计“表决电路”；在做组合逻辑电路实验时，同样是优先编码器的设计，可以让学生设计“病房的呼救系统”；在做触发器的设计时，让学生设计“报警系统”；在做计数器实验时，让学生设计“电子时钟”；在做555多谐振荡器实验时安排学生设计“救护车鸣笛系统”等。
2. 实验考核标准化、条理化。
以往实验考核成绩的评定大多取决于实验数据和实验报告，基本上拉不开差距，实验起不到应该有的效果，鉴于此，首先应该在课程考核时，将实验考核成绩提高到所占课程总比例的40%以上，让实验不再流于形式。同时，在实验中也采用模块积分法，主要模式为“平时实验情况（包括预习、过程情况、问题回答和试验完成情况等）25%+实验报告完成情况25%+实验考试50%”，其中实验考试是学生在给定的时间内完成指定数字电路的设计，从芯片选取，元器件的布线安装、调试，实验操作所用时间，是否有元器件损坏等各方面来综合衡量实验操作技能，同时完成给定试卷（包括单元电路原理图的画出，原理和结果的叙述以及结论等），教师在检查具体结果的同时，并对学生作品的工艺等进行现场评判。这种考核方式的实施，强调了对实验教学过程的监控，突出了学生对理论知识的掌握和理解，同时也强调了学生对实验能力和实验技能掌握的要求。
3. 硬件实物搭建为主，软件仿真分析为辅。无论是基础性实验还是综合设计性项目，首先都可以以软件为平台搭建仿真电路，部署自己的元器件，验证设计的原理和理论结果，特别是复杂的综合项目，软件仿真是非常有必要的。
三.结语
数字电子技术教改改革旧的教学体系，优化组合课堂教学和实践教学的内容和教学资源，在调动学生的学习主观能动性，优化学生的实践能力和创新意识方面具有良好的促进作用。
参考文献：
【1】阎石. 数字电子技术基础[M]. 5版. 北京： 高等教育出版社， 2005
【2】《基于专业需求的数字电路与逻辑设计课程教改实践》张新，王立伟【J】.西安邮电学院学报.2011（16）：25-27
数字电路原理和设计范文3
关键词：数字电路；高职；新课程；改革
一、对课程改革的迫切需要
在高职教学课程中，对数字电路课程进行改革的呼声比较大，其主要原因是该课程与实际联系紧密，科学技术的发展导致如果不进行课程改革就会导致教学与实际脱轨。主要表现在以下几个方面：
1.数字电路和其他学科的交叉程度越来越深，在一些知识的教学上需要结合其他课程进行说明，而传统的课程里对这方面的介绍比较少，只是在单纯地强调数字电路，不利于学生的理解。
2.由于集成技术的飞速发展，研究的对象发生了很大的变化，许多书本上数字逻辑部件的设计和工艺已经进行了改进，数字电路的研究对象也着眼于数字系统的优化和大规模集成化设计，或者是对复杂系统的可靠性和可测试设计。
3.各种高质量的数字电路辅助设计工具不断涌现，如逻辑模拟、电路设计CAD、开发系统等，使得数字电路的设计过程发生了很大的变化，一些原本复杂的环节变得简单，但是对知识的综合理解和运用方面提出了更高的要求。EDA逻辑模拟、自动测试等新技术还没有进入各高校的数字电路课程，一些学校所用的教材主要内容还停留在中小规模集成电路的原理和应用。
二、加强实践性环节，提高学生的动手能力
数字电路是实践性很强的课程，重点介绍的是各类器件的基本理论和功能块的应用，从而锻炼学生的应用能力和创新精神。因此，太多的理论会导致学生厌烦，缺乏学习的动力，也锻炼不出学生的能力。所以应重点加强实践性环节的教育。目前虽然我国各高职院校在数字电路实验的安排上不大相同，但实验课时的偏少确是现实存在的问题。对此，提出如下意见：
1.合理安排授课课时，增加实验的授课次数，严格控制实验质量，加大对实验效果的考核力度。针对不同的课程阶段，提高重点知识的试验比例，最终达到理论为辅，实验为主的模式；
2.转变理念，将实验课的比重在教学组织、成绩评定等方面加大，逐步确定数字电路课程要以实验为主导；
3.积极设立和数字系统有密切联系的实验课程，进一步提高学生对知识的融会贯通，培养学生的探索精神。
三、数字电路课程改革的具体构想
1.对课程原有基础内容进行整合，将符合社会信息发展需要的内容编写教材。如，目前大规模集成电路都采用MOS和CMOS工艺制造，因此，在授课中就要对这些方面的知识增加课时，详细地对CMOS电路的应用和分析进行讲解，对将要淘汰的集成电路适当缩减学时。
2.增强学生的动手实践能力，让学生逐步掌握当今广泛应用的由上而下和由下而上的设计方法，在实践中领悟科学的数字系统设计原则与设计思路。
3.提升学生系统概念学习的意识。数字电路课程不是孤立的学科，在一些知识点上适当引用其他学科的知识，拓宽学生的知识面，例如可以加设《数字系统设计》等课程。
4.积极引进新技术的教学理念。诸如故障检测、可测试设计、边界扫描技术等，由于各种数字电路的相关技术更新很快，教师在授课中就要有所体现，引导学生了解最新的行业形势，有助于学生的就业。
5.当前，我国高职教育在实践教学方面与发达国家还存在很大的差距，特别是学生独立思考能力和实际动手能力有着明显不足，主要原因是目前的课程安排在试验内容方面的设计过于陈旧，采用的实验方法限制了学生的自主发挥。
6.学生接触和了解新产品、新技术的机会不多，这在一定程度上会抑制学生创造性的培养。为了保证试验改革的顺利进行和实施，在现有基础电子试验室基础上，建立现代化EDA试验室，引入一批数字化、可编程、设计性、系统型的试验，并对原有的试验教学计划进行了相应的调整，使试验教学由以往的辅助角色逐步转向独立的课程设置。
数字电路课程强调的是对学生职业能力的培养，因此教学中强化实际案例教学法和基于工作的具体试验教学法是十分重要的。教师在课程中一定要重视实践，努力探索职业教育的特色教学模式，注重为学生提供自主发展的空间，积极引导学生的动手能力和创新精神，为国家培养高素质的人才。
参考文献：
[1]庞前娟，唐晓辉，杨双.对数字电路课程教学方式改革的探讨[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2004.
数字电路原理和设计范文4
当前的数字电子技术教学内容陈旧，传统的教学方法和手段逐渐不适合现代的课程教学。基于此，文章结合数字电子技术教学现状，在教学中以课程任务训练为载体，采用“教、学、练”一体化的模式进行教学，从理论教学、实验教学、开设课程任务训练三方面对该教学模式下的数字电子技术教学策略进行探讨。
关键词：
数字电子技术；一体化；课程教学
数字电子技术是工科类院校电子电气类专业的基础性课程，主要教学数字电路基本的分析和设计方法，使学生熟练掌握电子元器件的逻辑功能，其教学效果的好坏对专业的后续课程有较大的影响。随着现代电子技术的发展，当今社会对人才综合能力的要求也越来越高，课程信息量也在不断增加。数字电子技术作为一门重要的专业基础必修课，其教学内容缺乏时代性，较为落后，且教学方法单一，与现代课堂教学的要求相悖。因此，对数字电子技术教学方法和教学内容进行改革显的尤为重要。为了使学生能够真正将理论知识与实际的数字电路融会贯通，应在课程教学中精心组织、设计该课程的教学环节，将理论与实际有机结合，采用“教、学、练”一体化的模式进行教学。实践表明，该教学模式能更好地推进该门课程的教学改革，较好地完成教学目标。
一、理论教学
（一）采用案例辅助教学
在案例教学中，要体现教师的主导作用和学生的主体作用，变教师的讲堂为学生的学堂，通过引导和启发点燃学生思维的火花，把思维的空间和时间留给学生，让他们通过独立思考和相互交流解决问题。例如，在讲锁存器时，对于SR锁存器的应用部分，教师可以给学生们讲解数字电路中用锁存器构成的机械开关消抖电路。电路结构简单，却能够克服电路中由于机械开关触点的弹性振颤引起的抖动现象，引导学生理解电路的输出电压波形。在讲计数器的应用时，可以引用数字钟这样的实际案例，引导学生思考如何用现有的十进制计数器构成24进制的时计数器以及60进制的分计数器和秒计数器，分析三种计数器之间的进位及连接方式，讨论电路的原理，总结不同的设计方法。通过讨论分析，学生就能够轻松掌握计数器的原理和任意进制计数器的构成方法。案例辅助教学通过对典型案例的分析和讲解达到教学目的。在对案例的分析讨论中，锻炼了学分析、解决问题的能力和实践能力，提高了教师的教学效果。案例辅助教学把教师的“教”和学生的“学”紧密联系在一起，取得了良好的教学效果。
（二）采用现代化教学手段
数字电子技术课程的教学需要灵活而生动的教学手段。对数字电路进行分析和设计时，通常会涉及到许多逻辑电路图、数字信号的波形图以及状态转换图等。传统的板书授课存在一定的局限性，速度慢而且不够形象直观，影响授课效果，而利用多媒体授课，可以使数字电路的教学变得省时省力。对于比较复杂的电路图、真值表，教师可以采用幻灯片的形式直接放映，再进行详细讲解，也可以采用合适的计算机软件，将波形图、时序图以动画或者仿真的形式展示给大家，节省了大量的时间，令抽象的理论知识变得更加生动而容易接受，从而提高教学效率。例如，时序逻辑电路这一章中，异步时序逻辑电路的分析是难点。教师可以借助动画的形式，让学生观看触发器在不同的时钟信号的作用下状态更新的过程，从而更加深刻地了解“异步”和“同步”的区别。再如，时序逻辑电路这一章中计数器的设计也是重点和难点，教师可以通过仿真的形式设计一个简单的计数器，观察输出的时序图。通过状态转换的过程可以总结出，电路的实质是对时钟信号的周期进行计数，从而使计数器的原理和应用变得更容易被学生接受。采用多媒体和板书教学结合的方式，可以将数字电路中很多知识点的讲授变得更生动、形象，从而增强教学效果。
二、实验教学
在数字电子技术课程的教学中，应注重理论联系实际。通过实验，可以使学生深入理解课堂所学的理论知识，也培养了学生对知识的运用能力。例如，在进行数字电路实验课时，教师可以安排一些基础性的验证性实验，如门电路逻辑功能测试和触发器逻辑功能测试等。教师应结合数字电路的发展需求和学生所需的就业技能，适当加入EDA的内容，并组织实施综合设计性试验，对学生运用专业理论知识分析、解决问题的能力进行培养。例如，设计流水灯、裁判电路、数字钟等，充分发挥计算机设备的作用，对设计电路进行仿真调试，提高学生的实践能力。这样的实验设计可以使学生由简单到复杂、由浅入深地学习知识和实际操作，在理论与实践结合中对知识内容有了更深入地理解，学习的自主性和积极性也被激发出来。这些实验涉及很多课外知识，开阔了学生的视野，拓展了学生的思维，为学生增加了实践经验，提升了学生研究电子技术的兴趣和热情。
三、开设课程任务训练
数字电子技术的应用性很强，该课程中涉及的诸多理论知识和实践技能是开展很多后续课程的基础，将理论与实践相结合是学习该课程的必要方法。因此，教师应在理论知识结束后安排相应的实践训练环节，即课程任务训练，主要包括两部分：基础知识训练和设计任务训练。基础知识训练中的内容要贴合课堂教学内容，这也体现了该课程的实践性特点。而设计任务训练主要是从提供的实际问题入手，让学生自主设计具有逻辑功能的电路、选择芯片和安装调试等。在实践训练环节，教师要对学生进行分组，确定了小组成员后，明确每位学生的职责，要求不能局限于一套设计方案，每组学生应采用不同的方法达到设计目的。例如，组合逻辑电路这章可以利用编码器设计病房呼叫系统、智力竞赛抢答器等；时序逻辑电路这章可以设计电梯控制系统、自动售饮料机的控制电路等。题目下发后，以开题的形式让每组学生讲解自己的设计思路，并进行设计方案的论证。基本设计思路确定以后，进入训练的实施阶段。教师可将训练任务模块化，每个成员负责一小部分，即子模块的设计与调试。以小组为单位，梳理项目，进行整体调试，由每组成员编写和完善所有训练文档和报告。最后，以答辩的形式由每组的负责人讲解设计原理，并演示设计电路，由教师给出训练成绩。在训练的过程中，学生可参考或者借鉴他人的设计及实现方法，如编码、接口和电路的工作原理，查资料的过程也是学习的过程，将书本上的知识通过实践的过程吸收并掌握，也学到了很多教材上没有的设计方法。在论证训练时，教师应给予学生相互探讨的时间和空间，指导学生利用正反对比、提方案等方法，验证或仿真所拟方案。在讨论过程中，教师应全面掌握学生动态，及时对学生的存在问题进行纠正和引导，这样利于学生深入理解知识，为以后的专业课程学习打下基础。
总之，数字电子技术需要学生将理论和实践相结合，需要教师对学生展开课程任务训练，在课程任务训练之外，还可以增设和单片机等课程结合的课程设计。只有让学生亲自动手，发现问题、分析问题并解决问题，学生才能不断提高自身的专业技能和职业素质，才能更好地从事相关行业，真正实现个体价值，为我国计算机技术发展贡献力量。
作者：梁清梅 席桂清 单位：黑龙江八一农垦大学信息技术学院
参考文献：
[1]陈木鑫.《数字电子技术》教学改革探索[J].改革与开放,2013(1):4.
[2]徐.中职数字电子技术教学设计微探[J].新课程研究,2009,56(7):80-81.
[3]郭会娟,姚素芬,只德瑞,等.项目教学法在“数字电子技术”课程中的应用[J].教育教学论坛,2014,45(11):277-278.
[4]付平.中职数字电子技术教学设计微探[J].教学园地,2011,257(35):118-119.
数字电路原理和设计范文5
1、课程目标
使学生具备本专业的高素质技术应用型人才所必需的电子电路逻辑设计基本知识和灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的基本技能；为学生全面掌握电子设计技术和技能，提高综合素质，增强职业变化的适应能力和继续学习能力打下一定基础；通过项目的引导与实现，培养学生团结协作、敬业爱岗和吃苦耐劳的品德和良好职业道德观。本课程目标具体包括知识目标、能力目标和素质目标。
（1）知识目标：熟悉数字电子技术的基本概念、术语，熟悉逻辑代数基本定律和逻辑函数化简；掌握门电路及触发器的逻辑功能和外特性；掌握常用组合逻辑电路和时序电路的功能及分析方法，学会一般组合逻辑电路的设计方法（用SSI和MSI器件），学会同步计数器的设计方法；熟悉脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用；了解A/D，D/A电路及半导体存储器、PLA器件的原理及其应用。
（2）能力目标：具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力；具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力；具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力；具有数字电路设计初步的能力。
（3）素质目标：培养学生学习数字电路的兴趣；培养学生团结合作的意识，培养学生自己查找资料能力。
2、课程定位
《逻辑设计》是计算机应用技术专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课，其理论性和实践性很强，尤其强调工程应用。是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的和集成电路设计的基础。在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成。通过本课程学习，熟悉小中大规模数字集成电路分析与应用，突出数字电子技术应用性，获得数字电子技术必要的基本理论基本知识和基本技能；了解数字电子技术的应用和发展概况，为后继课程及从事相关工程技术工作和科研与设计工作打下一定基础。《逻辑设计》在电子信息专业课程的地位，表现在其先导课程为《电工电子技术》，要求学生掌握由分立元器件组成的电子电路的识别与检测、与基本分析方法，掌握有关晶体管以及晶体管电路的分析方法等；其后续课程有《微机原理与接口技术》、《单片机技术应用》、《EDA技术应用》等。学习集成电路芯片在计算机及相关电子设备中的应用与作用。
二、逻辑设计课程教学内容
1、教学内容选取依据
（1）以培养高素质技能型人才为目标，教学内容选择与组织突出“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目主体--任务贯穿”为总体设计要求，在内容的选取上，首先立足于打好基础。在确保基本概念、基本原理和基本教学方法的前提下，简化集成电路内部结构和工作原理的讲述，减少小规模集成电路的内容，尽可能多地介绍中大规模集成电路及其应用。以能力培养为主线，以应用为目的，突出思路与方法阐述，力求反映当今数字电子技术的新发展。
（2）在教材内容编排上精心组合，深入浅出，做到概念清晰，逻辑设计思想严谨。教学实施中注重重点突出，层次分明，相互衔接，逻辑性强，以利于教学做一体化的整合。在讲义上力求简洁流畅，通俗易懂，便于学生自学。
（3）以实训项目为载体，采取任务驱动教学做一体化的实施，体现理论指导实践，实践深化理论的素质养成目的。
（4）依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。
（5）知识学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“理解”用于表述原理性知识的学习程度，“能”或“会”用于表述技能的学习程度。
2、教学具体内容安排
表决器电路设计与制作，抢答器电路设计与制作，同步计数器电路设计与制作，方波发生器电路设计与制作，数字钟电路设计与制作。
三、逻辑设计课程教学模式与手段
1、教材编写
教材编写体现项目课程的特色与设计思想，教材内容体现先进性、实用性，典型产品的选取科学，体现地区产业特点，具有可操作性。呈现方式图文并茂，文字表述规范、正确、科学。
2、教学模式
采取项目教学，以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣，教学过程中要注重创设教育情境，采取“教学做”一体化的教学模式，将知识、能力、素质的培养紧密结合，进一步加强职业教育教学改革研究，优化完善我校应用型人才培养体系。
3、教学方法
从教学手段、教案设计、教学思路、语言表述、教学资源等方面着手，对如何在课堂教学中提高学生的学习主动性和兴趣开展教研。教学过程有进行项目引导，任务贯穿，“提出问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”，把握课程的进度，活跃课堂气氛，使大多数学生能够获得尽可能大的收获。采用“发现法”教学方式，使学生建立科学的思维方法与创新意识。学习内容的掌握依赖于学习者的实践，课程组加强了对教师教学及学生学习过程的管理；为使学生理解和有效掌握课程内容，在坚持课外习题练习、辅导答疑等教学环节的基础上，增加随堂练习、单元测验等即时性练习环节，督促学生复习和掌握已学知识点。
4、教学手段
充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段，发挥网络突破空间距离限制的优势，让学生能够最大限度的利用学习资源，自主地学习和提高，弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。教学过程中相应教学班成立课程提高学习小组，任课教师课外指导该小组进行拓展学习及课外科技活动指导，达到因材施教的目的；一方面教师指导有兴趣能力强的学生进行课外学习，特别是对数字系统设计知识的答疑指导，为能力强的学生提供发展空间，解决因课时数限制而无法在课堂上深入讲授特定工程应用专题的矛盾。也加强了教师与学生的互动，教师可以第一手了解学生对教学过程的反馈，改进教学方法，利用学习好的学生带动整个班级的学习，促进良好班风学风的形成。探讨当前教学环境下，培养学生课外学习能力的新模式。
数字电路原理和设计范文6
【关键词】网络；虚拟实验室；数字仿真
一、EDA技术的应用
电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）技术是电子设计技术的核心。EDA主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。目前，EDA技术使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。广大电子工程人员掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。
二、电子虚拟实验室设计软件选择
现在的高校电子实验室普遍存在“软件少，硬件多”的问题，所有实验还是以基础训练型为主，比如：电路测试与电工基础实验，模拟电子技术实验，数字电路实验，单片机与接口技术实验等，大部分都是简单容易实现的。综合型和设计型实验很少，比如单片机开发实验等。学生在已安装好实验电路的实验台上来完成操作，从而完成验证定律、定理和结论，缺乏主体意识，没有带着问题去学、去做实验，不利于学生创新能力的培养。为了解决这方面的问题，我们以电子基础课为突破口，引入计算机虚拟仿真技术，创建电子虚拟仿真实验教学平台，不但可以完成各种基本实验，更可以进行设计性、综合性实验。通过虚拟仿真实验，可以观察和分析电路的结构、功能及工作原理，加强对实验原理、规则和实物实验操作要领的认识，使学生感悟和应用最先进的技术，并能引导他们积极主动地去探索新知识。学生可以自行设计电路进行仿真，并能通过观察分析模拟实验结果，及时地验证设计是否正确、合理。目前，众多院校在电路实践教学改革中引入了EDA技术，并建立了EDA实验室。配备了EWB、Pspice、Multisim、Protel、Max PluslI、System View等电路级仿真的主流软件及配套硬件。本文采用一款能仿真单片机的EDA软件-Proteus，在电子虚拟实验室的设计领域得到广泛推广和应用。
三、Proteus软件应用
Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的
EDA工具软件。该软件集成了高级原理布图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。它是一种混合电路仿真工具，包括模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成的仿真等。Proteus6.7是目前最好的模拟单片机器件的工具，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。（1）proteus的工作过程。运行proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置view菜单下的捕捉对齐和sys
tem下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p（从库中选择元件命令）命令，在pickdevices窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source菜单的Defineco degeneration tools菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source菜单的Add/remove source files命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。（2）Proteus软件所提供的元件资源。Proteus软件所提供了30多个元件库，数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。（3）Proteus软件所提供的仪表资源。对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。
四、电路设计流程
电路级设计工作流程如图所示，设计者首先确定设计方案，同时选择合适的元器件，然后设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析、瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。
参 考 文 献
