電子電路設計與分析精選(九篇)
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第1篇：電子電路設計與分析范文
【關鍵詞】高速公路；電子不停車收費系統；設計
在高速公路上運用電子不停車收費系統是解決道路擁堵的一種有效方式，很多發達國家都在運用這種手段來提高出行效率。我國的部分高速公路已開始運用電子不停車收費系統，取得了較好的實踐效果。但在技術方面還存在一定不足，需要設計人員開展進一步的研究，確保系統能夠更加適用于我國的高速公路實際運行情況，發揮最大效用。
1.電子不停車收費系統的概念及組成
1.1電子不停車收費系統的概念
電子不停車收費系統隸屬于智能交通系統領域，憑借其快速、高效、智能的運行模式在國際社會得到廣泛應用。具體來說電子不停車收費系統就是在車輛識別技術的輔助下實現收費站和車輛之間的數據通信，開展數據交換，利用網絡來對收費數據進行處理，在車輛不停的狀態下完成高速公路收費的智能系統。
1.2電子不停車收費系統的組成
電子不停車收費系統的組成主要包括四個部分：第一是CPU卡和電子標簽，其中CPU卡作為一種全新的IC卡在電子付費方面發揮著重要作用，而電子標簽的功用在于儲存車輛信息、車主資料及車牌信息等，是電子射頻的一種。第二個組成部分是收發器，收發器通過與電子標簽間的微波高頻通信來阻抗干擾，實現快速通信。第三部分是微處理器，其主要功用是進行通信處理，將OBU和CPU卡收集到的信息傳至控制器，獲取并處理車輛信息，對OBU和CPU卡中的信息進行修正。第四部分為車道控制器，該控制器需要對OBU和CPU卡中的數據進行分析，對車輛的通行權進行判定，明確OBU和CPU卡是否有效，在判定無效的情況下發出警示，同時還能完成對違章現象的取證工作。
2.建立電子不停車收費系統的意義
在高速公路上建立電子不停車收費系統意義重大。首先，這是對科學發展觀的有力踐行，由于近年來車輛數量持續性增長，給高速路的正常通行帶來了很大壓力，高速公路擁堵成為備受關注的社會問題。建立不停車收費系統能夠使司機在不停車的狀態下完成交費，交費消耗的時間幾乎可以忽略，使高速路收費站的容量得以擴展，工作效率得以提升。其次，不停車收費系統的運用是科技興交的重要體現方式之一。車輛不必在通行中頻繁剎車、起步，使車輛磨損得到有效控制，節省油耗，同時減少對大氣環境的污染，實現節能環保。第三，此類智能系統的投用能夠解決人工收費的諸多弊病，如票款丟失、效率低下等，使高速公路保持順暢，真正實現高速通行。通過為人們提供安全快速的交通環境，使交通行業的全新形象完美地展現出來。
3.高速公路電子不停車收費系統的設計
3.1系統架構設計
C/S架構是一種較為通用的系統架構，其組成部分包括收費站、分中心和省中心。這三個部分共同構成一個局域網，具體的工作方式為：高速公路車道作為信息采集前端，為收費站獲取車輛信息，將信息傳送到收費站的數據庫服務器上，再由收費站將處理后的數據傳送到分中心和省中心。系統硬件結構是系統架構設計的重點，而硬件結構的主要部分就是ETC車道。ETC車道包括的硬件設備較多，如車道工控機、判別線圈、觸發線圈、抓拍攝像機、報警器、數據疊加器等等。設備之間是相互連接的，車道計算機起著主要的控制作用，而整體系統的運行則是由ETC車道軟件來控制的。
3.2系統功能模塊劃分
電子不停車收費系統的組成模塊包括：車道前端、車道監視、數據通信以及ETC管理四個部分。其中車道前端的主要任務是處理車道交易、檢測外部設備并對設備進行有效控制以及拍下圖像進行保存；車道監視的功用在于查看車輛、設備的變化情況，并對收費過程進行監督；數據通信需要將車道前端收集到的數據下載下來，并將收費數據上傳到中心；而ETC管理的主要工作就是完成相關數據的統計與核查，需要處理的內容包括參數的更新、交通流量的統計、突況的統計、收費金額的審查等等。四個模塊缺一不可，只有四者協調工作才能確保電子不停車收費系統的正常運行。
3.3系統模塊設計
系統模塊設計是系統設計當中的重要環節，需要處理好以下幾個方面的設計工作：第一是入口OBU處理，首先要對OBU的有效性進行判斷，確定其能夠正常運行的情況下再對OPU卡的有效性進行判定，用OPU卡來對車道號、收費站編號等進行記錄，進而寫入入口信息，形成入口過車明細。第二是出口OBU處理，同樣需要對OBU的有效性進行判斷，確定有效后讀出CPU卡中的基本信息，進行費率計算，從車輛持有人的電子錢包當中扣除費用，回寫出口信息，最終形成出口收費明細。第三是對車道異常進行處理，比如無電子標簽的車輛處理流程為車輛進入無電子標簽報警引導車輛走MTC車道處理下一車輛。無效電子標簽、無CPU卡、入口信息無效等車道異常情況的處理流程都與之相同，只是聲光報警系統顯示的報警內容存在差別。第四是ETC管理，ETC管理需要做的工作是進行數據瀏覽、查詢、統計等，具體流程可以表示為管理開始選擇功能項設置查詢條件生成SQL語句顯示查詢結果進行結果打印。
3.4數據庫設計
數據庫設計包括概念設計和庫表設計兩個部分。在數據庫的概念設計當中涉及的內容包括：OBU（即電子標簽）、IC卡、車輛實體、員工實體、班次及機構實體等等。以OBU為例，其包括的實體屬性包括車型、編號、車牌號、車牌顏色、啟用及失效時間、OBU狀態等等。高速公路的員工實體屬性包括操作員的姓名、工號、密碼、所屬路段及收費站等。數據庫的庫表設計較為復雜，需要用到的庫表種類繁多，如OBU字典表、機構編碼表、車輛信息表、IC卡字典表、收費標準字典表等等，不一而足。每種庫表都有各自的功效，如OBU字典表是用來保存車輛的屬性，以車輛信息為依據來進行車型識別。通過數據庫的庫表設計能夠對高速公路路段的各項信息進行有效記錄，使不停車收費系統更加完善。
3.5界面設計
建立清晰的電子不停車收費系統界面能夠減少信息檢索實踐，提高工作效率。在ETC車道入口的界面中，需要包含交易信息區、車道運行信息區、外部設備狀態顯示區及攝像顯示區等等。監視界面的設計需要包含的內容有車道外部設備的運行情況、車輛交易實況、攝像機圖像等。收費站的ETC管理系統界面需要展示系統登錄、數據及報表管理、提供退出等部分。除了上述幾個環節的界面設計外，通行費統計、車流量統計、黑名單查詢等系統組成部分的界面都需要有一個完美的設計。要求各區域的劃分要十分明確，結構安排也要盡量合理，力求在一個界面上展示足夠多的信息。
4.結束語
電子不停車收費系統在提升高速公路通行效率、實現節能環保、展現交通形象等方面起著積極作用，道路交通部門應該積極將這種智能化的系統引入到高速收費工作當中。系統設計者則需不斷完善設計工作，使系統能夠順暢高效地運行，助益于高速公路事業的發展。
【參考文獻】
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第2篇：電子電路設計與分析范文
顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153
【文章摘要】
計算機技術的迅速發展，為軟件
的開發與應用創造了廣闊的發展空
間。在電子線路設計領域中，軟件應
用作為其重要組成部分，能夠為電路
設計提供更為高效的參數優選方案，
其在當下社會應用和教學中所占比
重也日漸增加。在電路研究與設計過
程中，已有越來越多的設計者利用電
腦仿真技術對電路設計進行分析與
調試，計算機軟件的應用逐漸成為當
下電子電路設計中的重要工具。本文
從電子電路設計過程中的設計質量，
設計周期及成本計算角度出發，對電
子電路設計教學中的軟件應用進行
分析，并通過探討不同類軟件在電子
電路設計教學中的應用特點，為電子
電路教學提供有效的教學依據。
【關鍵詞】
軟件應用；電子電路設計；設計教學
1 電子電路設計教學發展概況
隨著計算機技術的飛速進步，軟件的
開發與利用日漸成為當下社會各領域發
展的重要構成部分，在現階段的電子電路
設計中，各類軟件的應用在為電路設計提
供極大便利的同時，也為電子線路連接及
功能的驗證提供了有效途徑。各類軟件在
日漸普及和廣泛應用中得以不斷完善，這
也極大的促進了計算機軟件在電子電路
設計中的應用。在電子電路的實際設計應
用中，由于電子電路結構設計和線路搭建
涉及到了多個電子領域，如電路圖繪制，
電路設計，元件設計及結構調動等，都需
要不同類型的軟件進行應用設計。在當下
我國電子電路的設計與教學中，理論課程
與課程實驗的有機結合為學生的電路學
習設計提供了良好的發展空間。計算機軟
件的應用教學，使得學生在掌握了軟件應
用的基礎上，能夠以軟件工具開展電子電
阻的設計，搭建和線路調試。在計算機軟
件的電子電路教學設計與應用中，模擬電
子技術實驗教學是一個極具代表性的實
例，學生在模擬電子電路設計的課程中，
能夠在課程內容中學習到電路技術和計
算機技術的基礎知識，并通過課堂練習和
課程實踐不斷加深對計算機軟件應用和
電子電路設計的認知，在課程教學后期的
課程實踐中，教師通過帶領學生開展電路
設計實踐，以進一步促進學生軟件知識和
電子電路知識的有機融合。電子電路教學
的開展，為計算機軟件和電路設計應用的
結合提供了發展前提，這也為我國電子電
路技術的發展奠定了基礎。
各類軟件在電子電路
設計教學中的運用
顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153
2 電子電路設計教學中軟件應用意
義探討
在電子電路的實際設計與開發中，
電路結構的軟件設計仿真測試已成為當
下最具有效性的技術，加之越來越多的電
子電路設計者選擇運用計算機軟件對電
子電路設計進行研究，這就使計算機軟件
應用在電子電路的設計中具有十分重要
的意義。計算機軟件提供的軟件仿真功能
為電子電路的方案設計提供了有力的參
考，學生能夠利用軟件進行對預先設計好
的電路方案進行仿真，并通過對比方案設
計與當真結果對具體內容進行改進，這在
幫助學生完善仿真方案的同時，也進一步
鞏固了其對知識的掌握，提升了電路設計
中發現問題和處理問題的能力。與傳統形
式的電路測量檢驗方式不同，計算機軟件
的應用僅需要將電路接口連接到實驗箱，
通過程序調試模擬實際應用環境，以更為
高效率的檢測出電路系統的設計錯誤。軟
件應用在為電子電路設計提供仿真環境
的同時，也能夠在學生的電子理論學習中
起到極大的輔助作用。在電子電路教學開
展過程中，課程理論和實驗設計的有機結
合能夠進一步加深學生對電路知識的理
性認知，而在電路的設計和應用檢測過程
中，由于校園客觀環境的限制，電路的檢
驗與應用通常無法得到充分開展，而利用
計算機軟件設計則能夠有效實現對電路
設計的檢驗和校正，使得學生能夠在真正
意義上掌握電子電路設計課程中的研究
方法。
3 各類軟件在電子電路教學中的具
體運用
3.1 CAD 軟件在電子電路教學中的
應用
CAD 軟件系統是當下電路設計軟件
中圖形設計功能作為全面的應用軟件，其
在電子電路設計教學中的應用也十分廣
泛。在電路設計教學的開展中，CAD 軟
件為課程開展提供了繪圖，幾何造型以及
特征計算等功能，在進行電路設計過程
中，教師能夠通過帶領學生進行元件設
計，是學生進一步掌握不同電路元件的功
能，并以此為基礎，使學生利用不同元件
的特性進行電路的功能設計。CAD 軟件
在為電路教學設置元件設計功能的同時，
也自帶有元件庫，電路的實際設計可以直
接對元件進行調用，這也能夠有效節約電
路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教
學時，教師還要強調實際元件和虛擬元件
的區別，并通過在教學過程中著重強調，
以保證學生實際電路連接的準確性和安
全性。
3.2 EWB 軟件在教學中的具體應用
分析
EWB 計算機軟件是一種用于電路設
計與仿真的EDA 工具軟件，與CAD 軟件
不同，EWB 軟件中包含更多的高品質模
擬電路元件和組件模型。教師在開展電子
電路設計教學時能夠在元件調用的基礎
上，引導學生利用軟件進行多種功能仿
真，如對以連接的電路結構進行交流頻
率特性分析，靜態分析和參數掃描分析
等。EWB 軟件主要結構包括函數信號發
生器和仿真電路模板等，學生能夠在課程
設計中通過元件調用和參數整合，完成電
路設計，并通過將電路系統調用與仿真模
板中，對其進行功能測試。在電路仿真教
學過程中，教師應首先開展信號發生器教
學，使得學生能夠依據實際電路結構設計
選定對應的激勵信號，以此保證電子電路
結構仿真結構的準確性和有效性。
3.3 PSPICE 仿真軟件在電路設計教
學中的應用
作為現階段不同類型電路分析與設
計仿真軟件之一，PSPICE 軟件具有十分
優越的實用性能。該軟件主要包括電子線
路仿真，圖形方式輸出，模擬計算電路功
能和網表生成等功能，不僅能夠對模擬電
子線路進行仿真與模式實驗，也能夠與實
體電路結構進行連接并開展模擬仿真。在
電子電路的設計教學中，教師要將課程演
示重點放在利用 PSPICE 軟件模擬連接
電路上，使學生能夠在掌握元件參數的基
礎上，更為全面的掌握電路波形和電壓電
流值的檢測方法。PSPICE 仿真軟件的應
用，也為電路設計教學中元件參數的優化
提供了科學有效的途經，教師通過對比軟
件中不同模擬元件的功能，以選擇靈敏度
高和容差關系穩定的軟件開展教學，這能
夠極大的優化電路設計中的元件參數，并
使得電子電路設計的教學質量得到有效
提升。
4 結束語
不同類型計算機軟件在電子電路教
學中的應用，為電路設計與功能檢測提供
了有效的教學方式。教師在備課過程中通
過對比不同電路軟件的應用特點，并選取
更具教學價值的應用軟件開展電子電路
教學，能夠更為全面的對電路參數進行講
解，進而培養學生電路工程設計的眼光，
為學生今后的就業與發展打下堅實的基
礎。
【參考文獻】
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術的實際應用探究[J]. 山東科學
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[4] 周淑芳. 柔性電路板在電子電路
第3篇：電子電路設計與分析范文
[關鍵詞]數字電子電路；EDA技術；應用；探究
在微電子技術飛速發展的背景下，數字電子電路的設計的難度也在不斷加大，電子產品翻新的速度也在不斷加快，這給數字電子電路設計帶來了較大的壓力。EDA技術是數字電子電路的設計中較為先進的技術，具有其他技術不具備的優勢，使數字電子電路的設計得到了革命性的發展[1]。EDA技術的優勢在于當程序修改錯誤時，不需要使用額外的硬件電路，且在使用EDA技術進行電子產品設計時能夠使電子產品的成本降低和設計周期縮短。因而，EDA技術在數字電子電路設計中得到了越來越廣泛的運用，也推動了數字電子電路的設計領域的變革，促進電子產品的發展。對此，我們需要EDA技術在數字電子電路的設計中應用有所了解。
1EDA技術概述
EDA（ElectronicDesignAutomation，電子設計自動化）技術是逐漸從計算機輔助測試、計算機輔助制造、計算機輔助設計以及計算機輔助工程中發展而來的[2]。該技術主要是將計算機作為載體，在EDA軟件平臺上，設計者主要采用硬件描述語言VHDL進行設計，進而由計算機自動完成各項工作。EDA技術是一種融合了當前多種新型技術的新技術，它以計算機為載體，將計算機技術、信息技術、電子技術以及智能技術相互融合起來，進而完成電子產品的自動化設計工作，這樣有效促進了電路設計的可操作性以及效率性，不僅保障了電路設計的質量和效率，同時也極大地減輕了設計者的工作強度，同時也降低了電子產品的生產成本。具體來說，EDA技術的特點以及EDA技術設計流程如下。
1.1EDA技術的特點
相比于傳統的CAD（ComputerAidedDesign，計算機輔助設計）技術而言，EDA技術具有顯著的特點。首先一點，EDA技術在硬件電路選擇軟件設計方式方面上，它可以選擇多種設計輸入，如VHDL語言、波形等等，它在完成下載配置前能夠在沒有硬件設備的情況下能夠自行完成。與此同時，它在修改硬件設備也是非常簡單、易于操作，這種修改硬件設備的方式和軟件程序修改方式非常接近，采用軟件測試的方法對其進行測試，這樣就能科學有效地設計特定功能的硬件電路[3]。第二點，EDA技術能夠儀自動化的形式進行產品直面設計。它可以通過HDL語言和電路原理圖等自動化的邏輯編譯的相關程序輸入其中，并生成相應的目標系統。簡單說來，這種技術能夠以計算機為依托，從電路功能模擬、電路性能分析、電路的設計以及優化、電路功能的測試和完善等全部流程都可以以自動化的形式實現。第三點，EDA技術具有較高的集成化特點，并可以自身構成片上系統。EDA技術在數字電子電路設計中是以芯片為載體進行設計的一種設計方式。因而，當前大規模集成線路的不斷發展能夠有效促進繁雜的芯片設計工作的完成，同時也能夠完成專業化的集成電路設計[4]。第四點，EDA技術可以大大提高系統升級的工作效率，它能夠當場進行目標系統的編程，實現有效的系統升級。第五點，EDA技術具有自動化的特點，且進行技術開發的時間并不長，且能夠有效節約設計的費用，避免了資源的浪費，同時EDA技術也具有極大的靈活性和實用性，可操作性較強。
1.2EDA技術設計流程簡介
EDA技術對于數字電子電路設計的意義可以認為是它將推動了數字電子電路設計的一個發展變革，使其進入了一個發展的新時期。傳統的電路設計的模式多是以硬件搭試調試焊接的方式，而E-DA技術以計算機自動化的設計模式對傳統的電路設計模式進行了創新。EDA技術設計流程主要包含8個流程依次為[5]：設計指標設計輸入（將電路系統采用一定的表達式輸入計算機，其中包括圖形輸入以及文本輸入）邏輯編譯（將設計者在EDA中輸入的圖形或文本進行有效的編排轉化）邏輯綜合（將電路中高級的語言轉化為低級的，并與基本結構相應射）器件適配（將由綜合器產生的網表文件配置到指定文件中，使之能夠下載文件）功能仿真（跟進吧算法和仿真庫對涉及進行模擬，以驗證其涉及是否和要求一致）下載編程（將適配后生成的配置文件和下載文件以編程器下載）目標系統。
2可編程邏輯器件
數字邏輯編輯器具有自身的發展歷程，一般可以將其分為分立元件、中小型標準芯片以及可編程邏輯器件等三個階段。對邏輯器分類方面可以將其分為固定邏輯器和可編程邏輯器。其中固定邏輯器的電路是固定的、不可變的，而可編程邏輯器則可以為使用者提供多種邏輯能力，也可以在不同的時間內進行改變，進而完成不同的功能[6]。可編程邏輯器件（programmablelogicdevice，PLD）產生于通用集成電路，根據使用者對器件編程來確定其邏輯功能。可編程邏輯器件具有較高的集成度，一般能夠滿足大多數數字系統設計的需求。在科學技術快速發展的情況下，可編程邏輯器件也隨之不斷發展。當前，可編程邏輯器件已經成為解決邏輯方案的首選，這主要是因為它能夠根據用戶的需求進行相應的產品功能增加以及產品升級，且操作較為簡便，具有低成本、低消耗、多功能、高集成性等優勢。與此同時，當前一些公司也在不斷對其進行研究，不斷完善可編程邏輯器件的功能，并獲得了較為顯著的效果，如Altra公司的FLEX10K的系列產品、Xilinx公司的XC4000的系列產品[7]。
3VHSIC硬件描述語言
VHSIC硬件描述語言（Very-High-SpeedInte-gratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，VHDL）是電路設計中使用的一種高級語言，主要在20世紀80年代由美國國防部認定的標準硬件描述語言，之后其他公司紛紛推出了VHSIC硬件描述語言設計環境。對此，我們需要對VHSIC硬件描述語言具有一個較為清晰的了解。數字電子電路設計的第一步就是使用EDA技術以及相應的軟件開發工具進行設計輸入。簡單地說就是簡要描述電路設計、硬件設計以及測試方法。在設計一些規模不大的數字電子電路時，一般硬件描述的方式為原先的時序波在設計一些大規模的數字電子電路時，其描述方式就需要采用具有較強針對性的硬件描述語言。VHSIC硬件描述語言不僅能夠詳細描述硬件電路的功能、定時與信號連接的關系，而且還能采用簡潔的模式準確描述硬件電路中邏輯較為抽象的部分[8]。由于VHSIC硬件描述語言具有詳細準確描述硬件電路功能的特征，因而，VHSIC硬件描述語言成為EDA技術在數字電子電路設計中最為常用的設計輸入方式和描述語言。在數字電子電路設計中，VHSIC硬件描述語言已經成為使用最為廣泛的硬件電路應用描述語言。這主要是因為VHSIC硬件描述語言具有硬件特點的語句，其結構和語法具有高級計算機具有高度相似性。除此之外，VHSIC硬件描述語言在程序結構上也有著十分明顯的優勢，它進行實體設計時能夠將其設為可視部分和不可視部分。從中可以發現，VHSIC硬件描述語言與綜上所述，可以看出VHDL硬件描述語言比傳統的其他硬件描述語言相比，如AHDL、VBLE，具有強大的描述功能，能夠有效規避器件的復雜結構，進而對數字電子電路設計進行有效的描述[9]。具體說來，與其他硬件描述語言相比，VHSIC硬件描述語言的特點主要有以下幾個方面：其一，具有強大的功能以及靈活的設計。這主要是VHSIC硬件描述語言有著功能強大的語言結構，能夠采用簡短的語言進行復雜邏輯的描述；同時，它也具備多層次的設計功能，支持多種設計方法。其二，具有廣泛的支持性，且易于修改。由于VHSIC硬件描述語言已經成為使用最為廣泛應用描述語言，因而具有廣泛的支持性；由于其結構化和易讀化的特征，因而易于修改。其三，系統硬件描述能力強大，VHSIC硬件描述語言可以進行結構描述、寄存器傳輸描述、行為描述，也可以進行三者混合描述。其四，與器件設計相對獨立，在進行VHSIC硬件描述語言可以不用考慮器件設計情況，專心用于VHSIC硬件描述語言設計的優化。其五，移植能力強，能夠共享。VHSIC硬件描述語言設計完成后可以將成果進行分享，避免電路的重復設計。除此之外，VHSIC硬件描述語言還具有其他的特征：其一，VHSIC硬件描述語言屬于設計輸入語言，它能夠通過計算機詳細描述硬件電路的運行狀態，并將其與數字電路的設計系統自動綜合。其二，VHSIC硬件描述語言是常用的測試語言，它能夠以測試基準對數字電子電路進行可以仿真與模擬，進而判斷其功能情況。其三，VHSIC硬件描述語言是標準化語言，它是當前設計語言中使用最為廣泛的語言之一，也是當前電子領域普遍認可的標準化語言。其四，VHSIC硬件描述語言是可讀性語言，它不僅可以被計算機識讀，同時也可以被設計者識讀。其五，VHSIC硬件描述語言一種網表語言，它獨特的語言結構讓其在計算機設計中工作較好，同時它在設計工具間聯系的格式中屬于低級設計工具，即它在門級網表文件形成中具有相互轉化的功能和高度兼容性。
4EDA技術在數字電子電路設計中的應用
我們可以通過設計一個數字鐘電路來展現E-DA技術在數字電子電路設計中的應用，該數字電路鐘能夠顯示秒、分、時。
4.1準備的設備
本次實驗主要是選用FPGA芯片EDA技術實驗工具以及電子計算機。
4.2實驗設計方法
依照EDA技術的設計規范進行分層設計，其內容包括數字鐘；時計數、分計數、秒計數以及譯碼顯示；24進位制計數器、60進位制計數器以及譯碼顯示電路。在VHDL語言描述上，要使用VHDL語言對60進位制計數器、24進位制計數器進行描述編程，并將兩者進位標準進行調整，使其一致。關于譯碼顯示電路的設計。在設計中可以使用動態譯碼掃描處理電路進行處理，這能夠某個時間點點亮單個數字碼而達到6個同時顯示的視覺效果，這樣不僅將電路能耗降到最低，同時也節約了器件資源，并延長了器件的使用壽命[11]。關于頂層設計，在這一設計中需要建立在底層設計模塊的基礎上，通過原理圖方法將兩者進行有機的融合，進而獲得一個完整電路。
4.3編譯下載
第4篇：電子電路設計與分析范文
在人類的科學研究中，有不少研究成果得益于大自然的啟發，例如仿生學技術。隨著計算機技術和電子技術的發展，許多的科學研究越來越與生物學緊密相聯。在人工智能方面，已經實現了能用計算機和電子設備模仿人類生物體的看、聽、和思維等能力；另一方面，受進化論的啟發，科學家們提出了基于生物學的電子電路設計技術，將進化理論的方法應用于電子電路的設計中，使得新的電子電路能像生物一樣具有對環境變化的適應、免疫、自我進化及自我復制等特性,用來實現高適應、高可靠的電子系統。這類電子電路常稱為可進化硬件(EHW, Evolvable HardWare)。本文主要介紹可進化硬件EHW的機理及其相關技術并根據這種機理對高可靠性電子電路的設計進行討論。
1 EHW的機理及相關技術
計算機系統所要求解決的問題日趨復雜，與此同時，計算機系統本身的結構也越來越復雜。而復雜性的提高就意味著可靠性的降低，實踐經驗表明，要想使如此復雜的實時系統實現零出錯率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統的容錯性能：即系統在出現錯誤的情況下的適應能力。對于如何同時實現系統的復雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍本。人體是迄今為止我們所知道的最復雜的生物系統，通過千萬年基因進化，使得人體可以在某些細胞發生病變的情況下，不斷地進行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機理，科學家們研究出可進化硬件（EHW,Evolvable HardWare），理想的可進化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構消除錯誤，而且可以在設計要求或系統工作環境發生變化的情況下，通過自我重構來使電路適應這種變化而繼續正常工作。嚴格地說，EHW具有兩個方面的目的，一方面是把進化算法應用于電子電路的設計中；另一方面是硬件具有通過動態地、自主地重構自己實現在線適應變化的能力。前者強調的是進化算法在電子設計中可替代傳統基于規范的設計方法；后者強調的是硬件的可適應機理。當然二者的區別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個方面的問題。
對EHW的研究主要采用了進化理論中的進化計算（Evolutionary Computing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設計算法，在數字電路中以現場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設計中以現場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進行的。此外還有建立在晶體管級的現場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時設計數字電路和和模擬電路提供了一個可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現場可編程門陣列的相關知識，并以數字電路為例介紹可進化硬件設計方法。
1．1 遺傳算法
遺傳算法是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程的一種自適應全局優化算法，它借鑒了物種進化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個體。先通過初始化隨機產生一群個體，稱為種群，它們都是假設解。然后把這些假設解置于問題的“環境”中，根據適應值或某種競爭機制選擇個體（適應值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個體，即重疊種群），如此進化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優解為止。
1．2 現場可編程邏輯陣列(FPGA)
現場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT, Lookup Table)結構的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態，工作時需要對片內的RAM進行編程。當用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個邏輯電路以后， FPGA開發軟件會把設計方案通過編譯形成數據流，并將數據流下載至RAM中。這些RAM中的數據流決定電路的邏輯關系。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA能夠反復使用，灌入不同的數據流就會獲得不同的硬件系統，這就是可編程特性。這一特性是實現EHW的重要特性。目前在可進化電子電路的設計中，用得最多得是Xilinx 公司的Virtex系列 FPGA芯片。
2 進化電子電路設計架構
本節以設計高容錯性的數字電路設計為例來闡述EHW的設計架構及主要設計步驟。對于通過進化理論的遺傳算法來產生容錯性，所設計的電路系統可以看作一個具有持續性地、實時地適應變化的硬件系統。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導致的錯誤，設計要求和規則的改變，環境的改變（各種干擾的出現）等。
從進化論的角度來看，當這些變化發生時，個體的適應度會作相應的改變。當進化進行時，個體會適應這些變化重新獲得高的適應度。基于進化論的電子電路設計就是利用這種原理,通過對設計結果進行多次地進化來提高其適應變化的能力。
電子電路進化設計架構如圖1所示。圖中給出了電子電路的設計的兩種進化，分別是內部進化和外部進化。其中內部進化是指硬件內部結構的進化，而外部進化是指軟件模擬的電路的進化。這兩種進化是相互獨立的，當然通過外部進化得到的最終設計結果還是要由硬件結構的變化來實際體現。從圖中可以看出，進化過程是一個循環往復的過程，其中是根據進化算法（遺傳算法）的計算結果來進行的。整個進化設計包括以下步驟：
（1）根據設計的目的，產生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數據串）來表示，其中每個個體表示的是設計的一部分。染色體轉化成控制數據流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關狀態，從而確定可重構硬件內部各單元的聯結，形成了初步的硬件系統。用來設計進化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數據流下載，而不會導致器件的損害。
（2）將設計結果與目標要求進行比較，并用某種誤差表示作為描述系統適應度的衡量準則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個體，根據適應度進行排序，下一代的個體將由最優的個體來產生。
（3）根據適應度再對新的個體組進行統計，并根據統計結果挑選一些個體。一部分被選個體保持原樣，另一部分個體根據遺傳算法進行修改，如進行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產生更具適應性的下一代。把新一代染色體轉化成控制數據流下載到FPGA中對硬件進行進化。
（4）重復上述步驟，產生新的數代個體，直到新的個體表示的設計方案表現出接近要求的適應能力為止。
一般來說通過遺傳算法最后會得到一個或數個設計結果，最后設計方案具有對設計要求和系統工作環境的最佳適應性。這一過程又叫內部進化或硬件進化。
圖中的右邊展示了另一種設計可進化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進化或軟件進化。這種方法中進化過程完全模擬進行，只有最后的結果才在器件上實施。
進化電子電路設計中，最關鍵的是遺傳算法的應用。在遺傳算法的應用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關系到個體變異的程度，也關系到個體對環境變化做出反應的能力，而這兩個因素相互抵觸。變異因子越大，個體更容易適應環境變化，對系統出現的錯誤做出快速反應，但個體更容易發生突變。而變異因子較小時，系統的反應力變差，但系統一旦獲得高適應度的設計方案時可以保持穩定。
對于可進化數字電路的設計，可以在兩個層面上進行。一個是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎上進行進化設計，一個是在功能塊如觸發器、加法器和多路選擇器的基礎上進行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業應用。有人提出了一種基于進化細胞機（Cellular Automaton）的神經網絡模塊設計架構。采用這一結構設計時，只需要定義整個模塊的適應度，而對于每一模塊如何實現它復雜的功能可以不予理睬，對于超大規模線路的設計可以采用這一方法來將電路進行整體優化設計。
3 可進化電路設計環境
上面描述的軟硬件進化電子電路設計可在圖2所示的設計系統環境下進行。這一設計系統環境對于測試可重構硬件的構架及展示在FPGA可重構硬件上的進化設計很有用處。該設計系統環境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發系統板、數據采集軟硬件、適應度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。
遺傳算法由計算機上運行的一個程序包實現。由它來實現進化計算并產生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計算機下載到有FPGA器件的實驗板上。然后通過接口將布線結果傳回計算機。適應度評估建立在儀器數據采集硬件及軟件上，一個接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設計方案在此得到評估。同時還有一個圖形用戶接口以便于設計結果的可視化和將問題形式化。通過執行遺傳算法在每一代染色體組都會產生新的染色體群組，并被轉化為數據流傳入實驗板上。至于通過軟件進化的電子電路設計，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運行情況，通過相應軟件來評估設計結果。
第5篇：電子電路設計與分析范文
關鍵詞電子電路;實踐教學;考核方式;教學效果
1電子電路實踐課程的教學目標
電子電路實踐教學是電子信息工程與通信工程專業的一門重要的實踐性課程，它集電子電路設計、軟件設計、電路仿真與調試于一體，目的是培養學生從事電子技術類工作的職業能力，在課程中體現為電子電路設計與制作的能力。該實踐課程以電子產品為載體，強調以工作過程作為學生的主要學習手段，通過分析、設計、制作和調試實用電子電路，促進學生掌握現代電子技術專業技能，促進電子技術在工程中的應用，培養學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，提高學生電子電路技術的實踐技能，了解開展科學實踐的流程和基本方法，并逐步形成嚴肅、認真、實事求是的科學作風，以滿足社會對高技能人才的要求。
2電子電路實踐課程的教學要求
為了培養學生的良好的學風，充分發揮學生的主觀能動性，培養學生的綜合能力和創新意識，保證實踐項目順利完成，對學生有下述要求。
2.1實驗前的要求
做實驗前應認真閱讀實驗指導書，明確實驗目的，了解實驗原理、實驗內容，掌握試驗中所用儀器的性能和使用方法，掌握實驗步驟及注意事項。
2.2實驗過程中的要求
進入實驗室要遵守學生守則及實驗室的各項規章制度，按照實驗設計認真接線，合理布局，按照操作流程正確使用制作工具和測試設備。在實驗過程中如果遇到問題，或儀器設備發生故障，應該立即切斷電源并報告老師。在實驗過程中要認真記錄實驗數據并及時保存，離開實驗室時要將實驗物品整理好并關閉電源。2.3實驗后的要求做完實驗后要求認真撰寫實驗總結報告。實驗項目的最終結果需體現在實驗總結報告中，因此實驗總結報告是課程設計非常重要的環節。實驗總結報告內容要齊全，應包括實驗儀器的名稱、型號和編號，實驗所用耗材，實驗電路原理圖，實驗結果，實驗數據的整理，實驗現象的分析、實驗方法、儀器使用、問題分析、討論、改進建議和總結等。實驗總結報告完成后按要求及時交給老師。在整個教學過程中，理論知識的學習伴隨實驗任務的實施，做到融教、學、做為一體。
2.4實驗操作的具體要求
（1）能正確識別、檢測和選用電子元器件（2）能對電子電路進行分析和計算（3）能讀懂電子電路原理圖（4）能按照電路原理圖在面包版上搭接實用電路（5）能按照電路原理圖制作并焊接實用電路（6）熟練使用萬用表、示波器等電子測量儀器進行電路參數的測量（7）能對制作完成的電路進行測量、調試以滿足設計要求（8）能按要求完成實踐課程的總結報告。
3考核方式及成績評定方法
每個項目均要提交電路實物、項目設計報告，并現場進行演示，最終以學生實際任務的完成情況、項目報告撰寫情況和演示情況作為學業評價依據。總成績的構成：項目考評成績占總成績的80%。平時成績占總成績的20%。即總成績=平時成績×20%+項目考評成績×80%。考核標準：（1）良好①正確識別觸發器、計數器、編碼器、譯碼器、數碼管，能檢測其好壞。②能畫出電路圖，正確分析電路的工作原理。③具備較強的實操能力，基本能獨立搭接、調試電路，要求布線清晰、合理。④按時完成項目設計報告，并且報告結構完整、條理清晰，具有較好的表達能力。⑤演示時回答問題正確，表述清楚。（2）優秀在達到良好的基礎上，同時又具備以下條件①理論分析透徹、概念準確，能獨立完成項目設計全部內容。②能客觀地進行自我評價、分析判斷并論證各種信息。（3）合格①對電路工作原理分析基本正確，但條理不夠清楚；②能自主制作電路，但出現問題不能獨立解決；③按時完成項目設計報告，報告結構和內容基本完整。（4）不合格有下列情況之一者為不合格①無故不參加項目設計；②未能按時遞交操作結果或項目設計報告；③抄襲他人項目設計報告；④未達到合格條件。不合格的同學需重做本項目直到合格為止。
4結論
電子電路實踐課程改革歷經兩年的實際檢驗顯示出巨大的效果，學生對實踐課程的興趣有很大提高，能制作出符合實驗要求的產品，提升了學生對項目的想象力，創造力和執行力。這極大提高了學生應對社會發展的信心，提升了學生跟進信息技術發展的能力，證明了電子電路實踐課程教學改革的效果。當然。改革不是一蹴而就的，需要持續不斷的進步和完善，期待將來有更好的教學效果。
參考文獻
[1]高低頻電路設計與制作[M].科學出版社,[日]鈴木雅臣,鄧學,2017
[2]電子電路設計與實踐[M].國防工業出版社,劉妍妍，周文良,2015
第6篇：電子電路設計與分析范文
關鍵詞：電子電路；實驗；項目教學法
一、電子電路實驗教學的地位
電子電路實驗課是電子信息、電子科學、電子通訊專業重要的專業基礎實驗課。通過實驗課教學，培養學生理論聯系實際的能力，使學生能利用所學的理論，通過實驗結果去分析、研究電子電路，實現對電路參數的調整，使電路設計更加適應性能需求。通過綜合實驗電路板的焊接、調試，為學生打下工程實踐基礎，為后續實習作好準備。
二、電子電路實驗教學的目標
電子電路實驗教學的目標就是利用電路連接與測試，使學生能夠正確操作儀器、儀表，獨立開展實驗，并對實驗展開分析。電子電路實驗教學側重兩方面：一是要求學生對于電路理論知識有一定的理解和掌握，在學習過程中培養學生實事求是的精神和科學嚴謹的學習態度。二是讓學生掌握基本的實驗操作技巧，主要包括正確操作示波器、信號發生器等儀器、儀表；能夠以電路原理圖為基礎繪制出科學詳細的實驗電路圖，并以實驗電路圖為依據開展接線、線路故障檢修等工作；能夠獨立開展實驗，觀察實驗現象，記錄試驗數據并進行深度分析，寫出實驗報告。
三、提高電子電路實驗教學有效性的策略
1.采用項目教學法
所謂項目教學法，就是教師和學生共同合作，對一個項目進行管理的教學方法。采用這種教學法，教師可以把應當實施的項目呈現給學生，讓學生遵循實際的項目流程，以小組分工形式協作制訂計劃并實施對計劃，直至項目完成。以項目引導電子電路實驗教學，應當圍繞以下幾方面進行：
（1）項目的選取。項目選取時一定要考慮到可行性、典型性、綜合性和實用性，且能吸引學生的興趣，項目內容最好使學生充分體驗到學有所用的快樂。如設計一個高速并行A/D轉換系統，實現三位A/D轉換并顯示AD輸出值。該系統由基準電壓電路、電阻分壓電路、比較器和優先編碼器組成（外加一個顯示電路）。
（2）項目的實施。在項目確定之后，教師可以先把項目分解成多個任務，每個任務為一項實驗內容，根據學生的實際情況設置實驗要求。項目中每個任務的設置要求不同層次的學生都可以做到。高速并行A/D轉換系統這個項目，就可以分解為集成運放、觸發器、組合邏輯電路和時序邏輯電路這四大部分。進行實驗時，學生可以根據自己的情況選擇項目，完成項目里的各項任務，達到實驗的基本要求。完成項目中所有任務的學生可以根據自己的實際情況選擇完成整個項目，甚至可以擴展項目的功能，如實現四位A/D轉換。
2.Multisim在實驗教學中的應用
高校實驗教學越來越多地傾向于通過虛擬儀器技術進行實驗教學，這主要是由于虛擬儀器系統不僅具有很高的利用率，并且大大降低了教學成本，緩解了學校實驗經費緊張的狀況，這是以往使用傳統儀器開展實驗教學不具備的優勢。并且使用虛擬儀器可以不斷提高學生設計電路的能力，開發學生的發散性思維，可以使學生更牢固地掌握電路實驗的基本原理。虛擬儀器技術還能讓學生了解當前社會中應用的最先進的技術，使其從學校走出后能夠盡快融入社會，適應工作需求。
3.改變實驗教學的考核辦法
當前高校實驗教學的考核方法也存在很多問題，主要表現在對學生的考核不全面，考核重視理論知識而忽視了實際操作能力，重視實驗結果而不重視實驗過程。我們知道，如果學生獨立自主進行電路實驗的設計與操作，他們必然對電路功能分析、電路設計及仿真、電路的搭建及調試、電路故障的分析與排除等進行了無數次的重復實驗，他們還需要對實驗數據進行記錄并詳細分析。但是，也有些學生他們的實驗數據看起來不存在問題，但卻可能是從其他同學那里獲得的，這樣他們對知識的掌握程度必然不深，操作也不可能熟練。因此，電路實驗的考核不可以單看實驗結果，必須考核實驗過程。這樣就要把實驗考核劃分成兩大部分，一是日常的成績，一是實驗考核成績，從而全面地對學生的基本知識與基本操作技能進行考核。
參考文獻：
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[2]王革思.電子電路實驗教學資源建設研究[J].實驗技術與管理，2015（1）.
第7篇：電子電路設計與分析范文
關鍵詞：電子科學與技術；本科培養方案；課程設置；辦學特色
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0070-02
21世紀被稱為信息時代，電子科學與技術在信息、能源、材料、航天、生命、環境、軍事和民用等科技領域將獲得更廣泛的應用，必然導致電子科學與技術產業的迅猛發展。這種產業化趨勢反過來對本專業的鞏固、深化、提高和發展起到積極的促進作用，也對人才的培養提出了更高的要求。因此，本文從人才的社會需求出發，結合我校實際情況，進行了本科專業培養方案的改革探索，并詳細介紹了培養方案的制定情況。
一、人才的社會需求情況
目前，我校電子科學與技術專業的本科畢業生主要面向長三角地區龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業，市場對專業人才的需求基本上是供不應求的。但是也應該注意到電子科學與技術產業的分布不均，分類較細，且發展變化較快。另外，電子科學與技術產業結構具有多樣性，既有勞動密集型的大型企業、大公司，更多的是小公司和小企業；既有國有企業和私營企業，更有合資、獨資的外企。因此，社會需求與本專業畢業生的供需矛盾還會繼續存在。
二、專業的培養目標和定位
本專業培養具備微電子、光電子領域的寬厚專業基礎知識，熟練實驗技能，能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統的新工藝、新技術研究開發和設計技能，有較強的工程實踐能力，能夠在該領域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設計、制造和相應的新產品、新技術、新工藝的研究、開發和管理工作工程技術人才。并且結合我校“大工程觀”人才培養特色，依據“卓越工程師”教育理念下工程技術型人才培養的原則，培養適應微電子和新興光電行業乃至區域社會經濟建設需求的工程技術型人才。
三、本科培養方案制定的思路
電子科學與技術專業培養方案參照工程教育認證的要求，以及專業下設微電子、光電子材料與器件兩個本科培養方向的思路制定。注重培養學生的專業基礎知識和實踐工程能力，使畢業生能滿足長三角地區微電子、光電子和新能源行業發展的需求。微電子方向的課程設置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統設計方面，光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養方案的改革探索
要實現電子科學與技術專業的培養目標，適應電子信息產業的不斷發展，并結合我校學科發展方向和特色，對電子科學與技術專業本科人才培養方案進行了研究，并對省內外幾所高校電子科學與技術專業的培養方案進行調研，最終形成了富有特色的電子科學與技術專業人才培養方案，主要內容如下：
1.培養方案的模塊化設計。在設計電子科學與技術專業本科培養方案的整體框架時，根據“加強基礎、拓寬專業、培養能力”和培養工程技術型人才的辦學理念下，專業培養方案分人文與社會科學、專業基礎和專業課三個模塊，下設微電子和光電子材料與器件兩個專業方向。學生在前兩年學習相同的課程，到大三時根據自己的興趣選擇專業方向，選修各自方向的專業課。由于兩個方向的不同培養要求，因此在專業基礎選修課、專業必修課和專業選修課方面設置限選模塊，每個專業方向必須修滿相應的學分才能畢業。
2.改革專業基礎課程。專業基礎課程是為專業課程奠定基礎，因此，在保留了原有電子信息類專業通常所開設的電子類課程外，增加了與專業相關的課程，如EDA技術、通信原理、數字信號處理、物理光學、應用光學、激光原理與技術等課程，刪減了原先與物理類相關的一些課程，如物理學史、原子物理、熱力學與統計物理學等，并刪減了一些計算機軟件類課程，如C++程序設計、計算機在材料科學中的應用等。專業基礎選修課程分方向限選模塊，兩個專業方向對應有不同的專業基礎選修課程。
3.優化專業課程。專業課程是整個專業教育中的主干部分，微電子方向的課程設置緊緊圍繞半導體和集成電路設計方向，開設有集成電路設計、微電子工藝原理與技術、工藝與器件可靠性分析、半導體測試技術、現代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向，開設光電子材料與器件、光電檢測原理與技術、太陽能電池原理與技術、光纖傳感原理與技術、光纖通信技術等課程。另外專業課程里面還設置有專業實驗，通過加強實驗環節，訓練學生的動手操作能力，增強學生的理論知識。
五、與省內外專業人才培養的區別
具有電子科學與技術專業的各大高校分布在不同的地區，服務于不同的區域經濟，這就要求專業學生的培養具有區域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學、浙江工業大學、蘇州大學、南京理工大學和徐州工程學院這五所不同地區、不同層次高校的電子科學與技術專業的培養方案。不僅使我們能學習到其他高校的先進辦學理念、合理的課程設置體系，也可以發現與其他高校之間的差異。具體表現為以下幾個方面：
1.專業定位。各個學校的電子科學與技術專業依據自身的師資力量、辦學條件、區域經濟要求確定專業的發展定位。杭州電子科技大學的電子科學與技術專業依托1個教育部重點實驗室、2個國家級實驗教學示范中心、3個省部級重點實驗室，人才培養定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統的設計和開發等方面工作的工程技術人才。浙江工業大學的電子科學與技術專業主要培養光通信、電子電路系統、集成電路設計等方面的人才。蘇州大學的電子科學與技術專業定位在培養能夠在電路與系統、集成電路與系統等領域從事各類系統級、板級和芯片級研發工作的高級工程技術人才。南京理工大學的電子科學與技術專業主要是突出光電技術和微電子與信息處理學科的交叉和融合，以光電成像探測理論與技術及微電子理論與技術為專業特色。徐州工程學院的電子科學與技術專業主要定位在培養能從事光電子材料與器件開發的工程技術人才。而我校的電子科學與技術專業定位于服務長三角地區半導體和新能源行業，培養能從事集成電路設計與開發、光電子材料與器件的研發等工作的工程技術人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學的電子科學與技術專業培養學生設計、開發電子元器件、電子電路系統、電子集成系統的能力，在課程設置上開設了通信電子電路、EDA技術、薄膜物理與技術、電子材料與電子器件、電子系統設計與實踐、集成電路設計、嵌入式系統原理和應用、現代DSP技術及應用等專業課程。浙江工業大學的電子科學與技術專業培養學生設計、開發電子電路系統、集成電路系統的能力，開設了電路原理、模電數電、通信電子線路、集成電路設計、光纖通信原理、光網絡技術、數字信號處理等專業課程，以及電子線路CAD實驗、單片機綜合實驗、通信原理實驗、通信電子線路大型實驗、微電子基礎實驗、半導體器件仿真大型實驗、集成電路設計大型實驗等實驗類課程。蘇州大學的電子科學與技術專業培養學生設計與開發電路與系統、集成電路與系統，從事各類系統級、板級和芯片級研發工作的能力，開設了信號與系統、電磁場與電磁波、高頻電路設計與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設計、VLSI設計基礎等專業課程，以及電子技術基礎實驗、信號與電路基礎實驗、電子線路實驗、電子系統綜合設計實驗等實驗類課程。南京理工大學培養學生從事光電子器件、光電系統和集成電路的設計、開發、應用的能力，開設了信號與系統、光學、光電信號處理、光輻射測量、光電子器件、光電成像技術、超大規模集成電路設計、光電子技術、顯示技術、光電檢測技術、數字圖像處理、半導體集成電路、集成電路測試技術、微電子技術、光電子線路、電視原理等專業課程。徐州工程學院的電子科學與技術專業培養學生設計與開發光電子材料與器件的能力，開設有信號與系統、光電子學、光電子技術、激光原理與技術、光伏材料等專業課程，以及模擬電路課程設計、數字電路課程設計、單片機原理課程設計等實踐性課程。我校的電子科學與技術專業主要培養學生集成電路設計、光電子材料與器件的設計與制備能力，開設有半導體物理學、半導體器件原理、MEMS技術、微電子工藝原理與技術、薄膜材料及制備技術、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術、通信原理、數字信號處理、光電子材料與器件、光電檢測原理與技術、太陽能電池原理與技術、光纖通信技術等專業課程，以及近代物理實驗、專業實驗等實驗類課程。
3.人才培養特色。杭州電子科技大學的電子科學與技術專業的人才培養特色是注重集成電路設計、系統集成方面能力的培養。浙江工業大學的人才培養注重光纖通信、集成電路設計方面能力的培養。蘇州大學的人才培養注重電路與系統設計、集成電路與系統設計方面能力的培養。南京理工大學的人才培養注重光電技術和微電子與信息處理學科的交叉和融合，以光電成像探測理論與技術及微電子理論與技術為專業特色。徐州工程學院的人才培養注重光電材料與器件方面能力的培養。我校的人才培養注重電子材料與電子器件的設計與開發、集成電路設計方面能力的培養。
參考文獻：
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第8篇：電子電路設計與分析范文
關鍵詞：EDA技術；教學實踐；電子設計
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.244
0 引言
電子設計自動化（EDA技術）標志著當今電子信息工程領域最新的發展動向，可以將電子研發產物從電路設計、性能分析到設計出IC版圖和PCB版圖的整個設計流程都運用計算機進行自動化模式處理。本文主要是通過EDA技術發展至今的作用與特點，并結合EDA技術在教學實踐方面、元器件方面、電子設計過程方面應用的闡述來對EDA技術在幾個不同方面發展應用的思考，并對我們在EDA實驗實踐課上通過對EDA技術的接觸后將其與傳統的固定硬件電路板作對比，思考其不同之處；對電子設計過程的發展與應用來作一個較為綜合的闡述。
1 EDA技術在教學實踐方面的發展應用
現在我們在學校所學習的電子電路比較復雜，在電路設計當中有很多的關于數字電路方面的知識和應用也包含其中，在電子設計當中會廣泛的使用到可編程邏輯器件，因為可編程邏輯器件能夠在提高系統的可靠性的同時增強設計的靈活性與可維護性，能夠使電子線路的設計更加方便與快捷，EDA實驗軟件就是我們必不可少的軟件工具。
在學習EDA實踐課的這段時間當中，通過老師對EDA軟件的介紹與我們自己的實際操作操作看來，我認為EDA這個軟件在進行電子電路設計時是非常方便的：
①我們在以往的電路實驗當中都是自己對照著電路圖來進行連線，電路圖復雜一些就會將線路連接錯，并且對于設計的電路而言工作頻率低、干擾大，接線是固定的，使得有著比較大的局限性；而EDA實驗軟件采用了軟開放結構，不僅能夠在高頻狀態下工作，而且抗干擾能力強，我們在做實驗時在軟件上接好需要的連線，下載到電路仿真箱就能實現將模擬電路接通，如果過程中出現錯誤或連線錯位等現象，軟件就會自動彈出其對話框，這樣就避免了電子元器件連通出錯而導致的電路板故障和出現其它問題的跡象；這種軟接線方式還能夠定義好接線保存在計算機上方便下次實驗時讀取，如果是硬件就不能夠做到。②在進行電子實踐的設計中經常會用到顯示電路，如果顯示電路連接到了固定的引腳，導致實驗時沒有所需要的輸入輸出口就會浪費電子元件內部原本充足的資源；EDA實驗軟件用的是智能譯碼技術，與軟件連接技術相似，在軟件上設置好譯碼方式后，下載到實驗箱上即可在實驗箱上實現所要求的譯碼電路。③我們再做模電和數電實驗室采用的都是固定的電路板，其接線全部固定，因此模式也無法改變，用人工接線固定的路板不便于觀察；EDA可以采用各種多樣性的設置模式來對軟件進行多樣化的設置，在對其模式進行選擇設置的時候，電子元件會相互產生沖突并給出相應的提示，以防接線出錯而造成不必要的損失。
電子設計自動化的發展與使用不僅讓我們對所學的知識中較為前沿的技術和器件加以了解，還能夠讓我們對現代化的電路電子的設計軟件、性能及電子產品的設計和生產過程都有一個比較感性的認識，是我們能夠更加直觀的將課本上的理論知識與實踐操作兩者相結合。
2 EDA技術在電子設計過程的發展應用
EDA技術是在電子設計中對于其它研發或模擬的方式來說其級別相對較高，以電子理論作為基礎使得在制作過程中不需要用到基礎的電路元器件模擬圖，只需要確定所設計的目標后就可以直接在計算機上進行實際設計操作了，大大降低了對過于關注電路的細節而造成的約束及限制，提高了在設計中的拓展型、多樣型的創造觀念。
EDA技術在計算機上的流程基本為系統劃分、VHDL硬件描述語言的輸入經編譯器來完成代碼仿真。其自動化的制作利用文本與圖像線型編輯功能來進行設計描述。電子設計借助編譯器進行編譯排錯，再將軟件和硬件進行連接便于實施功能仿真，確認仿真無誤后通過FPGA完成邏輯映射操作，即編程下載，系統設計完成。
EDA技術在電子設計時的應用要注意以下幾點：
（1）在制作電路與元器件的布置時，延時時間具有無法估計的工況，自動編譯會產生一部分多出線路，因此，在電子設計自動化的時候，反向器的個數不易為偶數并聯連接；（2）在配置I＼O口時，一定要將輸入在沒有空置的情況下進行接地，在驅動時要確定是有源信號；（3）在制作電子電路的時候，通常需要留出足夠的邏輯單元和引腳，以滿足將來可能會進行的延伸和變動時候的需求；（4）一定要對各個電子電路的元器件采取溫度保護，以避免其在運行過程中溫度對元器件的損耗。
目前對于電子設計自動化的發展應用，可以通過軟件來實現設計并對硬件功能進行全面的描述，最后由FPGA/CPLD得出設計結果；因此，同傳統的電子電路制作相比較EDA技術在工業和電子信息化的領域中有著根本性的創新。在當前電路電子設計過程如此復雜化的環境下一旦脫離了EDA技術的支持或者說EDA技術沒有更進一步的發展，必定就極其難以制作出大規模、多元化的集成電路。
3 結論
EDA技術的應用與發展對于電子領域而言是具有創新性的技術突破，就現代化的進程而言；不僅在于教學實踐中，在電路電子設計中，EDA技術能夠直接或是間接的應用是越來越多，越發的廣泛，具有多功能、智能化的電子產品的設計其大規模、精小細的電路電子設計已經是離不開EDA技術的使用與支持了；并且EDA技術已成為當今最為核心的與電子電路設計密不可分的組成部分；EDA技術的發展可以帶動或提高電子產品核心地位，促進電子領域不斷地向著大規模集成化、多功能化、智能化、小型化等方面的發展。
參考文獻：
[1]陳瑾.電子工程設計的EDA技術研究分析[J].無線互聯科技，2016（21）：57-58.
[2]王少坤.電子工程設計的EDA技術研究分析[J].電子測試，2016（08）：156-157.
第9篇：電子電路設計與分析范文
關鍵詞：電子設計；教學改革；大學生創新；考核機制；微課程
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0126-03
Teaching Reform and Exploration of Electronic Design Course
MA Hong-xing， FAN Rong， ZANG Ling， DING Li-ming
（Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021，China）
Abstract：Electronic design course plays an important role in electronic information engineering， information engineering， automation and other professional， as well as the design and completion of electronic innovative projects of university students. Faced with the problems in the teaching process of electronic design， we have carried out reform and exploration in the teaching content， the arrangement of class hours and the examination system. These reforms make the course and the circuit， electronic circuits， digital circuits， SCM and other courses of theoretical teaching， and college students to declare the project and the completion of the project is more closely linked. From the view of the teaching effect， the electronic design courses after rescheduled not only promotes the related courses of study， but also helps the students' practical ability， innovation ability.
Key words： electronic design； teaching reform； college students' innovation； examination system； micro curriculum
1 引言
電子設計課程是電子信息工程、信息工程、電氣工程及其自動化、自動化、測控等專業的一門必修專業課程，通過該課程的學習，學生可對電路、數字電路、模擬電路等課程的理論深入學習和強化，培養出學生電路設計中的分析能力和解決問題能力；同時，對諸如單片機、微機原理等其它后續專業課程的學習打下扎實的實踐基礎；另外，也是相關專業大學生創新能力培養中不可或缺的一門承上啟下的課程，是學生由理論過渡到實踐，再到創新的課程，可促進大學生創新能力的培養與提高；也為相關專業的學生從事電子系統設計和開發應用打下堅實的基礎[1-5]。
2 當前電子設計課程教學存在問題
目前，電子設計課程中存在著諸如課程銜接不夠，或者重復教學，或者滯后于實際需要等諸多問題，歸納起來，主要有下面這些方面。
第一，為了提高教學質量，培養學生的動手能力與創新能力，學院在電路、電子線路、數字電路的實踐教學中安排有大量的實驗器材、也投入了很多人力和物力，也曾在數字電路中做過相關改革，如在數字電路實驗課程中加入電子作品制作等，但因諸如經費問題、課時問題、學生不易理解和掌握等問題而未堅持下來；電路與模擬電路的相關實驗，因其特殊性，只能在實驗室環境中進行相關實驗，無法很好地加以拓展。
第二，電子設計課程在培養方案中是安排在大二第二學期和大三第一學期，此時學生已經將電路、電子線路、數字電路等相關課程修完，初步具備了電路設計的基本知識，但是學生在學習這些課程的時候，由于受課時限制等原因，這些課程基本上都屬于理論教學，學生設計與仿真電路的環節很少，或者幾乎沒有。因此，在電子設計課程教學過程中，還要花費較多的學時做一些基本電路的仿真，但由于這些課程開設有前有后，在實際教學過程中發現學生已經對自己所學的電路、電子線路、數字電路等課程的內容有所遺忘，再次講解又會耽擱教學時間，實際教學效果不好。
第三，學校在大二已經開展大學生創新項目申報工作，由于學生在申報之前接觸的電子基礎知識的欠缺及電子作品制作流程的不了解，學生比較困惑于創新項目的申報與完成，最終導致學生所申報的創新項目題目要么比較簡單，要么比較難于實現，要么不切實際，嚴重影響了大學生創新的積極性，導致創新項目質量不高，創新力度不夠，學校陷入投入經費雖然大，產出卻很小的困境。
3 電子設計課程教學改革
O置電子設計課程的目標是使學生在學習電路、電子線路、數字電路的基礎上，掌握電子電路系統的分析與設計的方法和流程，熟悉現代電路系統設計過程中常用的輔助工具及其使用方法，培養學生電子電路系統的設計能力和創新意識，促進大學生電子類創新項目的申報、制作和完成，提高大學生的創新能力。因此，要根據電子設計課程的目標，在其課時安排、授課內容、考核機制、教學模式等方面進行改革與探索。
3.1 課時安排
目前，電子設計課程教學課時為32個課時，涉及的內容有兩大塊，第一為電子電路的仿真，包括電路、模擬電路、數字電路、單片機電路及綜合電路的設計與仿真；第二為電路板的制作。
但在實際教學過程中發現，在做電路、模擬電路、數字電路時，由于電子設計課程安排在電路、模擬電路、數字電路之后，學生在設計與仿真電路時，已對原理不甚清楚，特別是綜合電路設計時，電路設計原理掌握不到位，電子設計課程的任課老師還得安排一些課時來使學生繼續學習電路方面的基礎知識，嚴重影響電子設計課程的教學任務，達不到學生在電路設計方面技能的提高，實際教學效果不是很好。另外，電子設計課程最終要鍛煉學生的電路設計能力，因而在實際教學過程中會加入一些綜合電路的設計，由于課時及經費問題，都流于電子設計軟件中電路的仿真與PCB制作，并有形成實物，也與大學生創新項目關系不大。
由此可見，電子設計課程一方面要達到教學目的，提高教學質量；另一方面要與大學生電子創新項目的完成相輔相成。因此，可將電子設計課程的內容分解為多個部分，將每一部分都嵌入到相關課程中，如表1所示。
這些課時安排也不要絕對，可根據實際需要來適當調整，但實際教學中，最終的電子設計課時不能少于14學時，否則達不到教學目的。
3.2教學內容
由于電子設計課程更加側重于電路的設計與仿真，注重實踐，因而實際電路設計與理論有些出入，可由于電子設計的基礎內容為電路、電子線路、數字電路，這些課程教學過程中由于理論授課課時緊張，而實驗又以最基本的實驗為主，不會或者很少加入電路設計與仿真，致使學生基本處于電路的理論分析階段，對電路的設計與仿真理解與掌握不夠，因此在電子課程教學過程中又要花費大量的課時來對電路、電子線路、數字電路中的一些基礎電路再次進行仿真，最終影響電子設計課程的其它內容教學。
授人以魚，不如授人以漁，針對這種情況，在實際教學中，我們對其內容進行下面的修改。
第一，結合表1中的課時安排，我們對電子設計課程的相關內容做了相應調整，將基礎電路的設計與仿真嵌入到相關課程的理論教學中，使得學生在理論學習的教程中，注重實際電路的設計與仿真，從而將電子設計課程的基礎電路設計與仿真溶入到其它課程的理論教學中，使得學生理論與實踐學習同時進行，并使電路仿真來促進各門課程的理論學習是，從而達到實踐與理論相互促進，學生的電路設計與仿真不在囿于課時限制，變成一種自主學習行為。
第二，根據第3學期的大學生創新項目申報工作，在實際教學內容中加入創新項目申報講座內容，重點講解如何進行創新項目的選題，申報，注意事項及電子作品制作流程。通過這樣的講座形式，使得學生知道在后續課程中會有相關課程來引導創新項目的完成工作，不在困惑于創新項目的申報，從而選題更合理，申報更有目的性，創新質量更高。
第三，電子設計課程中，增加綜合電路的設計與仿真制作。該項內容重點圍繞學生的創新項目，包括電路的設計、仿真、PCB制作、電子作品實物等。
通過教學內容的改革，使得電子設計課程教學不再是因教學而教學，更注重于實際、并將所學課程前后連貫起來。通過這樣的教學，使得學生學以致用，提高了學生的學習積極性。
3.3考核機制
原有電子設計課程的考核以課堂考勤及期末課堂考試為主，不注重學生的學習過程。考核機制改革后，更注重學生的學習過程，過程分值參見表1所示，其各分值又根據情況細化，如表2所示。
通過考核機制改革，學生的學習成績取決于整個課程的學習態度及學習過程，考核方式由最終的考試為主，轉向學習過程考核，杜絕了一部分學生臨陣磨刀的作法，在一定程度了更體現出了以人為本的思想，使得考核更為客觀，公平。
4 課程改革效果及不足
通過上述教學改革，選取兩個行政班進行電子教學改革實驗，一個班為普通教學班，一個班為改革班，教學效果如表3所示。
通過上表，可以看到，普通教學班在電路、電子線路、數字電路等課程的教學過程中，成績平均分要低于改革班，究其原因是，在這些課程的學習教程中，由于加入了仿真實驗課時，促進了學生的學習興趣，一部分學生會額外增加學習時間，理論與實踐相互促進。更為關鍵的一點是，在大學生創新項目的申報工作中，學生的創新項目題目難度適中，并且都能完成最基本的功能，幾乎沒有撤項的情況出現，而在普通班的創新項目完成度不是太好，有部分項目完成不了，需要撤項。
5 結論
電子設計課程在電子信息及其相關專業中扮演著重要的角色，更在大學生電子類創新項目的完成中起著重要的作用。面對電子設計課程實際教學過程中存在的問題，在教學內容、課時安排及考核機制方面進行了改革與探索，使得電子設計課程的教學過程與電路、電子線路、數字電路、單片機等課程的理論教學相結合，并且與大學生創新項目的申報與完成的聯系更為緊密，有助于大學生的實踐能力，創新能力的培養。
參考文獻：
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