陳駿蓮
(電子科技大學電子實驗中心成都610054)
摘要:以EDA工具軟件為教學工具,在綜合實驗中培養學生的電子電路設計能力。具體以數據采集實驗作為實例加以闡述。
關鍵詞:EDA技術電子技術綜合實驗數據采集
電子技術綜合實驗是我校“現代電子技術實驗”課程的第三層教學模塊,主要任務是培養電子類專業高年級學生的電子係統的設計能力,學習係統設計的過程,訓練工程實踐能力。前承基礎模塊的實驗,從具有單一功能的實驗電路轉為完整的係統電路;後啟創新實踐模塊,為學習獨立設計係統打下良好的基礎。
一、EDA技術是綜合實驗的重要教學工具
從教學角度思考,綜合實驗主要針對的是學生電子設計能力的培養,進入這一層次學習的學生還沒有什麼設計電路、搭建電路的經驗,如果直接要求他們根據設計需求製作電路,由於學生的水平不一,部分學生難免會出現學習的惰性,等待抄襲其他同學的設計成果,或者等待教師在看不下去的情況下給出電路,失去本層次教學的意義,這種弊端是我們在教學中要盡量避免的。我們采取的教學方法是以點帶麵,將實驗係統的實現分為幾個必須的步驟,每一步都有重要知識點,每個知識點的掌握則是通過完成一定的任務而達成的,實現的重要手段之一便是采用EDA仿真技術。通過課堂教學、督導,“逼迫”學生進入電路設計狀態,完成相關設計知識的學習。
本層次的實驗涉及了模擬電路、數字電路及單片機技術等課程內容,設計的實驗項目有的偏重模擬係統,有的偏重數字係統,有的以單片機為核心,均是具備一定功能的完整電子係統。
教學模式則根據所選題目的不同而略有不同。總體上采用的是,先建立電子係統的概念,作係統總體設計;然後按模塊分別設計並作係統仿真;最後完成係統設計。對數字係統來說,主要是基於CPLD和FPGA的,因此綜合設計的過程主要在針對性較強的數字邏輯係統的EDA軟件中完成硬件描述語言的編寫及仿真調試,最後下載到芯片上進行實際的測試。對模擬係統而言,先作係統設計並在Orcad或EWB上作電路仿真,然後進行硬件電路的搭建、調測。對單片機類電路,同樣是先作係統設計,然後作一些外圍硬件電路的仿真,再編寫程序並作仿真調試,最後是硬件和軟件的聯調。
二、EDA技術在數據采集實驗中的應用
考慮到進入本層次學習的學生是初次接觸到係統的概念,為了與他們前麵的單元式功能模塊的實驗相銜接,係統模塊都是給出的。
1.繪製係統電路圖
此步驟看似與設計要求不相關,但是結合指導畢業設計的經驗,發現缺少了這一環節的培養,大量做硬件課題的學生到了畢業設計階段,從頭開始學習繪製電路原理圖及PCB板的設計,占用了較多的時間,使得關注於課題設計的時間被占用,影響設計效果。繪製原理圖及PCB又是實踐性極強的,單獨設課的教學效果不好,結合以上情況及參照本校實踐類課程教學計劃,我們在綜合實驗中用幾個學時的時間對學生進行初步的培養,深入的學習研究留給他們課後去做。另一個目的是讓學生熟悉係統電路,這比單純的對著課件講述一遍留下的印象要深一些。采用的繪圖工具是protel99SE(主要是實驗室條件所限),基本任務是繪製電路原理圖,構建網絡表,應用自動布局、布線來完成PCB圖,學一些基本技巧。