電子設計自動化精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電子設計自動化范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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1培養規格和目標

電子設計自動化技術（簡稱EDA技術）是現代電子設計領域的一門新技術，它以計算機軟件為工作平臺，融合微電子、計算機、現代電子理論等學科和技術，培養學生的電子設計自動化應用能力和現代電子技術的設計方法，提升電子、電信類專業從業人員的專業素質和職業技能。蘇州經貿職業技術學院自2004年開始，把“計算機輔助電子設計和分析、仿真（PROTEL、EWB、EDA）等軟件的熟練使用”納入學生培養的核心技能之一，為本地區電子設計行業的生產、服務和管理一線培養了一批從事電路繪圖與PCB（PrintedCircuitBoard，印制電路板）制版技術人員、電子設計自動化工程師助理和小型電子企業技術應用與設計人員等高技能人才。電子設計自動化高技能人才培養是面向電子設計自動化應用能力和現代電子技術的設計方法，提升電子、電信類專業從業人員的專業素質和職業技能，為電子設計行業的生產、服務和管理一線培養電子電路繪圖與PCB設計及制版技術人員、電子設計自動化工程師助理和小型電子企業技術應用、技術革新與設計人員等。

2培養的內容

以“工作過程系統化”理論為指導，以促進學生職業生涯發展為目標，以“工作過程導向”理念來開發構建培養電子設計自動化高技能人才的課程體系。即以職業分析為基礎，到相關企業的工作崗位調研崗位職責，分析職業崗位的工作過程，歸納匯總技能培養的典型工作任務；把行動領域的典型工作任務引領到學習領域的課程，構建實施典型工作任務的課程體系；遵循學生認知學習、職業成長兩方面規律，對學習情境進行設計，形成特色課程。依據培養的目標，走訪蘇州市工業園區、高新區內飛利浦、諾基亞、華碩、三星等著名企業，基本明確電子設計自動化工作崗位的職責。在此基礎上，重構電子設計自動化高素質技能型人才的工作結構和知識結構，歸納匯總出十大典型工作任務：電子電路原理圖設計繪制，電子電路PCB設計繪制，電子電路PCB制作，CPLD開發工具的使用，CPLD的組合邏輯電路設計，CPLD的時序邏輯電路設計，CPLD的圖形輸入法設計，CPLD設計的VHDL語言實現，CPLD設計的仿真、下載和調試，綜合CPLD應用的設計實現。根據歸納匯總出的典型工作任務，以基本電路、元件為基礎，到電子CAD技術（Protel電子電路原理圖與PCB設計）起步，再到電子電路的仿真設計、PLD（ProgrammableLogicDevice，可編程邏輯器件）的設計與應用，最后是EDA綜合應用及開發技術的由簡單到復雜、由易到難、由硬件到軟件、從實物驗證到數字仿真的課程內容體系，形成電子設計自動化高素質技能型人才培養計劃和方案。

3培養實踐

3.1以課程建設為載體，實現教學過程特色化，教學建設精品化

課程的教學實施以學生為中心，把教學內容以真實工作任務或社會產品為載體，綜合采取討論式、開放式、探究式、實踐式等教學方法，融“教、學、做”為一體。充分利用電子設計軟件平臺和多媒體現代化教學手段，構建基于網絡的電子設計、仿真、驗證等教學環境，增強教學效果。通過4年的建設，課程鏈中的課程已建成1門省級精品課程（含實訓），1門院級精品課程，1門課程的教材分別獲省級、院級精品教材建設立項，并于2009年12月正式出版使用。

3.2課程教學案例化，實訓內容產品化，實戰內容項目化

電子綜合設計技能的培養主要通過課程教學、綜合實訓和項目實戰3個由淺入深、由簡單到復雜的途徑實現。學習內容以產品、工作任務或項目為載體，課程鏈中的模擬電路是以生活中的典型產品如整流器、助聽器、樓道感應燈、手機充電器等作為內容載體；電子CAD課程、電子裝配與工藝、EDA技術課程分別以電子元（部）件、單元（功能）電路或較小應用系統案例為內容載體；電子綜合實訓、EDA實訓以出租車計費器、多功能數字鐘、交通燈控制器和頻率計等產品為載體。實戰內容主要通過參與各類具體的科研項目實現，包括學生主持申報的江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃立項項目3項和教師主持、學生參加的項目1項。

3.3技能培養過程標準化、職業化

課程鏈中的課程都有與職業資格高級工種相容的課程標準（大綱），課證融通，教學基本要求是電子高級工，設置以任務引領型為基本取向，以工作本位學習和崗位職責范圍為主要形式，內容教學采用任務驅動、項目導向等有利于增強學生能力的教學模式；重視學生校內學習與實際工作的一致性，探索課堂與實習地點的一體化；力求做到理論融于實踐，動腦融于動手，力爭實現所學與所用零距離。

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EDA（ElectronicDesignAutomation）是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進行三方面的設計工作，既IC設計、電子電路設計和PCB設計。EDA技術經過了三個階段的發展。從70年代的（CAD）階段和80年代的（CAE）階段，到90年代的電子系統設計自動化（EDA）階段。EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發展方向。它不僅為電子技術設計人員提供了“自頂向下”的設計理念，同時也為教學提供了一個極為便捷的、科學的實驗教學平臺。電工電子類專業課程中的電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術都可以通過EDA仿真軟件，進行電路圖的繪制、設計、仿真試驗和分析。應該說將EDA仿真軟件應用到電工、電子類專業的教學中是一種教學手段的創新，也是提高教學質量的優選方法。

1.電子類課程引入EDA技術的必要性

電子線路課程是電子類專業的支柱性課程，它要求學生熟悉各種電子器件，掌握電路圖的識讀、繪制以及電路工作原理，還要學會掌握和合理運用分析方法。EDA軟件正是提供了各種支持，恰到好處地符合這樣的教學要求。同樣，電子線路課程又是一個緊密聯系實踐的課程，EDA軟件的強大的仿真功能更是能把實踐帶入課堂，帶入教學的每一個環節中去。2.EDA人才的需要使EDA的應用逐步走向實用化EDA技術已成為現代電子系統設計和電子產品研制開發的最有效的工具，是電子工程師們使用的一種基本工具。市場對EDA人才有著迫切的需求，熟悉EDA技術的學生將受到用人單位的歡迎。因此，將EDA技術引入高校電子類專業的課程中，是培養創新和實用人才的需要。

3.教學方式改革的需要

在電子類課程的教學中，將一些內容較難、圖形較多、用語言和文字難以表達或不易理解的抽象、復雜的變化過程，通過EDA的仿真，以波形或曲線的形式生動直觀地演示出來，不僅可以提高學生的學習興趣，有利于學生對所授內容的理解，提高教學質量，還可以節省課堂板書時間，擴展講授內容，獲得事半功倍的效果。此外由于EDA軟件向用戶提供了各種電子測試儀器和分析工具，應用EDA進行實驗教學可以節省實驗經費，縮短實驗時間，提高實驗的效率和效果。因此，在教學中引入EDA也是教學內容與手段改革的必然趨勢。

二、EDA技術在教學中的作用

1.EDA技術在電子技術課程實驗教學中的作用

實驗教學是電子線路教學的重要環節，通過實驗能夠鞏固電子線路基礎知識，培養學生的實踐技能、動手能力和分析問題及解決問題的能力，啟發學生的創新意識和創新思維潛力。TinaPro這款優秀的EDA軟件提供了上千種電子元器件和十數種儀器儀表，完全能夠虛擬各種電子實驗，區別于應用實體的實際硬件實驗，它叫虛擬實驗。

虛擬實驗在實驗教學中的應用主要表現在以下三個方面：

（1）學校缺少某項實驗的實驗設備時，虛擬實驗可以代替硬件實驗有些學校由于缺少實驗設備，部分硬件實驗無法展開，就完全可以用虛擬實驗代替。虛擬實驗的一大特點就是不受實驗設備、場地的條件限制，只要有計算機，有EDA軟件（如TinaPro），幾乎所有的實驗都難不住它。（它的元器件庫無所不包，而且具有網上更新的功能，它的虛擬儀器也是應有盡有，而且直觀性強）。

（2）同一實驗課題，在開展硬件實驗的同時，可以輔以虛擬實驗硬件實驗和虛擬實驗在教學效果上各有所長，硬件實驗的主導地位是勿庸置疑的，它使學生直接面對真實對象，進行真實操作，獲得直接經驗，這是虛擬實驗所無法作到的。而虛擬實驗有更為優秀的分析技術，例如在很多儀器儀表中引入指針，使實驗數據更易獲得，實驗現象更為明顯，EDA軟件中又具有經典的仿真分析方法，能輕而易舉地實現瞬時現象的捕捉，也能把很長時間的現象展現于一秒，這也是實際儀器不能敵的。所以，同一個課題，開展實際硬件實驗可使學生鍛煉動手能力，獲得直接經驗。開展虛擬實驗，有助于對實驗現象的觀察和實驗數據的獲得，最終有利于分析和實驗結論的獲得。

（3）開展具有創造性的開放式實驗以前在作實驗前，教師處于對實驗器材和學生安全的保護必先囑咐學生不準動這，不準動那，使學生做起實驗來束手束腳，學生的想象力和創造力得不到發揮。其實很多時候，學生對實驗內容是有自己的獨到的想法的。如果能夠利用虛擬實驗技術，拿出有意義的課題，進行開放式的實驗，學生在實驗中，可以發揮自己的創造力，對電路進行別出心裁的修改，對電路的分析和測試做不同的嘗試，使學生完全成為實驗電路的剖析者和探索者，又不必擔心會損壞任何器件或儀器。這樣既拓展了實驗范圍，又培養了學生的創新意識。

2.EDA在課程設計和畢業設計中的應用

課程設計和畢業設計是高等職業教學的一個非常重要的環節。目前課程設計和畢業設計工程應用類題目不少，但是由于畢業設計經費較少、器件、儀器設備不足及其它原因，畢業設計結果往往是原理性討論和分析。不能進行實際的調試和驗證，學生仍停留在原理分析上，而不能經歷實際研究設計的實踐過程。畢業設計的效果大打折扣。我院電子系在畢業設計過程中引入EDA技術，對所設計的電路進行模擬仿真，在答辯時進行演示，并要求學生制作樣機，樣機的印刷電路板必須用Protel軟件進行繪制，這樣既保證畢業設計質量，又能提高學生的實踐動手能力和開發能力，不失是克服現在畢業設計存在的問題的一種途徑。

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Abstract： "Electronic Design Automation" course is the core of electronic specialty. It is the teaching objective of vocational education to cultivate talents who adapt to current social needs. Combining with years of teaching experience and the characteristics of "Electronic Design Automation", the author conducted reform practice from teaching idea, teaching content, learning method and teaching method and achieved better result.

關鍵詞： 電子設計自動化；教學改革；教學理念；崗位職業標準

Key words： Electronic Design Automation；pedagogical reforms；Teaching Concept；professional standard

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0172-02

0引言

高職教育的目標是培養在生產、建設、管理和服務第一線需要的，德智體美等方面全面發展的高技能應用型人才。這樣的目標定位決定了高職教育要特別注重學生職業能力的培養，除了專業技能以外，也應重視學生關鍵能力的培養。

《電子設計自動化》是工科電子類專業的專業核心課，課程的主要任務是培養學生掌握電路設計思路、方法、步驟，熟練使用PROTEL DXP軟件設計較為復雜的印刷電路，并應用課程技能制作實際功能印刷板，具有計算機輔助設計繪圖員（電子CAD）高級技能水平。本門課程具有很強的理論性和實踐性，且其教學質量的好壞將直接影響到學生后續專業課（包括課程設計、綜合實訓、畢業設計等）的學習以及學生畢業后從事工作的職業能力。為了保證教學效果，提高教學質量，在教學過程中培養學生的職業能力和關鍵能力，筆者結合教學實踐，總結出了一些心得體會，并從課程教學理念、課程內容、學生學法和教學教法等方面做了改革實踐，取得了較好的教學效果。

1課程教學理念

為適應現代社會需要，職業教育教學改革應緊緊圍繞職業教育的培養目標，集理論學習、現場觀摩、技能訓練于一體，既重視理論學習，又突出對學生專業實踐能力的培養，使學生能學以致用、理論聯系實際。針對本課程的崗位應用，依據企業調研、同行交流及往屆畢業生的反饋信息：要求學生具有運用PROTEL DXP軟件進行電子產品設計、制作、組裝、調試能力。因此制定課程設計理念為：基于計算機輔助設計繪圖員崗位能力要求進行課程體系構建，以技能證書考核為主線貫穿于整個教學全過程，突出崗位標準，注重技能培養，體現工學結合。

1.1 課程教學與崗位職業標準的一致性國家職業技能鑒定考核高級標準就是這個崗位的職業標準，我們瞄準這個目標，讓學生達到這個標準。具體做法為：制定與國家技能鑒定標準一致的課程教學大綱、實踐教學大綱、課程設計大綱；選用職業技能鑒定教材為主題教材，自編實訓指導報告書等為輔助教材；考核方式與國家技能鑒定考核模式一致。

1.2 體現工學結合、學以致用理念本課程有工程設計的實物制作教學環節，學生通過設計實物電路的印刷線路板，并安裝元器件、調試產品等系統工作，體會工學結合、學以致用的實際意義，進一步加深對本課程知識與技能的理解和應用，培養學生崗位的專業實踐能力，更好地實現學生零距離適應崗位。

1.3 注重與相關課程的知識融合運用，提高整體專業實踐能力

在課程設計教學中，我們引進了“三人表決電路”、“循環彩燈電路”等電子技術課程已經用萬能板制作過的內容，讓學生進行PCB設計制作，這樣操作有如下好處：一是由于學生在前邊的課程中做過電路訓練，對原理比較熟悉，可以減少本課程制作的失誤，提高成功率；二是加深學生對已學課程的溫習與回顧；三是可以有比較充裕的時間設計更好更漂亮的設計作品，為畢業設計打下良好基礎。

2課程內容

課程內容設計為四個模塊：基本知識、基本操作、工程應用、證書考核。每個模塊下細分若干個項目，每個項目分為若干項任務，使學生在參與完成逐漸復雜的工作任務過程中，不僅強化專業知識能力，而且逐漸提升學生自身的團隊合作、溝通交流、分析、獲取信息和解決問題等關鍵能力。課程總學時：72學時（其中理論24學時；實踐48學時）。具體的課程體系結構如下圖所示。

3學法

在本課程教學中，堅持以崗位能力為本位的教學指導思想，為了更好地調動學生的學習積極性，提高學生的自主學習能力，變被動接受為主動獲取，提高課程教學質量。在教學過程中樹立以學生為主體意識，調整學生學習方法，加強學習方法指導，將專業能力和關鍵能力的培養滲透于學生學習的每一個環節中。筆者從課堂學習和課外學習兩個方法對學生進行學法引導。

3.1 課堂學習教師以任務為引導，時刻與學生互動，引導學生做到以下幾點：

3.1.1 課前預習、激發興趣：了解課程的理論知識，認真領會教師分析任務要求，明確本次課程教學目標、重難點。

3.1.2 觀察學習、標準操作：教學做一體化，教師一邊演示，學生一邊觀察、領會操作標準；一邊操作、鍛練動手能力、掌握操作技能。培養學生規范工作、獲取新知識等能力。

3.1.3 思考總結：思考任務過程，總結操作方法、步驟。培養學生獨立思考分析總結的能力。

3.1.4 任務練習：學生自主操作、教師從旁指導、解決疑問。培養學生獨立完成任務的能力和創新精神。

3.1.5 生生互動、師生互動：學生探討提出存在難點、教師重點剖析，突破難點，教師總結。培養學生相互協作的團隊精神。

3.2 課外學習從學生的發展角度出發，引導學生在課后結合《實訓指導報告》，充分利用學院本課程精品課程網站資源進行自主性探究性學習，有助于提高學生的專業素養，促進其學習能力的形成和發展，培養其終身學習的基本素質。

4教法

為了能夠充分把傳授專業知識與培養學生關鍵能力相結合，結合實際條件，筆者在教學中主要運用以下教學方法。

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“電子設計自動化”課程教學效果直接影響著人才培養的質量，因此，優秀的教學方法和教學質量是教學過程中必須重視的。筆者根據近幾年的教學經歷，總結經驗，開拓創新，形成了一套特有的教學方法，旨在培養出基礎牢、思路清、知識廣、能力強的電子設計自動化人才。

一、“電子設計自動化”課程教學的特點

電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數側重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。

1.既要有廣度，又要有深度

有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環節都要讓學生了解，從而使學生從整個產業鏈的角度出發，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。

2.突出硬件電路設計的概念

在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。

3.理論與實踐并重

“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創新能力。

二、“電子設計自動化”課程教學方法總結

良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據近幾年的教學經驗總結了一些行之有效的教學方法。

1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界

電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領域產生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現代化的多媒體授課技術，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業的發展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向學生介紹一些使用EDA技術實現的當前比較主流的產品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關的產業有了相應的了解，更激發了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。

2.以實例展開理論教學

“電子設計自動化”的學習內容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發軟件（以QUARTUSII為學習對象）和實驗用開發板（以FPGA開發板為學習對象）。硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產生厭倦感。如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規則是一個教學難題。筆者改變傳統觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。

3.將硬件電路設計的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質區別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應用實例時，需要向學生分析該例中的語句和硬件電路的關系，并強調這些語句與軟件語言的區別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產生不同的電路結構。完整的if語句產生純組合電路，不完整的if語句將產生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結構特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結構圖來說明。

如以下兩個程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsifa<btheny<='0'；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsey<='0'；endif；endprocess；end；（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區別卻決定了兩個程序的電路結構有很大的不同。（1）綜合的結果是一個時序電路，電路結構復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結果是一個純組合電路，電路結構非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區別。強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規范、高效、資源節約的設計風格，培養一個優秀的硬件電路設計工程師。

4.通過實踐拓展強化學生動手能力

“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業設計內容相結合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業設計已經開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向學生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統，比如遙控小車、溫度測控系統等，鼓勵他們將所做的內容與畢業設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養了他們的團隊協作精神，為他們以后的繼續深造和工作做了鋪墊。

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【關鍵詞】電子設計 自動化軟Protel 99 SE 印刷電路板（PCB）解決辦法

電子設計自動化Protel設計系統是Protel公司建立在IBM兼容PC環境下的EDA電路集成設計系統。Protel公司早在上世紀90年代開發了Protel for Windows軟件產品，該產品稱為世界上第一個將EDA環境引入Windows系統的開發工具；Protel公司再次加入MicroCodeEngineering Gmbh公司的信號完整性采集分析技術，最后在1999年正式了全新Protel 99 For Windows EDA件，簡稱Protel 99。它完全應用Windows系統的特性，通過它支持的鼠標、打印機、字體和文件的管理功能等等，就能獲得和其他應用程序一樣的操作界面。Protel 99擁有卓越的混合信號電路仿真以及精確的信號采集分析功能。它完美的兼容性和可靠性被多數電子線路開發人員所認可。

1 常用的網絡表和元件的導入方法

電子設計自動化Protel 99SE軟件能完成電路原理圖設計、印刷電路板制作、無網格布線、高級電路圖混合仿真、可編程邏輯器件設計以及信號分析等等。Protel 99SE匯集了電路圖的模擬和仿真于一身化的設計環境中，使其功能變得更加強大。在完成電路原理圖和生成網絡表以后，下一步就會開始進行電路板的規劃、添加PCB元件庫以及導入網絡表和元件。其中，網絡表的作用是連接電路原理圖與印刷電路板圖的紐帶，在輸入網絡表與元件時，程序便會提示相關的宏操作命令和信息，這也是在PCB制作時最重要也是最可能出現錯誤的步驟，如果不能立即解決將會導致接下來的操作無法進行。下面我們將先講解一下常見兩種網絡表和元件的導入方法。

1.1 采用同步器導入網絡表與元件

關于此種方法我們僅僅需要在電路原理圖編輯器中選擇菜單命令【Design】/【Update PCB…】即可，這就會直接把網絡表與元件導入進PCB 編輯器中，減少了生成網絡表的步驟。在完成這一操作之前要保證PCB 編輯器內已經添加好所需的元件庫。常用的二極管原理圖庫元件和PCB封裝庫元件引腳編號的對照如圖1所示。

1.2 使用網絡表文件導入網絡表和元器件

這種方法的具體操作為：首先操作菜單命令【Design】/【Create Netlist…】，用來生成電路的網絡表文件，接下來在PCB 編輯器中，點擊菜單命令【Design】/【Load Nets…】來完成網絡表文件的導入。在保證所有宏操作命令全部正確執行后，最后執行網絡表文件導入對話框中的【Execute】選項，完成網絡表與元件的導入。

2 電子設計自動化實驗系統的開發

電子設計自動化實驗系統中，主要結構有芯片下載電路和物理單元，它們作為電子設計自動化實驗系統的設計硬件條件。所以，通常情況下電子設計自動化實驗系統主要有以下幾部分內容：首先，要有此系統所必須的脈沖信號、時鐘信號以及高低電平信號等發生模塊；其次，這一系統還需要設置數碼顯示、聲響提示、發光管顯示等來完成FP-GA/CPLD輸出內容的收集；最后，這一系統還需要提供監控程序模塊，以用來動態監視系統的運作。除次之外，一個完善的電子設計自動化實驗系統還應該具備如下幾方面重要技術：一方面是印制電路板，它是電氣連接的給予者，其開發主要為版圖設計，從而電路板使用很大程度上增加了自動化水平和生產效率。在電子設計自動化實驗系統中，印刷電路板（PCB）作為卡發的實體，電子設計自動化實驗系統的電路結構設計和布局一定要符合PCB的雕版和規格要求。在擁有相應的PCB技術的條件下，才可以完成電子設計實踐操作；兩一方面是在電子線路硬件的組裝和調試功能中，一般電子設計自動化實驗系統采用分離系統功能板與通用適配板兩個模塊構成，它們是要具有相一致的電子線路硬件組裝和調試技術的前提下才能實現的；最后，電子設計自動化實驗系統利用金字塔式的硬件系統設計方案，從上到下、層次化硬件系統設計的模式。

3 設計中的一些問題和措施

一般情況下，電路原理圖繪制都很合格、美觀，但是根據原理圖制作的印制電路板，通常會存在某些問題。例如，如果在畫電路原理圖時不夠規范，一些連線超出元件的端點或者連線處有重復等，會導致某些元件消失。所以，要求在元件端點處連線，并且保證一線連通。再者，原理圖中的某些元件被要求不體現在PCB圖中，像揚聲器、電池盒和控制開關等等，此時，在畫電路原理圖時，應該采用SOCKET的插口元件，再用軟導線和印制電路板連接，這樣就會在設計印制電路板過程中更容易改變位置。再如，Protel 99 SE如果把原理圖中的序號當做印制電路板布線的模型，會導致某些元件在原理圖與印制電路板中的管腳序號不相同，這樣必須修改相同才可以。就像晶體三極管的管腳序號它在原理圖中序號為1、2、3，但是在印制電路板中卻表示為E、B、C，這樣就可以把將晶體管管腳序號變更為E、B、C。

4 結語

在印刷電路板的設計制作時，如果時常出現上述情況，我們能利用設計經驗來準確定位、排除問題，有些問題我們也能在設計時更加細致的操作就可以避免發生的?？傊?，采用Protel 99 SE軟件設計、制作印刷電路板不可能立刻就能很好掌握的，它不僅需要有有嫻熟的操作技巧和牢固的電路設計基礎，同時還需要大量的實踐，進而不斷的交流學習，一步一步的總結經驗，如此一來才可以使自己的設計水平上升一個臺階。

參考文獻：

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1.1實驗系統的內容

該電子設計自動化實驗系統，不僅要能夠實現基本數字電路功能，而且還要能夠實現部分中規模和大規模的數字電路功能。具體設計內容包括以下這些：（1）數字時鐘的設計。（2）LED16×16點陣控制器的設計。（3）數字頻率計的設計。（4）實現搶答器數字系統。（5）實現電子密碼鎖數字系統。（6）實現三色交通指揮燈控制器的數字系統。（7）實現簡易電子琴的數字系統。（8）實現三層電梯控制器的數字系統。

1.2實驗系統的設計方案

該電子設計自動化實驗開發系統是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分，即信號發生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實驗系統設計，采用了通用適配板與系統功能板分離的結構方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統功能底板上使用,也可單獨工作。

1.3實驗系統的電路設計

根據電路功能，將其劃分為兩部分，即通用適配板電路和系統功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進行連接。1.3.1系統功能板電路設計系統功能板電路設計如圖1，下面是各個模塊的介紹：（1）7段數碼管模塊,用于實現各種數字顯示，例如計數器計數結果的顯示、頻率計的頻率顯示、數字鐘表的時問顯示及搶答器的倒計時顯示等。（2）紅綠燈電路模塊,用于紅綠燈的電路實驗。（3）LED指示電路模塊,用來顯示組合邏輯電路實驗的輸出電平的高低。（4）點陣模塊,用來顯示點陣輸出。（5）時鐘電路,提供時序邏輯電路的CLK。（6）狀態機電路,由FPGA相應的I/O口和狀態指示電路組成，用于序列信號發生器、告警器等的設計。（7）蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當有人搶答時該電路可以放一小段音樂來告知有人搶答；第二部分是電子琴電路,由FPGA送出一定的樂譜頻率，在揚聲器上發出相應的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個DIP2的撥動開關來選擇。（8）鍵盤電路模塊，該模塊用于選擇電子琴的數字系統實驗、搶答器數字系統實驗、電子密碼鎖數字系統實驗等實驗項目。（9）DIP開關電路,提供輸入端的高、低電平。（10）液晶顯示電路。2.3.2通用適配板的電路設計通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴展接口電路等部分組成。通用適配板結構框圖見圖2。

2結束語

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關鍵詞：實踐；教學改革；EDA

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）20-0050-02

一、“實踐―生存―競爭力”的內涵

知言而不能行，謂之疾；此疾雖有天醫，莫能治也。

現在國際競爭日趨激烈，國家的綜合國力進一步體現為科技實力、創新能力和人才素質的綜合考量。其中最重要的就是人才的綜合素質的培養，這里高校扮演了非常重要的角色?？萍紝嵙?、創新能力都要通過人才的實踐才能體現出來，而人才的實踐能力的培養，起點無疑在高校。

通過實踐，人的文化素質、信息素質和創新能力在個體身上集聚；通過實踐，人的所有潛能得到最大發揮；所以實踐是人的素質教育的敲門磚，是人的綜合能力的試金石。

從人類誕生開始，人類都是通過實踐來提高自身素質和能力，并進而推動人類社會的發展。所以加強素質教育和提高實踐能力，從本源上看，應作為人的一種生存能力來理解；通過加強素質教育和提高實踐能力，個體逐步發揮自身實踐潛能，從而逐步提高、完善個人實踐活動，最終實現自身價值。所以從人類的發展角度看也好，從當前激烈的個體乃至國家競爭也罷，重視素質教育，磨礪實踐能力，需要充分地體現到高校教學實踐的各個環節中。

二、基于“實踐―生存―競爭力”理念在EDA專業課程群中教學法探索的總體設計

1.在EDA專業課程群中，課程體系的設置和具體要求要圍繞“素質教育―實踐能力”展開，以市場為導向；即從總的教育教學指導書到教學計劃，從具體的教學大綱、課程提綱、考試大綱到實驗大綱，所有環節都需要精心設計，章節內容、學時分配、重點及難點等都要考慮周全。

2.課程體系以培養學生基本實踐能力為本，結合新的先進的教學理念，大膽采用歐美高校的教學方式，甚至采用畢業設計的模式，運用“項目教學”，提升學生的主動性，從而提高學生的實踐能力。

3.課程體系以學生為中心，變換學生從被動接受到主導學習，在明確的教學目標指導下，探索“預習―提問―交流―實踐―總結”的教學流程。

具體而言，對于EDA專業課程群，結合EDA技術最新發展成果，以及我國高等教育更加注重學生的“工程實踐能力與自主創新能力”的培養，針對本院電子設計自動化（EDA）方向軟硬件結合的特點，旨在加強學生設計能力與專業素養的培養，主要把握、探討和研究如下幾個方面：（1）教學方法的改革、創新；（2）多樣化的課程輔助教學手段的設計；（3）制定實驗規劃，完善實驗細則，強化實驗環節在教學中的重要作用，注重專業素養培養；（4）以項目或競賽為激勵的考核、實踐方式的探索；特性鮮明的教學目標。

三、基于“實踐―生存―競爭力”理念在EDA專業課程群中教學方法的初步探索和實踐

根據探索性教學法的總體設計，我們進行了一些初步探索和實踐：（1）改革教學內容和課程體系：明確我們電子設計自動化（EDA）專業的定位，按照“加強基礎，擴寬專業、精簡內容、注重實踐、提高能力”的原則進行改革；（2）課程內容增加自主創新能力的培養和訓練，多樣化的課程輔助教學手段的配合，以校企合作實施項目實踐的考核方式。初步探索的具體做法如下。

1.實踐教學進行堅持不懈的研究。針對EDA技術和應用飛速發展的情況，本院自本專業方向成立以來，多年一直堅持不懈地探索改進教學體系、計劃、方法，以實踐教學、項目教學為綱，調整充實培養計劃，探討適合的教學方法，多次申請并圓滿完成省教育廳及其他省廳級教改項目。

2.大膽進行實驗手段、內容的改革。電子設計自動化（EDA）是實踐性比較強的一門綜合技術，做好電子設計自動化（EDA）實驗教學建設，構建科學合理的實踐體系，具有十分重要的意義。結合電子設計自動化（EDA）課程特點，和實驗教學建設中需要注意的一些問題，針對課程實驗、課程設計、畢業設計及課外科技實踐活動等，統籌考慮，構建出一套“實驗―設計與綜合―創新”三層次實踐教學體系。

實施三位一體的立體化教學模式，通過多種教學方法、手段的選擇與綜合運用，多個教學環節的有機整合，將課堂教學、網上自主學習和課后實踐融入三位一體的立體化教學體系，使學生能夠真正學有所用。提高學生在教學過程中的參與程度，使其主觀能動性得到充分發揮，同時，也有助于促進學生的獨立思考、創新意識和團隊意識的培養。

比如，本院在該課程實驗項目實施的各個環節均以培養學生的實踐能力和創新能力為主線來展開；在講解實驗原理、重點、難點的同時，把實驗項目分成若干個難易不同的階段，讓絕大多數的學生能夠按步驟循序漸進地完成主要的實驗環節；同時兼顧引導優秀學生向深層次發展，挖掘其潛力，培養其創新意識，為優秀學生參加各種類型的電子設計自動化（EDA）設計競賽，協助教師完成電子設計自動化（EDA）技術課題做好技術儲備。所以這種三位一體的立體化教學體系在實踐中取得了良好的效果。

3.建立和建設開放實驗室，提高實驗室的利用率。本院組建了電子設計自動化（EDA）開放實驗室；該實驗室是本校的重點實驗室，配備高檔微機31套，GW48 EDA/SOPC教學實驗平臺30套；該實驗室在EDA綜合實驗教學改革中，針對傳統實驗教學中存在的問題，以增強能力、培養應用型人才為目標，構建EDA綜合實驗教學新體系；通過建立EDA開放式實驗室，營造創新型人才培養環境；當然新模式實驗教學的建立給專業教師和實驗技術人員提出了更高的要求。

4.堅持為學生服務的理念，采用多元化的實踐教學模式。嘗試在教學過程中有效利用畢業設計、成立工作室等多樣化的課程輔助教學手段：①有效利用畢業設計。教師在教授過程中給學生分析或擬定和本門課程有關的項目題目，布置相關資料的閱讀，然后選擇對該項目感興趣及成績較好的學生在畢業設計階段來完成這次課題，以達到課程建設及輔助教學的目的。從2006年開設課程以來，先后有100多名學生選定的畢業設計為電子設計自動化（EDA）方向，均取得不錯的畢設成績，順利完成答辯。②舉辦學術交流專題講座。邀請名校的知名學者或者公司企業的工程技術人員進行專題講座或短期培訓，使學生能接觸到最新的知識和實用技術，清楚本專業的發展現狀，并了解社會對本專業人才的具體需求。從2006年開設課程以來，我院堅持每學期至少舉辦3次專題講座，同時安排學生利用暑假或者畢設時間去企業進行技術培訓，既鍛煉了學生的實踐能力，強化了其所學EDA方向的基礎知識，使學生對所學專業和方向有了更清楚的認識，也為學生順利就業鋪平了道路。③成立工作室或社團。學生根據自己的興趣愛好，可以組成興趣小組，我院電子系此類組織達到6個之多；同時學校安排專門的指導教師，建立全天候的開放實驗室，每周進行專題的討論，拓展學生在本專業領域的知識面；并且采取以競促教、競教結合的教學實踐模式；我院充分利用每兩年一次的全國大學生電子設計大賽和數學建模競賽以及機器人大賽等，在平時課余時間和暑假對學生展開集中培訓，然后優中選優，參加各種比賽；實現了理論與實踐的有機結合，優化了學生的知識結構，培養了學生的創新意識，提高了學生的工程實踐能力。經過多年的努力，我院終于取得了豐碩的成果――自2007年以來，我院在河南省電子設計大賽和全國電子設計大賽，機器人大賽和數學建模大賽中屢獲獎項，特別是在2013年“第10屆全國大學生電子設計競賽”中榮獲省級一等獎3項、二等獎5項、三等獎1項，在“中國大學生機器人大賽暨RoboCup公開賽”中榮獲國家一等獎2項、二等獎1項。④建立完善的課程資源網站。學校已經建立完善的課程資源網站，每學期教師各種課程信息包括教學大綱、課程提綱、考試大綱，以及課件、電子版教案等，同時通過網絡批改作業，在線答疑，學生可以自由下載課件、上傳作業；開辟電子設計自動化（EDA）以及相關專業論壇，或者開通QQ群，就某一時期最新或熱點科技事件、成果，進行溝通，這樣可以及時反映最新的科研成果；學生之間也可以互相切磋，大大活躍了學習氣氛，同時積累了相當多地有價值的素材供學生參考。⑤改革傳統的筆試考核，采取靈活的考核方式，比如課程設計、項目考核；主要圍繞提高學生學習的積極性、主動性和學習效果來設定。主要的策略如下：根據學生在每個設計項目中分析問題、解決問題的表現、能力來打分，引導學生向更高層次發展，挖掘學生的潛力，培養學生的創新意識。

四、結束語

將實踐作為每個人和人類社會的生存能力，將實踐作為人與人之間，國與國之間的競爭力。結合EDA專業課程群建設，將合格地、實踐能力強的學生輸送給國家，是高校的使命。當然教、學之法必然會隨著社會、科技的日新月異發生變化，所以高校教改和能力培養，將是一個永恒的話題。