数字电路实验报告

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇数字电路实验报告范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

数字电路实验报告范文第1篇

关键词：设计性实验教学；课题设计；课题评估

中图分类号：G652 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0008-03

《数字电路实验》是我校电子类专业的一门专业必修课。是继《数字电路》理论课程后单独的一门实验课程。《数字电路实验》是理论教学的补充和延续，通过实验教学可以巩固理论知识，培养实践能力。同时数字电路实验也是《微机原理》、《微机接口技术》等的前端课程，有着很重要的地位。数字逻辑电路技术领域的知识包含理论和实践，这一特点决定了数字电路实验教学必须重视实践能力的培养。如何在数字电路实验教学中注重培养学生的实践能力和创新意识，是实验教学中的重要课题。我们尝试把数字电路实验分成三部分进行：基础实验；单元电路设计实验；综合性设计实验。第一步分的基础实验是和理论课程紧密的结合，实验的设置主要是一些入门级的基本概念，进度跟随理论课程同步进行。第二、第三部分是在第二学期进行。第二部分的单元电路设计是为了进一步加深对数字电路的重要概念的理解和运用。从本质上讲应该是属于验证性的实验。第三部分是数字电路综合设计，在综合设计的题目中，适当的涉及一些传感器，模拟电路等其他课程中的知识，目的是为了提高学生的设计能力。

一、传统实验教学中存在的问题

1.实验内容设置。在传统的重视理论教学，轻视实验教学的影响下，每一次的实验内容仅仅局限于验证理论课上的结论。对于通过实验加深理解理论知识的应用方面有所欠缺。传统的数字电路实验内容中，很少有涉及到模拟电路、传感器等方面的内容的综合性实验。传统验证性不利于培养现时代所需要的有理论知识、有动手能力、有创新意识的人才。

2.实验设备。传统的数字电路实验设备实验教学的手段相对落后，实验内容和实验方式也就受到了限制。实验一般是在面包板或者是类似于面包板的实验箱上进行。学生只要对照书本连线即可完成实验。造成了部分学生在不懂实验原理的情况下，依样画葫芦也同样完成了实验。部分学生在做完实验后还是知其然，不知其所以然，完全处于被动地位。没有起到实验教学应该起到的作用。

3.实验报告和实验评分。合理的成绩评定方法是客观评价教学质量的一个指标。传统的实验考核成绩主要由实验报告和期末考试决定。但由于传统的实验内容和实验方式的限制，依靠实验报告和期末考试的评分方式无法全面评价学生是否掌握了实验原理、技巧、以及实验过程中的表现，有失公正、全面的评分原则。

二、设计性实验教学必要性

验证性实验是加深对理论知识的理解，仅仅是验证性的基础实验不利于提高学生的综合素质，不能适应后继课程和当前的经济时代对人才培养的迫切需求。设计性实验则要求学生在掌握牢固的基础知识后，运用一种或多种方法完成教师给定的实验。教育部在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》明确指出：“设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件由学生自行设计实验方案并加以完成的实验”。设计性实验在实施的过程中，很明显的产生了以下几个特点：

1.发挥了学生实验积极性。在数字电路的设计实验中，实验教师只是给定了实验的课题，考虑到学生个体的差异，教师根据课题的实际情况，对部分设计性实验课题给出了原理性框图。设计实验并不规定实现课题的方法和手段，学生可以在教师的指导下，自主选择实现实验器材、方法和手段。学生必须自己查阅资料，规划实验过程和方案，设计实验电路，主动询问教师。学生在实验的过程中处于主动的学习状态。例如课题：晶体管图示仪用的三角波锯齿波发生器设计。该题可以用常规的模拟电路实现，也可以用数字器件加上部分模拟器件设计出性能更稳定的电路。学生在接受设计课题后，首先是要查找资料，了解图示仪工作原理，查找三角波锯齿波发生器各种设计方法。充分调动了学生实验的积极性。

2.在实验方法上的多样性。设计性实验的课题是明确的，但是并不规定实现课题的方法。不同的学生有不同的思维方式。当多个实验小组在选择了同一个实验课题时，各个实验小组会有不同的实验方法。在设计性实验的过程中，充分的发挥了人的创造性思维，也就是最大限度地调动了积极性。例如：在实现图示仪中用的锯齿波三角波发生器电路设计时，可以采用555电路作为CLK信号，对数字电路的计数器进行计数，通过运放产生锯齿波和三角波的设计方案。但是也有同学用555电路作为振荡器，使用三极管对555波形输出进行积分，从而直接产生三角波锯齿波的实验方案。

数字电路实验报告范文第2篇

关键词：数字电子技术实验；综合素质；教学

作者简介：张大平（1965-），男，广西合浦人，钦州学院物理与材料科学学院，副教授。（广西钦州535000）

基金项目：本文系新世纪广西高等教育教学改革工程项目（项目编号：2009C089）的研究成果。

中图分类号：G642.423     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）06-0104-02

努力提高大学生的综合素质是高等院校办学的根本目标，也是检验高等院校办学水平的根本标准。大学生的综合素质包括思想道德素质、文化素质、心理素质、人文素质、身体素质、专业素质和创新素质7个方面[1]。“数字电子技术”是高等院校自动化、电气、电子、通信、计算机等专业必修的一门专业基础课。为了使学生进一步掌握数字电子技术方面的基本理论、基本知识，掌握数字电路设计的基本技能，笔者所在学校开设了“数字电子技术实验”课程，让学生受到系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技能，培养学生敏锐的观察力、严谨的科学思维能力和创新能力，同时也培养学生理论联系实际，分析和解决科学实践问题的能力。怎样利用实验课程的教学培养提高学生的综合素质，是我们一直努力探索的问题，这同样也是同行们关心和探究的热点问题。

一、利用实验制度，培养学生良好的思想道德品质

21世纪的教育，不仅要使学生有知识，会做事，更重要的是会做人。我们要把学生培养成有社会责任感和事业心的人，有科学文化知识和开拓能力的人，有志有为德才兼备的人。高校要紧跟时代步伐，积极吸取和借鉴社会的先进经验，深刻理解和运用科学技术的特点、作用，使思想道德教育和科技能力教育紧密结合起来，为大学生思想的进一步成长和科学文化知识的继续积累营造良好的氛围。在数字电子技术实验教学中，首先，教师要严格要求学生遵守实验室的有关规章制度，正确使用实验仪器仪表，爱护公共财物，使学生养成遵守纪律、爱惜他人财物的良好品质。其次，严格要求学生的实验报告要真实地根据该实验现象和实验结果撰写而成，而不是捏造或抄袭他人的实验数据，使学生养成不空想、重实际、一丝不苟的实验态度和科学的实验作风以及诚实的良好品格。另外，实验是学生做实验而不是教师做实验，因此，教师要调动学生的积极性和学习兴趣，让学生自己主动根据实验的任务目标完成实验项目，并且认真按实验步骤进行实验，容不得半点马虎，否则可能造成实验结果有较大误差，甚至得到错误的实验现象。这样可培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度，使之养成不论学习还是干什么事都认真对待的好习惯和主动做事的良好品格。

二、利用实验预习，培养学生的自学能力

认真预习是做好实验的关键。预习的好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果。因此，实验前要求学生必须参照实验指导书，对实验目的、原理和内容有较为清楚的认识，做到认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件的使用方法，熟悉实验电路，拟出实验方法和步骤，设计实验表格，对如何着手实验做到心中有数，并用电子仿真软件Multisim对所预习的实验内容进行验证，以保证所预习设计的内容正确，这样做不但可拓宽设计思路，也可大大节省实际上在实验室操作的时间和排错的时间，提高实验效率，而且大大提高学生查找、收集、整理相关文献资料的能力，极大地培养提高了学生的自学能力。

三、利用基础性实验，培养学生的专业文化素质

“数字电子技术”是一门实践性很强的课程，为使学生建立起正确的数字电路的概念，明确逻辑和电路之间的关系，基础实验是必不可少的环节。其目的是教会学生常用电子仪器的使用方法、电子电路的测试方法、集成逻辑电路的应用、基本实验技能，并加深对理论知识的理解，强调动手能力和基本概念。基础实验内容以中小规模集成电路为载体，强调与课堂讲授相辅相成、相互补充[2]。比如，通过用异或门、与或非门、译码器、数据选择器分别和与非门一起实现全加器的实验，使学生熟悉各种中规模集成数字电路的逻辑功能及其应用，系统掌握了组合逻辑电路的基本理论和设计方法。因此，教师必须根据教学大纲，严格抓好基础性实验的教学，使学生能够掌握数字逻辑电路的基本原理、基本电路，能够系统地掌握数字逻辑电路的分析、设计及应用方法，以达到课程的教学目标，培养提高学生牢固的专业基础知识和基本技能。

四、利用设计性实验，培养学生的创新能力

设计性实验是提升学生实际动手能力的实验。一般的做法是先给出实际问题（设计任务）和主要集成芯片，然后学生根据所学组合逻辑电路的设计步骤，根据实际问题要求列出真值表，写出表达式，画出逻辑电路图，通过选件，连接电路调试完成设计任务，写出完整的实验报告。通过这样的实验训练了学生分析和设计电路的能力，培养学生的创新意识[3]。为了激励和调动学生的学习积极性，培养学生知识运用能力、实验设计能力、创新能力、独立分析思考问题和解决问题的能力，我们在数字电子技术实验教学中增加了设计性实验的比例，或者在验证性实验中增加设计的内容，让学生尽可能多地受到训练。比如，在验证了数据选择器74LS153的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能；在验证了译码器74LS138的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能[4]。又如让学生验证了计数器CC40192的逻辑功能后，让学生用它来实现7进制、12进制等N进制计数器[5]。

另外，教师给出实验任务时，注意强调各种设计方案的实现与创造性思维的发挥，鼓励创新与突破，同时要使学生尽可能多地了解数字电子技术领域的新概念、新技术和新方法；尽可能多地接受与“数字电子技术”相关的工程实践训练，启发学生的创新意识、培养学生的实践能力。

五、利用排除故障，培养学生分析、解决实际问题的能力

在数字电子技术实验教学中，实验过程完全不出现故障是不现实的，也是不正常的。数字电子技术实验大多数实验项目是在实验箱上完成，而每块集成芯片和少量元件都是插在管脚座上，每个实验线路就是通过导线把芯片与芯片或芯片与元件连接而成，因此，接线错误是数字电子技术实验中最为常见的故障，其包括漏线、错线、断线和线路接触不良等。当学生实验出现电路故障时，指导教师应注意启发学生思维，充分发挥学生的主动性，给予必要的指点和提示，经过学生自己思考，弄清楚前因后果后自己动手纠正，这样有利于增强学生发现问题、解决实际问题的能力。

另外，在实验的过程中教师可人为设置故障，让学生根据故障现象，先根据实验原理、电路的组成，分析产生故障现象的原因和可能出现故障的部位，然后让学生动手排除故障，这样做极大地调动了学生的兴趣，激励学生探索问题的精神，很好地培养了他们的主动性及动手能力。

六、利用共同完成实验项目，培养学生的团队合作精神

由于客观原因，有相当多的实验项目是要求两人合作、共同完成的。原则、感情与共同的利益和目标，是维系一个团队的纽带；有团队精神，才能产生发展和创新的力量。两人要共同完成某一实验项目，有了一个共同的目标，那就要团结一致，互相帮助，互相照顾，互相配合，为完成这一目标而共同努力。但要完成这个实验项目必须做许多工作：设计电路、选择元器件、连接电路、读取数据、记录数据、分析数据等。这就要求团队成员合理分工，如果不能合理分工，就不能在规定的时间内顺利完成实验项目，这就促使学生有合作也要有分工，形成团队合作精神。如果在实验中有一位在完成任务的过程中遇到了技术上的难题，只会自己冥思苦想乱翻书，却不屑于向坐在旁边的高手请教；而这位高手此时不是把他当做共荣共辱的合作伙伴，而是坐在旁边等着看笑话，那么他们共同承担的实验项目又怎么能按时完成？

另外，要求学生抓住实验这个机会锻炼表达能力，积极表达自己对实验现象和实验结果的看法和意见，并掌握与人交流和沟通的艺术，培养自己良好的与人相处的心态，这也是培养团队精神的需要。

七、利用撰写实验报告，培养学生的写作能力

实验报告是培养学生总结能力、分析思维能力和写作能力的有效手段，也是一项重要的基本功训练，它能很好地巩固实验成果，加深对基本理论的认识和理解，从而进一步扩大知识面。我们要求学生每做一个实验，在课后都要撰写一份实验报告，主体内容包括：实验目的、实验原理、实验环境、实验步骤、实验数据记录与处理、实验结论、实验体会与建议等。要求学生撰写实验报告的目的就是让学生理解每次实验，不是实验做完就结束了，而是通过撰写实验报告总结自己在实验中遇到的问题，并理解透彻，使以后遇到相似问题知道如何处理，真正提高自己分析、处理问题的能力。实验报告要求文字通顺，字迹端正，符号标准，图表规范，内容清楚，讨论深入，结论简明，行文排版要符合规范要求，这样可提高学生的科技写作能力、方案表达能力。

当然，培养提高学生的综合素质并不是通过某一个实验或者某一门实验课程就能全面达到的，而是通过一个个实验、一门门课程，一点一滴的积累和培养而提高的。因此，我们必须严格要求学生做好每一个实验，学好每一门课程，一步一个脚印地在实践中不断培养自己各方面的能力，努力提高自己的综合素质，争取把自己培养成为对社会有用的人才。

参考文献：

[1]文迤.提高与培养大学生综合素质[J].北方文学(下半月),2010,(3):78.

[2]陈荣.对独立学院《数字电子技术》实验教学的探索[J].湖北广播电视大学学报,2010,(10):146.

[3]刘银萍,王晗.数字电子技术实验课程的改革与探索[J].实验科学与技术,2010,(5):105-107.

数字电路实验报告范文第3篇

1.电子技术课程设计的重点与要求

本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。

在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。

2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。

3.电子技术课程设计的步骤

在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。

数字电路实验报告范文第4篇

关键词：数字电路 CDIO 项目驱动 应用型人才 探索

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.130

1 独立学院《数字电路》课程教学的现状

《数字电路》作为工科的专业基础课，是学习其它专业课程的重要基础，它是一门发展非常快的学科，其理论性和实践性都非常强。在全国高等教育已经全面开始培养应用型人才的今天，对学生的动手实践能力和综合分析能力有了很高的要求。数字电路作为较具有锻炼人的实践能力和综合分析能力的课程，应以此为契机，进行教学改革 ，从而为学生的实践能力打下基础。

传统的教学模式，普遍存在着应试教育的思想，学生们十分重视理论考试的成绩，这是决定他们能否得到奖学金或者更好的名次。实验教学传统的老一套按照教学的进程安排一下验证性的实验，实验的器材以中小规模集成电路为主，而且实验之间没有任何的衔接。那么，这样理论知识就仅仅存于书本的表面，而没有付诸于应用实践中去，在教学改革中就多从这些方面出发。

2 理论教学改革的探索

2.1 引入CDIO工程教育理念

传统教学理念很大程度上教学和实际之间是相互脱离的，在这种理念下培养的学生大多数是知识理论型，学生毕业后其所学的知识一下很难和社会需求相适应。CDIO工程教育模式[1，2]是近年来国际工程教育改革的最新成果。自2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究组织，经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。CDIO 代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验，其教学框架体现了创新的教育思想。

2.2 项目驱动式教学模式，使知识体系环环相扣

课程教学不仅是让学生掌握课程所涉及的知识，更重要的是让他们在学习实践中得到能力培养和提升。项目驱动式教学法是一种新型的教学模式，它起源于美国，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，每一个项目教学模块依据实际生产对这一模块的能力要求确定具体的能力目标，再把这一能力目标分解，制定出具体可实施的教学进程[3]。

《数字电路》课程理论较多，采用“数字抢答器”项目驱动式教学，将其分为三个层次，完整地把《数字电路》课程的知识体系完整串联起来：第①层次：利用门电路和时序逻辑器件实现8人抢答，优先抢答者用LED指示灯来指示，这需要运用组合逻辑电路设计和触发器；第②层次：增加数码管显示，优先抢答者用数码管显示，这需要运用编码器、译码器、时序逻辑电路；第③层次：附加抢答时限和报警功能，这需要计数器、时基电路，脉冲产生与整形电路；这样随着课程的不断推进，知识点逐渐展开，最后使整个知识体系脉络完整展现。

3 实践教学改革的措施与实践

3.1 “虚”“实”结合，丰富实验教学手段

目前，《数字电路》的实验课程主要开设是传统验证性实验，学生利用教师给定的实验内容和实验器材（中小规模器件）在实验箱上搭建，记录结果，实验基本完成，固然，验证性实验对学生加深对知识的掌握有好处，但是也消磨了学生对于实验的激情和兴趣。在传统的实验教学中引入虚拟的仿真软件Multism，老师给定实验教学内容，鼓励学生自行设计，给学生一个宽松的氛围，让学生思维活跃、甚至异想天开、允许失败，但是得在失败中寻找出原因，得出正确的方法。这样学生在实验实践教学的过程可以先用仿真软件对自己的方案上进行设计、仿真、验证，然后根据自己的设计方案，在实验平台上搭建实验电路，这样一来就丰富了实验教学手段，同时也激发了学生学习的兴趣。

3.2 渐近推进式实验教学，增加综合性设计性实验

学生的实验实践能力一般分为：基础性实验阶段、综合性实验阶段、设计性实验阶段、创新性实验阶段。在学生的实验教学设计上，我们应该拓展思路，设立一个多层次的实验实践教学内容，渐进式地推进实验教学，增加综合性设计性实验的比例。所谓的综合性设计性实验阶段，就是建立在验证性实验基础上，综合运用所学的知识，查阅资料文献，积极参与到实验过程中，在实验过程中发现问题，解决问题。我们在项目驱动式教学过程中的“数字抢答器”项目就是一个较好的综合性设计性题目，学生根据教学的进度，一步步推进，其中第①、②层次就是很好的设计性实验，第③层次就是一个很好的综合性设计性实验，学生在实验实践的过程中实现了“做中学”、“做中悟”，经过教学实践证明极大提高了学生学习的积极性和创造性。

3.3 课外兴趣小组深层次开发，促进创新开放性实验室建设

学生在经历了综合设计性实验阶段后，一部分同学进入到深层次的阶段——创新设计性实验阶段。学生可以自行组队或者采用合作的形式来共同完成[4]，在指导教师引导进行实验目标的确立、实验方案的选择、实验方法及其过程设计与实现、实验现象的观测与记录、实验结果的分析，最后以作品和论文的形式完成。

在这个实施过程中，就有几个非常关键的问题需要注意：①师资队伍建设：需要打造一支具有严谨治学态度、高度负责、优秀专业素养、丰富的实践经验的理论或者实验教师；②教材建设：设计性的实验教材编写应该引进新知识、新技术、新方法、新器件，尽可能与实际的工程应用距离；③实验场地和设备建设：创新设计性实验是学生在课外完成，需要一个24小时开放的场地，除了常规的实验仪器之外，还需要一些新型的测量测试的高端仪器仪表。

经教学实践证明，在我院开展的创新设计实验阶段，近年来取得了可喜的成绩，从07年到至今，在大学生大学电子设计竞赛中取得全国一等奖一项，省级三等奖以上奖项十余项。

4 科学合理的考核机制

《数字电路》其本身就要求理论和实践并重，成绩不能单纯来源于理论笔试，而应该侧重于对学生知识理解掌握情况、学生的实验实践能力、创新能力。故此，考核应是多方面能力的综合测评：①笔试：以试卷为载体，主要考查学生对于基本理论知识点的掌握和应用；②实践实验能力：单独开设实验考试环节；③综合设计能力：主要在综合设计性实验环节中对其设计的思想、设计的方案、实验实施的方法及其最后实验报告的书写进行综合全面考核；④研究创新能力：主要通过课程设计考核，通过设计的思想、报告的书写、团队的答辩。以上四种考核考察方式，根据各个专业的要求，分配不同的权值进行科学合理的综合能力考核。

5 结束语

教学工作是一个常做常新的工作，要求我们要适应社会发展的需求，通过改变教学理念，构建合理科学的理论教学和实践教学相结合的教习体系结构，以及考核方式，激发学生作为主体的学习兴趣，提高学生动手实践能力，培养了学生的创新意识和创新能力，增强工程实践意识，更好契合当前社会应用型人才培养思想。

参考文献：

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）.

[2]张慧平，戴波，刘娜等.基于CDIO教育理念的自动化课程的改革与实践[J].电气电子教学学报，2009，（31）.

[3]程书伟，张丹，程晓旭.基于“项目驱动法”的数字电路课程教学的探索与实践[J].电脑学习，2010，（3）.

数字电路实验报告范文第5篇

关键词：教学改革 实践教学 VHDL语言

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0117-02

VHDL语言[1-2]（VHDL，VHSIC （Very High Speed Integrated Circuit）Hardware Description Language）是一种标准的数字系统硬件电路设计语言，于1983年由美国国防部（DOD） 为实现其高速集成电路计划发起创建的一种高速集成电路硬件描述语言，其目的是为了给数字电路的描述与模拟提供一个基本的标准。VHDL语言在1985年完成第一版，1987年成为IEEE标准（IEEE STD1076-1987），1993年增修为（IEEE STD1076-1993）标准。VHDL语言为高级硬件行为描述型语言，为所有可编程逻辑器件厂商（如Xilinx和Altera公司等）所支持，已成为电路设计人员和电子设计工程师必须掌握的工具语言。硬件逻辑设计技术[3]是电子信息类专业的重要专业课，该课程包括课堂理论教学和实验两个模块，其特点是软硬件结合，该课程的综合知识面宽及工程实践性强。电子信息类专业的学生掌握硬件逻辑设计能力无论是对学生完成毕业设计或工程创新，还是促进学生就业都有重要意义。因此，硬件逻辑设计的实践性教学在电子信息类专业实践教学中的地位日益显著，如何开设好VHDL语言及硬件逻辑设计是当前硬件设计语言课程中的一个非常重要的问题[4-6]。

1 教学目标

《VHDL语言及数字逻辑设计》课程属电子信息类专业技术类选修课，是将控制，仿真与芯片设计相结合的一门硬件设计语言。通过本课程的学习，使学生通过对VHDL语言及EDA技术的学习和实践训练，获得现代硬件数字逻辑设计的软件化设计方法，了解并初步掌握数字系统硬件电路设计领域的最新技术；通过有针对性、分层次、分阶段地实施实践教学，激发并调动学生创造性思维能力，强化学生的实践动手能力和创新能力，为学生在硬件逻辑设计领域的进一步深入探索和进行创新奠定工程基础，以及应用VHDL及EDA工具开发设计数字系统的基本方法及技术，为学生完成毕业设计及将来的工作等打下扎实的基础。

另外，本课程的教学难点是，一方面要把握学生的数字电路基础水平；另一方面要高度概括VHDL语言的专业课内容，深入浅出，还要照顾到彼此之间的联系，尤其是面向应用。因此，首先讲清楚确知学习VHDL语言的意义和FPGA的工作原理，并进一步讲清VHDL语言的基本结构和以及VHDL语言中主要描述语句的特点和用途，并设计一些基本逻辑电路实例，目的在于让学生熟悉VHDL语言的整个过程，能运用VHDL语言编程及进行仿真，并掌握其中的关键技术。这样便于学生进一步学习和理解VHDL语言的应用，增强学生在工作中的竞争能力，达到可以用VHDL语言设计数字逻辑电路和数字应用系统，并在CPLD/FPGA可编程逻辑器件上实现自己的设计。

2 教学内容

VHDL语言如今已经广泛被应用到FPGA/CPLD和ASIC中的设计。VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件逻辑设计任务，提高了硬件设计效率和可靠性。而且VHDL语言具有与具体硬件电路无关和与硬件设计平台无关的特性，并具有良好的电路行为描述的能力，在语言易读性和层次化结构化设计方面表现了强大生命力和应用潜力。因此，我们选择VHDL语言作为这门课的课堂教学内容。

《VHDL语言及硬件逻辑电路设计》课程内容的主要教学思路是，以VHDL硬件描述语言为硬件设计表达手段，以Xilinx公司的ISE软件为硬件设计开发工具，并以FPGA/CPLD可编程逻辑器件开发系统为教学实践平台，来实现学生对数字电路系统的开发设计，培养学生自顶而下的层次化设计思想，提高学生应用实践创新能力。

在教学内容上，删去了一些FPGA/CPLD可编程器件结构内容的过多讲解，重点讲解VHDL语言内容，并利用有限的课时补充了硬件逻辑电路设计方面的一些最新进展，以利于学生开阔视野和提高学习兴趣；针对VHDL语言语法丰富的特点，增加了大量课堂实例，并结合应用对VHDL语言中关键要点进行详细说明，便于学生理解和掌握VHDL课程内容；在开发软件方面以Xilinx公司的ISE软件作为平台，并针对硬件仿真，重点是让学生学会并熟练掌握用ISE软件进行数字系统仿真的基本过程和操作；在实践训练方面，精心设计了课堂练习/课后习题和配套实验，提高学生实践动手能力，从而达到良好的教学效果。

3 多层次式教学模式

《VHDL语言及硬件逻辑电路设计》课程是一门工程实践性很强的课程，我们提出以实践训练为主，边学边练的硬件逻辑设计教学模式，重点加大对学生实践能力、解决实际问题能力及团体合作精神等综合素质的培养，使“数字逻辑电路设计实践教学”在本科培养中发挥更重要的作用。在教学过程中，提出多层次的实践教学模式，通过大量的多层次实例教学让学生主动建构知识、增长技能、发展能力。

我们将《VHDL语言及硬件逻辑电路设计》课程的实践教学分为三个层次。

第一层次是课堂实验教学，这一阶段主要培养的是学生的主动学习能力，通过课堂实验练习使学生掌握和熟练使用开发工具，具备基本的硬件编程能力。课堂实验教学是针对教师在讲授理论内容后，对应设计相应知识内容的实验项目，并编写课堂实验指导书。在理论课部分内容方面，首先讲解VHDL语言的基本单元，如VHDL语言设计的基本单元、构成、子结构描述（元件说明，元件安装）等，在VHDL语言的数据类型方面，主要讲解VHDL语言的客体及分类、整数类型和数组类型，表达式与运算符；其次，介绍VHDL语言主要描述语句，如顺序描述语句和并发描述语句；最后介绍基本逻辑电路的设计，如组合逻辑电路的设计，时序电路的设计，存储器和有限状态机设计等。那么针对课程的理论内容，设计的实验主要有：（1）ISE工具的使用；（2）编码器和译码器等组合逻辑电路的设计；（3）有限状态机和计数器等时序电路的设计；（4）RAM和FIFO等存储器的设计。通过这些基础知识点的实验练习，能让学生较好的熟悉VHDL语言的基础知识和语句的基本应用，从而较好的掌握VHDL语言中的关键内容，加深了对VHDL语言知识点的感性认识和全面掌握，达到可以用VHDL语言设计数字逻辑电路和数字应用系统。在课堂上通过对算法实例的程序执行仿真模拟。

第二个层次是综合性设计实验，这一层次的实验要求学生已经掌握基本的VHDL语言知识并能综合地运用所学内容，主要培养学生动手实践能力、解决实际问题能力及团队合作能力。综合性设计实验以硬件开发板实验为主，主要包括跑马灯、VGA显示、波形发生器、通用异步收发器、SRAM接口设计等题目。在实验中，教师要求学生每4人为一组进行实践练习。在实验过程中，要求学生能上机编写代码并调试VHDL程序，每组学生对实验过程和实验结果进行分析和总结，并提交硬件实验报告。在实验课中，教师根据各个小组提交的实验报告，首先安排各小组进行实践动手经验交流，然后选择一些优秀小组中的代表上台做实验心得汇报，并现场进行问题分析和技术总结，加深了对VHDL语言中知识点的感性认识和全面掌握。通过这些活动，不但让学生熟悉了硬件设计的开发环境，提高了硬件设计编程技巧，而且还能激励学生主动学习VHDL语言的兴趣，提高学生的分析和解决实际问题的能力，并培养学生团体合作能力。

第三个层次是课程设计实验，这一阶段要求学生独立完成硬件工程课题的设计与实现，在强调学生独立设计实现的同时，更加注重学生综合能力的培养。课程设计题目采取开放式选题，可由教师提供背景明确和启发性强的题目，也可以由学生自主选择题目并提交相应的课程题目设计目标、任务和方法，经教师审核批准后作为课程设计题目。另外学生也可以根据个人兴趣选择不同类型的课程设计题目后，由学生自行拟定实验方案，查阅文献资料和编写VHDL程序，自主解决实验问题，并对对实验结果进行分析总结，撰写课程设计研究报告。通过这些课程设计实验设计，在培养学生自主学习及主动学习的同时，也锻炼学生的动手能力和表达能力。

4 结语

VHDL语言及数字逻辑设计课程是一门工程实践性很强的课程，通过有多层次地实施实践教学，充分发挥实践教学的优势，激发了学生的学习热情，强化学生的实践动手能力和创新能力，并培养学生独立思考、自主创新的学习习惯，取得了较好的教学效果。该实践教学体系遵循人才培养的客观规律，将多层次实验从简单到复杂、从基础实验练习到综合创新实验，贯穿于整个VHDL语言及数字逻辑设计课程学习过程，使学生在循序渐进的实践教学过程中成长。

参考文献

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