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摘 要:本文主要讨论数字电路实验教学,从实验内容、手段等几个方面来看数字电路实验教学改革,目的是使学生能有效地学习理解并提高自己的创新能力。
关键词:数字电路EDA实验教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0157-01
数字电路是电子信息类、通信类、计算机类等专业的一门重要的专业技术基础课,同时也是工程实践性很强的专业基础课。它涵盖多种教学环节:课堂教学、实验教学、课程设计。本门学科的教学,目的就是在培养学生掌握数字电路的基本理论知识和基本方法外,还要求其具备实验研究和工程设计的能力,对于培养应用型人才的院校来说更应该注重学生对仪器设备的管理使用和维修能力。
福州大学至诚学院数字电路实验室主要为电子类,计算机类、电气类、机械类等相关专业服务,电子计算机类专业开设独立设置实验课程。电气机械类专业开设数字电路课内实验。根据每个学院对未来专业的发展开设不同的实验课程。开设这些实验主要是让学生熟悉数字电路实验方法,培养学生分析、设计、组装和调试的能力。为将来的单片机、EDA、电子系统设计等课程打下基础。一般数字电路实验室可完成常规数字电路实验项目如下:常用仪器的使用、TTL与非门逻辑功能和参数测试、组合逻辑电路设计、触发器实验、时序逻辑电路设计、移位寄存器、计数器、555等试验项目、综合性课程设计实验。实验室常用仪器:数字电路实验箱、双踪示波器、万用表。
随着微电子技术和计算机科学与技术的发展,数字电路的实验手段不断得到更新、完善和发展。除了采用常规的TTL逻辑器件如逻辑门、触发器等小规模集成电路和中规模集成电路进行实验外,也可以采用可编程阵列PLD(包括PLA、GAL、CPLD、FPGA等大規模集成电路),借助计算机辅助设计软件进行数字电路的设计和模拟调试,这种硬件软化的实验方法具有容易设计、修改和实现等优点,可有效地提高实验效率,它正在逐步地替代纯硬连接的实验方法,成为数字逻辑电路实验的重要内容。
要求让学生每一次实验做好实验准备,实践证明,实验前的准备工作做得是否充分,对实验结果有很大影响,实验能否顺利完成和实验是否有所收获。实验者对实验目的、要求、内容以及与实验内容相关的理论知识认真预习,包括预先拟定实验步骤,做到每一步都心中有数。实验一般分验证性实验和设计性实验两种。对于不同性质的实验,准备工作的侧重点和要求应有所不同。(1)验证性实验。验证性实验指实验内容、实验电路等大多是预先指定的。对于这类实验,实验者要预先弄清实验目的和具体要求。实验课程中着重讲解芯片结构功能,深化理解。(2)设计性实验(综合实验)设计性实验(综合实验)指根据实验目的及具体要求,由设计者自己设计电路以及实验具体步骤。这类实验可培养学生独立设计能力。实验教学应该和学生的接受能力相对应。验证性实验项目对于基础一般的学生,能每一次掌握好实验的知识,对于好学生,应该积极配合,结合本次实验方向,可以让其增加一些设计性的实验来验证理论知识。在实验调试过程中,常常出现各种问题。作为老师应该在观察观看学生进行的状况。对于基础比较差的学生可以及时的帮助并再次讲解内容。当然对于学习较好的学生让学生有多的时间研究钻研。不用急着帮助解决困难让其发挥自己的学习能力,创新能力,研究精神。这样的学生主要还是靠自主的抓住实验的关键进行研究,已获得知识。
现在数字电路实验和EDA技术融合的比较紧密。这里我们也来谈谈EDA技术。EDA技术(electronic design atuomatic的简称),即电子设计自动化。电子产品从系统设计、电路设计到芯片设计、PCB设计都可以用EDA工具来完成,其中仿真分析、规则检查、自动布局和自动布线是计算机取代人工的最有效的部分。随着高校的教学改革的发展,数字电路实验和课程设计可以由面包板连线构建中小规模集成电路改为用EDA技术进行现代化数字系统实验和设计。EDA工具软件简单易学,功能强大,EDA技术与数字电路的结合使得教学课程的多样化。不尽可以提高设计规模和功能。而且使电子线路设计思想和设计方法有了另外一种思路。有利于培养学生的独立思维能力,理论联系实际的能力,协作精神以及创新能力等。
数字电路和EDA技术的结合,有利于提高学生的创新水平。在初级阶段学生可以通过数字电路实验箱中面包板或插槽搭建电路,对一些电子元器件有一些实际的了解和理解。通过简单的电路设计搭建,调试验证,使得学生对数字电路同步课程上的内容有了进一步的理解和深化。学习掌握了EDA技术以后,通过课程的学习结合加上部分学生自己综合创新能力,可以对比较复杂的设计性实验题目进行设计,通过EDA工具软件来实现。相对用面包板搭建的电路,少了一些低级错误的存在。小型电路也可以通过EDA软件里的芯片选择搭建电路。一般设计性比较复杂的电路主要还是通过硬件描述语言生成相应的目标文件,通过编程器下载完成。这里就不得不讨论到有些人认为完全可以把数字电路实验撤销掉,只要EDA技术实验室。如果可以通过EDA搭建电路就可以数字电路实验箱撤掉。我觉得是不可取的。多年的实验教学,我认为数字电路实验课程存在的的必要性。对于初学者有一个直面的学习感觉,在搭建电路的过程中,会产生误差,接线接错,导线接触不良,干扰等一些问题。而这些问题在EDA实验箱无法体现,往往通过这些问题往往提高了学生处理问题的解决能力还有动脑思考的能力,通过错误或者误差的出现也对书上的知识有了进一步的理解和兴趣。不管用什么手段来实现电路设计和调试,培养的目的更重要的是让学生有独立思考和自主学习的能力。
参考文献
[1] 刘芳.浅谈数字电路实验教学中学生设计能力的培养[J].中国科技纵横,2010(21).
[2] 黄益波,陆怀布.基于EDA技术的数字电路实验教学的探讨[J].福建电脑,2007(5).
关键词:数字电路EDA实验教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0157-01
数字电路是电子信息类、通信类、计算机类等专业的一门重要的专业技术基础课,同时也是工程实践性很强的专业基础课。它涵盖多种教学环节:课堂教学、实验教学、课程设计。本门学科的教学,目的就是在培养学生掌握数字电路的基本理论知识和基本方法外,还要求其具备实验研究和工程设计的能力,对于培养应用型人才的院校来说更应该注重学生对仪器设备的管理使用和维修能力。
福州大学至诚学院数字电路实验室主要为电子类,计算机类、电气类、机械类等相关专业服务,电子计算机类专业开设独立设置实验课程。电气机械类专业开设数字电路课内实验。根据每个学院对未来专业的发展开设不同的实验课程。开设这些实验主要是让学生熟悉数字电路实验方法,培养学生分析、设计、组装和调试的能力。为将来的单片机、EDA、电子系统设计等课程打下基础。一般数字电路实验室可完成常规数字电路实验项目如下:常用仪器的使用、TTL与非门逻辑功能和参数测试、组合逻辑电路设计、触发器实验、时序逻辑电路设计、移位寄存器、计数器、555等试验项目、综合性课程设计实验。实验室常用仪器:数字电路实验箱、双踪示波器、万用表。
随着微电子技术和计算机科学与技术的发展,数字电路的实验手段不断得到更新、完善和发展。除了采用常规的TTL逻辑器件如逻辑门、触发器等小规模集成电路和中规模集成电路进行实验外,也可以采用可编程阵列PLD(包括PLA、GAL、CPLD、FPGA等大規模集成电路),借助计算机辅助设计软件进行数字电路的设计和模拟调试,这种硬件软化的实验方法具有容易设计、修改和实现等优点,可有效地提高实验效率,它正在逐步地替代纯硬连接的实验方法,成为数字逻辑电路实验的重要内容。
要求让学生每一次实验做好实验准备,实践证明,实验前的准备工作做得是否充分,对实验结果有很大影响,实验能否顺利完成和实验是否有所收获。实验者对实验目的、要求、内容以及与实验内容相关的理论知识认真预习,包括预先拟定实验步骤,做到每一步都心中有数。实验一般分验证性实验和设计性实验两种。对于不同性质的实验,准备工作的侧重点和要求应有所不同。(1)验证性实验。验证性实验指实验内容、实验电路等大多是预先指定的。对于这类实验,实验者要预先弄清实验目的和具体要求。实验课程中着重讲解芯片结构功能,深化理解。(2)设计性实验(综合实验)设计性实验(综合实验)指根据实验目的及具体要求,由设计者自己设计电路以及实验具体步骤。这类实验可培养学生独立设计能力。实验教学应该和学生的接受能力相对应。验证性实验项目对于基础一般的学生,能每一次掌握好实验的知识,对于好学生,应该积极配合,结合本次实验方向,可以让其增加一些设计性的实验来验证理论知识。在实验调试过程中,常常出现各种问题。作为老师应该在观察观看学生进行的状况。对于基础比较差的学生可以及时的帮助并再次讲解内容。当然对于学习较好的学生让学生有多的时间研究钻研。不用急着帮助解决困难让其发挥自己的学习能力,创新能力,研究精神。这样的学生主要还是靠自主的抓住实验的关键进行研究,已获得知识。
现在数字电路实验和EDA技术融合的比较紧密。这里我们也来谈谈EDA技术。EDA技术(electronic design atuomatic的简称),即电子设计自动化。电子产品从系统设计、电路设计到芯片设计、PCB设计都可以用EDA工具来完成,其中仿真分析、规则检查、自动布局和自动布线是计算机取代人工的最有效的部分。随着高校的教学改革的发展,数字电路实验和课程设计可以由面包板连线构建中小规模集成电路改为用EDA技术进行现代化数字系统实验和设计。EDA工具软件简单易学,功能强大,EDA技术与数字电路的结合使得教学课程的多样化。不尽可以提高设计规模和功能。而且使电子线路设计思想和设计方法有了另外一种思路。有利于培养学生的独立思维能力,理论联系实际的能力,协作精神以及创新能力等。
数字电路和EDA技术的结合,有利于提高学生的创新水平。在初级阶段学生可以通过数字电路实验箱中面包板或插槽搭建电路,对一些电子元器件有一些实际的了解和理解。通过简单的电路设计搭建,调试验证,使得学生对数字电路同步课程上的内容有了进一步的理解和深化。学习掌握了EDA技术以后,通过课程的学习结合加上部分学生自己综合创新能力,可以对比较复杂的设计性实验题目进行设计,通过EDA工具软件来实现。相对用面包板搭建的电路,少了一些低级错误的存在。小型电路也可以通过EDA软件里的芯片选择搭建电路。一般设计性比较复杂的电路主要还是通过硬件描述语言生成相应的目标文件,通过编程器下载完成。这里就不得不讨论到有些人认为完全可以把数字电路实验撤销掉,只要EDA技术实验室。如果可以通过EDA搭建电路就可以数字电路实验箱撤掉。我觉得是不可取的。多年的实验教学,我认为数字电路实验课程存在的的必要性。对于初学者有一个直面的学习感觉,在搭建电路的过程中,会产生误差,接线接错,导线接触不良,干扰等一些问题。而这些问题在EDA实验箱无法体现,往往通过这些问题往往提高了学生处理问题的解决能力还有动脑思考的能力,通过错误或者误差的出现也对书上的知识有了进一步的理解和兴趣。不管用什么手段来实现电路设计和调试,培养的目的更重要的是让学生有独立思考和自主学习的能力。
参考文献
[1] 刘芳.浅谈数字电路实验教学中学生设计能力的培养[J].中国科技纵横,2010(21).
[2] 黄益波,陆怀布.基于EDA技术的数字电路实验教学的探讨[J].福建电脑,2007(5).