基于Multisim仿真的物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)《電子技術》課程設計新探索

胡潔

摘要：《電子技術》課程設計是學生一項重要的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)有完備的計算機網(wǎng)絡實驗室，將Multisim仿真引入到《電子技術》課程設計中，可起到節(jié)約資源、激發(fā)興趣、提高搭建實際電路成功率的效果。

關鍵詞：Multisim仿真;電子技術;課程設計

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)應用技術是物聯(lián)網(wǎng)在大學?？疲ǜ呗殻哟蔚奈ㄒ粚I(yè)，隸屬于電子信息類的交叉性綜合學科，旨在培養(yǎng)掌握WSN無線傳感網(wǎng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)識別技術、嵌入式開發(fā)等基礎知識，具備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、軟件編程和測試等能力，能從事物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、維護和相關軟件開發(fā)、測試等工作的高素質(zhì)技術技能人才。近年來，設立物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)的高職院校日益增多，各校紛紛制定適合自身專業(yè)特色的人才培養(yǎng)方案?！峨娮蛹夹g》《電路分析》是物聯(lián)網(wǎng)應用技術人才培養(yǎng)方案中必須的電類基礎課程，也是學生掌握嵌入式開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)識別的硬件系統(tǒng)先導課程。其中，《電子技術》課程以模擬電子電路、數(shù)字電子電路為載體，將典型電子電路設計、調(diào)試與應用有機融合，理論性、實踐性都較強，更側重于學生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

《電子技術》課程設計是在學生的理論課程與實驗內(nèi)容學習完之后，集中安排的一項綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，對學生的能力培養(yǎng)目標主要有以下幾點：（1）能識別與測試常用電子元器件;（2）會使用常用電子儀器儀表;（3）會查閱電子元器件手冊并合理選用元器件;（4）會根據(jù)電路功能要求，設計具體的電子電路;（5）能制作和調(diào)試電子電路及排除簡單故障;（6）具有獨立分析問題，解決問題的能力，懂得組織協(xié)調(diào)并具有創(chuàng)造性思維。

目前，高職院校物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)生源普遍偏文科化，高中物理知識系統(tǒng)強化的缺失導致這部分學生理論基礎薄弱且動手能力教差，但是《電子技術》課程設計需要良好的電路理論與實踐能力。除此之外，電路設計還需要使用數(shù)學工具進行分析計算、作圖，使得這些學生完成該課程設計存在一定困難。

在《電子技術》課程設計的實施過程中，引入Multisim仿真軟件，將電子電路的設計主場完全交給學生，教師發(fā)布任務并個別輔導，通過一個交互式、圖形化的學習環(huán)境由學生將電子電路理論中的設計框圖變成可視化，仿真功能可直接測試電路結果并完善，然后通過面包板接線完成電路的制作和調(diào)試，最后撰寫設計報告。整個設計過程避免了元器件的浪費，節(jié)約了設計時間，也不斷在激發(fā)學生創(chuàng)造力與積極性。

1 Multisim仿真軟件優(yōu)點

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的基于Windows平臺的一款仿真工具，可以方便的對各種電子電路進行設計、仿真和測試，電路分析功能強大[1]。軟件以圖形化、交互化的操作界面，避免了電路設計過程中的枯燥乏味;元器件的選取和測試儀器的選擇只要輕點鼠標左鍵直接拖拽到屏幕上，然后連線即可完成整個電路，操作簡單，容易上手;提供直流工作點分析、交流分析、瞬態(tài)分析、直流掃描等多種強大的電路分析方法[2]，不需要復雜數(shù)學推導和理論知識也能快速的設計電路，有效克服了電路仿真與設計的局限性;仿真過程沒有實際元器件和儀器儀表的損耗，電路仿真測試通過后再進行實際搭建，有效節(jié)約了開發(fā)成本。

高職物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)建設有完備的計算機網(wǎng)絡實驗室，將Multisim仿真引入到《電子技術》課程設計中，可起到節(jié)約資源、激發(fā)興趣、提高搭建實際電路成功率的效果。

2 Multisim仿真軟件在《電子技術》課程設計中的應用

基于Multisim仿真的《電子技術》課程設計實施步驟為：（1）教師下發(fā)課程設計任務，列出電子電路設計需要實現(xiàn)的基本功能。（2）學生根據(jù)設計思路，多擬定幾個設計方案，并畫出電路設計系統(tǒng)框圖。（3）開始電路設計，應用Multisim仿真軟件進行電路的設計與仿真調(diào)試，先單元電路再到整體電路，經(jīng)過對比與選擇，確定最終電路設計方案以及元器件參數(shù)性能指標等。（4）學生根據(jù)設計電路方案購買相應的電子元器件，利用面包板搭建實物電路進行測試與調(diào)試。（5）學生展示實際電路所實現(xiàn)的功能，通過教師檢測并點評，課程設計結束。

應用舉例：現(xiàn)在餐廳都設有級別不等的VIP包廂，要求設計一個餐廳包廂VIP呼叫系統(tǒng)，級別越高的包廂在按鈴后可獲得服務員的優(yōu)先服務，級別較低的次之，服務員根據(jù)鈴響和屏幕顯示為顧客提供服務。經(jīng)過方案選擇，電路設計框圖如圖1所示，Multisim軟件仿真結果如圖2所示。

由圖2仿真結果可知，數(shù)碼管可根據(jù)VIP級別優(yōu)先顯示包廂號，設計結果符合預期設想，可以下一步用面包板搭建電路進行實物測試與調(diào)試。

3 結論

將Multisim仿真應用到物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)《電子技術》課程設計中，可幫助基礎差的學生快速進入電路仿真設計，并完成實物電路搭建，從而具備初級的電子電路設計與調(diào)試的能力。良好的電子電路設計思維與實操能力的鍛煉，可以進一步提高學生物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟硬件實施和測試的能力，培養(yǎng)適應市場經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要的，德、智、體、美全面發(fā)展的技術技能人才。

參考文獻

[1]黃培根，任清褒.Multisim10 計算機虛擬仿真實驗室[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]王帥，張瑩，孫艷.虛實結合的電路原理實驗教學模式探索[J].實驗科學與技術，2015，13（5）：135-137.