電子電路設(shè)計(jì)方案精選(九篇)

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第1篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：集散控制；可編程控制器；工業(yè)網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；真空自耗電弧爐

前言

隨著鈦及鈦合金在國(guó)防、航空、核設(shè)施、能源、化工等高精尖領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外用戶對(duì)鈦產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量跟蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)工藝現(xiàn)場(chǎng)控制、設(shè)備安全聯(lián)鎖等提出了更高的要求，這也是電弧爐電氣自動(dòng)控制的發(fā)展方向。

傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、可靠性降低，系統(tǒng)控制方式落后，控制精度低等問題，落后的控制方式使鑄錠生產(chǎn)處于熔化不均勻，表面質(zhì)量較差等低性能高成本運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)管理、工藝質(zhì)量和設(shè)備安全運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。

隨著計(jì)算機(jī)可靠性不斷提高以及電氣自動(dòng)控制水平的發(fā)展，集散控制系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了控制室與集散控制站或PLC之間的網(wǎng)絡(luò)通訊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，并且大量的減少了控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間的電纜數(shù)目、設(shè)備故障率低。因此，通過運(yùn)用集散式控制方案、采用自動(dòng)控制的先進(jìn)技術(shù)解決了真空自耗電弧爐目前存在的工藝和設(shè)備方面的問題，提高了鈦鑄錠產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的水平。

1 電控系統(tǒng)控制要點(diǎn)

真空自耗電弧爐的主要組成包括：由爐體、坩堝、電極桿及傳動(dòng)裝置組成的機(jī)械系統(tǒng)；還包括真空系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電源部分及其以上系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)。

2 電控系統(tǒng)構(gòu)成

真空自耗電弧爐電氣控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備、儀器傳感器等三個(gè)部分組成。系統(tǒng)采用集散控制方案設(shè)計(jì)，包括西門子S7300可編程控制系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水控制系統(tǒng)，皮拉尼電阻真空傳感器，電子稱重系統(tǒng)，伺服控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)，攝像監(jiān)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

下位控制器采用西門子S7-300控制系統(tǒng)。采用主從現(xiàn)場(chǎng)總線的工作方式，包括CPU中央處理器，24V直流開關(guān)電源、輸入輸出模塊，ET200總線模塊。

3 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)集散控制模式（DCS），采用上位計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、伺服電機(jī)、直流調(diào)速器等組成。電控系統(tǒng)用于控制整個(gè)工作過程，熔煉過程可采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，具有自動(dòng)引弧，自動(dòng)補(bǔ)縮、弧壓自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)開停真空泵組、自動(dòng)檢測(cè)、記錄、工藝參數(shù)等功能。設(shè)有水、氣、壓力、電壓、電流、真空度的異常報(bào)警及必要的聯(lián)鎖保護(hù)功能。一旦熔煉開始，所有的相關(guān)熔化及設(shè)定數(shù)據(jù)都在屏幕上顯示出來，激活的圖形顯示熔煉進(jìn)展情況，并顯示相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，每10秒將所得到的工藝數(shù)據(jù)在硬盤上記錄一次。每次熔煉打印的報(bào)告包括鑄錠編號(hào)，工藝號(hào)，表頭，以及開始對(duì)話信息，熔煉工藝有關(guān)開始階段，熔化階段，熱補(bǔ)縮階段的細(xì)節(jié)。眉頁寫有熔煉循環(huán)有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)和大小的信息。每一頁打印出的熔煉報(bào)告頂部都重復(fù)寫有這樣的眉頁。在打印出的熔煉報(bào)告上將出現(xiàn)的所要求的參數(shù)。

4 電氣系統(tǒng)

分為三個(gè)部分：（1）電極桿自動(dòng)與手動(dòng)控制系統(tǒng)。（2）冷卻水系統(tǒng)。（3） Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通信。

5 下位控制器控制程序

控制系統(tǒng)采用西門子S7 V5.4編程軟件編寫所有的控制程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯連鎖、冷卻水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的連鎖、整個(gè)自動(dòng)運(yùn)行過程的自動(dòng)完成。

6 安全報(bào)警系統(tǒng)

由于真空電弧熔煉有潛在的爆炸危險(xiǎn)，因此爐子主體必須置于防爆墻包圍之中，并設(shè)有泄爆通道。設(shè)備在熔煉過程中一旦出現(xiàn)水壓、流量降低到一定值、水溫過高以及真空突降、壓縮空氣壓力達(dá)不到要求等任一情況，先報(bào)警提示；如果水壓、流量、水溫、真空達(dá)到跳閘設(shè)定值時(shí)，電源跳閘，停止熔煉。

7 觀察攝像系統(tǒng)

采用彩色攝像機(jī)從爐蓋上對(duì)稱的兩個(gè)觀察孔分別對(duì)坩堝中的電弧進(jìn)行觀察，并把兩個(gè)半弧圖像合成一個(gè)完整的畫面，以方便操作人員掌握爐內(nèi)的熔煉情況及電弧的穩(wěn)定情況。采用工業(yè)專用攝像機(jī)并設(shè)有信號(hào)屏蔽處理系統(tǒng)，以獲得穩(wěn)定的圖像。

8 電子稱重系統(tǒng)

稱重系統(tǒng)是精確計(jì)算熔化速率所不可缺少的工具。為了達(dá)到所需要的精度，必須使稱重系統(tǒng)以最大可能的靈敏度反映機(jī)械和電器指令。因此采取了下述措施：具有導(dǎo)向系統(tǒng)的精確的水平向稱重平臺(tái)，即浮動(dòng)架，這個(gè)平臺(tái)只處理水平力，而剩下的垂直力由稱載部件測(cè)量；設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)使摩擦力成為系統(tǒng)的內(nèi)力，減少電極輸送系統(tǒng)中的摩擦力的影響；使用了高精度，溫度補(bǔ)償，電屏蔽稱載部件；使用高精度電測(cè)量系統(tǒng)，具有1，000，000分辨率的信號(hào)處理元件快速計(jì)算熔化速率；使用載波頻率向稱載部件輸送信號(hào)，接收調(diào)制信號(hào)，以避免噪聲和零點(diǎn)漂移問題。

9 控制關(guān)鍵技術(shù)

電極桿在熔煉控制中的兩套控制參數(shù)。電極桿運(yùn)動(dòng)由調(diào)速器提供直流手動(dòng)與直流自動(dòng)兩套控制參數(shù)。當(dāng)采用直流手動(dòng)時(shí)依據(jù)下位機(jī)來控制調(diào)速器的給定值，直流手動(dòng)時(shí)由于電極桿需要快速啟停，所以調(diào)速器的啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)間需要設(shè)置比較?。划?dāng)采用直流自動(dòng)時(shí)依據(jù)弧壓實(shí)際值通過下位機(jī)的PID調(diào)節(jié)器來輸出調(diào)速器的給定值，來達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在調(diào)速器中直流手動(dòng)與直流自動(dòng)的參數(shù)切換由下位機(jī)控制。

10 結(jié)束語

通過集散控制模式在真空自耗電弧爐上的應(yīng)用，運(yùn)用先進(jìn)的西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和西門子可編程控制器、直流調(diào)速器結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)高性能變送器實(shí)現(xiàn)了真空自耗電弧爐整個(gè)生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化控制，使用西門子上位軟件完成自動(dòng)化工藝管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、報(bào)警顯示功能。

參考文獻(xiàn)

第2篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：電子電路設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 路徑

中圖分類號(hào)：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電子產(chǎn)品逐漸的滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為國(guó)家科技生產(chǎn)水平的主要組成因素，推動(dòng)者計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，成為國(guó)家發(fā)展的動(dòng)力，為技術(shù)的全面進(jìn)步提供必要的條件。但是現(xiàn)階段我國(guó)進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中存在一定的問題，創(chuàng)新能力不足，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)較弱，造成整體發(fā)展水平出現(xiàn)滯后性，因此在今后的發(fā)展中需要對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑進(jìn)行分析，全面的掌握創(chuàng)新方法，保證電子電路自主研發(fā)能力的提升，促進(jìn)我國(guó)科技水平的全面進(jìn)步。

1 電子電路設(shè)計(jì)概述

1.1 電子電路設(shè)計(jì)的原則

電子電路設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)的原則，這樣才能更好地保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，首先需要對(duì)電子電路內(nèi)部的各項(xiàng)原件相互之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析，掌握設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部結(jié)構(gòu)，整體上對(duì)原件內(nèi)部的各項(xiàng)構(gòu)造進(jìn)行分析，綜合地對(duì)電子電路的各項(xiàng)類型進(jìn)行分析，全面地掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)類型。其次需要關(guān)注設(shè)計(jì)的功能性原則，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要將電子電路系統(tǒng)進(jìn)行更加細(xì)致全面的劃分，掌握不同模塊的實(shí)際功能，考慮到實(shí)現(xiàn)這些模塊和功能的途徑，從而在設(shè)計(jì)中了解掌握原件的情況，實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中需要保證各項(xiàng)功能的完整性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要針對(duì)每一個(gè)部件的實(shí)際使用效果進(jìn)行分析，確定整體的設(shè)計(jì)成果符合實(shí)際使用的效果，這樣才能進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，在實(shí)際使用中保證使用的質(zhì)量。

1.2 電子電路設(shè)計(jì)的技術(shù)

進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中將關(guān)注的焦點(diǎn)放在需要解決的問題上，針對(duì)性地進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)，對(duì)需要解決的問題進(jìn)行相應(yīng)的編程，這樣的方式可以在進(jìn)行程序編制的過程中避免因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)機(jī)制帶來不同遺傳操作和交叉變異的問題，滿足現(xiàn)實(shí)情況下的管理機(jī)制，對(duì)其中較差的個(gè)體進(jìn)行替代，保證代碼的使用更加符合技術(shù)的需要，不斷地滿足現(xiàn)實(shí)條件，對(duì)結(jié)果進(jìn)行更加全面的管理，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行整體解決。而現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進(jìn)行應(yīng)用，采用在線編程的方式，將存儲(chǔ)芯片設(shè)置在RAM內(nèi)，在需要編程的過程中通過原理圖和硬件對(duì)語言進(jìn)行描述，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM內(nèi)，這樣將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的方式使得相關(guān)的邏輯關(guān)系得到更加科學(xué)的處理，一旦對(duì)其中的FPGA開發(fā)軟件進(jìn)行斷電之后，就會(huì)出現(xiàn)RAM的邏輯關(guān)系空白，為整體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)省較多的空間，提升FPGA系統(tǒng)的使用效率，將不同的數(shù)據(jù)流灌入到硬件系統(tǒng)中，提升電子電路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，便于對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行全面的創(chuàng)新。

2 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新基本方法

2.1 對(duì)電子電路進(jìn)行層次化的設(shè)計(jì)

進(jìn)行電子電路層次化的設(shè)計(jì)首先需要將基本構(gòu)造分成相應(yīng)的模塊，對(duì)不同的模塊進(jìn)行分層次的設(shè)計(jì)描述，整體設(shè)計(jì)過程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直到實(shí)現(xiàn)硬件單元描述為止，層次化設(shè)計(jì)在進(jìn)行管理設(shè)計(jì)的過程中相比較而言較為靈活，可以根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇適宜的設(shè)計(jì)方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂?shù)姆绞?，具體情況需要按照實(shí)際情況進(jìn)行分析，對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面科學(xué)的管理。

2.2 對(duì)電子電路進(jìn)行漸進(jìn)式設(shè)計(jì)

漸進(jìn)式設(shè)計(jì)也是電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的情況，這種設(shè)計(jì)方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)使用到設(shè)計(jì)中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數(shù)字電子線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后依據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的單元電路結(jié)構(gòu)，將電子電路工作的特點(diǎn)和運(yùn)行方式融入到設(shè)計(jì)中，并將線路設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關(guān)系，保證電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性，將電子電路設(shè)計(jì)得更加便于操作。同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)漸進(jìn)式設(shè)計(jì)的步驟M行分析，根據(jù)應(yīng)用型電子電路的功能，及時(shí)地對(duì)電子電路進(jìn)行組合，在進(jìn)行拼裝時(shí)需要關(guān)注連接點(diǎn)信號(hào)連接的強(qiáng)度、幅度以及電壓值之間的關(guān)系，將整體電路進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)計(jì)。

2.3 硬件語言描述設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中還可以使用基于硬件語言描述的形式，首先需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行全面的管理，熟悉電子設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的相關(guān)原理，保證信號(hào)處理的各項(xiàng)參數(shù)。在具體信息確定完成之后需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分解，找出硬件的總體框架，之后對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，將較為重要的位置使用相關(guān)的記號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，然后借助CAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真測(cè)試，保證電子電路設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系、正負(fù)極值、時(shí)序等的正確性，提升方案設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

3 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑

3.1 電子電路構(gòu)架設(shè)計(jì)

進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新首先需要對(duì)整體的設(shè)計(jì)構(gòu)架進(jìn)行管理，在設(shè)計(jì)中對(duì)FPGA系統(tǒng)進(jìn)行重新定義，在硬件單元內(nèi)部建立連接，找出更加明確的構(gòu)建系統(tǒng)，對(duì)設(shè)計(jì)途徑進(jìn)行創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)結(jié)束之后需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)以及設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以采用錯(cuò)誤的代碼，驗(yàn)證系統(tǒng)在進(jìn)行甄別過程中的效果，對(duì)于出現(xiàn)問題的地方及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在結(jié)束之后選擇適宜的子系統(tǒng)，其中一部分保持原本的運(yùn)行狀態(tài)，一部分按照遺傳算法進(jìn)行一定的修改，這樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更加完善的處理，使操作的適應(yīng)性更強(qiáng)。進(jìn)行改進(jìn)之后再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的驗(yàn)證，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，使得設(shè)計(jì)更加符合方案的需要。

3.2 對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新

在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新，用于測(cè)試的環(huán)境需要將測(cè)試的硬件與顯示的FPGA構(gòu)架和硬件進(jìn)行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計(jì)算機(jī)在使用的過程中可以通過通信電纜將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)下載到FPGA系統(tǒng)中，使用規(guī)范化的儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集中的硬件和軟件進(jìn)行連接，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的評(píng)估，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化進(jìn)行應(yīng)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)軟件進(jìn)行仿真處理，提升系統(tǒng)整體運(yùn)行環(huán)境。

4 結(jié)語

電子電路設(shè)計(jì)對(duì)于科技的發(fā)展具有較為關(guān)鍵的作用，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理，對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)在多變的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自我重構(gòu)，提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實(shí)際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)和模擬仿真可以快速地反映出所設(shè)計(jì)電路的性能，使設(shè)計(jì)更加生動(dòng)、直觀、實(shí)時(shí)、高效，更好地為人類造福。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

電子系統(tǒng)的種類較多，從總體上可分為模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)和模/數(shù)混合系統(tǒng)三大類。在數(shù)字系統(tǒng)中，又可分為以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路(如TTL、CMOS器件)為核心的電子系統(tǒng)以及以MPU、MCU、PLD、ASIC為核心的電子系統(tǒng)。在模/數(shù)混合系統(tǒng)中，以SOC為核心的電子系統(tǒng)發(fā)展最為迅猛。以模擬器件為核心的電子系統(tǒng)是基本的，該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生鞏固及應(yīng)用已學(xué)電子技術(shù)理論和基本技能，進(jìn)一步提高實(shí)際工作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。

一、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則:

(1)滿足系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)要求，這是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的基本條件。

(2)電路優(yōu)化。在滿足功能和性能要求的情況下，通過優(yōu)化的簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又可靠。

(3)電磁兼容性好。電磁兼容性是現(xiàn)代電子電路系統(tǒng)應(yīng)具備的基本特性。

(4)可靠性高。電子電路系統(tǒng)的可靠性要求與系統(tǒng)的實(shí)際用途、使用環(huán)境等因素有關(guān)。

(5)系統(tǒng)集成度高。最大限度地提高集成度，是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的一個(gè)重要原則。

(6)調(diào)試簡(jiǎn)單方便。

(7)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。生產(chǎn)工藝是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)考慮的一個(gè)主要問題，無論是批量產(chǎn)品還是樣品，生產(chǎn)工藝對(duì)電路的制作與調(diào)試都是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

(8)操作簡(jiǎn)便、性價(jià)比高。

二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)電子系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)上的層次性，通常有如下三種設(shè)計(jì)方法。

1.自頂向下的設(shè)計(jì)方法這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)原始設(shè)計(jì)指標(biāo)或用戶需求，從整體上規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，分解為規(guī)模較小、功能較簡(jiǎn)單且相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，并確定它們之間的相互關(guān)系。這種劃分過程可以不斷進(jìn)行下去，直到劃分得到的單元可以映射到物理實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)可以是具體的部件、電路和元件，也可以是VLSI的芯片版圖。

2.自底向上的設(shè)計(jì)方法

這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能的要求，首先從現(xiàn)有的可用的元件中選出最合適的，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)的部件，當(dāng)一個(gè)部件不能直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某個(gè)功能時(shí)，需設(shè)計(jì)出由多個(gè)部件組成的子系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)該功能，上述過程一直進(jìn)行到系統(tǒng)所要求的全部功能都實(shí)現(xiàn)為止。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以繼承使用經(jīng)過驗(yàn)證的、成熟的部件與子系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員的思想受限于現(xiàn)成可用的元件，故不容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)。

3.以自頂向下方法為主導(dǎo)結(jié)合使用自底向上的設(shè)計(jì)方法

隨著SOC(單芯片系統(tǒng))的出現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化測(cè)試，通常采用以自頂向下方法為主導(dǎo)，并結(jié)合使用自底向上的方法，這樣既能保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)，又能充分利用IP核，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，因而得到普遍采用。

三、基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。模擬電路種類較多導(dǎo)致系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟將有所差異，流程圖中的環(huán)節(jié)應(yīng)隨設(shè)計(jì)的實(shí)際作調(diào)整或交叉進(jìn)行、重復(fù)。

1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)

該階段是對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體的分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，掌握系統(tǒng)的基本特征，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。

2.總體方案選擇

該階段針對(duì)所提出的任務(wù)、要求和條件，從全局著眼，用具有一定功能的若干單元電路構(gòu)成一個(gè)整體，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。通常符合要求的總體方案不止一個(gè)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)針對(duì)任務(wù)、要求和條件，查閱有關(guān)資料，廣開思路，提出若干種不同的方案，然后逐一分析每一個(gè)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，再加以比較，擇優(yōu)選用。

3.單元電路設(shè)計(jì)

在確定總體方案后，便可以畫出詳細(xì)框圖，設(shè)計(jì)單元電路。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和思路如下:

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，明確對(duì)各單元電路的要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定出主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。

(2)擬定出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確定無誤后方可按一定的順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。

(3)選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。最簡(jiǎn)單的辦法是從以往學(xué)過的和了解的各種電路中選擇一個(gè)合適的電路，但一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識(shí)、開闊眼界，從而找到適合的電路。具體設(shè)計(jì)時(shí)，在符合設(shè)計(jì)要求的電路基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)或進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。

4.計(jì)算和調(diào)整參數(shù)

電路設(shè)計(jì)中參數(shù)的計(jì)算方法主要在于正確運(yùn)用課程中已經(jīng)學(xué)過的分析方法，搞清電路原理，靈活運(yùn)用計(jì)算公式。對(duì)于一般情況，計(jì)算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量;②對(duì)于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件應(yīng)按最不利的情況考慮;③對(duì)于元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量，一般按額定值的1．5倍左右考慮;④電阻、電容的參數(shù)應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值;⑤在保證電路達(dá)到功能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量減少所用元器件的品種、價(jià)格、體積、數(shù)量等。

5.元器件的選擇

從某種意義上講，電子電路設(shè)計(jì)就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來。首先要根據(jù)具體問題和方案，考慮需要哪些元件、每個(gè)元件應(yīng)該具有哪些功能和性能指標(biāo);其次所需的元件哪些實(shí)驗(yàn)室有，哪些市場(chǎng)上能買到，價(jià)格如何，指導(dǎo)學(xué)生關(guān)心元器件的信息和新動(dòng)向，多查資料。以下概括地說明設(shè)計(jì)中元器件的選擇思路。

(1)阻容元件的選擇。電阻和電容的種類很多，正確選擇電阻和電容很重要，不同電路對(duì)電阻和電容的性能要求也不一樣。設(shè)計(jì)是要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。

(2)分立元件的選擇。分立元件包括二極管、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、光電管、晶閘管等，根據(jù)用途、參數(shù)等進(jìn)行選擇。

(3)集成電路的選擇。集成電路的品種很多，選用的方法一般是“先粗后細(xì)”，即先根據(jù)總體方案考慮應(yīng)該選用什么功能的集成電路，然后考慮具體的性能，最后根據(jù)供貨、價(jià)格等因素選用某種型號(hào)的集成電路。

6.審圖

在電路的設(shè)計(jì)過程中必然會(huì)有考慮不周的地方，各種計(jì)算也會(huì)出現(xiàn)誤差甚至錯(cuò)誤，所以在畫出電路總圖后，要進(jìn)行全面審查。審查時(shí)要注意先從全局出發(fā)檢查總體方案是否合適，各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適，再檢查各單元電路之間的電平、時(shí)序配合是否合適，電路圖中有無煩瑣可優(yōu)化之處，接著根據(jù)電路圖中所標(biāo)出的各元器件的型號(hào)、參數(shù)等驗(yàn)算是否能達(dá)到性能指標(biāo)，有無恰當(dāng)?shù)脑Ａ?，同時(shí)需注意電路中各元件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)時(shí)損壞。

7.實(shí)驗(yàn)檢測(cè)

一個(gè)電路的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在這個(gè)過程中需要考慮很多的因素和問題，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出一些差錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)是設(shè)計(jì)電子電路必不可少的環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，通過解決實(shí)驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的問題，逐步完善設(shè)計(jì)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)中所需要檢測(cè)的內(nèi)容主要有:各元件的性能和質(zhì)量、各單元電路的功能和主要指標(biāo)、各個(gè)接口電路的功效、總體電路的功能等。

四、電子電路的安裝和調(diào)試

電子電路的安裝和調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要的地位。它是把理論付諸實(shí)踐的過程，是把人們的主觀設(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐泛碗娮釉O(shè)備的過程，是把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程。任何一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案都是經(jīng)過安裝、調(diào)試和多次修改才形成的。安裝主要涉及到結(jié)構(gòu)布局、元器件的安排布置、線路的走向及連接等問題。電子電路系統(tǒng)的調(diào)試是電子電路設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，它包括電子電路的測(cè)試和調(diào)整兩個(gè)方面。測(cè)試是對(duì)已經(jīng)安裝完成的電路進(jìn)行參數(shù)及工作狀態(tài)的測(cè)量，調(diào)整是在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路元器件的參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，使電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。電子電路的調(diào)試通常有兩種方法，其一是分塊調(diào)試法，這是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，其二是統(tǒng)一調(diào)試法，即在整個(gè)電路系統(tǒng)安裝完成之后，進(jìn)行一次性的統(tǒng)一調(diào)試。以上兩種方法的調(diào)試步驟基本一致，具體有:通電前的檢查，主要內(nèi)容是檢查元器件、檢查連線、檢查電源進(jìn)線;通電檢查;靜態(tài)調(diào)試;動(dòng)態(tài)調(diào)試。例如，對(duì)于數(shù)字電路的動(dòng)態(tài)調(diào)試，一般先調(diào)整好振蕩電路，以便為整個(gè)電路提供時(shí)鐘信號(hào)，然后再分別調(diào)整控制電路、信號(hào)處理電路、輸入輸出電路及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在調(diào)試過程中要注意各部分的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，應(yīng)對(duì)照設(shè)計(jì)時(shí)的時(shí)序圖，檢查各點(diǎn)的波形是否正常。對(duì)于調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障，常用的診斷方法有直接觀察法、靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量法、信號(hào)尋跡法、對(duì)比法、元件替換法、旁路法、短路法、斷路法、電子干擾的抑制措施等。

第4篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

【關(guān)鍵詞】FPGA Quartus II EDA 計(jì)數(shù)器

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA（系Electronic Design Automation的縮寫）技術(shù)，在電子信息工程領(lǐng)域成為了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)。它依靠功能強(qiáng)大的電子計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語言HDL（系Hardware Description Language的縮寫）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、仿真，直至下載到可編程邏輯器件如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA或復(fù)雜的可編程邏輯器件CPLD（系Complex Programmable Logic Device的縮寫）或?qū)Ｓ眉呻娐稟SIC（系A(chǔ)pplication Specific Integrated Circuit的縮寫）芯片中，從而實(shí)現(xiàn)既定電子電路的功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，在電子工程應(yīng)用領(lǐng)域，用EDA技術(shù)來完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心。

1 設(shè)計(jì)方案

本文提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層對(duì)計(jì)時(shí)器整體電路系統(tǒng)進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方框圖一級(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，用硬件描述語言（HDL）對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述并于功能一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證；系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)依托于FPGA硬件平臺(tái)，采用超高速集成電路硬件描述語言―VHDL（系Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的縮寫），設(shè)計(jì)在Quartus II開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行；設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)范圍為00.00--59.00秒，精度為0.01秒，具有秒加和秒減計(jì)時(shí)、清零、計(jì)時(shí)―停止―繼續(xù)計(jì)時(shí)等功能，對(duì)百分之秒和秒的計(jì)數(shù)信息采用四位LED數(shù)碼管進(jìn)行友好界面顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2 核心模塊設(shè)計(jì)

2.1 輸入配置模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)加減計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖圖1所示，輸入配置模塊包括反向器邏輯門、與邏輯門兩部分?；谠O(shè)計(jì)功能需求，反向器邏輯門、與邏輯門的VHDL描述設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.2 加/減計(jì)數(shù)模塊設(shè)計(jì)

加/減計(jì)數(shù)模塊包括0～59秒秒加/秒減減計(jì)數(shù)器、精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器。該模塊的主要功能是：根據(jù)模塊的輸入控制信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)加或計(jì)數(shù)減的操作。如系統(tǒng)框圖圖1所示，在輸入端口信號(hào)的控制下，精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器的進(jìn)（借）位輸出信號(hào)，作為后續(xù)0～59秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器clk端口的輸入信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的加/減計(jì)數(shù)工作。設(shè)計(jì)中，0～59秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器為六十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，其用VHDL描述設(shè)計(jì)如圖3所示。

精度0.01秒秒加/秒減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)為百進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，其用VHDL的描述設(shè)計(jì)思路類似于六十進(jìn)制的加/減計(jì)數(shù)器，此處不再?gòu)?fù)述。

2.3 掃描譯碼顯示模塊設(shè)計(jì)

本模塊為加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輸出模塊，其功能在于對(duì)前級(jí)模塊的計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描、譯碼，并進(jìn)行數(shù)字信息顯示。包括動(dòng)態(tài)掃描電路、譯碼電路、LED顯示器。動(dòng)態(tài)掃描器電路VHDL描述設(shè)計(jì)如圖4所示，譯碼電路VHDL描述設(shè)計(jì)如圖5所示。另外，LED顯示器采用的是四個(gè)共陰極的數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的友好顯示。

3 系統(tǒng)驗(yàn)證及測(cè)試

3.1 系統(tǒng)波形仿真驗(yàn)證

在Quartus II開發(fā)平臺(tái)下，逐一完成各模塊設(shè)計(jì)，并將各模塊依次按照設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖構(gòu)建起來，得到整個(gè)計(jì)時(shí)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路。按照設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能要求，完成波形正確仿真驗(yàn)證如下：

（a）秒加計(jì)時(shí)波形仿真驗(yàn)證：

Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=1 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見圖6）

（b）秒減計(jì)時(shí)波形仿真驗(yàn)證

Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=0 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見圖7）

3.2 FPGA硬件平臺(tái)測(cè)試

通過Quartus II開發(fā)平臺(tái)，將編程設(shè)計(jì)文件下載到型號(hào)為EP1C12Q240C8（Altera公司Cyclone系列）的目標(biāo)芯片上，用達(dá)盛科技有限公司的FPGA硬件實(shí)驗(yàn)箱EDA-V+平臺(tái)進(jìn)行正確測(cè)試圖片如8。

4 結(jié)語

整個(gè)加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，采用自頂向下的設(shè)計(jì)思路。首先，確定系統(tǒng)構(gòu)架框圖，根據(jù)各模塊功能，依次進(jìn)行VHDL程序設(shè)計(jì)。然后，采用原理圖輸入法，將各模塊的設(shè)計(jì)元件連接起來，從而實(shí)現(xiàn)加減計(jì)時(shí)器系統(tǒng)電路的多層次設(shè)計(jì)。最后，對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行波形仿真驗(yàn)證和FPGA硬件平臺(tái)測(cè)試。通過軟硬件驗(yàn)證測(cè)試表明，本文提出的設(shè)計(jì)方案確實(shí)可行。

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作者簡(jiǎn)介

陳龍險(xiǎn)（1986-），男，白族，貴州省盤縣人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教。

第5篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

電子電路是無線電工程等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。本文結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了該課程的教學(xué)背景與現(xiàn)狀，并從高校的教學(xué)設(shè)施、教師自身素質(zhì)及教學(xué)內(nèi)容等方面詳細(xì)闡述了該課程相關(guān)的教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】：

電子電路教學(xué)

一、課程教學(xué)背景分析

《電子電路》這門課程對(duì)于與信息工程、無線電工程專業(yè)以及其他電類專業(yè)都是非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它涉及許多理論知識(shí)、電路中常用的基本功能部件以及實(shí)際電路，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。

課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)很多高校都開設(shè)有工程專業(yè)，而電子電路作為該專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)雖然取得了一定成績(jī)，但在某些程度上，仍然存在一定的問題。

學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施

計(jì)算機(jī)機(jī)房

大部分高校的計(jì)算機(jī)機(jī)房仍是很多年前的設(shè)備，計(jì)算機(jī)配置相對(duì)落后，運(yùn)行速度較慢，上機(jī)操作形同虛設(shè)。

電工實(shí)驗(yàn)室

電工實(shí)驗(yàn)仍然使用十幾年前的儀器設(shè)備，與現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及電路設(shè)計(jì)的要求脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量在一定程度上受到很大影響。

教師教學(xué)方法

目前，很多高校使用的教材仍然是十多年前的舊版教材，雖然很多專業(yè)知識(shí)在理論上并無太大變化，但隨著科技的進(jìn)步，很多新型電子元器件與儀器產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，如果仍以陳舊的教學(xué)課程來培養(yǎng)學(xué)生，顯然達(dá)不到社會(huì)對(duì)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)。

另外，本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)也非常重要，但是由于我國(guó)高校大部分教師是應(yīng)試模式教育中培養(yǎng)出來的，本身即缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在教學(xué)過程中，有意無意的避開實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo)，更不用說培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力。

學(xué)生學(xué)習(xí)理念

由于課程本身比較抽象，而學(xué)校的教學(xué)設(shè)施相對(duì)落后，教師授課枯燥乏味，就會(huì)極大的影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是遇到某些困難和問題時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象，僅僅在考前突擊復(fù)習(xí)，應(yīng)付考試，對(duì)很多理論概念掌握不夠深刻，實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用能力也很難達(dá)到要求。

綜上所述，各種原因綜合導(dǎo)致了很多學(xué)生畢業(yè)參加工作后，很難適應(yīng)企業(yè)的對(duì)人才要求的標(biāo)準(zhǔn)，不能勝任工作需求，需要再次參加培訓(xùn)。所以對(duì)于高校教學(xué)人員來說，如何能夠培養(yǎng)出思維靈活、動(dòng)手能力強(qiáng)且有創(chuàng)新意識(shí)的新一代專業(yè)人才，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

教學(xué)策略分析

（一）改善教學(xué)設(shè)施

高校要合理增加對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的投入，建設(shè)符合現(xiàn)代要求的實(shí)驗(yàn)室，增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，把理論培養(yǎng)與實(shí)踐創(chuàng)新放到同等重要的地位。

（二）提高教師自身素質(zhì)

教師要充分了解學(xué)科技術(shù)的前沿，將當(dāng)前更多的新工藝（現(xiàn)代新產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程）、新電子元件（目前廣泛使用的新器件）、新儀器產(chǎn)品（現(xiàn)代電子儀器的使用）等內(nèi)容融入課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力。

（三）課程教學(xué)內(nèi)容

1.要突出對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)。

能熟練使用焊接工具和常用儀器儀表；

能對(duì)典型電子電路進(jìn)行分析，并進(jìn)行簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品功能分析、設(shè)計(jì)；

能進(jìn)行電子電路原理圖的繪制；

了解產(chǎn)品的成本核算方法，會(huì)進(jìn)行電子產(chǎn)品成本估算；

熟練掌握基本的、規(guī)范的操作技能，能進(jìn)行小型電子電路的制作；

能進(jìn)行電子電路調(diào)試并熟練檢查、排除故障；

能進(jìn)行信息查詢和資料整理；

能進(jìn)行中間調(diào)試過程的記錄并編寫最終技術(shù)文檔；

能以團(tuán)隊(duì)合作形式完成電子產(chǎn)品的開發(fā)；

會(huì)使用各種信息媒體對(duì)制作成果進(jìn)行演示。

2．以典型電子產(chǎn)品為載體實(shí)施教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如選擇競(jìng)賽搶答器、LED數(shù)字顯示器、運(yùn)動(dòng)小車、信號(hào)燈、數(shù)字鐘、電子秤、電子鎖、報(bào)警器、穩(wěn)壓電源等常見的、學(xué)生易于接受的電子產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)分析的對(duì)象，使學(xué)生更容易進(jìn)入電路分析的氛圍中，同時(shí)有利于學(xué)生形成個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案。

3．學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)突出，能力培養(yǎng)有所側(cè)重。學(xué)習(xí)情境的設(shè)置依托了數(shù)字電路和模擬電路各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)任務(wù)的安排不僅考慮到了本課程在專業(yè)課程體系中的位置，同時(shí)以電路分析、設(shè)計(jì)能力，電路接線、制板能力，技術(shù)指標(biāo)分析編制能力為能力培養(yǎng)的主線，從淺入深、由易至難，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生全面技能。

4．在工作任務(wù)實(shí)施過程中，促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)，在工作任務(wù)確定的知識(shí)領(lǐng)域中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的電子產(chǎn)品單元電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試。在引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過程中，把握學(xué)生設(shè)計(jì)思路的難易程度、理論范圍，充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思想，豐富學(xué)生制作的多樣性，提升學(xué)生設(shè)計(jì)制作的興趣和積極性。同時(shí)，在多個(gè)工作任務(wù)的實(shí)施過程中，通過創(chuàng)新思考、理論分析與設(shè)計(jì)、電路制作調(diào)試、功能實(shí)現(xiàn)報(bào)告展示的學(xué)做練一體的教學(xué)模式，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、制作技能、團(tuán)隊(duì)配合和個(gè)體表達(dá)能力；同時(shí)反復(fù)而不斷提升的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)證、報(bào)告過程，讓學(xué)生的電子電路設(shè)計(jì)制作的基本技能得到了鞏固。評(píng)價(jià)采用分階段分重點(diǎn)評(píng)價(jià)的模式，重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生的職業(yè)能力，兼顧重要的理論知識(shí)點(diǎn)。

5.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。引入包括多媒體演示、電子教案、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、局域網(wǎng)教學(xué)在內(nèi)的多種教學(xué)手段，將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

第6篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；“項(xiàng)目教學(xué)法”；教學(xué)實(shí)施

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electrontic Design Automation)的縮寫,它是隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展起來的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。它在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)主要包括：1.通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件解構(gòu)和工作方式重構(gòu)實(shí)現(xiàn)IC設(shè)計(jì)；2.以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，EDA軟件為工具實(shí)現(xiàn)PCB板的布局布線設(shè)計(jì)；3.通過EDA仿真軟件確定電子電路級(jí)設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用，如汽車、電子、機(jī)械、軍事、礦產(chǎn)及醫(yī)學(xué)等。作為高等職業(yè)院校的電子類學(xué)生掌握現(xiàn)代電子電路的設(shè)計(jì)方法就顯得尤為重要。另外，為了實(shí)現(xiàn)高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，各高職院校都在進(jìn)行新的教學(xué)方法的改革，項(xiàng)目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點(diǎn)被很多課程教學(xué)所采用。本文介紹了我院對(duì)電子信息工程專業(yè)EDA技術(shù)課程項(xiàng)目教學(xué)改革的嘗試。

一、“項(xiàng)目教學(xué)法”

教育專家弗雷德•海因里希教授提出的項(xiàng)目教學(xué)法，是指師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。來源于工程實(shí)踐中的項(xiàng)目，是指生產(chǎn)一件具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品；該產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中應(yīng)該具備以下條件：1.該工作過程可分解出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，并且能夠?qū)⒗碚撝R(shí)和實(shí)際技能有效地結(jié)合在一起；2.與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程或現(xiàn)實(shí)的商業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)有直接的關(guān)系；3.要學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)劃，組織和實(shí)施，并且在工作過程結(jié)束后要有明確而具體的成果，這里不以成果的正確性作為惟一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；4.在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不僅要運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識(shí)、技能，而且還要調(diào)用已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)、技能并能將散碎的知識(shí)點(diǎn)融匯使之變成我們所能夠使用的產(chǎn)品；5.對(duì)于工作過程中出現(xiàn)的問題，需要同學(xué)們通力合作，共同克服困難；6.項(xiàng)目完成時(shí)，師生共同交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和方法，并對(duì)項(xiàng)目工作成果作出公正的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目教學(xué)過程中，發(fā)揮了學(xué)生的自身潛力，增進(jìn)了師生的感情，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中完成了學(xué)生的素質(zhì)教育。

二、“項(xiàng)目教學(xué)法”在EDA技術(shù)中的應(yīng)用

EDA技術(shù)是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，要求學(xué)生具有電子小系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制作的能力，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、對(duì)電子產(chǎn)品熟悉的程度，專業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備情況，并且注意到了項(xiàng)目的難易程度，知識(shí)的關(guān)聯(lián)性等因素，綜合考慮進(jìn)行項(xiàng)目載體的篩選，最終確定了第一信號(hào)鑒別電路、流水燈以及CPLD開發(fā)板等項(xiàng)目作為本門課程的工程載體，下面就以CPLD開發(fā)板為例，介紹“項(xiàng)目教學(xué)法”在該門課程教學(xué)中的應(yīng)用。

1. CPLD開發(fā)板學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)

根據(jù)CPLD開發(fā)板電路功能，將其劃分為4個(gè)學(xué)習(xí)子情景，包括供電電路設(shè)計(jì)制作、顯示電路設(shè)計(jì)制作、開關(guān)電路設(shè)計(jì)制作以及串口電路設(shè)計(jì)制作。CPLD開發(fā)板設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開發(fā)板項(xiàng)目的解構(gòu)和重構(gòu)如圖1所示。

2.子情境教學(xué)實(shí)施過程

(1)子情境電路元件制作

①供電電路設(shè)計(jì)制作

供電電路由開關(guān)型穩(wěn)壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲(chǔ)能電感、輸入和輸出電容等元件構(gòu)成。在PowerLogic5.0中，繪制電源電路元件的邏輯封裝并且建立相應(yīng)元件的元件類型，同時(shí)為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為TO-220。

②顯示電路PCB設(shè)計(jì)制作

顯示電路由LED點(diǎn)陣顯示電路和LED動(dòng)靜態(tài)顯示電路組成，其中LED點(diǎn)陣采用4個(gè)8×8點(diǎn)陣拼在一起組成16×16點(diǎn)陣，可以顯示一個(gè)完整的漢字。2片74HC138組成4-16譯碼器做行掃描，2片74HC595級(jí)聯(lián)做列掃描，它們的PCB封裝為DIP16。

③開關(guān)電路PCB設(shè)計(jì)制作

開關(guān)電路由20個(gè)獨(dú)立按鍵電路和矩陣鍵盤電路組成，其中輕觸開關(guān)組成4×4矩陣鍵盤電路，程序?qū)仃囨I盤進(jìn)行掃描，如果有任意鍵按下，立即讀出其鍵值，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)數(shù)值，PCB封裝采用SW(6×6)。20獨(dú)立按鍵作為數(shù)據(jù)輸入開關(guān)，按鍵被按下時(shí)接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶熟悉數(shù)字系統(tǒng)中的0，1以滿足中規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計(jì)要求，其PCB封裝采用DPDT-6。

④串口電路PCB設(shè)計(jì)制作

串口通信電路由PL2303及電路，如50M晶體振蕩器、電阻、電容以及USB轉(zhuǎn)RS232插針等。其中PL2303采用28腳SSOP封裝，其余元件為常用插針封裝，串口通信電路如圖2所示。當(dāng)子情境中各個(gè)電路元件的類型建立完成后，進(jìn)行CPLD開發(fā)板的綜合PCB設(shè)計(jì)。

(2)CPLD開發(fā)板的綜合設(shè)計(jì)

根據(jù)紙質(zhì)電路原理圖，將新建立的元件類型調(diào)入原理圖繪制軟件PowerLogic5.0中,進(jìn)行電氣連線。原理圖繪制完成,根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其生成網(wǎng)絡(luò)表并傳送到PowerPCB5.0中進(jìn)行PCB設(shè)計(jì),布局布線結(jié)果如圖3所示。

3.考核方案

CPLD開發(fā)板電路設(shè)計(jì)由4個(gè)子情境構(gòu)成，根據(jù)子情境承載的知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目性質(zhì)不同，考核比例分別占總項(xiàng)目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項(xiàng)目質(zhì)量考核(70%)+平時(shí)成績(jī)考核(15%)。其中理論知識(shí)考核主要考核學(xué)生新知識(shí)運(yùn)用和已學(xué)過知識(shí)點(diǎn)調(diào)用的情況，一般可以通過研究性的習(xí)題完成；項(xiàng)目質(zhì)量考核主要考核項(xiàng)目工作過程中每位同學(xué)的表現(xiàn)以及完成項(xiàng)目的成果展現(xiàn)；平時(shí)成績(jī)考核包括考勤、平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度及能力表現(xiàn)等。

三、結(jié)束語

基于建構(gòu)主義的“項(xiàng)目教學(xué)法”使學(xué)生成為了認(rèn)知的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；學(xué)生通過主動(dòng)搜集和處理信息，培養(yǎng)了獲取新知識(shí)的能力，分析問題、解決問題以及交流合作能力?！绊?xiàng)目教學(xué)法”在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)高技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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[2]房漢雄，郭福三，齊懷琴.項(xiàng)目教學(xué)法在EDA課程中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊，2009，1

第7篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞： 項(xiàng)目教育 CDIO理念 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 《電路實(shí)驗(yàn)》

CDIO是在多年的教學(xué)過程中形成的教育教學(xué)改革的新成果。自2000年以來，CDIO（構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、操作）以產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)為周期，以產(chǎn)品的開發(fā)為主導(dǎo)，以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為目的的教學(xué)模式，以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力、知識(shí)構(gòu)建能力、團(tuán)隊(duì)相互合作能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為基本原則，在這個(gè)四個(gè)方面體現(xiàn)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性。

1.基于CDIO思想的教學(xué)方法改革與實(shí)踐

1.1傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)常見的問題

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論知識(shí)的整合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、創(chuàng)新和實(shí)踐的能力。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的重要組成部分。目前，電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及方法在高等教育體系普遍存在的現(xiàn)象是：

1.1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以驗(yàn)證課本的理論為主。目前，主要是為了驗(yàn)證電路理論實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將書本知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生只對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和記錄，無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教育模式。

1.1.2課程的考試方法按照傳統(tǒng)方法考核，教學(xué)方法沒有創(chuàng)新。本文在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，闡述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則和注意事項(xiàng)，提出了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的多樣化、自由化。

1.1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)理論部分是比較薄弱的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常作為理論課的輔助部分，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排比理論少很多。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書接線，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過程過于簡(jiǎn)單，獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)少。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程積極性不高，只是為了應(yīng)付完成任務(wù)，缺乏主動(dòng)參與精神。

1.1.4團(tuán)隊(duì)意識(shí)培養(yǎng)不夠。一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，沒有強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的整合與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，沒有團(tuán)隊(duì)意識(shí)與現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人力資源的需求不能適應(yīng)。所以，通識(shí)教育CDIO理念應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，建立強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，對(duì)工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)具有重要意義。

1.2教育改革理念

在課程計(jì)劃和發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，主要對(duì)電路課程內(nèi)容：電路的分析方法、電路的基本定理、含有運(yùn)算放大器的電阻電路、一階電路和二階電路的時(shí)域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、含有耦合電感的電路、電路的頻率響應(yīng)、線性電路的復(fù)頻域分析等進(jìn)行闡述。學(xué)生不僅要掌握深厚的理論知識(shí)，而且要具有實(shí)際動(dòng)手能力才能確立設(shè)計(jì)理念和形成設(shè)計(jì)能力。CDIO教學(xué)思路主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.2.1建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)面向CDIO教育模式，針對(duì)全面建設(shè)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，創(chuàng)新性地開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)部分對(duì)應(yīng)難度較大常用的電路的增加一次分析，尤其是頻率響應(yīng)，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行早期研究。在一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)中，綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目的深層設(shè)計(jì)，對(duì)電路設(shè)計(jì)的原則，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力非常重要。

1.2.2豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，將競(jìng)賽引入教學(xué)方式，充分利用PROTEL、MULTISIM，AUTOCAD等軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生自由組合的團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成，該項(xiàng)目完成后，各組之間進(jìn)行充分討論，討論各自的設(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫按照要求完成，組織分工等。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的各種能力都有幫助，尤其是團(tuán)隊(duì)之間的相互配合能力、主動(dòng)思考能力、電路的分析調(diào)試能力和語言表達(dá)能力。

1.2.3加強(qiáng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的培養(yǎng)。每年省內(nèi)都有電子電路方面的競(jìng)賽，競(jìng)賽題目都不同程度地體現(xiàn)了創(chuàng)新思想，可以借助賽題培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，把賽題引入實(shí)驗(yàn)，達(dá)到良好效果。

1.3教學(xué)改革的措施

我院建設(shè)完成了開放實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室里配備了電子電路所需的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和常用的電子元器件，供學(xué)生使用，而且采取以老帶新的制度，全天由往屆在電子電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽方面取得較好成績(jī)的學(xué)生值班，負(fù)責(zé)解答疑問，同時(shí)安排老師值班，以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)工程中出現(xiàn)的問題。安排歷年賽題的解答任務(wù)，要求學(xué)生熟悉歷年賽題的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法，真正做到項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)課題，激發(fā)學(xué)生興趣，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率。

2.該實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果

基于CDIO的教學(xué)理念，調(diào)整了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了配套建設(shè)，改進(jìn)了教學(xué)方法，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程、老師的教學(xué)方法都做了相應(yīng)的改革，實(shí)驗(yàn)的最后考核方式都進(jìn)行了相應(yīng)的改革，尤其是開放實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性有了很大的提高，學(xué)生參加省內(nèi)和國(guó)內(nèi)的電子電路競(jìng)賽也取得了較好的成績(jī)。由此可見，在注重理論知識(shí)的同時(shí)，更要注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人才的必然要求。

電路課程是高等院校工科一門重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求較高，如果只知道理論而不懂實(shí)驗(yàn)，那么只能停留在表面的認(rèn)知階段，要改變目前高校重理論而輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，不是一朝一夕能做到的，不僅僅需要教育理念的變化，更需要大量實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)的投入，改善實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)也要對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，提高老師的實(shí)踐能力。文章闡述了當(dāng)前高等學(xué)校工科電路實(shí)驗(yàn)存在的共性問題，探討了CDIO理念的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方式，從課時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)具體要求做什么及做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)什么樣的能力等方面進(jìn)行了改革。從改革結(jié)果看，在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用無論是競(jìng)賽賽題還是日常常見電路為驅(qū)動(dòng)的CDIO教學(xué)模式，都能形成CDIO要求的能力，取得了預(yù)期的效果，如果同類課程教學(xué)采用相應(yīng)的教學(xué)模式，相信就會(huì)取得令人滿意的效果。

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第8篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

一、電子電路的調(diào)試

一般的測(cè)試的步驟和方法如下：

1．不通電檢查。檢查連線電路安裝完畢后，不要急于通電，先認(rèn)真檢查接線是否正確，包括錯(cuò)線、少線、多線。多線一般是因接線時(shí)看錯(cuò)引腳，或者改接線時(shí)忘記去掉原來的舊線造成的，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)生，而查線時(shí)又不易發(fā)現(xiàn)，調(diào)試時(shí)往往會(huì)給人造成錯(cuò)覺，以為問題是由元?dú)饧斐傻?。例如TTL兩個(gè)門電路的輸出端無意中接在一起，引起電平不高不低，人們很容易認(rèn)為是元器件壞了。為了避免做出錯(cuò)誤判斷，通常采用2種查線方法：一種方法是按照設(shè)計(jì)的電路圖檢查安裝的線路，把電路圖上的連線按一定順序在安裝好的線路中逐一對(duì)應(yīng)檢查，這種方法比較容易找出錯(cuò)線和少線；另一種方法是按實(shí)際線路來對(duì)照電路原理圖，按照2個(gè)元件引腳連線的去向查清，查找每個(gè)去處在電路圖上是否存在，這種方法不但能查出錯(cuò)線和少線，還能檢查出是否多線。

2．通電觀察把經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)量的電源電壓加入電路，但信號(hào)源暫不接入，電源接通之后不要急于測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，首先要觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無冒煙，是否聞到異常氣味，手模元件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。然后再測(cè)量各元件引腳的電源電壓，而不是只測(cè)量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。

3．分塊調(diào)試調(diào)試包括測(cè)試和調(diào)整兩個(gè)方面。測(cè)試是在安裝后對(duì)電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整是指在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿足設(shè)計(jì)要求。為了使測(cè)試順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)標(biāo)出各點(diǎn)的電位值、相應(yīng)的波形以及其它數(shù)據(jù)。測(cè)試方法有2種：第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，也就是把復(fù)雜的電路按原理圖上的功能分成塊進(jìn)行安裝調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試，這種方法稱為分塊調(diào)試。采用這種方法能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，因此是常用的方法，對(duì)于新設(shè)計(jì)的電路更是如此。另一種方法是整個(gè)集成電路安裝完畢，實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法適用于簡(jiǎn)單電路或定型產(chǎn)品。本文僅介紹分塊調(diào)試。分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個(gè)部分看成一個(gè)模塊。比較理想的調(diào)試程序是按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試包括靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。

二、系統(tǒng)的精度及其可靠性

測(cè)試系統(tǒng)精度是設(shè)計(jì)電路很重要的一個(gè)指標(biāo)。測(cè)量電路的精度校準(zhǔn)元件應(yīng)該由高于測(cè)量電路精度的儀器進(jìn)行測(cè)試后，才能作為校準(zhǔn)元器件接入電路校準(zhǔn)精度。例如，測(cè)量電路中，校準(zhǔn)精度時(shí)所用的電容不能以標(biāo)稱值計(jì)算，而要經(jīng)過高精度的電容表測(cè)量其準(zhǔn)確值后，才能作為校準(zhǔn)電容。對(duì)于正式產(chǎn)品，應(yīng)該就以下幾方面進(jìn)行可靠性測(cè)試：抗干擾能力；電網(wǎng)電壓及環(huán)境溫度變化對(duì)裝置的影響；長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性；抗機(jī)械振動(dòng)的能力。四、電子電路的故障分析與處理在實(shí)驗(yàn)過程中，故障常常是不可避免的，分析和處理故障可以提高分析和解決問題的能力。分析和處理故障的過程就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷，逐步找出問題的過程。

三、調(diào)試中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在調(diào)試過程中，自始至終都必須具有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)，不能存在僥幸心理，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，不要手忙腳亂，要認(rèn)真查找故障的原因，仔細(xì)分析作出判斷，切忌一遇到故障，解決不了問題就要拆掉線路而重新安裝，或者盲目的更換元器件。因?yàn)榧词怪匦掳惭b，線路的問題可能依然存在，何況在原理上，問題并不是重新安裝就能夠解決的。再則，重新安裝而找不出原因，會(huì)使自己失去一次分析和解決問題的鍛煉機(jī)會(huì)，要認(rèn)真查找故障原因，仔細(xì)分析判斷，根據(jù)原電路原理找出解決問題的辦法。

第9篇：電子電路設(shè)計(jì)方案范文

（赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

摘 要：本文通過電路實(shí)例介紹了Multisim10軟件的設(shè)計(jì)、仿真操作過程.在數(shù)字電路的理論課教學(xué)中應(yīng)用Multisim10軟件，可以使理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使教學(xué)更靈活、更有效，可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，大大提高數(shù)字電路的課堂教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞 ：數(shù)字電路設(shè)計(jì)；Multisim10軟件；電路仿真；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2015）03-0231-03

1 引言

數(shù)字電路課程是電子技術(shù)、信息通信、自動(dòng)化控制和其他部分專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，其傳統(tǒng)的教學(xué)方法是首先進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過程中，分析問題、解決問題的能力，從而提高學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的綜合設(shè)計(jì)能力.利用Multisim軟件分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路,可以方便的修改電路和元件參數(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,加快設(shè)計(jì)過程,節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用.通過教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)證明了利用Multisim軟件進(jìn)行數(shù)字電路教學(xué)，可以提高學(xué)生的綜合分析能力和解決問題的能力，從而提高了數(shù)字電路的教學(xué)質(zhì)量.

2 Multisim10軟件介紹

Muhisim10軟件是一種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱EDA）軟件，專門用于電子電路的設(shè)計(jì)與仿真.Muhisim10軟件是以Windows為操作平臺(tái)，它不僅提供了電路原理圖輸入和硬件描述語言模型輸入的接口和比較全面的仿真分析功能，同時(shí)還提供了龐大的元器件模型庫(kù)和一整套虛擬儀表（包括示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器和波特圖繪圖儀等等），可以滿足一般的模擬/數(shù)字電路以及數(shù)字-模擬混合電路的分析與設(shè)計(jì).

Multisim10軟件的突出優(yōu)點(diǎn)是用戶界面友好、直觀，使用非常方便，只要是熟悉Windows的用戶，很容易掌握其用法；而且系統(tǒng)高度集成，元器件和測(cè)試儀器豐富，電路分析和仿真功能強(qiáng)大，可以完成各種模擬電路、數(shù)字電路以及模擬/數(shù)字混合電路的設(shè)計(jì)仿真.

3 Multisim10軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)字電路的理論內(nèi)容包括：邏輯代數(shù)、門電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形電路、模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等等.其中對(duì)組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)是數(shù)字電路課程的重要內(nèi)容.利用Multisim10軟件中豐富的元器件模型可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，再利用Multisim10軟件提供的各種虛擬儀器進(jìn)行電路仿真，直接將把理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，加深了對(duì)抽象的理論知識(shí)的理解，從而使課堂教學(xué)效果大大改善.

3.1 Multisim10軟件在組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

組合邏輯電路的特點(diǎn)是即刻輸入決定即刻輸出，電路中不包含記憶性元件.組合邏輯電路的分析過程包括：首先根據(jù)邏輯電路圖寫出輸出邏輯函數(shù)，在進(jìn)行邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換，最后列出真值表或說明其邏輯功能；而組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程則是：根據(jù)邏輯功能描述抽象出真值表，寫出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)、變換，最后畫出邏輯電路圖.在進(jìn)行包含集成器件的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生覺得較難理解.而利用Multisim10軟件提供的虛擬儀表——邏輯轉(zhuǎn)換器，可以在邏輯函數(shù)的各種表示形式（如邏輯電路圖、真值表、邏輯表達(dá)式）之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，使得組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單.

比如，分析圖1所示電路的功能，要求列出邏輯真值表，并寫出電路的邏輯函數(shù)式.

圖中74HC151是8選1數(shù)據(jù)選擇器，傳統(tǒng)的解題過程是先寫出74HC151的輸出函數(shù)，再將輸入變量MNP和Q代入公式中的最小項(xiàng)和數(shù)據(jù)輸入端，寫出輸出變量Z關(guān)于MNPQ的表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)得到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；最后將所有的變量取值組合代入最簡(jiǎn)輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式中算出輸出變量Z的值，并列在表中，即可得到真值表.

現(xiàn)在利用Multisim10來實(shí)現(xiàn)，先啟動(dòng)Multisim10程序，出現(xiàn)用戶界面后首先需要建立圖1所示的邏輯電路圖.我們從CMOS集成電路器件庫(kù)中找出74HC151、74HC04、VDD和接地端的符號(hào)，將它們放在合適的位置連成與圖1完全相同的電路圖，如圖2所示，注意圖2中的G、A、B、C與圖1中的S、A0、A1、A2相對(duì)應(yīng).然后從用戶界面上的儀器欄中將“邏輯轉(zhuǎn)換器”擊出，將電路的輸入變量M、N、P、Q依次接到邏輯轉(zhuǎn)換器最左邊的四個(gè)輸入端ABCD，同時(shí)將電路的輸出端Z接到邏輯轉(zhuǎn)換器最右邊的一個(gè)輸出端，如圖2所顯示的那樣.雙擊邏輯轉(zhuǎn)換器圖標(biāo)，便彈出圖3所示窗口，點(diǎn)擊窗口右側(cè)上方第一個(gè)按鈕，邏輯表就出現(xiàn)在左側(cè)的表格中，再點(diǎn)擊右側(cè)上方的第三個(gè)按鈕，在窗口的底部出現(xiàn)化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式BD+ABD+BC，對(duì)應(yīng)圖1電路的輸出函數(shù)式為Z=NQ+MNQ+NP，至此完成題目要求，分析過程十分簡(jiǎn)便.

3.2 Multisim10在時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是某一時(shí)刻的輸出不僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān)，還與電路存儲(chǔ)的狀態(tài)有關(guān)，也就是電路中一定包含記憶性元件.時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)比組合邏輯電路更復(fù)雜，學(xué)生難以理解，尤其是對(duì)計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)更是如此.下面我們利用Multisim10軟件中的虛擬儀表——邏輯分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的電路仿真，觀察電路的輸入輸出波形圖，畫出電路的狀態(tài)裝換圖，直接了解電路的邏輯功能，明顯提高了課堂教學(xué)效果.

分析圖4所示計(jì)數(shù)器電路，畫出電路的時(shí)序圖，說明這是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器.

在Multisim10中選用TTL器件庫(kù)中的74LS160、反相器7404及與非門7420構(gòu)成圖4中的電路，并接入信號(hào)發(fā)生器XFG1和邏輯分析儀XLA1如圖5所示，圖5中QAQBQCQD的與圖4中的Q0Q1Q2Q3對(duì)應(yīng).利用Multisim10中的邏輯分析儀XLA1對(duì)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖和輸出信號(hào)波形進(jìn)行觀察，得到圖6，由此圖可以發(fā)現(xiàn)，每隔五個(gè)時(shí)鐘周期輸出信號(hào)波形就重復(fù)變化一次，并在7420的輸出端產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，因此這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.根據(jù)邏輯分析儀給出的輸出波形畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖7所示.

分析圖4的計(jì)數(shù)器電路發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器采用了同步預(yù)置數(shù)的工作方式，當(dāng)計(jì)數(shù)器處于QDQCQBQA= 0100狀態(tài)時(shí)，用7404和7420譯出LDc=0的信號(hào)，將計(jì)數(shù)器預(yù)置為Q3Q2Q1Q0=0000狀態(tài)，作為計(jì)數(shù)循環(huán)的起始值.進(jìn)一步分析可知這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.

由此可見，通過Multisim10中的邏輯分析儀能夠得到直接的輸入、輸出信號(hào)波形，邏輯功能一目了然，相比于常規(guī)教學(xué)教學(xué)效果更好.

4 總結(jié)

在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件，一方面可以使理論課的教學(xué)更加生動(dòng)有趣，另一方面在課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示可以更好的吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生通過直接觀察實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果，可以更加透徹的理解數(shù)字電路的工作過程，有助于提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力.

總之，利用Multisim10軟件對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行建模與仿真，不僅使學(xué)生明白了數(shù)字電路的功能，更清楚的掌握了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法，既加深了對(duì)理論的理解，又對(duì)電路功能建立起動(dòng)態(tài)、形象、直觀的感性認(rèn)識(shí)；因此，在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件進(jìn)行電路建模、仿真、調(diào)試，通過優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)得出最佳的電路設(shè)計(jì)方案，使教學(xué)過程更加直觀、明了，學(xué)生容易獲得明確的結(jié)果，提高了數(shù)字電路的質(zhì)量.

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