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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子電路設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
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信號發生器論文參考文獻：
[1]陳益飛、單片機原理及應用技術、國防工業出版社。
[2]鄒虹、單片機波形發生器的設計、重慶郵電學院學報。
[3]毅剛，彭喜元、單片機原理與應用設計、電子工業出版社。
[5]張毅剛、彭喜元單片機原理及應用(第2版)、高等教育出版社
[5]譚浩強.C程序設計（第4版）[M].北京：清華大學出版社2010.
[6]陳明義.電子技術教程設計實用教程（第3版）[M].長沙：中南大學，2009.
[7]馬曉.函數信號發生器的設計[D].河南2012.
[8]李華.MCS-51系列單片機實用接口技術[M].
[9]何立民.單片機應用技術選編[M].
信號發生器論文參考文獻：
[1]康華光.電子技術基礎--模擬部分第五版.高等教育出版社1998
[2]謝自美.電子線路設計.實驗.測試(第二版).華中科技大學出版社2000[1]電子電路大全(合定本).中國計量出版社1991
[3]童詩白華成英主編《電子技術基礎－模擬電子技術》P402-461頁高等教育出版社出版2004年7月出版（非正弦信號產生電路）
[4]陳曉文主編《電子線路課程設計》P129-P133頁（函數發生器的設計）電子工業出版社出版2004年8月出版
[5]張憲、何宇斌主編《電子電路制作指導》P151-161化學工業出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）
信號發生器論文參考文獻：
[1]《電子技術基礎－模擬電子技術》P234-P240頁主編：郝波、李川西安電子科技大學出版社出版2004年7月出版（非正弦信號產生電路）
[2]《電子線路課程設計》P129-P133頁（函數發生器的設計）主編：陳曉文電子工業出版社出版2004年8月出版
[3]《電子電路制作指導》P151-161主編：張憲、何宇斌化學工業出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）
關鍵詞：Multisim 汽車尾燈 仿真軟件
中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
本文設計的汽車尾燈控制電路，使得車輛在進行轉彎或者急剎車時能及時對其他車輛發出信號進行預警，可有效減少交通事故的發生。通過Multisim仿真軟件對電路進行仿真設計，Multisim是美國國家儀器公司推出的原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，它秉承了其前身虛擬電子工作臺軟件易學易用、形象直觀等優點，擴充了元件庫，支持VHDL和Verilog HDL語言及單片機應用電路仿真與設計，增強了軟件的仿真測試和分析功能，廣泛應用于電子電路的教學與設計中。在電子設計中可以利用該軟件實現計算機仿真設計與虛擬實驗，驗證電路是否達到設計的要求，設計與仿真實驗可以同步進行，一邊設計一邊實驗，不符合要求時可以隨時進行修改、調試，實驗中不需要消耗任何元器件，根據仿真實驗的結果再進行實際電路的制作，大大節約了成本，縮短了產品的開發周期，是現代電子設計的有效方法。
1 電路設計要求
要求設計一個控制汽車尾燈的電路，用六個指示燈模擬六個尾燈（汽車尾部左右兩側各三個燈），并用兩個開關來控制汽車的運行狀態，其中一個開關用于指示右轉彎，另一個開關用于指示左轉彎，如果兩個開關都未接通，表示汽車處于正常行駛狀態，如果兩個開關都被接通，表示駕駛員遇到緊急情況，此時需要臨時剎車，緊急閃爍車燈警示其他車輛和行人。電路的具體設計要求如下：
（1）當汽車正常行駛時，汽車尾燈全部熄滅。（2）當汽車向左轉彎時，汽車左側三個尾燈按順序循環點亮。（3）當汽車向右轉彎時，汽車右側三個尾燈按順序循環點亮。（4）當汽車臨時剎車時，汽車后面六個尾燈一起明、暗閃爍。
2 電路設計分析
根據以上電路的設計要求可知，汽車尾燈有正常運行、左轉彎、右轉彎和臨時剎車四種運行狀態，需要用兩個邏輯開關組合構成開關的控制端（此處用K1、K0表示），左側的三個尾燈用D0、D1、D2表示，右側的三個尾燈用D3、D4、D5表示，可以列出汽車尾燈運行狀態關系表，如表1所示。
3 單元電路仿真設計
3.1 開關控制電路的仿真設計
開關控制電路通過開關K1、K0控制，選取異或門芯片74LS86N和與非門芯片74LS00N組成組合邏輯電路來實現對尾燈電路的整體控制；在電源庫中選取100HZ/5V的脈沖作為電路的輸入信號，用指示燈G、A表示譯碼控制和驅動控制兩種輸出狀態。由此可以構建開關控制電路，如圖2所示。
圖2 開關控制電路
通過對開關K1、K2控制，可以仿真分析得出譯碼控制端G和驅動控制端A的現象，從圖2可以看出：當開關K1低電平，K0高電平時，指示燈G和A均點亮，當開關斷開、閉合的情況不同，則G和A的亮暗情況也有所變化，具體關系如表2所示。
3.2 尾燈電路的仿真設計
尾燈電路主要由計數器、譯碼器和顯示驅動電路三部分組成。其中，計數器按三進制計數，用于左轉彎、右轉彎時控制三個尾燈按周期規律點亮，選取JK觸發器74LS112N構成三進制計數器；譯碼器是對運行的狀態進行譯碼，產生節拍脈沖輸出，控制尾燈按循環順序點亮，選取3線―8線譯碼器74LS138N構成譯碼電路；顯示驅動電路用于驅動LED，選取與非門74LS00N構成顯示驅動電路。尾燈電路中 JK觸發器的時鐘脈沖信號設定為100HZ/5V。由此可以構建尾燈電路，如圖3所示。
根據表3的邏輯功能可以分析得出下面的結論。
（1）當K1=0，G=0，A=1，左側尾燈和右側尾燈均不亮，即汽車正常行駛。（2）當K1=0，G=1，A=1，左側尾燈循環點亮，右側尾燈不亮。（3）當K1=1，G=1，A=1，右側尾燈循環點亮，左側尾燈不亮。（4）當K1=1，G=0，A=CP，指示燈隨CP的頻率閃爍。
3.3 時鐘脈沖信號
時鐘脈沖信號源選用的是軟件中的時鐘電壓源，其振蕩頻率設置在100HZ左右。也可以用555定時器外接電阻、電容元件構成多諧振蕩器或用石英晶體多諧振蕩器產生所要求的時鐘脈沖信號。
3.4 總體電路的仿真設計
將前面設計好的開關控制電路和尾燈電路連接在一起后，就可以構成了完整的汽車尾燈控制電路系統。
4 結語
本文所設計的汽車尾燈電路結構簡單、可靠性高、操作方便、成本低。應用Multisim13.0進行電子電路設計和仿真，可利用大量豐富的元器件庫和實用的虛擬儀器，可改變電路元器件參數來調整電路，使之更好地接近設計要求，且操作簡單、構建電路方便快捷、電路修改比較方便。在電路仿真設計完成后再去構建實際電路，從而大大的降低了使用成本，提高了電路設計的效率。
參考文獻
[1] 張樹峰.怎樣使用汽車燈[J].實用汽車技術，2006（1）：13.
[2] 孫曉燕.基于Multisim的電子電路課堂教學[J].現代電子技術，2006（24）：142-144.
[3] 任俊原，騰香，李金山.數字邏輯電路Multisim仿真技術[M].電子工業出版社，2013.
[4] 張新喜 等.Multisim10電路仿真及應用[M].機械工業出版社，2010.
收稿日期：2016-03-03
關鍵詞：地方；本科院校；開放實驗室；管理
中圖分類號：TM1-4 文獻標識碼：B 收稿日期：2016-01-20
1.前言
實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分，它對學生科學精神和創新思維的培養以及實際動手能力的提高都起著重要的作用。利用開放實驗室的契機，充分整合與創造性地應用實驗教學資源，可以提高地方本科院校電子類專業教師的實驗教學能力，豐富實驗教學內容，拓展實驗領域，降低成本和風險。
通過開放實驗室，建立新型的實驗管理模式，可以充分發揮地方本科學校電子類專業實驗室資源，為更多的學生提供可靠、安全和經濟的實驗項目，為地方本科院校電子類專業“知識、能力、素質”三位一體應用型人才培養提供優質、高效、豐富的實踐教學環境。
2.實驗室全面開放的具體步驟
（1）開放模式。實驗室應該根據其性質不同，在開放時間、空間以及實驗內容方面有所側重：基礎實驗室采取半開放時間，實驗內容、項目相對固定；創新實驗室條件允許時在時間、空間以及實驗內容上全面開放。
（2）開放的具體內容。①原則上對于電路、模電、數電、高頻等基礎課教學實驗室，全面實現時間上及部分內容上的開放。內容開放主要包括：第一，保留部分必開的實驗教學項目，可占該實驗課程總學時的20%～50%。第二，增加并改造一批綜合性實驗項目，每學期開學根據學生人數列出足夠的綜合性實驗項目供學生選擇，綜合性實驗項目占該實驗課程總學時的30%～50%。第三，適當增加具有設計新穎性和創新性且由學生自主選題的實驗項目，給學生留有一定的時間和學時空間，占該實驗課程總學時的20%～30%。②專業實驗室定期向學生一定數量的綜合性、設計性的項目供學生選擇，項目以各級電子設計競賽題目、分解指導教師的科研課題為主，逐步鍛煉學生掌握電子電路設計方法、電路故障檢測方法、工程應用方法，以提高學生分析問題和解決問題的能力。③以“挑戰杯”“科技文化周”活動為依托，引導、鼓勵學生開展創新實驗。創新實驗項目以團隊形式進行，參與學生不限年級，可自由組合；開放實驗室時可結合實際條件， 安排實驗場地和教師指導，培養學生的創新思維和團結協作精神，并通過高低年級學生的傳幫帶機制創新技術成果。④開發虛擬實驗系統，遇到一些高成本、高消耗、大型或綜合訓練以及現有實驗實訓條件不足或學生自主開展實驗與創新訓練等情況時，采用虛擬實驗，可以使學生獲得大型和綜合訓練經驗。
（3）開放實驗項目課時分配。①電子電路綜合實驗，開設時間為第三學期。本課程中學生要求修讀2項第一級實驗項目（必修）；要求修讀1項第二級實驗項目和1項第二級或第三級實驗項目。②電子電路綜合實驗，開設時間為第四學期。本課程中學生要求修讀2項第一級實驗項目、1項第二級實驗項目和1項第二級或第三級實驗項目。③電子電路綜合實驗，開設時間為第五學期。本課程中學生要求修讀1項第二級實驗項目、1項第三級實驗項目和1項第三級或第四級實驗項目。
（4）管理模式及運行機制。①學生管理。在開放實驗中重點突出學生的自主性。從方案設計、操作、實驗結果的分析處理方面最大限度地發揮學生的作用，擴大學生獨立思考、操作、分析的空間，充分調動學生的學習積極性和自主性。 ②成績管理。第一，對于驗證性實驗成績的評定，以學生的預習報告、實驗報告和實驗操作為評分依據。第二，對于綜合性、設計性、創新型實驗，以實驗成果（包括實物、論文或實驗報告）和指導教師評價或通過答辯的形式進行評價，作為學生成績和學分的評定依據。③實驗室人員管理。實驗指導教師負責開放實驗項目的建設與更新，負責指定開放實驗項目的開題、過程指導、實物驗收與答辯、成績評定等全過程，并負責選取開放實驗優秀項目，推薦參加各種比賽和申報評獎。
開放實驗教學將逐漸成為實驗教學的主流， 地方本科院校電子類專業要不斷探索開放實驗教學模式，深化實驗教學內容改革，利用現代技術，探索實驗管理方法，結合學校實際，走出一條實驗室開放高效運行的新途徑。
參考文獻：
1993年，由教育部倡導在全國高校中組織開展大學生電子設計競賽，1994年成功舉辦了第一屆全國大學生電子設計競賽，緊隨其后的1995年至2009年間，由教育部、工業與信息化部聯手舉辦了九屆大學生電子設計賽。隨著競賽的知名度及其在我國高校創新型人才培養工作中產生的影響力的不斷提升，已逐漸發展成為全國高等教育領域的四大學科競賽之一，同時也為各高校之間的認識、了解提供了機會，并為各校間從政策措施、人才保有程度、實驗設施及實驗手段和財力等各個因素的融合后的實力展示，提供了一個綜合性的競技平臺[1]。江蘇技術師范學院電氣信息工程學院在學校領導和相關職能部門的支持下，于2007年首次組隊參加了第八屆全國大學生電子設計競賽，并取得了江蘇省賽區一等獎1項和二等獎3項的不錯成績。隨后又于2009年組隊參加第九屆全國大學業生電子設計競賽，取得了國家二等獎2項、江蘇省賽區一等獎4項的佳績。兩次參賽都有所斬獲，賽事輔導教學團隊的教師們結合輔導過程及參賽的實際情況進行總結分析，明確成功的主要亮點和工作過程中的不足之處，力爭在以后的輔導過程中有針對性地開展輔導工作，以便在比賽中獲得更好的成績，同時也為在本科教學工作中培養大量的創新型高級技術應用人才奠定基礎。
1簡析電子設計競賽，明確其輔導重點和難點
古人云：知己知彼，方能百戰不殆。對于組隊參加全國大學生電子設計競賽，也同樣需要對這一賽事的難點和重點有所了解。縱觀前九屆的賽事，全國大學生電子設計競賽系統而全面地檢驗了學生的綜合素質及協同工作的能力。通過對歷屆賽題的歸納大致可分為電源類、信號源類、放大器類、數據采集與處理類、無線電技術類、測量儀器儀表類和自動控制類等。既有以完成功能性設計內容為目的，又有以完成指標性設計內容為目的的題目。競賽中的基本部分、發揮部分、設計與總結報告三部分內容是有機結合的，在注重考察學生的基礎理論知識的情況下，大力推廣新技術、新器件的應用，同時其涉及的領域越來越廣，對學生解決工程實際的應用能力也越來越強，能全面考察學生的理論知識、實踐能力及創新能力。競賽既有一定的普遍性，同時還有其發揮部分的深度，能使最為優秀的學生脫穎而出。根據電子設計競賽的命題及內容，可以看出電子設計競賽的特點是任務重、時間短、要求高。根據組委會的規定，競賽必須在四天三夜內完成從方案設計到電路制作，再到軟件編程和最后的設計報告工作。這是對參賽學生能力的檢驗，要求學生必須熟練掌握計算機編程、電路分析、設計與開發等基礎知識，同時還要非常熟悉誤差、指標、系統等工程概念，熟練使用測試儀器、儀表，快速找出故障及調試電路的能力。在賽題完成過程中，問題解決的途徑并不是單一的，在不斷探索過程中激發了學生的思維能力，更提高了他們的創新能力。
2做好參賽選手的選拔工作，發現并引導優秀學生參與
通過對電子設計競賽內容和比賽要求等的全面剖析，可以了解到競賽對學生的知識面、動手能力以及個人品質等方面都提出了一定的要求：在能力方面要求學生具備基本的實踐操作能力，如快速準確焊接電路、分析問題的能力、能夠使用科學系統的方法排查故障的能力及文獻及資料查問的能力。在品質方面要求學生要有吃苦耐勞及刻苦鉆研的精神、要有團隊意識、要勇于創新，敢于采用新方法，新思路，開拓進取，堅韌不拔[2]。
2.1廣泛開展競賽宣傳活動，引導學生積極報名參賽
對于高等學校來說，選拔優秀學生組隊參加全國大學生電子設計競賽是獲取好成績的前提。因此，參賽選手的選拔是整個訓練與比賽過程中非常重要的一個環節，它是整項活動的基礎，參賽選手選拔的成敗直接影響到整個訓練的質量與競賽的成績。江蘇技術師范學院對這項工作給予了格外重視，于每年9月份新生入學后，電氣信息工程學院通過學工辦、分團委發動、組織賽事的宣傳工作，讓大學生們通過多種形式走進全國大學生設計電子競賽，了解其性質、了解本校參賽人員以往的獲獎情況以及獲獎學生的個人發展等情況，明白參加全國大學生電子設計競賽對提高個人創新意識、強化動手能力、提升就業競爭力等方面的幫助。通過全面的組織和宣傳，可以讓感興趣和有潛質的大一新生在入學初始就有了明確的專業方向感及奮斗目標。
2.2選拔有潛質的學生參賽，提升選手的整體水平
通過對全國大學生電子設計競賽的宣傳與動員，在每年的秋季學期開始，就組織大二、大三的學生報名，通過各種形式進行選拔。首先對學生進行基礎理論考試（電工、電子技術方面），以實現考查報名學生的電子基礎知識、個人學習能力和理解能力，從中確定參加實際操作測試的學生人選。在實踐操作測試中給出一個簡單的電子產品（如溫度測控系統）的線路圖和元器件，要求學生在規定時間內完成產品的電路分析、安裝與調試，考查學生的元器件識別、電路分析、焊接、安裝、調試等方面的動手能力與分析能力。綜合前兩輪考核的成績來確定參加面試學生的名單（優先考慮在高中階段參加過科技競賽，動手能力強，有創新意識的學生）。挑選出有扎實的電子類及計算機編程等基礎知識、身體健康、實踐動手能力強、具有團隊意識的優秀學生參加賽前集訓隊，并在集訓過程中執行嚴格的淘汰制度，最后確定參賽選手。經過如此的層層選拔才能使那些真正具有潛質的學生脫穎而出，這樣的選手組成集訓隊可以提升參賽隊伍的整體水平，為取得好成績奠定基礎[3]。
3系統科學的賽前輔導，提升學生解決實際問題的能力
有了好的隊伍不等于就可以一勞永逸了，系統科學的賽前輔導才是成功的重要保證。賽前系統科學的輔導決定著整個競賽的最終成敗，所以需要組織好競賽輔導教學團隊全身心地投入到賽前的輔導工作中。競賽輔導教學團隊系統科學的賽前輔導注重知識與技能的統合梳理、理論與實踐充分整合，實現全面提升參賽選手解決實際問題的能力[4]。在這一過程中可以實現對參賽的隊員進行更為嚴格的甄選，推動選手與帶隊的輔導教師進行磨合，因材施教，以期在獲獎的質量與數量上達到最優化。為使整個的賽前輔導工作有序有效進行，可以將賽前輔導分為春季學期主題式課程輔導和暑期集訓兩個階段，同時在人力、財力、場地、設施等各方面都給予相應的支持與配套[5]。成立并開放創新實驗室為參賽團隊的師生提供良好的實踐環境，建立并不斷擴充電子元器件庫，以解決師生在實踐訓練過程中元件難以配齊的問題。
3.1春季學期主題式課程輔導
春季學期課程輔導主要是以主題式課程輔導的方式進行，每周安排一個主題，圍繞著基礎知識培訓、設計開發培訓、綜合系統訓練三大類14個主題（見表1）展開輔導，歷時十四周。大多在春季學期末結束，并在學期末對參訓學生進行綜合考核，再次選拔并確定進入暑期集訓的參賽隊員名單。從表1中可以看出，整個春季電子設計競賽輔導課程主要分為基礎知識與基本能力訓練、設計開發能力訓練和綜合系統設計訓練等3大類14個主題式訓練課程。其基礎知識與基本能力的訓練類課程主要作用是培養學生電子電路設計方面的基本知識，讓學生掌握常用的電子電路模塊、傳感器模塊等設計與使用。通過7個主題式課程對學生進行訓練，使其達到能熟練使用與運用常用的電源模塊、鍵盤顯示模塊、傳感器模塊以及信號發生器模塊等目的。在對學生進行基礎知識與基本能力培訓的基礎上，為了進一步培養學生自主創新設計能力和動手能力，開設了設計開發能力訓練類課程。在該類課程的訓練中，教師給學生講解系統架構與框圖原理，學生根據教師講解的系統組成原理，來進行相應課題的設計與測試。它主要是通過5個設計型開發課題對學生自主創新設計能力與動手能力進行培養與訓練，主要培養學生對基本電子電路的設計思維。經過前兩類課程12個主題式課程的訓練，已培養了學生一定的獨立分析問題能力，使其具備按課題任務要求設計電子電路的基本能力。最后在高速信號的采集與處理和高頻頻率計的設計這2個綜合性主題式課程的系統訓練中，教師只給出系統設計任務要求，學生根據任務來獨立完成系統實現方案分析、完全自主電路硬件設計與焊接、軟件程序編寫、系統綜合調試等訓練科目。通過綜合式系統設計訓練，學生在電子技術電路設計方面形成自主創新設計能力。從整個輔導內容來看，在周期較長的春季學期課程輔導中，由輔導教師負責一個或若干主題的課程，主要是以打基礎，進行初步的電路設計開發，以此來拓展學生的知識面和自主創新設計能力的培養。
3.2暑期集訓
暑期集訓的終極目的是在提升個人技能的同時，訓練小組成員之間的相互配合、協作的能力和意識，并對參賽選手進行適當的賽前適應性訓練。由于全國大學生電子競賽要求參賽學生以三人為一組，在四天三夜內，設計、制作、調試出一個電子控制系統，并完成報告書。而成績也主要是由測試作品的結果和形成的報告式論文兩部分組成，比重各占50%。所以針對競賽時間緊、任務重、設計、開發、調試，文獻閱讀及撰寫并重等特點，暑期集訓過程中的輔導教學工作更注重對學生實踐動手能力、團結協作等方面進行專門訓練。
（1）模擬實際競賽的進度，使其在規定時間內完成任務。將競賽訓練的任務進行分解；第一天，確定選題、提出至少一種以上解決方案，并對各方案進行論證、最后確定最優方案；第二天，必須完成與硬件相關的一切工作，包括制板、焊接、調試等;第三天要完成軟件部分的工作，比如程序的編寫與系統調試等；在最后一天，要完成作品的測試、裝箱、論文報告的撰寫等工作。
（2）在選定題目后，設計方案的提出是最關鍵的一步，也是起著方向性作用的一步，所以要求選擇簡潔新穎、正確可行的設計方案，為后續工作的開展奠定基礎。
（3）為了確保競賽的質量，在具體的輔導教學中，對單元電路的制作與調試這一過程給予充分的重視并開展針對性的訓練。
（4）訓練期間根據每位學生的特長做好分工。硬件、軟件和文字三部分的工作各由一位同學主要負責。這就要求參賽選手在競賽過程中既要完成好自己的工作，又要與小組其它成員相互配合，團結一致，在順境時要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關以期取得最好的成績。在學生參賽的輔導過程中，輔導教學團隊教師互相配合，緊扣不同階段訓練的主題，進行兩階段系統而科學的賽前輔導，不僅使學生獲得了實踐創新意識、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的良好學風，還培養了學生工程實踐素質、提高學生針對實際問題進行電子系統設計與調試的能力。經過參賽師生的不懈努力，在第九屆全國大學生電子設計競賽中，由筆者所指導的程輝、鄭強、陳杰同學團隊取得了我校該賽事有史以來首次國家二等獎的好成績。
【關鍵詞】Proteus 電子 虛擬實驗 EDA
一、引言
在電子技術理論和實驗教學中，經常需要設計出電路，并連接實物進行原理分析和驗證，在電子線路設計過程中，不僅需要考慮各種元器件的參數、性能、功耗、封裝等多種因素，而且在電路的實現過程中還需要經過大量多次的電路焊接、調試和實驗，費時費力，這種傳統的設計方法很難適應現代電子電路設計的規模化、低成本、短周期的設計要求，當然，也不能很好的適應現代化電子技術的教學。隨著EDA（電子設計自動化）技術的發展，電子線路設計過程可以通過計算機軟件，搭建仿真實驗電路，靈活調整元件參數進行動態仿真，進而能顯著提高設計效率，降低成本，縮短設計周期。
Proteus是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件。可以從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。不僅對科研開發，而且對于電子技術課程教學、學生實驗、課程設計、畢業論文設計、電子技能競賽等都提供便捷的輔助功能，對培養電子技術創新型復合人才提供了最便捷的實驗條件。
二、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的優勢
（一）Proteus軟件的資源豐富
1.Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件，有30多個元件庫。
2.Proteus可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器、信號發生器、模式發生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調用。
3.除了現實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結果的影響。
4.Proteus可提供的調試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。
（二）Proteus支持電路仿真
1.Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程通過多媒體展示，這在相當程度上替代了傳統的單片機實驗教學的功能。
2.Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養學生實踐精神、創造精神的平臺。
（三）Proteus應用領域廣泛
Proteus軟件是一個巨大的教學、仿真、開發資源庫，不僅可以用于：模擬電路與數字電路、單片機、嵌入系統、微控制器系統的教學、實驗與考評，也可以用于真實的項目設計與產品開發過程。
三、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的應用案例分析
（一）Proteus在電路分析課程中應用案例
應用Proteus進行電路分析時，通過如下設置：點擊system――set Animation options――在對話框的Animation options 區域選擇show wire current with Arrows，即可以箭頭的方向表示電流的流向，幫助學生理解。同時，可以將電流表、電壓表、功率表等連接到電路中，對電路參數進行測試，快速得到仿真結果。
（二）Proteus在數字、模擬電子技術課程中應用案例
應用Proteus還可以進行數字、模擬電路的仿真分析，例如用譯碼器74LS138搭建的仿真電路，當控制信號E1接電源，E2、E3接地時，通過單刀雙擲開關選擇ABC三個輸入端子的不同組合，即可在八路輸出端子產生相對應的譯碼輸出，控制相應的發光二極管點亮。將抽象的高低電平用發光二極管和單刀雙擲開關形象的表示出來，從而更好地幫助學生理解數字邏輯器件74LS138的譯碼功能，同時也使枯燥的理論內容變得生動形象。
（三）Proteus在單片機技術課程中應用案例
單片機技術作為電子專業課程，一直以來都是學生們反映較難理解的課程，因為其內容綜合性強、實踐性強、且比較抽象。單片機課程的實踐教學以往多采用驗證性實驗，學生按照實驗指導書，將所需的器件在單片機實驗箱上進行連線，下載程序并調試。但是這種方法必須在實驗室內依托硬件完成，對實驗室的設備數量要求較高，且對于一些綜合性實驗，需要較多的元器件支撐。為了提高實踐教學效率、改善教學效果、降低教學成本，在單片機理論、實踐教學過程中引入Proteus軟件。例如在矩陣按鍵控制實驗中，就只需將元器件從元器件庫中拖放到圖紙上，按照電路圖將元件連接，再將keil編譯好的程序下載到單片機中，按下play鍵即可進行仿真。需要修改電路只需在圖紙上進行，快捷方便。
四、結語
在電子技術課程教學中，利用仿真軟件將理論教學、實驗和課程設計有機結合，提高了電子技術課程的教學效果，開發了學生自主學習的潛在能力，激發了學生的學習興趣和創新意識，開拓了學生的視野，增強了學生綜合運用知識的能力和實際動手能力，為后續高頻電路、單片機等專業課程的學習以及參加電子設計競賽等奠定了夯實的基礎。
參考文獻：
[1]朱清慧，張鳳蕊，翟天嵩，等.proteus教程――電子線路設計、制版與仿真（第2版）[m].北京：清華大學出版社，2011.
[2]周潤景，張麗娜.基于proteus的電路及單片機系統設計與仿真[m].北京：北京航空航天大學出版社，2006.
[3]周靈彬.單片機系統的proteus設計與仿真[m].北京：電子工業出版社，2007.
關鍵詞 大學生電子競賽；競賽培訓課程體系；實踐創新能力
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）02-0092-02
1 引言
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，中國石油大學（華東）自1997年參加大學生電子設計競賽以來，成績斐然，先后獲得國家一等獎、國家二等獎多項，山東省獎勵若干。電子設計競賽的舉行豐富了學生的課外科技活動，營造了良好的校園氛圍，鍛煉了學生的工程實踐能力，有助于學生創新意識的培養。以電子競賽為契機，完善當前競賽培訓課程體系，加強指導教師隊伍的建設，積極探索教學模式的改革，切實提高學生的實踐創新能力。
2 完善競賽培訓體系
賽前選拔 首先，根據競賽的時間，由學校教育處擬定競賽通知，在全校二、三年級的電子類專業及其他相關專業的學生中進行選拔。首輪選拔由學生自行填寫個人情況表并參加面試考核。該過程主要考核學生的專業基礎、實踐能力并是否參與過類似科技活動或工程訓練項目等方面。對于此次選拔未能通過的學生，根據個人時間與興趣，也可參加暑期的課程培訓，由此既可激發學生的學習熱情，提高專業知識水平，也可為今后的競賽提供后備力量。二次選拔在暑期課程培訓后進行，根據具體情況確定參加競賽學生名單，并由學生每三人一組，根據個人專業特長自由組隊，并上報組委會。
題目講座培訓
1）競賽題目解析。培訓之前要對歷年競賽題目進行解析、歸納。近幾年的競賽題目主要可分為以下四大類：通信類、測量類、控制類、電源類。細分的話則包含運動控制類題目，高精度、高速度的儀器制作類題目，電源制作類題目，射頻收發系統類題目，信號采集類題目，信號放大類題目等。對于儀器制作類題目運用到的知識點有振蕩器、濾波器、放大器、CPLD、TTL電路、單片機等；電源制作類題目運用到的知識點有A/D、D/A、DDS、穩壓電路、單片機等；射頻收發類題目包含調制解調電路、射頻功放電路、濾波電路等；信號類題目包含運算放大電路、波形產生電路、濾波電路等。
2）完善培訓課程。根據對競賽題目的解析以及歸納所能運用到的知識點，建立競賽課程培訓體系。題目所涉及課程廣泛，包含模擬電子技術、數字邏輯設計、單片機原理、信號與系統、自動控制原理、電子測量技術、EDA等課程。根據所涉及課程及知識點開展專題講座培訓，主要包含單片機系統設計與實訓、FPGA系統設計與實訓、PCB印制電路板設計開發培訓、模擬電路設計實訓、常用儀器儀表系統設計與實訓、小車及運動控制系統設計與實訓、電源系統設計與實訓，以及射頻傳輸、SOPC、嵌入式及操作系統培訓等相關專題。競賽培訓課程內容必須與實際應用相結合，并以最新器件的功能應用為前提，著重培養學生對最新知識、最新器件的獲取能力。
實訓項目模擬 以3人為一組隊進行實訓模擬，為競賽作提前的檢驗。指導教師以歷年競賽題目為參考，給出實訓項目，對學生進行項目模擬。本隊成員集中討論，分工協作。
1）制定方案。首先根據題目和參考器件或芯片，上網查閱相關資料，了解芯片以及器件的功能、使用方法，制定出相關方案。
2）制作PCB印制板電路。在印制電路板的設計中，元器件布局和電路連接的布線是關鍵的兩個環節。布局是否合理不僅影響后面的布線工作，而且對整個電路板的性能也有重要影響。要求元件應均勻、整齊、緊湊地布放在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3）焊接、調試電路。調試電路是關鍵的環節，通過調試發現和糾正設計方案的不足和安裝的不合理，然后采取措施加以改進，使電子電路達到預定的技術指標。調試的方法首先是不通電檢查，檢查焊接的連線有沒有“虛短虛斷”，焊接器件的引腳有沒有錯誤；接下來通電觀察，觀察電路有無異常現象，集成芯片有無發燙現象，如有異常應立即斷電；然后進行靜態調試，在不加入輸入信號的情況下使用萬用表測量電路中各點的電位，觀察直流工作狀態是否正常；最后在此基礎上進行動態調試，在輸入端加入合適信號，測量動態指標，如果發現不正常現象，分析原因，排除故障再進行調試。
4）撰寫論文。論文的撰寫應包含方案設計、電路設計、測試方法、測試結果等。方案設計是指對該題目設計的可行性方案，提出選擇方案的理由以及方案的優缺點。電路的設計主要指電路原理的敘述和主要參數的計算。測試方法和測試結果包含測試用的的儀器、測試的步驟和結果的記錄。
3 注重學生素質教育
培養創新能力與團隊精神
1）培養創新能力。當前教育的方式多數是填鴨式教育，忽視了學生的批判性思維訓練，人文教育薄弱，學生缺乏積極的思維活動。大學生電子競賽對培養大學生的創新能力提供了一個良好的平臺。在競賽過程中，面對難題要不斷鉆研、敢于克服、勇于創新。在這個過程中鍛煉了學生分析和解決問題的實踐能力，激發了學生的創造潛能，同時也在培養學生嚴謹的科學態度。實踐證明，參加過競賽的學生在創新思維與動手能力上要明顯具有優勢，越來越受到用人單位的青睞[1]。
2）培養團隊精神。在競賽過程中注重團隊精神的培養，注重與別人討論和分享成果。優異成績的取得靠的是隊員的協同合作、優勢互補，是團隊共同努力的結果。電子競賽是一項團體的比賽，試題往往有一定的難度，各組成員內部必須充分交流、集思廣益，才有可能克服種種困難，取得佳績[2]。
樹立正確的參賽觀 在競賽中取得佳績是件令人歡欣鼓舞的幸事，但參加競賽的目的不是盲目追求獎項。國家舉辦電子競賽旨在推動教學改革，培養學生的實踐創新能力以及團隊協作的人文精神。有些學校一味追求獎項，以獎項來衡量教學，并以高額獎金作為激勵，這與舉辦電子競賽的目的是背道而馳的。通過參加電子競賽來鞏固課堂知識，將理論運用于實踐，而不以追求獎項為目的。培養學生樹立正確的參賽觀，參與競賽拓寬了學生的知識面，提升了知識結構，鍛煉了實踐動手能力和對新技術、新知識的運用能力。這些能力的培養對學生來講，將來無論是就業還是考研都是一種優勢。
4 競賽后工作總結
后備力量培養 在國家的大力支持下，面向學生的科技類活動日益增多，“全國大學生電子競賽”每兩年舉行一次，此外還有“山東省大學生電子競賽”“嵌入式電子設計競賽”“大學生機器人大賽”等多項賽事。每年在各項賽事如火如荼開展期間，學校需更注重后備力量的培養，鼓勵學生參加科技創新計劃活動，營造濃厚的學習氛圍，推進校園科技文化建設。在課堂教學之外，學校的創新實驗室、工程訓練中心、實驗中心等實踐教學區為學生開放，為學生提供一個能切實鍛煉實踐能力和創新能力的訓練場所。
加快資源共享 利用虛擬網絡平臺，建立資源庫。將歷年來學生參賽作品及項目論文等納入資源庫，實現資源共享。在日常學習、科研與教學中注意相關資料的積累，將科研課題和學生創新實驗、創業訓練項目進行匯總納入題庫，以備競賽之前學生使用。將開設的培訓課程及相關專題建立網絡共享，帶動優質課程資源的建設。
加強與兄弟院校的交流，以利于指導隊伍建設 競賽結束后總結分析，與兄弟院校間進行交流，借鑒汲取其他院校在競賽培訓中的經驗。組織兄弟院校間的科研活動或專題講座，了解不同的文化氛圍，為科研注入新的活力。加強指導教師隊伍建設，注重青年教師的培養，競賽指導教師要在知識水平、實踐經驗、科研能力上實現自我提高[3]，了解新技術、新器件的應用及發展，開闊眼界，拓展知識層面。加強教師之間相互學習、相互補充，積累更豐富的經驗，為實現多元化、開放性、多層次的人才培養模式提供一支優秀的生力軍。
參考文獻
[1]韋文詳，等.由大學生電子設計競賽引發對就業能力培養的思考[J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：11-13，175.
針對硬件課程實踐環節在提高學生解決實際問題能力上效果不理想、課程之間銜接不好等問題，基于CDIO工程教育理念，結合“try”教學方法，基于數字電路設計課程的實踐環節，提出一種新的教學模式。
關鍵詞：
CDIO；教學模式；實踐環節；課程銜接
由麻省理工學院等4所大學創立的CDIO工程教育理念，是繼承和發展歐美工程教育改革的一種新的教育理念。該理念包括12條標準，涵蓋了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評。它以產品研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式來學習工程的理論、技術與經驗[1-2]。數字電路設計是計算機組成原理、接口與通信以及嵌入式類課程的先修課程。如果在數字電路設計的教學中沒有考慮好與后續課程在理論教學與實踐教學內容上的銜接，則容易導致學生在后繼課程的學習中遇到困難[3]。
1數字電路設計課程實踐環節的教學條件和教學現狀
（1）社會對軟件人才的需求量遠大于對硬件人才的需求量，學生出于就業考慮，容易形成重軟件輕硬件的觀念。（2）硬件課程入門較難，實踐環節大都是驗證性的，缺乏探索性，不利于培養學生解決實際問題的能力，從而打擊了學生學習硬件課程的積極性，導致學生形成“好軟怕硬”的思想。（3）傳統教學模式是教師課堂講授，適當結合驗證性實驗，不能激發學生的學習積極性。學生學完理論、做完實驗后，仍然缺乏解決實際問題的綜合能力、工程實踐能力及創新能力[4]。傳統教學模式的弊端導致在與計算機組成原理等后繼課程的銜接中，學生不能從系統的高度認識數字邏輯[3-5]。（4）計算機學院開設的數字電路設計和計算機組成原理等課程，采用同一套實驗設備，在一定程度上能讓學生的學習具有連續性。（5）自創的“try”教學方法可適用于數字電路設計課程及實踐環節的教學[6-8]，但由于算機組成原理和數字電路設計兩門課程的內容和要求不同，“try”教學方法在應用于后者時，應有所調整。
2數字電路設計課程實踐環節改革方案
2.1實踐環節的層次設計為了獲得更好的教學效果，教師探索了各種方法，其中有案例法、項目驅動法、任務驅動法等[9-12]。從實驗室建設、實驗手法、課程整合等不同角度來提高實踐環節質量[13-14]也能夠有效提高教學效果。比較上述方法后，考慮與后續課程的銜接等因素，根據CDIO標準3、5、7的要求，結合自創的“try”教學方法，我們將數字電路設計課程的實踐環節分成兩個層次，從最簡單的門級電路編程開始，難度由低到高、循序漸進，最終讓學生完成源于實際案例的綜合實驗，初步具備實際工程能力。表1從實驗項目設計、教學方法等7方面對基本實驗和綜合實驗進行了對比。在教學中，學生學習的主要障礙不是掌握理論方法，而是缺乏理論知識和實踐問題認知的溝通[11]。因此，我們在理論教材中選擇15個知識點，設計成相關的任務和實驗內容，如全加器、表決器等，采用“try”教學方法并結合任務驅動法，鼓勵學生多動手多嘗試，通過任務、查資料、仿真、實物驗證、教師驗收、撰寫實驗報告和總結這7個步驟完成對15個理論知識點的學習。為了進一步提高學生的實際工程能力，基于科研項目，貼近實際生活，我們編寫了自動售貨機、出租車計費器、電梯控制器等6個綜合實驗。實驗采用分組方式，每組學生自行選擇一個題目，在規定時間內完成該綜合實驗。綜合實驗的教學過程一般包括：教師項目及要求、學生分組并認領項目、組內分工、查資料、設計方案、論證可行性、學生在宿舍仿真、學生在實驗室的硬件開發板上實物驗證、教師驗收、提交實驗報告、實驗答辯、成績評定等13個環節。教師在項目要求的時候，只給出最基本的要求，學生在設計的過程中可以自行擴充，也就是說，同一個綜合實驗題目，其設計可繁可簡，不同學生設計的電路可能會不一樣。
2.2實踐環節評價體系的構建根據CDIO標準11，構建了實踐環節的評價體系。
2.2.1基本實驗評價方法基本實驗評價指標是：①時限；②工作量；③完成質量；④驗收程序；⑤實驗報告。其中①、②、④、⑤考核了學生的個人能力和表達能力，指標③、④、⑤考核了學生的專業知識、建造產品和系統的能力。對這5項指標加權平均得到該基本實驗項目分數，如式1所示，其中Sj表示某個基本實驗的得分，Ki表示某個考查指標的系數，Mi表示在某個考查指標上的得分。由15個基本實驗的得分累加后除以15，得到基本實驗項目的總得分，如式2所示，其中BS表示基本實驗的總得分，Sj表示某一個基本實驗的得分。
2.2.2綜合實驗評價方法綜合實驗評價指標是：①時限；②查資料的能力；③實驗方案；④創新性；⑤設計說明書；⑥完成質量；⑦團隊合作能力；⑧工作量；⑨驗收；⑩實驗報告；實驗答辯。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、項考核了學生的個人自身能力、探究能力、團隊合作能力和表達能力，指標③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了學生的專業知識、建造產品和系統的能力。修改式1可對這11項指標的得分加權平均，從而得到綜合實驗的分數。
2.2.3實踐環節最終成績評定辦法及選優措施實踐環節總評成績由基本實驗成績和綜合實驗成績兩部分加權平均得到,從工作量及投入時間方面考慮，一般建議兩者各占50%。綜合實驗結束后，根據學生在實踐環節的學習情況和成績，特別是綜合實驗中的表現，向各相關學科實驗室推薦優秀本科生，使他們有機會加入科研項目組，參與教師的科研工作。
3實施效果及分析
為檢驗課改成果，我們設計了一套課程評價系統，包括一套具有反向題的學生調查問卷、學評教的數據、學生的理論課成績單、實踐環節成績單、一套后繼課程教師評價學生掌握先修課程知識的調查問卷、一套學生所在學科實驗室評價該生的調查問卷等。評價系統還包括對這些數據的統計和分析。統計數據顯示，在CDIO模式基本實驗和綜合實驗實驗項目設計上，學生滿意度達到81.6%，在教學內容、教學方法、實驗環節考核方法等方面，學生滿意度達到97.4%，比傳統模式提高了20幾個百分點。這些數據表明，新教學模式比傳統模式更能激發學生的實驗興趣，促進他們較大幅度地提高項目設計能力、動手編程能力、團隊合作能力。我們將2013級計算機科學與技術專業的學生分成兩組，采用相同的教學資源和不同的教學方式分別授課，一組采用新模式教學，另一組采用傳統模式教學。經過一個學期的學習，2015年1月數字電路設計課程理論考試中，在試卷相同的情況下，新模式組成績優良率達到52.9%，比傳統模式組高24個百分點；新模式組不及格率為15.7%，比傳統模式組低15個百分點；新模式組平均卷面成績為78分，比傳統模式組高6.1分。由此可知，基于新標準并結合“try”方法的新教學模式能夠提高實踐環節的教學質量，切實促進學生深入理解理論課的相關知識點，有助于學生更好地完成課程銜接，為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎。追蹤這些學生后繼課程的學習情況，統計2015年6月計算機組成原理課程設計期末考試成績后發現：原新模式組優良率達到80.3%，比傳統模式組高25個百分點；原新模式組不及格率為0，比傳統模式組低21個百分點。計算機組成原理課程理論考試中，原新模式組平均卷面成績為68分，比傳統模式組高5分；原新模式組不及格率為17.4%，比傳統模式組低5個百分點。此數據表明，數字電路設計課程實踐環節采用新教學模式教學有助于學生對后繼課程的學習，特別是實踐環節成績有了大幅提升，不及格率也明顯下降。
4結語
新教學模式基于CDIO理論，結合“try”教學理念，將數字電路設計課程實踐環節分為基礎實驗和綜合實驗兩個層次,并包含了配套的成績評定方法和課程評價系統。實踐證明，新教學模式能夠更好地促進課程銜接，有利于培養學生自主學習、主動探索的精神和能力，培養學生的工程實踐能力、溝通交流能力及團隊協作能力。改革的下一步，是根據每一門課的特點，把基于CDIO理念的教學模式推廣到課程群其他課程的教學中去，以期從課程層次化、課程間網絡化等多角度、多層面地把學生培養成為優秀的工程技術人才。
參考文獻：
[1]百度文庫.CDIO工程教育模式探析[EB/OL].(2012-09-15).
[2]查建中.工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國際化[J].中國大學教學,2008(5):16-19.
[3]白中英.數字邏輯、計算機組成原理兩門課的銜接性[J].計算機教育,2011(19):36-36.
[4]陳進,吳柯.從一個工程實例對“數字電路”教學的反思[J].電氣電子教學學報,2012,34(2):112-114.
[5]曹維,徐東風,孫凌潔.基于CDIO理念的數字邏輯實踐教學探索[J].計算機教育,2012(12):75-77.[6]包健.計算機組成原理課程及實驗的改革與建設[C]//全國大學計算機課程報告論壇論文集.北京:高等教育出版社,2007:75-77.
[7]FengJ,DaiG,BaoJ.PedagogicalpracticeofE-learninginthecourse“theprinciplesofcomputerorganization”[C]//IEEEInternationalConferenceonScalableComputingandCommunications&TheEighthIEEEInternationalConferenceonEmbeddedComputin.NewYork:IEEE,2009:529-532.
[8]章復嘉,包健,吳迎來.網絡化計算機組成原理課程輔助教學方法探索[J].計算機教育,2012(2):67-70.
[9]賈熹濱.案例教學法在數字邏輯教學中的應用[J].計算機教育,2011(13):67-70.
[10]程書偉,張丹,程曉旭.基于“項目驅動法”的數字電路課程教學的探索與實踐[J].電腦學習,2010(3):138-139.
[11]曲凌.任務驅動的小組教學法在實踐教學中應用[J].實驗室研究與探索,2014,33(6):200-203.
[12]李文.IACI-CDIO理念下項目驅動的數字邏輯實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2014,33(6):161-164.
[13]劉小艷,金平.“電子電路與系統基礎實驗”教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2014,33(6):197-199.
基金項目：本文系教育部第三批國家級精品資源共享課立項項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0040-02
一、教材建設的背景及目標
電子技術基礎課程是電類各專業極其重要的專業基礎課和技術基礎課，隨著市場經濟對高等學校人才素質的要求，它也成為部分非電類專業的必修課。電子技術基礎課程有兩個任務：一是使學生在學習的過程中，獲得電子技術方面的基本知識、基本理論、基本技能；二是培養學生兩方面的能力：分析問題和解決問題的能力，為今后進一步學習、研究、應用電子技術打下基礎。
中北大學（以下簡稱“我校”）電子技術基礎課程2007年被評為國家級精品課程，2013年該課程中的模擬電子技術基礎申請為國家級精品資源共享課立項項目，同時，數字電子技術申請為山西省精品課程資源共享課。按照教育部頒布的高等學校電子技術基礎課程教學基本要求，多年來，教學內容不斷更新，采用的基本原則是：保證基礎、加強集成、聯系實際、體現先進、便于教學。與傳統教學內容相比，主要教學內容、教學方法和教學手段都有很大的更新，教師教學經驗的積累，迫切希望對教材進行改革和建設。教材建設目標：以現代教育思想為指導，借鑒國內外高校編寫教材的精華，結合實際，吸收更新的科技與教學成專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net果，以及本校教學改革的經驗，借助網絡技術、多媒體技術等現代化的教學手段，打造一套系列化、立體化的教材。為學生提供一套系列化的教材、一個立體化的自主學習空間，使以往的單一的課堂教學或者學習方式向多方式、多途徑發展。目前，已經取得了階段性的成果。[1]
二、教材體系與結構
本教材的特點是系列化、立體化。教材結構如表1所示，它是教學實踐改革的產物，也是教學實踐改革的載體。
表1 教材結構
紙質教材 電子教案或者課件
模擬電子技術基礎 模擬電子技術電子教案與課件
數字電子技術基礎 數字電子技術電子教案與課件
模擬電子技術基礎學習指導及習題詳解 電子教案
數字電子技術基礎學習指導及習題詳解 電子教案
電子技術實驗與課程設計 教學課件、實踐課件與EDA軟件
1.系列化
如表1所示，本教材共有5本紙質教材，自成體系。基本上包含了本課程的所有教學環節、實踐環節和教學內容，與模塊化、層次化的教學體系相配套，其中：
（1）本教材的第一層次分為兩個主模塊編寫：《模擬電子技術基礎》和《數字電子技術基礎》。編寫時，在保證傳統內容的基礎上，做了如下改進：1）教材內容以集成電路為主，適當保留作為電子電路基礎的分立元件電路內容。模擬電子技術的重點放在討論各種基本放大電路及分析方法、放大電路中的反饋、模擬集成電路及其應用；數字電子技術的重點放在討論組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析及設計方法、脈沖信號的產生與整形、大規模集成電路的分析應用、ADC和DAC的分析及應用、VHDL語言及其應用；2）為了激發學生的興趣，并與所學專業相結合，引入了工程方面的內容，如信號檢測中的儀表放大器、精密整流電路、以及采樣保持電路等；3）增加了MEMS等新器件和微電子等新技術的教學內容，適當引入新概念、新技術，新器件，做到了經典與現代融合，與實驗融合，與工程應用融合，與EDA仿真融合，有利于學生更好地理解電路的基本概念、基本理論知識和基本分析方法；有利于培養學生實踐能力、創新能力、分析問題和解決問題的能力；有利于大學生創新和卓越工程師培養計劃的實施；4）為解決學生學習電子專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net技術基礎入門難的問題，在教學內容安排上，先介紹章節內容、要討論的主要問題以及要達到的目的，然后進行正文敘述、對本章內容進行小結、最后對應章節內容列出自測題和習題。在內容編寫上，做到知識點與例題有機結合，自測題、習題便于學生通過練習鞏固本章所學知識。內容安排上，達到循序漸進、有的放矢、前后呼應的目的。
這些方面的改進，既體現了基礎，又反映了電子技術的最新發展成果，提高了學生的學習興趣。
（2）《模擬電子技術基礎學習指導及習題詳解》和《數字電子技術基礎學習指導及習題詳解》是對應兩本主教材配套的輔導書，為更適合學生參考學習，做到了以下兩點：1）對《模擬電子基礎》和《數字電子基礎》兩本主教材中的全部自測題、習題給出了詳盡的全解。對學生來說，一冊在手，即可全面了解本課程知識結構，課程內容重點、難點和考點，通過詳細的習題分析和解答來提高學生分析問題、解決問題的能力，并直接起到檢查學習效果的作用；2）在選材上，力求做到由淺入深、循序漸進。“典型例題和考研試題解析”部分圍繞主要知識點、重點、難點來選材而非面面俱到，既與主教材有機結合，又對主要知識點進行了更加深入透徹的剖析。“自測題及解答、習題及解答”部分提供了大量豐富的題型及精解。“本科生和研究生試題及答案”部分給出了詳盡的參考答案，并在研究生試題保持原有風貌的前提下，在答案中也采用原題邏輯符號，既滿足了本科生復習和備考需求，又為碩士研究生入學考試提供了一個復習平臺。
（3）《電子技術實驗與課程設計》是實驗指導教材、課程設計參考書兼各類電子設計競賽參考書。1）在實驗方面，引入仿真實驗內容。通過計算機仿真實驗，增強學生計算機應用能力以及電路分析、設計和測試能力。[2]模擬電子技術虛擬實驗用Multisim軟件實現，數字電子技術虛擬實驗用QuarterⅡ軟件實現。硬件實驗保持傳統實驗的精華，分成驗證性、提高性、設計性和綜合性四個層次，提高學生動手能力、分析和解決硬件電路中問題的能力；軟件實驗采用軟件測試仿真，提高學生編程、軟件分析和解決問題的能力，為學生進行研究開發性實驗打下良好的基礎。2）課程設計的 內容涵蓋了模擬電子系統設計、數字電子系統設計和綜合電子系統設計，做到了常規電路設計與EDA技術相結合的設計方法。設計題目新穎，具有實用性。題目給出了設計思路、原理框圖，有必做和選做內容。實現了課程設計與設計性實驗有機結合，既滿足了課程設計的需要，又為學生進行課外科技活動及全國大學生電子設計競賽奠定了基礎。歷年來，我校在全國大學生電子設計競賽中都取得優異的成績，這本教材功不可沒。
2.立體化
對現代教學來說，過去那種“一本教材、一支粉筆”的教學模式早已不適用。我校電子技術基礎課程作為國家級精品課程、國家級精品資源共享課和山西省精品資源共享課，在教學中有多樣性的特色，體現在教學方法的多樣性、教學手段的多樣性和教學內容的多樣性。每本教材都制作了與之相配套的電子課件、網絡電子教案、多媒體資源庫等，并引入了現代化的網絡教學。
多媒體教材除具有直觀形象、信息量大、網絡教學便捷的特點外，更因為其趣味性濃、個性色彩強、互動效果好而吸引學生。因此，筆者充分利用多種媒體，建設網絡課堂，在已經完成的“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”、“電子技術實驗”等課程的網絡電子教案的基礎上，根據教學改革經驗和實踐教學經驗，不斷完善和更新，建立了多媒體資源庫，內容涵蓋電子教案、多媒體課件、全程教學錄像、案例庫、學專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net科知識檢索、例題分析、試題庫、在線自測、考試系統、學習軟件、虛擬仿真、學生作品、專家講座等。
為了配合課堂教學，解決內容多、難度大、學時少的矛盾，筆者制作了一套網上學習輔導系統——電子技術學習系統。在該系統內，創建師生互動平臺，便于師生交流。
通過網絡教學，創建師生互動平臺，教師隨時可以答疑解惑，利于學生個性化學習和自主學習，可以激發學生學習電子技術的熱情，培養學生在電子技術方面的創新思維能力；通過網絡教學，實現優質資源共享，緩解了教學資源不足的矛盾；通過網絡教學，便于教師之間的交流學習，有利于中青年教師的快速成長；通過網絡教學，可以大大提高教學管理效能。
三、電子課件的組織形式
由于與紙質教材配套的課件是教學型課件，要求課件文字簡練、條理清晰、提綱挈領、能體現教師在教學中的主導地位。[2]所以，為了設計出高質量的電子技術基礎多媒體課件，筆者做了如下努力：
第一，充分了解本課件在教學中適用的內容。設計者要熟悉本課程的教學內容，掌握知識結構，掌握各部分內容之間的內在關系及每個知識點之間的內在規律。只有對教學內容的重點和難點有了充分理解，才能設計出恰當的多媒體課件。[3]為此，由教研室一位教師制作，其他教師在此基礎上再根據自己的需求和教學風格進行多次修改，才得以在教學中展示應用。
第二，文字簡捷，采用文本分時顯示。如果在屏幕上出現大段的文字反而會降低講課效果，為此，制作過程中，多媒體課件上只出現標題、概念、定理、公式、知識點的結論等內容，采用文本分時顯示方式逐次顯示，用鼠標單擊對應參數或鍵盤控制響應的解釋部分。[4]
第三，圖形分解演示。電子技術基礎課程以分析設計電路圖為主，因而電路圖多、波形圖多。在課件制作中，對于基本電路和重要電路，筆者都對電路進行了拆分。對于最基本的簡單電路，一個一個元件加入，介紹各個元件的作用；對于新的重要電路，總是從已經熟知的簡單電路入手，采取“提出問題——分析問題——解決問題”的方法，刪除或者添加一個個元件，改動一條條線，直到得到目標電路。
第四，在電子課件中添加仿真軟件。“模擬電子技術”和“數字電子技術”兩門課程中分別選用Multisim和QuarterⅡ仿真軟件，對課程中的實例進行動態演示。只要參數設置適當，就可以得到幾乎與硬件電路實驗相同的結果，具有相當高的可信度。[5]為此，事先在軟件上編制調試好電路分析程序存入課件中。在需要演示時，點擊“仿真演示”鍵，即可鏈接進已調試好的相應軟件中，進而進行仿真演示。
例如在講RC橋式振蕩電路時，點擊“演示”鍵，就進入了用軟件編制好的對應電路，點擊“運行”鍵，即可看到起振、穩幅的過程和波形。這種動態的模擬電路變化過程和仿真效果，使學生對電路的正常工作條件及變化過程有很清晰的理解，是任何動畫都不能比擬的。
四、教材的應用效果
該教材的紙質教材和電子課件已使用多年。電子課件在使用過程中，還在不斷地制作、改進。由于使用多媒體課件的種種優勢，教師對課件制作積極性都很高。大家常常一邊討論、提意見和建議，一邊修改，使課件內容越來越完善，也越來越精美。課程組所有教師均采用多媒體上課，電子課件利用率100%。
紙質教材使用多年，受到了教師與學生的一直好評：第一，該教材在編寫過程中緊緊圍繞課程體系，各層次、各模塊都有配套教材與之對應，使用方便。第二，電子課件在制作過程中，講授內容、順序、思路等都與紙質教材保持一致。學生在聽課過程中，只需要在老師講授的重點、難點內容上做標記即可，而不會在課堂專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net上因為記筆記影響專心聽講。第三，由于課件由一位教師為主制作，其他教師根據個人授課習慣和經驗進行修改、創作，之后才應用于教學，所以教研室教師人手一個課件，卻又各有不同、各具特色。課件為教師提供一個廣闊的創作空間，減輕了教師的勞動強度，提高了教學效率，卻沒有限制老師，更沒有抹殺老師的講課特色，這正是筆者追求的課件存在的意義。第四，教材中，加強學生創新性實踐環節教學與實踐，把最新的科研成果和最新的器件與技術反應到教材和教學當中，開闊了學生眼界，提高學生對電子設計的興趣和提高了學生的動手能力、綜合素質。
這5本紙質教材均已由電子工業出版社和機械工業出版社出版，其中，2005年出版的“十五”國家級規劃教材《電子技術實驗與課程設計》（第三版），該書已被全國50多個高校使用，年出版量上萬冊。《模擬電子技術基礎》 被評為“十五”國家級規劃教材，《數字電子技術》被評為“十二五國家級規劃教材”。兩本教材均已多次印刷，均有10多所普通高等院校使用，一致認為該教材是聯系實際、體現先進、指導創新、便于教學的優秀教材。
五、結束語
立體化教材的建設對課程教學改革具有至關重要的作用。我校電子技術基礎立體化教材的建設，雖然已取得較好的成績，但還有許多不足和不完善之處正在不斷改進，期待達到更滿意的效果。
參考文獻：
[1]范愛平，周常森.電子技術基礎課程系列立體化教材建設[J].電氣電子教學學報，2003，25（5）：42-45.
關鍵詞：電子信息類；實踐教學體系；創新實踐
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0150-02
電子信息類專業是一門要求扎實的理論基礎和動手實踐能力強的工科應用型專業，尤其是實踐性教學環節對學生創新能力的培養更為關鍵。傳統的人才培養模式主要是講授知識性，并不注重學生的實操能力，而企業真正需要的是實用型人才。因此高校在人才培養模式上應采用實踐教學的教學方式，以培養實用型人才為目標才能適應當前社會對人才的需求。
一、實踐教學設計的基本思路
根據電子信息類學科實際和專業特點，通過實踐教學，培養學生對電子信息專業的興趣，熟練掌握專業的基本理論知識，增強專業實踐動手能力，其中該專業學生的專業能力如表1所示；培養學生實事求是、嚴肅認真的科學精神、探索精神和創新精神，提高綜合分析解決問題的能力，塑造初步的創新能力。
二、實踐教學體系內容
通過對電子信息類專業實踐教學體系的深入研究，提出建立由“課堂實踐教學+專業獨立實踐教學+綜合創新實踐”構成的開放實踐教學體系，增加設計性、綜合性和自主性實驗的比例，增加實踐教學比例到27.7%，以提高大學生的創新能力和動手能力。
1.課堂實踐。配合課程理論教學，加強學生理論知識的理解，初步應用該理論知識，掌握實驗基本技能，培養學生動手能力的課程實踐。課堂實踐教學主要包括大學物理實驗、電路分析實驗、電子電路實驗、單片機實驗、高頻電路實驗和其他專業方向課程實驗等。
2.專業獨立實踐教學。主要包括專業見習實習、專業實訓、設計教學三部分。專業見習實習，以學院為單位組織學生參觀企業和進入企業實習，邀請企業和行業專家和工程師給學生授課和講座，拓展學生對專業的認識，提高學生對專業的興趣，綜合運用專業知識的能力；專業實訓，主要包括校內外的實訓，實訓更加注重學生專業技能的培養，強調學生實訓中的過程考核；設計教學是綜合應用已學的專業知識，以解決問題為主要目的實踐教學活動。
3.綜合創新實踐是以培養學生創新精神、強化學生實踐能力和道德意識為主要目的科研訓練、課外科技活動、社會實踐和社會公益活動。
三、實踐教學的實施
“課堂實踐教學+專業獨立實踐教學+綜合創新實踐”構成的開放實踐教學體系，具體實施時間安排和內容如表2（見下頁）所示。
1.課堂實踐教學的實施依托基礎課教學實驗室和專業教學實驗室進行。具體時間分布主要和培養方案相應課程對應，與理論課程同步進行，實驗指導老師由理論課老師和實驗室老師共同擔任。
2.專業獨立實踐：專業見習、專業實習、專業實訓、設計教學，分布在大學1―8學期，其中具體如下。
專業見習：專業見習，主要以學院為單位組織學生參觀企業，觀摩企業生產線，了解企業運作，感受企業生產環境，學生完成實踐報告。
專業實訓：包括電子制作實訓、PCB和SMT實訓、智能家居系統實訓、LED封裝技術實訓（選修）和風光互補技術實訓（選修）。
①電子制作實訓。訓練學生電子元件識別、焊接、拆卸和安裝，設備的調試等方面，完成3個完整的小系統，比如“叮咚”門鈴、彩燈控制、直流電源或音頻功率放大器。②PCB和SMT實訓。培養學生掌握電路板設計和制作的生產流程，電路SMT貼片流程。要求學生獨立利用PCB和SMT實訓設備，完成PCB制造工藝中的各個流程包括激光底片輸出、數控鉆孔、金屬化孔、線路成型、阻焊與字符印制、阻焊防氧處理、PCB成品檢測等，以及電路SMT貼片流程。③智能家居系統實訓。主要鍛煉的是學生的動手能力和實際操作的技能。學生可以根據自己的設計想法改變房間的監控參數，可以將房間里的各種電操作，通過手機APP進行控制和訪問，比如：空調控制、燈光控制、窗控制等。該實訓主要鍛煉學生的系統設計、APP編程、系統調試、故障排除、網絡配置等置等動手能力。④LED封裝技術實訓（選修）。通過實訓主要使學生掌握普通發光管和大功率發光管封裝的一般流程，并且能夠熟練操作手工制造發光管所需要的各種設備，要求學生能夠解決制造過程中出現的應急問題，切實提高學生的市場競爭力。⑤風光互補技術實訓（選修）。通過該實訓使學生掌握風力發電、太陽能發電基礎理論和原理，以及風能、太陽能并網運行實驗系統的大部分控制過程。
專業實習：是大學四年本科學習的綜合知識檢驗和訓練學生綜合應用的知識的必修環節。通過專業實習，使電子信息類的理論知識和實際聯系起來，增強學生對專業知識的理解，培養學生的實際創新能力。
設計教學：課程設計和畢業設計。①電子技術課程設計。訓練學生電路設計和單片機編程。要求學生利用模擬電路、數字電路、單片機原理和傳感器原理等課程，設計一個完整的智能系統，比如數字溫度計、數字萬用表、數字電子時鐘等。②畢業設計。實行導師制，借助指導老師的科研項目和自擬題目，指導學生完成畢業設計，要求學生在在第7學期完成畢業設計題目的選取和開題，在第8學期前8周完成畢業設計，同時準備畢業答辯。
3.創新實踐活動，鼓勵學生參加各種學科競賽、課外科技活動、社會實踐和社會公益活動。針對專業競賽的競賽種類繁多的問題，一年級和二年級的學生大面積參加學院組織的電子設計競賽、聯動裝置大賽等非師范技能競賽，主要目的提高學生對本專業的興趣和了解本專業，擇優推薦參加校外學科競賽，以擴大學生參與面。采取了校級、省級、國家級層層選拔推進的原則，通過學科競賽，注重鞏固和加強專業知識的實踐動手能力培養。
四、踐教學實施效果
通過這幾年的努力，完成了多個實訓室的建設，包括PCB和SMT實訓室；智能家居系統實訓室；風光互補技術實訓室；LED封裝技術實訓室。實踐教學師資隊伍力量有了明顯加強，老師們積極參加教學改革，獲得多項教學研究成果并發表10余篇教改論文。近4年來，獲國家級二等獎4項、市級一等獎和二等獎若干項，通過一系列活動鞏固了學生基礎知識和提高了學生動手能力。
參考文獻：
[1]王金庭.劉偉.電子信息類專業實踐教學體系設計[J].湖北經濟學院學報，2011，8（6）：191-192.
[2]王艷青，馬向梅，安林麗.會計電算化專業實踐教學體系的構建研究[J].科技創新導報，2010，（5）：162-163.
[3]蔡國敏，王松峰.何對學生進行就業指導[J].合作經濟與科技，2010，398：121-122.
Research on Implementation Scheme of Practical Teaching System for Electronic Information Specialty
LUO Hai-jun
（College of Physics and Electronic Engineering，Chongqing Normal University，Chongqing 401331，China）
本情況，采用無線的身體探測部分，無線門磁部分，自動撥打報警部門，時鐘部分，液晶顯示部分，除此之外，還可以根據用戶的實際需要和選擇增加無限氧化碳
的探測部分，無線溫感部分等，能夠實現后期的系統擴展和升級。
關鍵詞：單片機；家居安防；AT89S51；無線遠程控制
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2012）0120098-01
0 引言
當前，我國大部分的城市人群仍居住在普通的住宅小區，小區住戶雖
然有老式的對講裝置和安全防盜門，但是科技高速發展的今天，安全防御
方面還是具有局限性，安全隱患非常大，所以現在的消費者更愿意從本源
上加固家居的安防控制系統。鑒于上述原因，本文主要實現了一種利用基
于單片機的無線遠程控制智能家居安防系統的設計，使用模塊化設計，經
過這種形式設計實現的系統不但能夠保證它的通用性，還可以便于系統的
維護。
1 安防系統設計基本結構
無線智能預警系統的組成部分有警報主機和各項前沿探測裝置。各個
探測裝置形成一個預防區域，一旦出現非法侵入，火災突發等警情，甚至
家中有人生病緊急求救都會及時觸發對應的感應裝置，安裝在家中的警報
主機會馬上把警報信號發送到主人設置的電話號碼上，假設都沒回應，還
會以其它形式，例如：E—mail、QQ等交流手段進行提醒，使主人能夠隨時
監聽到這些信息；控制系統的總框架圖如1所示。住戶住宅有些警報可以
獨立地利用用戶單元報警系統進行處理，同時對家電設備進行開關控制。
在上述網絡系統中，各個住戶的家庭主機都是使用單片機組裝的，各
個家庭主機都要和上位機實現雙向通信，用來傳輸各警報傳感器在現場撲
捉的報警信號，同時被上位機時操控，這種方式就是多機的通信方式。因
為各個報警信號都是由單片機傳輸給上位機，使用以往的主機和從機的傳
輸方式會非常麻煩，還不能滿足需求。本文搭建了一個新式的網絡形式，
也就是多個主機的通信方式，各個主要的控制機器都可以變成主機，能夠
直接向上位機傳送信息或者命令，同時接收上位機的回饋。
1.1 無線數據發射模塊
無線遠程數據發送模塊的工作頻率為315M，使用音感諧振器SAW穩定
頻率，若能很好的穩定頻率，遇到環境溫度在零下25到零上85度之間轉化
時，頻漂只有3ppm/度。對于發多收少的無線遠程數據發射系統非常適
用。聲音諧振器發出的頻率穩定度只比晶體稍遜一籌，但是普通的LC振蕩
器頻率穩定程度和統一性能非常差，即便使用高性能的細微調控電容，溫
度差別和振動都無法確保已經調好的頻率點不能發生位置偏移。無線遠程
發送模塊沒有設置編碼集合電路，而是增設了一個數據調制用的三極管
Q1，這樣的架構會讓它非常便捷的與別的固有的編碼電路、流動碼電路和
單片機對接，而不用對編碼電路的工作壓強和輸出幅度數據值的大小加以
考慮。
無線遠程數據發送模塊具備寬泛的工作壓強范圍3～12V，如電壓發生
改變則發送頻率基本持平，與發送模塊配套的接收模塊沒有任何變化就可
以穩定的接收。當發送電壓為3V時，空地發送距離為20至50米，發送功耗
很小，當電壓是5V時，大概有100到200米，當電壓是9V時大概有300到
500米，當發送電壓是12V時，就是最好的工作壓降為最佳工作電壓，會有
很高的發送效力，發送電流為60MA，空曠地發送距離700到800米，發送功
率大概500UW。如電壓大于12V時功率增加，發送有效的功率不能顯著提
升。無線遠程數據發送模塊使用功ASK方式調制，用來降低功率，一旦數
據訊號終止時，發送電流降為0時，則單片機串行口發送端口的TXD可以使
用電阻或者和無線遠程數據發送模塊輸入端直接連接。
1.2 無線數據接收模塊
無線遠程數據接收電路采用下圖2所示一款超外差無線遠程數據接收
模塊。
從上圖看出，無線遠程數據接收模塊從對外天線接收到信號經由
C10耦合到L2、C11形成的選頻網絡通過電阻變換后輸入RX3310A里的高頻
放大器14腳輸入端，通過經芯片里的高頻放大后（增益為15-20DB）的訊
號再通過混頻器和本機振蕩信號（316.8M）混頻，形成1.8M的中頻信號，
這個中頻信號通過內部中頻放大后經過第3腳輸出，之后進入比較器放大
調整，到最后數據將從第8腳輸出，也可以直接或者通過電阻和單片機串
口接收端RXD相連。
1.3 無線數據接收模塊與單片機接口電路
無線數據的接收端口模塊和單片機在進行數據銜接時應該設置電氣隔
離電路，這樣可以保證接收模塊免受到不必要的電磁干擾。
本設計的波特率全部設置為2.4kbs，以保證通訊正常。無線數據遠傳
收發模塊和單片機，還有計算機在綜合使用時，單片機或者微機的時鐘可
能會干擾沒有很好的布局的電路，甚至使數據的遠傳輸距離驟減，一般而
言這種通訊方式下的傳輸距離在200米以內為宜，但是通過中繼器能達到
1000米的距離，這對于老百姓的居住小區是非常夠用的。
1.4 無線數據遠傳收發模塊與串DRS-232的接口電路設計
Rs-232一般是用來給PC系統的某些重要的數據終端的設備和數據電路
的終接設備之間的電氣性能定義的。例如顯示器CRT、打印機串口與CPU的
通信一般用到得是RS-232接口，也有一部分用的是U扣。本例中的單片機
與上位機的通信也是采用這種接口類型，因為簡單實用性很強。我們知道
任何單片機都有一個全雙工的串行通訊接口，因此本案中采用的單片機用
RS一232進行串行接口的總線排布是非常方便。在設計此處的數據通訊接口
時，根據需要來選擇標準的數據串口接口，并考慮到傳輸的介質和高低電
平轉換等一系列問題。當單片機和計算機通信時，我們通常采用RS-232的
接口來進行高低電平的轉換。
2 結束語
本系統以AT89S51單片機為核心，不用對電話網進行任何改造，實現
對家居設防點進行自動檢測和語音報警。使用功能完備、市場評價高、價
格低廉的芯片，使用公共電話線路當作信息傳輸的媒介。這種方式可以讓
機器所受干擾很小，錯誤報警率低，適用區域比較寬泛。只要有公共電話
的區域報警信息都能夠傳輸到，不因距離受影響。高效的使用公用電話線
路這種普遍的優點可以很大程度上減少成本，進而簡化設計，提高可靠性
。
參考文獻：
[1]金艷，GPRS/GSM在安全監控及數據采集中的應用[D].中國期刊網優秀
碩士論文，2006.
[2]劉遙生，熱釋紅外傳感器，電子制作，2004.2.
論文關鍵詞：數字電子技術實驗；綜合素質；教學
努力提高大學生的綜合素質是高等院校辦學的根本目標，也是檢驗高等院校辦學水平的根本標準。大學生的綜合素質包括思想道德素質、文化素質、心理素質、人文素質、身體素質、專業素質和創新素質7個方面[1]。“數字電子技術”是高等院校自動化、電氣、電子、通信、計算機等專業必修的一門專業基礎課。為了使學生進一步掌握數字電子技術方面的基本理論、基本知識，掌握數字電路設計的基本技能，筆者所在學校開設了“數字電子技術實驗”課程，讓學生受到系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技能，培養學生敏銳的觀察力、嚴謹的科學思維能力和創新能力，同時也培養學生理論聯系實際，分析和解決科學實踐問題的能力。怎樣利用實驗課程的教學培養提高學生的綜合素質，是我們一直努力探索的問題，這同樣也是同行們關心和探究的熱點問題。
一、利用實驗制度，培養學生良好的思想道德品質
21世紀的教育，不僅要使學生有知識，會做事，更重要的是會做人。我們要把學生培養成有社會責任感和事業心的人，有科學文化知識和開拓能力的人，有志有為德才兼備的人。高校要緊跟時代步伐，積極吸取和借鑒社會的先進經驗，深刻理解和運用科學技術的特點、作用，使思想道德教育和科技能力教育緊密結合起來，為大學生思想的進一步成長和科學文化知識的繼續積累營造良好的氛圍。在數字電子技術實驗教學中，首先，教師要嚴格要求學生遵守實驗室的有關規章制度，正確使用實驗儀器儀表，愛護公共財物，使學生養成遵守紀律、愛惜他人財物的良好品質。其次，嚴格要求學生的實驗報告要真實地根據該實驗現象和實驗結果撰寫而成，而不是捏造或抄襲他人的實驗數據，使學生養成不空想、重實際、一絲不茍的實驗態度和科學的實驗作風以及誠實的良好品格。另外，實驗是學生做實驗而不是教師做實驗，因此，教師要調動學生的積極性和學習興趣，讓學生自己主動根據實驗的任務目標完成實驗項目，并且認真按實驗步驟進行實驗，容不得半點馬虎，否則可能造成實驗結果有較大誤差，甚至得到錯誤的實驗現象。這樣可培養學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度，使之養成不論學習還是干什么事都認真對待的好習慣和主動做事的良好品格。
二、利用實驗預習，培養學生的自學能力
認真預習是做好實驗的關鍵。預習的好壞，不僅關系到實驗能否順利進行，而且直接影響實驗效果。因此，實驗前要求學生必須參照實驗指導書，對實驗目的、原理和內容有較為清楚的認識，做到認真復習有關實驗的基本原理，掌握有關器件的使用方法，熟悉實驗電路，擬出實驗方法和步驟，設計實驗表格，對如何著手實驗做到心中有數，并用電子仿真軟件Multisim對所預習的實驗內容進行驗證，以保證所預習設計的內容正確，這樣做不但可拓寬設計思路，也可大大節省實際上在實驗室操作的時間和排錯的時間，提高實驗效率，而且大大提高學生查找、收集、整理相關文獻資料的能力，極大地培養提高了學生的自學能力。
三、利用基礎性實驗，培養學生的專業文化素質
“數字電子技術”是一門實踐性很強的課程，為使學生建立起正確的數字電路的概念，明確邏輯和電路之間的關系，基礎實驗是必不可少的環節。其目的是教會學生常用電子儀器的使用方法、電子電路的測試方法、集成邏輯電路的應用、基本實驗技能，并加深對理論知識的理解，強調動手能力和基本概念。基礎實驗內容以中小規模集成電路為載體，強調與課堂講授相輔相成、相互補充[2]。比如，通過用異或門、與或非門、譯碼器、數據選擇器分別和與非門一起實現全加器的實驗，使學生熟悉各種中規模集成數字電路的邏輯功能及其應用，系統掌握了組合邏輯電路的基本理論和設計方法。因此，教師必須根據教學大綱，嚴格抓好基礎性實驗的教學，使學生能夠掌握數字邏輯電路的基本原理、基本電路，能夠系統地掌握數字邏輯電路的分析、設計及應用方法，以達到課程的教學目標，培養提高學生牢固的專業基礎知識和基本技能。
四、利用設計性實驗，培養學生的創新能力
設計性實驗是提升學生實際動手能力的實驗。一般的做法是先給出實際問題（設計任務）和主要集成芯片，然后學生根據所學組合邏輯電路的設計步驟，根據實際問題要求列出真值表，寫出表達式，畫出邏輯電路圖，通過選件，連接電路調試完成設計任務，寫出完整的實驗報告。通過這樣的實驗訓練了學生分析和設計電路的能力，培養學生的創新意識。為了激勵和調動學生的學習積極性，培養學生知識運用能力、實驗設計能力、創新能力、獨立分析思考問題和解決問題的能力，我們在數字電子技術實驗教學中增加了設計性實驗的比例，或者在驗證性實驗中增加設計的內容，讓學生盡可能多地受到訓練。比如，在驗證了數據選擇器74LS153的邏輯功能后，讓學生用它來實現全加器的功能；在驗證了譯碼器74LS138的邏輯功能后，讓學生用它來實現全加器的功能。又如讓學生驗證了計數器CC40192的邏輯功能后，讓學生用它來實現7進制、12進制等N進制計數器。
另外，教師給出實驗任務時，注意強調各種設計方案的實現與創造性思維的發揮，鼓勵創新與突破，同時要使學生盡可能多地了解數字電子技術領域的新概念、新技術和新方法；盡可能多地接受與“數字電子技術”相關的工程實踐訓練，啟發學生的創新意識、培養學生的實踐能力。 轉貼于
五、利用排除故障，培養學生分析、解決實際問題的能力
在數字電子技術實驗教學中，實驗過程完全不出現故障是不現實的，也是不正常的。數字電子技術實驗大多數實驗項目是在實驗箱上完成，而每塊集成芯片和少量外圍元件都是插在管腳座上，每個實驗線路就是通過導線把芯片與芯片或芯片與外圍元件連接而成，因此，接線錯誤是數字電子技術實驗中最為常見的故障，其包括漏線、錯線、斷線和線路接觸不良等。當學生實驗出現電路故障時，指導教師應注意啟發學生思維，充分發揮學生的主動性，給予必要的指點和提示，經過學生自己思考，弄清楚前因后果后自己動手糾正，這樣有利于增強學生發現問題、解決實際問題的能力。
另外，在實驗的過程中教師可人為設置故障，讓學生根據故障現象，先根據實驗原理、電路的組成，分析產生故障現象的原因和可能出現故障的部位，然后讓學生動手排除故障，這樣做極大地調動了學生的興趣，激勵學生探索問題的精神，很好地培養了他們的主動性及動手能力。
六、利用共同完成實驗項目，培養學生的團隊合作精神
由于客觀原因，有相當多的實驗項目是要求兩人合作、共同完成的。原則、感情與共同的利益和目標，是維系一個團隊的紐帶；有團隊精神，才能產生發展和創新的力量。兩人要共同完成某一實驗項目，有了一個共同的目標，那就要團結一致，互相幫助，互相照顧，互相配合，為完成這一目標而共同努力。但要完成這個實驗項目必須做許多工作：設計電路、選擇元器件、連接電路、讀取數據、記錄數據、分析數據等。這就要求團隊成員合理分工，如果不能合理分工，就不能在規定的時間內順利完成實驗項目，這就促使學生有合作也要有分工，形成團隊合作精神。如果在實驗中有一位在完成任務的過程中遇到了技術上的難題，只會自己冥思苦想亂翻書，卻不屑于向坐在旁邊的高手請教；而這位高手此時不是把他當做共榮共辱的合作伙伴，而是坐在旁邊等著看笑話，那么他們共同承擔的實驗項目又怎么能按時完成？
另外，要求學生抓住實驗這個機會鍛煉表達能力，積極表達自己對實驗現象和實驗結果的看法和意見，并掌握與人交流和溝通的藝術，培養自己良好的與人相處的心態，這也是培養團隊精神的需要。
七、利用撰寫實驗報告，培養學生的寫作能力
【關鍵詞】實驗平臺；心電波采集、顯示；A/D轉換；涉電專業課程
Abstract：In view of the existing situation that the courses of electricity-related majors are relatively more independent in universities，which lack courses with stronger comprehensiveness and applicability linking up the related courses，a simple basic experimental platform for ECG waves display was designed so as to organically combine knowledge of some electricity-related courses to make students understand and master the theoretical knowledge comprehensively，and really grasp their own professional orientation.
Key words：experimental platform；acquisition and display of ECG wave；A/D conversion；courses of electricity-related majors
1.概述
現在的大學涉電專業所學的電路、模擬電子、數字電子、單片機等課程相對比較獨立，同學們普遍缺乏面對實際工程問題、設計制作較大規模應用電路的工作經驗。
生物機體內蘊藏著大量的生物電信息，它包括心電、腦電、肌電、胃電等。其中，心電是心臟跳動產生的電信號，使身體不同部位的表面發生電位變化，將其記錄下來即可得到心電圖（ECG），心電信息與其他生物信息相比，更易于檢測并具有較直觀的規律性。
本文設計了一種簡單的心電波顯示基礎實驗平臺，通過對該平臺的制作、調試，學生能在示波器和液晶屏上觀察到本人的心電信號，使同學們能學到一些測量微弱生物信號的方法和技術，同時把電子電路和單片機技術方面的知識應用于實際，讓學生徹底了解一個電子系統實現的全過程，強化了系統工程的概念，真正學以致用，進而激發學生學習的積極性。
2.基礎實驗平臺電路設計
平臺的原理框圖如圖1所示。
圖1 平臺的原理框圖
實驗平臺的輸入信號可由模擬心電發生器提供，也可由放在人體左腿（LL）和右臂（RA）的心電電極直接拾取。心電信號頻譜范圍是0.05～100Hz，電壓幅值為20μV～5mV，典型值為1mV，信號源的阻抗為數千歐到數百千歐，此外在信號的提取過程中還混雜有其他生物電信號，以及體外電源50Hz工頻干擾（主要是以共模形式存在，幅值可達幾V甚至幾十V）、肌電干擾（由于人體運動、肌肉收縮引起，頻率為2Hz～2000Hz）、基線漂移（呼吸和電極極化電壓引起，幅值通常可達到幾十毫伏，頻率集中在0.015～0.3Hz）等，致使心電信號的背景噪聲很強，如何在強干擾環境下提取非常弱的的有用信號，是系統設計的關鍵和難點。因此，本平臺心電采集部分電路要求一級放大電路具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、高穩定性及強抗干擾能力等性能，而且增益不能過大；心電信號經一級放大后幅值仍然較小，再經過二級放大使心電信號放大到相應的幅值，便于用示波器觀察；為了消除低頻噪聲，在一級放大之后加入高通濾波電路；為了消除50Hz工頻干擾及高頻干擾，加入了低通濾波器；經過前面處理的心電信號為交變信號，而本平臺AD轉換輸入電壓范圍為0V～5V，因此，在送入AD之前還需進行電平抬升，使心電信號變成單極性信號。
本設計的模擬電路部分如圖2所示。
圖2 平臺的模擬電路圖
選用儀表放大器AD620進行一級放大，AD620的核心是傳統的三運放放大器電路，具有高輸入阻抗（109Ω）、高共模抑制比（可達100dB）、低噪聲等優點，AD620只需外接一個電阻就能設置1—1000的放大倍數，調節方便，其運放增益精確地被外接電阻Rg確定：G1=49.4kΩ/Rg+1
實驗中通過調節相應的可變電阻，可以適當改變一、二級放大的增益，可以使高通濾波器的截止頻率設在0.03～0.05Hz，可以使低通濾波器的截止頻率小于50Hz，可以適當改變電平抬升電壓的大小，可以測量共模抑制比KCMR。計算公式如下：
二級放大增益G2=UB/UA=1+R3/R2
下限截止頻率f01=1/（2πR1C1）
上限截止頻率f02=1/（2πR4C2）
總的增益為G=G1×G2
電平抬升至Uc=R6/（R5+R6）
KCMR=20lg（AuD/AuC）
由于P波、R波和T波的頻譜范圍遠低于50Hz，因此加入低通濾波器對P波、R波和T波無影響，QRS波中含有50Hz以上的成分，因此加入低通濾波器將會引起QRS波失真，我們可以設置不同的截止頻率讓學生觀察分析濾波器對心電信號的影響。電路中增加了簡單的右腿驅動電路（右腿心電電極（RL）接地），以消除工頻干擾。圖3、4為電平抬升前后示波器顯示的心電波形，其中Umin（1）從-40.0mV抬升至160mV。
圖3 電平抬升前的心電波形
圖4 電平抬升后的心電波形
通過上面電路的安裝、調試，同學們可以熟練掌握集成運算放大器的使用方法，減少模擬電路教學中過多地研究分立器件帶來的負面影響（分立元件電路設計公式繁多，計算復雜，調試費時費力，降低了學生學習的興趣）。
本設計數字電路部分選用帶中文字庫的JM12864M液晶屏來顯示心電波形，它采用ST7920作為控制芯片；選用低價位、高性能8位串行A/D轉換芯片TLC549和學生熟悉的AT89S52單片機來處理模擬心電信號。具體的電路如圖5所示。
圖5 平臺的數字電路圖
3.軟件設計
從人體體表獲取的心電信號經過放大、濾波、升壓處理后，即可送到A/D轉換芯片TLC549輸入端口進行A/D轉換。根據Nyquist采樣定理，采樣頻率應大于等于被采樣信號最高頻率的兩倍，即200Hz以上，以免采樣后的信號發生頻譜的混疊。但是，考慮到平臺選用的是學生常用的AT89S52單片機和JM12864M液晶屏以及工作速度問題，我們將采樣頻率設置為50Hz，轉換結果為：ADC=（VIN*256）/VREF，數據范圍是0x0000～0x00FF。選用原因如下：一般人的心率按75次/分鐘算，LCD的X軸是128個像素點（去除坐標占用剩下115個像素點可用），如果選用200Hz采樣且一個像素點采樣一次的話，一屏僅能顯示不到一個心電波形周期，為了方便觀察，采用50Hz采樣，液晶屏上大約40個像素點一個心電周期，保證任何時刻都有2個心電波形能夠顯示在LCD屏上。
采用定時中斷進行采樣，A/D轉換周期由T0定時控制，采樣周期是20ms，定時初值TH0=0XB1，TL0=0XE0，A/D轉換完成后進入顯示數據子程序。
LCD液晶控制：
JM12864M無論顯示字符或圖形，都是通過對顯示RAM（文本顯示DDRAM和繪圖顯示GDRAM）寫入不同數據來實現的。
（1）波形顯示方法
采用逐點推移的方法在LCD上顯示波形，方法簡單，運行速度快，軟件設計難點也在于此，它包括：
1）建立坐標系：在LCD上通過地址變換關系建立坐標系，LCD上縱坐標Y（LCD行數）表示顯示幅值，與顯示數據大小相對應；LCD上橫坐標X（LCD水平位址，即列數）代表時間序列，按所采集數據的先后次序確定，也就是說，水平方向一個像素點代表一個時間單位，垂直方向一個像素點代表一個幅值單位。JM12864M的GDRAM坐標如圖6所示，水平坐標X以字節為單位（2字節16位）、垂直坐標Y以位為單位寫入數據。
圖6 JM12864M繪圖顯示坐標
屏幕分上下兩屏，垂直坐標上下屏都為Y：00—1F（也即0X80+Y）；水平坐標上半屏為X1：00—07（也即0X80+X1），下半屏為X2：08—0F（也即0X80+X2）。
2）基本畫圖子程序：畫波形依靠畫點、畫線兩個子程序。
①畫點子程序：首先對AD轉換后的原始波形數據進行處理，在這里，我們定義的坐標系如圖7所示，（0，0）代表屏幕的左上角，（27，63）代表屏幕的右下角。
圖7 定義坐標系
如圖7的坐標值要轉換成液晶屏如圖6的顯示坐標值，方法如下：
uchar x，uchar y； //x取值0～63，y取值0～127
uchar x_Dyte，x_byte； //定義列地址的位址單元，及在位址單元中的哪1位
uchar y_Dyte，y_byte； //定義為上下兩個屏（取值為0，1），行地址（取值為0～31）
x_Dyte=y/16； //計算在水平位址的哪一個位址
x_byte=y&0x0f； //計算在該位址中的哪一位，分高8位和低8位
y_Dyte=x/32； //0為上半屏，1為下半屏
y_byte=x&0x1f； //計算在0～31當中的哪一行
Write_command（0x80+y_byte） //設定GDRAM行地址（y坐標）
Write_command（0x80+x_Dyte+8*y_Dyte）；//設定GDRAM列地址（x坐標），并通過8*y_Dyte選定上下屏
數據寫入GDRAM的步驟如下：a）關閉繪圖顯示功能；b）先將垂直的坐標（Y）寫入GDRAM地址；再將水平的位元組坐標（X）寫入GDRAM地址；c）將D15——D8寫入到GDRAM中；將D7-D0寫入到GDRAM中；d）打開繪圖顯示功能。
每顯示一個時間點的數據時都是將相應列的像素點置位，但是位元組坐標（X）是按照16位寫入的，寫入新點的時候，會覆蓋掉16個點中的其他點，所以先將顯示中的點讀出來，再或上要顯示的點，后再寫入GDRAM。
注意：讀取數據的時候要先進行一次空讀（dummy read）；水平坐標一個單位兩字節（即16位D15～D0）寫入或者讀完后，X地址會自動加1，加到0FH時會重新設為00H，所以，讀取數據之前要先寫入你要讀取數據的地址，讀取數據之后的寫入數據還要重新寫入地址，否則，地址會發生改變。
②逐點推移畫線子程序：這是用來在液晶上形成連續曲線的程序。當一個點畫完后，自動向右移動一列，并將下一列的數據與該點比較，若相同則畫一個點，不同則采用布蘭森漢姆（Bresenham）算法（請參閱相關資料）在兩點差值點間補點，由此方法逐點推移形成連續的圖形。
心電曲線從左向右移動繪制，波形到達右邊界后，整個液晶屏上的數據被清空，新曲線將從左邊界向右重新掃描，如此循環，實現波形刷新顯示。為了使顯示更加精確，在LCD顯示時加入坐標系（橫軸代表時間（t）、縱軸代表幅值（U））和位于屏幕中心的中心線，用來區分心電波正負值。實際LCD顯示波形如圖8所示。其中坐標系與刻度的顯示采用LCD取模軟件取出圖形數據后送顯。
圖8 LCD上顯示的心電波形
（2）文本顯示方法
JM12864M的DDRAM提供8個×4行的漢字空間地址，DDRAM坐標（請參閱相關資料）。設計比較簡單，不再詳述。
4.總結
以此基礎實驗平臺作為起點，可以開展數字濾波、數據存儲、菜單及心率等生理參數顯示、波形的回放和顯示靜止等功能的研究，可以考慮把無源濾波電路改成有源濾波電路、采用速度更快的微控制器、刷新速度更快和點陣數更多的液晶屏以及分辨率更高的A/D轉換芯片以提高實驗平臺性能。
通過以上基礎實驗平臺的實驗，使同學們逐漸從單純模仿到個人創造，提高了同學們的硬件軟件系統設計、調試的能力，分析問題、解決問題的能力，理論應用于實際的能力。為學生即將畢業走向工作崗位和繼續深造打下了堅實的實驗基礎，開闊了視野。隨著實驗平臺的進一步完善，相信學生學到的知識會更多，收獲也會更大，極大地彌補了目前驗證性實驗多而自主設計實驗少、單科性實驗多而綜合性實驗少的不足，全面地把握自己的專業定位。
參考文獻
[1]高吉祥.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程模擬電子線路設計[M].電子工業出版社，2007，5.
[2]王保華.生物醫學測量與儀器[M].復旦大學出版社，2003，1.
[3]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎第三版[M].高等教育出版社，2004，4.
[4]張旭.便攜式遠程實時動態心電監護系統的研究[D].東北農業大學碩士學位論文，2010，6.
