发布时间：2023-05-18 16:58:42
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电子电路设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
随着科学技术的迅猛发展，汽车盗窃技术与日俱增，已成为全世界汽车领域包括我国在内的重要问题。所以，汽车防盗设计研究不管是对汽车生产商来说，还是对社会保险业以及个人来说都具有非常重要的意义与价值，怎样研制出更为安全、有效以及可靠性极高的汽车防盗设备，最大程度地降低车主的财产损失是当前汽车领域应该加以解决的迫切问题。针对当前世界性的汽车盗窃发展趋势，所有的汽车生产商都在努力研发、改进汽车防盗技术，特别是微电子技术的大踏步前进，更是推动着汽车防盗技术的自动化与智能化发展。截至目前，汽车防盗设备从最初的机械控制，发展到现在运用电子密码、使用遥控呼救、利用信息报警，早期阶段的防盗设备主要是应用在门锁、窗户、启动器、供油、制动器等联锁器件的控制，同时还有专为预防盗窃而设计出的专用型套筒扳手。伴随着科学技术的发展，汽车防盗设备可以说是日益进步与完善，最主要功能就是防护车辆，并持续推出全新的产品。现代化高科技的快速发展促使产品的各个功能不断强大，产品的设计过程与生产过程也更为复杂，这就促使产品的专业性更为重要，汽车电子防盗报警器当然也包含在内。另外，产品的可靠性已经成为当前测量产品性能及质量的核心标准之一，这主要是由于可靠性不但是产品质量的反映，更是产品安全性与维护性等多种性能的代表，因此提升汽车电子防盗报警器可靠性是增强产品市场竞争力与扩大产品市场占有率的重要手段与途径。
二、汽车电子防盗报警器电路可靠性设计的必要性
汽车电子防盗报警器对于保护汽车安全起着至关重要的作用，其可靠性直接决定着汽车的安全性能。因此，针对汽车防盗报警器电路的可靠性设计研究，可以降低汽车电子防盗报警器出现问题的几率，整体提升汽车自身的安全性。下面从五方面具体分析汽车电子防盗报警器电路可靠性设计的必要性:一是能够预防发生故障，特别是降低了误报或者被盗等特殊故障发生的几率，从而确保汽车的安全与长期的使用时间。二是能够从整体上减少电子防盗器的费用成本，因为提升产品的可靠性，就需要质量更有保证的元部件，对一些多余功能的部件调整以及其他部件的可靠性设计、研究、实验等，都需要大量的经费支撑，因此首先就是在费用方面得到保证。但是，产品一旦可靠性得到提升，就能将花费在修费与停机检查费用方面的费用降到最低。根据美国某相关公司的实际调查发现，在提升汽车可靠性和维修性研制阶段所花费的每一美元，将会在之后的使用与后勤方面节省至少30美元，即产生30:1的实际效益。同时，可靠性所产生的直接经济效益不但表现在未来实际运用方面，而且在研制过程中还会降低样机研制的所需次数，每减少一个样机，不仅仅能够节省很多资金，而且可以节约大量时间。三是能够大大缩减停机时间，提升产品的可用率，降低汽车发生故障或者被盗的概率。四是可以大幅提升产品的可靠性，增强企业的信誉，提高市场竞争力，拓展产品的销路，实现经济效益的提升。五是可靠性的提升能够直接降低汽车发生其他事故的几率，这样就能降低因多种事故所造成的费用支出，从而避免其他不必要的损失。提升产品的可靠性需要从生产的每个环节着手，但最为重要的是产品设计阶段，因为缺乏合理性的设计，如果想在之后的环节中加以维修并达到预期的可靠性，其几率微乎其微。所以，产品设计者必须具备扎实的可靠性设计基础知识与技能，并能够运用多种方法与手段进行设计，从多个途径寻求产品可靠性的突破。
三、汽车电子电路系统可靠性的设计方案
预计、分析、分配以及改进等一系列产品可靠性研发活动就是所谓的汽车电子电路系统可靠性研发设计，结合产品技术文件与图样，对汽车某个电子电路系统的可靠性进行定量设计，进而促进产品的可靠性更加稳固。这一过程包括确定的可靠性指标、构建的可靠性模型、预计法加速检验可靠性指标、分配的可靠性、分析检验电路的可靠性、筛选元器件等。
(一)建立可靠性指标。
我国在1997年加以修订的《汽车报废标准》，规定凡是非营运类轿车大于等于10年(经过申请通过最多研制15年)或者达到50万公里之后要进行强制性报废，这一规定可以说是汽车电子电路系统可靠性指标的确定范围。尽管当前新出台的汽车报废标准有所改动，但是此规定依然是检测机车各个部件功能可靠性指标的主要参考。依据报废指定标准的15年计算，汽车报废的时间长度约为129，600个小时(按照24小时/天计算)，与轿车共计行驶里程达到50万公里的报废标准，把这两种汽车报废标准的大约值视为同等效率，同国军标准规定的不能低于5，000千米的汽车电子系统故障发生的平均间隔里程数，计算得出汽车电子系统的可靠性指标即MTBF是1，296小时。
(二)确定可靠性模型。
在设计产品的最初时期，通常要依据产品的可靠性指标与其功能，确定具体的可靠性模型，从而为分配可靠性指标作准备。汽车系统一般包括贮备系统、复杂系统与非贮备系统。其中，贮备系统又分为工作贮备系统与非工作贮备系统，而工作贮备系统又分为并联、混联与表决这三个系统，非工作贮备系统又称之为旁联系统;而贮备系统就是串联系统。对于普通的电子电气系统，又可分为并联系统、串联系统与混联系统。并根据具体系统的模块功能确定框图与可靠性模型。构建汽车电气系统的可靠性模型的常规条件是:在整个汽车电气系统之中，除去电子的元器件之外，还包括其他部件部分(例如机械元件、系统软件、同电子的元器件相关的PCB板和连线等)的可靠性都是彻底可靠的;而所有电子元器件的使用时间则是服从分布的指数与故障形式的相互独立。
(三)分配可靠性指标。
分配可靠性指标就是把各个系统中的可靠性指标依照原有的规则分配给各个单元，并把分配所得的结果当做各个单元可靠性的定量要求通过设计加以实现。实际操作中的分配可靠性的方法多种多样，例如评分型的分配阀、层次型分析法以及工程加权型的分配法等，就当前而言，最为简单且容易操作的方法就是工程加权型的分配法，并且涵盖的面积比较广，因此应用愈来愈广泛。所以，针对汽车电子电路系统的可靠性指标分配也是采用工程加权型的分配法进行的。
四、结语
本文主要是向大家介绍了信号发生器论文参考文献的写作标准规范格式和文献范例的撰写，关注学术参考网可以查看更多优秀的论文参考文献。希望小编整理的信号发生器论文参考文献能给大家在写作当中带来帮助。
信号发生器论文参考文献：
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[3]《电子电路制作指导》P151-161主编：张宪、何宇斌化学工业出版社出版2006年1月第一版（振荡电路）
关键词：Multisim 汽车尾灯 仿真软件
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00
本文设计的汽车尾灯控制电路，使得车辆在进行转弯或者急刹车时能及时对其他车辆发出信号进行预警，可有效减少交通事故的发生。通过Multisim仿真软件对电路进行仿真设计，Multisim是美国国家仪器公司推出的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，它秉承了其前身虚拟电子工作台软件易学易用、形象直观等优点，扩充了元件库，支持VHDL和Verilog HDL语言及单片机应用电路仿真与设计，增强了软件的仿真测试和分析功能，广泛应用于电子电路的教学与设计中。在电子设计中可以利用该软件实现计算机仿真设计与虚拟实验，验证电路是否达到设计的要求，设计与仿真实验可以同步进行，一边设计一边实验，不符合要求时可以随时进行修改、调试，实验中不需要消耗任何元器件，根据仿真实验的结果再进行实际电路的制作，大大节约了成本，缩短了产品的开发周期，是现代电子设计的有效方法。
1 电路设计要求
要求设计一个控制汽车尾灯的电路，用六个指示灯模拟六个尾灯（汽车尾部左右两侧各三个灯），并用两个开关来控制汽车的运行状态，其中一个开关用于指示右转弯，另一个开关用于指示左转弯，如果两个开关都未接通，表示汽车处于正常行驶状态，如果两个开关都被接通，表示驾驶员遇到紧急情况，此时需要临时刹车，紧急闪烁车灯警示其他车辆和行人。电路的具体设计要求如下：
（1）当汽车正常行驶时，汽车尾灯全部熄灭。（2）当汽车向左转弯时，汽车左侧三个尾灯按顺序循环点亮。（3）当汽车向右转弯时，汽车右侧三个尾灯按顺序循环点亮。（4）当汽车临时刹车时，汽车后面六个尾灯一起明、暗闪烁。
2 电路设计分析
根据以上电路的设计要求可知，汽车尾灯有正常运行、左转弯、右转弯和临时刹车四种运行状态，需要用两个逻辑开关组合构成开关的控制端（此处用K1、K0表示），左侧的三个尾灯用D0、D1、D2表示，右侧的三个尾灯用D3、D4、D5表示，可以列出汽车尾灯运行状态关系表，如表1所示。
3 单元电路仿真设计
3.1 开关控制电路的仿真设计
开关控制电路通过开关K1、K0控制，选取异或门芯片74LS86N和与非门芯片74LS00N组成组合逻辑电路来实现对尾灯电路的整体控制；在电源库中选取100HZ/5V的脉冲作为电路的输入信号，用指示灯G、A表示译码控制和驱动控制两种输出状态。由此可以构建开关控制电路，如图2所示。
图2 开关控制电路
通过对开关K1、K2控制，可以仿真分析得出译码控制端G和驱动控制端A的现象，从图2可以看出：当开关K1低电平，K0高电平时，指示灯G和A均点亮，当开关断开、闭合的情况不同，则G和A的亮暗情况也有所变化，具体关系如表2所示。
3.2 尾灯电路的仿真设计
尾灯电路主要由计数器、译码器和显示驱动电路三部分组成。其中，计数器按三进制计数，用于左转弯、右转弯时控制三个尾灯按周期规律点亮，选取JK触发器74LS112N构成三进制计数器；译码器是对运行的状态进行译码，产生节拍脉冲输出，控制尾灯按循环顺序点亮，选取3线―8线译码器74LS138N构成译码电路；显示驱动电路用于驱动LED，选取与非门74LS00N构成显示驱动电路。尾灯电路中 JK触发器的时钟脉冲信号设定为100HZ/5V。由此可以构建尾灯电路，如图3所示。
根据表3的逻辑功能可以分析得出下面的结论。
（1）当K1=0，G=0，A=1，左侧尾灯和右侧尾灯均不亮，即汽车正常行驶。（2）当K1=0，G=1，A=1，左侧尾灯循环点亮，右侧尾灯不亮。（3）当K1=1，G=1，A=1，右侧尾灯循环点亮，左侧尾灯不亮。（4）当K1=1，G=0，A=CP，指示灯随CP的频率闪烁。
3.3 时钟脉冲信号
时钟脉冲信号源选用的是软件中的时钟电压源，其振荡频率设置在100HZ左右。也可以用555定时器外接电阻、电容元件构成多谐振荡器或用石英晶体多谐振荡器产生所要求的时钟脉冲信号。
3.4 总体电路的仿真设计
将前面设计好的开关控制电路和尾灯电路连接在一起后，就可以构成了完整的汽车尾灯控制电路系统。
4 结语
本文所设计的汽车尾灯电路结构简单、可靠性高、操作方便、成本低。应用Multisim13.0进行电子电路设计和仿真，可利用大量丰富的元器件库和实用的虚拟仪器，可改变电路元器件参数来调整电路，使之更好地接近设计要求，且操作简单、构建电路方便快捷、电路修改比较方便。在电路仿真设计完成后再去构建实际电路，从而大大的降低了使用成本，提高了电路设计的效率。
参考文献
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收稿日期：2016-03-03
关键词：地方；本科院校；开放实验室；管理
中图分类号：TM1-4 文献标识码：B 收稿日期：2016-01-20
1.前言
实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分，它对学生科学精神和创新思维的培养以及实际动手能力的提高都起着重要的作用。利用开放实验室的契机，充分整合与创造性地应用实验教学资源，可以提高地方本科院校电子类专业教师的实验教学能力，丰富实验教学内容，拓展实验领域，降低成本和风险。
通过开放实验室，建立新型的实验管理模式，可以充分发挥地方本科学校电子类专业实验室资源，为更多的学生提供可靠、安全和经济的实验项目，为地方本科院校电子类专业“知识、能力、素质”三位一体应用型人才培养提供优质、高效、丰富的实践教学环境。
2.实验室全面开放的具体步骤
（1）开放模式。实验室应该根据其性质不同，在开放时间、空间以及实验内容方面有所侧重：基础实验室采取半开放时间，实验内容、项目相对固定；创新实验室条件允许时在时间、空间以及实验内容上全面开放。
（2）开放的具体内容。①原则上对于电路、模电、数电、高频等基础课教学实验室，全面实现时间上及部分内容上的开放。内容开放主要包括：第一，保留部分必开的实验教学项目，可占该实验课程总学时的20%～50%。第二，增加并改造一批综合性实验项目，每学期开学根据学生人数列出足够的综合性实验项目供学生选择，综合性实验项目占该实验课程总学时的30%～50%。第三，适当增加具有设计新颖性和创新性且由学生自主选题的实验项目，给学生留有一定的时间和学时空间，占该实验课程总学时的20%～30%。②专业实验室定期向学生一定数量的综合性、设计性的项目供学生选择，项目以各级电子设计竞赛题目、分解指导教师的科研课题为主，逐步锻炼学生掌握电子电路设计方法、电路故障检测方法、工程应用方法，以提高学生分析问题和解决问题的能力。③以“挑战杯”“科技文化周”活动为依托，引导、鼓励学生开展创新实验。创新实验项目以团队形式进行，参与学生不限年级，可自由组合；开放实验室时可结合实际条件， 安排实验场地和教师指导，培养学生的创新思维和团结协作精神，并通过高低年级学生的传帮带机制创新技术成果。④开发虚拟实验系统，遇到一些高成本、高消耗、大型或综合训练以及现有实验实训条件不足或学生自主开展实验与创新训练等情况时，采用虚拟实验，可以使学生获得大型和综合训练经验。
（3）开放实验项目课时分配。①电子电路综合实验，开设时间为第三学期。本课程中学生要求修读2项第一级实验项目（必修）；要求修读1项第二级实验项目和1项第二级或第三级实验项目。②电子电路综合实验，开设时间为第四学期。本课程中学生要求修读2项第一级实验项目、1项第二级实验项目和1项第二级或第三级实验项目。③电子电路综合实验，开设时间为第五学期。本课程中学生要求修读1项第二级实验项目、1项第三级实验项目和1项第三级或第四级实验项目。
（4）管理模式及运行机制。①学生管理。在开放实验中重点突出学生的自主性。从方案设计、操作、实验结果的分析处理方面最大限度地发挥学生的作用，扩大学生独立思考、操作、分析的空间，充分调动学生的学习积极性和自主性。 ②成绩管理。第一，对于验证性实验成绩的评定，以学生的预习报告、实验报告和实验操作为评分依据。第二，对于综合性、设计性、创新型实验，以实验成果（包括实物、论文或实验报告）和指导教师评价或通过答辩的形式进行评价，作为学生成绩和学分的评定依据。③实验室人员管理。实验指导教师负责开放实验项目的建设与更新，负责指定开放实验项目的开题、过程指导、实物验收与答辩、成绩评定等全过程，并负责选取开放实验优秀项目，推荐参加各种比赛和申报评奖。
开放实验教学将逐渐成为实验教学的主流， 地方本科院校电子类专业要不断探索开放实验教学模式，深化实验教学内容改革，利用现代技术，探索实验管理方法，结合学校实际，走出一条实验室开放高效运行的新途径。
参考文献：
1993年，由教育部倡导在全国高校中组织开展大学生电子设计竞赛，1994年成功举办了第一届全国大学生电子设计竞赛，紧随其后的1995年至2009年间，由教育部、工业与信息化部联手举办了九届大学生电子设计赛。随着竞赛的知名度及其在我国高校创新型人才培养工作中产生的影响力的不断提升，已逐渐发展成为全国高等教育领域的四大学科竞赛之一，同时也为各高校之间的认识、了解提供了机会，并为各校间从政策措施、人才保有程度、实验设施及实验手段和财力等各个因素的融合后的实力展示，提供了一个综合性的竞技平台[1]。江苏技术师范学院电气信息工程学院在学校领导和相关职能部门的支持下，于2007年首次组队参加了第八届全国大学生电子设计竞赛，并取得了江苏省赛区一等奖1项和二等奖3项的不错成绩。随后又于2009年组队参加第九届全国大学业生电子设计竞赛，取得了国家二等奖2项、江苏省赛区一等奖4项的佳绩。两次参赛都有所斩获，赛事辅导教学团队的教师们结合辅导过程及参赛的实际情况进行总结分析，明确成功的主要亮点和工作过程中的不足之处，力争在以后的辅导过程中有针对性地开展辅导工作，以便在比赛中获得更好的成绩，同时也为在本科教学工作中培养大量的创新型高级技术应用人才奠定基础。
1简析电子设计竞赛，明确其辅导重点和难点
古人云：知己知彼，方能百战不殆。对于组队参加全国大学生电子设计竞赛，也同样需要对这一赛事的难点和重点有所了解。纵观前九届的赛事，全国大学生电子设计竞赛系统而全面地检验了学生的综合素质及协同工作的能力。通过对历届赛题的归纳大致可分为电源类、信号源类、放大器类、数据采集与处理类、无线电技术类、测量仪器仪表类和自动控制类等。既有以完成功能性设计内容为目的，又有以完成指标性设计内容为目的的题目。竞赛中的基本部分、发挥部分、设计与总结报告三部分内容是有机结合的，在注重考察学生的基础理论知识的情况下，大力推广新技术、新器件的应用，同时其涉及的领域越来越广，对学生解决工程实际的应用能力也越来越强，能全面考察学生的理论知识、实践能力及创新能力。竞赛既有一定的普遍性，同时还有其发挥部分的深度，能使最为优秀的学生脱颖而出。根据电子设计竞赛的命题及内容，可以看出电子设计竞赛的特点是任务重、时间短、要求高。根据组委会的规定，竞赛必须在四天三夜内完成从方案设计到电路制作，再到软件编程和最后的设计报告工作。这是对参赛学生能力的检验，要求学生必须熟练掌握计算机编程、电路分析、设计与开发等基础知识，同时还要非常熟悉误差、指标、系统等工程概念，熟练使用测试仪器、仪表，快速找出故障及调试电路的能力。在赛题完成过程中，问题解决的途径并不是单一的，在不断探索过程中激发了学生的思维能力，更提高了他们的创新能力。
2做好参赛选手的选拔工作，发现并引导优秀学生参与
通过对电子设计竞赛内容和比赛要求等的全面剖析，可以了解到竞赛对学生的知识面、动手能力以及个人品质等方面都提出了一定的要求：在能力方面要求学生具备基本的实践操作能力，如快速准确焊接电路、分析问题的能力、能够使用科学系统的方法排查故障的能力及文献及资料查问的能力。在品质方面要求学生要有吃苦耐劳及刻苦钻研的精神、要有团队意识、要勇于创新，敢于采用新方法，新思路，开拓进取，坚韧不拔[2]。
2.1广泛开展竞赛宣传活动，引导学生积极报名参赛
对于高等学校来说，选拔优秀学生组队参加全国大学生电子设计竞赛是获取好成绩的前提。因此，参赛选手的选拔是整个训练与比赛过程中非常重要的一个环节，它是整项活动的基础，参赛选手选拔的成败直接影响到整个训练的质量与竞赛的成绩。江苏技术师范学院对这项工作给予了格外重视，于每年9月份新生入学后，电气信息工程学院通过学工办、分团委发动、组织赛事的宣传工作，让大学生们通过多种形式走进全国大学生设计电子竞赛，了解其性质、了解本校参赛人员以往的获奖情况以及获奖学生的个人发展等情况，明白参加全国大学生电子设计竞赛对提高个人创新意识、强化动手能力、提升就业竞争力等方面的帮助。通过全面的组织和宣传，可以让感兴趣和有潜质的大一新生在入学初始就有了明确的专业方向感及奋斗目标。
2.2选拔有潜质的学生参赛，提升选手的整体水平
通过对全国大学生电子设计竞赛的宣传与动员，在每年的秋季学期开始，就组织大二、大三的学生报名，通过各种形式进行选拔。首先对学生进行基础理论考试（电工、电子技术方面），以实现考查报名学生的电子基础知识、个人学习能力和理解能力，从中确定参加实际操作测试的学生人选。在实践操作测试中给出一个简单的电子产品（如温度测控系统）的线路图和元器件，要求学生在规定时间内完成产品的电路分析、安装与调试，考查学生的元器件识别、电路分析、焊接、安装、调试等方面的动手能力与分析能力。综合前两轮考核的成绩来确定参加面试学生的名单（优先考虑在高中阶段参加过科技竞赛，动手能力强，有创新意识的学生）。挑选出有扎实的电子类及计算机编程等基础知识、身体健康、实践动手能力强、具有团队意识的优秀学生参加赛前集训队，并在集训过程中执行严格的淘汰制度，最后确定参赛选手。经过如此的层层选拔才能使那些真正具有潜质的学生脱颖而出，这样的选手组成集训队可以提升参赛队伍的整体水平，为取得好成绩奠定基础[3]。
3系统科学的赛前辅导，提升学生解决实际问题的能力
有了好的队伍不等于就可以一劳永逸了，系统科学的赛前辅导才是成功的重要保证。赛前系统科学的辅导决定着整个竞赛的最终成败，所以需要组织好竞赛辅导教学团队全身心地投入到赛前的辅导工作中。竞赛辅导教学团队系统科学的赛前辅导注重知识与技能的统合梳理、理论与实践充分整合，实现全面提升参赛选手解决实际问题的能力[4]。在这一过程中可以实现对参赛的队员进行更为严格的甄选，推动选手与带队的辅导教师进行磨合，因材施教，以期在获奖的质量与数量上达到最优化。为使整个的赛前辅导工作有序有效进行，可以将赛前辅导分为春季学期主题式课程辅导和暑期集训两个阶段，同时在人力、财力、场地、设施等各方面都给予相应的支持与配套[5]。成立并开放创新实验室为参赛团队的师生提供良好的实践环境，建立并不断扩充电子元器件库，以解决师生在实践训练过程中元件难以配齐的问题。
3.1春季学期主题式课程辅导
春季学期课程辅导主要是以主题式课程辅导的方式进行，每周安排一个主题，围绕着基础知识培训、设计开发培训、综合系统训练三大类14个主题（见表1）展开辅导，历时十四周。大多在春季学期末结束，并在学期末对参训学生进行综合考核，再次选拔并确定进入暑期集训的参赛队员名单。从表1中可以看出，整个春季电子设计竞赛辅导课程主要分为基础知识与基本能力训练、设计开发能力训练和综合系统设计训练等3大类14个主题式训练课程。其基础知识与基本能力的训练类课程主要作用是培养学生电子电路设计方面的基本知识，让学生掌握常用的电子电路模块、传感器模块等设计与使用。通过7个主题式课程对学生进行训练，使其达到能熟练使用与运用常用的电源模块、键盘显示模块、传感器模块以及信号发生器模块等目的。在对学生进行基础知识与基本能力培训的基础上，为了进一步培养学生自主创新设计能力和动手能力，开设了设计开发能力训练类课程。在该类课程的训练中，教师给学生讲解系统架构与框图原理，学生根据教师讲解的系统组成原理，来进行相应课题的设计与测试。它主要是通过5个设计型开发课题对学生自主创新设计能力与动手能力进行培养与训练，主要培养学生对基本电子电路的设计思维。经过前两类课程12个主题式课程的训练，已培养了学生一定的独立分析问题能力，使其具备按课题任务要求设计电子电路的基本能力。最后在高速信号的采集与处理和高频频率计的设计这2个综合性主题式课程的系统训练中，教师只给出系统设计任务要求，学生根据任务来独立完成系统实现方案分析、完全自主电路硬件设计与焊接、软件程序编写、系统综合调试等训练科目。通过综合式系统设计训练，学生在电子技术电路设计方面形成自主创新设计能力。从整个辅导内容来看，在周期较长的春季学期课程辅导中，由辅导教师负责一个或若干主题的课程，主要是以打基础，进行初步的电路设计开发，以此来拓展学生的知识面和自主创新设计能力的培养。
3.2暑期集训
暑期集训的终极目的是在提升个人技能的同时，训练小组成员之间的相互配合、协作的能力和意识，并对参赛选手进行适当的赛前适应性训练。由于全国大学生电子竞赛要求参赛学生以三人为一组，在四天三夜内，设计、制作、调试出一个电子控制系统，并完成报告书。而成绩也主要是由测试作品的结果和形成的报告式论文两部分组成，比重各占50%。所以针对竞赛时间紧、任务重、设计、开发、调试，文献阅读及撰写并重等特点，暑期集训过程中的辅导教学工作更注重对学生实践动手能力、团结协作等方面进行专门训练。
（1）模拟实际竞赛的进度，使其在规定时间内完成任务。将竞赛训练的任务进行分解；第一天，确定选题、提出至少一种以上解决方案，并对各方案进行论证、最后确定最优方案；第二天，必须完成与硬件相关的一切工作，包括制板、焊接、调试等;第三天要完成软件部分的工作，比如程序的编写与系统调试等；在最后一天，要完成作品的测试、装箱、论文报告的撰写等工作。
（2）在选定题目后，设计方案的提出是最关键的一步，也是起着方向性作用的一步，所以要求选择简洁新颖、正确可行的设计方案，为后续工作的开展奠定基础。
（3）为了确保竞赛的质量，在具体的辅导教学中，对单元电路的制作与调试这一过程给予充分的重视并开展针对性的训练。
（4）训练期间根据每位学生的特长做好分工。硬件、软件和文字三部分的工作各由一位同学主要负责。这就要求参赛选手在竞赛过程中既要完成好自己的工作，又要与小组其它成员相互配合，团结一致，在顺境时要相互提醒保持冷静，逆境时要相互鼓励共度难关以期取得最好的成绩。在学生参赛的辅导过程中，辅导教学团队教师互相配合，紧扣不同阶段训练的主题，进行两阶段系统而科学的赛前辅导，不仅使学生获得了实践创新意识、团队协作的人文精神和理论联系实际的良好学风，还培养了学生工程实践素质、提高学生针对实际问题进行电子系统设计与调试的能力。经过参赛师生的不懈努力，在第九届全国大学生电子设计竞赛中，由笔者所指导的程辉、郑强、陈杰同学团队取得了我校该赛事有史以来首次国家二等奖的好成绩。
【关键词】Proteus 电子 虚拟实验 EDA
一、引言
在电子技术理论和实验教学中，经常需要设计出电路，并连接实物进行原理分析和验证，在电子线路设计过程中，不仅需要考虑各种元器件的参数、性能、功耗、封装等多种因素，而且在电路的实现过程中还需要经过大量多次的电路焊接、调试和实验，费时费力，这种传统的设计方法很难适应现代电子电路设计的规模化、低成本、短周期的设计要求，当然，也不能很好的适应现代化电子技术的教学。随着EDA（电子设计自动化）技术的发展，电子线路设计过程可以通过计算机软件，搭建仿真实验电路，灵活调整元件参数进行动态仿真，进而能显著提高设计效率，降低成本，缩短设计周期。
Proteus是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件，它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。可以从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。不仅对科研开发，而且对于电子技术课程教学、学生实验、课程设计、毕业论文设计、电子技能竞赛等都提供便捷的辅助功能，对培养电子技术创新型复合人才提供了最便捷的实验条件。
二、Proteus在电子技术虚拟实验教学中的优势
（一）Proteus软件的资源丰富
1.Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。
2.Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
3.除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
4.Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
（二）Proteus支持电路仿真
1.Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程通过多媒体展示，这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能。
2.Proteus提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。
（三）Proteus应用领域广泛
Proteus软件是一个巨大的教学、仿真、开发资源库，不仅可以用于：模拟电路与数字电路、单片机、嵌入系统、微控制器系统的教学、实验与考评，也可以用于真实的项目设计与产品开发过程。
三、Proteus在电子技术虚拟实验教学中的应用案例分析
（一）Proteus在电路分析课程中应用案例
应用Proteus进行电路分析时，通过如下设置：点击system――set Animation options――在对话框的Animation options 区域选择show wire current with Arrows，即可以箭头的方向表示电流的流向，帮助学生理解。同时，可以将电流表、电压表、功率表等连接到电路中，对电路参数进行测试，快速得到仿真结果。
（二）Proteus在数字、模拟电子技术课程中应用案例
应用Proteus还可以进行数字、模拟电路的仿真分析，例如用译码器74LS138搭建的仿真电路，当控制信号E1接电源，E2、E3接地时，通过单刀双掷开关选择ABC三个输入端子的不同组合，即可在八路输出端子产生相对应的译码输出，控制相应的发光二极管点亮。将抽象的高低电平用发光二极管和单刀双掷开关形象的表示出来，从而更好地帮助学生理解数字逻辑器件74LS138的译码功能，同时也使枯燥的理论内容变得生动形象。
（三）Proteus在单片机技术课程中应用案例
单片机技术作为电子专业课程，一直以来都是学生们反映较难理解的课程，因为其内容综合性强、实践性强、且比较抽象。单片机课程的实践教学以往多采用验证性实验，学生按照实验指导书，将所需的器件在单片机实验箱上进行连线，下载程序并调试。但是这种方法必须在实验室内依托硬件完成，对实验室的设备数量要求较高，且对于一些综合性实验，需要较多的元器件支撑。为了提高实践教学效率、改善教学效果、降低教学成本，在单片机理论、实践教学过程中引入Proteus软件。例如在矩阵按键控制实验中，就只需将元器件从元器件库中拖放到图纸上，按照电路图将元件连接，再将keil编译好的程序下载到单片机中，按下play键即可进行仿真。需要修改电路只需在图纸上进行，快捷方便。
四、结语
在电子技术课程教学中，利用仿真软件将理论教学、实验和课程设计有机结合，提高了电子技术课程的教学效果，开发了学生自主学习的潜在能力，激发了学生的学习兴趣和创新意识，开拓了学生的视野，增强了学生综合运用知识的能力和实际动手能力，为后续高频电路、单片机等专业课程的学习以及参加电子设计竞赛等奠定了夯实的基础。
参考文献：
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[3]周灵彬.单片机系统的proteus设计与仿真[m].北京：电子工业出版社，2007.
关键词 大学生电子竞赛；竞赛培训课程体系；实践创新能力
中图分类号：G642.4 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）02-0092-02
1 引言
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，中国石油大学（华东）自1997年参加大学生电子设计竞赛以来，成绩斐然，先后获得国家一等奖、国家二等奖多项，山东省奖励若干。电子设计竞赛的举行丰富了学生的课外科技活动，营造了良好的校园氛围，锻炼了学生的工程实践能力，有助于学生创新意识的培养。以电子竞赛为契机，完善当前竞赛培训课程体系，加强指导教师队伍的建设，积极探索教学模式的改革，切实提高学生的实践创新能力。
2 完善竞赛培训体系
赛前选拔 首先，根据竞赛的时间，由学校教育处拟定竞赛通知，在全校二、三年级的电子类专业及其他相关专业的学生中进行选拔。首轮选拔由学生自行填写个人情况表并参加面试考核。该过程主要考核学生的专业基础、实践能力并是否参与过类似科技活动或工程训练项目等方面。对于此次选拔未能通过的学生，根据个人时间与兴趣，也可参加暑期的课程培训，由此既可激发学生的学习热情，提高专业知识水平，也可为今后的竞赛提供后备力量。二次选拔在暑期课程培训后进行，根据具体情况确定参加竞赛学生名单，并由学生每三人一组，根据个人专业特长自由组队，并上报组委会。
题目讲座培训
1）竞赛题目解析。培训之前要对历年竞赛题目进行解析、归纳。近几年的竞赛题目主要可分为以下四大类：通信类、测量类、控制类、电源类。细分的话则包含运动控制类题目，高精度、高速度的仪器制作类题目，电源制作类题目，射频收发系统类题目，信号采集类题目，信号放大类题目等。对于仪器制作类题目运用到的知识点有振荡器、滤波器、放大器、CPLD、TTL电路、单片机等；电源制作类题目运用到的知识点有A/D、D/A、DDS、稳压电路、单片机等；射频收发类题目包含调制解调电路、射频功放电路、滤波电路等；信号类题目包含运算放大电路、波形产生电路、滤波电路等。
2）完善培训课程。根据对竞赛题目的解析以及归纳所能运用到的知识点，建立竞赛课程培训体系。题目所涉及课程广泛，包含模拟电子技术、数字逻辑设计、单片机原理、信号与系统、自动控制原理、电子测量技术、EDA等课程。根据所涉及课程及知识点开展专题讲座培训，主要包含单片机系统设计与实训、FPGA系统设计与实训、PCB印制电路板设计开发培训、模拟电路设计实训、常用仪器仪表系统设计与实训、小车及运动控制系统设计与实训、电源系统设计与实训，以及射频传输、SOPC、嵌入式及操作系统培训等相关专题。竞赛培训课程内容必须与实际应用相结合，并以最新器件的功能应用为前提，着重培养学生对最新知识、最新器件的获取能力。
实训项目模拟 以3人为一组队进行实训模拟，为竞赛作提前的检验。指导教师以历年竞赛题目为参考，给出实训项目，对学生进行项目模拟。本队成员集中讨论，分工协作。
1）制定方案。首先根据题目和参考器件或芯片，上网查阅相关资料，了解芯片以及器件的功能、使用方法，制定出相关方案。
2）制作PCB印制板电路。在印制电路板的设计中，元器件布局和电路连接的布线是关键的两个环节。布局是否合理不仅影响后面的布线工作，而且对整个电路板的性能也有重要影响。要求元件应均匀、整齐、紧凑地布放在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
3）焊接、调试电路。调试电路是关键的环节，通过调试发现和纠正设计方案的不足和安装的不合理，然后采取措施加以改进，使电子电路达到预定的技术指标。调试的方法首先是不通电检查，检查焊接的连线有没有“虚短虚断”，焊接器件的引脚有没有错误；接下来通电观察，观察电路有无异常现象，集成芯片有无发烫现象，如有异常应立即断电；然后进行静态调试，在不加入输入信号的情况下使用万用表测量电路中各点的电位，观察直流工作状态是否正常；最后在此基础上进行动态调试，在输入端加入合适信号，测量动态指标，如果发现不正常现象，分析原因，排除故障再进行调试。
4）撰写论文。论文的撰写应包含方案设计、电路设计、测试方法、测试结果等。方案设计是指对该题目设计的可行性方案，提出选择方案的理由以及方案的优缺点。电路的设计主要指电路原理的叙述和主要参数的计算。测试方法和测试结果包含测试用的的仪器、测试的步骤和结果的记录。
3 注重学生素质教育
培养创新能力与团队精神
1）培养创新能力。当前教育的方式多数是填鸭式教育，忽视了学生的批判性思维训练，人文教育薄弱，学生缺乏积极的思维活动。大学生电子竞赛对培养大学生的创新能力提供了一个良好的平台。在竞赛过程中，面对难题要不断钻研、敢于克服、勇于创新。在这个过程中锻炼了学生分析和解决问题的实践能力，激发了学生的创造潜能，同时也在培养学生严谨的科学态度。实践证明，参加过竞赛的学生在创新思维与动手能力上要明显具有优势，越来越受到用人单位的青睐[1]。
2）培养团队精神。在竞赛过程中注重团队精神的培养，注重与别人讨论和分享成果。优异成绩的取得靠的是队员的协同合作、优势互补，是团队共同努力的结果。电子竞赛是一项团体的比赛，试题往往有一定的难度，各组成员内部必须充分交流、集思广益，才有可能克服种种困难，取得佳绩[2]。
树立正确的参赛观 在竞赛中取得佳绩是件令人欢欣鼓舞的幸事，但参加竞赛的目的不是盲目追求奖项。国家举办电子竞赛旨在推动教学改革，培养学生的实践创新能力以及团队协作的人文精神。有些学校一味追求奖项，以奖项来衡量教学，并以高额奖金作为激励，这与举办电子竞赛的目的是背道而驰的。通过参加电子竞赛来巩固课堂知识，将理论运用于实践，而不以追求奖项为目的。培养学生树立正确的参赛观，参与竞赛拓宽了学生的知识面，提升了知识结构，锻炼了实践动手能力和对新技术、新知识的运用能力。这些能力的培养对学生来讲，将来无论是就业还是考研都是一种优势。
4 竞赛后工作总结
后备力量培养 在国家的大力支持下，面向学生的科技类活动日益增多，“全国大学生电子竞赛”每两年举行一次，此外还有“山东省大学生电子竞赛”“嵌入式电子设计竞赛”“大学生机器人大赛”等多项赛事。每年在各项赛事如火如荼开展期间，学校需更注重后备力量的培养，鼓励学生参加科技创新计划活动，营造浓厚的学习氛围，推进校园科技文化建设。在课堂教学之外，学校的创新实验室、工程训练中心、实验中心等实践教学区为学生开放，为学生提供一个能切实锻炼实践能力和创新能力的训练场所。
加快资源共享 利用虚拟网络平台，建立资源库。将历年来学生参赛作品及项目论文等纳入资源库，实现资源共享。在日常学习、科研与教学中注意相关资料的积累，将科研课题和学生创新实验、创业训练项目进行汇总纳入题库，以备竞赛之前学生使用。将开设的培训课程及相关专题建立网络共享，带动优质课程资源的建设。
加强与兄弟院校的交流，以利于指导队伍建设 竞赛结束后总结分析，与兄弟院校间进行交流，借鉴汲取其他院校在竞赛培训中的经验。组织兄弟院校间的科研活动或专题讲座，了解不同的文化氛围，为科研注入新的活力。加强指导教师队伍建设，注重青年教师的培养，竞赛指导教师要在知识水平、实践经验、科研能力上实现自我提高[3]，了解新技术、新器件的应用及发展，开阔眼界，拓展知识层面。加强教师之间相互学习、相互补充，积累更丰富的经验，为实现多元化、开放性、多层次的人才培养模式提供一支优秀的生力军。
参考文献
[1]韦文详，等.由大学生电子设计竞赛引发对就业能力培养的思考[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：11-13，175.
针对硬件课程实践环节在提高学生解决实际问题能力上效果不理想、课程之间衔接不好等问题，基于CDIO工程教育理念，结合“try”教学方法，基于数字电路设计课程的实践环节，提出一种新的教学模式。
关键词：
CDIO；教学模式；实践环节；课程衔接
由麻省理工学院等4所大学创立的CDIO工程教育理念，是继承和发展欧美工程教育改革的一种新的教育理念。该理念包括12条标准，涵盖了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评。它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程的理论、技术与经验[1-2]。数字电路设计是计算机组成原理、接口与通信以及嵌入式类课程的先修课程。如果在数字电路设计的教学中没有考虑好与后续课程在理论教学与实践教学内容上的衔接，则容易导致学生在后继课程的学习中遇到困难[3]。
1数字电路设计课程实践环节的教学条件和教学现状
（1）社会对软件人才的需求量远大于对硬件人才的需求量，学生出于就业考虑，容易形成重软件轻硬件的观念。（2）硬件课程入门较难，实践环节大都是验证性的，缺乏探索性，不利于培养学生解决实际问题的能力，从而打击了学生学习硬件课程的积极性，导致学生形成“好软怕硬”的思想。（3）传统教学模式是教师课堂讲授，适当结合验证性实验，不能激发学生的学习积极性。学生学完理论、做完实验后，仍然缺乏解决实际问题的综合能力、工程实践能力及创新能力[4]。传统教学模式的弊端导致在与计算机组成原理等后继课程的衔接中，学生不能从系统的高度认识数字逻辑[3-5]。（4）计算机学院开设的数字电路设计和计算机组成原理等课程，采用同一套实验设备，在一定程度上能让学生的学习具有连续性。（5）自创的“try”教学方法可适用于数字电路设计课程及实践环节的教学[6-8]，但由于算机组成原理和数字电路设计两门课程的内容和要求不同，“try”教学方法在应用于后者时，应有所调整。
2数字电路设计课程实践环节改革方案
2.1实践环节的层次设计为了获得更好的教学效果，教师探索了各种方法，其中有案例法、项目驱动法、任务驱动法等[9-12]。从实验室建设、实验手法、课程整合等不同角度来提高实践环节质量[13-14]也能够有效提高教学效果。比较上述方法后，考虑与后续课程的衔接等因素，根据CDIO标准3、5、7的要求，结合自创的“try”教学方法，我们将数字电路设计课程的实践环节分成两个层次，从最简单的门级电路编程开始，难度由低到高、循序渐进，最终让学生完成源于实际案例的综合实验，初步具备实际工程能力。表1从实验项目设计、教学方法等7方面对基本实验和综合实验进行了对比。在教学中，学生学习的主要障碍不是掌握理论方法，而是缺乏理论知识和实践问题认知的沟通[11]。因此，我们在理论教材中选择15个知识点，设计成相关的任务和实验内容，如全加器、表决器等，采用“try”教学方法并结合任务驱动法，鼓励学生多动手多尝试，通过任务、查资料、仿真、实物验证、教师验收、撰写实验报告和总结这7个步骤完成对15个理论知识点的学习。为了进一步提高学生的实际工程能力，基于科研项目，贴近实际生活，我们编写了自动售货机、出租车计费器、电梯控制器等6个综合实验。实验采用分组方式，每组学生自行选择一个题目，在规定时间内完成该综合实验。综合实验的教学过程一般包括：教师项目及要求、学生分组并认领项目、组内分工、查资料、设计方案、论证可行性、学生在宿舍仿真、学生在实验室的硬件开发板上实物验证、教师验收、提交实验报告、实验答辩、成绩评定等13个环节。教师在项目要求的时候，只给出最基本的要求，学生在设计的过程中可以自行扩充，也就是说，同一个综合实验题目，其设计可繁可简，不同学生设计的电路可能会不一样。
2.2实践环节评价体系的构建根据CDIO标准11，构建了实践环节的评价体系。
2.2.1基本实验评价方法基本实验评价指标是：①时限；②工作量；③完成质量；④验收程序；⑤实验报告。其中①、②、④、⑤考核了学生的个人能力和表达能力，指标③、④、⑤考核了学生的专业知识、建造产品和系统的能力。对这5项指标加权平均得到该基本实验项目分数，如式1所示，其中Sj表示某个基本实验的得分，Ki表示某个考查指标的系数，Mi表示在某个考查指标上的得分。由15个基本实验的得分累加后除以15，得到基本实验项目的总得分，如式2所示，其中BS表示基本实验的总得分，Sj表示某一个基本实验的得分。
2.2.2综合实验评价方法综合实验评价指标是：①时限；②查资料的能力；③实验方案；④创新性；⑤设计说明书；⑥完成质量；⑦团队合作能力；⑧工作量；⑨验收；⑩实验报告；实验答辩。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、项考核了学生的个人自身能力、探究能力、团队合作能力和表达能力，指标③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了学生的专业知识、建造产品和系统的能力。修改式1可对这11项指标的得分加权平均，从而得到综合实验的分数。
2.2.3实践环节最终成绩评定办法及选优措施实践环节总评成绩由基本实验成绩和综合实验成绩两部分加权平均得到,从工作量及投入时间方面考虑，一般建议两者各占50%。综合实验结束后，根据学生在实践环节的学习情况和成绩，特别是综合实验中的表现，向各相关学科实验室推荐优秀本科生，使他们有机会加入科研项目组，参与教师的科研工作。
3实施效果及分析
为检验课改成果，我们设计了一套课程评价系统，包括一套具有反向题的学生调查问卷、学评教的数据、学生的理论课成绩单、实践环节成绩单、一套后继课程教师评价学生掌握先修课程知识的调查问卷、一套学生所在学科实验室评价该生的调查问卷等。评价系统还包括对这些数据的统计和分析。统计数据显示，在CDIO模式基本实验和综合实验实验项目设计上，学生满意度达到81.6%，在教学内容、教学方法、实验环节考核方法等方面，学生满意度达到97.4%，比传统模式提高了20几个百分点。这些数据表明，新教学模式比传统模式更能激发学生的实验兴趣，促进他们较大幅度地提高项目设计能力、动手编程能力、团队合作能力。我们将2013级计算机科学与技术专业的学生分成两组，采用相同的教学资源和不同的教学方式分别授课，一组采用新模式教学，另一组采用传统模式教学。经过一个学期的学习，2015年1月数字电路设计课程理论考试中，在试卷相同的情况下，新模式组成绩优良率达到52.9%，比传统模式组高24个百分点；新模式组不及格率为15.7%，比传统模式组低15个百分点；新模式组平均卷面成绩为78分，比传统模式组高6.1分。由此可知，基于新标准并结合“try”方法的新教学模式能够提高实践环节的教学质量，切实促进学生深入理解理论课的相关知识点，有助于学生更好地完成课程衔接，为学生后继课程的学习打下坚实的基础。追踪这些学生后继课程的学习情况，统计2015年6月计算机组成原理课程设计期末考试成绩后发现：原新模式组优良率达到80.3%，比传统模式组高25个百分点；原新模式组不及格率为0，比传统模式组低21个百分点。计算机组成原理课程理论考试中，原新模式组平均卷面成绩为68分，比传统模式组高5分；原新模式组不及格率为17.4%，比传统模式组低5个百分点。此数据表明，数字电路设计课程实践环节采用新教学模式教学有助于学生对后继课程的学习，特别是实践环节成绩有了大幅提升，不及格率也明显下降。
4结语
新教学模式基于CDIO理论，结合“try”教学理念，将数字电路设计课程实践环节分为基础实验和综合实验两个层次,并包含了配套的成绩评定方法和课程评价系统。实践证明，新教学模式能够更好地促进课程衔接，有利于培养学生自主学习、主动探索的精神和能力，培养学生的工程实践能力、沟通交流能力及团队协作能力。改革的下一步，是根据每一门课的特点，把基于CDIO理念的教学模式推广到课程群其他课程的教学中去，以期从课程层次化、课程间网络化等多角度、多层面地把学生培养成为优秀的工程技术人才。
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