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電子電路設(shè)計(jì)與仿真范文第1篇

【關(guān)鍵詞】Multism10；電路設(shè)計(jì)與仿真；三相電動(dòng)機(jī)；模擬操作

1.引言

電機(jī)的控制電路是生活中廣泛的應(yīng)用電路，也是我們本科（包括電氣類(lèi)、機(jī)電類(lèi)等專(zhuān)業(yè)）在校生學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的做成部分。自（互）鎖控制電路占有很大的比重。然而，在進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)中，三相交流電往往是很高的電壓，具有一定的危險(xiǎn)性；并且，三相電機(jī)某些參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)（如短路實(shí)驗(yàn)）在實(shí)際操作中很難進(jìn)行。針對(duì)這些問(wèn)題，Multism10為實(shí)際操作前的準(zhǔn)備提供更加貼近實(shí)際的環(huán)境。這些可以增加我們學(xué)生電機(jī)控制電路實(shí)際操作中的信心和積極性，使我們?cè)趯?shí)際操作中敢于大膽動(dòng)手，勇于創(chuàng)新，最終達(dá)到對(duì)理論知識(shí)更加深刻的理解和增強(qiáng)我們的操作的熟練性。

2.Multism10的概述

A、Multism10是美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)NI）推出的一款仿真軟件。

B、Multisim 10是一個(gè)功能強(qiáng)大的EDA系統(tǒng)，它提供了一個(gè)非常大的元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)擁有VHDL和Verilog設(shè)計(jì)接口與仿真等功能。

C、Multism10操作界面友好，能夠利用鼠標(biāo)完成對(duì)元件的選擇、連線，元件屬性的查看以及修改以及對(duì)仿真結(jié)果的查看。

D、Multism10提供了電路的多種分析方法，例如：參數(shù)掃描分析、噪聲分析等；同時(shí)也提供了許多的測(cè)試元件，如：虛擬電流表、探針、虛擬伏特表等。

3.兩個(gè)電動(dòng)機(jī)自（互）鎖控制電路的設(shè)計(jì)

3.1 確定電路的控制方式和元件

3.5 兩個(gè)三相電動(dòng)機(jī)自（互）鎖控制電路的功能一覽表

3.6 兩個(gè)三相電機(jī)控制電路的仿真過(guò)程

A、按開(kāi)關(guān)QF，主電路和控制電路此時(shí)得電。

B、若按開(kāi)關(guān)SA，交流接觸器KM1線圈得電閉合，此時(shí)，原理圖中的KM1-1閉合，使電機(jī)1的自鎖和電機(jī)1的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)原理圖中的KM2-1斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)2停止，實(shí)現(xiàn)電機(jī)1、2互鎖。

C、若按開(kāi)關(guān)SB，同理，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)2的自鎖和電機(jī)1、電機(jī)2的互鎖。

3.7 結(jié)果

通過(guò)以上的仿真，仿真的結(jié)果符合控制的要求，對(duì)于在實(shí)踐中電機(jī)控制電路的操作具有一定的知道意義。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)Multism10的仿真，不僅可以能夠更好地為電工電子實(shí)踐和實(shí)際操作前做準(zhǔn)備，減少在實(shí)踐中的儀器和設(shè)備的損壞，更重要的是能夠較少電工電子實(shí)踐中較高電壓等因素引起的對(duì)操作者的威脅。除此之外，Multism10的仿真電路的運(yùn)行，使我們?cè)诓槐貙?dǎo)致?lián)p壞設(shè)備或有危險(xiǎn)的情況下能夠更好地掌握電路的性能。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄧澤霞,陳新崗主編.電路電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)[M].中國(guó)電力出版社,2009.

電子電路設(shè)計(jì)與仿真范文第2篇

【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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電子電路設(shè)計(jì)與仿真范文第3篇

電子設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)踐課程的教學(xué)目的是要學(xué)生掌握電子電路的基本設(shè)計(jì)方法、驗(yàn)證方法，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。本文以交通燈控制電路為例，介紹了電子電路的一般設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)過(guò)程中使用Multisim軟件對(duì)理論設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行電路仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。通過(guò)驗(yàn)證，該交通燈可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有道路十字路口的交通指揮功能，具有較高的可靠性和一定的實(shí)用性。使用Multisim軟件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和仿真，不僅省時(shí)，而且可以節(jié)約大量的實(shí)驗(yàn)資源，而且可以給枯燥的課堂教學(xué)提供生動(dòng)的教學(xué)演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】

Multisim；交通燈；電子設(shè)計(jì)；仿真

電子設(shè)計(jì)實(shí)踐是我校開(kāi)設(shè)的一系列電子技術(shù)實(shí)踐類(lèi)課程，包括電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、電子技術(shù)綜合訓(xùn)練等。課程要求學(xué)生應(yīng)用電子技術(shù)課程所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行電子電路的綜合設(shè)計(jì)，完成電路仿真、圖紙繪制與實(shí)際電路的焊接等。重視理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合是學(xué)好此類(lèi)課程的一個(gè)重要方法[1]。因此，就要求學(xué)生在完成理論學(xué)習(xí)之后，要進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與綜合設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)知識(shí)從“系統(tǒng)”的角度進(jìn)行完善，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)動(dòng)手、分析和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)。電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，各種新型電子器件、電子電路日新月異，僅靠現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件將無(wú)法滿足電子設(shè)計(jì)實(shí)踐課程中電子電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試要求[2]，對(duì)于這樣一類(lèi)學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果而言，無(wú)疑將受到很大影響，甚至在一定程度上影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。NI公司的Multisim軟件具有強(qiáng)大的電路分析和電路仿真等基礎(chǔ)功能，并且界面友好、生動(dòng)，將其虛擬的設(shè)計(jì)環(huán)境引入到理論與實(shí)踐教學(xué)中，對(duì)解決這一問(wèn)題有著較強(qiáng)的實(shí)踐意義。

1Multisim軟件概述

Multisim13是美國(guó)NI公司推出的最新電路設(shè)計(jì)與仿真工具軟件，與早期版本相比，其性能提升的同時(shí)，用戶可以根據(jù)自己的需求自定義儀器；仿真時(shí)的虛擬信號(hào)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出到實(shí)際的硬件電路上；實(shí)際硬件電路的結(jié)果可通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸回計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、處理。Multisim13仿真軟件主要可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)、仿真分析等功能，可對(duì)實(shí)際模擬/數(shù)字電路及模數(shù)混合電路進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)與仿真分析。用戶可以通過(guò)其人性化的界面，使用其龐大的虛擬器件、儀表庫(kù)，進(jìn)行絕大部分的電子電路設(shè)計(jì)與仿真，各種虛擬儀表非常逼真地與電路原理圖放置在同一操作界面上進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)和波形的測(cè)試，以圖形化的方式消除了傳統(tǒng)電路仿真的復(fù)雜性，幫助教育工作者、學(xué)生和工程師使用先進(jìn)電路分析技術(shù)。同時(shí)，該軟件可將電路原理圖轉(zhuǎn)換輸出至PCB設(shè)計(jì)界面，進(jìn)行相應(yīng)的電子電路制板操作[4]。因此，利用Multisim13進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)類(lèi)課程教學(xué)時(shí)，學(xué)生可在虛擬環(huán)境中完成原理圖設(shè)計(jì)，包括元件的選擇、創(chuàng)建，電路參數(shù)的調(diào)整以及仿真結(jié)果的分析等環(huán)節(jié)，仿真過(guò)程中，可以隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行修正，并利用虛擬的測(cè)試儀表進(jìn)行相關(guān)電路特性的測(cè)試[5,6]；完成理論設(shè)計(jì)之后，即可采購(gòu)元件，進(jìn)行電路的安裝、調(diào)試，優(yōu)化了電路設(shè)計(jì)過(guò)程，且可以保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2簡(jiǎn)易交通燈信號(hào)控制電路設(shè)計(jì)

本文以一簡(jiǎn)易交通燈信號(hào)控制電路為例，說(shuō)明Multisim13在電子設(shè)計(jì)課程中應(yīng)用。該交通燈電路具體功能要求如下：（1）十字路口車(chē)輛東西-南北方向交替通行，通行時(shí)間一致且可在電路中設(shè)置、修改；（2）變換通行車(chē)道前，要求當(dāng)前通行車(chē)道黃燈閃爍亮燈5s，每秒一次；（3）亮燈時(shí)間均采用LED倒計(jì)時(shí)的方法顯示。

2.1主要單元電路器件的選擇

2.1.1計(jì)數(shù)單元的選擇由設(shè)計(jì)要求可知，所有亮燈時(shí)間均需要采用LED顯示器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，因此本文采用同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS190N構(gòu)成所需模態(tài)的減計(jì)數(shù)器。在Multisim設(shè)計(jì)界面，使用快捷鍵Ctrl+W調(diào)出放置元件對(duì)話框，在彈出的對(duì)話框中的Group欄中選擇TTL，F(xiàn)amily欄中選擇74LS系列，并在Component欄中找到“74LS190N”并選中，點(diǎn)擊“確定”即可放置所需的計(jì)數(shù)器元件。設(shè)計(jì)中，設(shè)置撥碼開(kāi)關(guān)，可按要求改變預(yù)置數(shù)的數(shù)值。

2.1.2邏輯切換控制單元由設(shè)計(jì)要求可知，紅、黃、綠三色交通燈需要在計(jì)時(shí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的切換，且紅色和綠色LED燈都需要保持顯示一定的時(shí)間，黃燈則為閃爍5s，每秒一次。設(shè)計(jì)中采用雙JK觸發(fā)器“7473N”實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)保持，并配合門(mén)電路實(shí)現(xiàn)三色燈轉(zhuǎn)換邏輯。在Multisim設(shè)計(jì)界面，使用快捷鍵Ctrl+W調(diào)出放置元件對(duì)話框，在彈出的對(duì)話框中的Group欄中選擇TTL，F(xiàn)amily欄中選擇74STD系列，并在Component欄中找到“7473N”并選中，點(diǎn)擊“確定”即可放置所需的觸發(fā)器元件。

2.2交通燈信號(hào)控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易交通燈信號(hào)控制電路系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示。在Multisim電路設(shè)計(jì)界面，放置如圖1所示所有需要的元件。電路運(yùn)行仿真時(shí)，假設(shè)東西方向綠燈亮、南北方向紅燈亮，通行時(shí)間45s通過(guò)上方LED倒計(jì)時(shí)顯示。時(shí)間顯示數(shù)字“5”時(shí)，東西方向車(chē)道（當(dāng)前通行車(chē)道）的綠燈切換為黃燈，每秒閃爍亮燈一次，以此提醒司機(jī)通行時(shí)間將結(jié)束，請(qǐng)減速緩行并停車(chē)；倒計(jì)時(shí)結(jié)束1s后，LED倒計(jì)時(shí)顯示預(yù)置的通行時(shí)間45s，通行車(chē)道切換完成。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)十字路通信號(hào)燈的循環(huán)切換控制。通行時(shí)間可由用戶通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)自行設(shè)置（范圍1~99），具體運(yùn)行效果同前。為了便于快速仿真，電路中的時(shí)鐘信號(hào)頻率為1kHz，實(shí)際電路制作時(shí)，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路，以便產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒信號(hào)。

3結(jié)論

通過(guò)Multisim軟件實(shí)現(xiàn)此類(lèi)電路的設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生可以直觀的看到設(shè)計(jì)結(jié)果，并且可以隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行修改，大大縮減電路設(shè)計(jì)周期，且避免利用實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的不必要浪費(fèi)，節(jié)約成本。在多媒體教學(xué)演示過(guò)程中，電路的分析過(guò)程清晰、直觀、形象、生動(dòng)，使教學(xué)過(guò)程中寓教于樂(lè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。我們還利用該軟件對(duì)電子技術(shù)類(lèi)課程進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)模式改革，使實(shí)踐與理論有機(jī)結(jié)合，有效提高學(xué)生在電子電路問(wèn)題的分析、設(shè)計(jì)中的應(yīng)變能力，提高學(xué)生的實(shí)踐興趣和創(chuàng)新精神，同時(shí)也有效提高了電子設(shè)計(jì)類(lèi)課程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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[5]雷躍,譚永紅.用Multisim10提升電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009,28(4):24-27.

電子電路設(shè)計(jì)與仿真范文第4篇

關(guān)鍵詞：可進(jìn)化硬件遺傳算法電子電路設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列

在人類(lèi)的科學(xué)研究中，有不少研究成果得益于大自然的啟發(fā)，例如仿生學(xué)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，許多的科學(xué)研究越來(lái)越與生物學(xué)緊密相聯(lián)。在人工智能方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能用計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備模仿人類(lèi)生物體的看、聽(tīng)、和思維等能力；另一方面，受進(jìn)化論的啟發(fā)，科學(xué)家們提出了基于生物學(xué)的電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)，將進(jìn)化理論的方法應(yīng)用于電子電路的設(shè)計(jì)中，使得新的電子電路能像生物一樣具有對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)、免疫、自我進(jìn)化及自我復(fù)制等特性,用來(lái)實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)、高可靠的電子系統(tǒng)。這類(lèi)電子電路常稱(chēng)為可進(jìn)化硬件(EHW,EvolvableHardWare)。本文主要介紹可進(jìn)化硬件EHW的機(jī)理及其相關(guān)技術(shù)并根據(jù)這種機(jī)理對(duì)高可靠性電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。

1EHW的機(jī)理及相關(guān)技術(shù)

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,Lookupbr)結(jié)構(gòu)的可在線編程的邏輯電路。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。

電子電路設(shè)計(jì)與仿真范文第5篇

關(guān)鍵詞:電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)；實(shí)踐能力；創(chuàng)新思維

1引言

隨著石河子大學(xué)人才培養(yǎng)模式的不斷改革，以及社會(huì)對(duì)高等教育培養(yǎng)具備實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維人才目標(biāo)要求的提出，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為工科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1]，成為當(dāng)下大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)類(lèi)課程，是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長(zhǎng)的必由之路。由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行制作和自行調(diào)試電子電路，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握綜合模擬、數(shù)字、高頻電路知識(shí)，解決電子信息方面常見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)與EDA（ElectronicDesignAutomation）調(diào)試工具的使用方法，以及開(kāi)展項(xiàng)目管理的基本方法。

2現(xiàn)狀

以往的教學(xué)安排中主要側(cè)重電子電路的設(shè)計(jì)和仿真，留給學(xué)生自己用于思考和設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，設(shè)計(jì)基本停留在紙上和計(jì)算機(jī)上。因此，教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。雖然學(xué)生在參加接下來(lái)的相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)、大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)理論分析能力得到提高，但實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)卻出現(xiàn)大量問(wèn)題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以，這種教學(xué)模式不再適應(yīng)目前新的人才培養(yǎng)方案對(duì)于電子信息工程專(zhuān)業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3課程改革探索與實(shí)踐

電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程的改革與探索主要從課程教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)實(shí)施、教學(xué)方法、考核方法和教學(xué)效果等幾個(gè)方面進(jìn)行。課程目標(biāo)電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)將學(xué)生已學(xué)過(guò)的電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路等課程的知識(shí)綜合運(yùn)用在該課程中[2]，從而培養(yǎng)學(xué)生具備電子元器件的識(shí)別和選擇，電子電路仿真和電路設(shè)計(jì)軟件的使用，電子電路的分析和設(shè)計(jì)以及實(shí)際應(yīng)用電路項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、管理等綜合能力，使學(xué)生切實(shí)經(jīng)歷從原來(lái)課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實(shí)際看得到、摸得著的電路的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。該課程是對(duì)現(xiàn)有課程體系的完善和補(bǔ)充[3]，幫助學(xué)生拓展視野，提升學(xué)生參加課外科技活動(dòng)、校級(jí)SRP（StudentResearchProject）活動(dòng)、國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃以及全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽的興趣和畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平。教學(xué)內(nèi)容課程的主要內(nèi)容按照基本知識(shí)驗(yàn)證、專(zhuān)業(yè)知識(shí)綜合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的原則進(jìn)行安排，主要包括：常用電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)；常用電子測(cè)量?jī)x表的使用；電路仿真軟件的使用；印刷電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提出、論證、設(shè)計(jì)、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試；撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告、答辯等。1）常用電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)：主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區(qū)分，還包括一些電子常用術(shù)語(yǔ)，比如單面板、雙面板、焊盤(pán)、焊接面、虛焊、橋接等。2）常用電子測(cè)量?jī)x表的使用：包括萬(wàn)用表、示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的基本使用方法。3）電路仿真軟件的使用：主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。4）印刷電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：AltiumDesigner軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。5）電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提出、論證、設(shè)計(jì)、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試：對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組，四個(gè)人一組，每組一個(gè)設(shè)計(jì)題目，每組經(jīng)過(guò)方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設(shè)計(jì)出電路仿真圖，仿真沒(méi)有問(wèn)題后設(shè)計(jì)PCB圖，然后制成單面板進(jìn)行元件焊接、調(diào)試。6）撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告、答辯：系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，每組撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告，提出系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)不足，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中自己的心得體會(huì)，最后制作幻燈片進(jìn)行課程匯報(bào)答辯。教學(xué)實(shí)施在完成各個(gè)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，實(shí)踐能力也得到不同程度的提高。整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為4個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行，通過(guò)項(xiàng)目的完成，學(xué)生逐步完成課程的學(xué)習(xí)，綜合能力也在不知不覺(jué)中得到鍛煉。1）基本元件及電路測(cè)試項(xiàng)目。教學(xué)內(nèi)容的前兩部分講解完成后，要求每個(gè)學(xué)生進(jìn)行基本元件參數(shù)的測(cè)試、電路虛焊、雙面板線路測(cè)試等。通過(guò)該項(xiàng)目，學(xué)生掌握電子元件與電路測(cè)試的基本方法和常用測(cè)量?jī)x器的使用方法。2）電子電路設(shè)計(jì)和仿真項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中，教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法，然后以實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)晶體管放大電路。在此過(guò)程中，教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計(jì)算、系統(tǒng)測(cè)試和修改等方面給學(xué)生進(jìn)行講解。講解完成后，學(xué)生參考實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習(xí)。練習(xí)完成后，全體學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)波形發(fā)生電路用來(lái)產(chǎn)生方波、三角波信號(hào)。學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中可相互交流，碰到問(wèn)題可詢(xún)問(wèn)教師，最終完成項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。該項(xiàng)目完成后，學(xué)生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設(shè)計(jì)的基本原則。3）電子電路制板與焊接調(diào)試項(xiàng)目。前兩階段的項(xiàng)目完成后，教師講解電路制板軟件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程，講解和制作過(guò)程以上一個(gè)項(xiàng)目中的兩級(jí)晶體管放大電路為例，講解的過(guò)程中學(xué)生如果有問(wèn)題可隨時(shí)提出，教師進(jìn)行解答。最終要求學(xué)生自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)兩級(jí)晶體管放大電路的印刷電路板的繪制，以及電路的腐蝕、焊接、通電調(diào)試。通過(guò)該項(xiàng)目，學(xué)生掌握了電子電路從書(shū)本的理論知識(shí)到實(shí)物實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。4）綜合設(shè)計(jì)與總結(jié)項(xiàng)目。學(xué)生按學(xué)號(hào)進(jìn)行隨機(jī)選題，題目?jī)?nèi)容涵蓋模擬電路（如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源）、數(shù)字電路（如循環(huán)彩燈控制器）、高頻電路（如小信號(hào)阻容耦合放大電路設(shè)計(jì)）。題目選定后，題目相同的學(xué)生分成一組，組建項(xiàng)目小組。項(xiàng)目組成員提出設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)理論論證，設(shè)計(jì)完成仿真電路和PCB電路，然后采用手工腐蝕法實(shí)現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線，最后進(jìn)行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后，整個(gè)課程基本接近尾聲，每組學(xué)生要對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行匯報(bào)答辯。通過(guò)該項(xiàng)目，學(xué)生掌握了復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及團(tuán)隊(duì)合作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、管理、總結(jié)的過(guò)程。教學(xué)方法課程的教學(xué)方法，打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實(shí)驗(yàn)課程以學(xué)生動(dòng)手為主的模式，采用教師講授、項(xiàng)目訓(xùn)練、學(xué)生參與設(shè)計(jì)和討論、分析講解和答辯的形式。學(xué)生有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路，充分調(diào)動(dòng)積極參與的興趣?？己朔椒ㄕn程的總評(píng)成績(jī)由5個(gè)部分組成：考勤10%+課程表現(xiàn)10%+項(xiàng)目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報(bào)告30%。新的考核標(biāo)準(zhǔn)打破原來(lái)課程總評(píng)成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)成績(jī)兩部分組成的模式，主要以學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中的參與度和完成度作為考量，注重學(xué)生實(shí)踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。教學(xué)效果經(jīng)過(guò)兩周的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練和實(shí)踐環(huán)節(jié)的總結(jié)，學(xué)生對(duì)于測(cè)量?jī)x器的使用更加熟練，對(duì)常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚，對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更加有信心，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到了很大的提高。

4結(jié)論

課程改革和實(shí)踐在石河子大學(xué)電子信息工程2012級(jí)、2013級(jí)和2014級(jí)為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行，學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容安排和各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)比較歡迎，加大了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實(shí)施的整個(gè)過(guò)程側(cè)重基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，將項(xiàng)目管理理念貫穿整個(gè)課程的始終，加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和課外科技活動(dòng)中凸顯了較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

作者:周濤 張銳敏 劉巧 李栓明 鐘福如 單位:石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程建設(shè)探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(6):41-43.