電子設計論文大全11篇

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1.1課程內容

在知識結構方面，要求學生有良好的思想素養與專業知識。專業知識主要有學科基礎課、專業核心課程、高校學生電子設計能力培養的探討樓然苗（浙江海洋學院，浙江舟山316022）專業方向課、專業選修課。課程設置一定要有針對性，象模擬電路、數字電路、單片機技術、EDA技術、電路原理圖與PCB設計、電子綜合設計等課程一定要重點把握。一些針對性不強的課程如計算機輔助設計、集成電路設計可作為輔修或選修課程。

1.2課程學時

以“精簡教學內容、壓縮課堂教學學時，加強實踐教學環節的有效性”為原則，合理分配課堂學時與實驗學時的比例，對于與學生電子設計能力關系密切的課程需適當增加一些學時。如電子信息類專業方向課中的電子設計自動化、電子綜合設計輔導等課程可適當提高實驗學時數；專業核心課中的單片機原理及應用課程可按2：1.5設定理論學時與實驗學時比（32學時+24學時）。

1.3集中實踐教學環節

去消一些效果不好、由學生自主聯系、分散實習的課程或減少學分，減少一些效果不好的課程設計、畢業設計學時或改為完成設計作品學分制。為了讓學生擁有對一個電子產品從設計、開發到成品的全過程能力，除一般的實驗、課程設計、畢業設計外，可重點開設電路圖與PCB制作、C語言編程、單片機設計、電子設計等綜合技能訓練項目。

1.4形成系統教學

將大學生學科競賽的培訓與輔導教學內容納入課程學分系統中，形成系統的教學計劃，為提高學生電子設計創新能力及參加全國全省大學生電子設計競賽奠定基礎。

1.5學分的替代制度

建立學分免修、替代制度，將學生專利、學術論文、競賽獲獎等納入學分免修、替代等制度中，促進學生參與創新研究的積極性。

2．教材改革與建設

要鼓勵教師選用國內外優秀教材，鼓勵教師編寫有校本專業特色的教材，體現專業特色、行業特色和學校特色。對電子信息類專業來說，出版編寫一些實用性強、有工程項目應用實例的實踐教材是非常有必要的，如電子綜合設計實例與輔導、電路原理圖與PCB設計實例、單片機設計實例輔導等等。

3．課堂與實驗教學改革

在課堂教學中要積極推動課程教學范式的根本性轉變，在基礎課程中可探索包班制、分級制、分層制、掛牌上課等基礎課程綜合改革，逐步實行教考分離。在學科基礎課、專業課中實施任務驅動、基于問題、合作學習、案例教學等研究性教學方法，積極探索各種理論與實踐互動的教學方式，培養學生的自學能力、研究能力、合作能力。對一些與電子設計能力培養關系密切的課程的課堂與實驗教學可作以下一些償試。

3.1將與計算機操作關系密切的如“單片機原理及應用”、“電路原理圖與PCB設計”等理論課放在電子交互教室（機房）上課，在教學中將理論教學與上機實訓內容交替進行，強化教學效果。

3.2探索慕課等網絡助學平臺教學方式。分清教師講與學生學的內容，在網上可布置課外學生個人學習內容、探究式學習內容、拓展性學習內容，提高學生自主學習能力。一些選修課、方向課可借助網絡課堂等形式開設。

3.3實驗項目盡量與實際電子設計工程項目結合起來，真題真做，促進“教、學、做”相結合的“理論實際一體化”教學模式。

3.4實施教考分離，以機考替代紙質考試，或實施以設計作品為主的課程成績評分制度，促進實踐動手能力的提高。

4．實踐環節的改革

通過對電子信息類大學生就業崗位能力要求的調研，合理制定學生的專業技能標準，明確職業技能考證要求，優化實踐教學環節，提高實踐學分，從基本素質、基礎技能、專業技能、綜合訓練四個步驟及素質拓展、基礎技能、專業技能、專業綜合能力、綜合實習和創新實踐六個模塊構建實踐教學體系。對一些效果不好的課程設計報告、畢業設計論文學分評定制，可改成以課程設計實物作品、畢業設計實物作品、發表的科技論文、獲得的知識產權（專利）證書、學科競賽獲獎證書等為主的成果學分評定制；一些分散的學生自主生產實習、畢業實習可改為教師帶隊制的集中實習；有條件的高校可建設校內電子焊接加工生產線，使之成為具備電子路線設計、加工、生產、測試全過程功能的電子設備校內生產實習基地。

5．課外學科競賽教學

大學生學科競賽是促進提高創新實踐能力的重要載體，要建立一套與教學培養計劃相輔助的學科競賽教學體系，適當開設一些電子設計類知識的公選課、必修課，成立學生電子設計興趣小組（社團），提供開放的活動場地，在教師指導下開展日常的電子設計活動，鼓勵并輔導學生進行科技、知識產權申請等學術研究活動，活躍校園學術研究氣氛，也為大學生電子設計競賽打下基礎。

6．職業證書考證教學

職業技能證書是為了適應用人單位工作的客觀需求。在教學上一定要強化與職業考證相關的實踐性教學環節。可將職業技能考證培訓內容整合到相關教學課程及實驗內容中，減少課外考證輔導的教學學時。建立校內電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點并設立網上輔導平臺，開放考證訓練的實訓場地，提高電子工程師、板級工程師、電工等考證學生的持證率。

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2Mentor設計平臺的優勢

從運行模式以及實際的應用情況可以看出，Mentor設計平臺通過使用庫管理器和標準化歸檔系統，加強了對元器件符號庫和設計文件歸檔等方面的標準化管理，主要表現在以下方面。

2.1元器件庫建設和管理規范，從流程保證質量元器件的圖形符號和封裝符號庫為設計電路圖、印制板圖等提供基礎信息。特別是器件封裝信息正確與否直接關系到印制板生產的成敗。我們在構建Mentor設計平臺過程中，規范化做在前面：首先，依據實際情況，建立了元器件“圖形符號庫建庫規范”和“PCB封裝庫建庫規范”，所有元器件庫的建設和維護嚴格遵循規范進行。其次，在平臺的運行過程中，使用庫管理系統，實現了對庫的和調用統一化、規范化管理。

2.2元器件庫的統一管理，有利于信息資源共享通過庫管理系統，實現元器件符號庫的建立、、使用和維護。同時，在設計界面，設計師可以通過DataBook直接查閱、調用“企業級器材數據庫”相應的器件，極大地提高了元器件的選用效率。元器件庫的統一和管理，使得全所設計人員都可以實時調用中心庫中的元器件符號庫信息，在實現資源共享的同時，也保證了產品設計的質量。

2.3歸檔文件生成過程自動化，有利于提高設計文件的歸檔效率由于器材型號等關鍵屬性都是自動來自于“企業級器材數據庫”，元件表和外購件明細表實現自動標準化生成，解決了手工填寫器材型號易出錯的現象。通過元器件符號庫的規范化管理，相關設計數據的自動生成，保證了設計過程中數據的一致性，規范了設計文件編制，這將為規范產品設計、保證產品技術狀態提供極大保障。歸檔文件自動化生成功能的實現，將在規范化歸檔設計文件的同時，極大地提高設計文件的歸檔效率，這將為產品設計和生產節省出寶貴的時間。

2.4單兵作戰的設計模式向整體應用的轉變在原有的設計流程（見圖3）中，每個設計師都維護自己的元器件庫和數據，整個流程中存在大量手工操作。相關管理部門的系統和設計工具無集成，基本上靠設計師提交的數據被動地進行相關工作。如元器件清單等由于均為工程師手工填寫，大量存在錯誤信息，物資部門需要花費相當的精力對其進行審核。而在Mentor設計平臺(見圖4)上，我們通過對物資系統元器件信息與設計工具的集成、PDM與設計工具的集成、標準化文檔的自動產生等建設，完全改變了工程師原有的雜亂、無序的設計流程，使物資系統的信息、設計師的設計數據、PDM中存儲的歸檔數據能實現同步和一致，增強現有平臺的作用和意義。

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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。

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復雜功能

這些特色僅是冰山一角，其它精心設計的復雜功能雖不會被乘客看到或摸到，卻會影響他們的行車經驗，這些功能也逐漸導入汽車設計。感應照明系統、多軸調整座椅、智能型天候控制系統、防撞系統和動力巡航控制在21世紀汽車市場變得格外重要。消費者甚至期望車商提供高質量的儀表板功能。要將這些先進功能導入汽車系統往往需要付出代價。

汽車電子設計人員的一項挑戰是迅速推出新的電子元器件，提高乘客的舒適性、安全保護和其它加強功能。設計人員必須縮短整體的設計與認證時間和增強現有系統功能，并且不能影響日益嚴格的質量與可靠性要求和成本目標。為了克服這些挑戰，汽車電子設計人員需要集成度更高的解決方案以便提高系統的功能密度。混合信號元器件的高功能集成就是很有吸引力的一項替代方案。

捕捉、運算和通訊

幾乎所有的嵌入式汽車電子系統都必須執行捕捉、運算和通訊等三種功能。“捕捉”是從實際世界取得信息，再將它轉為數字形式。這可能是車胎監控系統的壓力傳感器所傳來的模擬電壓，或是碰撞偵測感應器I/O接腳的上升沿波形，這個感應器可能會連接到安全氣囊的觸發系統。“運算”是指在應用環境下處理數字信息的能力，例如安全氣囊控制器可能在極短時間內就決定不啟動安全氣囊，因為它發現座位上有小孩。“通訊”是指將處理結果傳送給其它需要該信息的系統，譬如啟動指示燈就是很簡單的例子。其它復雜功能可能會通過網絡總線把排氣系統的一氧化碳含量告知引擎管理計算機，以便提高燃油的氧氣混合比例。解決方案的有效性最終將由系統執行這三種功能的程度決定。

新設計挑戰

油箱感測是一個很好例子，說明汽車電子設計人員所須面對的挑戰。僅在幾年前，油量傳感器還是一個相當直接的設計問題。它包含一個簡單的浮筒裝置，上面有掃描式碳刷接觸著電阻性表面，它會使得模擬輸出電壓正比于油箱的剩余油量。但對今日汽車而言，通常必須等到平臺設計快結束時才會開始油箱設計，而且多半要利用任何尚未使用的空間。這可能使得油箱的形狀怪異，容量也不再與液面高低成正比，這會讓浮筒系統的設計變得很復雜。更重要的是，替代燃料的出現和燃料衍生物讓油箱的燃料成份變得很重要。舉例來說，汽油與乙醇燃料的比例會影響點火、燃燒時間和廢氣排放等引擎動力特性。廠商現已認為新一代油箱傳感器必須能決定燃油成份，同時將這項信息提供給汽車的其它電子控制系統。這使得過去被認為很簡單的感測設計現已變為一種復雜的分析控制挑戰。

值得注意的是，幾乎車內的所有系統都在擴充功能。主動式露點(dew-point)控制器正在取代擋風玻璃除霧功能，它可以避免或排除水滴凝結所需的條件。雨水感應雨刷系統則會把馬達控制和雨水感應功能整合為一套系統。下一代防夾車窗與天窗的關閉則是這些安全系統的微電子元器件所需整合的另一代表性應用。

第一代防夾技術

第一代防夾設計通常包含一套由電動馬達驅動的機械驅動系統。馬達電流由一顆控制器監測，然后與代表失速狀態(stallcondition，亦即馬達轉動受阻)的固定臨界值比較；只要達到該臨界值，車窗方向就會從上升反轉為下降。這套系統如圖1所示。

圖1：第一代防夾車窗升降系統的控制圖

第一代設計有幾項缺點。首先是要開發一套方法分辨馬達啟動和車窗受阻時的馬達失速電流(圖2和3)。為了達到這項要求，比較電路中增加一段固定延遲時間，確保它只在馬達轉動后才開始比較失速電流臨界值，只不過這種做法有時無法為半開的車窗提供防夾保護。舉例來說，如果車窗的起始位置僅距頂端10毫米，那么在臨界定時器的計時結束前，車窗很可能早已撞到頂端的擋板(hard-stop)。

圖2：關閉車窗時的電流變化

圖3：關閉車窗遇到阻礙時的電流變化

第二個缺點是機械系統的參數會隨著時間改變，這會影響馬達的工作負載，使得防夾臨界值變大或變小。

最后，這些系統由于使用固定臨界值，所以無法適應行車環境的改變。車窗密封條的熱膨脹效應會讓溫度變化對工作負載產生很大影響。汽車靜止時關閉天窗所需的力量與行駛中車輛有很大不同，在平滑路面升起車窗所需的力量也不同于車輛在石頭路上行駛時。在這兩種情形中，無法補償這些變動的狀況都會影響安全或造成車窗無法正常操作。

設計人員過去是以不同方式應付這三項重要挑戰。在有些情形下，他們會增加更多的傳感器或使用更精確的控制材料與元器件來減輕這些問題，但這些方法都會增加設計的成本與復雜性。這使他們日益需要一套低成本的防夾功能設計來克服這些缺點。

新的設計解決方案

如圖4所示，一顆包含高速中央處理單元(CPU)和高效能模擬數字轉換器(亦即帶寬大于180MSPS和分辨率超過12位)的混合信號微控制器是此問題的最佳解決方案。

圖4：采用混合信號微控制器的防夾系統

這種做法讓設計人員利用一顆微控制器同時執行馬達的通訊功能和監控馬達電流。通訊噪聲可由芯片內建的模擬數字轉換器直接在馬達電源電路的電流傳感器(亦即分流電阻)上偵測。這種方法能更精確分辨馬達處于轉動或失速狀態，不僅比較器電路不需再增加一段固定延遲時間，就算車窗已經半開也可提供完整的防夾功能。

如圖5所示，系統會根據歷史數據和參數計算結果設定可變的馬達電流臨界值，以便動態響應馬達負載變動和將系統扭力限制在適當范圍，同時將長期因素(例如馬達磨損和密封材料老化)和短期因素(例如環境、濕度、溫度和振動)都列入考慮。另外，系統還能與其它的電子控制裝置(ECU)交換信息，把外界溫度和車速等信息當成加權輸入來決定適當的臨界值(參考圖6)。利用其它系統不僅會提高整體系統效能，還能避免在車上重復安裝傳感器的額外成本。

圖5：使用可變臨界值后的車窗關閉過程電流變化

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2.促進師資隊伍的建設。大學生電子設計競賽，是對高校電子類專業師資水平、實驗室硬件設施建設和學生綜合應用能力的一個系統檢驗，同時，對師資水平和實驗室建設起到了良好的推動作用。在知識更新速度不斷加快的今天，教師只有在不斷學習新的知識、新的理論、新的技術和開展科研活動的過程中，不斷提高自身的素質，才能更好地為學生傳道、授業、解惑，才能更好地指導電子設計競賽工作。

3.促進實驗室建設。長期以來，電子實驗儀器基本上是老三樣（萬用表、信號源、示波器），學生在實驗中接觸不到先進的儀器設備，更談不上使用先進的實驗手段來完成實驗。這個問題在平時的實驗中表現并不明顯，但在大學生電子設計競賽中就顯得非常突出。誰使用了先進的儀器和設備，誰采用了先進的實驗手段，誰就會在其他條件相同的情況下贏得更多的時間，從而取得更好的成績。因此在實驗室建設中，擁有完善、先進的實驗儀器器材，成為了在競賽中取得好成績的有力保障。

4.更新教學內容，重構課程體系。電子設計競賽強調基礎，但同時又鼓勵采用新技術、新器件，以利于取得好成績，但這些新技術、新器件在教科書上不一定會涉及到，這就要求我們更新教學內容，除了加強學生基礎內容教學以外，必須引入新技術的教學，例如ASIC教學內容（如：CPLD，FPGA等）。同時讓學生了解、使用新器件，有利于學生在競賽中取得好成績。電子技術基礎是工程設計性很強的課程，在教學改革中必須用系統的觀念重構課程體系。

5.加大實踐課教學的改革力度。根據競賽要求，加強實踐課教學的改革，在實驗內容的開設上分為三個層次：第一，基礎性實驗；第二，設計性實驗；第三，綜合設計研究性實驗。基礎性實驗是基本電子器件的應用性實驗，使學生具備設計、調試和測量簡單電路的能力。設計性實驗的教學內容為單元電路的設計及小系統設計。使學生初步了解新產品的設計和制作過程，培養學生的綜合應用能力以及利用現代化分析、測試手段的能力。綜合設計研究性實驗，其教學內容包括信號的檢測、控制、傳輸與處理以及單片機等應用性較強的綜合設計研究性實驗。

二、目前存在的問題

競賽中學生暴露的問題充分暴露了傳統實踐教學模式的不足之處。

1.綜合知識能力欠缺。學生在比賽中，提出的設計方案水平低，對參考電路生搬硬套，不會采用先進的簡便電路。另外，綜合運用知識分析問題的能力不強。究其原因，主要是對基本知識、基本理論、基本技能掌握不牢固，平時閱讀的參考資料和課外書籍太少，基本技能訓練不夠。

2.查閱資料能力不強。參賽隊員選定題目后，不能盡快找到所需要的相關資料，多數學生是找教科書和教學參考書，這反映了我們實踐教學脫離了工程實際。

3.實驗調試技能不強。一些同學不會正確設計測試表格，不會分析實驗數據并解決問題。在焊接中，電路布局凌亂，電路調試與故障排除能力不強，反映了平時學習期間，實驗課內容驗證性多而設計性少，更談不上綜合性實踐，所以學生的設計能力和綜合能力未能得到有效提高。

4.設計報告質量不高。許多參賽學生設計報告格式存在許多不足，設計方案論述不夠嚴謹，電路設計缺少理論分析。說明我們的實驗教學忽略了實驗報告這一重要環節。

5.新器件、新技術應用能力較差。有一些競賽題若能采用新技術、新器件，不僅電路簡單，而且省工、省時，性能指標也優于一般電路。參賽學生這方面的知識和能力與全國大學生電子設計競賽的要求尚有一定的差距。原因是目前課程缺少這方面的內容。針對以上存在的這些問題，要從根本上解決，我們認為要對學生進行系統的電子技術設計訓練，必須建立一個完善的大學生電子設計競賽教學體系，學生通過該體系自主學習、老師輔導，最后參加電子設計競賽，從而較全面地掌握電子設計技術，并在某領域有所特長，成為競爭力強的電子技術專業人才。

三、建立電子設計競賽培訓體系

我們建立的培訓體系從宣傳報名、中間教學環節，一直到最后參賽。

1.加強宣傳，吸引優秀學生參與電子設計競賽。我校工程訓練中心承擔了全校的電子實習教學任務，我們在每學年第一學期開展電子設計競賽的培訓報名工作。通過PPT介紹和視頻展示，在學生中間宣傳和普及電子競賽的知識；并邀請我校曾在電子設計競賽中獲獎的學生，介紹自身參與電子設計競賽的成長經歷及對未來發展的益處。報名采用學生自主報名和教師推薦相結合，通過初審、面試等一系列環節，選拔優秀學生參加電子設計競賽培訓。

2.電子基礎訓練。學生報名、選拔工作完成后，于當年10月份左右開始為期一學期的基礎培訓。培訓時間為12周，培訓內容以8051單片機為主，輔以簡單模擬電路。選擇以單片機為主的培訓，是因為單片機入門較模擬電路容易，學生往往有成就感，不至于中途退出。8051單片機培訓包括I/O口、鍵盤、顯示、中斷、定時和AD轉換等編程，有教師講解、單片機教學視頻等，每位培訓同學配發一塊單片機開發板，從而創造良好的學習環境。簡單模擬電路包括運算放大、有源濾波、比較電路和NE555信號發生等常規電路的制作訓練。基礎電子技術培訓最后是制作一個綜合項目，結合前面學習的內容，制作一個簡單綜合項目“紅外測距儀”，作為對學生一學期來學習的考核。

3.綜合項目化訓練。完成了以上基礎訓練，在每學年第二學期（3月份）開始項目化訓練。完成3個綜合項目的制作，我們通過自定題目或選擇歷年國賽，內容、技術指標可適當降低。為了提高教學質量，每個項目都對學生考核，并有以下教學流程：布置任務、教師講解、過程指導、作品驗收、學生交流和教師點評等，這些過程保證了教學質量。對制作不認真、完成不好的學生警告乃至最后淘汰。

4.暑期集訓。暑期集訓是提高學生參賽水平的關鍵。主要做歷年國賽和省賽真題，每周完成1題，教學流程齊全：布置任務、教師講解、過程指導、作品驗收、學生交流和教師點評等，要求學生按題目的要求和技術指標嚴格、認真制作，鼓勵學生采用新技術、新器件，以降低電路復雜度、提高電路指標。在臨近比賽時，我們安排學生一次模擬比賽，按比賽要求4天時間完成，完成后統一驗收、評獎，由于我校承辦過浙江省大學生電子設計競賽，這個模擬比賽環節，學生能感受比賽的真實狀況，從中受益匪淺。

5.競賽指導和服務工作。競賽期間，每組學生都有1～2名指導教師負責指導和把關，包括幫助學生申題、方案分析、過程指導、指標檢查等，并在學校的大力支持下，安排相關人員，做好各種競賽服務工作，例如水電、網絡等，競賽期間的飲食安排得當，由學校食堂一日三餐和夜點心送到比賽地點，減少學生負擔。競賽期間元件采購和管理，賽前盡量采購齊全的元件，競賽期間安排專人和專車采購，做到學生上午提出采購需求，下午能拿到元件。競賽個別題目會用到一些機械組件，做到學生上午提出需求，下午或第2天上午能加工好所需的組件。

6.其他。為了保證競賽教學的順利進行，還需加強了實驗室建設工作，增添先進儀器，例如數字示波器、程控電源、DDS信號發生器等。建立了競賽元件庫，各種常用、專用元件齊全，分門別類安放在柜子和元件和中，做到種類齊全，能滿足競賽各種題型的需求。建立了機械加工室和電路板加工室學生在訓練和競賽期間，可完成簡單機械加工，例如鉆孔、切割等；可完成電路板的制作，例如轉印、腐蝕等。

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2培養應用型本科人才所采取的措施

我校作為一所非“211”高校之所以能取得如此優異的的成績，和以下幾個方面是分不開的。

2.1制定政策，促進競賽

近年來，我校先后制定了《本科生素質拓展學分實施辦法》《本科生學科競賽管理辦法》等政策性文件，對在競賽活動中取得優秀成績的學生和指導教師進行表彰和獎勵。學生參加競賽獲獎可以獲得素質拓展學分，該學分是本科生獲得畢業資格的必要條件。同時所得學分可以替代公共選修課程、專業選修課程或集中實踐環節部分的學分。教師指導學生獲獎后也可以得到表彰和獎勵，并且將其作為教師聘任、職稱晉升等方面的考核指標。這些政策的實施，充分調動了學生參加各類競賽活動的積極性，激發了教師指導學生的熱情，推動了我校大學生各類競賽活動的蓬勃發展。因此我們學校在大學生電子設計競賽中取得優異的成績是水到渠成的。

2.2積極開放實驗室，提高學生實踐動手能力

為了提高學生的實踐動手能力，學生有更多的時間待在實驗室，教務處制定實施了《教學實驗室開放管理辦法》，該辦法的實施為培養學生的實踐能力，提高實驗室的設備、場地等資源的利用率，規范有序地做好教學實驗室開放提供了強有力的支持。學生通過參加實驗室開放項目可以獲得素質拓展學分，通過學分的激勵，促使更多的學生走進實驗室。激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力，為學生創新精神和實踐能力的培養提供寬廣的平臺。開放實驗室使電子設計競賽與學生科研訓練融為一體，使學生的實踐與創新能力得到鍛煉的同時，也為參加電子設計競賽提前做好準備。

2.3積極組織素質拓展活動，造就實踐創新沃土

學校制定了《本科生素質拓展學分實施辦法》（主要途徑：學科競賽、學術論文、專利或軟件著作權、各類認證資格考試、實驗室開放項目、科研訓練等），并在教學計劃中列出每位學生在校期間都要完成4個學分。素質拓展學分是必修學分，學生未能完成，不能畢業。在“辦法”中將大學生參加各級各類競賽列為學生獲得素質拓展學分的重要途徑。每年學校都要組織學生競賽，如2013年我們就組織學生參加了80項競賽，取得了優異的成績。其中獲獎人數。由于學校積極組織課外創新實踐活動，營造了大學生創新實踐氛圍，每屆全國大學生電子設計大賽學生都能夠積極參加。

2.4修訂本科生培養方案，突出實踐教學環節

具有工程實踐能力、創新設計能力的應用型本科人才的培養模式核心是要培養學生的工程實踐能力、創新設計能力和工程素養。要達到這個目標，就必須大力加強實踐教學環節，建立與課程體系相配套的實踐教學體系。為了增強學生的實踐能力，學校不斷修改教學大綱，修訂本科生培養方案，改進實踐教學體系，將課堂教學與實踐課程合理搭配，將綜合實踐課程、實踐能力培養和素質拓展相結合，按層次、分階段實施實踐教學改革。目前，在工科專業中，實踐教學的比例已占到1/3。我們還建立了以學生為主體，以教師為主導的實踐教學理念，確立了以培養能力，提高素質的實踐教學觀念。

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2EDA技術的優勢

2.1EDA技術的應用范圍廣

當前電子設計中比較流行的編程方式是無線編程和在線編程，EDA技術可以很好地適應電子設計發展的潮流，實現無障礙編程，同時也會使編程具有更高的保密性。

2.2EDA技術的可靠性高

EDA技術可以有效克服電子設計中復位障礙和跑飛缺陷，并可以通過集成和壓縮將電子產品的各系統集成在同一個芯片之中，便于在電子設計中進行管理，有利于實現電子設計中對風險的有效控制，大大提升了電子設計的可靠性。

2.3EDA技術的普適性好

EDA技術可以在電子設計的升級和創新環節中得到有效應用，并能發揮出EDA技術獨有的容量大、速度快、效率高的特點，這對于設計通信類電子產品來講無疑是具有根本性的優勢。

2.4EDA技術的效率高

EDA技術可以實現多任務并行，通過多種模塊的功能化EDA技術可以加快電子設計中速度和效率的提升，實現了對傳統電子設計的超越，達到了電子設計工作對信息化和市場化的適應。

3EDA技術的流程

3.1EDA技術的源程序

EDA技術通過EDA工具對需要編輯的圖形或文本加以編譯，形成規范的VHDL格式文件，這有利于邏輯綜合過程之前對編輯的控制，在形成源程序的同時將其送入到仿真器中進行處理，一般檢驗圖形或文字編輯的錯漏。

3.2EDA技術的邏輯綜合

通過綜合器把電路設計的高級語言描繪轉化成為低級的語言描繪，該過程就是邏輯綜合。在進行邏輯綜合之后能夠將VHDL網表文件送到仿真器中進行仿真操作，其結果與功能基本保持一致。

3.3EDA技術的目標器件

邏輯適配是指對生成的網表文件針對某個具體的目標器件進行映射操作。這個過程包括器件配置、布線操作等，在指定的目標器件中進行配置，產生下載文件，之后可以進行時序仿真操作。VHDL仿真器在運行的過程中已經對EDA器件的屬性特征進行了全面充分的考慮，因此能夠保證時序結果的精確性。

4EDA技術的應用

本研究以EDA技術在8255A芯片的設計工作為例，來闡述EDA技術應用的要點。

4.18255A端口及構造體說明

該設計模塊中PPI端口一共定義了40個引腳，定義與8255A是相同的。端口的構造體許多都是輸入輸出的雙向引腳，其端口是相互對應的在芯片端口的構造體內部，都是通過EDA技術的bus-in和bus-out總線來實現。

4.2構造體進程

構造體進程主要包括如下兩個：一是，讀進程工作就是指在片選信號和讀信號都有效時，從各個端口對外部設備提供的信息數據進行讀入。二是，寫進程工作就是在片選信號和寫信號有效時，將總線上的數據信息寫入到bus-out總線上，便于以后對使用方式的判別。在這兩項進程中需要EDA技術作為系統支撐。

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2培訓的組織實施

培訓的實施采用面向職業崗位，以工作任務為引領，教學做一體的項目教學法進行培訓授課。如表2，即為實用丙級的實施方案示例。

3培訓的鑒定認證

培訓的鑒定認證，是參照臺灣嵌入式系統發展協會的職業能力認證考核標準，制定出包括PLD電子設計專業知識和職業技能兼具的鑒定認證系統，從專業知識和工程實踐技能兩大模塊分別進行考核鑒定。在實用丙級中，專業知識模塊由100道選擇題組成，由在線測試系統（OSTS）從題庫中以隨機方式產生，以考核學員對專業知識的掌握。而實踐技能的考評，主要包括組合邏輯電路的設計與操作、時序邏輯電路的設計與制作、綜合邏輯電路的設計與應用以及數位邏輯功能的模擬與紀錄等四個項目，規劃為二個階段來進行：第一階段主要考量學員對于傳統數位邏輯電路的設計及制作能力，其中包含邏輯化簡、電路設計、電路板規劃、組件辨識及焊接等能力；第二階段則考量有關CPLD的設計與應用能力，包含功能分析、工具使用、電路設計、程序撰寫以及功能模擬紀錄等能力。

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2課程內容增多和課時壓縮之間的矛盾

隨著國家中長期教育發展與改革綱要的落實，高校的社會定位越來越明確。高校近年來不斷的擴大招生人數，我國的高等教育已經從傳統的精英教育階段進入大眾教育階段。學生的本科專業范圍越來越寬，需要開設的內容范圍越來越廣，分配給各個課程的課時會減少，電工電子設計的課時也在不斷的壓縮。與此同時針對電子信息類專業的教學內容卻在不斷的增多，這對教學工作提出了嚴峻的挑戰。

3電工電子設計實訓課教學改革的探討

3.1研制實訓套件針對教學套件陳舊的問題，組織實驗教師研制實驗套件。每個實驗教師帶三名學生，完成套件的設計、加工焊接和調試。鼓勵學生跨專業組隊。充分發揮不同專業的優勢，設計出貼近生活的實用套件。通過采用研制的實訓套件進行教學，提高了學生的參與積極性，取得了一定的教學效果。研制實驗設備是針對電工電子設計課程教學需要的產物，在實驗的教學改革過程中發揮了重要的作用。實驗教師在套件研制的過程中學習了新的知識，提高了自身的專業素質，同時也培養了一部分學生。

3.2提高實驗教師技能電工電子設計課程要求實驗老師既要具有完整的理論體系和實踐經驗，還要求深入淺出的將理論和實踐結合起來。工程訓練中心充分認識到教師隊伍培養的重要性，不斷組織相關的學習培訓活動，包括基本實驗技能培訓、業務能力提升培訓和科研能力培訓。提高了實驗技術人員的知識、技能，保持實驗室建設和發展的生機與活力。

3.3突出學生主體地位傳統的實驗課程課時不連續，每節課必須完成對應的操作，學生的自主時間非常少。電工電子設計課程課時連續，時間集中在一兩周內。要求突出學生的主體地位，壓縮教師的理論授課時間，增加討論答疑環節。在保證學生的自主時間的基礎上，教師在教學內容上要適當引導。首先選擇入門型的套件，讓學生先深入進去，再適當遞進式的增加難度，使學生在掌握知識的同時也獲得一定的成就感。最后學生可以根據個人興趣自主選擇提高性套件，既保證了教學受益面也讓優秀的學生可以學到更多的知識。

3.4健全課程考核機制實訓課程的考核不能僅僅依靠實訓報告和一次的實訓結果來進行考核。把課程考核分為套件驗收部分和設計答辯部分。可以使考核貫穿于整個教學過程，有利于優秀的學生脫穎而出。課程考核的套件驗收部分主要考查學生的焊接能力、對基礎知識的掌握情況、對電子設計中遇到問題的解決方法的掌握程度和常用的調測儀器儀表的基礎知識。對于電子信息類專業學生的要求較高，需要了解基本原理和使用方法。答辯部分主要考核學生的表達能力和對作品的掌握程度，同時也是一個很好的交流學習機會。通過兩級考核模式可以促進學生的學習熱情，激發學生對專業課的學習興趣。

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二、教學改革與建設

教學改革與建設在課程教學改革與建設中，深刻領會教育部［2012］4號、教職成［2011］12號等文件精神，借鑒吸收兄弟院校的優秀成果和寶貴經驗，引入校企合作的開發機制，著力構建基于工作過程的課程改革模式。

（一）基于企業應用需要，架構課程核心。通過企業調研、掛職頂崗等形式，針對電子類專業畢業生從事的崗位群（包括電子產品裝接技師、調試維修技師、檢驗服務技師和電子設計工程師等）進行深層調研分析，確定了崗位群對職業能力的要求。同時，以山東半島制造業基地為背景，以黃河三角洲地區引進發展急需人才項目為載體，大力加強與山東五洲電氣有限公司、濰坊華彤電氣有限責任公司等校外實訓基地的交流與合作，校企雙方共同探討以職業能力培養為導向開展課程改革的新模式，架構了《電子設計自動化（EDA）》的課程核心。

（二）基于典型工作過程，設計課程結構。近年來，德國基于工作過程的職業教育課程開發方法代表著世界職業教育課程發展的方向，比較成功地解決了職業教育課程改革中的難題。其參照系是工作過程，但并非所有的、原生態的工作過程，而是從職業群中歸納整合出的典型的職業工作過程。根據工作崗位與工作任務的調研結果，進行歸納匯總，得到了電子電路原理圖設計、電子電路PCB設計、電子電路仿真調試、EDA綜合應用等分解工作任務，將相互關聯的任務歸類，得到了《電子設計自動化（EDA）》的具體行動領域。實際教學過程中采取由易而難、循序漸進的方式，將單管放大電路、射極跟隨器等基本電路，單片機最小系統等中等集成電路，智能手機拆解電路等實際復雜電路逐層展開，層層融入課程結構，收到了非常好的效果。

（三）基于企業發展前沿，提升教學標準。鼓勵學生考取職業資格證書，以便有能力在激烈的市場競爭中搏風擊浪。在繼續開展維修電工職業技能鑒定的同時，也在嘗試將電子制圖員、助理電子設計師等職業標準和電子設計自動化新器件、新技術、新工藝等融入課程內容，全面提升教學標準，以滿足企業需要，實現與崗位零距離對接。將PCB設計軟件由舊的Protel99SE升級為更為完備的ProtelDXP，將電子仿真軟件由舊的EWB5.12升級為功能更強的Multisim12。在教學過程中，將深圳華為技術有限公司等知名電信電子公司的設計規范標準介紹給學生，既開闊了學生的眼界，同時又激發了學生的學習興趣和熱情。

三、教材選用與處理

根據最新的教學大綱，選用教育部高職高專規劃教材，以提高學生的動手及工程實踐能力為目標，以電子技術基礎為背景，以計算機為工具，全面培養學生的工作和實踐能力。根據需要，把教材內容分為兩大部分：第一部分是電子電路原理圖與PCB設計，包括設計的一般方法、元件庫與封裝庫的編輯、手工布局與手工布線、自動布局與布線等內容；第二部分是電子電路仿真，包括仿真軟件的基本操作、分析方法及實際應用等內容。在此基礎上，又將兩者有機融合，單獨開辟了EDA綜合應用這一環節作為第三部分。另外，結合現代信息技術，突出實用性、時代性，以自主、設計和創新為重點，強調學生的綜合素質教育，培養學生初步的科研和產品開發能力，選拔優秀學生參加全國大學生電子設計競賽、山東省職業院校技能競賽及機電產品創新設計競賽等活動，“走出去———以賽帶練”不失為一條培養高素質人才的好路子。

四、教學方法與手段

借鑒行動導向教學法的先進理念，注重實踐活動，充分調動學生學習的主動性、積極性。在教學方法上，不拘泥形式，而是根據學生的個性特征及教學的實際需要，綜合設計，推陳出新，以達到教學的目的。如在電子電路分析方法的選擇上，采用頭腦風暴法，讓學生各抒己見，充分調動其學習興趣；在PCB板的設計中，采用角色扮演法，根據設計流程讓學生在規范確定、PCB規劃、封裝選擇、布局布線、DRC檢測等環節擔任不同角色，合理分工，提高其工作責任心和學習效率，讓學生在學習過程發現問題、思考問題、解決問題，變被動學習為主動學習。在教學手段上，綜合應用現代教學技術，充分利用電子課件等多種電子資源進行多媒體教學。課件內容形式多樣，充分發揮多媒體的特點，把文字、圖像、聲音、動畫及視頻等信息進行有機結合，使得講授更加生動，演示更加直觀，上機練習更加充分，輔導答疑更加全面。

五、教學過程與評價

在教學過程中，努力營造活躍開放的課堂氛圍，引導學生積極主動思考。鼓勵學生提問，因為每一個疑問都是智慧火花的碰撞，每一個疑問的解決都是能力升華的結晶。以積極心態去引導，對提出問題的學生加以表揚，給予平日成績加分的獎勵。在“傳道、授業、解惑”的過程中，老師起了一個傳幫帶的作用，與學生拉近了距離，是學生學習上的良師，更是生活中的益友。謙遜的態度使人受用終生，在老師的平易近人面前，學生也學會了彬彬有禮，這便是一個和諧的教學氛圍。在授課過程中，還堅持一個理念，即高職教育培養出來的學生不是只會干活的流水線機器，而是有思想、有內涵的高素質人才。教師要教給學生的，理論知識固然重要，做人的道理亦不可或缺。《電子設計自動化（EDA）》作為一門發展潛力巨大的優秀課程，教學考核與評價體系也應該先進實用，首先要與我國高等職業教育要求的通用能力相關聯；其次要與對應職業領域的國家職業標準相關聯。為此，初步探索了基于能力評價的學生考評系統，使之與基于工作過程的課程內容改革相配套，具體包括作業完成情況、基本能力展示、實踐操作技能、工作與職業操守、學習態度、團隊合作精神等考核內容。作為一門實踐性很強的專業課，在大力強化技能訓練的同時，并不忽略理論的重要性。重理論、輕實踐只是紙上談兵：而重實踐、輕理論則是匹夫之勇；只有理論與實踐相統一，那才是王者之道。現代教育培養的學生不是一個個操作工人，而是具有深厚理論功底的能工巧匠。

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1．2成立校學科競賽實訓基地為進一步推動學校科技實踐創新活動的有效開展，本著解放思想、敢于創新的精神，加大研討，深入研究，探索加強學科競賽等實踐教學相關工作的新思路、新舉措和新制度，切實落實本科人才培養根本任務，成立了校學科競賽實訓基地，設立研究基金及改革研究項目，以全校本科教學大討論為契機，以項目研究為驅動，將學生的科技實踐創新活動納入日常教學工作中，與課堂教學有機融合，與實驗內容緊密結合，創新實驗教學方法，形成學生創新活動的長效機制，保障學生大面積受益。

1．3自主創新實驗室及題庫建設依托與國際知名公司聯合的實驗室成立了3個大學生自主創新實驗室，成立了13個俱樂部，5～8組/個俱樂部，3人/組。針對歷屆電子設計競賽題目以及我校培訓題目、內容等，與時俱進，緊跟各類題目技術發展方向，建設各類題目題庫及設計方案指南，并將題目題庫及設計方案指南在學生科技創新活動中應用，培養學生創新能力，擴大受益面，做到電子設計競賽活動不斷線。學生在競賽基地及自主創新實驗室活動的部分場面如圖1所示。

1．4參賽學生選拔機制改革歷屆參賽學生選拔是通過理論考試與面試相結合的方式，這種方法帶來的弊端很多，主要表現在選人不準、意志力看不清、半途逃避等，給競賽培訓帶來了困難，浪費了其他同學鍛煉的機會。在總結歷屆電子設計競賽組織過程中出現的這些關鍵問題的基礎上，對組織、選拔、組隊培訓、參賽等過程與管理體制進行了完善，要求各實驗室結合課改、課外興趣小組等形式對有興趣的學生進行課外科技創新訓練，記2學分，形成長效機制，對創新能力強、能吃苦耐勞且意志力堅強的學生推薦到校競賽實訓基地進行強化訓練，取得了明顯的效果，其具體選撥參賽學生機制如圖2所示。

1．5培訓指導思想與方法教練隊伍、競賽基地、題目題庫等健全后，重點應落在學生課外的培訓中，其培訓指導思想為積極認真參與，豐富學生科技活動，推動教學改革與課程建設。建立科學有效的培訓體系，培養學生提高專業理論水平、工程素質及創新能力，鍛煉學生意志品德，樹立協作精神。方法路線為:(1)培訓內容有針對性、繼承性和前瞻性。(2)培訓分階段進行，兼顧知識梯度與受眾面。(3)注重基礎知識與基本技能的培養。(4)強化綜合技能培養，激發創新能力。(5)注意培養協作精神與競爭意識。

2實踐教學內容與競賽知識點融合，建設實踐教學體系

針對學科競賽特點及知識點，在學校實踐教學體系總框架下，對實踐教學內容進行了改革，研究、探索實踐教學內容與電子設計競賽有機結合的新的實踐教學體系。其中面向本科生開設了電源設計、功率電子設計、自主創新實驗等選修課程，在電路實驗中增加了電阻、電容、電感元件的簡單測量，模擬電子線路實驗中增加了程控增益放大器的設計，射頻電子線路實驗中增加諧振放大器的設計，數字電路實驗中增加FPGA設計，微機原理實驗要與單片機有機結合，增加DDS信號產生設計、輸入輸出控制設計等內容。實踐教學內容與電子設計競賽有機結合實踐教學體系初探如圖3所示。

3結合改革內容具體培訓及發現的問題

經有關實驗課程內容改革實施，加之各實驗室教師選拔，推薦到競賽實訓基地進行培訓的學生，經一個月單人單組基本知識點強化培訓與實踐，結合每個學生硬件、軟件設計能力特長，3人一組組隊，每隊再根據3人綜合特長，選擇1－2個競賽題目方向，進行系統訓練，訓練題目難度、技術要求、設計步驟與方法等嚴格按照國家競賽要求進行。訓練作品之一如圖4所示;組隊培訓的具體內容與培訓中發現的問題如表2所示。

4成效

4．1實驗課受益面學生從認知到研究、從單元到系統，對實驗內容和模式給予高度評價，認為在電工電子實驗中心真能學到很多知識，知識和能力得到全面提升。全校80%以上專業和90%的近萬名/年學生四年中均受益。實現了“大面積成才，強化優秀生培養，促進拔尖生脫穎而出”分類培養目標。

4．2競賽實訓基地受益面在實訓基地，學生自由組成科技興趣俱樂部更加活躍了創新氛圍，常年在俱樂部參加課外自主創新實踐活動達500余人，出現了課外實驗室的場地難求局面，寒暑假“俱樂部”也是燈火通明。涌現了一批優秀的本科生及其科技作品，低年級學生被高年級的創新作品深深吸引，90%學生參加各類競賽和科技活動，把競賽實訓基地、俱樂部及自主創新實驗室作為第二課堂。

4．3參賽成績我校選拔了25支隊伍參加了2013年的全國大學生電子設計競賽，其中獲全國一等獎7個，二等獎3個，獲陜西省一等獎14個，二等獎7個，三等獎3個。全國一等獎成績名列第四，其中一人獲瑞薩特別獎。2013年競賽成績與2011年相比有了明顯的提高，如表3所示。