电子技术课程设计的改革实践

摘 要：针对传统电子技术课程设计教学过程中存在的问题，提出了基于“实际工程项目”的电子技术课程设计教学改革。文中以1 000 s秒表电路设计为例，以EDA仿真软件为基础，对电子技术课程设计进行了教学改革，并建立了完善的成绩评定体系。实践证明新的电子技术课程设计教学模式，充分调动了学生的学习热情，点燃了学生的求知欲望。

关键词：EDA 电子技术 课程设计 改革实践

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0101-02

电子技术课程设计是该校电气、计算机、信息类等相关专业重要的理论和实践综合设计环节，其教学效果直接影响着学生动手实践的积极性和创新性。该校传统的电子技术课程设计都是买成套产品让学生按图组装，焊接、调试，根据作品和报告给定成绩。这种传统方式的课程设计，学生的创新意识缺乏锻炼，学习兴趣降低，不利于培养学生实践动手能力和主动探索精神。为了提高我校实践教学效果，加强学生综合素质，又恰逢我院新进PCB板制作设备，电子技术课程设计引进了Proteus仿真，Protel原理图绘制和PBC制作，进行了基于“实际工程项目”教学改革，下面就以1 000 s秒表电路设计为例，介绍电子技术课程设计的实施过程。

1 课程设计选题

要想挑起学生动手兴趣，提高设计热情，学生亲自参与课程设计全过程，可以自拟感兴趣的题目，增强学生的自我意识和参与感。当然，教师给定的题目必须贴近生活实际，有较强的应用背景，与实验条件匹配，且不要限制太死板，要给学生发挥的空间。一般让学生提前一个月的时间选题，可以留充足的时间在网上购买元器件。秒表在电子产品中用到非常广泛，又较全面的覆盖了电子技术的主要知识点，现以1 000 s秒表为例，对该校电子技术课程设计进行了全面改革。

2 建立模块化设计思想

根据题目，上网查找资料，确定1 000 s秒表这个项目分4个模块。他们分别是基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器和计数译码显示部分。确定基本RS触发器的职能是启动和停止秒表工作；单稳态触发器为计数器提供清零信号；时钟发生器用555定时器构成，为计数器提供时钟信号；计数及译码显示是对时钟进行计数，并用数码管显示出来。确定好各模块基本功能后，通过查阅资料，熟悉相关理论知识，对各模块电路进行设计。

3 Proteus仿真

为了高效设计，对各模块电路分别进行仿真，即分别测试基本RS触发器，单稳态触发器、时钟发生器和计数器逻辑功能，待各模块电路仿真工作正常后，在将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试整个1 000 s秒表整个电路的功能，，最终的仿真设计电路图为图1所示。模块1为用集成与非门构成的基本RS触发器，它的一路输出为模块3的单稳态触发器的输入，另一路输出为与非门C（U1）的输入控制信号，按动按钮开关K2，则门A（U1）输出，门B（U1）输出，K2复位，和状态保持不变；再按动K1，则由0变为1，门C（U1）开启，为计数器启动做好准备，由1变为0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。模块3的输入触发脉冲由模块1的提供，输出负脉冲通过非门B（U3）加到计数器的清零端，为计数器提供清零信号。模块2为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。当基本RS触发器时，门C（U1）开启，555产生的脉冲信号通过门C（U1）作为计数脉冲加于计数器的计数输入端。模块4是计数显示部分。采用异步二-五-十进制加法计数器74LS90芯片，该芯片，先通过不同的连接方式，测试74LS90的四种不同的逻辑功能，然后把它工作于十进制计数的8421码状态。经过仿真，电路设计合理，仿真结果好。这种设计和仿真方法有利于检查和排除故障，保证设计高效、圆满完成。

4 绘制电路原理图和PCB板建立

为了更接近于工程实践，电路设计仿真好后，学生还需根据PROTEL软件进行原理图的绘制和PCB板的制作，设计PCB板时尽量自动布线后，再加上人工修改，这样使布线更合理。根据每个学生上交的PCB板文件，教师根据该院新引进的PCB板生产设备印制出学生独一无二的PCB板。接下来的工作就是焊接元器件和调试硬件电路，因为有仿真基础，大大减少了硬件调试时间，产品的合格率得到了很大提高。

5 全面的考核系统

建立完善的成绩考核系统是保证电子技术课程设计教学质量的关键。结合工程实际产品设计的一般流程，根据各个环节在设计电子技术课程设计的所占比重，课程设计成绩由设计方案成绩（占20%）、软件仿真成绩（25%）、硬件调试成绩（占35%）和总结报告成绩（占20%）四部分组成。设计方案成绩重点考察学生是否认真查阅资料，独立完成设计方案与器件选型，按课题要求完成电路图设计，所涉及的方案是佛偶偶有创新性。在软件仿真成绩和硬件调试成绩的评定过程中，不仅要重视结果，而且要重视过程，通过提问等方式来进一步考核学生对于设计电路原理的理解和掌握程度，分析问题和解决问题的能力。总结报告成绩考察学生实验报告的规范程度，内容完整性，电路原理图和印制电路板图绘制的规范情况。

通过近几年的电子技术课程设计教学改革，激发了学生浓厚的学习兴趣，提高了学生的实践动手能力，培养了学生的创新精神、协作和配合能力，锻炼了学生的科技总结报告撰写能力，提高了我校电气专业学生的整体素质。为他们参加校内和全国电子设计大赛奠定了基础。

参考文献

[1] 柴文妍，王皖贞.电子信息工程专业综合课程设计教学实践与探讨[J].北华航天工业学院学报，2011（3）： 60-62.

[2] 李松松，郭显久，曹立杰，等.电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J].中国电力教育，2011（22）：51-52.