電路設(shè)計(jì)和仿真精選(九篇)

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第1篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)；軟件仿真；硬件電路聯(lián)調(diào)

在開(kāi)發(fā)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，使用最多的軟件就是Keilc51軟件，此軟件是由Keil公司研發(fā)出來(lái)的，軟件以u(píng)Vision2為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，具有的功能包括項(xiàng)目管理、編碼、程序生成器等。Keilc51的優(yōu)點(diǎn)在于：其界面的友好性較高、操作便捷，支持對(duì)匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言及混合語(yǔ)言的編程、編譯和調(diào)試工作，可以在很大程度上縮短設(shè)計(jì)周期，在對(duì)程序進(jìn)行修改時(shí)也是很方便的。與此同時(shí)，Keilc51還能夠加載Proteus軟件的VSM仿真器，加載之后就可以和Proteus軟件進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。

一、課程設(shè)計(jì)流程

1.編寫相關(guān)指導(dǎo)文件

在對(duì)課程設(shè)計(jì)著手之前，需要對(duì)課程設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行文檔編寫，為扎實(shí)掌握單片機(jī)技術(shù)打下基礎(chǔ)。相關(guān)指導(dǎo)文件包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的相關(guān)教程和例程材料，Keilc51和Proteus軟件的教程和例程材料，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)完成程度的標(biāo)準(zhǔn)，課程設(shè)計(jì)大綱等。

2.選擇題目

在制作課程計(jì)劃時(shí)，需要根據(jù)每個(gè)章節(jié)內(nèi)容的不同和課程進(jìn)展程度對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考量，通過(guò)對(duì)學(xué)生掌握情況的判斷再對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行擬題。課程設(shè)計(jì)的題目包括針對(duì)各章內(nèi)容的，也包括針對(duì)綜合應(yīng)用的：關(guān)于MSC-51與A/D轉(zhuǎn)換方面的課程設(shè)計(jì)題目，關(guān)于MCS-51串口方面的課程設(shè)計(jì)題目，關(guān)于定時(shí)器與中斷方面的課程設(shè)計(jì)題目，關(guān)于I/O接口方面的課程設(shè)計(jì)題目，關(guān)于MCS-51的綜合使用方面的題目等。除此之外，還要列出詳細(xì)的元件表，供學(xué)生選擇和參考，并對(duì)課程設(shè)計(jì)題目的實(shí)現(xiàn)提出相應(yīng)的具體要求。

3.使用仿真軟件和實(shí)現(xiàn)電路功能

在課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，教師可指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行，根據(jù)學(xué)生所選題目對(duì)學(xué)生如何在軟件和硬件等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)給予指導(dǎo)，以完成設(shè)計(jì)的初步內(nèi)容。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，可按照以下步驟進(jìn)行：

（1）繪制程序流程圖，可以使用Visio或Word進(jìn)行繪制。學(xué)生在繪制程序流程圖時(shí)，不但要依據(jù)所選題目的設(shè)計(jì)要求，還要結(jié)合教師的指導(dǎo)內(nèi)容進(jìn)行繪制，為接下來(lái)的程序設(shè)計(jì)做鋪墊。

（2）設(shè)計(jì)硬件電路，可以使用Proteus軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這一步驟中，首先要對(duì)Proteus軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，在掌握基本應(yīng)用原理和方法的基礎(chǔ)上，再依據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路。在學(xué)習(xí)Proteus軟件的基礎(chǔ)上，由教師組織學(xué)生先進(jìn)行軟件的實(shí)際操作學(xué)習(xí)，需要學(xué)生掌握的內(nèi)容有：建立工程文件、選取和使用元件、連接電路和進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行等。

（3）編寫程序和編譯調(diào)試，根據(jù)上一步驟得到的硬件電路使用匯編語(yǔ)言編寫源程序，再在Keilc51軟件中進(jìn)行編譯和調(diào)試。教師要指導(dǎo)學(xué)生，讓他們依據(jù)課程設(shè)計(jì)要求把編寫好的匯編代碼導(dǎo)入到Keilc51軟件中，進(jìn)行編譯調(diào)試。

（4）聯(lián)合調(diào)試，對(duì)Proteus軟件和Keilc51軟件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。將在Proteus中畫好的原理圖在ISIS上打開(kāi)，在Proteus軟件里的DEBUG菜單中選擇use remote debug monitor選項(xiàng)，并對(duì)聯(lián)機(jī)仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。將在第三步中編譯好的Keilc51工程文件打開(kāi)，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)：在Keilc51的project菜單中點(diǎn)擊進(jìn)入option for target“工程名”，在DEBUG選項(xiàng)的右上方下拉菜單中選擇Proteus VSM Monitor-51 Driver，并設(shè)置聯(lián)機(jī)仿真參數(shù)。

4.面包機(jī)設(shè)計(jì)和電路功能的實(shí)現(xiàn)

在這一階段，教師要先組織學(xué)生對(duì)集成芯片的用途和管腳功能進(jìn)行學(xué)習(xí)，之后再在面包板上建電路，電路連接無(wú)誤后，使用編程器將程序燒寫到單片機(jī)的CPU上，最終使電路功能得以實(shí)現(xiàn)。

5.實(shí)行課程設(shè)計(jì)考核答辯制

教師采用答辯制的形式對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行考核，在答辯中真正判斷出學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的體悟到底有多深。

二、成果總結(jié)

本課程設(shè)計(jì)將軟件和硬件的使用集合了起來(lái)，完成了對(duì)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐過(guò)程中取得了良好的結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)軟件電路、硬件電路以及軟硬件聯(lián)調(diào)設(shè)計(jì)和面包板設(shè)計(jì)都有了更加深入的了解。

1.理論與實(shí)踐結(jié)合

在教學(xué)中，不僅要將學(xué)生的實(shí)際情況與學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，還要單片機(jī)學(xué)習(xí)中各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容和實(shí)際動(dòng)手操作結(jié)合起來(lái)。在本課程設(shè)計(jì)中，擬定了MSC-51與A/D轉(zhuǎn)換、MCS-51串口、定時(shí)器與中斷、I/O接口、MCS-51的綜合使用等方面的數(shù)十個(gè)設(shè)計(jì)題目，并對(duì)課程設(shè)計(jì)提出了具體要求。

2.讓學(xué)生告別“眼高手低”

仿真聯(lián)調(diào)的結(jié)果雖然不能完全代表在實(shí)際情況中的結(jié)果，但是在很大程度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電路設(shè)計(jì)的功能在虛擬情景中的實(shí)現(xiàn)，為判斷抉擇提供依據(jù)。根據(jù)仿真聯(lián)調(diào)的結(jié)果，我們可以在硬件操作中實(shí)際運(yùn)行，通過(guò)這種方式，可以對(duì)仿真結(jié)果的正確性和準(zhǔn)確程度進(jìn)行校正。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐之前，要讓學(xué)生對(duì)集成芯片的芯片用途和管腳功能有所了解，之后在面包板上建電路，然后將程序通過(guò)編程器燒寫到單片機(jī)的CPU上，這樣就可以完成對(duì)電路功能的實(shí)現(xiàn)了。在課程設(shè)計(jì)的一系列環(huán)節(jié)中，學(xué)生既可以學(xué)習(xí)到各環(huán)節(jié)所需工具的相關(guān)知識(shí)，又可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.對(duì)能力的培養(yǎng)

在實(shí)踐課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)繪制流程圖、畫電路圖和編程等，可以鍛煉學(xué)生有步驟地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的能力；通過(guò)要求學(xué)生對(duì)程序進(jìn)行標(biāo)注，可以有效鍛煉和提高學(xué)生的編程能力，增強(qiáng)他們獨(dú)立思考的能力。

先進(jìn)和完善的軟件能夠使硬件的運(yùn)行達(dá)到更好的效果。在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中引入軟件，可以使學(xué)生在了解和掌握單片機(jī)的設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上，熟悉聯(lián)調(diào)的技巧與方法。與一般的單片機(jī)仿真軟件不同，在課程設(shè)計(jì)中所使用的仿真軟件除了能仿真單片機(jī)CPU的實(shí)際情形，還能仿真單片機(jī)周邊電力和未參加工作的電路情況。此仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫貙?shí)驗(yàn)和工程銜接起來(lái)，仿真結(jié)果的無(wú)誤將為電路的實(shí)際實(shí)現(xiàn)提供重要依據(jù)。同時(shí)這樣的課程實(shí)訓(xùn)也是工程師的最基本實(shí)踐內(nèi)容，這也為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳慧芳，陸茵.“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)引入Proteus軟件的實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2010，5（9）：123-124.

第2篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

【關(guān)鍵詞】 Proteus 仿真軟件 電子電路設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也得到了一定的發(fā)展。Proteus仿真軟件是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展中的重要成果之一，Proteus仿真軟件具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真以及電路等部分組成的仿真系統(tǒng)，其自身帶有先進(jìn)的虛擬器，其中包括示波器、邏輯分析儀以及信號(hào)發(fā)生器等等。為了更好的研究Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用，需要在Proteus仿真軟件環(huán)境下，明確的分析各個(gè)階段的電路設(shè)計(jì)，包括各個(gè)部位的元件，為進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

1 關(guān)于Proteus仿真軟件的簡(jiǎn)要分析

Proteus仿真軟件是LabeenterElectronics公司出品的一種集電路設(shè)計(jì)和仿真的工具軟件，其軟件自身系統(tǒng)包含ISIS、ARES軟件部分，這兩部分軟件在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中分擔(dān)著不同的職責(zé)。通常情況下，ARES軟件部分是用來(lái)輔助PCB的設(shè)計(jì)工作，而ISIS軟件部分則是在軟件環(huán)境下用來(lái)進(jìn)行電路原理以及仿真的設(shè)計(jì)工作。從目前的研究結(jié)果分析，Proteus以其豐富的資源，自身系統(tǒng)中帶有的元器件庫(kù)就有幾十個(gè)，可以在正常的軟件工作環(huán)境中，提供至少27000左右個(gè)仿真元器件，以便其自身系統(tǒng)可以順利實(shí)現(xiàn)仿真電路以及其他電路的仿真設(shè)計(jì)。同時(shí)，其系統(tǒng)內(nèi)的示波器、虛擬終端、仿真儀器等儀表資源，可以將電路設(shè)計(jì)中發(fā)生變化的信號(hào)，以圖形的方式輸出，這方面的突出功能，甚至強(qiáng)于示波器，再利用虛擬儀器的理想指標(biāo)進(jìn)行參照、研究，最終最大化的降低相關(guān)測(cè)量?jī)x器對(duì)測(cè)量結(jié)果的誤差，提高了仿真研究的水平，也因此逐漸引起科研人員的關(guān)注。

2 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)的相關(guān)分析

在實(shí)際的電子電路實(shí)驗(yàn)中，Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)需要在Proteus編輯界面中，實(shí)現(xiàn)按照研究的思路，設(shè)計(jì)出完整的電子電路原理圖，再通過(guò)一系列的仿真測(cè)算與計(jì)算，經(jīng)過(guò)不斷的修正程序發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題指數(shù)，力求在最短的時(shí)間內(nèi)完成重要參數(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)與研究要求，最終敲定設(shè)計(jì)方案，利用程序的系統(tǒng)功能，輸出自動(dòng)生成的圖像。不斷的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，我們可以利用如下的設(shè)計(jì)與操作流程，確保順利完成Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)的相關(guān)工作，具體環(huán)節(jié)如圖1所示：

3 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)與調(diào)試

通常情況下，我們會(huì)利用Proteus ISIS編輯窗口，再一次對(duì)電子電路的原理圖進(jìn)行一次慎重的選擇與修改。在實(shí)際的Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)選好信號(hào)源的放置位置與及虛擬儀器、測(cè)試點(diǎn)布置的情況。工作人員應(yīng)及時(shí)的檢查測(cè)量?jī)x表的輸入端是否與被測(cè)量點(diǎn)處于良好的連接狀態(tài)以及信號(hào)源的接地情況，包括示波器是否與地線處于連接的狀態(tài)。同時(shí)，明確測(cè)量結(jié)果是相對(duì)GND的波形，以便于后續(xù)的研究。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，觀察實(shí)時(shí)工具中電壓、電流的探針變化，在仿真執(zhí)行時(shí)，時(shí)刻觀察串聯(lián)電路中電流探針的指數(shù)，并及時(shí)的在相應(yīng)的操作執(zhí)行菜單，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的手段，選擇適當(dāng)?shù)碾妷汉?，進(jìn)行仿真的調(diào)試，進(jìn)一步促進(jìn)Proteus仿真軟件應(yīng)用的水平。

4 Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析

在未來(lái)的實(shí)際工作中，我們應(yīng)在發(fā)展 Proteus仿真軟件的同時(shí)，更加注重通過(guò)科學(xué)的手段研究 Proteus仿真軟件未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，Proteus仿真軟件應(yīng)用需要在傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用電路中，進(jìn)行不斷的實(shí)驗(yàn)與研究，才能夠真正的落實(shí)到實(shí)際電子產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。因此，在進(jìn)行Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析的相關(guān)環(huán)節(jié)中，我們應(yīng)重點(diǎn)傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用性以及適用性，以更好的滿足Proteus仿真軟件應(yīng)用的具體流程。以便可以更好的開(kāi)發(fā)其系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，為更好的探究電子系統(tǒng)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)階段 Proteus仿真軟件的實(shí)際功能非常強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計(jì)的工作環(huán)節(jié)中，為進(jìn)一步研究電路的運(yùn)行狀態(tài)以及相關(guān)電路參數(shù)的調(diào)整，我們應(yīng)進(jìn)一步研究 Proteus仿真軟件的操作規(guī)范，以其自身系統(tǒng)具備的功能，來(lái)完成對(duì)重要電路參數(shù)的調(diào)整。同時(shí)，可以有效的改善傳統(tǒng)電子電路實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)工作，能夠在有效的時(shí)間段里，高效的完成研究的目標(biāo)，為進(jìn)一步減少電子電路實(shí)驗(yàn)成本、提高電子電路實(shí)驗(yàn)的有效性以及不斷的縮短實(shí)驗(yàn)周期等方面，都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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[2]王娜娜.徐海，數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].科技信息，2010（30）.

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[4]吳小花，基于Proteus的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011（15）.

第3篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

>> 基于TL494太陽(yáng)能降壓充電電路設(shè)計(jì) 基于STC89C52和TL494的開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì) 基于脈寬控制器TL494的升壓開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) 基于TL494芯片 PWM控制電路工作原理分析與檢測(cè) 直流降壓斬波電路的設(shè)計(jì) 一種基于TL494芯片的電動(dòng)車電機(jī)控制器 基于PSCAD的直流斬波電路的仿真 基于MATLAB/Simulink的直流斬波電路分析 直流斬波電路的MATLAB研究 基于CPLD的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 直流斬波電路的Matlab／Simulink仿真研究 基于AD760的高精度直流電壓輸出電路設(shè)計(jì) 基于小型高效直流開(kāi)關(guān)電源的控制電路設(shè)計(jì) GTO斬波調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì) 基于串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路的Multisim應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)分析研究 基于CPLD的WatchDog電路設(shè)計(jì) 基于EMCCD的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于89C51單片機(jī)的數(shù)控直流電源電路設(shè)計(jì) 基于Matlab的交流斬波型PFC電路仿真研究 交流信號(hào)轉(zhuǎn)直流信號(hào)電路設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：.

[2]王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.119-120.

[3]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.264-265.

作者簡(jiǎn)介：

第4篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞：protel，三極管，計(jì)算機(jī)仿真

 

0.引言

計(jì)算機(jī)仿真軟件在實(shí)踐中的應(yīng)用，使電路設(shè)計(jì)人員能夠在電路設(shè)計(jì)階段對(duì)所設(shè)計(jì)的電路電氣特性進(jìn)行分析、判斷、校驗(yàn)，從而大大減輕物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段的工作量，是電子專業(yè)設(shè)計(jì)工作者提高工作效率的有效方法。

Protel 99內(nèi)置了功能強(qiáng)大的SPICE 3f5電路仿真軟件，能提供連續(xù)的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)仿真。該軟件運(yùn)行于Protel的EDA/Client進(jìn)程環(huán)境下，與ProtelAdvanced Schematic原理圖設(shè)計(jì)程序協(xié)同工作，為用戶提供一個(gè)完整的從設(shè)計(jì)到仿真驗(yàn)證的設(shè)計(jì)環(huán)境【1】。

單管放大電路是模擬電路設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的電路。本文利用protel99軟件,利用通用電子元件,對(duì)該電路參數(shù)賦值,仿真研究單管放大電路的工作過(guò)程。理論分析了單管放大電路的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)參數(shù),研究基于protel99軟件仿真該電路的方法，并得到相關(guān)結(jié)論。

1.單管放大電路的理論計(jì)算

單管放大電路圖如圖1所示， 其中信號(hào)源的幅值為,頻率為，則由估算法【2】可得:

第5篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計(jì)能力、電路綜合設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力、編寫設(shè)計(jì)文件的能力。依據(jù)能力目標(biāo)的不同，可以劃分不同的任務(wù)類型，并據(jù)此確定任務(wù)目標(biāo)，設(shè)計(jì)任務(wù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：模擬電路電路設(shè)計(jì)教學(xué)模式

以大規(guī)模集成工藝為依托的各種數(shù)字電路問(wèn)世以來(lái)，由于其相對(duì)模擬電路的高可靠性和靈活性，逐漸取代了各種傳統(tǒng)的模擬電路的應(yīng)用領(lǐng)域。但是現(xiàn)實(shí)的物理世界畢竟是模擬的，因此，任何數(shù)字化系統(tǒng)都包含有模擬電路部分，模擬電路并沒(méi)有因數(shù)字電路的興起而被完全取代。模擬電路課程仍然是電子工程、電氣工程、自動(dòng)控制、通信等涉電類專業(yè)的核心課程之一。

模擬電路課程的重要性還在于無(wú)論從工程技術(shù)還是專業(yè)能力結(jié)構(gòu)而言，模擬電子技術(shù)都處于較為底層的位置，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)獲取的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、工程技術(shù)方法是順利學(xué)習(xí)上述專業(yè)幾乎所有其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

模擬電路是教學(xué)難度相對(duì)較大的課程。其學(xué)習(xí)的困難性在于，學(xué)生是第一次接觸以半導(dǎo)體器件為核心的有源電路；模擬電路“數(shù)字化”、結(jié)構(gòu)化程度低，表現(xiàn)出的物理現(xiàn)象和涉及的數(shù)學(xué)工具又較為復(fù)雜；模擬電路的工程技術(shù)方法很難實(shí)現(xiàn)程序化，常常需要依賴經(jīng)驗(yàn)知識(shí)解決問(wèn)題。

電路設(shè)計(jì)是電子技術(shù)人員的工作鄰域和具有典型性的工作過(guò)程，模擬電路設(shè)計(jì)過(guò)程相當(dāng)完整地體現(xiàn)了模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的內(nèi)容和要求。構(gòu)建基于模擬電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)，依據(jù)設(shè)計(jì)工作過(guò)程組織教學(xué)活動(dòng)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)模擬電子技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

1、工作過(guò)程、能力與任務(wù)類型

一個(gè)較完整的電子系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)的工作過(guò)程，包括：技術(shù)指標(biāo)分析，方案設(shè)計(jì)，單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)調(diào)整，電路綜合聯(lián)調(diào)與性能測(cè)試。通過(guò)對(duì)模擬電路設(shè)計(jì)工作內(nèi)容和過(guò)程的分析，完成電路原理設(shè)計(jì)過(guò)程必須具備的、應(yīng)由模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計(jì)能力、電路綜合設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力、編寫設(shè)計(jì)文件的能力。因此模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)有4種類型：識(shí)讀電原理圖和技術(shù)資料、單元電路設(shè)計(jì)與電路綜合、計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試、編制設(shè)計(jì)文件。

單元電路設(shè)計(jì)與電路綜合是基本任務(wù)，它引領(lǐng)其它類型任務(wù)和整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施完成。

不同類型的任務(wù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的需要和本身的復(fù)雜程度，作為單獨(dú)的任務(wù)存在，與相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù)共同組成學(xué)習(xí)項(xiàng)目，也可以作為完成設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備知識(shí)存在于設(shè)計(jì)任務(wù)之中。例如，反饋放大器設(shè)計(jì)可以作為一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，由識(shí)讀反饋放大電路原理圖、反饋放大電路性能分析、反饋放大電路設(shè)計(jì)3個(gè)關(guān)聯(lián)的任務(wù)組成。

識(shí)讀電原理圖和閱讀元器件技術(shù)文件是基本能力。電路設(shè)計(jì)，特別是在原理設(shè)計(jì)和電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，極少原理性的創(chuàng)新，絕大多數(shù)是對(duì)已有電路的適用性改進(jìn)和重新組合，這種改進(jìn)和組合需要閱讀已有的設(shè)計(jì)資料，借鑒他人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和成果；為提高電路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在電路中采用新出現(xiàn)的電子元器件，例如集成電路芯片，需要閱讀生產(chǎn)方提供的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)及典型應(yīng)用電路。識(shí)讀電原理圖和技術(shù)文件對(duì)于形成和提高電路設(shè)計(jì)能力具有基礎(chǔ)性的意義。

目前，電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（EDA）包括電子工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬、電路特性分析、在系統(tǒng)可編程器件開(kāi)發(fā)、繪制電路圖和制作PCB。在電子工程設(shè)計(jì)中有著不可替代的重要作用，是電子工程技術(shù)人員必須具備的專業(yè)技術(shù)能力之一。在模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)中，主要是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成電路圖繪制、電路性能和參數(shù)的仿真測(cè)試與分析、編制設(shè)計(jì)文件等工作。

在電路設(shè)計(jì)的實(shí)際工作過(guò)程中，編寫設(shè)計(jì)文件是重要的工作內(nèi)容和不可缺少的環(huán)節(jié)。沒(méi)有設(shè)計(jì)文件，無(wú)法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)完成以后的后繼工作。對(duì)于學(xué)習(xí)任務(wù)而言，編寫設(shè)計(jì)文件，是一個(gè)總結(jié)和提高的過(guò)程，有利于培養(yǎng)交流溝通能力和養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。設(shè)計(jì)文件也是判斷和評(píng)價(jià)項(xiàng)目或任務(wù)完成情況的重要依據(jù)。

2、任務(wù)目標(biāo)

(1)電路識(shí)讀任務(wù)，是對(duì)針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)收集技術(shù)資料（主要是可供設(shè)計(jì)參考的電路）并進(jìn)行分析，屬于電路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，任務(wù)的目的是為完成設(shè)計(jì)任務(wù)建立必要的知識(shí)儲(chǔ)備。大致分為互相關(guān)聯(lián)的3個(gè)層次：1)識(shí)別元器件符號(hào)、功能和主要技術(shù)指標(biāo)。依據(jù)符號(hào)識(shí)別電路中的元器件是讀圖的基礎(chǔ)，作為專業(yè)入門課程，對(duì)此應(yīng)該給與一定程度的注意，要能夠識(shí)別和了解符號(hào)的含義、主要器件功能和技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)電路中使用的核心器件，往往可以判斷電路的功能。2)區(qū)分電路單元，判斷電路功能。較復(fù)雜的電路系統(tǒng)都由單元電路構(gòu)成，功能單一的單元電路也可以進(jìn)一步分解為部分電路，例如放大器可分為輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)；穩(wěn)壓器可分為整流和穩(wěn)壓部分。對(duì)部分電路功能的分析，得出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能的判斷，并作為下一步工程估算的基礎(chǔ)。3)指出電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，估算分析電路技術(shù)指標(biāo)。分析電路形式與結(jié)構(gòu)，可以得出電路大致的技術(shù)性能指標(biāo)，定性判斷元器件參數(shù)對(duì)電路性能的影響。例如對(duì)放大器輸入級(jí)、輸出級(jí)電路形式和結(jié)構(gòu)的分析，可以大致得出放大器的輸入、輸出特性；對(duì)中間級(jí)的分析，可以大致判斷放大能力；依據(jù)級(jí)間耦合方式，可以判斷放大器頻率響應(yīng)范圍；甚至電源電壓也可以據(jù)以分析放大器輸出信號(hào)幅值。

(2)設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)包括典型單元電路設(shè)計(jì)與電子線路綜合設(shè)計(jì)，在定性分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)定量估算，自頂向下完成初步的設(shè)計(jì)。依據(jù)設(shè)計(jì)工作過(guò)程，可以分解為以下階段目標(biāo)。1)正確理解任務(wù)要求，分析各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的含義。仔細(xì)研究任務(wù)的工程背景和要求，正確分析和理解各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的含義，分析實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的技術(shù)途徑，這是完成設(shè)計(jì)的前提條件。2)設(shè)計(jì)總體框圖，分配技術(shù)指標(biāo)。參考與任務(wù)相同或相近的電路方案，選用能夠滿足技術(shù)指標(biāo)要求的核心器件，完成方案論證。對(duì)于同一個(gè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)的方案可以有多個(gè)，應(yīng)具備將不同方案加以分析、比較的能力，從中確定一種相對(duì)較優(yōu)的方案。

依據(jù)選定的方案按照功能劃分成若干個(gè)互相聯(lián)系的模塊，將技術(shù)指標(biāo)和功能分配給各個(gè)模塊。3)單元電路設(shè)計(jì)。依據(jù)模塊的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，參考典型電路，確定電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算元器件參數(shù)完成單元電路的初步設(shè)計(jì)。4)仿真測(cè)試。模擬電路，比如放大器、濾波器等的參數(shù)比較繁瑣，需要進(jìn)行多次調(diào)整才能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。要能夠在計(jì)算機(jī)上對(duì)單元電路仿真測(cè)試，修改電路參數(shù)，觀測(cè)性能指標(biāo)，直至滿足技術(shù)指標(biāo)要求。5)電路聯(lián)調(diào)，測(cè)試技術(shù)指標(biāo)。在單元電路完成逐步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通常依據(jù)信號(hào)流向，逐級(jí)完成級(jí)聯(lián)和調(diào)試直至全部電路調(diào)試完成，系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這個(gè)過(guò)程是電路綜合的過(guò)程，也可以在計(jì)算機(jī)上模擬仿真實(shí)現(xiàn)。

(3)仿真測(cè)試調(diào)整任務(wù)的目標(biāo)是在電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)較為精確的量化分析。其作用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。[3]1)驗(yàn)證電路方案設(shè)計(jì)的正確性。當(dāng)要求的系統(tǒng)功能確定之后，首先采用系統(tǒng)仿真或結(jié)構(gòu)模擬的方法驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性，進(jìn)而對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各單元電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，以判斷電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性及性能指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。2)電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析惡劣溫度條件下的電路特性，計(jì)算分析器件容差對(duì)電路的影響量，用于確定最佳元器件參數(shù)、電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度，實(shí)現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。3)實(shí)現(xiàn)電路的模擬測(cè)試。電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中大量的工作是元器件參數(shù)計(jì)算、各種數(shù)據(jù)測(cè)試及特性分析。在工程估算的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真測(cè)試與分析加以調(diào)整，能有效提高設(shè)計(jì)工作的效率。4)技術(shù)文件編寫要求在完成電路設(shè)計(jì)的同時(shí)編寫盡可能詳細(xì)的符合工程標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)文件，包括方案設(shè)計(jì)說(shuō)明、原理框圖、電原理圖、原理與技術(shù)說(shuō)明、元器件參數(shù)計(jì)算、技術(shù)指標(biāo)與特性測(cè)試數(shù)據(jù)、元器件清單等。

3、任務(wù)結(jié)構(gòu)及實(shí)施

一個(gè)典型的電路設(shè)計(jì)任務(wù)由工程背景描述、任務(wù)要求、基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)方法與步驟、電路設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)單元組成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的內(nèi)容主要包括電路功能、工程應(yīng)用背景、技術(shù)發(fā)展背景介紹。工程背景描述的實(shí)質(zhì)是“提出問(wèn)題”，工程背景描述盡可能選擇具有典型性的電子工程問(wèn)題為實(shí)例，解決關(guān)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的問(wèn)題。

3.2 任務(wù)要求

設(shè)計(jì)任務(wù)必須具備明確的工程應(yīng)用背景，必須提出具體的設(shè)計(jì)要求（技術(shù)指標(biāo)）。例如交流放大器設(shè)計(jì)任務(wù)，應(yīng)明確提出工作頻率、信號(hào)源、輸出特性、輸入特性、工作穩(wěn)定性等要求等技術(shù)指標(biāo)。提出任務(wù)要求，應(yīng)依據(jù)由淺入深循序漸進(jìn)的原則，從體現(xiàn)基本功能的一兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)開(kāi)始，逐步增加技術(shù)指標(biāo)數(shù)量，提高設(shè)計(jì)難度。

3.3基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)

基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)包括任務(wù)分析、相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)、參考方案與參考電路分析及相應(yīng)的基礎(chǔ)練習(xí)等?；A(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)包括理論知識(shí)、技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)。理論知識(shí)是重要的，因?yàn)樗悄芰Φ慕M成部分，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的發(fā)展能力起到更為持續(xù)和關(guān)鍵的作用。在工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)和使用的理論知識(shí)才能被真正掌握并形成能力，因此應(yīng)該以實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)任務(wù)為依據(jù)，確定理論知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)深度，力求將理論與實(shí)踐、數(shù)學(xué)方法與物理概念更緊密地結(jié)合起來(lái)。

提供設(shè)計(jì)參考的電路必須是工程電路，但學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)使用原理電路為學(xué)習(xí)對(duì)象，原理電路不能僅有電路結(jié)構(gòu)和元器件標(biāo)號(hào)，也要標(biāo)注元器件主要參數(shù)，使學(xué)生在定性分析階段就能對(duì)電路參數(shù)有直觀的影像，逐步建立數(shù)量觀念，這對(duì)于初次接觸模擬電路的學(xué)生是十分重要的。

3.4設(shè)計(jì)方法與步驟

不同功能和結(jié)構(gòu)的電路，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法與步驟各不相同。甚至同樣功能的電路，技術(shù)要求不同，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重點(diǎn)、設(shè)計(jì)依據(jù)、電路結(jié)構(gòu)等均有區(qū)別，但工程估算是貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程始終的基本方法。

以反饋放大器為例，設(shè)計(jì)步驟如下:

選擇反饋組態(tài)，選擇反饋深度，選擇反饋級(jí)數(shù)，確定放大級(jí)數(shù)，確定輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)的電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算電路參數(shù)，仿真測(cè)試和參數(shù)調(diào)整。容易理解，上述步驟都必定建立在必要的工程估算的基礎(chǔ)之上。

3.5 電路設(shè)計(jì)

這是學(xué)生在相對(duì)獨(dú)立的情況下，完成電路設(shè)計(jì)的過(guò)程。盡量采用與前面4個(gè)學(xué)習(xí)單元及撰寫設(shè)計(jì)文件交叉進(jìn)行的方式實(shí)施。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)，其結(jié)構(gòu)不盡相同。但區(qū)別主要是在(4)、(5)兩部分。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)以“定性分析、工程估算與仿真測(cè)試調(diào)整相結(jié)合”的方法實(shí)現(xiàn)。

4、結(jié)語(yǔ)

電路設(shè)計(jì)在知識(shí)的運(yùn)用上不同于單純的電路分析與計(jì)算，依據(jù)模擬電路原理設(shè)計(jì)過(guò)程構(gòu)建學(xué)習(xí)任務(wù)，組織和實(shí)施教學(xué)過(guò)程，不僅能夠有效控制理論知識(shí)學(xué)習(xí)深度，促使學(xué)生較為自主地獲取經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，并在獲取知識(shí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)換為技術(shù)應(yīng)用能力，更有利于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[4] M.Herpy.模擬集成電路[M].高等教育出版社,1984.

第6篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯；課堂教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：徐銀霞（1979-），女，湖北武漢人，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（湖北 武漢 430073）

中圖分類號(hào)：G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）28-0104-02

“數(shù)字邏輯”是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門重要的硬件基礎(chǔ)課程，其主要目的是使學(xué)生掌握數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，熟悉各種不同規(guī)模的邏輯器件，掌握各類邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的基本方法，為數(shù)字計(jì)算機(jī)或其它硬件電路分析與設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。[1]“數(shù)字邏輯”課程教學(xué)一般采用課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式，使得學(xué)生掌握數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的一些理論知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生電路設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果一直是教學(xué)當(dāng)中的重中之重，因此如何有效利用有限的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別對(duì)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)就“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)方法做一次探討。

一、“數(shù)字邏輯”課程的課堂教學(xué)

課堂教學(xué)效果直接決定學(xué)生理論知識(shí)掌握的程度，也影響隨后的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐能否順利進(jìn)行。在課堂教學(xué)中采用任務(wù)式教學(xué)、課堂討論、電路仿真演示以及硬件描述語(yǔ)言電路設(shè)計(jì)等方式進(jìn)行教學(xué)，取得了滿意的效果。

1.任務(wù)式教學(xué)

明確任務(wù)，使學(xué)生掌握方法，做到舉一反三。教學(xué)過(guò)程中將 “數(shù)字邏輯”課程的知識(shí)點(diǎn)歸納整理成若干個(gè)任務(wù)。比如數(shù)字電路按邏輯功能分成組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩大類，主要的問(wèn)題是電路分析與設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。按電路規(guī)模要求重點(diǎn)掌握的是小規(guī)模和中規(guī)模電路，所以任務(wù)主要有小規(guī)模組合電路的分析、小規(guī)模組合電路的設(shè)計(jì)、中規(guī)模組合集成芯片、中規(guī)模組合電路分析、中規(guī)模組合電路設(shè)計(jì)；小規(guī)模時(shí)序電路分析、小規(guī)模時(shí)序電路設(shè)計(jì)、中規(guī)模時(shí)序集成芯片、中規(guī)模時(shí)序電路分析、中規(guī)模時(shí)序電路設(shè)計(jì)等等。對(duì)于每一個(gè)問(wèn)題明確任務(wù)，分析解決辦法，歸納一般的解答步驟及注意事項(xiàng)，舉例證明方法的可行性。比如對(duì)于中規(guī)模組合芯片的學(xué)習(xí)，僅以數(shù)據(jù)選擇器為例，引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱芯片資料，閱讀資料找出芯片的功能表、輸出表達(dá)式，邏輯圖和引腳圖以及典型應(yīng)用。這樣，學(xué)生不僅掌握了該芯片的全部知識(shí)要點(diǎn)，還可以掌握中規(guī)模組合集成芯片這類芯片的學(xué)習(xí)方法。此后，對(duì)于所有此類芯片學(xué)生都能夠通過(guò)自行查找芯片資料來(lái)掌握，節(jié)約了課堂時(shí)間，學(xué)生也獲得了自主學(xué)習(xí)的成就感。

2.增加課堂討論

精講多練，給予學(xué)生充分的討論時(shí)間。為提高學(xué)習(xí)效果，在提出任務(wù)、介紹原理及方法后，布置課堂練習(xí)。學(xué)生可以一邊練習(xí)一邊自由討論，已理解的同學(xué)在討論中充當(dāng)老師，可以加深印象，鞏固知識(shí)；而沒(méi)有理解的同學(xué)可以在討論中積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的積極性，比教師反復(fù)講解的效果好。這種方式可以避免“滿堂灌”式的教學(xué)方式，活躍課堂氣氛，創(chuàng)造學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)習(xí)興趣，實(shí)踐證明取得了良好的效果。

3.電路仿真演示

在數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的理論教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生會(huì)覺(jué)得枯燥且難以理解。借助Multisim11.0仿真軟件進(jìn)行數(shù)字電路的模擬和課堂演示，可以直觀地顯示電路的功能和時(shí)序電路的時(shí)序波形。比如在講解中用16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，其中復(fù)位法可通過(guò)置0或者異步清零兩種方法使得計(jì)數(shù)器從11回0，但置0法必須在計(jì)數(shù)到1011時(shí)使得置數(shù)端為0，異步清零必須在計(jì)數(shù)器為1100時(shí)使得清零端為0才能保證計(jì)數(shù)器為12進(jìn)制。如果僅用理論講解學(xué)生比較難理解，但通過(guò)仿真演示后學(xué)生能夠恍然大悟。因此仿真軟件的使用可以使“數(shù)字邏輯”理論課的教學(xué)更加生動(dòng)活潑，而且學(xué)生在遇到疑問(wèn)時(shí)也可以通過(guò)仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生通過(guò)直觀的仿真結(jié)果，對(duì)電路的工作過(guò)程進(jìn)行透徹的分析，提高了學(xué)習(xí)的興趣和效率，促進(jìn)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的提高。

4.引入硬件描述語(yǔ)言

硬件描述語(yǔ)言用軟件編程的方式來(lái)描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接形式，適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在教學(xué)的過(guò)程中將硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL引入課堂，比如在講解邏輯門、數(shù)據(jù)選擇器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等基本單元電路的原理之后，給出模塊對(duì)應(yīng)的硬件描述語(yǔ)言，演示仿真波形和綜合結(jié)果。學(xué)生從仿真波形中觀察信號(hào)的邏輯變化，對(duì)數(shù)字邏輯電路的掌握更加透徹，同時(shí)也豐富了教學(xué)內(nèi)容。Verilog HDL語(yǔ)言是一種非常實(shí)用的硬件描述語(yǔ)言，易學(xué)易用，學(xué)生只要有C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)，便容易掌握。編程也可以實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)，同學(xué)們感到非常新奇，將被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，取得了很好的教學(xué)效果。

二、“數(shù)字邏輯”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“數(shù)字邏輯”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。[2]通過(guò)數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以基本掌握數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試步驟，學(xué)會(huì)借助萬(wàn)用表、示波器等實(shí)驗(yàn)儀器排除實(shí)驗(yàn)當(dāng)中遇到的各種故障，從而獨(dú)立分析設(shè)計(jì)各種規(guī)模的數(shù)字電路。實(shí)踐教學(xué)中將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)與硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)三種類型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，三者互為補(bǔ)充，提高實(shí)驗(yàn)效果，充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般利用面包板及用中小規(guī)模芯片完成電路設(shè)計(jì)。其接線模式可以使學(xué)生直觀了解數(shù)字電路是如何工作的，從而掌握電路測(cè)試、調(diào)試以及維修技能。但是部分學(xué)生視這一過(guò)程為簡(jiǎn)單的連線工作，往往只注重結(jié)果，不重視過(guò)程，造成實(shí)驗(yàn)課就是反復(fù)的接線和碰運(yùn)氣，學(xué)生不能駕馭整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，產(chǎn)生畏難和退縮心里。在實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生書(shū)寫預(yù)習(xí)報(bào)告，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)、芯片選型，上網(wǎng)查閱芯片資料，掌握閱讀芯片資料的方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)，可以避免機(jī)械化操作，學(xué)會(huì)排除故障，增強(qiáng)操作信心。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生不可避免地會(huì)遇到種種問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出錯(cuò)：可能是電路設(shè)計(jì)或連線過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，也有可能是實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)器材出現(xiàn)了故障。教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)儀器找到故障點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之所在，并想出解決辦法。在未來(lái)的實(shí)際工作中，學(xué)生將會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，而實(shí)驗(yàn)課正是鍛煉如何解決這些問(wèn)題的好機(jī)會(huì)。因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該向?qū)W生講明排除故障的必要性，并引導(dǎo)其對(duì)獨(dú)立解決各種疑難問(wèn)題的興趣，增強(qiáng)其信心，令其克服畏難情緒。一旦學(xué)生掌握了排除故障的方法，獨(dú)立解決了問(wèn)題，他們就會(huì)很有成就感，甚至就此對(duì)排除故障產(chǎn)生了濃厚的興趣。[3]實(shí)踐表明學(xué)生能自主完成所有設(shè)計(jì)，自主分析討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到的問(wèn)題，逐個(gè)排查故障點(diǎn)，最終完成電路調(diào)試。

2.仿真實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適于以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的一些中小規(guī)模電路的構(gòu)建與測(cè)試。對(duì)于一些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)則比較費(fèi)時(shí)，如數(shù)字鐘、搶答器、拔河游戲機(jī)、彩燈控制器等。而且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常常因一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤、一個(gè)連接點(diǎn)接觸不良，就致使實(shí)驗(yàn)受阻甚至無(wú)法完成，給學(xué)生以挫折感，影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，不利于動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

Multisim11.0是一個(gè)集原理電路設(shè)計(jì)和電路功能測(cè)試為一體的虛擬仿真軟件，其元器件庫(kù)提供了數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，其中包含了數(shù)字器件。虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，如數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、直流電源、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀等，可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路。[4]采用Multisim11.0軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能充分發(fā)揮想象力，按照自己的想法創(chuàng)建各種電路，從而擺脫實(shí)驗(yàn)箱的束縛。實(shí)踐證明將Multisim11.0應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠使學(xué)生提高學(xué)習(xí)的興趣，增加學(xué)習(xí)樂(lè)趣，充分發(fā)揮學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

3.硬件描述語(yǔ)言開(kāi)發(fā)數(shù)字電路

當(dāng)數(shù)字邏輯電路及系統(tǒng)的規(guī)模比較小而且簡(jiǎn)單時(shí)，用電路原理圖輸入法基本足夠了，但是需要手工布線，需要熟悉器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引線特點(diǎn)，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)電路規(guī)模大時(shí)工作量會(huì)相當(dāng)大，實(shí)驗(yàn)時(shí)間往往不能保證。隨著可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用，硬件描述語(yǔ)言已成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要描述方式，采用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的轉(zhuǎn)變。利用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)字鐘、搶答器、交通燈控制電路等的設(shè)計(jì)，要求學(xué)生利用課堂知識(shí)進(jìn)行編程、仿真、綜合和下載到可編程邏輯器件中運(yùn)行以觀察結(jié)果。學(xué)生還可以按照自己的想法自行設(shè)計(jì)其它數(shù)字電路進(jìn)行仿真、下載調(diào)試，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和綜合實(shí)踐能力。

此外還通過(guò)舉辦電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、綜合設(shè)計(jì)等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，也提高了學(xué)生綜合應(yīng)用的能力，收到了良好的教學(xué)效果。

三、結(jié)論

數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類的各個(gè)方面，從計(jì)算機(jī)到手機(jī)，從數(shù)字電話到數(shù)字電視，從家用電器到軍用設(shè)備，從工業(yè)自動(dòng)化到航天技術(shù)，都采用了數(shù)字電子技術(shù)。[5]因此“數(shù)字邏輯”課程對(duì)于計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)來(lái)說(shuō)是一門很重要的課程。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)方法進(jìn)行深入探討，在課堂教學(xué)中采用任務(wù)式教學(xué)，增加課堂討論，借助仿真軟件進(jìn)行電路演示，利用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和硬件描述語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合、互為補(bǔ)充，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，取得了很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]孫麗君，張曉東，魯可.“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)改革探析[J].中國(guó)電力教育，2013，（13）：67-68.

[3]王宇，崔文華，王寧，等.興趣導(dǎo)向的數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，（17）：38-40.

第7篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞：電子大賽；理論培養(yǎng)；焊接工藝

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2016）03-0094-02

一、導(dǎo)論

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一，是主要面向全國(guó)電子類學(xué)科大學(xué)生賽事，目的在于推動(dòng)教學(xué)改革、培養(yǎng)實(shí)用型人才，同時(shí)也有助于培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)與基本能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)制作的能力，為選拔人才也創(chuàng)造了條件。比賽自從開(kāi)辦以來(lái)，一直備受全國(guó)高等院校和學(xué)生的重視，被認(rèn)為國(guó)內(nèi)“含金量”最高的比賽之一，比賽成績(jī)?cè)谀撤N程度上已經(jīng)成為標(biāo)志著學(xué)校教學(xué)水平的高低。而參加比賽獲獎(jiǎng)的學(xué)生在求職過(guò)程中，也經(jīng)常受到用人單位的青睞。全國(guó)大學(xué)生電子大賽是一種半開(kāi)放的比賽，比賽時(shí)間為4天3夜。比賽期間[1]，同一個(gè)隊(duì)伍的隊(duì)員之間可以商討設(shè)計(jì)思想，確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行分工協(xié)作，以隊(duì)為基本單位獨(dú)立完成比賽任務(wù)。指導(dǎo)教師不允許對(duì)參賽學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，參賽隊(duì)員也不可以與其他人員探討任何問(wèn)題，隊(duì)員可以查詢相關(guān)資料設(shè)計(jì)電路并完成作品。比賽內(nèi)容涉及范圍比較廣，包含高頻、低頻電子線路設(shè)計(jì)、單片機(jī)等控制電路，幾乎包含了電子類專業(yè)所有的專業(yè)課程，沒(méi)有深厚的理論基礎(chǔ)和對(duì)電子元器件扎實(shí)的認(rèn)識(shí)，很難在短短的4天中完成比賽，賽前培訓(xùn)則成為完成比賽內(nèi)容提高比賽成績(jī)的關(guān)鍵。如何進(jìn)行賽前培訓(xùn)、提高比賽成績(jī)，已經(jīng)成為指導(dǎo)教師及參賽學(xué)生討論的重點(diǎn)問(wèn)題。本文根據(jù)電子大賽和教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)可以從幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，主要包括是理論培養(yǎng)、電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練、電子元器件認(rèn)識(shí)、焊接工藝練習(xí)等。

二、理論培養(yǎng)

良好的比賽成績(jī)與對(duì)電路理論知識(shí)的掌握情況是分不開(kāi)[2，3]。首先需要熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)。電子設(shè)計(jì)大賽的電路設(shè)計(jì)與參加考試不同，對(duì)知識(shí)的認(rèn)知不能停留在僅僅會(huì)做習(xí)題的層面上，需要深刻理解教材中每一個(gè)電路設(shè)計(jì)的原理，如三極管、電阻、電容、電感等元器件在電路中發(fā)揮的作用，其數(shù)值變化對(duì)電路的影響等。例如，三極管的三個(gè)工作狀態(tài)飽和、截止、放大，如何設(shè)計(jì)參數(shù)，使其工作在不同的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需要的功能，這些都需要學(xué)生對(duì)電路知識(shí)有深刻的認(rèn)識(shí)才能夠設(shè)計(jì)出相關(guān)的電路。然而，電子大賽比賽時(shí)間一般為9月初，大四的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路與電工基礎(chǔ)、模擬電子線路、單片機(jī)、高頻電子線路等課程等相關(guān)的電子技術(shù)專業(yè)課，從所學(xué)習(xí)的課程上可以看出，完全具有獨(dú)立完成電子大賽題目的電路設(shè)計(jì)的能力。但是由于時(shí)間的關(guān)系，大四的學(xué)生對(duì)以前所掌握的部分知識(shí)存在遺忘的現(xiàn)象，這些都需要學(xué)生利用業(yè)余或者假期時(shí)間重新復(fù)習(xí)以前學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，以便在比賽的時(shí)候能靈活運(yùn)用理論去設(shè)計(jì)電路。由于電子大賽與電子線路等課程相關(guān)的內(nèi)容比較多，單靠學(xué)生自己很難在業(yè)余時(shí)間復(fù)習(xí)學(xué)會(huì)相關(guān)的知識(shí)，并且，學(xué)生習(xí)慣于考試的方法學(xué)習(xí)，對(duì)于電路的設(shè)計(jì)，幾乎沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)，很難把握住理論學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。為了提高學(xué)生的理論水平，學(xué)校應(yīng)該組織在電路設(shè)計(jì)上有經(jīng)驗(yàn)的教師，對(duì)參賽學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，以加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解。

三、電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練

普通高等學(xué)校課程體系建設(shè)上[4]，受到高等學(xué)校師資、投入等各方面的影響，電子類的教學(xué)還是以理論授課為主，同時(shí)開(kāi)放對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)電路的認(rèn)識(shí)還停留在實(shí)驗(yàn)上，很少能夠形成電路設(shè)計(jì)的概念。面對(duì)一個(gè)電路設(shè)計(jì)，不知道如何從何處入，這就需要從簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)入手，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)電路的能力。如何貫穿所學(xué)電路知識(shí)設(shè)計(jì)電路，是參賽的關(guān)鍵。電子大賽的電路設(shè)計(jì)是絕對(duì)不是靠一門課程可以設(shè)計(jì)出理想的電路完成比賽任務(wù)的，它是需要依靠多門課程知識(shí)內(nèi)容的集中體現(xiàn)。電子大賽的電路設(shè)計(jì)通常需要由多個(gè)小單元電路組成。如遇到顯示溫度、采集信號(hào)等內(nèi)容則需要使用單片機(jī)等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)、如果采集的信號(hào)幅度過(guò)小則需要對(duì)其進(jìn)行放大達(dá)到下一級(jí)電路的輸入要求。因此將電路知識(shí)融合貫穿起來(lái)才能完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。總所周知，無(wú)論多么復(fù)雜的電路，都是由簡(jiǎn)單的單元電路組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電路功能，因此，根據(jù)學(xué)生所掌握的本科知識(shí)，先給出若干單元電路題目進(jìn)行設(shè)計(jì)，如加法器、振蕩器、乘法器等電路設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)存在一些電路仿真軟件，如EWB、Proteus等，學(xué)生可以依據(jù)這些軟件將自己設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證自己的設(shè)想是否正確。采用這些軟件實(shí)現(xiàn)電路仿真，不僅可以使學(xué)生的設(shè)計(jì)電路時(shí)候的一些想法得到實(shí)現(xiàn)，也可以降低成本，同時(shí)學(xué)生也可以很容易修改參數(shù)，觀察每個(gè)單個(gè)電子元件在電路中發(fā)揮的作用，這在實(shí)物電路中是很難實(shí)現(xiàn)的。

四、電子元器件的認(rèn)識(shí)與焊接工藝

電路設(shè)計(jì)采用仿真軟件實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)學(xué)生起到一個(gè)鍛煉作用，但是這些仿真電路畢竟與實(shí)際電路的設(shè)計(jì)畢竟存在一定的距離，我們必須把仿真電路轉(zhuǎn)換成實(shí)物電路，才能提高學(xué)生對(duì)真正電路的認(rèn)識(shí)。對(duì)于很少接觸實(shí)際應(yīng)用的本科生來(lái)說(shuō)，首先培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電子元器件的認(rèn)識(shí)，如電阻、電容、電感等型號(hào)、阻值、電容數(shù)值等的認(rèn)識(shí)，如何分清三極管、二極管的管腳；認(rèn)識(shí)常用的運(yùn)放芯片，比如OP07等，對(duì)于比較不熟悉的芯片，學(xué)會(huì)如何查找芯片的參數(shù)，芯片輸入的電壓范圍等，以便用于在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候可以依據(jù)參數(shù)，選擇性能比較合適的芯片用于電路中。其次，電路焊接問(wèn)題一直是困擾學(xué)生電路成功參賽的主要原因，經(jīng)過(guò)了2～3天的電路設(shè)計(jì)及仿真實(shí)現(xiàn)，學(xué)生基本上完成電路設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)作品的時(shí)候，學(xué)生焊接完的電路板，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電路不能正常工作、或者輸出信號(hào)與設(shè)計(jì)初衷不一樣的情況，甚至無(wú)任何信號(hào)輸出，電路的焊接往往是出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因，虛焊、焊點(diǎn)過(guò)大、電子元器件被燒壞等問(wèn)題都嚴(yán)重影響電路正常工作，即使比賽結(jié)束前可以正常工作的電路，到了比賽現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的時(shí)候，也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電路無(wú)法正常工作，或者是電子元器件被燒的情況。當(dāng)然電路無(wú)法正常工作的原因有很多，焊接技術(shù)不過(guò)關(guān)是常見(jiàn)的原因，由此，需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)對(duì)焊接工藝的訓(xùn)練，提高作品成功由于焊接問(wèn)題導(dǎo)致的比賽失敗。另外，熟練的掌握示波器、萬(wàn)用表、直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)源等基本儀器也是需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)的重要環(huán)節(jié)。比賽賽場(chǎng)通常不是在本校進(jìn)行，而常用的儀器種類有分為很多種，國(guó)內(nèi)的儀器面板也幾乎都是專業(yè)英文標(biāo)識(shí)，在緊張的比賽環(huán)境中，順利操作這些儀器儀表進(jìn)行測(cè)量也不是很容易的事情，因此需要訓(xùn)練學(xué)生熟練掌握常用儀器的使用方法，掌握儀器面板每一個(gè)按鈕的英文含義，熟練掌握儀器的操作和按鈕含義以后，即使遇到不熟悉的儀器，也可以很快學(xué)會(huì)使用方法。

五、賽前模擬練習(xí)

實(shí)戰(zhàn)模擬訓(xùn)練是賽前不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于電子大賽需要面向電子、通信、自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生參賽，因此，每年電子大賽的題目大致包括幾個(gè)方面：電源、放大器相關(guān)的內(nèi)容、通信、控制等幾個(gè)大方面的設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師可以依據(jù)自己所帶學(xué)生的專業(yè)方向設(shè)計(jì)一些相關(guān)題目進(jìn)行模擬訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)理論、電路設(shè)計(jì)等方面系統(tǒng)的培訓(xùn)，參賽學(xué)生已經(jīng)基本掌握了電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。在這種情況下，參賽學(xué)生也需要參與幾次模擬訓(xùn)練以達(dá)到組員之間相互配合的目的。每組參賽隊(duì)員為3人，比賽中也通常涉及基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)設(shè)計(jì)、電路焊接、最后完成比賽報(bào)告。合理的分工合作能夠數(shù)順利完成電路設(shè)計(jì)，如果在比賽配合出現(xiàn)問(wèn)題，則有可能導(dǎo)致在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成比賽，指導(dǎo)教師可依據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分工。如將基礎(chǔ)知識(shí)掌握比較全面的學(xué)生作為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)電路整體設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程比較好學(xué)生的負(fù)責(zé)單片機(jī)控制、文筆比較好的同學(xué)負(fù)責(zé)論文報(bào)告的寫作。這種賽前實(shí)戰(zhàn)模擬訓(xùn)練還有一個(gè)重要的目的，學(xué)會(huì)排查問(wèn)題電路。在電路的設(shè)計(jì)和焊接過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，即使是指導(dǎo)教師在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也是很困難的事情，這些問(wèn)題出現(xiàn)在賽場(chǎng)上，只能依靠學(xué)生自己解決問(wèn)題，對(duì)于對(duì)電路的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這種問(wèn)題也是經(jīng)常發(fā)生，焊接的電路也很難一次成功，學(xué)會(huì)排查電路故障時(shí)參賽學(xué)生必須掌握的基本內(nèi)容。針對(duì)存在問(wèn)題的電路，當(dāng)某一部分電路出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，首先需要要做的是需要是檢查電路設(shè)計(jì)的是否正確，確信電路設(shè)計(jì)正確后，再依照電路圖檢查電路連線問(wèn)題，如果都沒(méi)有問(wèn)題，則需要依照電路從前往后每一個(gè)焊點(diǎn)都需要采用萬(wàn)用表或者示波器測(cè)量電壓或者波形。這也需要對(duì)電路的原理極為熟悉，清楚了解電路中每一處的電壓的大小、每一處電壓波形形狀等相關(guān)參數(shù)，以判斷電路出現(xiàn)的問(wèn)題所在。

六、結(jié)論

本文僅僅是從以上幾個(gè)方面來(lái)討論如何在賽前對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，以提高學(xué)生參加比賽的成績(jī)。但是，畢竟比賽各種意外都會(huì)發(fā)生，在短時(shí)間內(nèi)完成電路的設(shè)計(jì)、購(gòu)買元器件、完成電路作品，即使參加培訓(xùn)的學(xué)生也會(huì)由于經(jīng)驗(yàn)不足，參數(shù)設(shè)計(jì)等問(wèn)題等會(huì)有很多意外發(fā)生，影響比賽成績(jī)。加強(qiáng)平時(shí)對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練、增加電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)是靠平時(shí)一點(diǎn)一滴積累起來(lái)的，只有打下深厚扎實(shí)的基礎(chǔ)，才能在比賽中取得良好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯勇明，堵國(guó)牛賀晉，等.大學(xué)生競(jìng)賽組織和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（4）：76-77.

[2]龔仁喜，孟小碧，秦鋼年.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006.

第8篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯；Multisim12.0軟件；仿真

中圖分類號(hào)：642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）07-0233-02

“數(shù)字邏輯”是計(jì)算機(jī)及電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)既掌握數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，也能夠自己動(dòng)手設(shè)計(jì)調(diào)試實(shí)用的數(shù)字電路。在理論教學(xué)過(guò)程中，教師借助Multisim12.0仿真軟件進(jìn)行數(shù)字電路的模擬和演示，對(duì)電路的工作過(guò)程進(jìn)行透徹的分析講解，可以幫助學(xué)生深刻理解和掌握理論知識(shí)。采用Multisim12.0軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供更加靈活方便的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生能充分發(fā)揮想象力，按照自己的想法創(chuàng)建各種電路，擺脫實(shí)驗(yàn)箱的束縛。Multisim12.0軟件的使用使得數(shù)字邏輯理論課的教學(xué)更加生動(dòng)活潑，實(shí)驗(yàn)操作更加靈活方便，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也能夠培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的[1]。

一、Multisim 12.0軟件的特點(diǎn)

Multisim12.0是一個(gè)集電路原理圖設(shè)計(jì)和電路功能測(cè)試為一體的虛擬仿真軟件，它為數(shù)字電路仿真提供了豐富的元器件模型，如時(shí)鐘信號(hào)、各類門電路、各種集成組合邏輯器件、時(shí)序邏輯器件等，同時(shí)提供了種類齊全的虛擬儀器，如函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀和直流電源等。Multisim12.0仿真軟件具有詳細(xì)的電路分析功能，可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路，它將原理圖的創(chuàng)建、電路的測(cè)試分析、結(jié)果的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗口中，具有和真實(shí)環(huán)境一致的可視化界面，整個(gè)操作界面就像一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，與實(shí)物操作幾乎相同[2]。

二、Multisim12.0應(yīng)用于“數(shù)字邏輯”課堂教學(xué)

在“數(shù)字邏輯”課程的課堂教學(xué)中，對(duì)于數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)很多學(xué)生會(huì)覺(jué)得枯燥且難以理解，借助Multisim12.0仿真軟件進(jìn)行數(shù)字電路的模擬和演示，可以直觀地顯示電路的功能和波形，把理論知識(shí)和電路運(yùn)行結(jié)果加以對(duì)照、分析，可以提高課堂教學(xué)效率。同時(shí)還可以提出問(wèn)題進(jìn)行課堂討論，活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

在講解用邏輯門設(shè)計(jì)小規(guī)模組合電路時(shí)，一般是按照邏輯功能分析、真值表、表達(dá)式和邏輯圖的順序設(shè)計(jì)電路，然后舉例講解。以一個(gè)三人表決電路設(shè)計(jì)為例，假設(shè)用A，B，C分別表示三個(gè)輸入變量，同意用1表示，不同意用0表示，F(xiàn)表示結(jié)果，通過(guò)用1表示，不通過(guò)用0表示。通過(guò)列真值表、表達(dá)式和化簡(jiǎn)等步驟得到輸出表達(dá)式F（A，B，C）=AB+BC+AC，若用與非門實(shí)現(xiàn)，則F（A，B，C）=，可以畫出相應(yīng)的邏輯圖。如果教師僅僅在黑板上或者多媒體課件中畫出邏輯圖，相當(dāng)于紙上談兵，學(xué)生可能只能被動(dòng)地接受這種解題方法，甚至是死記硬背設(shè)計(jì)步驟，很難留下深刻的印象?？梢栽趍ultisim12.0仿真軟件中繪制出電路原理圖，將輸入端分別連接3個(gè)開(kāi)關(guān)用于輸入高低電平信號(hào)，輸出端連接一個(gè)發(fā)光二極管用于顯示結(jié)果。通過(guò)切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)，按照真值表的順序改變輸入高低電平信號(hào)，觀察發(fā)光二極管亮、熄的規(guī)律，直觀形象地演示電路工作結(jié)果，之前講解的設(shè)計(jì)方法便很容易得到學(xué)生的認(rèn)可。同時(shí)還可以利用仿真軟件中的邏輯轉(zhuǎn)換儀得到組合邏輯電路的真值表，快速判斷電路的正確性。

此外，還可以討論一下如果用其他類型的邏輯門實(shí)現(xiàn)該邏輯功能電路，比如與門和或門或者或非門，又該如何將表達(dá)式變形？如何繪制電路原理圖？能不能達(dá)到同樣的效果？學(xué)生在課堂上都會(huì)積極參與討論，課后也會(huì)迫不及待地去利用Multisim12.0軟件進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，鼓勵(lì)同學(xué)們聯(lián)系生活實(shí)際用數(shù)字電路制作一些小發(fā)明，充分發(fā)揮自己的想象力，大膽創(chuàng)新，并利用Multisim12.0軟件實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證自己的一些想法。

三、Multisim12.0應(yīng)用于“數(shù)字邏輯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“數(shù)字邏輯”課程實(shí)驗(yàn)中傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般利用面包板及用中小規(guī)模芯片完成電路設(shè)計(jì)，適于以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的一些中小規(guī)模電路的構(gòu)建與測(cè)試，對(duì)于一些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)則比較費(fèi)時(shí)，如數(shù)字鐘、搶答器、交通燈控制器、密碼鎖等。而且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常常因一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤、一個(gè)連接點(diǎn)接觸不良，致使實(shí)驗(yàn)受阻，甚至無(wú)法完成，影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。利用Multisim12.O可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便。學(xué)生可以隨時(shí)在任意裝有該軟件的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)試，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，取得較好的實(shí)驗(yàn)效果[3]。

在時(shí)序電路設(shè)計(jì)中有一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)，這是一個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)，理論分析可知，整個(gè)電路由秒脈沖產(chǎn)生電路，計(jì)數(shù)電路和譯碼顯示電路三部分組成。第一步用555定時(shí)器和電阻電容構(gòu)成多諧振蕩器，由公式T=0.7（R1+2R2）計(jì)算求得適當(dāng)?shù)碾娮柚?，使得輸出波形頻率為1kHz，利用3片74LS90芯片級(jí)聯(lián)構(gòu)成1000倍分頻器將多諧振蕩器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻，從而得到秒脈沖信號(hào)。雖然可以通過(guò)理論計(jì)算得到電阻值，但是要想調(diào)試出精確的秒脈沖信號(hào)，需要在電路搭建好之后利用示波器或邏輯分析儀等儀器觀察輸出波形，測(cè)量輸出頻率或周期，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整電阻值。第二步選擇兩片74LS161芯片實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。74LS161芯片為16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，利用清零法分別實(shí)現(xiàn)6進(jìn)制和10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后用乘數(shù)法實(shí)現(xiàn)610進(jìn)制計(jì)數(shù)器。將第一步調(diào)試好的秒脈沖信號(hào)作為輸入計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器的輸出可以連接8個(gè)發(fā)光二極管，運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)觀察發(fā)光二極管的亮熄規(guī)律判斷電路輸出是否滿足要求，也可以通過(guò)邏輯分析儀觀察計(jì)數(shù)器輸出的8路波形判斷結(jié)果的正確性。第三步采用兩個(gè)共陰極七段數(shù)碼管進(jìn)行秒表顯示，由兩片74LS48芯片作為七段字型譯碼器，將第二步中兩個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)分別送譯碼器，兩個(gè)譯碼器的輸出分別連接兩個(gè)七段數(shù)碼管，通過(guò)譯碼器譯碼和驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。

由設(shè)計(jì)步驟可知，整個(gè)數(shù)字秒表電路的設(shè)計(jì)制作需要用到10個(gè)以上的集成芯片，電路連線多且復(fù)雜，調(diào)試過(guò)程需要調(diào)整電阻值，需要用到電源、示波器和邏輯分析儀等設(shè)備。如果采用傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生需要事先查找大量資料，畫出粗略的硬件電路圖，準(zhǔn)備所需芯片和足夠的導(dǎo)線，然后在面包板或者實(shí)驗(yàn)箱上直接搭建硬件實(shí)物電路，借助實(shí)驗(yàn)儀器觀察結(jié)果。由于實(shí)驗(yàn)室只能提供有限的元器件和示波器、萬(wàn)用表等儀器，若所選用芯片不合適，或者電路設(shè)計(jì)本身就存在問(wèn)題，或者哪個(gè)芯片有問(wèn)題，又或者哪一根線不通，有時(shí)候很難檢查出具體問(wèn)題，即便檢查出來(lái)又可能要重新設(shè)計(jì)電路，在四個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)實(shí)驗(yàn)很難完成。不少學(xué)生往往會(huì)為了完成任務(wù)直接照搬其他同學(xué)的電路或者要求老師直接給出可行的電路圖，然后只是機(jī)械按照硬件電路圖連線。連線完成后如果發(fā)現(xiàn)電路不能正常工作，也只是簡(jiǎn)單地直接拆除和重新連線，因?yàn)椴焕斫怆娐饭ぷ髟恚揪筒粫?huì)分析問(wèn)題解決問(wèn)題，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程就變成了重復(fù)地拆線和連線的簡(jiǎn)單勞動(dòng)。大多這樣的學(xué)生即便實(shí)驗(yàn)做完了，可電路工作原理卻完全不懂，根本達(dá)不到通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的目的[4]。

相反，如果使用仿真軟件，學(xué)生在了解基本原理后就可以在仿真軟件平臺(tái)上選擇元器件直接搭建電路，可以任意選擇芯片而不必理會(huì)材料消耗、可以放心大膽地連接電路而不用擔(dān)心電路連接錯(cuò)誤而造成器件損壞的問(wèn)題。仿真軟件中提供的電源、函數(shù)發(fā)生器、示波器和邏輯分析儀等可以任意選取使用，這樣就可以留出更多的時(shí)間去理解電路工作原理，分析問(wèn)題和調(diào)試電路。比如在秒表電路設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，可以任意調(diào)整電阻值，借助仿真軟件提供的示波器調(diào)試出精確的秒脈沖信號(hào)；可根據(jù)個(gè)人喜好選擇各種型號(hào)的計(jì)數(shù)器芯片設(shè)計(jì)分頻器和60進(jìn)制計(jì)數(shù)器；也可以采用共陽(yáng)極數(shù)碼管和相應(yīng)的譯碼器設(shè)計(jì)顯示電路。

通過(guò)軟件仿真實(shí)驗(yàn)，選擇符合要求的元器件，設(shè)計(jì)出滿意的電路，然后在實(shí)驗(yàn)箱或面包板上搭建硬件實(shí)物電路，通過(guò)實(shí)物電路驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。利用仿真軟件的另一個(gè)好處是學(xué)生可以大膽地發(fā)揮自己的想象，嘗試各種設(shè)計(jì)方案，有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

在課堂教學(xué)中借助Multisim12.0仿真軟件進(jìn)行電路演示，驗(yàn)證理論的正確性和可行性，使得數(shù)字邏輯理論課的教學(xué)更加生動(dòng)活潑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用Multisim12.0仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)操作更加靈活方便，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力[5]。因此，有效利用Multisim12.0仿真軟件能夠?qū)?shù)字邏輯課程教學(xué)起到積極作用。

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第9篇：電路設(shè)計(jì)和仿真范文

關(guān)鍵詞:電子電路設(shè)計(jì)；創(chuàng)新；路徑

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)類型進(jìn)行分析,全面地掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)類型。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?具體情況需要按照實(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)的步驟進(jìn)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,更好地為人類造福。

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