数字电路分析论文

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数字电路分析论文范文第1篇

关键词：无线发射FSK射频发射器nRF902

1概述

nRF902是一个单片发射器芯片，工作频率范围为862～870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此，频率漂移很低，完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4～3.6V，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此，该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2引脚功能和结构原理

nRF902采用SIOC-8封装，各引脚功能如表1所列。

表1nRF902的引脚功能

引脚端符号功能

1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制

2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入

3XO8基准时钟输出（时钟频率1/8）

4VDD电源电压（+3V）

5DIN数字数据输入

6ANT2天线端

7ANT1天线端

8VSS接地端（0V）

图1所示是nRF902的内部结构，从图中可以看出：该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线，该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD，电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200～700Ω。如果需要10dBm的输出功率，则应使用400Ω的负载阻抗。

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏，晶振的特性应满足：并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64，并联等效电容Co应小于7pF，晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω，全部负载电容，包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载（内部的变容二极管）完成的，而外接电阻R4将改变变容二极管的电压，因此，改变R4的值可以改变频偏。

将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2nPF902的工作模式设置

引脚

工作模式XTALREXTXO8DIN

低功耗模式（睡眠模式）GND---

时钟模式VDDGNDVDD-

ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDD

FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据

在FSK模式时，调制数据将从DIN端输入，这是nRF902的标准工作模式。

ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时，芯片发射载波。当R2连接到地时，芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式，DIN端必须连接到VDD。

时钟模式可应用于外接微控制器的情况，nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟，XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz，则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。

在低功耗模式（睡眠模式），芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时，芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间，从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。

图2nRF902的应用电路

数字电路分析论文范文第2篇

关键词：数字逻辑设计；电子设计自动化；可编程逻辑器件；教学改革；实践教学

作者简介：何乐生（1977-），男，白族，云南昆明人，云南大学信息学院，副教授；余鹏飞（1975-），男，云南昆明人，云南大学信息学院，副教授。（云南 昆明 650091）

基金项目：本文系2013年云南大学本科实践教学能力提升项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0115-02

“数字逻辑设计”是计算机及其相关专业承前启后的重要专业基础课，该课程介绍计算机的基本结构——数字电路的原理以及设计方法，是“计算机组成原理”、“计算机体系结构”等后续专业核心课程的必要基础。

在就业形势严峻的背景下，社会和学生都对课程的内容及其实用性提出了更高的要求。计算机专业学生往往将自己未来的职业规划定位于软件开发，因此认为“数字逻辑设计”课程没有太大用处，出现轻视的思想。另外，大部分高校仍以已经过时的小规模通用集成电路作为主要教学内容，进一步加深了学生对“数字逻辑设计”课程无用的错误认识。怎样合理地将基于EDA技术的现代数字逻辑系统设计方法引入课堂和实践教学；将“数字逻辑设计”课程内容和计算机专业学生感兴趣的东西结合，提高学习积极性，为将来从事相关领域的工作打下必要的硬件基础，成为了“数字逻辑设计”课程改革必须解决的问题。[1-3]

一、目前教学工作中存在的问题及其成因

近年来，以数字技术为核心的半导体技术获得了飞跃式的发展，其功能和复杂程度呈几何级数增长。与之对应的是设计技术的规模化和正规化，软、硬件开发人员的职责划分越来越明显。作为偏软件方向的计算机专业的课程，“数字逻辑设计”的教学内容、体系、方法以及实验环节也应随之改变，以培养具有独立工作能力，满足行业需求的高素质人才。与此相反地，当前该课程依然沿用几十年来形成的精英式的大学教育思路，过于强调知识体系和理论深度，而放松对学生运用新知识进行综合设计的能力的培养。另外，“数字逻辑设计”与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业的“数字电路”课程过于相似，强调电路的物理基础，轻视从宏观的系统层面对数字系统认识，导致教学效果不理想。笔者总结具体原因有以下几点。

1.教学内容脱离工程实际和学生实际情况

在严峻的就业形势下，学生都很关心学习所学课程到底能做什么，为自己提供怎样的竞争力。随着EDA技术的高度发展，基于CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的数字系统设计技术已成为主流技术。然而目前大部分教材仍然采用传统理论教科书的编写方式，以“讲理”为主，过分强调双极性工艺的74系列门电路的实现方式，对EDA技术涉及不多。如果教师仍然采用“填鸭式”教学方法教授已经过时的知识，自然无法调动学生的积极性。

2.对不同专业的差异化教学问题注意不足

在软、硬件设计分工差异化的大背景下，应该将“数字逻辑设计”的教学重点放在系统级的设计，而对于门级电路的设计则只需要达到“知其然”的程度。在教学内容、教学体系、教学方法以及实验等具体教学环节上，应与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业保持合理的差异化。

3.实践教学内容陈旧，无法满足社会对计算机人才的需求

当前实践教学内容多为验证74系列芯片的功能，而计算机相关专业的课程定位应是“理解计算机底层工作原理”，这种基于中小规模集成电路的验证性实验显然与专业定位不吻合。

4.连线式的数字电路实验箱（板），无法使学生建立对现代数字系统的感性认识

高等学校实验设备多采用“傻瓜式”的设计思路，即将实验电路尽量“功能化”和“模块化”，学生只需要在不同功能模块之间连线即可完成硬件设计。诚然，这在降低了实验难度的同时，提高了实验速度，降低了教师讲授实验课和维护实验室的难度。但 “连线式”的设计使学生不明白实验箱（板）上分离的一个个插孔是如何构成系统的，更无从谈到对计算机系统的感性认识。[2]

5.课程考核方式不科学

部分学生采用死记硬背的方式“对付”期末考试，常常出现“高分低能”现象。评价方式在无形中造成学生对实践环节学习的轻视心理，部分学生的学习以成绩合格为目标，忽视能力的获得。

二、“数字逻辑设计”的教学改革方案

综合考虑上述问题，笔者所在的教学团队认为，合理地取舍原有教学内容并将EDA技术引入教学，是提升教学水平和学习积极性的有效手段，并进行了一系列教改尝试。

1.结合学科发展和学生实际情况，合理优化课堂教学内容，提升其实用性

如前所述，数字系统设计已经进入电子设计自动化的“EDA时代”，作为计算机专业的课程，更有必要对传统教学内容有所取舍，做到“有所为，有所不为”。一方面，在保证为后续课程提供必要基础知识的同时，对于陈旧过时的理论加以扬弃；另一方面，必须对于近年来出现的，改变行业面貌的新技术有所涉及。

在传统教学内容的选取上，应秉承“必须”和“够用”的原则，[4，5]对后续课程较难理解的“组合、时序逻辑电路分析、设计方法”、“半导体存储器”等内容应保留较多的课堂教学时间，而对于“门电路的实现方法”、“竞争与冒险”等内容，则应大幅度地降低课堂教学时数。总体来讲，基本取消了74系列中小规模器件的课堂教学时间，而将时间用于进行“原则性”和“说理性”的教学，旨在帮助学生建立“计算机是由什么东西构成的”、“设计计算机时采用了什么原理”等系统性的基本概念。

在EDA新技术的扩展方面，教学团队根据计算机专业学生喜欢编程的特点，在教学中引入了硬件描述语言和可编程逻辑器件（PLD）两方面的内容。硬件描述语言Verilog HDL在语法上接近C语言，而C语言是计算机专业先修课程，学生掌握起来较容易。课堂教学采用了传统内容和描述语言穿行的方式，既保证了教学进度，又能防止学生出现“硬件描述语言和实际电路脱钩”的通病。可编程逻辑器件的教学，则安排在传统教学方案中进行“门电路实现”的学时进行，并将可编程逻辑器件的教学重点放在介绍CPLD和FPGA的原理及其常见问题。根据学生实际情况，还引入数字电路在计算机系统中的应用实例，以提升学生的学习兴趣。例如：加法器、乘法器的实现，点阵LED显示屏的显示与控制，PS/2鼠标键盘控制等内容，不但能帮助学生建立学以致用的学风，而且能够很好地回答学生“‘数字逻辑设计’课程有什么用”这样的问题，提高了学习积极性。

2.根据计算机相关专业学生实际情况，改革实践教学内容和手段

基于实验箱的实验存在诸多问题：首先，不利于学生建立系统观念，而将思路束缚于微小且具体的局部问题。其次，将“培养动手能力”这一广义的命题，狭隘地局限为“能够正确地完成连线”，不符合能力培养的要求。且在实际实验过程中，由于实验设备长期使用，往往由于接触不良等非关键因素造成实验失败，使学生失去学习兴趣。针对实践教学中凸显的问题，教研组采取了以下措施。

首先，将ModelSim和Multisim等EDA仿真软件引入实践教学。由于数字电路的仿真技术已经非常成熟，仿真结果和实际实验结果基本相同。采用软件仿真工具能够将学生从大量的连线工作中解脱出来，把精力集中在“数字系统的设计”本身，提高了实践教学的效率，且方便学生实现更为复杂的逻辑设计。

其次，采用FPGA作为实际动手的实验平台，开发了一种符合计算机专业“数字逻辑设计”教学需要的低成本FPGA实验板——Innovator_FPGA。在实践教学环节中，首先指导学生利用该实验平台，在Quartus II环境中首先采用原理图输入方式完成基本的验证性实验，以熟悉开发工具；然后采用硬件描述语言分别实现加法器、减法器、逻辑移位器等CPU必须的逻辑功能；最后指导学有余力的学生将上述模块综合为一个ALU（算术逻辑单元）。通过训练，学生们发现“数字逻辑设计”与自己天天打交道的计算机有着如此密切的联系，为将来的“计算机体系结构”课程打下了坚实的基础。

3.引导学生通过多种途径学习，改革课程考核方式，培养自学能力和创新能力

电子信息技术发展迅速，任何人都无法在大学阶段获取一生所需的所有知识，学生必须培养自己的自学的能力。教师引导学生采取以下方式自学：

（1）通过网络学习交流，推荐以下网站：可编程逻辑器件网（.cn）、周立功公司网站（）、水木清华（＼学术交流＼电路设计）以及Altera公司官网论坛等。

（2）参与各种竞赛和学生课外科技活动，包括：全国大学生电子设计竞赛、挑战杯和Atlera大学生论文竞赛等。

（3）鼓励学生参与国家级、省级和校级的学生科技立项活动。

另外，课程考核是引导学生培养创新能力的指挥棒，也是帮助教师纠正教学方法的重要手段。在参考兄弟院校经验的基础上，[4-6]教学团队逐渐形成了自己的考核方式：成绩分为课程设计（占30%）、机考（占30%）、笔试（占40%）三个部分。其中课程设计部分要求学生在Innovator_FPGA实验板上设计具有一定功能的数字电路模块，最后根据设计理念的创新性、功能的实现程度和书面报告三者综合，给出课程设计成绩。机考部分要求学生在实验室现场完成一个简单模块的设计，以检验其软件仿真和调试能力。笔试部分则在减少客观题型的基础上，增加电路设计、HDL程序设计等主观性题型的比例。

三、结论

在进行课程改革的数年间，在上述一系列综合措施的促进下，学生的学习热情和创造激情得到了释放。同学们纷纷在实验室和宿舍利用廉价的实验套件开展学习、竞赛和科研活动，取得了一定的成绩，获得全国大学生电子设计竞赛国家级和省级奖项数十项，另外还获得国家级大学生科研立项三项，挑战杯科技作品竞赛获奖多项。越来越多的同学通过“数字逻辑设计”课程的学习建立了现代数字系统的概念，提高了自己的创新能力和综合素质。

参考文献：

[1]官骏鸣，汪虹.计算机专业《数字电路技术》课程教学改革[J].黄山学院学报，2011，13（3）：108-110.

[2]于玉婷.EDA技术渐进式教学方法探讨[J].电脑知识与技术，

2011，7（11）：8354-8355.

[3]吕燚，邓春健，黄杰勇.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑，2008，（6）：208-209.

[4]邹海云，高胜东，邓娜.《脉冲与数字电路》课程教学改革研究[J].实验科学与技术，2007，（1）：71-74.

[5]李雪梅.在数字电路教学中引入现代EDA技术[J].物理实验，

数字电路分析论文范文第3篇

针对“大学生过剩”与“技工严重缺乏”的就业结构型矛盾，解决问题的核心是教学方法和培养目标的改革。今后，中国将以建设现代职业教育体系为突破口，对教育结构实施战略性调整，加大技术技能型人才的培养。从国家层面，本次高校改革调整的对象是1999年大学扩招后“专升本”的600多所地方本科院校。这些高校将率先从培养学术型人才向职业教育转变。嘉应学院于2001年升为本科院校，在改革院校之列，应做好规划应对学校即将到来的人才培养目标和办学定位的转型。

2电子信息工程专业培养方案改革目标

广东省高端新型电子信息产业发展方向包括了软件和集成电路、数字家庭以及高端消费类电子产品。本次电子信息工程专业培养方案改革应契合产业发展方向，针对智能家电、智能家居、智能医疗和智能安防领域，培养应用型本科人才。此次电子信息工程专业培养方案改革的目标是培养学生动手能力，强调与产业的对接，强化学生的就业能力。为实现该目标，需要对目前电子信息工程专业培养方案进行修订。

3电子信息工程专业培养方案改革思路

3.1培养学生的职业定位

以电子信息工程专业为例，研究型高校中电子信息工程专业的学生参加工作后主要从事系统软硬件底层开发。硬件相关工作方面：学生通过传感器、变送器和执行元件等基本原理的学习，能够从事相关基础元器件的研发工作。软件相关工作方面，学生通过操作系统、处理器内部体系结构和接口电路工作原理的学习，能够编写硬件的底层接口程序，从事一些基础的研究工作。高职高专学校培养的电子信息工程专业学生，需要熟悉生产设备的工作过程，能够应用和操作设备生产出合格的产品。应用型高校中电子信息工程专业的学生层次处于上述两种类型学校学生的中间，必须要实现差异化培养，具有自身不同于研究型和高职高专学生的特色，在产业结构中寻找自己的定位，这样才能保证在未来的就业竞争中取得优势。应用型高校培养的电子信息工程专业学生应该熟悉传感器、变送器和执行元件的工作原理，了解元器件的性能参数以及影响其工作的因素，能够根据客户提出的设备的性能指标和不同要求，“选择”传感器、变送器和执行元件，通过合理的组合连接，形成生产设备，或是能够测量某些物理参数的仪器和仪表，或者是智能家居中的控制系统、安防系统等等。该类型学生主要从事的是系统集成工作。从目前我国产业发展结构来看，大部分企业还是生产型的，从事研发的企业和研发方面提供的工作岗位相对较少，所以对从事底层设备研发的人才需求有限，而对系统集成人才需求较大。

3.2工作岗位分析

根据以上分析，确定嘉应学院电子信息工程专业的改革思路。智能化是电子信息技术发展的一个必然的趋势。未来的仪器设备会根据预先设定的程序和算法运行，脱离人的控制，具有一定的智能性。基于此，确定培养的学生的未来的职业定位为智能电子产品设计工程师。广东省电子行业发达，提供的相关产业岗位较多，95%以上的学生会在广东省内就业。就业的学生主要从事智能电子产品的设计、调试和安装工作。作为智能电子产品设计工程师，就业之初可以做为企业研发部门的软件、硬件工程师，随着相关经验和技术的积累，以及自己本人的不断努力和学习，有部分优秀的智能电子产品设计工程师可以成长为产品的项目工程师。如果掌握企业的核心技术，则可以成为企业的技术负责人，只要努力，职业提升空间较大。

3.3课程模块设置

学生要想在将来能够胜任智能电子产品设计和系统集成工作，需要掌握的知识要点包括信息采集、数据处理、信号转换变换、总线接口和软件编程等方面的知识。需要学习的模块设置为基础模块、提高模块和产业对接模块。针对学生将来从事的智能电子产品设计工作，要求学生学习的课程体系如下：基础模块包括了电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、信号与系统、传感与检测、数字信号处理、虚拟仪器设计和C语言程序设计。提高模块包括了应用电子设计自动化、嵌入式系统、微机与单片机原理和数字信号处理技术及应用。产业对接模块含有数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。基础模块电子系统工作的基本原理和基本的分析方法，为提高模块的学习打下基础。提高模块中的课程主要学习由8位，16位和32位处理器内部体系结构和编程方法和系统硬件描述语言，这些是智能电子产品的核心。而产业对接模块开设的课程主要要求学生能够根据所学知识设计满足生产和人民生活需要的智能电子产品系统。

4电子信息工程专业培养方案框架

4.1通识教育课程模块

该模块包括国防教育、思想政治理论课、语言与技能课、体育和全校性公共任选课，总计57学分，1004学时。具体课程为军事理论与训练、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、形势与政策、大学英语I-IV，含口语与写作）、大学计算机基础、健康与心理教育、大学语文（含应用写作）、大学生职业发展与就业指导、创业教育、体育（含选修），公共任选课。通过通识教育课程的教授使学生掌握一定的外语、法律和国学知识，具有一定的人文情怀，成为一个道德和人格上成熟的人。

4.2专业课程教育模块

该模块包括专业必修课、专业选修课、毕业实习和毕业论文（设计），总计105学分，1498学时。其中专业必修课包括学生必须了解的本专业的一些基础知识。其中学科基础课电子类工科学生必须学习的本学科的基础知识，含30学分，总计548学时，主要课程有：大学物理及实验、高等数学、工程数学、概率论与随机过程、工程制图与AutoCAD、电子工艺训练、电路分析基础、电路分析基础实验。专业基础课是学生学习后续专业课程的基础，是本专业不同于其他专业的基础课程组合，通过专业基础课程的学习学生可掌握本专业的基础知识。含18学分，总计287学时，主要课程有：C语言程序设计、数字电路与数字逻辑、数字电路与数字逻辑实验、通信电子线路、模拟电子技术、模拟电子技术实验、电子技术课程设计及见习。专业课程组合则是本专业的一些较为重要的课，按照不同专业方向开设不同的专业课，总计13学分，204学时。智能电子系统方向主要专业课程有智能电子系统方向、信号与系统、微机与单片机原理、嵌入式系统。专业选修课是本专业的一些特色课程，包括专业限选课18学分，28时，课程主要课程有：数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用。专业任选课10学分，170学时，主要课程有计算机网络、印刷电路板设计、Matlab程序设计、电子设计自动化、智能家居系统设计等。毕业设计是本科教学最为重要的环节，需要学生应用所学知识设计符合生产实际的能够实现一定功能的智能电子系统。毕业实习是学生毕业前进行的直接参与企业生产实践的活动，相当于入职前的岗前培训，均为8学分，8学时。

4.3职业教育模块

该模块均为选修课程，包括心理学2学分，32学时；教育学2学分，32学时；教师职业技能2学分，32学时；教育实习4学分，4周。学生可以在修完此模块后申请教师资格证，扩大就业面，从而拓宽就业途径。

5电子信息工程专业培养方案改革内容

5.1调整专业方向，强调产业对接

紧密结合广东省十二五规划中高端新型电子信息产业发展规划内容和专业的发展方向，根据专业技术技能型人才培养需要，将专业方向调整为智能电子系统方向。为实现专业调整和改革的最后一公里，最终摆脱学生所学知识与到企业工作后所需能力相脱节的现状，开设与企业生产实际相近的课程，如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。提高学生的学习兴趣的同时，真正做到与企业生产实际的对接，让学生到企业工作后可以尽快进入角色，找到自己在企业的一席之地。

5.2突出专业基础课和专业方向课的核心地位

针对学生到企业工作后主要从事智能电子系统设计相关技术的工作，专业基础课中的核心课程设置为：数字电路与数字逻辑、通信电子线路、模拟电子技术、电子技术课程设计及见习、C语言程序设计。专业方向课中的核心课程设置为：数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用、嵌入式系统课程设计及见习。强化学生在智能电子系统设计方面的专业技术知识，为学生将来在本行业从事技术工作打下坚实的基础。让学生在此基础上，能够有较大程度的职业上升空间，使开设的专业课程更有利于学生将来在专业技术方面的成长和发展。由于专业选修方向的调整，增加了相应课程，如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居系统设计。删除了理论性较强的相应课程，如信息论基础和数字图像处理。

5.3进一步强化实践教学环节

根据应用型本科教学工作面临的形势和特点，提出加强和改进实践教学工作的几项措施：一是加强实践教学师资队伍建设，鼓励教师从事实践教学工作；二是推进科学研究与实践教学的有效结合，不断提高教师的实践教学水平；三是加大经费投入，通过优化、整合加强实验教学示范中心和工程训练中心等实践教学平台建设；四是推进产学研合作，建设好大学生实习和实践基地；五是实施好卓越工程师计划，培养和造就高层次工程型人才。实践教学是学校进行人才培养的重要组成部分，可以有效提高人才培养质量，是与课堂教学相辅相成和互相促进的重要方面。

6结语

数字电路分析论文范文第4篇

论文摘要:介绍了电子设计自动化(EDA)实验环境的建设与管理的经验，简要分析了由此给教学产生的实际影响。

由于集成电路技术和计算机技术的高度发展，设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中，始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视，专门成立了EDA(实验)中心，旨在负责全校EDA实验教学，EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设，EDA中心已初具规模，为全校的EDA教学提供了良好的实验环境，促进了我校电类现代化课程教育的发展。

1 EDA实验环境的建设

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初，学校先后投入资金近百万元，第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程，又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中，我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握，同时EDA的实验环境也是一个窗口，代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设，应该具有EDA特色，那就是要有丰富的EDA软硬件支持，要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境，我们成立了专家指导小组指导环境的建设，并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点，我们将中心80台机器内部互连，整个内部网络完全按照Internet技术规范设计，能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关，高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究，并严格的检测，对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机，检测后发现配置与样机不符，立刻退货，重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设，尽管EDA软件投资较大，为保证实验质量，划出专项资金，引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联，寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持，为了做好这方面的工作，我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系，可以从中得到了许多必不可少的帮助，如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备，美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展，目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置，全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约，变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害，为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机，建成了硬件机房，很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2 EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生，行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理，两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作，我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课，我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务，我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统，中心工作人员经过多次试验，使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外，保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外，还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导，学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快，我们利用中心与外界联系较多的优势，不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法，与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3 效果分析

(1) EDA中心自投入使用以来，已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验，部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2) EDA中心的构建，推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言，迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法，EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作，使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法，而把一些繁琐的计算交给EDA工具，学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理，方便了学生，激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现，原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法，结果在现场却发现，不少学生已初步学会了EWB的使用，其原因是他们已主动地到EDA中心，通过自学，进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力，反映了他们高度的学习热情和求知欲，这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地，培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛，取得很好的效果，受到了学生的欢迎。

参考文献:

数字电路分析论文范文第5篇

关键词：卓越工程师；创新设计；能力培养；教学手段

作者简介：任立红（1966-），女，内蒙古赤峰人，东华大学信息科学与技术学院电工电子中心，副教授；李晓丽（1980-），女，河南焦作人，东华大学信息科学与技术学院电工电子中心，讲师。（上海 201620）

基金资助：本文系上海市教委重点课程项目和东华大学“卓越工程师课程项目”的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）04-0066-02

“卓越工程师培养计划”是列入中国高等教育中长期发展规划的一个重要计划，[1]是通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养出一大批创新型工程师，为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保证。[2，3]为适应东华大学（以下简称“我校”）着力打造“卓越工程师培养计划”的目标和面向未来的纺织类、化工类、材料类、设计类等工程行业对高技术创新型复合人才的需求，我们针对学校卓越工程师计划对“电工电子技术”这门工科课程的任务要求，结合不同专业做出相适应的课程创新教学改革，帮助学生掌握有关电路、模拟电子技术、数字电子技术方面的基本理论、知识和技能，培养学生发现、分析和解决问题的能力，为以后学习和应用更深、更新、更多的信息技术专业知识和实用技能打好基础。

一、课程设计思路及目标

“电工电子技术”是高校非电类理工专业一门重要的技术基础课，是大多数非电类专业学生学习电类基础知识的唯一窗口。它包含强电、弱电的各个学科及其应用的基础知识。同时，与各行各业的生产及管理、与人们的日常生活联系紧密。随着科学技术及工业的发展，特别是电子技术日新月异，使得该课程具有新知识多、新产品多、新技术多、新工艺多的特点。因此，它是一门覆盖面广、知识面广、实践性强、适用性强、知识更新快的课程。它的目的和任务是使学生获得电工和电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，同时，有利于学生的动手能力和创造能力的培养，为培养学生独立的工作能力、实事求是的科学态度和细致踏实的工作作风、后续实践性课程的学习、生产实践打下坚实的基础。

我校非电类不同专业（含纺织工程、纺织外贸、针织工程及服装、纺织检测、服装设计与工程、环境科学与工程、工程设计、高分子材料、生物工程、应用化学等专业），学生基础差异很大，各专业培养方案不同，对“电工电子技术”教学内容的要求不尽相同，如何根据专业培养方案做出与之相应的课程设计值得探讨。目前，学校纺织品设计、轻化工程、高分子材料、环境工程等专业是第一批加入卓越工程师计划的相关专业。

面向卓越工程师培养计划，我们结合不同专业做出相适应的课程调整改革思路，对电工电子技术课程进行了教学与实验的创新设计研究，力求在满足教学基本要求前提下，选择相应教学内容，组织课程，制定各自切实可行的教学大纲、课程设计、实验方案，改善课堂教学措施，提高课堂效率，创新教学手段。同时，最大限度利用现代科学技术手段，不仅重视理论基础传授，更要加强实验素质和综合实践能力训练，增强学生面向工程的现代化软件应用能力、实际电工电子电路设计能力、理论结合实际的实验能力、小系统设计调试能力，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力、创新应用能力，着力提高工科类专业学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

二、教学手段的创新改革

“电工电子技术”的教学难点主要在于三个方面：知识面广、学时少、学生基础参差不齐。就教学内容而言，64学时的课程涉及面广，电路、模拟电子技术、数字电子技术课程中普遍存在一些知识内容方法复杂、过程繁琐、依赖经验的现象，对于初学电路、缺乏经验的低年级学生而言，学习难度较大，有不少学生中学就很少学习物理，更有很多学生仍存在严重的应试教育带来的弊端，学习方法有问题，不能从系统概念和应用角度理解电工电子的基本概念定律，而是依旧依附于教师手把手教给一些解题技巧、埋头在细节问题的分析计算上。因此对于上课教师来说，如何把控教学很有难度。如何处理学时有限与知识内容广的矛盾、传授知识与培养能力的矛盾等，都是在本课程教学实施中必须充分重视和努力解决的重要问题。

“电工电子技术”课程力争培养学生分析和解决问题的能力。从“广而博”的知识中选择、重构合理的教学内容，同时顺应时代潮流，紧跟相关行业的技术发展状况，可以使学生获得有关电学的基本概念理论、知识和技能，培养学生电路分析和电路设计的能力、学生的实践能力，将理论知识与实际应用相融合的能力，提高接受新技术的能力，为后续其他工程类课程的学习打下基础，对学生动手能力的培养、提升学科知识融合能力和创新能力以及成为复合型人才有着重要的作用。

同时“电工电子技术”的特点是实践性强，加强实验室建设，重视实践环节始终是“电工电子技术”课程建设的一个重要方面，针对卓越工程师计划，我们尝试改革实验教学内容体系、实验条件和实验模式，增加虚拟实验、开放性实验、综合实验、小系统制作等，力图大力提高学生的学习兴趣、实验技能、电工电子技术的应用能力和创新精神。

1.凸显绪论课教学与章节概述的重要性

“绪论”教学是学科教学的开端，是学生接触电工电子知识的第一堂课，有其独特功能。这功能表现在“启动”、“启发”和“激发”等3个方面，具有创意的新课导入，可以吸引学生的注意力，激发学生学习这门课的兴趣和动力。利用多媒体的优势，在绪论部分引入尽可能多的与本课程相关的知识内容；结合新器件、新产品、新软件的不断涌现，介绍与本课程有关的产品的最新发展；阐述清楚本课程与学生所学工科专业相关课题的关系，告诉学生本课程在其工科专业学习中的地位，引发学生从思想上对学习的重视，启发学习动力；通过图片、小产品、实际应用小电路、视频等丰富多彩的展示，体现课程与生活的关联，激发学习兴趣和求知欲望。

章节概述尽可能体现前后章节不同内容的内在衔接，比如交直流衔接、单相三相交流电的衔接、模电数电技术的衔接，使学生的学习一直处于逻辑连接状态而不至于发散，更能使学习的知识尽可能系统化。

2.创新讲课手段

在课堂教学中，学生是活动的主题，要用生动精练的语言、灵活的思维和循序渐进的诱导把学生的积极性调动起来，理论和实际充分结合，激发学生的学习兴趣。采用板书、多媒体演示、EWB虚拟实验设计演示、课堂小测试、重点问题课堂讨论等丰富多样的课堂教学模式，能够增强学生在课堂上的任务感、责任意识，大大地提高课堂效率。实践证明，教学手段从单一满堂灌形式向多样化传授方式发展，可提高学生出勤率，调动学习兴趣，提高教学效果，在一定程度上也缓解了学时少而内容多的矛盾。

3.不断修正丰富多媒体课件

通过多媒体手段、EDA技术等来化解课时少内容多而学生基础差异明显等矛盾。把文字、图形、图像、动画、声音、视频等信息完美结合，调动学生的积极性与主动性，提高教学质量效率，最大化地提高学生的学习热情。合理使用课件，将板书和课件有机结合，顺理成章。综述性内容，提供丰富的信息及连接，便于预习、复习、整理；对推导性、图形转换等环节，板书必不可少，首先使用板书讲清电路分析思路，对电路转换则让学生跟着老师一步一步地将电路分析透彻，之后再借助多媒体生动演示一遍，不仅再次为学生梳理思路，同时也对分析推导过程中出现的重点、难点、结论性陈述加以整理和总结，方便以后的复习。

4.将EDA仿真软件引入课堂

针对学时缩减与内容剧增的矛盾，我们的解决思路是改进教学方法，充分运用多媒体教学等先进教学手段。将EDA仿真软件引入课堂，提升学习兴趣，直观感受基础理论和概念。在教学中使用仿真技术，有助于提高教学质量和教学效率。仿真虚拟实验的过程，从构思、建设调试到出结果，使理论知识与计算机实践能力完美结合，也是工程师的必备技能。诸如交流放大电路的非线性失真波形的产生过程，通过虚拟实验，设计生动、逼真的教学情境，引导学生进入自主学习状态，提高分析问题、解决问题的能力和创新能力。这样的实验效果，同样丰富到教学课件中，使理论和实际相结合的情景快捷地在学生的头脑中建立起来。

除了EWB虚拟电子实验台，还可以丰富MATLAB在电路分析中的使用、FPGA在数字电路设计分析中的使用，大大丰富学生们的学习经验。

5.增加电工实验

在处理“传授知识”与“培养能力”二者关系时，我们明确教学的最终目标是培养学生的学习、实践和创新能力，为此不仅增加实验室虚拟实验的机会，多开放实验室鼓励学生自主设计实验，加大实验力度，还增设小系统设计环节，加强学生的系统设计能力，提高学生的工科设计素养。

6.逐步完善模块化教学

为提高效率，在有限的课时完成相应的理论讲述、实际应用分析，努力完善一些模块化教学实验，整合、优化教学内容，在理论教学环节的学时分配、考核强度和实践教学环节的实验内容、实验条件等方面予以倾斜。根据不同专业的学生基础差异，可以适当增减教学内容、难易度，并通过自学、课堂讨论、网上互动答疑环节、实验室实验验证等不同授课方式完成教学，进而引导和帮助学生进行主动性和研究性的学习。

三、教学实践的改进措施

在教学实践中，我们主要采取以下措施来切实保证课程目标的具体实现。

一是修订教学大纲，优化教学内容：精选基础内容；删减细节问题的定量分析计算；加强应用系统概念和电路、器件的外部特性及其应用；增加实际应用型内容。

二是为了配合实验教学，编写出版了课程教材《电工电子学实验》，并将实验拍成录像存放在网站上，便于学生实验前的预习和学习。

三是建设网上教学平台，增加教师与学生沟通渠道。建立电工电子技术的教学网站，其功能有：承载上课的教案，供学生下载和复习用，把学生从上课抄笔记的重压下解脱出来，让他们上课更能集中注意力听讲和积极思考；开辟讨论角，鼓励学生网上讨论问题，相互讨论、与教师讨论，提高学生的学习热情和主动性。这种学生自学、复习、自测、讨论、教师答疑等多种形式的教学活动，大大激发了学生学习电工电子技术的热情，提高了教学效果和质量。

四是逐步完善教学资料，授课中引入与课程相关的各类图片、动画演示、电教片等，以实例展开教学，增加学生兴趣，提升课堂实际效果，缩短理论与实际应用的距离，提高学生设计能力和综合应用能力。

五是加强课堂互动。对于教学难点，并不刻意强调其难度、深度和要求学生掌握复杂的方法，而是着重讲清基本概念和基本原理，配合简洁明了的例题、习题，帮助学生理解和掌握基本的分析、设计流程和方法。

六是改进考核制度。学习的目的不是为了考试，而考试是促进学习的方法之一。将过去单一的闭卷考试改为闭卷与开卷相结合、集中与分散相结合、设计与实验相结合的多元考试方法。这样既防止了学生平时不注重学习，期末突击的弊端，又全面考查了其综合应用能力。我们对考试的定位是：引导学生掌握知识脉络和重点，激发学生积极思考和学习的热情。因此，采取了多元化考核方法：课堂小测试；用PowerPoint制作一个课件；作业加分；课程结束后的相关总结小论文、小电路设计；期末考试。主要考核学生是否建立起一个扎实的电工与电子技术知识体系。

四、结语

在卓越工程师计划的教学实验实践中，卓越的效果从实践中得以体现，同时要求理论内容能够很好地服从实践。“电工电子技术”课程对于非电类学生来说，学习起来有些难度，毕竟非电类学生的基础知识相对薄弱、重视程度又不高。而在理论学时进一步缩减的前提下，如何增加实验要求、提高实验效果、增强学生小系统实际设计能力，还需要学生和教师之间积极配合。

我们力争在不断试验中重新定位“电工电子技术”课程的性质、任务、教学特点、教学模式和考核方式，探寻教学效果的突破手段，突出实验、实践环节的作用，从实验数量、内容、方法上有所突破，注重与工程实践的联系，采用“理论与实际相结合的做中学、练中学”的教学模式，提高学生对该课程的认识和学习兴趣。同时努力依据专业组对我们的需求提升课程效果，并进一步总结修订完善。为切实提高大学生的工程实践能力，还要不断完善并建立科学的实践教学体系。

参考文献：

[1]教育部.教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知(教高[2005]8号文件)[Z].