裴玖玲 孫少杰 劉建萍

摘 要：針對傳統(tǒng)電子技術(shù)課程設(shè)計教學過程中存在的問題，提出了基于“實際工程項目”的電子技術(shù)課程設(shè)計教學改革。文中以1 000 s秒表電路設(shè)計為例，以EDA仿真軟件為基礎(chǔ)，對電子技術(shù)課程設(shè)計進行了教學改革，并建立了完善的成績評定體系。實踐證明新的電子技術(shù)課程設(shè)計教學模式，充分調(diào)動了學生的學習熱情，點燃了學生的求知欲望。

關(guān)鍵詞：EDA 電子技術(shù) 課程設(shè)計 改革實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（a）-0101-02

電子技術(shù)課程設(shè)計是該校電氣、計算機、信息類等相關(guān)專業(yè)重要的理論和實踐綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，其教學效果直接影響著學生動手實踐的積極性和創(chuàng)新性。該校傳統(tǒng)的電子技術(shù)課程設(shè)計都是買成套產(chǎn)品讓學生按圖組裝，焊接、調(diào)試，根據(jù)作品和報告給定成績。這種傳統(tǒng)方式的課程設(shè)計，學生的創(chuàng)新意識缺乏鍛煉，學習興趣降低，不利于培養(yǎng)學生實踐動手能力和主動探索精神。為了提高我校實踐教學效果，加強學生綜合素質(zhì)，又恰逢我院新進PCB板制作設(shè)備，電子技術(shù)課程設(shè)計引進了Proteus仿真，Protel原理圖繪制和PBC制作，進行了基于“實際工程項目”教學改革，下面就以1 000 s秒表電路設(shè)計為例，介紹電子技術(shù)課程設(shè)計的實施過程。

1 課程設(shè)計選題

要想挑起學生動手興趣，提高設(shè)計熱情，學生親自參與課程設(shè)計全過程，可以自擬感興趣的題目，增強學生的自我意識和參與感。當然，教師給定的題目必須貼近生活實際，有較強的應用背景，與實驗條件匹配，且不要限制太死板，要給學生發(fā)揮的空間。一般讓學生提前一個月的時間選題，可以留充足的時間在網(wǎng)上購買元器件。秒表在電子產(chǎn)品中用到非常廣泛，又較全面的覆蓋了電子技術(shù)的主要知識點，現(xiàn)以1 000 s秒表為例，對該校電子技術(shù)課程設(shè)計進行了全面改革。

2 建立模塊化設(shè)計思想

根據(jù)題目，上網(wǎng)查找資料，確定1 000 s秒表這個項目分4個模塊。他們分別是基本RS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器和計數(shù)譯碼顯示部分。確定基本RS觸發(fā)器的職能是啟動和停止秒表工作；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為計數(shù)器提供清零信號；時鐘發(fā)生器用555定時器構(gòu)成，為計數(shù)器提供時鐘信號；計數(shù)及譯碼顯示是對時鐘進行計數(shù)，并用數(shù)碼管顯示出來。確定好各模塊基本功能后，通過查閱資料，熟悉相關(guān)理論知識，對各模塊電路進行設(shè)計。

3 Proteus仿真

為了高效設(shè)計，對各模塊電路分別進行仿真，即分別測試基本RS觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器和計數(shù)器邏輯功能，待各模塊電路仿真工作正常后，在將有關(guān)電路逐級連接起來進行測試，直到測試整個1 000 s秒表整個電路的功能，，最終的仿真設(shè)計電路圖為圖1所示。模塊1為用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器，它的一路輸出為模塊3的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出為與非門C（U1）的輸入控制信號，按動按鈕開關(guān)K2，則門A（U1）輸出，門B（U1）輸出，K2復位，和狀態(tài)保持不變；再按動K1，則由0變?yōu)?，門C（U1）開啟，為計數(shù)器啟動做好準備，由1變?yōu)?，送出負脈沖，啟動單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。模塊3的輸入觸發(fā)脈沖由模塊1的提供，輸出負脈沖通過非門B（U3）加到計數(shù)器的清零端，為計數(shù)器提供清零信號。模塊2為用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時鐘源。當基本RS觸發(fā)器時，門C（U1）開啟，555產(chǎn)生的脈沖信號通過門C（U1）作為計數(shù)脈沖加于計數(shù)器的計數(shù)輸入端。模塊4是計數(shù)顯示部分。采用異步二-五-十進制加法計數(shù)器74LS90芯片，該芯片，先通過不同的連接方式，測試74LS90的四種不同的邏輯功能，然后把它工作于十進制計數(shù)的8421碼狀態(tài)。經(jīng)過仿真，電路設(shè)計合理，仿真結(jié)果好。這種設(shè)計和仿真方法有利于檢查和排除故障，保證設(shè)計高效、圓滿完成。

4 繪制電路原理圖和PCB板建立

為了更接近于工程實踐，電路設(shè)計仿真好后，學生還需根據(jù)PROTEL軟件進行原理圖的繪制和PCB板的制作，設(shè)計PCB板時盡量自動布線后，再加上人工修改，這樣使布線更合理。根據(jù)每個學生上交的PCB板文件，教師根據(jù)該院新引進的PCB板生產(chǎn)設(shè)備印制出學生獨一無二的PCB板。接下來的工作就是焊接元器件和調(diào)試硬件電路，因為有仿真基礎(chǔ)，大大減少了硬件調(diào)試時間，產(chǎn)品的合格率得到了很大提高。

5 全面的考核系統(tǒng)

建立完善的成績考核系統(tǒng)是保證電子技術(shù)課程設(shè)計教學質(zhì)量的關(guān)鍵。結(jié)合工程實際產(chǎn)品設(shè)計的一般流程，根據(jù)各個環(huán)節(jié)在設(shè)計電子技術(shù)課程設(shè)計的所占比重，課程設(shè)計成績由設(shè)計方案成績（占20%）、軟件仿真成績（25%）、硬件調(diào)試成績（占35%）和總結(jié)報告成績（占20%）四部分組成。設(shè)計方案成績重點考察學生是否認真查閱資料，獨立完成設(shè)計方案與器件選型，按課題要求完成電路圖設(shè)計，所涉及的方案是佛偶偶有創(chuàng)新性。在軟件仿真成績和硬件調(diào)試成績的評定過程中，不僅要重視結(jié)果，而且要重視過程，通過提問等方式來進一步考核學生對于設(shè)計電路原理的理解和掌握程度，分析問題和解決問題的能力?？偨Y(jié)報告成績考察學生實驗報告的規(guī)范程度，內(nèi)容完整性，電路原理圖和印制電路板圖繪制的規(guī)范情況。

通過近幾年的電子技術(shù)課程設(shè)計教學改革，激發(fā)了學生濃厚的學習興趣，提高了學生的實踐動手能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神、協(xié)作和配合能力，鍛煉了學生的科技總結(jié)報告撰寫能力，提高了我校電氣專業(yè)學生的整體素質(zhì)。為他們參加校內(nèi)和全國電子設(shè)計大賽奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻

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