電路設(shè)計(jì)的方案精選(九篇)

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第1篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

一、人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)思路

人才培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)和制訂是整個(gè)人才培養(yǎng)過(guò)程的基礎(chǔ)和保障，只有建立了科學(xué)合理的人才培養(yǎng)方案才能確保各種培養(yǎng)措施的正確實(shí)施，培養(yǎng)目標(biāo)的真正實(shí)現(xiàn)。人才培養(yǎng)方案就要確定“培養(yǎng)什么樣的人”和“如何培養(yǎng)”兩個(gè)問(wèn)題，主要包括培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格、課程體系和課程配置等要素。根據(jù)高職教育的目標(biāo)和特點(diǎn)，我們按照以下思路進(jìn)行人才培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)：

1.圍繞企業(yè)需求和職業(yè)面向確定培養(yǎng)目標(biāo)。高職院校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展，應(yīng)通過(guò)廣泛、深入的市場(chǎng)調(diào)查和企業(yè)調(diào)研，了解用人單位的需求，根據(jù)專(zhuān)業(yè)的職業(yè)面向和就業(yè)崗位群確定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，使高職人才培養(yǎng)具有明顯的職業(yè)方向性和崗位針對(duì)性。同時(shí)在確定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)還要考慮崗位適應(yīng)性，既要確定直接就業(yè)目標(biāo)還要確定崗位發(fā)展目標(biāo)，體現(xiàn)高職教育的基本崗位操作能力與可持續(xù)發(fā)展能力的統(tǒng)一。

2.圍繞職業(yè)能力要求確定能力體系。在明確了就業(yè)崗位和專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)后，要進(jìn)行職業(yè)崗位分析，通過(guò)對(duì)各崗位的具體工作范圍、工作任務(wù)和工作過(guò)程的分析，總結(jié)典型工作任務(wù)，明確職業(yè)崗位群的職業(yè)能力和素質(zhì)要求，形成定位準(zhǔn)確、內(nèi)容具體、具有可操作性的職業(yè)能力體系。

3.圍繞知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)設(shè)計(jì)課程體系，進(jìn)行課程配置。在能力體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行能力分解，明確完成工作任務(wù)所需的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)和職業(yè)素質(zhì)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力和基本素質(zhì)為主線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，建立相應(yīng)的課程體系，并進(jìn)行課程配置。

二、應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)

1.職業(yè)崗位與職業(yè)能力分析，確定培養(yǎng)目標(biāo)。我們通過(guò)實(shí)地考察、問(wèn)卷調(diào)查、電話(huà)訪談、網(wǎng)上調(diào)研等多種方式，針對(duì)專(zhuān)業(yè)的就業(yè)需求、職業(yè)面向、就業(yè)崗位任職條件等問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研，明確專(zhuān)業(yè)所面向的職業(yè)崗位群及職業(yè)技術(shù)能力與素質(zhì)要求，確定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和能力體系。

根據(jù)以上的分析，最終確定本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位。應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生可在裝備制造業(yè)、電子裝備制造業(yè)配套的電子企業(yè)及電子產(chǎn)品制造類(lèi)企業(yè)中的電子產(chǎn)品生產(chǎn)、檢修和研發(fā)領(lǐng)域，從事電子產(chǎn)品裝配、檢測(cè)、調(diào)試、工藝管理、產(chǎn)品維修、產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)等工作，可從事的工作崗位有生產(chǎn)線(xiàn)裝配工、產(chǎn)品在線(xiàn)質(zhì)檢員、生產(chǎn)線(xiàn)工藝員、電子產(chǎn)品維修員、PCB板設(shè)計(jì)助理工程師、電路設(shè)計(jì)助理工程師等。簡(jiǎn)而言之，即培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德意識(shí)、精湛的專(zhuān)業(yè)技能和可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)與適應(yīng)能力的德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高素質(zhì)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

2.能力分解，設(shè)計(jì)課程體系。實(shí)際工作中應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)所面向的職業(yè)崗位對(duì)本專(zhuān)業(yè)的高職學(xué)生有一定的層次要求。一般高職學(xué)生在企業(yè)的首崗主要是生產(chǎn)線(xiàn)操作工，經(jīng)過(guò)1?3年后約50%的人員會(huì)轉(zhuǎn)崗到管理崗位，如設(shè)備維護(hù)、售后服務(wù)、運(yùn)行管理、質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)督、工藝管理、線(xiàn)段負(fù)責(zé)人等，在小型電子企業(yè)還有10%左右的人員會(huì)轉(zhuǎn)崗從事電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)工作。

因此，我們確定本專(zhuān)業(yè)的首崗為生產(chǎn)一線(xiàn)裝配工。目標(biāo)崗位—是生產(chǎn)線(xiàn)工藝員、質(zhì)檢員、現(xiàn)場(chǎng)管理者、產(chǎn)品售后服務(wù)人員，能從事相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用與服務(wù)工作；二是中小型電子企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)人員，能自主完成一般小型電子產(chǎn)品、協(xié)助完成中型電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和技術(shù)推廣，經(jīng)過(guò)3?5年的工作實(shí)踐后，可以成為企業(yè)的核心技術(shù)人員。我們對(duì)能力體系進(jìn)行了層次上和內(nèi)容上的分解，確定了知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)。

在此基礎(chǔ)上，我們以能力培養(yǎng)為主線(xiàn)，構(gòu)建以職業(yè)素質(zhì)課程和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)能力課程為基礎(chǔ)，專(zhuān)業(yè)核心能力課程為重點(diǎn)，提高專(zhuān)業(yè)拓展能力的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合的課程體系。實(shí)行三階段能力遞進(jìn)式人才培養(yǎng)模式，在課程設(shè)置上注重理論與實(shí)踐課程的融合，在人才培養(yǎng)的初期、中期和后期設(shè)置了電工技能實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品制作實(shí)訓(xùn)、電子電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品維修實(shí)訓(xùn)課程，分別側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的電子產(chǎn)品裝配、設(shè)計(jì)和維修等專(zhuān)業(yè)核心能力。在實(shí)踐課程中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以真實(shí)電子產(chǎn)品為載體，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試維修全過(guò)程，使教學(xué)過(guò)程與學(xué)生的工作過(guò)程相結(jié)合，通過(guò)選取的產(chǎn)品載體逐級(jí)增加難度和復(fù)雜程度，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的遞進(jìn)培養(yǎng)。

三、關(guān)于人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)的思考

1.注重課程的優(yōu)化和整合。高職教育的職業(yè)性、針對(duì)性和實(shí)用性要求課程設(shè)置瞄準(zhǔn)職業(yè)崗位群的實(shí)際需要，當(dāng)職業(yè)崗位群的職業(yè)技能要求由于經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展變化而發(fā)生變化時(shí)，專(zhuān)業(yè)課程和教學(xué)內(nèi)容也要隨之調(diào)整，這就要求我們要以職業(yè)崗位要求的素質(zhì)、知識(shí)、能力為構(gòu)架，對(duì)原學(xué)科體系課程進(jìn)行改造、整合和優(yōu)化，不斷調(diào)整、充實(shí)新的教學(xué)內(nèi)容。

第2篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

1. 大齊試驗(yàn)路路基加寬方案設(shè)計(jì)的比選

1.1 大齊試驗(yàn)路的基本概況

大齊公路位于黑龍江省西部松嫩平原301國(guó)道中段，屬于我國(guó)東北凍融交替區(qū)，春季干旱風(fēng)大，夏季短促多雨，秋季低溫早霜。大齊路沿線(xiàn)地勢(shì)平坦，草原、濕地和沼澤約占全線(xiàn)總長(zhǎng)的20%。其地質(zhì)條件主要屬于第四紀(jì)沉積層，地表土多為粉質(zhì)中液限黏土和中液限黏土、并間有弱堿性鹽漬土的交錯(cuò)分布，其下為圓礫土、砂礫土和粉質(zhì)黏土。地表排水不良，土壤含水量較大，對(duì)路基的穩(wěn)定性與工程施工均有較大的影響。

1.2 大齊試驗(yàn)路路基加寬方案設(shè)計(jì)

根據(jù)大齊路現(xiàn)有路況、水文地質(zhì)條件和可用的地方材料，綜合考慮各種因素對(duì)路基剛度差異、不均勻沉降、側(cè)向滑移和防水防滲的影響。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，分別在單側(cè)和雙側(cè)加寬地段各選擇了一個(gè)試驗(yàn)路段，共設(shè)計(jì)了7種方案進(jìn)行試驗(yàn)研究。其中，單側(cè)加寬試驗(yàn)路位于K74+600～K74+900，共3種方案；雙側(cè)加寬試驗(yàn)路位于K96+100～K96+400，共4種方案。

1.2.1 基本處治措施

⑴ 基底清淤與換填

舊路修筑時(shí)因就地取土而在路基邊坡外側(cè)形成了沿路線(xiàn)走向約1.5m深的積水溝，溝底堆積了大量的淤泥。因此，必須徹底清除邊溝內(nèi)的淤泥以提高路基基底強(qiáng)度，減小由此而造成的新舊路基間的不均勻沉降。邊溝清淤后換填天然砂礫，砂礫層頂面需高出常水位20cm以上，并在其上設(shè)置3%的橫向排水坡以利排水。

⑵ 臺(tái)階開(kāi)挖與構(gòu)筑

為增加新舊路基的整體穩(wěn)定性，在填筑前須先將舊路路基邊坡面開(kāi)挖成臺(tái)階狀。單側(cè)加寬部分第一級(jí)臺(tái)階寬350cm，高100cm，其上三級(jí)臺(tái)階的寬×高均為150cm×100cm。雙側(cè)加寬部分均開(kāi)挖成寬120cm，高分別為120cm、80cm、80cm的三級(jí)臺(tái)階。

1.2.2 舊路路基單側(cè)加寬方案

方案一(S1)：二灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+二灰。

在路基頂面以下1.0m范圍內(nèi)采用粉煤灰∶熟石灰=0.9∶0.1(質(zhì)量比)的比例均勻拌和后填筑，以構(gòu)成輕質(zhì)路堤。二灰作為輕質(zhì)路堤填料具有很好的工程性質(zhì)：其后期強(qiáng)度高、整體穩(wěn)定性好，能夠有效地減小新舊路基間的剛度差；其自重荷載小，能有效地減小路堤因自重荷載作用而產(chǎn)生的壓縮變形，對(duì)確保路基的容許工后沉降非常有利。

方案二(S2)：三層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。

土工合成材料（本試驗(yàn)路用土工網(wǎng)）加筋路堤不僅可以增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性，而且還可以使新加寬路基的強(qiáng)度和剛度得到很大的提高，從而可有效地減小新舊路基間的剛度差異。土工合成材料還具有減小新加寬路基的不均勻沉降和側(cè)向位移的作用，從而使得路基橫斷面上的沉降趨于均勻。

方案三(S3)：兩層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。

根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)路堤填方高度低于4.0m時(shí)，在新加寬路基中可只鋪設(shè)2層土工網(wǎng)。但考慮到行車(chē)荷載在新舊路基結(jié)合部的局部荷載作用和路基頂部可能產(chǎn)生的滑動(dòng)對(duì)路面的剪切作用，故在S2方案中鋪設(shè)了3層土工網(wǎng)以進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

1.2.3 舊路路基雙側(cè)加寬方案

方案一(D1)：粉質(zhì)土填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉質(zhì)土+不透水土工布+粉質(zhì)土+不透水土工布。

在粉質(zhì)土路堤的內(nèi)部和頂面各鋪設(shè)一層不透水土工布，可起加筋和隔離防滲的作用。由于不透水土工布的加筋作用可增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性好，減小路基的不均勻沉降；由于不透水土工布的隔離防滲作用，可防止墊層砂礫料的陷入，并能防止雨水浸入對(duì)路基的破壞，同時(shí)也可在一定的程度上減少路堤自身的壓縮變形。

方案二(D2)：粉煤灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉煤灰+二灰+不透水土工布。

D2方案的地質(zhì)條件相對(duì)較差，采用粉煤灰+二灰的輕質(zhì)填料填筑路堤，不僅可以降低新路堤自重，減小路堤的壓縮變形，而且還可以提高新路堤的強(qiáng)度和剛度，并可減小路基在行車(chē)荷載作用下的塑性累積變形。輕質(zhì)填料路堤同時(shí)起到了減小新舊路基間剛度差異和不均勻沉降的作用，從理論分析和工程實(shí)踐上來(lái)看，是舊路加寬方案中較為理想的一種綜合處治措施。

方案三(D3)：砂礫填筑方案，即：自基底換填至整個(gè)路堤全填天然砂礫。

由于天然砂礫的滲水性填料，可以很好地將浸入路堤中的雨水排出，同時(shí)天然砂礫也具有很高的強(qiáng)度和剛度，有利于減小新舊路基間的剛度差，并可減小路基在行車(chē)荷載作用下的塑性累積變形。但天然砂礫由于自重較大，使得地基和路堤可能在自重荷載作用下產(chǎn)生較大的沉降和壓縮變形，從而造成新舊路基間較大的不均勻沉降。

方案四(D4)：二灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉質(zhì)土+二灰+不透水土工布。

D4方案的地質(zhì)條件相對(duì)較好，采用粉質(zhì)土+二灰的半輕質(zhì)路堤，可使高新路堤的強(qiáng)度和剛度得到部分提高，并能減小一部分路堤的壓縮變形和塑性累積變形，可作為與其它加寬處治方案的對(duì)比試驗(yàn)。

2. 舊路加寬的地基沉降與路基穩(wěn)定性分析

在舊路加寬改造中，地基沉降和路基穩(wěn)定性分析無(wú)疑是非常重要的。沉降的處理就是在路基施工過(guò)程中加速因新修路基而引起的地基沉降，或者采取有效措施控制路基由于剪切變形而產(chǎn)生的側(cè)向位移，從而減小路基的工后沉降。對(duì)于穩(wěn)定性的處理則必須增大新修路堤及地基的強(qiáng)度，提高其抗剪切變形的能力。

由均質(zhì)粘性土填筑的路堤的穩(wěn)定性根據(jù)Fellenius滑動(dòng)圓弧法進(jìn)行分析，路堤坍塌破壞時(shí)，其滑動(dòng)面為一曲面，假定其為圓弧形，圓弧滑動(dòng)面的位置用4.5H法確定。土工合成材料的加筋作用按在常規(guī)的圓弧穩(wěn)定分析方法中增加一個(gè)拉力的辦法進(jìn)行考慮，把加筋力作為水平力施加于滑動(dòng)土體，來(lái)計(jì)算其穩(wěn)定性和確定加筋層數(shù)。

在舊路加寬改造工程中，由于新舊路基的固結(jié)程度不同，將會(huì)導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降，從而造成路面的開(kāi)裂破壞。因此，必須準(zhǔn)確掌握加寬路基的最終沉降量及固結(jié)度，并驗(yàn)算其剩余沉降量是否滿(mǎn)足工后沉降量的要求。在沉降分析中，可假定舊路路基下的地基已趨于完全固結(jié)，采用分層總和法計(jì)算新加寬部分路基的地基總沉降量。

3. 舊路加寬的路基土壓縮變形分析

路基土在其自重和路面結(jié)構(gòu)等靜荷載作用下的變形主要表現(xiàn)為土體的壓縮變形，可通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定土的相應(yīng)變形指標(biāo)，選取適宜的力學(xué)模型采用有限元法分析路基土的應(yīng)力狀態(tài)，從而得到路基與地基的總變形量、不均勻變形量、不均勻變形范圍以及變形與時(shí)間的變化關(guān)系等控制指標(biāo)。

在路基土壓縮變形的有限元法分析中，將新填筑的路基土視為彈塑性材料，采用鄧肯非線(xiàn)性模型。而將舊路路基視為彈性材料，將土工織物視為線(xiàn)彈性材料，按平面應(yīng)變問(wèn)題求解。其中，路基和地基采用平面四邊形等參單元、土工織物采用接觸面單元、路面結(jié)構(gòu)層采用彈性梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，假定土工織物與土體的界面間無(wú)相對(duì)位移，采用如此所示的有限元分析模型。

4. 路基土在行車(chē)荷載作用下塑性累積變形的探索分析

路基土作為一種非線(xiàn)性彈-塑性變形體，在行車(chē)荷載作用下除產(chǎn)生彈性變形外，還會(huì)產(chǎn)生部分不可恢復(fù)的塑性變形。塑性變形會(huì)隨著行車(chē)荷載作用而逐漸累積，在行車(chē)道中央輪跡帶范圍內(nèi)的路基土所承受的荷載較大，荷載作用次數(shù)也較多，因此產(chǎn)生的塑性累積變形也較其它位置要大，從而導(dǎo)致路基的不均勻變形。

路基土塑性累積變形可采用如下的計(jì)算方法：①沿深度方向?qū)⒙坊羷澐譃槿舾蓚€(gè)子層，運(yùn)用三變量塑性應(yīng)變方程分別計(jì)算各個(gè)子層的塑性應(yīng)變；②根據(jù)路基土某一子層塑性應(yīng)變的大小和厚度得出該層的塑性變形；③采用分層總和法將不同深度處各子層的塑性變形累加得到路基土頂面某一點(diǎn)處的塑性累積變形；④綜合考慮水平方向不同位置荷載在同一計(jì)算點(diǎn)所引起的塑性變形的疊加，得出路基土頂面某一點(diǎn)的最終塑性累積變形。

因此，可采用如下的計(jì)算公式進(jìn)行路基土的塑性累積變形的分析。

δp=∑δjp =∑∑εijphI=∑∑a(σijd/σis)m(Nl˙fj)bhi (i=1，2，…n； j=1，2，…p)

式中：δp——計(jì)算點(diǎn)處路基頂面總的塑性累積變形；

fj——第j個(gè)軸載作用位置，fj代表軸載在該位置出現(xiàn)的概率，共有p個(gè)作用位置；

δjp——第j個(gè)作用位置處的軸載在計(jì)算點(diǎn)處產(chǎn)生的塑性累積變形；

i——第i個(gè)計(jì)算子層，hI代表該子層的厚度，σis代表該子層土的靜態(tài)抗壓強(qiáng)度，共分n個(gè)子層；

εijp——處于j位置的軸載在第i個(gè)計(jì)算子層內(nèi)產(chǎn)生的平均塑性應(yīng)變；

σijd——處于j位置的軸載在第i個(gè)計(jì)算子層內(nèi)產(chǎn)生的平均偏應(yīng)力；

Ni——代表第l個(gè)車(chē)道累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)；

a，m，b——回歸系數(shù)，稱(chēng)為永久變形參數(shù)。

計(jì)算深度取決于容許誤差的大小，可通過(guò)控制應(yīng)力比(σd/σs)的衰減程度來(lái)確定。如可采用應(yīng)力比(σd/σs)的衰減至10%時(shí)的深度作為計(jì)算深度。如果取固定的計(jì)算深度和等層厚可使計(jì)算得到簡(jiǎn)化經(jīng)過(guò)這樣處理得出的計(jì)算結(jié)果仍能夠滿(mǎn)足要求。

5. 舊路加寬試驗(yàn)路的觀測(cè)測(cè)試

在舊路加寬改造工程中需進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)測(cè)試，以便掌握地基和路基的沉降與變形，以及路基土體內(nèi)應(yīng)力狀況。在試驗(yàn)路單側(cè)加寬段的每個(gè)橫斷面均埋設(shè)了6對(duì)沉降板和土壓力盒，雙側(cè)加寬段各埋設(shè)了5對(duì)沉降板和土壓力盒。

沉降板的埋設(shè)位置是根據(jù)觀測(cè)總沉降量、分層沉降量和橫向不均勻沉降的要求來(lái)確定的。埋設(shè)在天然原地面的沉降板主要用來(lái)測(cè)量地基的沉降量；埋設(shè)在加寬路基不同高度上的沉降板，主要用來(lái)測(cè)量新路基自身的分層沉降量；埋設(shè)在新路基橫斷面表層不同位置的沉降板，主要用來(lái)測(cè)量新路基表層的橫向不均勻沉降。

土壓力盒均埋設(shè)在沉降板的一側(cè)，可用來(lái)了解在路堤填筑過(guò)程中及路堤填筑完成后的土壓力變化狀況、沉降與土壓力間的相互關(guān)系等。

6. 結(jié)束語(yǔ)

⑴ 舊路加寬處治的方案很多，各種方案都具其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。在進(jìn)行具體的方案設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)各種方案進(jìn)行充分的研究，然后綜合考慮具體工程的地質(zhì)條件、道路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求、現(xiàn)場(chǎng)施工條件，以及對(duì)周?chē)h(huán)境的影響等因素，選擇最適宜的方案。

第3篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

[關(guān)鍵詞] 高職 網(wǎng)絡(luò) 培養(yǎng) 方案 職業(yè)崗位 典型工作任務(wù)

引 言

基于典型工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才培養(yǎng)模式是很多職業(yè)教育者研究的一個(gè)課題，旨在依托行業(yè)企業(yè)，校企共同研究人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的高技能性網(wǎng)絡(luò)人才。因此高職院校如何在國(guó)家高職教育的指導(dǎo)思想下，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展情況，教育水平，人才需求結(jié)構(gòu)，就業(yè)狀況等培養(yǎng)出與時(shí)俱進(jìn)的高素質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技能人才是網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的核心，同時(shí)也是高職院校必須面對(duì)的新挑戰(zhàn)。合理、科學(xué)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才培養(yǎng)方案就顯的尤為重要，它是我們培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才，組織教學(xué)的依據(jù)。

設(shè)計(jì)背景

1.網(wǎng)絡(luò)人才遍布在各行各業(yè)，就業(yè)面廣、社會(huì)需求量大

信息化已成為當(dāng)今世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要手段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息社會(huì)的運(yùn)行平臺(tái)和實(shí)施載體。在社會(huì)生產(chǎn)與人類(lèi)生活中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的全面延伸促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面發(fā)展。各行各業(yè)和人民生活的各個(gè)角落都會(huì)需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的人才。

近幾年許多高職院校在原計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上，發(fā)展成為設(shè)置獨(dú)立的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)，漢中、安康、商洛等市的高職院校80% 開(kāi)設(shè)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)。但計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)存在諸多共性問(wèn)題：定位不準(zhǔn)，受師資、實(shí)訓(xùn)條件限制，培養(yǎng)的人才知識(shí)滯后，職業(yè)技能不強(qiáng)，崗位適應(yīng)能力差。相對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)管理人才培養(yǎng)工作相對(duì)滯后。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、網(wǎng)頁(yè)制作、網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)發(fā)等方面的人才缺口巨大。

2.區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展戰(zhàn)略，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐環(huán)境

國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的總體目標(biāo)是：西部地區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力上一個(gè)大臺(tái)階，基礎(chǔ)設(shè)施更加完善，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系基本形成，建成國(guó)家重要的能源基地、資源深加工基地、裝備制造業(yè)基地和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地；發(fā)展目標(biāo)中提到，要做強(qiáng)、做大電子信息，新型能源和航空航天等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，提高現(xiàn)代制造業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。建設(shè)國(guó)家一流的電子信息產(chǎn)業(yè)基地；西部大開(kāi)發(fā)以及電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐環(huán)境，必然對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才有大量的需求。

3.本地區(qū)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高技能人才的規(guī)格要求和專(zhuān)業(yè)定位

隨著科技的發(fā)展，單一掌握某一專(zhuān)業(yè)的人才未必能夠在市場(chǎng)上立足，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所涉及的軟、硬件知識(shí)，具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)能力；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、操作、測(cè)試和維護(hù)能力；網(wǎng)絡(luò)管理信息系統(tǒng)的操作能力；快速跟蹤網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的能力，能真正把基礎(chǔ)理論知識(shí)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐能力合二為一的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、 操作等技術(shù)型人才和管理人才才是社會(huì)需要的“緊俏商品”。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)正是培養(yǎng)此類(lèi)人才。

通過(guò)調(diào)研漢中市及周邊地區(qū)的典型企業(yè)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的崗位需求進(jìn)行專(zhuān)業(yè)定位。其中主要走訪調(diào)研了以漢中四通公司為代表的信息產(chǎn)業(yè)；以漢中移動(dòng)、聯(lián)通公司為代表的通信運(yùn)營(yíng)業(yè)；以及漢中鋼鐵廠代表的制造業(yè)、政府機(jī)關(guān)和服務(wù)業(yè)等。這些行業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)搭建、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等高素質(zhì)技能性人才提出了崗位要求。

設(shè)計(jì)過(guò)程

通過(guò)行業(yè)企業(yè)市場(chǎng)調(diào)查等方式，確定人才培養(yǎng)目標(biāo)；召開(kāi)專(zhuān)家工人訪談會(huì)，確定典型工作任務(wù)；邀請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家參與，共同確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程；召開(kāi)專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)會(huì)議，校企共同制定專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案。通過(guò)企業(yè)調(diào)研分析，按照社會(huì)對(duì)高技能人才的需求，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位在：“建網(wǎng)”、“管網(wǎng)”、和“用網(wǎng)”。

參考《普通高等學(xué)校高職高專(zhuān)教育指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)目錄專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介》，參照國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)用人單位的崗位標(biāo)準(zhǔn)要求，確定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)所主要面向的職業(yè)崗位：網(wǎng)絡(luò)安全、信息對(duì)抗、網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)管理、IT產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、網(wǎng)站建設(shè)等。

1.依托行業(yè)企業(yè)，校企共同研究人才培養(yǎng)模式

根據(jù)企業(yè)崗位需求的統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)及安全管理員是大多數(shù)企事業(yè)單位普遍需要的職業(yè)崗位。校企合作，共同研究工學(xué)結(jié)合的以典型工作任務(wù)為主線(xiàn)的“證書(shū)性學(xué)習(xí)、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)、頂崗性實(shí)習(xí)”的三階段人才培養(yǎng)模式。

第一階段“證書(shū)性學(xué)習(xí)”是指三年制的第一年的學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是圍繞考取職業(yè)證書(shū)安排教學(xué)。主要取得勞動(dòng)部的職業(yè)資格證書(shū)，如：計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)（建網(wǎng)基礎(chǔ)）、網(wǎng)絡(luò)管理員（管網(wǎng)基礎(chǔ)）、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作（用網(wǎng)基礎(chǔ)）。以達(dá)到基本職業(yè)素質(zhì)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的入門(mén)水平，課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)以取得職業(yè)資格證書(shū)為標(biāo)準(zhǔn)。

第二階段“生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”是指三年制的第二年的學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是在校內(nèi)工廠化實(shí)訓(xùn)基地以“典型工程項(xiàng)目”安排教學(xué)。以達(dá)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的較高水平。

第三階段“頂崗性實(shí)習(xí)”是指三年制的第三年的學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是在校內(nèi)、外的企業(yè)頂崗工作。以達(dá)到專(zhuān)業(yè)應(yīng)具備的企業(yè)經(jīng)驗(yàn)和綜合素質(zhì)。在校內(nèi)安排企業(yè)真實(shí)性的專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)，在校外以實(shí)訓(xùn)基地為主，有計(jì)劃地安排頂崗實(shí)習(xí)。

2.在課程開(kāi)發(fā)方式上，探索建立“教師科研下企業(yè)，工程項(xiàng)目進(jìn)課堂，師徒方式傳技能，學(xué)生學(xué)習(xí)如上崗”的模式

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、校企互動(dòng)，由學(xué)校教師和企業(yè)專(zhuān)家共同開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)核心課程，突出課程的實(shí)踐性、開(kāi)放性和職業(yè)性，根據(jù)企業(yè)要求和技術(shù)發(fā)展變化及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生獲得的知識(shí)、技能真正滿(mǎn)足職業(yè)崗位的要求。強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生適應(yīng)能力。生產(chǎn)一線(xiàn)的高技能人才必須具備良好的創(chuàng)新能力。

召開(kāi)校企合作專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)會(huì)議，根據(jù)前階段的工作分析和成果，共同討論和初步確定了2010級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案框架體系。

人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)框架體系

1.確定職業(yè)崗位

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)為試點(diǎn)，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以職業(yè)能力為核心，以體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合為特點(diǎn)，以職業(yè)分析和典型工作任務(wù)為課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以真實(shí)工作任務(wù)為載體。校企合作，確定其面向的職業(yè)和職業(yè)崗位，初步提出培養(yǎng)目標(biāo)。

2.典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)

典型工作任務(wù)指職業(yè)活動(dòng)中具有代表性的職業(yè)行動(dòng)，并能反映該職業(yè)本質(zhì)特征的工作過(guò)程，它反映了該職業(yè)的典型工作內(nèi)容和形式，應(yīng)包括完成一項(xiàng)任務(wù)的計(jì)劃、實(shí)施和評(píng)估等完整的過(guò)程。在該步驟中，確定該職業(yè)的典型工作任務(wù)，以便對(duì)該職業(yè)進(jìn)行準(zhǔn)確地分析，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行課程開(kāi)發(fā)。再根據(jù)三級(jí)能力的培養(yǎng)思路和職業(yè)養(yǎng)成規(guī)律，由淺入深安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，并由企業(yè)實(shí)際工作提煉出小型企業(yè)級(jí)局域網(wǎng)組建、網(wǎng)絡(luò)工程測(cè)試與驗(yàn)收、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝與調(diào)試等16個(gè)典型工作任務(wù)。

3.基于工作過(guò)程的課程設(shè)計(jì)方案

職業(yè)教育的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程是工作過(guò)程導(dǎo)向的課程方案。是一個(gè)由職業(yè)能力描述的學(xué)習(xí)目標(biāo)、工作任務(wù)描述的學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)踐理論綜合的學(xué)習(xí)時(shí)間三部分構(gòu)成的學(xué)習(xí)單元。它是根據(jù)專(zhuān)業(yè)對(duì)應(yīng)工作崗位及崗位群實(shí)施典型工作任務(wù)分析歸納到行動(dòng)領(lǐng)域，根據(jù)認(rèn)知及職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)領(lǐng)域(即：課程)，再根據(jù)完整思維及職業(yè)特征分解學(xué)習(xí)領(lǐng)域?yàn)橹黝}學(xué)習(xí)單元即進(jìn)行學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)領(lǐng)域表現(xiàn)形式是由若干個(gè)學(xué)習(xí)情境構(gòu)成，因此設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境將是課程改革的核心和難點(diǎn)。學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)置的原則：一是每一學(xué)習(xí)領(lǐng)域都是完整的工作過(guò)程；二是各學(xué)習(xí)領(lǐng)域排序要遵循職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律；三是各學(xué)習(xí)領(lǐng)域排序要符合學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，所有學(xué)習(xí)領(lǐng)域組成生產(chǎn)或經(jīng)營(yíng)過(guò)程。

根據(jù)專(zhuān)業(yè)對(duì)應(yīng)工作崗位及崗位群實(shí)施典型工作任務(wù)分析歸納到行動(dòng)領(lǐng)域，根據(jù)認(rèn)知及職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)領(lǐng)域(即：課程)，再根據(jù)完整思維及職業(yè)特征分解學(xué)習(xí)領(lǐng)域?yàn)橹黝}學(xué)習(xí)單元即進(jìn)行學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)領(lǐng)域表現(xiàn)形式是由若干個(gè)學(xué)習(xí)情境構(gòu)成。我們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位為：“建網(wǎng)”、“管網(wǎng)”、“用網(wǎng)”。

4.課程體系結(jié)構(gòu)

典型工作任務(wù)的實(shí)施是有嚴(yán)格的條件限制的，需要有成熟的課程載體、規(guī)范的工作崗位或?qū)嵱?xùn)中心，熟練的指導(dǎo)教師等條件的支撐。就我們目前的教學(xué)環(huán)境來(lái)說(shuō)，尚不具備這樣的條件。所以我們提出“平臺(tái)+學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程”的構(gòu)想，兼容當(dāng)前的教育環(huán)境和教學(xué)條件，保證學(xué)生多元發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的能力，在第一學(xué)年奠定一個(gè)基礎(chǔ)和平臺(tái)，從第三學(xué)期開(kāi)始采用純粹的典型工作任務(wù)模式的構(gòu)想。

5.教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)

完成了上述步驟之后，編制教學(xué)計(jì)劃表，課程開(kāi)設(shè)順序與周課時(shí)安排可根據(jù)實(shí)際情況自行確定。當(dāng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域與學(xué)習(xí)情境的幅度大時(shí)，或因校企合作、工學(xué)結(jié)合需要，按常規(guī)教學(xué)周無(wú)法很好實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，可對(duì)3年6學(xué)期制進(jìn)行變革。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)核心課程實(shí)施方案

學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間所學(xué)的教學(xué)計(jì)劃開(kāi)出的課程，在能力考核上實(shí)施“以認(rèn)證代考試”、“以競(jìng)賽代考試”、企業(yè)實(shí)踐考核與學(xué)?？己讼嘟Y(jié)合等方式；在課程考核上采用“開(kāi)卷+閉卷”、“筆試+口試”、“實(shí)際操作+答辯”、社會(huì)調(diào)研報(bào)告、企業(yè)實(shí)踐與學(xué)校考核相結(jié)合等形式，以提高學(xué)生綜合能力，考核成績(jī)逐期載入學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)登記表，畢業(yè)時(shí)歸入本人檔案具體歸結(jié)為：通過(guò)兩種方法來(lái)考核，一是教考分離，通過(guò)國(guó)際、國(guó)內(nèi)認(rèn)證考試，二是形成性考核。

教學(xué)條件配置

1.師資要求

師資隊(duì)伍是保證人才培養(yǎng)質(zhì)量的首要條件，因此實(shí)施本人才培養(yǎng)方案對(duì)教師的數(shù)量和素質(zhì)有一定的要求。

（1）具備本專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)大學(xué)本科以上學(xué)歷。

（2）從事實(shí)踐教學(xué)的主講教師要具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、管理、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和信息安全專(zhuān)業(yè)中級(jí)以上的IT認(rèn)證資格證書(shū)或工程師資格。

（3）信息系統(tǒng)工程工作過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，專(zhuān)業(yè)至少有一名教師有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，能夠帶領(lǐng)學(xué)生完成實(shí)際項(xiàng)目，若能請(qǐng)企業(yè)兼職教師承擔(dān)則更好。

（4）教師“雙師”素質(zhì)的比例要達(dá)到80%以上。

（5）專(zhuān)任教師與學(xué)生比例1:25左右，校外實(shí)訓(xùn)基地指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)的企業(yè)兼職教師的比例不低于80%。

2.教學(xué)設(shè)備配置

（1）校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室

支撐實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃所需校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的基本要求包括“網(wǎng)絡(luò)集成實(shí)訓(xùn)室”和“網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)室”，輔以2個(gè)普通多媒體機(jī)房，可以滿(mǎn)足每屆招生1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)班（40人）的實(shí)訓(xùn)基本要求。出于安全等原因，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)環(huán)境不會(huì)輕易讓學(xué)生使用，校內(nèi)實(shí)訓(xùn)環(huán)境應(yīng)盡量擴(kuò)大規(guī)模和覆蓋面，以保障實(shí)訓(xùn)需要。條件許可時(shí)，應(yīng)跟隨技術(shù)發(fā)展，增加安全、無(wú)線(xiàn)、IP語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等實(shí)訓(xùn)環(huán)境，盡量貼近實(shí)際工作環(huán)境。

（2）校外實(shí)訓(xùn)基地

校外實(shí)訓(xùn)基地包括從事系統(tǒng)集成、信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等領(lǐng)域的企業(yè)和事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)信息中心。最需要真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開(kāi)展“網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)”實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)卻很難在企業(yè)進(jìn)行，“綜合布線(xiàn)技術(shù)與施工”須借助網(wǎng)絡(luò)工程類(lèi)企業(yè)開(kāi)展實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)。由于行業(yè)的特殊性，除從事網(wǎng)絡(luò)工程和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的少部分企業(yè)能一次接納多人外，一般企業(yè)接收的學(xué)生數(shù)目也就1到2個(gè)，且不會(huì)每年接納，因此校外實(shí)訓(xùn)基地最好能夠達(dá)到每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)班級(jí)（40人）4個(gè)以上，并盡可能多。

總 結(jié)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，專(zhuān)業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革需要先進(jìn)的思想指導(dǎo)，更需要科學(xué)合理的方法，需校企合作，走工學(xué)合作之路，同時(shí)要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和教育水平，制定出切實(shí)可行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才培養(yǎng)方案。

參考資料：

[1]普通高等學(xué)校高職高專(zhuān)教育指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)目錄課題組.普通高等學(xué)校高職高專(zhuān)教育指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)目錄專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介[M].中國(guó)高職高專(zhuān)教育網(wǎng)，2005，2.

[2]歐盟Asia-Link項(xiàng)目“關(guān)于課程開(kāi)發(fā)的課程設(shè)計(jì)”課題組.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2007.

第4篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

關(guān)鍵詞 霧霾路段 電動(dòng)自行車(chē) 車(chē)速控制 裝置 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

電機(jī)控制單元ECU是電動(dòng)自行車(chē)自動(dòng)限速裝置的控制中心，其功能是是通過(guò)GP2Y1010AU夏普粉塵傳感器對(duì)大氣PM2.5濃度值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)PM2.5的濃度值來(lái)判斷電機(jī)是否要自動(dòng)減速。5V直流電機(jī)控制單元由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、測(cè)速電路、參數(shù)顯示電路等組成。

設(shè)計(jì)中選擇了GP2Y1010AU夏普粉塵傳感器進(jìn)行PM2.5濃度值的測(cè)量，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將粉塵傳感器收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可讀的數(shù)字信號(hào)。另外用光電傳感器檢測(cè)5V直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，將PM2.5的濃度值與5V直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速顯示在1602液晶顯示屏上。一旦PM2.5濃度值達(dá)到100eg/m3以上，5V直流電機(jī)立即減速，以達(dá)到安全行駛的目的，并使駕駛?cè)藛T盡可能少吸入大氣中的細(xì)小顆粒物。

2系統(tǒng)主要器件選型及簡(jiǎn)介

2.1 GP2Y1010AUOF粉塵傳感器

GP2Y1010AUOF粉塵傳感器是日本夏普公司生產(chǎn) 的一款光學(xué)空氣質(zhì)量傳感器。它被設(shè)計(jì)用來(lái)感應(yīng)空氣中的塵埃粒子，其內(nèi)部對(duì)角安放著紅外線(xiàn)發(fā)光二極管和光電晶體管，使得其能夠探測(cè)到空氣中塵埃反射光，即使非常細(xì)小的如煙草煙霧顆粒也能夠被檢測(cè)到。由于它可測(cè)量0.8微米以上的微小粒子，感知煙草產(chǎn)生的煙氣和花粉，房屋粉塵等，又具有體積小，重量輕，便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于空氣清新機(jī)，換氣空調(diào)，換氣扇等產(chǎn)品，尤其是在空氣凈化系統(tǒng)中應(yīng)用。

（1）關(guān)于PM2.5傳感器的檢出方法

GP2Y1010AU插上電源后1秒內(nèi)會(huì)穩(wěn)定、正常地運(yùn)作，可以進(jìn)行檢出。對(duì)GP2Y1010AU輸出電壓的絕對(duì)值，并不是判定檢出的有無(wú)，我們推薦的使用方法是：無(wú)塵時(shí)，從輸出電壓的變化量來(lái)做判定。另外，更甚者可以根據(jù)輸出電平時(shí)間上的變化來(lái)對(duì)檢出對(duì)象物的種別進(jìn)行判別。關(guān)于一般被采用的灰塵和煙的判別方法，作如下說(shuō)明。

（2）關(guān)于PM2.5傳感器的灰塵和煙的判別方法

從輸出電平的大小的變化及輸出電平時(shí)間的變化來(lái)看，可以知道檢出對(duì)象物是什么?，F(xiàn)在，對(duì)灰塵和煙檢出時(shí)輸出的區(qū)別，作如下說(shuō)明。一般，香煙的煙是細(xì)微粒子，密度高，會(huì)擴(kuò)散式的大范圍漂移。與此相比，灰塵是一個(gè)一個(gè)大顆粒，密度低，斷斷續(xù)續(xù)式的進(jìn)入灰塵傳感器的檢出領(lǐng)域。煙是連續(xù)的表現(xiàn)出較高的輸出電壓，灰塵是間隔的表現(xiàn)出較高的輸出電壓。因此，根據(jù)傳感器的輸出電壓值（發(fā)光素子和已同期的脈沖輸出電壓值）在時(shí)間上的推移向微機(jī)軟件的讀取，是否無(wú)塵/是否有煙/是否有灰塵，不管是哪種狀態(tài)，及空氣污染的程度是多少，都可以進(jìn)行檢出。

另外，以前的舊機(jī)種GP2U05/06根據(jù)峰值保持電路，時(shí)定數(shù)較大，由于起落的應(yīng)答時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于單個(gè)的灰塵，也有難以檢出的情況發(fā)生。

2.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器――ADC0832

在單片機(jī)的實(shí)時(shí)測(cè)量和智能化儀表等系統(tǒng)中，常需要將檢測(cè)的連續(xù)變化的模擬量如溫度、壓力、流量、速度等轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。單片機(jī)對(duì)這些數(shù)字量進(jìn)行處理后再對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。本模擬設(shè)計(jì)中需要對(duì)PM2.5傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行下一步控制。本模擬設(shè)計(jì)使用ADC0832芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)。

ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電壓輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32eS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。

2.3光電傳感器

光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，因此在檢測(cè)和控制領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

由于采用光電傳感器，可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。光電式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表比較容易作為高頻脈沖頻率傳感器。例如，可在每轉(zhuǎn)中發(fā)出幾萬(wàn)脈沖，因此分辨率高，可測(cè)極低的轉(zhuǎn)速，測(cè)量范圍幾乎可從零轉(zhuǎn)開(kāi)始。光電傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而本設(shè)計(jì)中選用了光電傳感器。

本系統(tǒng)中主要使用光電傳感器進(jìn)行速度的檢測(cè)。設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮從脈沖式光電轉(zhuǎn)速傳感器的透射式和反射式兩種中進(jìn)行選擇，因?yàn)槊}沖式光電轉(zhuǎn)速傳感器多用于光電計(jì)數(shù)和光電式轉(zhuǎn)速測(cè)量等場(chǎng)合。又由于透射式光電傳感器比反射式光電傳感器的測(cè)量精度高及使用場(chǎng)合，最終選擇透射式光電傳感器作為本系統(tǒng)檢測(cè)速度的傳感器。

參考文獻(xiàn)

第5篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

電子電路教學(xué)的開(kāi)展，為計(jì)算機(jī)軟件和電路設(shè)計(jì)應(yīng)用的結(jié)合提供了發(fā)展前提，這也為我國(guó)電子電路技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中軟件應(yīng)用意義探討

在電子電路的實(shí)際設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中，電路結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì)仿真測(cè)試已成為當(dāng)下最具有效性的技術(shù)，加之越來(lái)越多的電子電路設(shè)計(jì)者選擇運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)電子電路設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，這就使計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用在電子電路的設(shè)計(jì)中具有十分重要的意義。計(jì)算機(jī)軟件提供的軟件仿真功能為電子電路的方案設(shè)計(jì)提供了有力的參考，學(xué)生能夠利用軟件進(jìn)行對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路方案進(jìn)行仿真，并通過(guò)對(duì)比方案設(shè)計(jì)與當(dāng)真結(jié)果對(duì)具體內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，這在幫助學(xué)生完善仿真方案的同時(shí)，也進(jìn)一步鞏固了其對(duì)知識(shí)的掌握，提升了電路設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和處理問(wèn)題的能力。與傳統(tǒng)形式的電路測(cè)量檢驗(yàn)方式不同，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用僅需要將電路接口連接到實(shí)驗(yàn)箱，通過(guò)程序調(diào)試模擬實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，以更為高效率的檢測(cè)出電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。軟件應(yīng)用在為電子電路設(shè)計(jì)提供仿真環(huán)境的同時(shí)，也能夠在學(xué)生的電子理論學(xué)習(xí)中起到極大的輔助作用。在電子電路教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，課程理論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)電路知識(shí)的理性認(rèn)知，而在電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用檢測(cè)過(guò)程中，由于校園客觀環(huán)境的限制，電路的檢驗(yàn)與應(yīng)用通常無(wú)法得到充分開(kāi)展，而利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)則能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)電路設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)和校正，使得學(xué)生能夠在真正意義上掌握電子電路設(shè)計(jì)課程中的研究方法。

3各類(lèi)軟件在電子電路教學(xué)中的具體運(yùn)用

3.1CAD軟件在電子電路教學(xué)中的應(yīng)用

CAD軟件系統(tǒng)是當(dāng)下電路設(shè)計(jì)軟件中圖形設(shè)計(jì)功能作為全面的應(yīng)用軟件，其在電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用也十分廣泛。在電路設(shè)計(jì)教學(xué)的開(kāi)展中，CAD軟件為課程開(kāi)展提供了繪圖，幾何造型以及特征計(jì)算等功能，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師能夠通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行元件設(shè)計(jì)，是學(xué)生進(jìn)一步掌握不同電路元件的功能，并以此為基礎(chǔ)，使學(xué)生利用不同元件的特性進(jìn)行電路的功能設(shè)計(jì)。CAD軟件在為電路教學(xué)設(shè)置元件設(shè)計(jì)功能的同時(shí)，也自帶有元件庫(kù)，電路的實(shí)際設(shè)計(jì)可以直接對(duì)元件進(jìn)行調(diào)用，這也能夠有效節(jié)約電路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)間。在利用該軟件開(kāi)展教學(xué)時(shí)，教師還要強(qiáng)調(diào)實(shí)際元件和虛擬元件的區(qū)別，并通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中著重強(qiáng)調(diào)，以保證學(xué)生實(shí)際電路連接的準(zhǔn)確性和安全性。

3.2EWB軟件在教學(xué)中的具體應(yīng)用分析

EWB計(jì)算機(jī)軟件是一種用于電路設(shè)計(jì)與仿真的EDA工具軟件，與CAD軟件不同，EWB軟件中包含更多的高品質(zhì)模擬電路元件和組件模型。教師在開(kāi)展電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)能夠在元件調(diào)用的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用軟件進(jìn)行多種功能仿真，如對(duì)以連接的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行交流頻率特性分析，靜態(tài)分析和參數(shù)掃描分析等。EWB軟件主要結(jié)構(gòu)包括函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和仿真電路模板等，學(xué)生能夠在課程設(shè)計(jì)中通過(guò)元件調(diào)用和參數(shù)整合，完成電路設(shè)計(jì)，并通過(guò)將電路系統(tǒng)調(diào)用與仿真模板中，對(duì)其進(jìn)行功能測(cè)試。在電路仿真教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)首先開(kāi)展信號(hào)發(fā)生器教學(xué)，使得學(xué)生能夠依據(jù)實(shí)際電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)，以此保證電子電路結(jié)構(gòu)仿真結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和有效性。

3.3PSPICE仿真軟件在電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

作為現(xiàn)階段不同類(lèi)型電路分析與設(shè)計(jì)仿真軟件之一，PSPICE軟件具有十分優(yōu)越的實(shí)用性能。該軟件主要包括電子線(xiàn)路仿真，圖形方式輸出，模擬計(jì)算電路功能和網(wǎng)表生成等功能，不僅能夠?qū)δM電子線(xiàn)路進(jìn)行仿真與模式實(shí)驗(yàn)，也能夠與實(shí)體電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接并開(kāi)展模擬仿真。在電子電路的設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師要將課程演示重點(diǎn)放在利用PSPICE軟件模擬連接電路上，使學(xué)生能夠在掌握元件參數(shù)的基礎(chǔ)上，更為全面的掌握電路波形和電壓電流值的檢測(cè)方法。PSPICE仿真軟件的應(yīng)用，也為電路設(shè)計(jì)教學(xué)中元件參數(shù)的優(yōu)化提供了科學(xué)有效的途經(jīng)，教師通過(guò)對(duì)比軟件中不同模擬元件的功能，以選擇靈敏度高和容差關(guān)系穩(wěn)定的軟件開(kāi)展教學(xué)，這能夠極大的優(yōu)化電路設(shè)計(jì)中的元件參數(shù)，并使得電子電路設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量得到有效提升。

4結(jié)束語(yǔ)

第6篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì)；應(yīng)用型人才；課程改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）14-0059-02

一、引言

在過(guò)去的20多年來(lái)，中國(guó)教育實(shí)現(xiàn)兩大歷史性跨越。第一是實(shí)現(xiàn)了基本普及義務(wù)教育，基本掃除青壯年文盲的目標(biāo)；第二是中國(guó)高等教育開(kāi)始邁入大眾化階段，高教毛入學(xué)率達(dá)到17%。據(jù)《2012年中國(guó)大學(xué)生就業(yè)報(bào)告》顯示[1]，在2011年畢業(yè)的大學(xué)生中，有近57萬(wàn)人處于失業(yè)狀態(tài)，10多萬(wàn)人選擇“啃老”；即使工作一年的人，對(duì)工作的滿(mǎn)意率也只有47%。2012年，全國(guó)普通高校畢業(yè)生規(guī)模達(dá)到680萬(wàn)人，畢業(yè)人數(shù)再創(chuàng)新高，大學(xué)生將面臨越來(lái)越沉重的就業(yè)壓力。面對(duì)這樣的困境，國(guó)家相關(guān)部分提出了一系列的舉措，其中對(duì)本科畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo)逐漸向應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)變[2-4]。集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，已成為當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。本文將在對(duì)集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，以北京信息科技大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置為例，介紹面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)地集成電路設(shè)計(jì)本科課程現(xiàn)階段存在的問(wèn)題并給出相關(guān)可行的改革方案。

二、集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)

進(jìn)入本世紀(jì)后，我國(guó)的集成電路發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計(jì)需求劇增。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，國(guó)家開(kāi)始加大推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的本科教學(xué)工作[5]。經(jīng)過(guò)十年多的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特色也越來(lái)越明顯。

首先，集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求高。隨著工藝的不斷進(jìn)步，集成電路芯片的尺寸不斷下降，芯片功能不斷增強(qiáng)，功耗越來(lái)越低，速度越來(lái)越快。但隨著器件尺寸的不斷下降，組成芯片的最基本單元――“器件”的高階特性對(duì)電路性能的影響越來(lái)越大。除了器件基礎(chǔ)，電路設(shè)計(jì)人員同時(shí)還需要了解后端電路設(shè)計(jì)相關(guān)的版圖、工藝、封裝、測(cè)試等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，而這些流程環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，很難想象芯片能正常工作[6]。因此，對(duì)于一個(gè)合格的電路設(shè)計(jì)人員，深厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是必不可少的。

其次，集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)需要學(xué)生對(duì)各種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具熟悉，實(shí)踐能力強(qiáng)。隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具的不斷發(fā)展，在電路設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段，電路設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成電路設(shè)計(jì)的部分或全部的相關(guān)內(nèi)容。另一方面，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具的相關(guān)比較多，即使是同一家公司的同一種軟件的更新速度相當(dāng)快，集成電路設(shè)計(jì)工具種類(lèi)繁多，而且沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)這對(duì)集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)增加了很大的難度。

再次，集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)教學(xué)工作量大。正如前面所介紹，要完成一個(gè)電路芯片的設(shè)計(jì)，需要電路設(shè)計(jì)人員需要了解從器件基礎(chǔ)到電路搭建、電路仿真調(diào)試、版圖、工藝、封裝、測(cè)試等相關(guān)知識(shí)，同時(shí)還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉各種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具的使用。所有相關(guān)內(nèi)容對(duì)集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求，但從現(xiàn)有的情況看，相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課時(shí)數(shù)目難以改變，所以在有限的課時(shí)內(nèi)如何合理分配教學(xué)內(nèi)容是集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教師重要的工作。

最后，集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)對(duì)配套的軟、硬件平臺(tái)要求高，投入資金成本高。從現(xiàn)有的情況看，國(guó)際上有4大集成電路設(shè)計(jì)EDA公司，還有很多中、小型EDA公司。每個(gè)公司的產(chǎn)品各不相同，即使針對(duì)相同的電路芯片，設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具也各不相同。在硬件方面，軟件的安裝通常在高性能的服務(wù)器上，因此，硬件方面的成本也很高。軟硬件方面的成本嚴(yán)重地阻礙了國(guó)內(nèi)很多高等院校的集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展。

三、集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置及存在的問(wèn)題

在集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置方面，不同的學(xué)校的課程設(shè)置各不相同。但總的來(lái)說(shuō)可以分為三類(lèi)：基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課和選修課。在三類(lèi)課程的設(shè)置方面，每個(gè)學(xué)校的定義各不相同，主要是根據(jù)本校集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的側(cè)重點(diǎn)不同而有所區(qū)別。從國(guó)內(nèi)幾大相關(guān)院校的課程設(shè)置看，基礎(chǔ)課主要包括：《固體物理》、《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》等；專(zhuān)業(yè)課主要包括：《模擬集成電路設(shè)計(jì)》、《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》、《信號(hào)處理》、《高頻電路》等；選修課主要包括：《集成電路EDA》、《集成電路芯片測(cè)試》、《集成電路版圖設(shè)計(jì)》、《集成電路封裝》等。

從現(xiàn)有的課程設(shè)置可以看到，針對(duì)國(guó)家應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，現(xiàn)有的課程設(shè)置還存在很多問(wèn)題，具體地說(shuō)：

首先，課程設(shè)置偏于理論課程，實(shí)踐內(nèi)容缺乏，不符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求。從上面的課程設(shè)置情況可以看到，各大高校在課程安排方面都側(cè)重于理論教學(xué)，缺乏實(shí)踐內(nèi)容。比如：《模擬集成電路設(shè)計(jì)》課程總學(xué)時(shí)為48，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際需求，難以在短短8學(xué)時(shí)內(nèi)完成模擬集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)。雖然集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)對(duì)于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求寬廣，但并不深厚，因此，浪費(fèi)太多時(shí)間在每個(gè)設(shè)計(jì)流程相關(guān)的理論知識(shí)的闡述是不合適的，也不符合我國(guó)大學(xué)生的現(xiàn)狀。

其次，實(shí)踐活動(dòng)不能與集成電路設(shè)計(jì)業(yè)界實(shí)際需要相結(jié)合，實(shí)踐內(nèi)容沒(méi)有可行性。從目前各大高等院校的課程內(nèi)容方面調(diào)研結(jié)果表明，對(duì)于本科教學(xué)情況，90%以上的實(shí)踐內(nèi)容都是教師根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)置一些簡(jiǎn)單可行的小電路，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容按相關(guān)步驟操作即可完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單、重復(fù)，與集成電路設(shè)計(jì)業(yè)界實(shí)際需要完全不相關(guān)，這對(duì)學(xué)生以后的就業(yè)、擇業(yè)意義不大。

最后，沒(méi)有突現(xiàn)學(xué)校的專(zhuān)業(yè)特色，不適于當(dāng)今社會(huì)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)界對(duì)本科畢業(yè)生的要求。但在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電子信息產(chǎn)業(yè)界，如果想要畢業(yè)生擇業(yè)或者就業(yè)時(shí)有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，各大高校需要有自己的專(zhuān)業(yè)特色，但現(xiàn)在各個(gè)高校的現(xiàn)狀仍然是“全面發(fā)展，沒(méi)有特色”。這對(duì)于地方高校的集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生是一個(gè)劣勢(shì)。

四、面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的課程改革

針對(duì)上面闡述的相關(guān)問(wèn)題，本文給出了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程改革的幾點(diǎn)方案，具體地說(shuō)：

首先，削減理論課的課時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例。理論課時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)踐課時(shí)是當(dāng)今大學(xué)生教育的一個(gè)重要弊端，這也直接導(dǎo)致了大學(xué)生動(dòng)手能力差、實(shí)踐活動(dòng)參與度低、分工合作意識(shí)薄弱。而在不增加授課學(xué)時(shí)的前提下要改變這一現(xiàn)象，唯一的方法就是改變授課內(nèi)容，適當(dāng)削減理論課的課時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比例。這樣既能滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)于本科畢業(yè)生應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，也符合創(chuàng)新型本科生的特點(diǎn)。

其次，積極推進(jìn)“校企聯(lián)合辦學(xué)”，讓學(xué)生更早接觸業(yè)界發(fā)展，指導(dǎo)擇業(yè)、就業(yè)。正如前面介紹，現(xiàn)在各大高等院校的教學(xué)內(nèi)容理論性太強(qiáng)，學(xué)生在大學(xué)四年學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相脫離。這也造成很大一部分本科畢業(yè)生在入職后的第一年難以進(jìn)入工作狀態(tài)，工作效率差，影響后面學(xué)生的就業(yè)、擇業(yè)。如果能在學(xué)生在校期間，比如大學(xué)三年級(jí)或更早，推進(jìn)“校企聯(lián)合辦學(xué)”，使學(xué)生更早了解到業(yè)界真正工作模式以及業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)，這對(duì)于學(xué)生后續(xù)進(jìn)入工作非常有利，同時(shí)也能推進(jìn)學(xué)校科研工作。

最后，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。這里的教學(xué)資源，除了包括授課筆記、教案、教學(xué)講義外還包括高水平教師。雖然現(xiàn)在高等教育研究相關(guān)機(jī)構(gòu)也開(kāi)設(shè)了一些青年教師課程培訓(xùn)相關(guān)內(nèi)容，但真正取得的成效還相對(duì)比較小。另外，針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，跟隨業(yè)界發(fā)展的相關(guān)知識(shí)更新較快，配套的軟硬件代價(jià)較高，如果能實(shí)現(xiàn)高校軟硬件教學(xué)資源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，這將更有利于提高畢業(yè)生的整體水平。

五、結(jié)論

本文詳細(xì)分析面對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，并在對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)調(diào)研基礎(chǔ)上給出集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課、選修課課程的內(nèi)容以及教學(xué)方式情況，指出面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)在課程設(shè)置方面存在的問(wèn)題。同時(shí)，文章給出了在當(dāng)今大學(xué)生招生人數(shù)劇增情況下，如何合理安排集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程的方案從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) 存在問(wèn)題 改革措施

《PROTEL電路設(shè)計(jì)》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力有重要的作用。目前各大高職院校已探索出適合自己特點(diǎn)的獨(dú)特教學(xué)方法和管理手段，并取得了一定的成績(jī)。但一些專(zhuān)業(yè)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上不盡合理，《PROTEL電路設(shè)計(jì)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在著許多問(wèn)題，因此，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

1.1 專(zhuān)業(yè)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不夠

一些專(zhuān)業(yè)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不夠，把它當(dāng)作掌握書(shū)本知識(shí)的輔助教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性不高，實(shí)驗(yàn)的興趣降低，直接導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力差；不考慮實(shí)驗(yàn)課本身的教學(xué)規(guī)律及其對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更不說(shuō)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排不盡合理

《PROTEL電路設(shè)計(jì)》的實(shí)驗(yàn)，只是在電腦中畫(huà)出電路原理圖，再制作PCB圖，學(xué)生只是掌握了PROTEL的基本操作和基本技能，對(duì)學(xué)習(xí)本課程的目的不明確，影響了學(xué)習(xí)效果。

1.3 沒(méi)有和其它相關(guān)課程進(jìn)行有效的聯(lián)系

《PROTEL電路設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)目的：是通過(guò)前面所學(xué)的電子技術(shù)、電路分析和電路設(shè)計(jì)等課程，設(shè)計(jì)出電路圖后，然后通過(guò)PROTEL這個(gè)操作平臺(tái)，畫(huà)出原理圖和PCB圖，制作出電子產(chǎn)品。而很多的教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，都沒(méi)有和所學(xué)過(guò)的課程進(jìn)行有效的聯(lián)系，使學(xué)生缺乏創(chuàng)造性，沒(méi)有給他們提供足夠的發(fā)展空間。

1.4 采用傳統(tǒng)陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

教師給出實(shí)驗(yàn)題目，講解后，學(xué)生按部就班地操作，使學(xué)生的思維能力受到了限制，創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力得不到培養(yǎng)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施

由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著如此多的不足，筆者經(jīng)過(guò)不斷的探索、改進(jìn)和創(chuàng)新，總結(jié)出一套實(shí)驗(yàn)方法，讓學(xué)生積極地參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，主動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，收到了良好的效果。

2.1 確立以培養(yǎng)能力為主的思想，改革考核制度。

高職高專(zhuān)培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)是面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線(xiàn)的高級(jí)技能型應(yīng)用人才。因此，必須正確認(rèn)識(shí)傳授知識(shí)和培養(yǎng)能力的關(guān)系，確立以理論夠用為準(zhǔn)則，將培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神放在更重要的位置上，充分地認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)比理論教學(xué)具有更重要的地位。甚而根據(jù)內(nèi)容的需要，先進(jìn)行實(shí)踐操作，確立了感性認(rèn)識(shí)以后，再學(xué)習(xí)理論知識(shí)，有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力；而且還可激發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在此基礎(chǔ)上，改革考核制度，采用上機(jī)考試，督促師生更加重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

2.2 采用分層次實(shí)踐教學(xué)。

分層次實(shí)踐教學(xué)包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面，學(xué)生的分層次，另一方面，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分層次。針對(duì)不同層次的學(xué)生，分別進(jìn)行基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)這種“分層次實(shí)踐教學(xué)”的改革方案，學(xué)生只有完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以后，才能進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生加深對(duì)理論課程內(nèi)容的理解，PROTEL主要培養(yǎng)學(xué)生掌握基本操作和基本技能，能夠熟練地繪制電路原理圖和PCB圖，其內(nèi)容應(yīng)盡量覆蓋理論課教學(xué)的重點(diǎn)。由于PROTEL是英文軟件，所以要引導(dǎo)學(xué)生敢于探索、大膽實(shí)踐，由被動(dòng)的要我做實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的我要做實(shí)驗(yàn)，才能夠更好地掌握基本知識(shí)，將理論知識(shí)變?yōu)椴僮骷寄堋８鶕?jù)市場(chǎng)人才的需求，我們應(yīng)該增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。綜合性實(shí)驗(yàn)包括同一課程中各知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用、相關(guān)課程內(nèi)容的綜合應(yīng)用，讓學(xué)生把知識(shí)綜合應(yīng)用于實(shí)踐，逐步了解工程應(yīng)用的概念。比如：要求學(xué)生畫(huà)出電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路圖，并繪制出裝配圖。由于電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路原理圖中，絕大多數(shù)的元件符號(hào)和PCB封裝在PROTEL的元件庫(kù)中，這就要求學(xué)生自己繪制原理圖元件和PCB封裝，封裝的尺寸大小還必須精確，否則會(huì)出現(xiàn)安裝問(wèn)題，設(shè)計(jì)要規(guī)范、合理。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要由學(xué)生自己完成選題、設(shè)計(jì)電路、組裝調(diào)試、測(cè)試結(jié)果的全過(guò)程，其目的是使學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)的步驟，提高工程設(shè)計(jì)能力，更為自主地獲取實(shí)踐技能，使其實(shí)踐能力、分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力得到提高。完成選題后，設(shè)計(jì)任務(wù)，可以通過(guò)PROTEL仿真技術(shù)(還有EWB電子工作平臺(tái)、EDA電路仿真實(shí)驗(yàn)組件等)來(lái)完成，通過(guò)調(diào)整參數(shù)，使設(shè)計(jì)的電路性能達(dá)到最佳。經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師審核通過(guò)后，利用現(xiàn)代化儀器儀表，將設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)地安裝和調(diào)試出來(lái)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程由學(xué)生獨(dú)立完成。

2.3 密切和其它專(zhuān)業(yè)課程的配合，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容互相滲透、互相補(bǔ)充。結(jié)合專(zhuān)業(yè)課程的需要，安排結(jié)合專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在電路設(shè)計(jì)任務(wù)中，必須將電路分析、電子技術(shù)、電路設(shè)計(jì)的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，按照電路設(shè)計(jì)的方法和步驟，設(shè)計(jì)出電路，才能滿(mǎn)足電路的基本要求，實(shí)現(xiàn)電路的功能。只有反復(fù)調(diào)整元件的參數(shù)，反復(fù)修改電路，才能使電路性能達(dá)到最佳，完成設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生的創(chuàng)造性才能得到充分發(fā)揮。

2.4 采用開(kāi)放式教學(xué)。

開(kāi)放式教學(xué)，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、要求和實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)具有開(kāi)放性，將封閉式的實(shí)驗(yàn)改為全方位開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)的要求，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，擬定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。輔導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的輔導(dǎo)由以前的灌輸式“教”改為啟發(fā)式“導(dǎo)”，只負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審查。在審查學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，要求學(xué)生陳述自己的設(shè)計(jì)思路，學(xué)生在講述過(guò)程中就會(huì)進(jìn)行再次思維。如果設(shè)計(jì)正確，可接著問(wèn)是否還有其它設(shè)計(jì)方案；如果設(shè)計(jì)不對(duì)，這時(shí)再因勢(shì)利導(dǎo)地告訴他出錯(cuò)的原因，學(xué)生就能將容易犯錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)消化掉。讓學(xué)生在“開(kāi)放的空間”里開(kāi)動(dòng)腦筋，發(fā)揮想象力，形成自由學(xué)習(xí)的氛圍，讓學(xué)生充分施展個(gè)人才能。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，靈活安排時(shí)間來(lái)完成課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要效果

原來(lái)，學(xué)生只能在電腦中繪制原理圖和PCB圖，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以后，學(xué)生學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)的興趣空前高漲，形成了設(shè)計(jì)制作電路的熱潮：有學(xué)生設(shè)計(jì)制作了八路搶答器，正投入到學(xué)校使用，反映效果良好；制作安裝了雙音變音門(mén)鈴，也有學(xué)生制作了四聲道功放，還的學(xué)生制作了61單片機(jī)系統(tǒng)……在教師的帶領(lǐng)下，學(xué)院電子協(xié)會(huì)的成員正在設(shè)計(jì)安裝調(diào)試16路遙控系統(tǒng)，已初見(jiàn)成效。

總之，通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生掌握了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品制作和電子產(chǎn)品調(diào)試維護(hù)三大職業(yè)能力的全過(guò)程，提高了實(shí)踐動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要求解決的問(wèn)題日趨復(fù)雜，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。而復(fù)雜性的提高就意味著可靠性的降低，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，要想使如此復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零出錯(cuò)率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統(tǒng)的容錯(cuò)性能：即系統(tǒng)在出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下的適應(yīng)能力。對(duì)于如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍(lán)本。人體是迄今為止我們所知道的最復(fù)雜的生物系統(tǒng)，通過(guò)千萬(wàn)年基因進(jìn)化，使得人體可以在某些細(xì)胞發(fā)生病變的情況下，不斷地進(jìn)行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機(jī)理，科學(xué)家們研究出可進(jìn)化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可進(jìn)化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過(guò)自我重構(gòu)消除錯(cuò)誤，而且可以在設(shè)計(jì)要求或系統(tǒng)工作環(huán)境發(fā)生變化的情況下，通過(guò)自我重構(gòu)來(lái)使電路適應(yīng)這種變化而繼續(xù)正常工作。嚴(yán)格地說(shuō)，EHW具有兩個(gè)方面的目的，一方面是把進(jìn)化算法應(yīng)用于電子電路的設(shè)計(jì)中；另一方面是硬件具有通過(guò)動(dòng)態(tài)地、自主地重構(gòu)自己實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)適應(yīng)變化的能力。前者強(qiáng)調(diào)的是進(jìn)化算法在電子設(shè)計(jì)中可替代傳統(tǒng)基于規(guī)范的設(shè)計(jì)方法；后者強(qiáng)調(diào)的是硬件的可適應(yīng)機(jī)理。當(dāng)然二者的區(qū)別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個(gè)方面的問(wèn)題。

對(duì)EHW的研究主要采用了進(jìn)化理論中的進(jìn)化計(jì)算（EvolutionaryComputing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設(shè)計(jì)算法，在數(shù)字電路中以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設(shè)計(jì)中以現(xiàn)場(chǎng)可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來(lái)進(jìn)行的。此外還有建立在晶體管級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)字電路和和模擬電路提供了一個(gè)可靠的平臺(tái)。下面主要介紹一下遺傳算法和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的相關(guān)知識(shí)，并以數(shù)字電路為例介紹可進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)方法。

1．1遺傳算法

遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進(jìn)化過(guò)程的一種自適應(yīng)全局優(yōu)化算法，它借鑒了物種進(jìn)化的思想，將欲求解問(wèn)題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱(chēng)為染色體或個(gè)體。先通過(guò)初始化隨機(jī)產(chǎn)生一群個(gè)體，稱(chēng)為種群，它們都是假設(shè)解。然后把這些假設(shè)解置于問(wèn)題的“環(huán)境”中，根據(jù)適應(yīng)值或某種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制選擇個(gè)體（適應(yīng)值就是解的滿(mǎn)意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產(chǎn)生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個(gè)體，即重疊種群），如此進(jìn)化下去，直到滿(mǎn)足期望的終止條件，得到問(wèn)題的最優(yōu)解為止。

1．2現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)

現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT,LookupTable)結(jié)構(gòu)的可在線(xiàn)編程的邏輯電路。它由存放在片內(nèi)RAM中的程序來(lái)設(shè)置其工作狀態(tài)，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)原理圖或硬件描述語(yǔ)言（HDL）描述了一個(gè)邏輯電路以后，F(xiàn)PGA開(kāi)發(fā)軟件會(huì)把設(shè)計(jì)方案通過(guò)編譯形成數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流下載至RAM中。這些RAM中的數(shù)據(jù)流決定電路的邏輯關(guān)系。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用，灌入不同的數(shù)據(jù)流就會(huì)獲得不同的硬件系統(tǒng)，這就是可編程特性。這一特性是實(shí)現(xiàn)EHW的重要特性。目前在可進(jìn)化電子電路的設(shè)計(jì)中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)架構(gòu)

本節(jié)以設(shè)計(jì)高容錯(cuò)性的數(shù)字電路設(shè)計(jì)為例來(lái)闡述EHW的設(shè)計(jì)架構(gòu)及主要設(shè)計(jì)步驟。對(duì)于通過(guò)進(jìn)化理論的遺傳算法來(lái)產(chǎn)生容錯(cuò)性，所設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)可以看作一個(gè)具有持續(xù)性地、實(shí)時(shí)地適應(yīng)變化的硬件系統(tǒng)。對(duì)于電子電路來(lái)說(shuō)，所謂的變化的來(lái)源很多，如硬件故障導(dǎo)致的錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)要求和規(guī)則的改變，環(huán)境的改變（各種干擾的出現(xiàn)）等。

從進(jìn)化論的角度來(lái)看，當(dāng)這些變化發(fā)生時(shí)，個(gè)體的適應(yīng)度會(huì)作相應(yīng)的改變。當(dāng)進(jìn)化進(jìn)行時(shí)，個(gè)體會(huì)適應(yīng)這些變化重新獲得高的適應(yīng)度?；谶M(jìn)化論的電子電路設(shè)計(jì)就是利用這種原理,通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行多次地進(jìn)化來(lái)提高其適應(yīng)變化的能力。

電子電路進(jìn)化設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。圖中給出了電子電路的設(shè)計(jì)的兩種進(jìn)化，分別是內(nèi)部進(jìn)化和外部進(jìn)化。其中內(nèi)部進(jìn)化是指硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)化，而外部進(jìn)化是指軟件模擬的電路的進(jìn)化。這兩種進(jìn)化是相互獨(dú)立的，當(dāng)然通過(guò)外部進(jìn)化得到的最終設(shè)計(jì)結(jié)果還是要由硬件結(jié)構(gòu)的變化來(lái)實(shí)際體現(xiàn)。從圖中可以看出，進(jìn)化過(guò)程是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，其中是根據(jù)進(jìn)化算法（遺傳算法）的計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行的。整個(gè)進(jìn)化設(shè)計(jì)包括以下步驟：

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)的目的，產(chǎn)生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數(shù)據(jù)串）來(lái)表示，其中每個(gè)個(gè)體表示的是設(shè)計(jì)的一部分。染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA上，用來(lái)定義FPGA的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而確定可重構(gòu)硬件內(nèi)部各單元的聯(lián)結(jié)，形成了初步的硬件系統(tǒng)。用來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數(shù)據(jù)流下載，而不會(huì)導(dǎo)致器件的損害。

（2）將設(shè)計(jì)結(jié)果與目標(biāo)要求進(jìn)行比較，并用某種誤差表示作為描述系統(tǒng)適應(yīng)度的衡量準(zhǔn)則。這需要一定的檢測(cè)手段和評(píng)估軟件的支持。對(duì)不同的個(gè)體，根據(jù)適應(yīng)度進(jìn)行排序，下一代的個(gè)體將由最優(yōu)的個(gè)體來(lái)產(chǎn)生。

（3）根據(jù)適應(yīng)度再對(duì)新的個(gè)體組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果挑選一些個(gè)體。一

部分被選個(gè)體保持原樣，另一部分個(gè)體根據(jù)遺傳算法進(jìn)行修改，如進(jìn)行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產(chǎn)生更具適應(yīng)性的下一代。把新一代染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA中對(duì)硬件進(jìn)行進(jìn)化。

（4）重復(fù)上述步驟，產(chǎn)生新的數(shù)代個(gè)體，直到新的個(gè)體表示的設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)出接近要求的適應(yīng)能力為止。

一般來(lái)說(shuō)通過(guò)遺傳算法最后會(huì)得到一個(gè)或數(shù)個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，最后設(shè)計(jì)方案具有對(duì)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工作環(huán)境的最佳適應(yīng)性。這一過(guò)程又叫內(nèi)部進(jìn)化或硬件進(jìn)化。

圖中的右邊展示了另一種設(shè)計(jì)可進(jìn)化電路的方法，即用模擬軟件來(lái)代替可重構(gòu)器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構(gòu)器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進(jìn)化或軟件進(jìn)化。這種方法中進(jìn)化過(guò)程完全模擬進(jìn)行，只有最后的結(jié)果才在器件上實(shí)施。

進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵的是遺傳算法的應(yīng)用。在遺傳算法的應(yīng)用過(guò)程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關(guān)系到個(gè)體變異的程度，也關(guān)系到個(gè)體對(duì)環(huán)境變化做出反應(yīng)的能力，而這兩個(gè)因素相互抵觸。變異因子越大，個(gè)體更容易適應(yīng)環(huán)境變化，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤做出快速反應(yīng)，但個(gè)體更容易發(fā)生突變。而變異因子較小時(shí)，系統(tǒng)的反應(yīng)力變差，但系統(tǒng)一旦獲得高適應(yīng)度的設(shè)計(jì)方案時(shí)可以保持穩(wěn)定。

對(duì)于可進(jìn)化數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，可以在兩個(gè)層面上進(jìn)行。一個(gè)是在基本的“與”、“或”、“非”門(mén)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)化設(shè)計(jì)，一個(gè)是在功能塊如觸發(fā)器、加法器和多路選擇器的基礎(chǔ)上進(jìn)行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業(yè)應(yīng)用。有人提出了一種基于進(jìn)化細(xì)胞機(jī)（CellularAutomaton）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計(jì)架構(gòu)。采用這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，只需要定義整個(gè)模塊的適應(yīng)度，而對(duì)于每一模塊如何實(shí)現(xiàn)它復(fù)雜的功能可以不予理睬，對(duì)于超大規(guī)模線(xiàn)路的設(shè)計(jì)可以采用這一方法來(lái)將電路進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3可進(jìn)化電路設(shè)計(jì)環(huán)境

上面描述的軟硬件進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)可在圖2所示的設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行。這一設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境對(duì)于測(cè)試可重構(gòu)硬件的構(gòu)架及展示在FPGA可重構(gòu)硬件上的進(jìn)化設(shè)計(jì)很有用處。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境包括遺傳算法軟件包、FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)板、數(shù)據(jù)采集軟硬件、適應(yīng)度評(píng)估軟件、用戶(hù)接口程序及電路模擬仿真軟件。

遺傳算法由計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)程序包實(shí)現(xiàn)。由它來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)化計(jì)算并產(chǎn)生染色體組。表示硬件描述的染色體通過(guò)通信電纜由計(jì)算機(jī)下載到有FPGA器件的實(shí)驗(yàn)板上。然后通過(guò)接口將布線(xiàn)結(jié)果傳回計(jì)算機(jī)。適應(yīng)度評(píng)估建立在儀器數(shù)據(jù)采集硬件及軟件上，一個(gè)接口碼將GA與硬件連接起來(lái)，可能的設(shè)計(jì)方案在此得到評(píng)估。同時(shí)還有一個(gè)圖形用戶(hù)接口以便于設(shè)計(jì)結(jié)果的可視化和將問(wèn)題形式化。通過(guò)執(zhí)行遺傳算法在每一代染色體組都會(huì)產(chǎn)生新的染色體群組，并被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流傳入實(shí)驗(yàn)板上。至于通過(guò)軟件進(jìn)化的電子電路設(shè)計(jì)，可采用Spice軟件作為線(xiàn)路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過(guò)仿真軟件來(lái)仿真電路的運(yùn)行情況，通過(guò)相應(yīng)軟件來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)結(jié)果。

4結(jié)論與展望

進(jìn)化過(guò)程廣義上可以看作是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)變化。在這個(gè)意義上，可以將“可進(jìn)化”這一特性運(yùn)用到無(wú)數(shù)的人工系統(tǒng)中，只要這些系統(tǒng)的性能會(huì)受到環(huán)境的影響。不僅是遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能工程以及胚胎學(xué)都可以應(yīng)用到可進(jìn)化系統(tǒng)中。雖然目前設(shè)計(jì)出的可進(jìn)化硬件還存在著許多需要解決的問(wèn)題，如系統(tǒng)的魯棒性等。但在未來(lái)的發(fā)展中，電子電路可進(jìn)化的設(shè)計(jì)方法將不可避免的取代傳統(tǒng)的自頂向下設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的復(fù)雜性將不再成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的障礙。另一方面，硬件本身的自我重構(gòu)能力對(duì)于那些在復(fù)雜多變的環(huán)境，特別是人不能直接參與的環(huán)境工作的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)將帶來(lái)極大的影響。因此可進(jìn)化硬件的研究將會(huì)進(jìn)一步深入并會(huì)得到廣泛的應(yīng)用而造福人類(lèi)。

第9篇：電路設(shè)計(jì)的方案范文

關(guān)鍵詞：LED燈矩陣 直流固態(tài)繼電器 繼電器驅(qū)動(dòng)電路

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）11-0168-01

1 方案設(shè)計(jì)

LED燈矩陣驅(qū)動(dòng)電路包括行列繼電器驅(qū)動(dòng)控制模塊、LED燈矩陣模塊組成。其中行列繼電器驅(qū)動(dòng)控制模塊采用高速CMOS集成門(mén)電路74HC04、直流固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)；LED燈矩陣模塊由11行11列共121個(gè)LED燈泡組成，通過(guò)控制行列信號(hào)實(shí)現(xiàn)LED燈的亮滅，從而達(dá)到顯示文字、圖片的效果。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 行列繼電器驅(qū)動(dòng)控制

由于LED燈泡的額定電壓是交流220V，電路中的行、列信號(hào)是數(shù)字量，高電平‘1’是直流5V電壓，低電平‘0’是0V電壓。由于電壓不匹配，需要驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)以弱電控制強(qiáng)電。電路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用直流固態(tài)繼電器作為控制核心，它的輸入信號(hào)是直流5V，輸出開(kāi)關(guān)量可以承受直流250V的電壓，滿(mǎn)足矩陣電路中電壓的要求。

電路設(shè)計(jì)要求是行信號(hào)為高電平‘1’時(shí)，行繼電器線(xiàn)圈得電；列信號(hào)為低電平‘0’時(shí)，列繼電器線(xiàn)圈得電，行、列信號(hào)控制直流固態(tài)繼電器線(xiàn)圈的得、失電，從而控制繼電器觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)。根據(jù)要求電路設(shè)計(jì)出兩套方案：方案一是三極管驅(qū)動(dòng)；方案二是數(shù)字集成門(mén)驅(qū)動(dòng)。圖1為兩種方案對(duì)比圖。

方案一：三極管驅(qū)動(dòng)。通過(guò)改變?nèi)龢O管的基極電位，使之出現(xiàn)飽和、截止?fàn)顟B(tài)，達(dá)到開(kāi)關(guān)特性。當(dāng)行信號(hào)為高電平‘1’時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，行繼電器線(xiàn)圈得電；當(dāng)行信號(hào)為低電平‘0’時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，行繼電器線(xiàn)圈失電。當(dāng)列信號(hào)為低電平‘0’時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，列繼電器線(xiàn)圈得電；當(dāng)列信號(hào)為高電平‘1’時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，列繼電器線(xiàn)圈失電。

方案二：數(shù)字集成門(mén)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)行信號(hào)為高電平‘1’時(shí)，通過(guò)74HC04反向后電壓為低電平‘0’，行繼電器線(xiàn)圈得電；當(dāng)行信號(hào)為低電平‘0’時(shí)，通過(guò)74HC04反向后電壓為高電平‘1’，行繼電器線(xiàn)圈失電。當(dāng)列信號(hào)為低電平‘0’時(shí)，通過(guò)74HC04反向后電壓為高電平‘1’，列繼電器線(xiàn)圈得電；當(dāng)列信號(hào)為高電平‘1’時(shí)，通過(guò)74HC04反向后電壓為低電平‘0’，列繼電器線(xiàn)圈失電。

方案一在焊接調(diào)試過(guò)程中，三極管飽和、截止?fàn)顟B(tài)變化受基極電位影響很大。電路中Vcc的電壓是5V，但行、列信號(hào)的高電平‘1’達(dá)不到5V，三極管始終處于放大狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)特性，無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。方案二中的非門(mén)選用74HC04，高電平‘1’的電壓滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，繼電器線(xiàn)圈并聯(lián)二極管，可提高繼電器開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)的可靠性。同時(shí)具有開(kāi)關(guān)頻率塊，設(shè)計(jì)成本低，最終確定選用方案二。

2.2 LED燈矩陣

傳統(tǒng)的白熾燈泡是電流通過(guò)燈絲產(chǎn)生熱量，燈絲在處于白熾狀態(tài)時(shí)發(fā)出光來(lái)。燈絲的溫度越高，發(fā)出的光就越亮。燈泡壽命與燈絲的溫度有關(guān)，溫度越高，燈絲就越容易升華。LED燈完全克服了傳統(tǒng)白熾燈的缺點(diǎn)，可以看成發(fā)光二極管，直接把電轉(zhuǎn)化為光。具有發(fā)光效率高、護(hù)眼、省電、響應(yīng)時(shí)間短、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將取代傳統(tǒng)白熾燈。燈泡矩陣模塊由11行11列共121個(gè)LED燈組成，若燈泡采用白熾燈，每只燈泡的額定功率為20W，電路采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，電源需要11×20=220W；若燈泡采用LED燈，每只燈泡的額定功率為3W（亮度與白熾燈20W相同），電源需要11×3=33W，由此可見(jiàn)亮度相同的情況下LED燈泡省電。結(jié)合以上幾點(diǎn)，電路設(shè)計(jì)采用LED燈作為光源。

3 系統(tǒng)測(cè)試

（1）測(cè)試儀器：直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬(wàn)用表。（2）測(cè)試方法：直流穩(wěn)壓電源提供5V為電路供電，接通交流220V電源，第一行信號(hào)接高電平‘1’，第一列信號(hào)接低電平‘0’，這時(shí)矩陣中第一行、第一列對(duì)應(yīng)的LED燈會(huì)亮。第一行信號(hào)不變，第二列信號(hào)接低電平‘0’，這時(shí)矩陣中第一行、第二列對(duì)應(yīng)的LED燈會(huì)亮，以此類(lèi)推。（3）出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法：如果電源通電后燈泡不亮?xí)r，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量橋式整流后電壓是否正常；如果測(cè)試過(guò)程中遇到某一個(gè)燈泡不亮?xí)r，檢測(cè)這個(gè)燈泡座下的二極管接線(xiàn)是否有松動(dòng)；如果測(cè)試過(guò)程中遇到某一行或某一列燈泡不亮?xí)r，檢測(cè)行列對(duì)應(yīng)的直流固態(tài)繼電器線(xiàn)圈是否得電、觸點(diǎn)是否閉合。

參考文獻(xiàn)