EDA软件在电子技术实验的应用

【摘要】在讲解电子技术理论知识的同时，更应注重学生实践技能的培养。本文将EDA仿真软件引入电子技术实验教学中，提高学生的创新能力。EDA是ElectronicDesignAutomation的缩写，是指电子设计自动化，应用EDA软件平台设计电路能够大大提高设计效益。本文从电路的设计方法出发，介绍EDA软件在电子技术实验教学中的应用。

【关键词】EDA；电子技术；实验教学；电路设计

引言

电子技术既是电子类专业的重要专业基础课，又是一门技术性较强的专业必修课，学生除了要掌握扎实的理论基础，还要具备分析、设计以及应用电路的实践能力。实验实践则是加深和巩固学生动手实践和创新能力所必须的一种教学手段和教学途径。本文对电子技术实验的薄弱环节进行了分析，并提出了EDA软件在实验教学中的应用这一教学手段，经过实践，取得了较好的效果。

1.电子技术实验的薄弱环节

第一，传统的实验方法是完成硬件电路连接后验证、调试，得出实验结论。学生必须熟练使用仪器、仪表或实验箱等实验设备，在连接线路调试过程中对出现的问题能够排除故障。但是由于工科专业对实验设备的频繁使用，大部分设备会出现灵敏度降低、器件老化、损坏等问题，那么实验的效果将会受到严重影响。第二，教师的教学方法目前仍存在‘填鸭’式、‘说教’式的上课方式，这种以教师为主的教学方法，教师在台上讲多年未改的教材，学生没有自己的独立思考和见解，形成被动灌输的局面。使学生缺乏创新观念和意识。大学生对实践能力的认识和重视程度不够，难以彻底摆脱知识本位的学习理念，将理论学习、最终成绩看得很重，而把实践能力、实践过程当作无足轻重的事。第三，实验课上，主要以理论教学为主，没有得到学生重视，学生根据实验指导书照抄实验目的、实验原理、实验内容，每次实验结束发现学生对实验的原理都解释不清楚。教师不仅从实验方法、步骤、注意事项方面进行一一讲解，而且还需手把手进行实验演示，在检查学生演示实验结果时学生一知半解，机械式的操作，不能灵活的将实验现象与理论知识有机的联系在一起。学生的学习几乎处于被动状态，达不到实验教学的目的。第四，实验课的考核方式不完善，实验课多以出勤、实验报告的形式给出，对学生的考核不全面。这种形式主义，使得部分学生“浑水摸鱼”，进实验室后对待实验不认真，小组的成员在进行实验内容的时候，有些学生却忙于抄袭上次课的实验报告，学生的分数不能如实反映学生掌握知识的真实水平。

2.EDA软件在电子技术实验中的应用

在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。1)将EDA软件应用于电子技术实验教学，以实践促理论，用理论指导实践。以往的教学方法侧重于理论知识讲解，十分抽象,无法实现软硬件结合而产生的直观现象，在电子技术实验中引入EDA软件教学，以HDL语言示例和MAX+plusII、Protel、AltiumDesigner、multiSIM10等电子电路设计与仿真工具教学软件引入课堂演示，加深和引导学生对电路设计的感性认识。看似重实践、轻理论的教学方法既有利于激发学生的学习热情，通过实验实践，掌握理论，在实践中巩固理论，用理论指导实践，从而达到较好掌握知识的目的。，2)将EDA软件应用于电子技术实验教学，丰富实验教学内容。通常实验中‘填鸭’式、‘说教’式的上课方式所讲的实验内容多年一成不变，不能激发学生的兴趣。引入EDA软件实验教学，重视实验内容的趣味性和实用性，更新精心设计每一个实验，让学生产生新鲜感，从而激起他们的兴趣。3)将EDA软件应用于电子技术实验教学，能够提高设计效率。传统的硬件电路设计过程都是由人工完成，硬件电路的验证和调试是在电路构成之后进行的，电路存在问题只能在验证后发现。EDA软件设计能够快速准确的完成电路的设计，利用计算机进行性能和功能的分析，如果发现错误或方案不理想，可以重新设计电路再仿真，直至得到满意的电路，大大提高了设计的质量和效率，并且节省了设计成本。

3.设计举例

应用EDA软件设计出一个555定时器的应用电路，这是一个模拟电子电路和数字集成电路的混合电路设计，包含三极管开关放大电路、555构成的多谐振荡电路、功率放大电路。如果直接在数字电路实验箱上连接线路，由于器件种类多，器件的选择和连接稍有不慎，将会影响实验效果。采用EDA软件仿真此电路却能够节约时间，先观察实验现象，若不正确，修改设计再仿真，得出满意的结果后，再到实验箱上去连接电路。将软件设计和硬件实现结合起来，学生的学习兴趣得到提高，授课效果有所改善。

4.结语

将EDA仿真软件与电子技术实验教学相结合，既能提高实验教学的质量和效率，又能能够使学生加深对电路原理的掌握，理论联系实际，建立学生的感性认识，激发和培养学生的学习兴趣，引导他们进行实践阶段学习，鼓励学生实验创新。在理论教学与真实实验之间架起一座沟通的桥梁，对更新实验教学方法，提高实验教学质量，降低实验成本，改善实验教学效果能够起到很大的促进作用。

参考文献

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作者：田丽娜 刘绍丽 李敏 单位：湖北文理学院理工学院