電子技術課程設計的改革實踐

裴玖玲 孫少杰 劉建萍

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

關鍵詞：EDA 電子技術 課程設計 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

電子技術課程設計是該校電氣、計算機、信息類等相關專業重要的理論和實踐綜合設計環節，其教學效果直接影響著學生動手實踐的積極性和創新性。該校傳統的電子技術課程設計都是買成套產品讓學生按圖組裝，焊接、調試，根據作品和報告給定成績。這種傳統方式的課程設計，學生的創新意識缺乏鍛煉，學習興趣降低，不利于培養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，又恰逢我院新進PCB板制作設備，電子技術課程設計引進了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秒表電路設計為例，介紹電子技術課程設計的實施過程。

1 課程設計選題

要想挑起學生動手興趣，提高設計熱情，學生親自參與課程設計全過程，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上購買元器件。秒表在電子產品中用到非常廣泛，又較全面的覆蓋了電子技術的主要知識點，現以1 000 s秒表為例，對該校電子技術課程設計進行了全面改革。

2 建立模塊化設計思想

根據題目，上網查找資料，確定1 000 s秒表這個項目分4個模塊。他們分別是基本RS觸發器、單穩態觸發器、時鐘發生器和計數譯碼顯示部分。確定基本RS觸發器的職能是啟動和停止秒表工作；單穩態觸發器為計數器提供清零信號；時鐘發生器用555定時器構成，為計數器提供時鐘信號；計數及譯碼顯示是對時鐘進行計數，并用數碼管顯示出來。確定好各模塊基本功能后，通過查閱資料，熟悉相關理論知識，對各模塊電路進行設計。

3 Proteus仿真

為了高效設計，對各模塊電路分別進行仿真，即分別測試基本RS觸發器，單穩態觸發器、時鐘發生器和計數器邏輯功能，待各模塊電路仿真工作正常后，在將有關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，，最終的仿真設計電路圖為圖1所示。模塊1為用集成與非門構成的基本RS觸發器，它的一路輸出為模塊3的單穩態觸發器的輸入，另一路輸出為與非門C（U1）的輸入控制信號，按動按鈕開關K2，則門A（U1）輸出，門B（U1）輸出，K2復位，和狀態保持不變；再按動K1，則由0變為1，門C（U1）開啟，為計數器啟動做好準備，由1變為0，送出負脈沖，啟動單穩態觸發器工作。模塊3的輸入觸發脈沖由模塊1的提供，輸出負脈沖通過非門B（U3）加到計數器的清零端，為計數器提供清零信號。模塊2為用555定時器構成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時鐘源。當基本RS觸發器時，門C（U1）開啟，555產生的脈沖信號通過門C（U1）作為計數脈沖加于計數器的計數輸入端。模塊4是計數顯示部分。采用異步二-五-十進制加法計數器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的8421碼狀態。經過仿真，電路設計合理，仿真結果好。這種設計和仿真方法有利于檢查和排除故障，保證設計高效、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，電路設計仿真好后，學生還需根據PROTEL軟件進行原理圖的繪制和PCB板的制作，設計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。根據每個學生上交的PCB板文件，教師根據該院新引進的PCB板生產設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試硬件電路，因為有仿真基礎，大大減少了硬件調試時間，產品的合格率得到了很大提高。

5 全面的考核系統

建立完善的成績考核系統是保證電子技術課程設計教學質量的關鍵。結合工程實際產品設計的一般流程，根據各個環節在設計電子技術課程設計的所占比重，課程設計成績由設計方案成績（占20%）、軟件仿真成績（25%）、硬件調試成績（占35%）和總結報告成績（占20%）四部分組成。設計方案成績重點考察學生是否認真查閱資料，獨立完成設計方案與器件選型，按課題要求完成電路圖設計，所涉及的方案是佛偶偶有創新性。在軟件仿真成績和硬件調試成績的評定過程中，不僅要重視結果，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。總結報告成績考察學生實驗報告的規范程度，內容完整性，電路原理圖和印制電路板圖繪制的規范情況。

通過近幾年的電子技術課程設計教學改革，激發了學生濃厚的學習興趣，提高了學生的實踐動手能力，培養了學生的創新精神、協作和配合能力，鍛煉了學生的科技總結報告撰寫能力，提高了我校電氣專業學生的整體素質。為他們參加校內和全國電子設計大賽奠定了基礎。

參考文獻

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