時(shí)間：2023-10-13 16:14:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：高職院校；LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)；課程教學(xué)改革隨著LED的發(fā)展及其應(yīng)用引起了廣泛的關(guān)注，高職院校光電子技術(shù)等專業(yè)陸續(xù)將LED相關(guān)課程納入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。作為L(zhǎng)ED系列課程的基礎(chǔ)核心課程《LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)》，其課程教學(xué)改革與實(shí)踐的探究對(duì)該課程的建立與實(shí)施發(fā)揮了極其重要的作用。本文將結(jié)合高職學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)《LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐進(jìn)行探究，從而為高職院校開設(shè)類似專業(yè)課程的課程開發(fā)及實(shí)施提供一定的理論基礎(chǔ)。
一、學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計(jì)
《LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)》是光電子技術(shù)與LED應(yīng)用專業(yè)的必修課程，該課程結(jié)合LED驅(qū)動(dòng)電路的最新應(yīng)用技術(shù)，把LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)與電路實(shí)例有機(jī)結(jié)合起來(lái)，系統(tǒng)介紹了從事LED驅(qū)動(dòng)電路研發(fā)、設(shè)計(jì)所必須的基礎(chǔ)知識(shí)，以及在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)掌握的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)電路研發(fā)和技術(shù)崗位的具體工作任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析電路、設(shè)計(jì)電路、調(diào)試電路及閱讀工程資料等方面的職業(yè)能力及較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)要求學(xué)生具備一定的LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手能力及實(shí)踐能力，具備良好職業(yè)道德及職業(yè)能力，具有良好的溝通協(xié)作精神，培養(yǎng)能從事LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，或LED應(yīng)用生產(chǎn)、研發(fā)和檢測(cè)和管理崗位的技能型人才。
《LED驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)》課程的前修課程主要有《工程光學(xué)基礎(chǔ)》、《電工與電子技術(shù)》、《LED技術(shù)基礎(chǔ)》，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)及LED顯示控制等相關(guān)課程的完成構(gòu)成了一套比較完整的LED技術(shù)知識(shí)體系。《LED驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)》的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括LED基礎(chǔ)知識(shí)、LED驅(qū)動(dòng)電源的分類和要求、LED驅(qū)動(dòng)電路、LED的應(yīng)用技術(shù)。課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織與安排，應(yīng)先知識(shí)后能力、由簡(jiǎn)入繁、循序漸進(jìn)，不以傳統(tǒng)的章節(jié)知識(shí)點(diǎn)為授課主線，代以真實(shí)項(xiàng)目為載體。具體的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)任務(wù)分為：低壓直流供電的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、阻容降壓式的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、開關(guān)電源市電供電的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、帶功率因數(shù)校正的高功率LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、市電供電的非隔離LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路的分析。根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，選擇了基本涵蓋本課程全部?jī)?nèi)容的6個(gè)典型工作項(xiàng)目，根據(jù)完成這些工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求開展教學(xué)。
二、評(píng)價(jià)方案和教學(xué)資源建設(shè)
在課程的評(píng)價(jià)方案方面，可結(jié)合教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)、小組評(píng)價(jià)等多方評(píng)價(jià)獲得相對(duì)全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。教師評(píng)價(jià)方面，依據(jù)課程要求，設(shè)計(jì)針對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)考核《評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目完成情況評(píng)分，以學(xué)生自評(píng)為主、學(xué)生互評(píng)為輔，教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中起引導(dǎo)調(diào)控作用。關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，注重過(guò)程性、表現(xiàn)性和發(fā)展性評(píng)價(jià)。自我評(píng)價(jià)方面，各小組成員之間依據(jù)《評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》自我評(píng)價(jià)。小組評(píng)價(jià)方面，評(píng)價(jià)在完成任務(wù)過(guò)程中的表現(xiàn)情況如紀(jì)律、態(tài)度、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、服務(wù)意識(shí)、關(guān)心他人等。
教學(xué)資源建設(shè)方面，建設(shè)有教學(xué)設(shè)計(jì)方案、電子教材、教學(xué)課件、案例庫(kù)、習(xí)題庫(kù)、訓(xùn)指導(dǎo)書等教學(xué)基本文件，符合課程設(shè)計(jì)要求，能滿足網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)需要。實(shí)訓(xùn)方面配有相關(guān)的計(jì)算機(jī)、軟件開發(fā)平臺(tái)、電子器件及相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備，達(dá)到教、學(xué)、做一體。
（作者單位：中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院）
參考文獻(xiàn)：
[1]陳東旭，張帆，石雪梅.基于學(xué)習(xí)情境的高職精品課程建設(shè)策略探討[J].廣東教育?職教，2012（2）：17.
關(guān)鍵詞:電路設(shè)計(jì)；電器控制；方法；比較
1簡(jiǎn)述電器控制電路設(shè)計(jì)方法
電器控制電路設(shè)計(jì)方法最常用的有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法和電器工作流程圖方法。現(xiàn)就多角度地分析敘述的三種方案。沒有固定模式，典型電路環(huán)節(jié)拼湊實(shí)現(xiàn)基本要求，依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這種方法叫經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。采用這類方案，應(yīng)注意以下原則性的要求:第一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)前，要調(diào)查清楚生產(chǎn)要求，需對(duì)同類產(chǎn)品分析與綜合，最大限度地實(shí)現(xiàn)工藝與功能要求。一般來(lái)說(shuō)，只要滿足了起動(dòng)、反向和制動(dòng)，并在規(guī)定范圍內(nèi)平滑調(diào)速，或是發(fā)出保護(hù)信號(hào)預(yù)報(bào)等基本問(wèn)題，觀察其基本反映，征求設(shè)計(jì)人員的意見，因地制宜，針對(duì)性的對(duì)比綜合研究，提出詳實(shí)地設(shè)計(jì)計(jì)劃，以此作為該類方法的依存。第二點(diǎn)是電器控制電路在滿足基本生產(chǎn)要求后，應(yīng)讓電路做到簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。盡量少選用電器，數(shù)量少，節(jié)約成本。盡量選用驗(yàn)證過(guò)的電路和環(huán)節(jié)，滿足實(shí)驗(yàn)所求。盡量選用短的連接線，接觸點(diǎn)數(shù)量應(yīng)越來(lái)越少。必須能實(shí)現(xiàn)三個(gè)盡量，把控設(shè)計(jì)方法在范圍內(nèi)，才能更好地凸顯此方法的優(yōu)勢(shì)。第三點(diǎn)是安全性在電路設(shè)計(jì)中是第一位的，若是連安全性都沒法保證，那么，設(shè)計(jì)的電路就根本沒法正常運(yùn)作。選用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)、抗干擾性能好的電器元件。必須避免以下三種情況，一是避免寄生回路在控制電路里出現(xiàn)。二是避免按次序接通電器后，另一電器的控制電路才能接通。三是避免誤操作，電路中需設(shè)有保護(hù)環(huán)節(jié)和一些信號(hào)指示等，保證電路能可靠的動(dòng)作，減少事故發(fā)生的概率。電路里一般需有過(guò)載、短路、過(guò)流、過(guò)壓、失壓等保護(hù)措施，指示信號(hào)有合閘、斷開、事故、安全等。同時(shí)，電器聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖，在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間必須是有聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式根據(jù)電網(wǎng)容量的狀態(tài)決定，如它的電壓大小、頻率的波動(dòng)范圍和沖擊電流允許值等參數(shù)。直接起動(dòng)或是間接起動(dòng)都需參照電路的實(shí)際情況決定。如果大容量接觸器的線圈是用小容量繼電器的觸頭來(lái)控制的，觸點(diǎn)線圈必須正確連接電器。同時(shí)，必須計(jì)算繼電器觸頭斷開和接通容量是否足夠。不夠時(shí)，小容量接觸器或中間繼電器必須增加，以此來(lái)保障電路狀態(tài)可靠的工作。第四點(diǎn)是減少人工操作的頻繁度，增加自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制的方式。盡量選擇操作和維修方便的控制機(jī)構(gòu)，在控制形式上，能便捷地在兩種控制方式之間自由轉(zhuǎn)換，避免帶電檢查和維修。邏輯設(shè)計(jì)法一般是接觸器和繼電器系統(tǒng)，利用邏輯代數(shù)，最小化原件量設(shè)計(jì)出控制電路。“1”和“0”分別表示相互對(duì)立的物理狀態(tài)，線圈正在通電用“1”表示，它是指線圈繼電器和接觸器觸頭閉合。線圈已經(jīng)斷電代表的是“0”，在處于斷開觸頭的階段。線圈通、斷電的基礎(chǔ)及其動(dòng)斷觸頭的現(xiàn)實(shí)情況是組成線圈與電源聯(lián)系的不容忽視地重要一環(huán)。在這種設(shè)計(jì)方法里，也需考慮邏輯函數(shù)運(yùn)算、簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)等幾方面的因素。將觸頭狀態(tài)的邏輯變量，通過(guò)邏輯函數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際電路的形式，便于設(shè)計(jì)人員的工作，這就是設(shè)計(jì)人員參考的第一要素，即邏輯函數(shù)運(yùn)算。簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)一般來(lái)說(shuō)是指簡(jiǎn)化各類繼電器與接觸器電路，可通過(guò)公式法和基本定律進(jìn)行化簡(jiǎn)。在實(shí)際電路組合里，化簡(jiǎn)時(shí)，必須注意不可或缺地兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。其一是不必為了化簡(jiǎn)而強(qiáng)行節(jié)省觸點(diǎn)，可多用觸點(diǎn)來(lái)使電路的實(shí)際邏輯功能更加清晰明了，利于讀者的閱讀與思考。其二是限制觸點(diǎn)的容量，不能超過(guò)電路所承載的關(guān)斷任務(wù)范圍。邏輯設(shè)計(jì)法的使用時(shí)注意要點(diǎn)已簡(jiǎn)要說(shuō)明，相比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)思路。電器工作流程圖方法是在前兩種設(shè)計(jì)方法上逐步發(fā)展起來(lái)的，人們遵循從左到右的繪制原則。啟動(dòng)和停止階段指的是電流兩種工作狀態(tài)，這是電流的工作流程的兩個(gè)階段。左側(cè)是繪制電器“KA”“SB”、接觸器“KM”等控制電路的文字按鈕，用不同的狀態(tài)框表達(dá)電器元件的差異。狀態(tài)框與元件應(yīng)保持同一水平位置，以時(shí)間為序，畫出匹配的電氣文字符號(hào)。約定俗成，人們公認(rèn)電器動(dòng)作用黑框來(lái)代表，白框表達(dá)的則是電器釋放這一概念，按鈕框說(shuō)的是點(diǎn)動(dòng)按鈕。實(shí)線相連接狀態(tài)框是指控制電路，反之，與虛線相連的狀態(tài)框，說(shuō)的是非控制電路。
2分析比較電器控制電路設(shè)計(jì)方法
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法適用于設(shè)計(jì)人員能熟練掌握電路控制方法的內(nèi)容，且操作方便、快捷，對(duì)設(shè)計(jì)人員要求不高，只需具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)里，特別容易出現(xiàn)較多問(wèn)題，只能反復(fù)修改和試驗(yàn)，直至符合電路設(shè)計(jì)要求。雖說(shuō)它出現(xiàn)問(wèn)題的概率高，可這類方法合理性好，復(fù)雜電路能完成設(shè)計(jì)。相較于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來(lái)說(shuō)，邏輯設(shè)計(jì)法的工作難度比較大，短時(shí)間里不容易掌握。在實(shí)際狀況里，電器可隨意排次序，為實(shí)現(xiàn)基本要求，增加輔助電器，使得未確定最終結(jié)果是設(shè)計(jì)方案多種多樣，不具唯一性。彌補(bǔ)了前兩種設(shè)計(jì)上的不足。即，不需要豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，難度不是很大，按照時(shí)間原則進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。
3結(jié)語(yǔ)
本文敘述了三種電器控制電路設(shè)計(jì)方法，它們有著獨(dú)屬于自己的特點(diǎn)，各自的側(cè)重點(diǎn)不同。經(jīng)驗(yàn)和邏輯設(shè)計(jì)法難度較大，以時(shí)間為原則的電器工作流程圖法，彌補(bǔ)了這兩種方法的不足。根據(jù)實(shí)際工作的功能要求，選擇最合適的設(shè)計(jì)方法，便于設(shè)計(jì)人員使用。
參考文獻(xiàn):
［1］馬慶銀．選煤廠低壓變頻調(diào)速裝置應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)［J］．選煤技術(shù)，2014(4):73～76．
【關(guān)鍵詞】電氣 控制 電路 設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)依據(jù)
電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的起停由接觸器主觸點(diǎn)的閉合和斷開來(lái)實(shí)現(xiàn)；接觸器主觸點(diǎn)的動(dòng)作，由控制回路中該接觸器的線圈通電和斷電所決定；且滿足組成控制電流基本規(guī)律的要求接觸器線圈的通電和斷電取決于所在回路中的動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的動(dòng)作情況；接觸器線圈所在回路中的動(dòng)合觸點(diǎn)利動(dòng)斷觸點(diǎn)的組合關(guān)系（串并聯(lián)）及其動(dòng)作情況由控制對(duì)象對(duì)控制過(guò)程的要求所決定，且滿足組成控制電路基本規(guī)律的要求。
二、基本步驟
1）收集分析現(xiàn)有同類設(shè)備的電器控制電路，以便設(shè)計(jì)時(shí)的揚(yáng)長(zhǎng)避短。
2）根據(jù)控制對(duì)象電器控制電路的要求，首先設(shè)計(jì)各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)的控制電路，然后由各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系進(jìn)一步擬定聯(lián)鎖控制電路及捕助電路的設(shè)計(jì)。
主電路設(shè)計(jì)主要考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)及多速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速要求。
控制電路設(shè)計(jì)主要考慮如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能以及控制對(duì)象的控制過(guò)程要求。
輔助電路設(shè)計(jì)主要考慮如何完善整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)，包括短路、過(guò)載、超程、零壓聯(lián)鎖、光電測(cè)試、信號(hào)及照明等等各種保護(hù)或輔助環(huán)節(jié)。
3）全面檢測(cè)所設(shè)計(jì)的控制電路.在條件允許的情況下，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，克服在工作過(guò)程中因誤動(dòng)作而產(chǎn)生的事故因素，逐步完善整個(gè)電器控制電路的設(shè)計(jì)。
三、基本特點(diǎn)
1）設(shè)計(jì)過(guò)程是逐步完善的過(guò)程，一般不易獲得最佳設(shè)計(jì)方案。但經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)單易行，使用根廣。
2）需反復(fù)修改草圖，故會(huì)影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。
3）需要一定的經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)中往往會(huì)因考慮不周而影響電路的可靠性。
4）一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)。
四、提高經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路可靠性的要點(diǎn)
1.在滿足功能要求的前提下盡量簡(jiǎn)化電路，減少觸點(diǎn)，避免不必要的聯(lián)鎖動(dòng)作現(xiàn)象
（1）合并同類觸點(diǎn) 但應(yīng)注意觸點(diǎn)額定電流值的限制。
（2）利用轉(zhuǎn)換觸點(diǎn) 通過(guò)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的中間繼電器而將兩對(duì)觸點(diǎn)合并成一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。
（3）在直流電路中，利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)有效地減少觸點(diǎn)數(shù)目。
（4）電路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電氣元件依次動(dòng)作后才能接通另一個(gè)電氣元件。
（5）應(yīng)考慮電氣接觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰Γ羧萘坎粔颍稍陔娐分性黾又虚g繼電器或增加電路中接觸點(diǎn)數(shù)目。
2.要保證控制電路工作的安全和可靠性
電器元件要正確連接，電器的線圈和觸點(diǎn)連接不正確，會(huì)使控制電路發(fā)生誤動(dòng)作。有時(shí)造成嚴(yán)重的事故。
（1） 線圈的連接 在交流控制電路中，不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈，如圖1所示。即使外加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和，也是不允許的。因?yàn)槊總€(gè)線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比，兩個(gè)電器動(dòng)作總有先后，先吸合的電器，磁路先閉合，其阻抗比沒吸合的電器大，電感顯著增加.線圈上的電壓也相應(yīng)增大，故沒吸合電器的線圈的電壓達(dá)不到吸合值。同時(shí)電路電流將增加，有可能燒毀線圈。因此兩個(gè)電器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)線圈應(yīng)并聯(lián)連接。
圖1 不能串聯(lián)接入兩個(gè)電氣線圈
（2）電器觸點(diǎn)的連接 同一個(gè)電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)位置靠得很近，不能分別接在電源的不同相上。不正確連接電器的觸點(diǎn)如圖2所示，限位開關(guān)SQ的常開觸點(diǎn)和常閉
觸點(diǎn)不是等電位，當(dāng)觸點(diǎn)斷開產(chǎn)生電弧時(shí)很可能在兩觸點(diǎn)之間形成飛弧而造成電源短路。正確連接電器觸點(diǎn)如圖3所示，則兩觸點(diǎn)電位相等，不會(huì)造成飛弧而引起電源短路。
圖 2 電器觸點(diǎn)的連接
3.控制電路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。
（1）盡量減少連接導(dǎo)線 將電器元件觸點(diǎn)的位置合理安排，可減少導(dǎo)線報(bào)數(shù)和縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度.以簡(jiǎn)化接線。
（2）控制電路在工作時(shí)，除必要的電器元件必須長(zhǎng)期通電外，其余電器應(yīng)盡量不長(zhǎng)期
通電，以延長(zhǎng)電器元件的使用壽命和節(jié)約電能。
4.防止寄生電路
控制電路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路叫寄生電路。寄生電路會(huì)破壞電路的正常工作，造成誤動(dòng)作。圖4是一個(gè)具有過(guò)載保護(hù)和指示燈顯示的可逆電動(dòng)機(jī)的控制電路，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)過(guò)載，則熱繼電器動(dòng)作時(shí)會(huì)出現(xiàn)寄生電路，如圖中虛線所示.使接觸器KM不能斷電，起不了保護(hù)作用。
圖 4 具有過(guò)載保護(hù)和指示燈顯示的可逆電動(dòng)機(jī)的控制電路
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞：PCI；狀態(tài)機(jī)；GP-IB；EPLD
前言
基于PCI總線的GP-1B接口電路框圖如圖1所示，工控機(jī)采用PCI-104堆棧結(jié)構(gòu)，通過(guò)PCI總線和EPLD相連，數(shù)據(jù)總線為32bit，傳輸速率為33MHz。EPLD完成PCI總線接口電路的設(shè)計(jì)和NAT9914接口芯片的控制，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片75160和75162完成GP-IB的接口通信。在此重點(diǎn)介紹EPLD內(nèi)部電路設(shè)計(jì)。
EPLD內(nèi)部電路設(shè)計(jì)
PCI局部總線很復(fù)雜，PCI局部總線也在不斷的發(fā)展中，現(xiàn)在已經(jīng)衍生有CPCI、PCIEXPRESS等總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI局部總線定義的功能很強(qiáng)大，當(dāng)然如果需要將所有的PCI局部總線的要求都能實(shí)現(xiàn)，購(gòu)買PCI局部總線的專用集成電路或IP核是最佳選擇，因?yàn)镻CI局部總線的硬件設(shè)計(jì)過(guò)于龐大，全部實(shí)現(xiàn)有一定的難度。如果設(shè)備只是作為從設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是很復(fù)雜，很多功能如仲裁、邊界掃描及錯(cuò)誤報(bào)告等功能就可以不用實(shí)現(xiàn)，甚至像奇偶校驗(yàn)、重試、突發(fā)傳輸?shù)裙δ芤部梢圆挥脤?shí)現(xiàn)。
根據(jù)GP-IB接口卡的功能，本文主要介紹在EPLD中實(shí)現(xiàn)PCL總線接口電路的設(shè)計(jì)，并且能夠正確操作GP-IB總線協(xié)議的控制芯片NAT9914。EPLD的容量較小，我們采用XILINX公司的XC95288XL器件，只有288個(gè)宏單元，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終成功裝載。其實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖2所示。
PCI接口信號(hào)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)PCI接口信號(hào)很關(guān)鍵，PCI總線規(guī)范定義的信號(hào)很多，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須有所取舍。下面按照PCI總線規(guī)范的要求，根據(jù)設(shè)計(jì)電路的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)如下接口信號(hào)：
Rst：上電復(fù)位信號(hào)，低電平有效。
Clk：時(shí)鐘信號(hào)33MHz。
Cbe[3..0]：命令、字節(jié)使能信號(hào)。
Ad[31..0]：地址、數(shù)據(jù)多路復(fù)用的三態(tài)輸入／輸出信號(hào)。
Frame：幀周期信號(hào)，由主設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示當(dāng)前主設(shè)備一次交易的開始和持續(xù)時(shí)間。
Irdy：主設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。
Trdy：從設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)。
Devsel：從設(shè)備被選中響應(yīng)信號(hào)。
Inta：從設(shè)備中斷請(qǐng)求，低有效。
在設(shè)計(jì)時(shí)舍棄的信號(hào)有：Par、Stop、Perr、Serr、Req、Gnt。
GP-IB接口芯片控制信號(hào)設(shè)計(jì)
根據(jù)電路要求，設(shè)計(jì)如下接口信號(hào)，用來(lái)完成對(duì)NAT9914和驅(qū)動(dòng)芯片的控制，實(shí)現(xiàn)PCI到GP-IB接口的轉(zhuǎn)換。
Target_clk：GP-IB接口控制芯片時(shí)鐘，本方案設(shè)計(jì)為33MHz時(shí)鐘的8分頻。
Target_rst：復(fù)位脈沖信號(hào)，低電平復(fù)位。
Target_ce：讀寫使能，高電平為讀，低電平為寫。
Target_sc：標(biāo)識(shí)GP-IB接口卡作為控者，還是作為普通器件。
Target_we：寫使能控制，低電平有效。
Target_in_1：控制芯片中斷輸出，低電平有效。
Target_abus：有效地址輸出。
Target_dbus：三態(tài)數(shù)據(jù)輸入／輸出總線。
電路優(yōu)化設(shè)計(jì)
圖2給出了PCI總線接口電路的原理框圖，由于EPLD容量較小，在設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量減少不必要的電路設(shè)計(jì)，并對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，下面給出各電路模塊的功能設(shè)計(jì)：
譯碼電路
PCI總線命令編碼方式有12種，在本設(shè)計(jì)中我們只實(shí)現(xiàn)配置讀、配置寫、存儲(chǔ)器讀和存儲(chǔ)器寫四種編碼交易類型。譯碼功能電路工作在地址周期，包括命令譯碼、地址譯碼和命令／地址鎖存等三項(xiàng)功能。在Frame變低的第一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，譯碼電路對(duì)來(lái)自主設(shè)備的命令Cbe[3..0]進(jìn)行譯碼，并向狀態(tài)機(jī)控制模塊發(fā)出是配置讀寫還是存儲(chǔ)器讀寫命令，同時(shí)鎖存地址。
配置寄存器
在PCI規(guī)范中，配置空間是一個(gè)容量為256字節(jié)并具有特定記錄結(jié)構(gòu)或模型的地址空間，該空間又分為頭標(biāo)區(qū)和設(shè)備有關(guān)區(qū)兩部分。在配置寄存器中不用的寄存器當(dāng)CPU讀的時(shí)候，將默認(rèn)為零。
重試
GP-IB控制芯片寄存器響應(yīng)完全能夠滿足PCI規(guī)范的要求，不需要進(jìn)行重試，這部分功能不再實(shí)現(xiàn)。
奇偶校驗(yàn)
在BIOS中可以對(duì)奇偶校驗(yàn)進(jìn)行屏蔽和開放，為了減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，奇偶校驗(yàn)功能在EPLD中沒有實(shí)現(xiàn)，在BIOS中進(jìn)行了屏蔽。
NAT9914接口控制電路
NAT9914接口控制電路主要完成內(nèi)部總線到外設(shè)的時(shí)序控制。GP-IB總線接口采用的是負(fù)邏輯電平設(shè)計(jì)，考慮到EPLD的容量有限，在設(shè)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸不支持DMA模式，只支持單周期CPU讀寫。由于CPU讀數(shù)據(jù)時(shí)延遲較大，在對(duì)PCI狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行讀延遲等待。
狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)中的核心部分，它主要用來(lái)控制從設(shè)備和PCI總線的時(shí)序。在本設(shè)計(jì)方案中，配置過(guò)程的完成和存儲(chǔ)器的讀寫都是由狀態(tài)機(jī)來(lái)完成的。由于EPLD的容量有限，GP-IB接口芯片的讀寫速度比較慢，在設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)時(shí)，不支持CPU的猝發(fā)操作。表1給出了狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)名、狀態(tài)變量和說(shuō)明，圖3給出了狀態(tài)機(jī)的流程圖。
下面根據(jù)狀態(tài)機(jī)的流程圖給出讀、寫操作時(shí)序分析與設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
PCI規(guī)范中定義了三種讀寫操作，即Memory和I/O讀寫及配置讀寫。本方案不支持I/O讀寫，只支持Memory和配置的讀寫，下面給出Memory映射方式的單周期仿真讀寫時(shí)序。
存儲(chǔ)器寫操作
存儲(chǔ)器單周期寫操作時(shí)序如圖4所示，當(dāng)frame為低電平時(shí)啟動(dòng)讀寫操作，同時(shí)給出要寫的目標(biāo)地址ad[31..0]和命令cbe[3..0]=7，cbe等于7表示寫寄存器，從設(shè)備鎖存命令和地址到緩沖區(qū)。在第2個(gè)clk，主設(shè)備將irdy變低，同時(shí)給出數(shù)據(jù)，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到6，鎖存數(shù)據(jù)給緩沖區(qū)，trdy、devsel由高阻變?yōu)楦唠娖健Ｔ诘?個(gè)clk，devsel變低，給出主設(shè)備應(yīng)答信號(hào)，表示從設(shè)備已經(jīng)響應(yīng)請(qǐng)求，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到7。根據(jù)寫操作，target_we、target_ce變低，并對(duì)地址進(jìn)行譯碼，放在地址總線上，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，表示在對(duì)控制芯片進(jìn)行寫操作。在第4個(gè)clk，檢測(cè)到目標(biāo)設(shè)備的target_ready_1為低電平，表示從設(shè)備已經(jīng)做好接受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到8，將trdy變低。在第5個(gè)clk，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到9，trdy變高，同時(shí)主設(shè)備將驅(qū)動(dòng)irdy變高，表示一個(gè)寫周期結(jié)束。狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到初始狀態(tài)，等待下一次操作。target_ce、target_we將延遲變高，結(jié)束控制芯片寫周期。
存儲(chǔ)器讀操作
存儲(chǔ)器單周期讀操作時(shí)序如圖5所示，當(dāng)frame為低電平時(shí)啟動(dòng)讀寫操作，同時(shí)給出要寫的目標(biāo)地址ad[31..0]和命令cbe[3..0]=6，從設(shè)備鎖存該命令和地址。在第2個(gè)clk，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到6，進(jìn)入讀寫等待狀態(tài)，主設(shè)備將frame變高，表示單周期模式，trdy、devsel、由高阻變?yōu)楦唠娖健Ｔ诘?個(gè)clk狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到7，并給出應(yīng)答信號(hào)devsel，檢測(cè)到target readyj為高電平，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，直到為低電平，然后運(yùn)行到讀等待狀態(tài)4。在狀態(tài)機(jī)8，trdy變低，從設(shè)備將讀數(shù)據(jù)放在ad[31..0]總線上。在狀態(tài)機(jī)9，trdy變高，devsel變高，同時(shí)主設(shè)備將irdy變高，結(jié)束單周期讀操作。devsel、trdy回到高阻狀態(tài)，狀態(tài)機(jī)運(yùn)行到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備下次操作。
行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法Protel DXP教學(xué)方法教學(xué)模式《Protel DXP與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》是借助于計(jì)算機(jī)完成電子線路的設(shè)計(jì)與制作，是電氣自動(dòng)化技術(shù)、電力工程、城市軌道交通控制等專業(yè)的必修專業(yè)課，具有很強(qiáng)的技術(shù)性、專業(yè)性、實(shí)踐性和綜合性。該課程以電路的分析、應(yīng)用為基礎(chǔ)，遵循國(guó)際和行業(yè)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生電路原理圖的繪制和PCB板設(shè)計(jì)能力，以及利用電路設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生、輸出技術(shù)資料的能力。課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)和技能訓(xùn)練起到承前啟后的作用，而且為今后從事印制電路板工作起到增強(qiáng)適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。
一、課程教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：軟件的安裝與卸載；電路原理圖的繪制、原理圖元件的創(chuàng)建和原理圖庫(kù)的建立；PCB板的布局/布線；元件封裝庫(kù)的創(chuàng)建；設(shè)計(jì)文件的輸出；PCB板的制作。
能力目標(biāo)：獨(dú)立完成Protel DXP 2004安裝和配置；能夠熟練繪制簡(jiǎn)單原理圖、復(fù)雜原理圖和層次原理圖；能夠?qū)㈦娐吩韴D轉(zhuǎn)化成PCB板，合理布局并布線；能夠制作元器件原理圖庫(kù)及PCB封裝庫(kù)；能夠完成PCB板裝配圖的輸出、打印；能夠根據(jù)輸出的裝配圖制作PCB板；通過(guò)學(xué)習(xí)Protel DXP 2004，提高軟件應(yīng)用能力及學(xué)習(xí)能力。
素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、愛護(hù)設(shè)備、具有高度的責(zé)任心、團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)操守；培養(yǎng)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、成本意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)。在教學(xué)中融入企業(yè)的6S管理及行業(yè)規(guī)范，6S就是整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全。
二、課程設(shè)計(jì)理念與思路
課程的建設(shè)、改革遵循 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)理念。
以自動(dòng)化制造類職業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以“能力遞進(jìn)和適度循環(huán)反復(fù)”為原理，校企共同參與課程建設(shè)，融入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，用三個(gè)項(xiàng)目8個(gè)真實(shí)工作任務(wù)為載體。將知識(shí)和技能融入各個(gè)任務(wù)中，學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)探索吸收知識(shí)、練好技能，同時(shí)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)精神，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和適應(yīng)工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。
三、教學(xué)內(nèi)容分析
本課程針對(duì)電子設(shè)計(jì)及安裝員、印刷線路板制作工藝員崗位要求，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行序化、整合，設(shè)置了三個(gè)項(xiàng)目，8個(gè)核心任務(wù)。
在項(xiàng)目一基本放大器PCB板的制作中設(shè)計(jì)了Protel DXP 2004軟件的安裝與卸載、基本放大器原理圖的繪制、基本放大器PCB板的制作3個(gè)工作任務(wù)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)物激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使掌握PCB板設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)及基本操作，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)步驟及工藝流程的初步認(rèn)識(shí)。
項(xiàng)目二中信號(hào)發(fā)生器PCB板的制作設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路原理圖的繪制、信號(hào)發(fā)生器電路原理圖繪制、信號(hào)發(fā)生器PCB板的制作3個(gè)工作任務(wù)，使學(xué)生掌握大中規(guī)模電路系統(tǒng)涉及的復(fù)雜電路原理圖、層次電路原理圖及PCB板布線的處理方法及技巧，掌握DXP庫(kù)中未收錄元件的原理圖元件和PCB封裝的制作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作完成中等復(fù)雜程度電路板設(shè)計(jì)與制作的能力。
項(xiàng)目三以完成 “單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的印制電路板”這個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品為目標(biāo)成果進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生在完成電路板設(shè)計(jì)、裝配過(guò)程中，綜合應(yīng)用原理圖制作、PCB板制作、綜合布局布線、焊接調(diào)試等完整工藝流程，以訓(xùn)練學(xué)生職業(yè)態(tài)度、操作規(guī)范及工藝要求為主，注重職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。
通過(guò)完成任務(wù)，使學(xué)生掌握典型電路板繪制、設(shè)計(jì)原理與方法，并且能夠拓展到其它電路板的設(shè)計(jì)與制作。課程強(qiáng)調(diào)基本技能、操作規(guī)范與工藝，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
四、能力遞進(jìn)的三階段教學(xué)模式
緊密依托企業(yè)，選取三個(gè)典型項(xiàng)目作為案例，項(xiàng)目按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從相對(duì)單一到綜合應(yīng)用的遞進(jìn)關(guān)系排序。教學(xué)模式注重能力遞進(jìn)，適度循環(huán)往復(fù)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生對(duì)Protel DXP這一電路設(shè)計(jì)工具運(yùn)用熟練程度，熟練電路設(shè)計(jì)流程。
項(xiàng)目一是簡(jiǎn)單入門級(jí)項(xiàng)目，學(xué)生初步掌握工藝流程，初步培養(yǎng)起標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)。
項(xiàng)目二是技能訓(xùn)練型項(xiàng)目。學(xué)生通過(guò)小組合作的方式，在教師引導(dǎo)下，完成中等復(fù)雜程度電路板的設(shè)計(jì)與制作。對(duì)工藝方法、工藝標(biāo)準(zhǔn)的理解更加深刻，職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)一步養(yǎng)成。
項(xiàng)目三是綜合提高實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。小組獨(dú)立完成整個(gè)項(xiàng)目的分析、實(shí)施，成品的檢測(cè)工作。整個(gè)過(guò)程完全以學(xué)生為主體，在學(xué)生遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)，教師給予恰當(dāng)提示。
五、靈活、多樣的教學(xué)方法
根據(jù)三個(gè)項(xiàng)目不同的教學(xué)內(nèi)容及每個(gè)階段學(xué)生認(rèn)知的不同特點(diǎn)，采用了靈活、形式多樣的教學(xué)方法。
案例教學(xué)法：例如項(xiàng)目一中以Protel DXP為例介紹Protel系列軟件的安裝與卸載方法，以基本放大器PCB板的制作為例，介紹原理圖設(shè)計(jì)基本基礎(chǔ)， PCB板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等知識(shí)。
“行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法”：學(xué)生以小組的形式，分工合作，按照咨詢、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)價(jià)六個(gè)步驟完成任務(wù)。項(xiàng)目二和項(xiàng)目三的任務(wù)均采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法。
在每個(gè)項(xiàng)目中根據(jù)具體內(nèi)容、步驟不同又融入多種教學(xué)方法，例如在任務(wù)開始采用引導(dǎo)文法。小組制定計(jì)劃時(shí)可用頭腦風(fēng)暴法；檢查任務(wù)完成情況時(shí)采用演示法。
六、多種教學(xué)手段
綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
多媒體教學(xué)：將抽象的教學(xué)內(nèi)容，采用圖片、錄像、動(dòng)畫等方式形象的演示。
實(shí)物教學(xué)：以真實(shí)的元器件和電路板為載體進(jìn)行教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)：推薦相關(guān)網(wǎng)站和設(shè)計(jì)案例。
現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)：讓學(xué)生經(jīng)歷項(xiàng)目全過(guò)程，親自操作、設(shè)計(jì)與加工制作電路板。
七、教學(xué)過(guò)程
根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，三個(gè)項(xiàng)目采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)過(guò)程。項(xiàng)目一以教師講解、演示為主，教學(xué)環(huán)節(jié)分為引入、講授、練習(xí)、小結(jié)、作業(yè)。項(xiàng)目二和項(xiàng)目三中的任務(wù)，學(xué)生均以小組形式，按照六步法完成任務(wù)。
資訊：教師通過(guò)視頻資料、課件或引導(dǎo)文，進(jìn)行問(wèn)題引領(lǐng)，導(dǎo)入任務(wù)，下達(dá)任務(wù)書，學(xué)生查找搜集資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，教師給予輔導(dǎo)答疑。
計(jì)劃：在教師指導(dǎo)下，學(xué)生分組討論，并制定計(jì)劃。
決策：通過(guò)黑板或張貼版討論方案合理性、可行性，進(jìn)行決策并確定實(shí)施方案，分配好每個(gè)人的任務(wù)。
實(shí)施：在實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生進(jìn)一步掌握并學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題。
檢查：小組自檢，互檢、教師檢查。
評(píng)價(jià)：各小組自評(píng)、互評(píng)，教師評(píng)價(jià)任務(wù)完成情況并總結(jié)任務(wù)中的知識(shí)能力要點(diǎn)。
通過(guò)實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法，在教學(xué)中重視“案例”教學(xué)，重視“解決實(shí)際問(wèn)題”及“自我管理式的學(xué)習(xí)”，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不僅掌握相應(yīng)的知識(shí)和技能，而且各種行為能力亦可以得到充分提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬福軍.行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在職業(yè)教育中的應(yīng)用.職業(yè)技術(shù)教育，2007 ，（23）.
【關(guān)鍵詞】Protel99se；電路設(shè)計(jì)；教學(xué)；印刷電路板
Protel99se是目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的EDA軟件之一，深受電路設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的喜歡和職業(yè)學(xué)校學(xué)生的青睞。由于Protel99se是一種集原理圖編輯、PCB編輯、圖表生成和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等多種功能于一體的應(yīng)用型軟件，具有外文性、綜合性、實(shí)踐性等特點(diǎn)。要掌握這門技術(shù)，既要求學(xué)生具有良好的英文功底，又要求具有扎實(shí)的電路理論，以及比較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力。因此，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不少人感到困難。采用什么樣的方法或手段進(jìn)行教學(xué)，對(duì)中等職業(yè)（技工）學(xué)校的學(xué)生來(lái)說(shuō)（因?yàn)樗麄兓A(chǔ)差），如何容易學(xué)，并對(duì)這門課感興趣，以達(dá)到提高教學(xué)效果目的？這是教師們一直在探索的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，我們從教學(xué)目標(biāo)確定、教材編寫、興趣激發(fā)、一體化教學(xué)活動(dòng)組織等幾個(gè)方面進(jìn)行了初步探討，提出了以下比較可行的方法。
一、以“市場(chǎng)需求”為立足點(diǎn)確立課程教學(xué)目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生具備與工作崗位相適應(yīng)的專業(yè)技能和認(rèn)知水平是中等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)之一。因此，市場(chǎng)需求是我們確立課程教學(xué)目標(biāo)的立足點(diǎn)。雖然Protel99se具有多種功能，但電子產(chǎn)品制造企業(yè)往往只利用它來(lái)編輯原理圖和設(shè)計(jì)PCB文件，以便電路板廠根據(jù)所設(shè)計(jì)的文件生產(chǎn)印刷電路板。為此，我們把《Protel99se電路設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)目標(biāo)確立為：比較熟練地運(yùn)用Protel99se繪制原理圖和設(shè)計(jì)PCB文件，并通過(guò)熱轉(zhuǎn)印的方法制作印刷電路板。
二、以“工作過(guò)程”為依據(jù)編寫合適的校本教材進(jìn)行教學(xué)
盡管目前市面上介紹Protel99se的書籍不少，但這些書籍也是基本按照Protel99se軟件所具有的功能模塊為主線，分立地向讀者介紹各功能模塊的使用方法，而且在編寫過(guò)程中未能考慮中等職業(yè)學(xué)校的生源特點(diǎn)，可以說(shuō)還不適合中職生使用的教材。因此，學(xué)生辛辛苦苦地學(xué)完整本書，到頭來(lái)連一個(gè)簡(jiǎn)單的PCB電路都無(wú)法完成。為此，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，筆者認(rèn)為：以設(shè)計(jì)、制作PCB板這一“工作過(guò)程”為主線，將Protel99se知識(shí)體系分解為軟件安裝啟動(dòng)原理圖圖紙模板設(shè)計(jì)、調(diào)用原理圖編輯（包括元件定制）由原理圖同步生成PCB文件、編輯PCB文件（包括元件封裝定制）PCB文件分圖層打印熱轉(zhuǎn)印制作印刷電路板等幾個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，編寫成《Protel99se電路設(shè)計(jì)輕松入門》校本教材。在編寫校本教材時(shí)，應(yīng)考慮到中職生“不僅存在知識(shí)上的缺陷，還存在較為嚴(yán)重的非智力因素障礙”的特點(diǎn)，以“多一些感性化知識(shí)，少一些理性化知識(shí)”為編寫教材的理念，將設(shè)計(jì)、制作印刷電路板的整個(gè)操作過(guò)程分成若干步驟。每操作一步，需要點(diǎn)擊哪個(gè)菜單（或按鈕），執(zhí)行這個(gè)菜單（或按鈕）命令會(huì)彈出什么樣的窗口……用這種圖文并茂的方式編寫教材的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生以這種“小人書”式教材為指導(dǎo)，邊學(xué)邊做，就可以在比較短的時(shí)間內(nèi)掌握運(yùn)用Protel99se設(shè)計(jì)、制作印刷電路板技能。
三、以“項(xiàng)目導(dǎo)入”的方式激發(fā)學(xué)生興趣
愛因斯坦說(shuō)：“興趣是最好的老師。”學(xué)生有了興趣就會(huì)愛學(xué)、樂(lè)學(xué)和勤學(xué)。因此，提高教學(xué)效果的關(guān)鍵在于提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的興趣。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：讓學(xué)生觀察教師設(shè)計(jì)、制作某個(gè)電子產(chǎn)品（如+5V穩(wěn)壓電源）的整個(gè)過(guò)程，不僅可以使學(xué)生在觀察過(guò)程中大致了解生產(chǎn)電子產(chǎn)品的工藝流程：繪制電路原理圖設(shè)計(jì)PCB文件制作印刷電路板元件焊裝、調(diào)試，而且可以有效地消除學(xué)生對(duì)電子知識(shí)的“神秘感”和“恐懼感”，樹立“只要經(jīng)過(guò)努力，我也能設(shè)計(jì)制作電子產(chǎn)品”的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，為今后學(xué)習(xí)夯實(shí)了基礎(chǔ)。
四、以“手腦并用”的職教觀組織教學(xué)
黃炎培先生曾強(qiáng)調(diào)指出：“職業(yè)教育的目的乃在養(yǎng)成實(shí)際的、有效的生產(chǎn)力，欲達(dá)到此種境地，需要手腦并用。”因此，在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下系統(tǒng)地完成一些新穎、實(shí)用電子產(chǎn)品制作課題，并將電路板設(shè)計(jì)、制作技能訓(xùn)練貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量是十分有效的。在Protel99se教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)遵循“由簡(jiǎn)單到復(fù)雜”和“職業(yè)教育實(shí)用性”的原則，擬定了“+5V穩(wěn)壓電源”、“電腦音響功放電路”，“遙控開關(guān)”等一系列課題，以及結(jié)合《單片機(jī)應(yīng)用技能》課程教學(xué)設(shè)置了“ATmega8單片機(jī)控制系統(tǒng)”和“AVR單片機(jī)ISP下載線”等課題。學(xué)生通過(guò)獨(dú)立完成這些課題的設(shè)計(jì)和制作，不僅比較好地掌握了Protel99se設(shè)計(jì)、制作印刷電路板的基本知識(shí)，而且學(xué)生也掌握了設(shè)計(jì)原理圖需要的《模擬電路》、《數(shù)字電路》等專業(yè)基礎(chǔ)，焊裝元件的電子工藝知識(shí)，調(diào)試、檢測(cè)電路的技能，更讓學(xué)生切身體會(huì)到電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的綜合性特點(diǎn)。
五、以“以人為本”的發(fā)展觀重視個(gè)性教育
學(xué)生的基礎(chǔ)和接受能力是有差異的，基于這種情況，在教學(xué)過(guò)程中重視個(gè)性教育“因人施教”，實(shí)施多層次教學(xué)。根據(jù)學(xué)生能力差異，制定不同的發(fā)展目標(biāo)，在完成課題的難度、深度及完成時(shí)間上進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于接受能力較差的學(xué)生，可安排簡(jiǎn)單的課題或適當(dāng)延長(zhǎng)完成課題所需要的時(shí)間；對(duì)于接受能力較好的學(xué)生，可以安排復(fù)雜程度略高的課題或限定完成課題時(shí)間。在教學(xué)中，還要密切注意學(xué)生的實(shí)踐表現(xiàn)，及時(shí)對(duì)學(xué)生做出評(píng)價(jià)，不斷調(diào)整或重新分層，以充分挖掘不同層次學(xué)生的潛力。
六、以“物盡其用”的使用觀開放實(shí)訓(xùn)室
運(yùn)用Protel99se和熱轉(zhuǎn)印法設(shè)計(jì)、制作印刷電路板，涉及到的實(shí)習(xí)器材主要是電腦、激光打印機(jī)、電熨斗和30%的雙氧水及17%的稀鹽酸等。為了讓學(xué)生充分利用業(yè)余時(shí)間學(xué)操作技能，對(duì)學(xué)生開放這種實(shí)訓(xùn)室是可行的，也是十分必要的。當(dāng)然，開放并不等于不管，畢竟其中還涉及有對(duì)人體可能產(chǎn)生傷害的雙氧水、稀鹽酸等化學(xué)物質(zhì)。這里所說(shuō)的開放，指的是在教師統(tǒng)籌安排之下，將管理權(quán)下放給指定的、比較信任的學(xué)生，由這個(gè)學(xué)生代管整個(gè)實(shí)訓(xùn)室的器材、紀(jì)律、安全和衛(wèi)生等管理工作，教師還要進(jìn)行監(jiān)督檢查，并及時(shí)對(duì)學(xué)生不規(guī)范的一些操作指出、糾正。另外，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，許多中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生自己有電腦，可充分挖掘這些有利的資源，將相關(guān)的應(yīng)用軟件安裝到學(xué)生自己的電腦中，引導(dǎo)學(xué)生充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。
筆者所介紹的方法，經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍效果還是比較明顯的，學(xué)習(xí)電子制作興趣也提高了；當(dāng)然，教學(xué)方法是多種多樣的，只有根據(jù)不同的教育對(duì)象，不同的教學(xué)內(nèi)容，選擇最有效的方法，才能取得較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞] 數(shù)字電路 理論 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)考核
《數(shù)字電子技術(shù)》是應(yīng)用電子、計(jì)算機(jī)及電子信息等專業(yè)很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,不但具有抽象、較難理解的理論知識(shí),同時(shí)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。教學(xué)中如果只注重理論、忽視實(shí)踐,就不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)也不能充分理解和應(yīng)用;學(xué)生的實(shí)踐能力和理論素養(yǎng)缺一不可。針對(duì)如何改革教學(xué),做到理論、實(shí)踐兩不誤,同時(shí)突出實(shí)際操作能力培養(yǎng)的問(wèn)題,本文進(jìn)行了闡述。
一、理論教學(xué)要根據(jù)高職教育及高職生的特點(diǎn)選擇教學(xué)內(nèi)容,把握理論上的度
高職教育是以培養(yǎng)企業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高素質(zhì)實(shí)用型技能人才為目標(biāo);高職教育教學(xué)基本原則要求:“基本理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度”;要“加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)”。如何正確把握培養(yǎng)目標(biāo),根據(jù)培養(yǎng)需要從廣而博的知識(shí)中選擇、重構(gòu)少而精的教學(xué)內(nèi)容,是理論教學(xué)探索中首先要解決的問(wèn)題。因此,教學(xué)內(nèi)容要圍繞技術(shù)應(yīng)用能力與理論素質(zhì)培養(yǎng)這條主線來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),改革過(guò)去只注重理論知識(shí)上的完整性和系統(tǒng)性,忽視理論知識(shí)的實(shí)用性和實(shí)踐性的弊端,從應(yīng)用的角度選擇教學(xué)內(nèi)容。《數(shù)字電子技術(shù)》的主要教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本分析和設(shè)計(jì)方法,訓(xùn)練學(xué)生數(shù)字應(yīng)用電路制作與調(diào)試的基本技能,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程提供必要的理論基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能。基于本課程的教學(xué)目標(biāo)和高職教育的培養(yǎng)目標(biāo),在教學(xué)內(nèi)容的選擇上突出基本理論,基本分析方法和知識(shí)的應(yīng)用,忽略繁鎖的集成電路內(nèi)部分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo);著重外部邏輯功能的描述、分析和應(yīng)用;強(qiáng)調(diào)外特性和主要參數(shù)。如在邏輯門電路一章中,把實(shí)際工作中運(yùn)用較多的CT74S系列門作為典型電路進(jìn)行分析,主要介紹CT74LS系列,對(duì)TTL集成門電路各系列的主要電氣參數(shù)進(jìn)行比較,使學(xué)生對(duì)各系列TTL集成門電路的特性都有一定了解;在時(shí)序邏輯電路一章中,在介紹基本電路工作原理的基礎(chǔ)上,直接介紹中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器、移位寄存器功能表和使用,而不必討論它們的內(nèi)部邏輯電路等等。這不但突出了中規(guī)模集成電路的應(yīng)用,同時(shí)也為增加技能訓(xùn)練時(shí)間提供了保障。
二、技能教學(xué)要突出職教培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的熟練操作和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力
數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)踐目標(biāo)是在鞏固理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)靈活運(yùn)用的綜合能力。實(shí)踐內(nèi)容可以分為基本技能實(shí)踐教學(xué)、和綜合技能訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)兩大類。
1.基本技能實(shí)踐教學(xué)
基本技能實(shí)踐教學(xué)分兩個(gè)層次:一是理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué),目的在于鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念的理解,包含實(shí)驗(yàn)儀器的識(shí)讀與使用、基本門電路和集成電路的測(cè)試。如門電路邏輯功能及測(cè)試、集成計(jì)數(shù)器及寄存器功能驗(yàn)證等。這一層次的實(shí)踐教學(xué)最好跟隨理論教學(xué)進(jìn)度,在課堂教學(xué)后及時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn),讓學(xué)生邊學(xué)邊練。通過(guò)訓(xùn)練,學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用常用電子儀器,能進(jìn)行一些基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐。使學(xué)生掌握數(shù)字電子產(chǎn)品制作的基本要點(diǎn),并具備數(shù)字電子元件應(yīng)用基本技能,為下一層次的技能訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二是基本數(shù)字電路的研究與設(shè)計(jì)。這方面的訓(xùn)練可以有效的提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐技能,是理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)變的重要環(huán)節(jié),如時(shí)序電路設(shè)計(jì)及研究等。應(yīng)用電子類專業(yè)的學(xué)生除了應(yīng)具備基本電路設(shè)計(jì)能力之外,還應(yīng)具有數(shù)字電子產(chǎn)品輔助開發(fā)能力、數(shù)字電子產(chǎn)品使用與維護(hù)能力等;要掌握數(shù)字電子電路的構(gòu)建、性能分析與故障排除技能。該層次實(shí)踐教學(xué)包括兩大類,一是整周實(shí)踐教學(xué);二是與專業(yè)基礎(chǔ)課程同步進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)一系列專業(yè)技能模塊的訓(xùn)練,可使學(xué)生掌握必備的專業(yè)技能,為頂崗實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等綜合技能訓(xùn)練奠定良好的基礎(chǔ)。
2.綜合技能訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)
綜合技能訓(xùn)練的目的是訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用基本專業(yè)技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。綜合技能訓(xùn)練安排在專業(yè)課結(jié)束之后,集中一段時(shí)間(三周或四周)進(jìn)行,以培養(yǎng)技術(shù)人員應(yīng)有的能力為主要任務(wù),對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練,在動(dòng)手與動(dòng)腦的協(xié)作中完成知識(shí)技能的結(jié)合。訓(xùn)練內(nèi)容具體有以下幾個(gè)方面:讀識(shí)繪制電路圖的能力;查閱技術(shù)資料的能力;選用器件和電路、分析估算電路的能力;搭接調(diào)試電路的能力;分析排除故障的能力;制作電路產(chǎn)品,解決工藝問(wèn)題的能力等。綜合實(shí)訓(xùn)教師只需給出訓(xùn)練課題和技術(shù)指標(biāo),其他具體工作如查資料、定方案、選擇電路、儀表、制作電路板、組織實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等則是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成。綜合實(shí)訓(xùn)課題不能脫離學(xué)生原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),綜合性不要太強(qiáng)、太復(fù)雜,要使絕大多數(shù)學(xué)生經(jīng)過(guò)努力可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成為標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)綜合技能模塊的訓(xùn)練,可以訓(xùn)練學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力以及綜合應(yīng)用知識(shí)與分析問(wèn)題的能力。
三、教學(xué)考核重在實(shí)踐技能考核,把握高職培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向
考核內(nèi)容與方式是達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的手段,更是培養(yǎng)目標(biāo)的一種導(dǎo)向。教學(xué)考核既要考出學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解及相關(guān)技能的實(shí)際操作能力,又要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用能力。可將考核內(nèi)容分為三部分進(jìn)行:一是平時(shí)成績(jī),包括出勤及聽課表現(xiàn),占總成績(jī)20%;二是理論測(cè)試,占總成績(jī)30%;三是綜合技能測(cè)試,占總成績(jī)50%。綜合技能測(cè)試內(nèi)容包含四個(gè)方面:(1)數(shù)字電子元器件識(shí)別與質(zhì)量鑒別,主要考查學(xué)生對(duì)數(shù)字電子元器件的識(shí)別及質(zhì)量鑒別能力,權(quán)重系數(shù)0.2;(2)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)測(cè)試,主要考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解及對(duì)常規(guī)電子儀器儀表的正確使用能力,權(quán)重系數(shù)0.2;(3)故障分析與排查,主要考查學(xué)生對(duì)某種固定數(shù)字電子電器常見故障的分析、判斷及檢修能力,權(quán)重系數(shù)0.3;(4)綜合電路設(shè)計(jì),考查學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)字電子技術(shù)的能力,權(quán)重系數(shù)0.3。
實(shí)踐表明,通過(guò)以上三方面的教學(xué)探索,可以有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和分析問(wèn)題能力,提高學(xué)生對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)興趣,并有效促進(jìn)了課堂理論教學(xué),學(xué)生的綜合素質(zhì)得到顯著提高。
參考文獻(xiàn):
[1]王麗華.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].遼寧高職學(xué)報(bào)(教科版),2004,(6):37-38.
關(guān)鍵詞： Multisim 虛擬實(shí)驗(yàn) 真實(shí)實(shí)驗(yàn)
1.引言
Multisim應(yīng)用于電路分析課堂教學(xué)，使抽象的概念變得具體，使枯燥的內(nèi)容變得生動(dòng)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解掌握。從課堂教學(xué)效果來(lái)看，既能活躍課堂氣氛，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以利用仿真軟件進(jìn)行電路仿真、電路設(shè)計(jì)，利用虛擬儀器測(cè)量驗(yàn)證，拓寬知識(shí)面。仿真技術(shù)引入課堂，使理論與實(shí)踐得到統(tǒng)一。通過(guò)Multisim虛擬仿真軟件，學(xué)生可利用電腦進(jìn)行電路仿真及仿真分析，檢驗(yàn)電路設(shè)計(jì)方案在功能方面的正確性和可行性，以達(dá)到熟悉電路、掌握工作原理和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的目的，為高效率地實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)注意的是仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，不能代替實(shí)際操作，否則會(huì)削弱學(xué)生對(duì)真實(shí)儀器的感覺，影響實(shí)驗(yàn)技能的掌握。所以，仿真實(shí)驗(yàn)必須與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
2.電子技術(shù)課程虛擬和實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)比
傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)方法是：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)給定的電路圖和元器件搭建實(shí)驗(yàn)電路，甚至部分實(shí)驗(yàn)使用了現(xiàn)成的電路板，用儀器測(cè)量數(shù)據(jù)得出結(jié)論。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中則要一邊動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)一邊仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（包括借助于實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)觀察）、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理并最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。相對(duì)于真實(shí)實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)儀器虛擬化，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過(guò)程虛擬化，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中通過(guò)操作鼠標(biāo)、鍵盤及與計(jì)算機(jī)相連接的各種多媒體數(shù)據(jù)輸入設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)擊或拖放等動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬設(shè)備的操作，完成對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)。學(xué)生從虛擬實(shí)驗(yàn)中得到的是一種虛擬的體驗(yàn)，這是一種抽象的體驗(yàn)。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，虛擬實(shí)驗(yàn)采用MultiSim1.0軟件設(shè)計(jì)與仿真，即在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)搭建電子電路，并修改電路及其元件參數(shù)，用虛擬儀器測(cè)試電路性能并分析原因，完成電子電路的設(shè)計(jì)定型。仿真通過(guò)后，在實(shí)驗(yàn)室采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，并將虛擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與硬件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析，通過(guò)實(shí)際電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和開發(fā)創(chuàng)新能力。通過(guò)MultiSim1.0仿真，不僅可以減少實(shí)驗(yàn)耗材的消耗，避免實(shí)驗(yàn)設(shè)備或儀器的損壞，還可以解決實(shí)驗(yàn)室高檔儀器和元器件不足的問(wèn)題，具有較強(qiáng)的靈活性。如果學(xué)生沒有一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，特別是親身體驗(yàn)作為基礎(chǔ)，那么這種虛擬和抽象就不符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的獲取和意義的建構(gòu)不僅不具有積極的作用，反而因過(guò)于抽象或虛擬而起阻礙作用。
3.虛擬和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的互補(bǔ)作用
虛擬實(shí)驗(yàn)是根據(jù)教學(xué)模型建立的是理想化，虛擬實(shí)驗(yàn)包括虛擬元件和虛擬儀器兩部分。在虛擬實(shí)驗(yàn)中會(huì)有一些因素影響其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論，只有虛實(shí)結(jié)合才能正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，而虛擬實(shí)驗(yàn)雖能簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)的效率和安全性，但不能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。
（1）目前的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)只能按照固定的、正確的操作流程或方法進(jìn)行，否則實(shí)驗(yàn)不能得到正確的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果是機(jī)械的，是由程序本身決定的，而不是真實(shí)情況的反映。因?yàn)槌绦蜷_發(fā)人員是嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)的，可以說(shuō)一個(gè)實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中，不允許學(xué)生操作錯(cuò)誤或者對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些改變，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生從操作失誤中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，限制了學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維的發(fā)展。
（2）虛擬元件的阻抗通常是默認(rèn)的，但有些值也可以設(shè)置，實(shí)際元件每個(gè)阻抗可能都不相同，如設(shè)置阻抗參數(shù)就和操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有密切的關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)越豐富，設(shè)置的參數(shù)就越接近實(shí)際情況，用默認(rèn)值可能就會(huì)有與實(shí)際實(shí)驗(yàn)不同的數(shù)據(jù)和結(jié)論。
（3）在真實(shí)條件下做實(shí)驗(yàn)也會(huì)因儀器的精度、操作的方法、量程的選擇、實(shí)現(xiàn)的方法有不同的結(jié)果，這本身就是不可避免的誤差產(chǎn)生的因素。虛擬實(shí)驗(yàn)的理想化和真實(shí)實(shí)驗(yàn)的具體情況本身就有一定的差異，在必然和理想條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果存在誤差。
（4）虛擬元件中不可能存在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的一些情況。如導(dǎo)線會(huì)存在的分布電容、電感、電阻，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)有一定的影響。
（5）虛擬實(shí)驗(yàn)在一些演示性和驗(yàn)證性類型的實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了較好的作用，但是在實(shí)際操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中，則降低了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。比如，電子技術(shù)很多實(shí)驗(yàn)中，需要實(shí)驗(yàn)者根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件使用不同的導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)線路。在虛擬實(shí)驗(yàn)中，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕就可以把導(dǎo)線連接到儀器上，學(xué)生根本體會(huì)不出不同方法所用的導(dǎo)線及導(dǎo)線連接方法有何不同，不能鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力。
要使虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)論接近，關(guān)鍵在于虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在建立虛擬儀器和元件庫(kù)時(shí)，要考慮實(shí)際的環(huán)境和結(jié)論后，設(shè)置一些指標(biāo)和參數(shù)，同時(shí)也要使真實(shí)實(shí)驗(yàn)的條件向理想情況趨近，如保證理想的室內(nèi)溫度，考慮參數(shù)的分散性等，這樣才能使虛擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)果仿真到實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)果。電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間及空間的限制，學(xué)生可以自主地完成實(shí)驗(yàn)，具有良好的發(fā)展前景。但虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，還有許多理論和技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一步探討，因此，在現(xiàn)有條件下，虛擬實(shí)驗(yàn)是不可能完全代替實(shí)物實(shí)驗(yàn)的。在實(shí)物實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，元件參數(shù)分散性、誤差、噪聲等現(xiàn)象是客觀存在的，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的和創(chuàng)造性思維是至關(guān)重要的，也要引起足夠的重視。只有先理論后實(shí)踐，先做真實(shí)實(shí)驗(yàn)后做虛擬實(shí)驗(yàn)，或先做虛擬實(shí)驗(yàn)后做真實(shí)實(shí)驗(yàn)，才能使二者有效結(jié)合，相互依存，使電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)更完善。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：EMC；設(shè)計(jì)流程；技術(shù)規(guī)范；測(cè)試
中圖分類號(hào)： TN03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)面臨的困境和現(xiàn)狀
在很多企業(yè)中，由于專業(yè)人才的缺失，并沒有設(shè)置專門進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)的工作崗位。另外，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，企業(yè)的研發(fā)流程中往往也沒有專門針對(duì)產(chǎn)品的電磁兼容性進(jìn)行評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)。對(duì)于EMC開發(fā)流程、設(shè)計(jì)要求，也沒有明確的技術(shù)文件加以描述和要求。至于開發(fā)產(chǎn)品的電磁兼容性好壞，完全取決于個(gè)別開發(fā)工程師的相關(guān)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，不能在系統(tǒng)和流程上保證產(chǎn)品的質(zhì)量。這樣造成的后果是，相當(dāng)一部分的電子產(chǎn)品在研發(fā)后期不能順利地通過(guò)認(rèn)證，影響產(chǎn)品的上市速度，或者由于生產(chǎn)出來(lái)的電子產(chǎn)品其EMC的一致性不能保證，在市場(chǎng)監(jiān)督抽查時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。這是企業(yè)在內(nèi)部流程方面存在的缺陷。
2 EMC的設(shè)計(jì)流程和技術(shù)規(guī)范
2.1產(chǎn)品總體方案設(shè)計(jì)
在總體方案設(shè)計(jì)階段，要對(duì)產(chǎn)品的總體規(guī)格進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)方面的考慮。主要內(nèi)容有：產(chǎn)品銷售目標(biāo)市場(chǎng)，需要滿足國(guó)家或地方制定的EMC標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)要求，客戶要求的產(chǎn)品電磁兼容性以及潛在目標(biāo)市場(chǎng)的EMC方面的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。基于目標(biāo)市場(chǎng)或企業(yè)客戶對(duì)產(chǎn)品EMC性能的要求，需要提出產(chǎn)品的EMC總體設(shè)計(jì)框圖，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，制定產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)總體方案。總體方案的內(nèi)容基本上包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)，屏蔽如何設(shè)計(jì)，接地如何設(shè)計(jì)，濾波如何設(shè)計(jì)；新的國(guó)家或地區(qū)、或是新的客戶，對(duì)于產(chǎn)品的EMC性能是否有新的要求；結(jié)合具體的測(cè)試要求，是否需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段格外關(guān)注某一設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
2.2產(chǎn)品詳細(xì)方案設(shè)計(jì)
在產(chǎn)品詳細(xì)方案設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品的硬件實(shí)現(xiàn)方案已經(jīng)確定，可以作為EMC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。我們可以依據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和電路框圖，提出產(chǎn)品總體的EMC設(shè)計(jì)方案，如：電源接口、信號(hào)接口、電纜選型和接口結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)要求和方案。我們需要特別注意相關(guān)方面提出的、對(duì)于EMC方面的新要求，這些新的要求經(jīng)常會(huì)使原有的設(shè)計(jì)有所改變。
2.3產(chǎn)品的原理圖設(shè)計(jì)
從這個(gè)階段開始，產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)進(jìn)入到關(guān)鍵階段，原理圖設(shè)計(jì)是關(guān)鍵階段的第一個(gè)環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品原理圖設(shè)計(jì)階段，需要進(jìn)行的主要內(nèi)容有：產(chǎn)品內(nèi)部主芯片的濾波電路設(shè)計(jì)，晶振的濾波電路設(shè)計(jì)，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路的濾波電路設(shè)計(jì)，電源輸入端的濾波電路設(shè)計(jì)，外接信號(hào)接口的濾波電路設(shè)計(jì)。在進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)時(shí)，由濾波和防護(hù)器件的選型開始，需要考慮電路板功能地和保護(hù)地屬性的劃分，濾波器件的位置和參數(shù)，單個(gè)電路板的接地位置等因素。
在這個(gè)階段，我們經(jīng)常會(huì)用到EMC設(shè)計(jì)檢查表。檢查表包含的內(nèi)容，其基礎(chǔ)和核心是產(chǎn)品在原理圖設(shè)計(jì)階段和PCB設(shè)計(jì)階段，應(yīng)遵循一整套的設(shè)計(jì)要求與規(guī)范，這些要求與規(guī)范應(yīng)該是具體的和可操作的。檢查表的內(nèi)容應(yīng)該得到不斷豐富和完善，應(yīng)該是隨著產(chǎn)品的不斷升級(jí)與更新?lián)Q代，將研發(fā)工程師與EMC整改工程師的經(jīng)驗(yàn)不斷地融合和提煉后形成的。
在原理圖設(shè)計(jì)階段，檢查表中涉及的核查內(nèi)容舉例如下：
a）電源部分
主要有：電源板輸入端有沒有預(yù)留Y電容；在變壓器次級(jí)，各輸出電壓線路有沒有預(yù)留濾波電感和濾波電容；電源輸入端是否預(yù)留壓敏電阻或穩(wěn)壓二極管。
b）主控制板
主要有：數(shù)據(jù)總線是否有匹配的電阻或排阻；晶振輸出管腳是否有RC濾波電路；IC的電源管腳處是否有濾波電容；輸出信號(hào)排線，在端子位置是否有磁珠或者電阻與電容組成濾波電路。
c）輸入和輸出口是否有電容—電感—電容（CLC）或電容—電阻—電容（CRC）濾波電路，信號(hào)線上是否有磁珠或者電阻；以太網(wǎng)口位置是否有防雷器。通過(guò)上述的核查，可以認(rèn)為滿足條件的原理圖基本上符合EMC設(shè)計(jì)要求。
2.4產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)
PCB設(shè)計(jì)是整個(gè)EMC設(shè)計(jì)流程中最為關(guān)鍵的一環(huán)，PCB設(shè)計(jì)的好壞與最終整機(jī)的EMC性能息息相關(guān)。在后續(xù)對(duì)整機(jī)采用問(wèn)題解決法來(lái)整改時(shí)，PCB往往也是改動(dòng)最多的地方。由此，可以看出PCB設(shè)計(jì)的重要程度。目前，隨著研究的不斷深入，關(guān)于PCB設(shè)計(jì)與整機(jī)EMC性能之間關(guān)系的著作和論述也多了起來(lái)。本文不對(duì)技術(shù)方面做過(guò)多解釋，只著重從流程方面說(shuō)明如何保證PCB設(shè)計(jì)符合EMC設(shè)計(jì)規(guī)范。
在PCB設(shè)計(jì)階段，需要考慮采取何種層疊結(jié)構(gòu)，建議對(duì)高速信號(hào)板盡量采用4層以上的多層板。多層板的中間至少有一個(gè)地層，這樣可以保證為高速信號(hào)提供較小的回流路徑，同時(shí)為晶振提供完整的鏡像平面。在PCB設(shè)計(jì)階段，需要格外注意PCB上關(guān)鍵器件的擺放，如晶振、主芯片、驅(qū)動(dòng)電路和外接端子，這些器件的位置決定了時(shí)鐘走線的方向和長(zhǎng)度。如果這些器件走線不正確，那么就會(huì)使時(shí)鐘走線彎曲或者過(guò)長(zhǎng)，易造成比較大的輻射干擾或接收到外界的干擾電磁波。
PCB上“地”的劃分，也對(duì)整機(jī)的EMC性能有很大的影響。對(duì)EMC來(lái)講，建議將數(shù)字地、模擬地分開，信號(hào)地與電源地分開。在布置地線時(shí)，最核心的思想是借助地線或者地平面，利用耦合電容對(duì)高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波或者提供盡可能短的回流路徑，最大限度地減小可能的射頻干擾。采取的措施有：在高速時(shí)鐘線的兩側(cè)鋪設(shè)地線，在主芯片和晶振的鏡像位置保證完整的平面，地層和電源層盡量少走信號(hào)線等方法。
在PCB設(shè)計(jì)階段，檢查表中涉及的核查內(nèi)容舉例如下：
a）電源板
電源板次級(jí)是否有預(yù)留到地的固定螺絲鎖合孔的位置。
b）主電路板
時(shí)鐘線上如有過(guò)孔，則時(shí)鐘的換層過(guò)孔附近是否有到地層的過(guò)孔存在；主芯片和存儲(chǔ)芯片是否在PCB的同一層；數(shù)據(jù)總線的走線是否在同一平面上；電源線是否與數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線有相鄰的平行布線現(xiàn)象，如有平行，則應(yīng)盡量使其走線滿足3W原則（即走線間距的大小一般為2倍之線寬）；晶振外殼是否留有接地點(diǎn)，且晶振與芯片的回路應(yīng)盡量小；電源層是否比地層內(nèi)縮20H，H為電源層與地層之間的距離；PCB布線時(shí)，是否是地線寬度﹥電源線寬度﹥信號(hào)線寬度；不同的PCB之間，互聯(lián)排線的端子是否在相鄰的一方。
2.5產(chǎn)品結(jié)構(gòu)試裝（工程樣機(jī)）階段
在這個(gè)階段，產(chǎn)品的工程樣機(jī)已經(jīng)做好。我們可以利用這個(gè)樣機(jī)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的EMC性能。驗(yàn)證的主要方法是進(jìn)行EMC測(cè)試。在測(cè)試之前，我們還需要進(jìn)行一項(xiàng)工作，主要是對(duì)樣機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查。需要檢查的內(nèi)容有：不同PCB板之間的互聯(lián)排線，其長(zhǎng)度是否過(guò)長(zhǎng)；PCB的接地點(diǎn)選擇是否合理，接地電阻大小是否滿足要求；屏蔽層是否接地。當(dāng)然，這些內(nèi)容也可以列入EMC設(shè)計(jì)檢查表中，將來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的核查事項(xiàng)。通常在這個(gè)階段的檢查當(dāng)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)方面存在缺陷，或者是內(nèi)部電纜走線方面的錯(cuò)誤。這些缺陷和錯(cuò)誤需要采取措施盡可能地消除。
2.6確認(rèn)或驗(yàn)證測(cè)試
在上述的設(shè)計(jì)檢查完成后，需要對(duì)樣機(jī)進(jìn)行一次EMC方面的全項(xiàng)目測(cè)試，以便找出所有的潛在問(wèn)題。因?yàn)榧词故褂媚壳跋冗M(jìn)的仿真設(shè)計(jì)軟件，其結(jié)果也代替不了實(shí)際的測(cè)試。產(chǎn)品的EMC性能還是取決于實(shí)際的測(cè)試情況。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，依據(jù)EMC三要素方法進(jìn)行整改，尋找干擾源，切斷傳播途徑，或者降低敏感設(shè)備的敏感度。整改的方法，大致可分為濾波、接地和屏蔽等措施，具體的技術(shù)細(xì)節(jié)不在本文中討論。
結(jié)語(yǔ)
本文中介紹的電磁兼容設(shè)計(jì)開發(fā)流程，可以幫助企業(yè)從源頭上解決電磁兼容問(wèn)題，同時(shí)省去許多人力、物力和金錢成本。
參考文獻(xiàn)
>> 產(chǎn)品設(shè)計(jì)推廣在企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的實(shí)現(xiàn) 論服裝新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中設(shè)計(jì)管理的重要性 如何減少新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn) 淺析在產(chǎn)品外包開發(fā)過(guò)程中的項(xiàng)目控制 A公司新產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理研究 項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程中的里程碑管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電子商務(wù)系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中的安全設(shè)計(jì) 油田開發(fā)過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的成本控制設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中的原型應(yīng)用研究 論房地產(chǎn)項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)管理 VI設(shè)計(jì)理論在網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用 油田開發(fā)過(guò)程中剩余油的形成 項(xiàng)目課程開發(fā)過(guò)程中的幾點(diǎn)思考 軟件開發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)與開發(fā)階段的劃分及審核要點(diǎn) 新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中供應(yīng)商知識(shí)整合機(jī)理分析 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法在風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用 汽車產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)化的作用 如何有效控制房地產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的成本 淺析房地產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中工程設(shè)計(jì)的重要性 軟件設(shè)計(jì)在軟件開發(fā)過(guò)程中的重要性分析 常見問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：
關(guān)鍵詞：產(chǎn)品開發(fā)；EMC；設(shè)計(jì)；整改
DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2015.10.013
引言
電子技術(shù)正朝著智能化方向飛速發(fā)展。對(duì)于智能化的高科技產(chǎn)品，需要集成多個(gè)功能模塊，而這些模塊之間的兼容性就是當(dāng)前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重中之重。電磁兼容性是目前電子產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中比較困難的一項(xiàng)工作，目前國(guó)際對(duì)電磁兼容性方面非常嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)證機(jī)構(gòu)也有嚴(yán)格的產(chǎn)品上市管理體系，這就需要在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中就融入EMC設(shè)計(jì)，只有做到這一點(diǎn)才能夠更加高效的完成一個(gè)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
體系管控形成質(zhì)變
傳統(tǒng)的開發(fā)流程分為5個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的需求分析、方案評(píng)審、設(shè)計(jì)階段、調(diào)試階段、驗(yàn)證階段。按照此開發(fā)流程，在調(diào)試階段才會(huì)進(jìn)行EMC測(cè)試，首次對(duì)產(chǎn)品的EMC性能進(jìn)行判定，一旦測(cè)試合格，就進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)案，此流程缺點(diǎn)是不清楚產(chǎn)品究竟優(yōu)點(diǎn)在哪里；一旦產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題，也只能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行修補(bǔ)。真正的要想做好產(chǎn)品，必須從產(chǎn)品的開發(fā)初期就將EMC考慮進(jìn)去。
在需求分析階段，對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，包括產(chǎn)品的未來(lái)考慮的市場(chǎng)范圍，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)的基本要求。尤其是產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，特定環(huán)境產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)要重點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估、考量；產(chǎn)品的方案評(píng)審階段需要對(duì)產(chǎn)品具體的指標(biāo)如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行考量，包括實(shí)現(xiàn)方式是裸機(jī)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)？還是應(yīng)用電路實(shí)現(xiàn)？需要將這些具體的指標(biāo)進(jìn)行明確：在設(shè)計(jì)階段需要對(duì)硬件電路、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝安裝、接地設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合評(píng)估。傳統(tǒng)的思維模式認(rèn)為只需要設(shè)計(jì)好電路就可以解決EMC問(wèn)題，其實(shí)工藝安裝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品整機(jī)EMC性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電路本身。逐個(gè)考慮這些環(huán)節(jié)的EMC問(wèn)題，并在這個(gè)階段把所有的風(fēng)險(xiǎn)都預(yù)估出來(lái)，同時(shí)要有對(duì)策保障，只有做到這一點(diǎn)才能夠在下個(gè)環(huán)節(jié)“調(diào)試階段”處理地得心應(yīng)手；調(diào)試階段必須對(duì)產(chǎn)品立項(xiàng)階段制定的指標(biāo)一一進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題再利用設(shè)計(jì)階段中設(shè)計(jì)的措施進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以系統(tǒng)的解決問(wèn)題，收尾驗(yàn)證就按照行業(yè)要求進(jìn)行認(rèn)證上市。
細(xì)節(jié)決定成敗
2.1端口電路設(shè)計(jì)
供電端口電路有必不可少的三部分：安全防護(hù)、濾波電路及電源轉(zhuǎn)換，關(guān)于這三部分的布局設(shè)計(jì)必須遵守走直線的原則。如果按照?qǐng)D2（1）設(shè)計(jì)，當(dāng)輸入端口的瞬時(shí)脈沖輸入，這種瞬時(shí)脈沖存在高頻分量（如圖3），會(huì)形成走線和走線之間的耦合，從而導(dǎo)致濾波電路失效，甚至隔離電源隔離產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓也會(huì)受到影響，實(shí)現(xiàn)不了原有的設(shè)計(jì)功能。要把電路的設(shè)計(jì)功能落實(shí)到實(shí)際的應(yīng)用中，就如上面所講，必須按照走直線的原則如圖2（2）進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.2I/O口電路設(shè)計(jì)
I/O口電路的設(shè)計(jì)同樣受到PCB布局及接地設(shè)計(jì)的影響。如圖4（1）的端口防護(hù)器件的接地和后端被保護(hù)IC的地進(jìn)行共地設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)一旦瞬態(tài)脈沖被鉗位卸放到地上面，由于這個(gè)地同時(shí)也是IC的參考地，很容易導(dǎo)致IC地電位抬高而出現(xiàn)異常；改善方案主要有兩種：如果系統(tǒng)是兩線制設(shè)備（無(wú)地線）系統(tǒng)外殼也是非金屬材質(zhì)，此地線設(shè)計(jì)也必須將IC的參考地和防護(hù)器件的地分開，不能共用在一起，但是由于此系統(tǒng)屬于無(wú)地線系統(tǒng)，可以采用這兩個(gè)部分分別鋪設(shè)不同的接地區(qū)域，然后使用Y電容將兩個(gè)區(qū)域的地線連接在一起。另外一種是系統(tǒng)有設(shè)計(jì)地線或者外殼屬于金屬外殼，這種情況就可以將防護(hù)器件的接地直接連到外殼地或者通過(guò)Y電容連接到外殼地，但是一定要和IC的參考地分開。
上面提到的PCB走線的設(shè)計(jì)導(dǎo)致防護(hù)電路失效的問(wèn)題，通過(guò)圖5就可以看到端口設(shè)計(jì)了TVS管防護(hù)ESD，但是如果布線按照?qǐng)D5（1）這樣走線，極易導(dǎo)致IC損壞，但是TVS管還沒有動(dòng)作的，主要是由于現(xiàn)有的ESD或者EFT都是高頻干擾，走線阻抗常大，所以對(duì)于端口的防護(hù)電路設(shè)計(jì)一定要遵守靠近端口的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)PCB。
2.3EMI電路設(shè)計(jì)
金升陽(yáng)電源在電磁干擾方面內(nèi)部增加了濾波電路、屏蔽措施等，保證符合承諾的各項(xiàng)指標(biāo)要求，但是電源在應(yīng)用方面還是難免出現(xiàn)電磁干擾超標(biāo)的問(wèn)題；此時(shí)，很多設(shè)計(jì)工程師都會(huì)認(rèn)為問(wèn)題的根源在于電源，這種其實(shí)是有誤區(qū)，因?yàn)殡姶鸥蓴_傳導(dǎo)騷擾測(cè)試項(xiàng)目，主要是針對(duì)電源端口，那么電源端口就成了其傳輸路逕，所有的電磁干擾都會(huì)經(jīng)過(guò)電源端口到達(dá)被測(cè)設(shè)備，測(cè)試設(shè)備測(cè)試到的電磁干擾除了來(lái)自電源本身外，主要還包括整機(jī)中的其他部分產(chǎn)生的電磁干擾，以及設(shè)備內(nèi)部寄生參數(shù)的諧振產(chǎn)生的電磁干擾。電源內(nèi)部的濾波器無(wú)法對(duì)這類電磁干擾進(jìn)行抑制，這些電磁干擾就通過(guò)電源端口耦合到測(cè)試設(shè)備。為了應(yīng)對(duì)千差萬(wàn)別的應(yīng)用環(huán)境，電源廠家設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，除了抑制電源內(nèi)部干擾，還會(huì)考慮到濾波器衰減特性及頻譜特性，盡量預(yù)留最大的設(shè)計(jì)余量。那么這就要求整機(jī)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電源前端時(shí)候，一定要按照電源廠家推薦的應(yīng)用電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如：LH15產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)EMI超標(biāo)問(wèn)題（見圖6）。
圖6為金升陽(yáng)電源LH15-13805傳導(dǎo)騷擾測(cè)試結(jié)果，此結(jié)果符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求，而且余量非常充分。
圖7為金升陽(yáng)電源LH15-13B05的電源應(yīng)用到某品牌產(chǎn)品上面后，整機(jī)測(cè)試傳導(dǎo)騷擾結(jié)果，此結(jié)果無(wú)法符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求，甚至連CLASS A都無(wú)法滿足要求，更不用說(shuō)設(shè)計(jì)余量。
所以電源即使內(nèi)部電磁干擾設(shè)計(jì)等級(jí)再高，在應(yīng)用過(guò)程中一定要留應(yīng)用部分，具體參數(shù)可參考具體產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的規(guī)格書。
結(jié)語(yǔ)
整機(jī)電磁兼容設(shè)計(jì)其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，任何一個(gè)點(diǎn)設(shè)計(jì)不到位都可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗，甚至?xí)冻龀林氐某杀敬鷥r(jià)。目前，行業(yè)內(nèi)對(duì)于這方面的設(shè)計(jì)失敗原因局限于電源方面，而忽視PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及接地設(shè)計(jì)等方面。有效解決EMC問(wèn)題，需要在設(shè)計(jì)初期就充分評(píng)審指標(biāo)定位、應(yīng)用環(huán)境；在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分評(píng)審電路圖設(shè)計(jì)、原材料選型、PCB繪制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝安裝等各方面，不斷地優(yōu)化開發(fā)流程，實(shí)現(xiàn)在開發(fā)過(guò)程中考量所有問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
[1]IEC 61000-6-2-2005通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境的抗擾度標(biāo)準(zhǔn)
[2]IEC 61000-6-4-2007通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)
作者簡(jiǎn)介：劉佑祥（1946-），男，湖北武漢人，武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院副教授。
（武漢科技大學(xué)中南分校 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430223）
摘要：本文介紹了SST公司Compact Flash存儲(chǔ)卡（CF卡）的電氣特性與接口指令集，提出了一個(gè)基于8051單片機(jī)系統(tǒng)的完整CF卡接口解決方案，并給出了詳細(xì)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：8051單片機(jī)系統(tǒng)；CF卡；計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TP305 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
前 言
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的功能變得越來(lái)越強(qiáng)大，設(shè)計(jì)中對(duì)其存儲(chǔ)容量的要求也隨之提高，所以原有的EEPROM等存儲(chǔ)容量為KB級(jí)的存儲(chǔ)器件已經(jīng)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。在這一背景下，Compact Flash Card（CF卡，見圖1）作為一類存儲(chǔ)速度快，存儲(chǔ)容量大（容量可達(dá)數(shù)百M(fèi)B至數(shù)GB）的新型存儲(chǔ)器件就應(yīng)運(yùn)而生。但是由于CF卡的接口方式是為PC機(jī)接口設(shè)計(jì)的IDE方式，如果要在單片機(jī)系統(tǒng)中使用CF卡，需要在單片機(jī)系統(tǒng)中模擬IDE控制器的功能。因此，本文將討論在8051系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)CF卡接口的解決方案。
圖1 Compact Flash Card外觀示意圖
一、CF卡接口的電氣特性
SST公司的CF的封裝為25×2的雙列插座，行列之間的間距均為25mil。由于封裝的特殊性，在應(yīng)用時(shí)需要自行設(shè)計(jì)SCH和PCB封裝。設(shè)計(jì)PCB封裝時(shí)需注意選擇合適孔徑和焊盤大小，因?yàn)榕裴樀尼樐_為正方形不是圓形，所以焊盤的直徑應(yīng)選擇為針腳截面正方形的對(duì)角線長(zhǎng)。如果直接使用標(biāo)準(zhǔn)CF卡接插件，則PCB上應(yīng)相應(yīng)設(shè)計(jì)成適合的貼片封裝。
二、主要功能引腳及說(shuō)明
CF卡的主要功能引腳為數(shù)據(jù)線D0～D15，地址線A0～A9，片選及數(shù)據(jù)選擇CE1，CE2，讀寫控制端OE、WR，寄存器選擇REG，卡讀寫忙判斷RDY/BSY，RESET等。
數(shù)據(jù)線D0～D15用于數(shù)據(jù)的讀寫。CF可以工作于16位數(shù)據(jù)總線方式也可以工作于8位總線方式。在讀寫速度上的要求不是很嚴(yán)格的情況下，為了方便和8位MCU的接口，一般選擇為8位數(shù)據(jù)總線工作方式。
CE1和CE2的功能如表1所示：
若選擇8位工作方式，CE2應(yīng)接固定電平1，CE1低有效。在不同工作方式的說(shuō)明中，可能把CE1和CE2分別改稱CS0，CS1。
地址線A0～A9。CF卡在Memory工作方式下，僅地址線A0～A3起作用，用于選擇讀寫端口，其余地址線可以接固定電平。
REG用于選擇是對(duì)CF卡進(jìn)行命令、狀態(tài)讀寫還是讀寫CF卡的屬性寄存器。REG＝1時(shí)讀寫命令。如表2所示：
在Memory方式下，對(duì)CF的控制和數(shù)據(jù)讀寫均是通過(guò)對(duì)這幾個(gè)端口的讀寫來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
RDY/BSY用于判斷CF卡是否處于讀寫忙狀態(tài)。出于嚴(yán)謹(jǐn)性可以在對(duì)CF卡進(jìn)行讀寫之前利用此引腳判斷CF卡是否空閑。在數(shù)據(jù)讀寫量比較小的情況下，使用一定的延時(shí)即可。
三、實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì)
圖2給出了CF卡的實(shí)際應(yīng)用電路。圖中96MB的CF卡工作于Memory方式，8位數(shù)據(jù)總線，接口的主控MCU是89C52。
圖2 CF實(shí)際應(yīng)用電路
單片機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)的P2、P0口復(fù)用方式與CF卡接口。CS0，CS1，REG分別接單片機(jī)的P26，P25，P27，端口選擇A3～A0接到經(jīng)74LS373鎖存的低4位地址，CF卡的讀寫引腳分別與單片機(jī)的讀寫信號(hào)相接。若把閑置地址引腳接固定電平，則系統(tǒng)分配給CF卡的端口地址為【B000】～【B007】。
INTRQ（即BSY/RDY）腳接到單片機(jī)的P1.7。
四、CF卡的存儲(chǔ)特性
CF卡采取的是類似硬盤的分塊存儲(chǔ)方式，分為柱面Cylinder、頭Head和扇區(qū)Sector管理。對(duì)96MB的CF卡而言，共有733個(gè)柱面，每個(gè)柱面8個(gè)頭，每個(gè)頭32個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)（8位）。CF卡的讀寫是以一個(gè)扇區(qū)為基本單位的，在讀寫一個(gè)扇區(qū)之前先送出當(dāng)前需要讀寫的柱面、頭和扇區(qū)，然后發(fā)送讀寫命令，一個(gè)扇區(qū)的512個(gè)字節(jié)需要一次性連續(xù)寫入或者讀出。
下面給出一段對(duì)CF卡讀寫的C51程序段：
#define DataPort XBYTE\[0xB800\]
#define Feature XBYTE\[0xB801\]
#define SecCount XBYTE\[0xB802\]
#define SecNo XBYTE\[0xB803\]
#define CylLow XBYTE\[0xB804\]
#define CylHigh XBYTE\[0xB805\]
#define CardHead XBYTE\[0xB806\]
#define Command XBYTE\[0xB807\]定義CF卡端口
CardHead=0xA0+head;置當(dāng)前頭
SecCount=0x01;一次讀寫一個(gè)扇區(qū)
SecNo=sector;置當(dāng)前扇區(qū)
CylLow=cylinder%255;置柱面高位
CylHigh=cylinder/255;置柱面低位
Command=0x30;寫扇區(qū)命令
delay（1）;延時(shí)1ms
for（i=1;i
DataPort=mem\[0xE800+i\];寫512字節(jié)
dog（）;
}
if（memcount＞0xEA00）
{
（i=0xEA01;i
{
mem\[i-512\]=mem\[i\];
dog（）;
}
}
對(duì)CF卡的寫操作采用了一種類似于HDLC協(xié)議中滑動(dòng)窗口的方法。系統(tǒng)外擴(kuò)展一片6116作為寫緩沖區(qū)（地址口為0xE800開始），系統(tǒng)在平時(shí)將接收到的測(cè)試數(shù)據(jù)暫存于寫緩沖區(qū)中。當(dāng)接受到的數(shù)據(jù)累計(jì)超過(guò)一個(gè)扇區(qū)之后，將前512個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入CF卡，然后再將前512字節(jié)的緩沖區(qū)清空，把后面的數(shù)據(jù)平行移動(dòng)到前512字節(jié)。如此保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)寫入流程。如圖3所示：
空緩沖區(qū)：
正在寫入：
緩沖區(qū)滿：
寫入CF卡：
移動(dòng)數(shù)據(jù)：
圖3 CF卡寫操作示意圖
五、調(diào)試注意事項(xiàng)
1.CF卡的OE腳（9腳）在上電時(shí)的狀態(tài)決定了上電之后CF的工作模式。如果需要工作于IDE方式則上電過(guò)程中OE腳必須接地。系統(tǒng)工作于Memory方式則上電過(guò)程中OE腳電平應(yīng)為高電平。（實(shí)際電路中連接了單片機(jī)的RD腳，單片機(jī)上電之后RD為高電平，可以正常工作，但是更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞绞遣捎秒娐繁ＷC上電過(guò)程中OE腳一直為高電平，見參考文章。）
2.單片機(jī)和CF卡接口采用的是P0口作地址數(shù)據(jù)復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)尋址方式。原考慮是直接用P1口作模擬讀寫信號(hào)和地址信號(hào)，用P0口作數(shù)據(jù)口，由于CF卡的讀寫時(shí)序比較復(fù)雜的緣故，效果不理想。
3.經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)，上文未提到的CF卡的其他引腳在功能沒有進(jìn)一步要求下可以不使用。
參考文獻(xiàn)
[1]馬忠梅等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)\[M\].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.
[2]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編\[M\].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994.
【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路；教學(xué)；仿真；層次化
仿真技術(shù)使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成使電路設(shè)計(jì)過(guò)程中的大部分繁瑣的底層工作，為電子工程師提供了理想的設(shè)計(jì)工具[1]，也為課程教學(xué)提供了資源豐富的仿真平臺(tái)。立足于仿真工具的應(yīng)用，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的深度以及學(xué)生的能力水平，構(gòu)建“多層次”的立體化教學(xué)平臺(tái)，有助于數(shù)字電路課程教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐能力發(fā)展。
1 數(shù)字電路的教學(xué)
講授法和例舉法是數(shù)字電路課程中兩種常用的教學(xué)方法，教師對(duì)基本定理、方法進(jìn)行系統(tǒng)的解釋和詳細(xì)分析論證或以典型例題說(shuō)明元器件和芯片的功能和應(yīng)用。這兩種方法對(duì)于學(xué)生理解和掌握知識(shí)要點(diǎn)是必要的，但目前單純依賴多媒體課件的教學(xué)手段，很難使學(xué)生提起興趣。
數(shù)字電路是一門應(yīng)用型課程，但是課程內(nèi)容的安排上，側(cè)重于功能相對(duì)單一的、孤立的基本邏輯單元的分析和設(shè)計(jì)，而沒有建立系統(tǒng)的觀念，大多數(shù)學(xué)生感覺不能學(xué)以實(shí)用，在利用具體芯片設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)束手無(wú)策，影響了學(xué)習(xí)積極性。
傳統(tǒng)數(shù)字技術(shù)中的許多觀念、方法和思路已經(jīng)跟不上日新月異的電子技術(shù)的發(fā)展步伐，有些甚至是不恰當(dāng)、低效的，學(xué)生把過(guò)多的精力投入到這些落伍的知識(shí)、失當(dāng)?shù)睦砟睿诤罄m(xù)課程又要重新糾正，造成效率低下。
在當(dāng)前 “數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)”方法不斷變革的背景下，有必要將新的設(shè)計(jì)理念融入到教學(xué)中[3]，將教學(xué)內(nèi)容用更生動(dòng)的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)踐能力，提高學(xué)習(xí)效率，以更高的起點(diǎn)、開闊的視野去學(xué)習(xí)十分重要的后續(xù)課程。
2 仿真技術(shù)的層次化應(yīng)用
2.1 基礎(chǔ)層
基礎(chǔ)層次，主要在數(shù)字電路理論課上展開，基于Multisim仿真平成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及一些中小規(guī)模集成電路的分析與設(shè)計(jì)。Multisim提供了豐富的、標(biāo)準(zhǔn)化的元器件庫(kù)以及種類齊全的仿真儀器儀表，可以實(shí)現(xiàn)門電路、編譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、555定時(shí)等典型數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和仿真[2]。下面是講解TTL 與非門工作原理的課堂實(shí)例，如圖1。
1）Vi=0.296V，即輸入接低電平，那么 Q1 導(dǎo)通，Q2、Q4 截止，Q3、D2 導(dǎo)通。Vo=3.954V，輸出高電平。
2）通過(guò)按鍵C，不斷增加輸入電壓，可以發(fā)現(xiàn)輸出緩慢下降但仍為高電平，閥值電壓出現(xiàn)在Vi=1.279V時(shí)，輸出發(fā)生跳變至0.849V，輸出低電平。
3）當(dāng)輸入大于閥值vth，輸出迅速下降，直到0.123V不再變化，輸出低電平。
此例中，通過(guò)仿真可以驗(yàn)證反相器的輸入輸出邏輯關(guān)系，并進(jìn)一步測(cè)試反相器的傳輸特性曲線。在Multisim仿真平臺(tái)上動(dòng)態(tài)演示所學(xué)的芯片、電路，能夠使知識(shí)形象化，學(xué)生在課堂上觀察電路行為，加深了對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，進(jìn)而體會(huì)應(yīng)用方法，初步掌握分析設(shè)計(jì)電路的能力，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.2 綜合層
在學(xué)生掌握課程基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步綜合培養(yǎng)。在綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)活動(dòng)中，基于EDA開發(fā)工具QuartusII仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)。
QuartusII是Altera公司在 windows環(huán)境下開發(fā)的可編程邏輯器件（PLD）綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠提供從設(shè)計(jì)輸入到器件編程的全部功能，以硬件描述語(yǔ)言（HDL）為主要輸入工具，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯仿真和時(shí)序分析，同時(shí)下載到可編程邏輯器件上進(jìn)行實(shí)際的硬件測(cè)試和驗(yàn)證，從而完成數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[3]。
以“交通燈控制系統(tǒng)”為例，說(shuō)明教學(xué)過(guò)程。首先采用經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法，即通用的集成芯片搭建系統(tǒng)，這是一個(gè)集分頻器、BCD譯碼器、計(jì)數(shù)器、動(dòng)態(tài)掃描電路、多路選擇器等常用中小規(guī)模集成器件的綜合性運(yùn)用，學(xué)生可以熟悉集成器件在系統(tǒng)中的應(yīng)用，掌握算法狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)控制單元電路并且轉(zhuǎn)換系統(tǒng)狀態(tài)的方法。然后基于可編程邏輯器件分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)級(jí)和寄存器級(jí)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)級(jí)的設(shè)計(jì)首先將系統(tǒng)根據(jù)不同功能劃分出多個(gè)單元模塊，用硬件描述語(yǔ)言描述每一個(gè)單元模塊，組合起來(lái)構(gòu)成頂層模塊，見圖2，這種設(shè)計(jì)方法風(fēng)格接近實(shí)際的硬件結(jié)構(gòu)，是相對(duì)抽象的行為級(jí)描述的一個(gè)合理的銜接，寄存器傳輸級(jí)HDL描述屬于行為級(jí)描述，根據(jù)操作順序描述系統(tǒng)，由于不涉及具體硬件結(jié)構(gòu)，更加體現(xiàn)了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)越性[4]。
在系統(tǒng)的HDL描述中，只在設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)引入有用的硬件描述語(yǔ)言語(yǔ)法構(gòu)造，采用規(guī)范的語(yǔ)言，清晰易懂的設(shè)計(jì)流程，力圖達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果。教學(xué)效果表明，這種綜合性設(shè)計(jì)課題，使學(xué)生能夠了解大規(guī)模集成器件，通過(guò)比較各種設(shè)計(jì)方法，體會(huì)到隨著數(shù)字系統(tǒng)復(fù)雜性的增加EDA軟件表現(xiàn)出的強(qiáng)大的電路綜合能力，進(jìn)而探索先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)構(gòu)思手段，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐興趣。
2.3 創(chuàng)新層
創(chuàng)新層面向有創(chuàng)新思維的學(xué)生，依托開放性實(shí)驗(yàn)課程、學(xué)科競(jìng)賽的賽前訓(xùn)練、學(xué)生創(chuàng)新基金立項(xiàng)、參與教師科研項(xiàng)目以及校級(jí)、國(guó)家級(jí)電子競(jìng)賽等各類課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)，以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式展開，屬于電子類課程體系的提高內(nèi)容。在學(xué)習(xí)了模擬電路、單片機(jī)、C語(yǔ)言、傳感器技術(shù)等多門電子技術(shù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，結(jié)合多種仿真設(shè)計(jì)工具的綜合應(yīng)用，進(jìn)行有特定工程背景的課題設(shè)計(jì)。
以全大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽賽題“正弦信號(hào)發(fā)生器”為例，一種方案的系統(tǒng)框圖如圖3所示。該設(shè)計(jì)方案，在單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)主控制部分的設(shè)計(jì)；在QuartusII平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS），并且在數(shù)字域設(shè)計(jì)AM、FM、ASK、PSK四類調(diào)制信號(hào)；濾波及放大電路的設(shè)計(jì)中為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，先在multisim平臺(tái)上通過(guò)波特儀仿真出電路在截止頻率附近的衰減情況，反復(fù)調(diào)整參數(shù)直到符合設(shè)計(jì)要求，再搭建硬件電路[5]。各種電子電路仿真設(shè)計(jì)工具的綜合使用，縮短了系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期，硬件電路設(shè)計(jì)的軟件化，也便于電路的升級(jí)。
實(shí)踐表明，研究這些開拓性課題，能夠使學(xué)生學(xué)會(huì)用系統(tǒng)的眼光、創(chuàng)新的思路去解決復(fù)雜問(wèn)題，這一過(guò)程獲得的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)是在課堂上無(wú)法學(xué)習(xí)到的。
3 結(jié)論
數(shù)字電路課程不能局限于有限時(shí)間內(nèi)的理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面，要在課堂時(shí)間內(nèi)擴(kuò)展內(nèi)容，一方面，把學(xué)習(xí)延伸到課堂外，面向不同層次的學(xué)生提供自學(xué)和創(chuàng)新的空間。電子設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)在數(shù)字電路課程中的應(yīng)用，將課內(nèi)教學(xué)、課外自學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使之相互補(bǔ)充，形成相互銜接、靈活配置的教學(xué)體系，在堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，適應(yīng)了當(dāng)前電子技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)電類課程教學(xué)提出的新要求。
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