电路板设计基础知识精选(九篇)
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第1篇：电路板设计基础知识范文
一、中职学生学情分析
中职学生思维活跃、精力充沛、反应较快、动手操作能力强，但理论知识比较薄弱。通过一年的学习，学生掌握了电子电工的基本知识，基本上会看原理图，但掌握得还不够，具体表现在简单的图可以看懂，复杂的图不会分析，电路板上的电路看不懂，不会分析。但对于实际操作，如电路板的焊接，学生比较感兴趣。通过一年级的学习，学生掌握了基本焊接技能。为了更好地达到教学目标、激发学生的学习兴趣、充分掌握Protel 2004技能，本课程以实训室为第一课堂，边教、边学、边做，实现能力培养、素质提高和教学一体化等效果。采用理论讲解与实践相结合，以“讲做讲”和“做讲做”的形式，让学生在“做中教、做中学”，达到预期的教学目标。
二、结合基础课程，激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师，从第一节课开始笔者就展示了Protel 2004的功能。笔者结合了学生在《电子技术基础》课程中进行焊接过的电路的万能板制成了PCB，让学生比较PCB板和万能板的区别。通过比较，大部分学生都觉得PCB板好看实用，容易焊接，一节课下来学生觉得用Protel 2004制图软件绘制电路图和PCB板既方便又美观，引起了学生的求知欲望，同时也降低了学习的难度，为今后的教学、学习奠定了很好的基础。以后的每一节课笔者都从学生感兴趣的电路进行备课和讲解，这样就激发了学生学习的兴趣，为教学效果打下了良好的基础。
三、打破传统教学模式， 降低学生学习难度
传统教学模式的教学组织过程很注重知识的系统性，知识的完整性，但在实际教学中这种全面性的教学方法效果并不理想。本课程是要求学生掌握电路原理图绘制的基本方法与技巧，掌握印制电路板设计的操作步骤，培养学生印制电路板设计制作的基本技能和相关知识。根据中职生的特点和本课程的要求，笔者以书本的知识点为主线，按照项目式的教学方法，制作了适合学生的课件和练习。目前市面上很多Protel 2004的教材都注重知识的全面性，对操作步骤进行详细讲解，但在实际操作中往往很多应用不到。如果全面讲解会造成学生的困惑，所以在针对操作步骤讲解时，只要求学生熟练掌握其中一种常用技巧即可，避免面面俱到。例如，在讲解放置元器件时，有三种方法可以放置：一是通过输入元器件名放置元器件；二是从元器件管理器的元器件列表中选取放置； 三是使用常用元器件工具命令放置元器件。在平时绘制电路图应用最广泛的是第二种方法，所以在课堂讲解放置元器件时，笔者先讲解第二种方法，学生熟练掌握后才略讲了后面两种方法。这样就降低了学生学习的难度，让学生避免进入糊涂阵。
四、采用项目式教学方法，让学生学得充实
对于项目式教学方法，教材中所涉及的练习很少，而Protel 2004是一门实践性和操作性很强的学科，教师不能满足于教材的课后练习。结合我校的情况，笔者在学生上机练习中结合《电子技术基础》课程中学生进行焊接过的电路进行项目训练。包括循环彩灯电路、声控开关、振动报警器、功放电路、声控LED、三端集成稳压等电路。在进行项目练习时，由浅入深讲解和练习，比如在做原理图的练习时，先让学生练习只由常用元件中的元件组成的电路循环彩灯电路。通过对循环彩灯电路的绘制，学生掌握了原理图的基本绘制方法和元件库管理器面板的基本实用方法。接着让学生练习由常用元件和常用连接元件库组成的电路端集成稳压电路，最后才让学生练习由其他元件库组成的电路。这样通过由浅入深的方法，让学生掌握了原理图的绘制基本方法和技巧，学生在此过程中会感觉更充实，目标更明确。
第2篇：电路板设计基础知识范文
关键词：电路板；芯片级；维修；方法
电子产品的生命周期包括四个阶段，介绍期、成长期、成熟期、衰退期。通常情况下，为了满足安全可靠性地要求，企业倾向于购入处在成熟期的电子产品，但是，随着设备更新换代的速度越来越快，电子产品进入衰退期的节奏也越来越快，因此，电子产品的最终用户不得不提前研究电子设备在产品衰退期面临问题的对策。
图1 产品生命周期
1 电子设备在产品衰退期面临的问题
面对处于市场衰退期的电子产品，由于利润空间缩小，大部分供应商将采用升级、停产等策略应对。对于电子设备用户来说，电子设备进入产品衰退期后，各种问题却纷纷接踵而至。设备老化，故障频发，设备出质保期，返厂维修服务迟滞，因厂家停产，备件采购成本居高不下，采购周期长，甚至采购不到。如果淘汰全套旧设备，使用升级后的新设备，则需要投入更多的资本。
在这种尴尬境况下，企业必须广开渠道，找寻对策.企业从单纯地依靠设备生产厂商的方式，转向找社会上的无图电路板维修公司维修电路板，就是一种有意义的尝试.与直接向供货商采购备件或更新换代新设备相比，企业已经可以大大节约成本，但是就维修响应速度、设备维护的可持续发展等更为深远的角度考虑，社会维修还是远不及企业自主开展深度维修更为直接。
2 无图电路板深度维修的思路和方法
无图电路板维修，指非设备生产厂商对电路板的维修，由于没有详细电路原理图，维修工作就多了一步通过电子元件的互连关系推测电路工作原理及功能，归纳各类元器件的正常工作状态。在此基础上再综合故障现象信息，确诊电路板的故障后制定解决方案。电路板维修与医生给病人看病类似，望、闻、问、切，收集必要的信息，通过必要的工具、仪表诊断病情，根据疾病的产生、发展及消亡原理及病人自身的体质特点，制定合适的治疗方案，临床跟踪治疗效果。
电路板故障，根据其故障现象初步可分为；局部功能丧失的，输入输出端口故障的，参数漂移的。针对不同类型的故障，采用不同的维修方法。局部功能丧失的可以通过分析电路板上的电子元件各自起到的作用，测量与已经丧失的功能相关的电子元件是否故障作为切入点来排查。输入输出端口故障的，重点放在输入输出级，一般有较明显的短路或断路现象。
参数漂移性的故障最为复杂，不仅需要融会贯通的通晓电路板原理，还要准确把握个元器件的工作参数，综合分析，反复测试才能定位故障点。简单说来，电路板维修主要有两个步骤，电路板故障定位和故障电子元件替换、测试。
2.1 电路板故障点定位方法
电路板故障点定位可以从电路板原理着手，查找元器件数据手册，根据各元器件的连接关系，判断其在电路中所起的作用，画出电路板的功能框图，包括输入输出，主要功能模块等。收集电路板正常和故障时的现象，分析定位故障点。
同时，电路板故障点定位也可从故障概率高的电子元件着手。电路板上元器件在过热、过压、过流后，容易导致元器件的热损坏，具体体现在元器件外观的炸裂，出现小孔，或出些热斑，或电路板上附着的铜线周围基板变色。凡是有类似的现象，一般就以故障元器件为中心，检查周围相关元器件是否失效。
电子元件在使用过程中，故障发生概率有一定的规律，以下是通过归纳总结，得出的电子元件故障发生概率排行。
另外，电路板维修时，在初步理清电路板的结构原理并排除了短路、断路点后，可通电试验，通过模拟现场使用时的电压、电流输入及逻辑条件，分析各元器件的工作状态，协助故障点的快速定位。
2.2 故障元器件测试、替换的方法
电阻、电容、晶振、二极管、三极管、场效应管、可控硅等分立元器件，根据其自身特性，如阻性、容性、PN结单向导电性，用万用表测量在线测量即可，对于个别有疑问的电子元器件，可从电路板上拆下来，离线测量。略微特殊一些的，如光电耦合器，光敏、热敏、湿敏电阻等如果在线测量有疑点，可以拆下来，结合实验面包板搭建简单的测试电路，详细测试。
万用表是维修中必不可少的工具，在测量模拟器件方面功不可没。但是当测量数字器件时，如总线器件的总线争用问题，计数器、触发器器件的时序问题，在线检测仪、逻辑分析仪、数字示波器则更得心应手。另外，在故障点路板维修时，如果有一块好板用来作为参考比较，常常能起到事半功倍的效果。
找出故障器件后就要进行修复。在拆除故障器件时应注意焊接时间，因为烙铁头与焊盘的接触时间过长会导致焊盘脱落。吸锡时一定要吸干净，否则拔除器件时会将焊盘和过孔中的铜箔带脱，更会使多层电路板上的过孔与中间层铜轨的连接断裂。在安装新器件时同样要注意焊接时间：时间短会造成虚焊，时间过长就有可能损坏更换的芯片，产生新的问题。更换DIP封装的器件时应尽量在电路板上加置插座。注意焊点之间不要有锡丝粘连，尤其是在焊接表面贴装的器件时。有时，可能找不到相同型号的器件进行更换，就要以功能与之相同的其它器件来替代，即要保证替代器件引脚的兼容性，同时也要保证器件电气特性的一致。例如，不能将TTL和CMOS器件相互代用。必要时，还可对破损的电路做些改动，但必须是在保证实现功能的前提下进行。器件更换完毕后，应对所有焊点进行清理，清除电路板上附着的锡渣。对某些可调器件应在其值调定后点胶固定。修复后的电路板还要进行复测，确认无其它问题后可上机测试。
3 维修人员和工具仪表配置
无图电路板维修要求维修人员具备基础电路知识，基本的维修思路和基本维修技能。其中基础知识包括模拟电路、数字电路、元器件封装规格、电路板布线原则等，基本思路包括电路板实物电路板反原理图的方法和故障电路板元件维修原则等。基本维修技能包括元器件识别，以及直插或贴片元件拆焊、焊接等。
无图电路板维修需要企业配置一定的工具、仪器仪表。万用表、电烙铁、热风拆焊台、吸锡泵以及给类镊子、改锥套装等是发展初期必须配置的，示波器、逻辑分析仪、在线测试仪是发展中后期需要添置的重要仪表。
企业开展无图电路板芯片级自主深度维修工作，在配置合适的人员和仪表工具后，可以以最快的速度修复故障备件，能够缓解企业的设备备件采购困难问题，能够为企业节约维修成本；同时，通过深入分析，可以将电路板故障点和故障原因如实反馈到日常的设备维护中，通过预防和加强养护的方法，间接降低设备故障率，提升企业对于设备的维护驾驭能力；另外，深度维修发展到中后期，甚至还能对外承揽维修业务，为企业创收。综上所述，开展无图电路板深度维修工作是一件意义深远的大事，值得企业深入研究并着力培育和投入。
参考文献
[1]王纬.感悟设计-电子设计的经验和哲理[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
[2]博尔通.无图纸维修电路板的必要条件[J].制作技术及机床，2002（10）.
[3]在线测试仪在电路板维修中的应用[J].仪表技术，2005.
第3篇：电路板设计基础知识范文
现阶段，随着我国科学技术的快速发展，计算机辅助设计的应用越来越广泛，而Protel Dxp 2004作为一项全新的桌面板级设计系统是由Altium公司开发的一套电路设计辅助软件，在企业运营及学校教学中得到青睐并从中受益。它可使电子线路设计人员的工作强度、工作的复杂程度等大大减小，还能提供多种高级设计方式。因此，在教学中使学生掌握该软件的设计原理、绘图规范等对于其日后的工作、学习都有重要的意义。
1.Protel Dxp 2004在电路设计软件中的应用
电路软件设计需要有完整地设计过程，即从一个产品的需求方面进行分析，随后验证该产品的可行性，设计原理图，最后对电子软件进行多次调试和改进，直至完全符合设定的标准和要求等。其中正确的原理图是电子软件设计的基础，而按照规定流程进行设计和改进则是关键。
一方面，电路设计原理图是基础和根本。原理图能够将设计时的思想和整体构图完整地展示出来，在进行产品生产和技术交流的过程中发挥重要的作用，这样电路板才能在此基础上进行设计。原理图在设计过程中主要是在图纸上将各种代表元器件的符号进行连接，使其展现出一种正确的连接方式，并按照元件属性对对象的选取、移动、复制等进行操作和改进。
另一方面，在原理图绘制完成的基础上，要完成对线路设计软件的设计，就要严格按照设计流程进行操作，如规划电路板，即对电路板的各个参数(大小、形状、螺钉孔、层数等)进行规划和设定;元件封装和网络表的载入，在载入过程中系统自动识别和检测载入的正确性，并提示出现的问题及解决对策;电路板布线及后期整理工序;最后的流程是文件的保存与输出。
2.Protel Dxp 2004电路设计软件在电子一体化教学中的应用
2.1 一体化教学的概念
一体化教学是为了改变传统教学方式而提出的一种新的教学模式。所谓一体化教学是学生在学习过程中，一边动手操作一边学习理论知识，从而将理论与实践完美结合在一起的教学模式。该教学模式不仅能够将学生的优势及兴趣充分展示出来，不仅能够使学生的技能水平得到提升，更能够提高教学效率。
2.2 Protel Dxp 2004电路设计软件在一体化教学中的应用
一方面，对Protel Dxp 2004电子设计软件的具体学习内容进行编写。Protel Dxp 2004课程的开设就是让学生掌握电子绘图这一技能，在传统教材中内容均以全面性和系统性为主，学生无法真正掌握其中的重要内容。而为了体现一体化教学的意义，就要对Protel Dxp 2004电子设计软件的相关知识以由简到繁、由浅入深、先分章概述再总体论述的方式进行编写，然后将近些年中、高级考证的试题及电路设计者的设计思路汇总下来进行教学，使学生在每一个具体的电路设计项目中使用Protel Dxp 2004软件中的各种操作命令，并掌握其技巧。可见编写电子设计软件的内容只是为了让学生在实际操作过程中更好地掌握设计重点和难点。
一方面，以任务驱动式教学为主。任务驱动式教学模式不同于传统教学的“填鸭式”、“灌输式”教学模式，是以学生为主体的教学方式，尤其是在Protel Dxp 2004电子设计软件教学中，在教师的指导帮助下，以“明确任务、自由分组讨论、对方案进行制定和选择、实施制订方案、对获取的经验进行总结”的教学方式，由学生个人或者是学生团队亲自完成一个任务，并处理任务过程中出现的问题、难题，通过该种方式使学生掌握相应教学内容。这种学习氛围能够激发潜藏在学生心底的创新能力，以使其分析和解决问题的能力得到提升，并且大大增强学生的参与性、创造能力及团队合作能力。学习Protel Dxp 2004电子设计软件所掌握的基础知识和技能非常重要，在进行下一个教学任务前教师要对学生的掌握情况进行全面了解，以便合理制定和规划教学内容。
另一方面，加强上机实践环节。Protel Dxp 2004电子设计软件课程实践性较强，因此加强上机实践环节对于提升学生学习技能、增强教学效果都有非常重要的意义。首先，考虑到不同学生能力的差别，合理布置上机实践任务，使能力较弱的学生从基础开始训练并逐步深入，如放置通用的Protel Dxp 2004电子设计元件进行连接和组合;而能力较好的学生则可适当增加上机实践难度，如将已连接好的原理图元件设置新的封装。通过该种方式可使学生根据自身掌握情况进行学习和练习，从而不断增强其学习的热情和积极性。其次，在学生上机实践过程中加强辅导。学生在上机练习过程中总会出现各种各样的问题，如元件封装不合理、编译错误无法处理等，此时教师可给予适当的提示，让学生在该提示下解决问题。此外，在学生上机实践过程中，教师要定时巡视，这样既能理解学生实践过程中的状态及出现的错误，如元件图绘制错误、元件连接错误等，以给予及时的指导和纠正，还能引导学生使其掌握一些操作技巧。最后，合理改进考试方式。Protel Dxp 2004电子设计软件课程成绩主要是由两部分内容组成，即平时上机实践成绩、最后的大作业。上机时间任务主要是根据学生的完成量、难易程度等进行评定;而大作业指的是在规定时间内对某一项目的完成情况，如果项目比较简单即操作量少，则分值低，例如Protel Dxp 2004电子设计软件原理图的设计;如果项目存在一定的难度，项目具有一定的复杂性、设计量稍多，则分值高，例如原理图、元件的设计和封装等，通过该种考核方式增强学生的动手实践性。
3.结语
Protel Dxp 2004电子设计软件在教学过程中实施一体化教学改变了传统教学模式，使理论知识和实践教学相结合，大大激发了学生的学习热情。可见实施一体化教学不仅能增强教学效果，提高教学质量，还能使学生的实践技能得到提升，对学生日后的学习和工作都有重要的意义，为学生日后的电子设计道路奠定坚实的基础。
第4篇：电路板设计基础知识范文
关键词：电子CAD 项目教学 Protel99SE
一、引言
随着电子技术和信息技术的不断发展，电子电路的设计由传统的在实验面板上搭接实验电路的方式转变为利用设计软件，以人为主体，借助计算机来完成设计任务，这种设计方式称为计算机辅助设计（简称CAD）。在这一时代背景下，各大院校都开设了电子线路设计课程，这其中以Protel 99SE软件为教学软件者居多。传统的教学方法强调软件操作，学生在学习过程当中无法将理论设计与工程实践联系起来，而一个个孤立的计算机操作也使得学生在学习中感到机械乏味，逐渐对课程失去兴趣。因此尝试新的教学方法改变这种局面势在必行。
二、《电子CAD》项目教学的基本操作
所谓项目式教学模式，是指将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，并围绕着具体的教学项目来组织和展开教学任务，使学生直接参与项目全过程的一种科学而合理的教学方法。根据项目教学的精神，将《电子CAD》课程项目教学法的基本操作确立为以下几步。
1.确立典型工作项目，编写任务书
在《电子CAD》课程中实施项目教学法，就是将《电子CAD》的学习内容融入到典型任务中。学生在典型任务的驱动下展开教学活动，由易到难，循序渐进地完成任务。具体内容见下表。
项目编号 项目名称 项目内容
1 绘制简单原理图 单管放大电路
2 绘制原理图元器件 常用芯片的绘制
3 绘制一个复杂的原理图 单片机电路
4 绘制复杂的多层次电路 二位全加器
5 电路原理图的仿真分析 差动放大电路仿真
6 绘制PCB封装 常用典型封装绘制
7 双面板自动设计 无线话筒印制电路板
8 单面板自动设计 自激多谐震荡器
9 单面板的手动设计 叮咚门铃电路板
2.组织教学
结合学生的特点，笔者将教学过程划分为以下三个环节：
（1）提出任务，分析任务。在这个环节中由教师将项目以任务书的形式发给学生，学生接到任务之后立即着手分析任务。学生在分析完任务后应当能够回答以下几个问题：任务的主体是什么？任务目的是什么？任务所涉及的知识是哪些？如何制定任务实施方案？怎样实施任务方案？
（2）学生自主解决问题，教师引导突破难点。学生在上面的环节中分析完任务后便开始动手解决问题，但在这个过程中必然涉及到学生以前的知识结构所没有涉及的问题。这时教师应给予必要的引导帮助学生突破难点。教师在引导时应注意以下问题：坚持以学生为主体解决问题；既要针对有共性的问题进行集体引导，又要针对个性问题进行单独辅导；必要时给予示范。
（3）及时进行评价总结。这个环节以表格的形式对项目进行评价总结。主要包括以下内容：教师对任务完成情况进行打分；学生总结任务实施过程当中有哪些成功的经验和失败的教训，并分点列出；师生共同总结在学习过程中所学习到的知识点和技能点。
3.听取反馈，积极调整
各种各样的因素影响着最终的教学效果，这其中有些因素在编写任务书之前无法做出准确的估计。教师应当积极听取反馈，并以此为指导不断对教学作出调整，以期收到更好的教学效果。
三、结束语
通过采用项目教学法对《电子CAD》课程进行教学，笔者深切体会到项目教学法的积极意义。项目教学法能够有机地结合理论知识和实践技能，既有利于学生理解和掌握理论知识，又有利于提高学生在实际操作中的动手能力。但我们仍然要看到实际当中推行项目教学法还存在不少的困难，具体有以下几点：
一是编写任务书的工作量繁杂，教师无法兼顾多门课程。二是课程对硬件设施提出了较高的要求，需要很大的投入。三是学生的基础比较薄弱，独立完成项目相当困难。四是课时编排上与其他课程很难保持一致性。五是班级人数众多，给维持教学秩序带来了一定的困难。
参考文献：
[1]朱运航.电子线路CAD.北京:中国劳动社会保障出版社,2003.
第5篇：电路板设计基础知识范文
竞赛内容涉及电子技术、计算机技术、自动控制理论、传感器技术和通信技术多个专业等，涉及的专业课程有：模拟电路、数字电路、高频电路、单片机、可编程器件、电子测量等。全国大学生电子设计竞赛试题实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大。电子设计竞赛的试题反映了电子技术的先进水平，引导高校在教学改革中培养学生的工程实践能力和创新设计能力。这对于电子信息类专业课程，特别是实验实践类课程的建设和教学改革方面起到了积极的指导和推动作用[2]。
1实验课程体系的改革
电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动，其规模和影响越来越大，它要求参赛者在规定的4天时间里，3人一组完成题目选择、方案论证、电路设计、电路安装、软件设计、系统调试到论文写作等一系列工作。电子设计竞赛全面检验了大学生的工程实践能力和创新设计能力。它引导高校加强大学生动手能力的培养。因此，我们在教学改革过程中突出了实验教学的重要性。将模拟电子技术实验和数字电子技术实验从理论课程中独立出来，由原来的0.5学分增加为1学分，并将EDA技术渗透到实验课程的每一个教学环节。既加强了基于分立器件测量、安装、调试的实验，又引入了流行的电子设计软件的仿真分析，还包括了大规模集成电路的设计。让学生在大二阶段就能较全面地接触电子设计的方法和技术，锻炼其能力。在大二短学期，开设了“电子工艺和课程设计”课程，它是我校继模拟和数字电子技术理论课程和实验课程之后的重要实践课程。学生在3周的时间内投入全部的精力，学习典型电子电路的系统设计、安装和调试，从而获得电子制造工艺的基础知识，了解电子产品的生产全过程。该课程培养了学生综合应用电子技术基础知识，解决实际问题的能力，起到巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。后续还开设了“数字系统设计实践”课程，该课程除了由若干有实践经验的教师作少量的课堂讲授外,重点放在以学生为主制作作品,从立项、设计、制作、调试、完善到撰写报告等均由学生自主完成，教师只作方向性指导，对作品进行评分，并作为该课程的修业成绩。一学期共完成6-7个作品，每个作品的完成时间控制在2-3周，期间学生可以和老师反复讨论修改设计，直至制作完成。该课程倡导了学生的自主创新精神[3]。
通过这些实践课程，培养学生的实践技能、动手能力和分析问题及解决问题的能力，启发学生的创新意识和创新思维潜力。在整个实验课程体系里，还包括单片机实验、高频电子线路实验、DSP实验、嵌入式系统设计实验等，通过这些课程的学习，学生能获得全面的电子设计技能。
2实验教学内容的改革
电子工业的飞速发展,使得电子工业生产技术的更新换代非常迅速。高校电子类实验课程要紧跟电子工业发展的趋势,时刻保持教学内容的先进性，才能使学生得到较大的收益。因此，在课程的教学改革中，要体现以机、电、计算机应用一体化为发展方向的电子技术新内容，引入现代化的教学手段，以提高学生各方面能力是很有必要的[4]。
2.1EDA技术的应用
在电子技术实验教学改革中，借助EDA技术开展理论、实验一体化教学，丰富实验教学手段。EDA软件大体可分为电路仿真软件、电路板级设计软件、可编程逻辑器件开发软件和芯片级设计软件等几类[5]。在模拟电路实验教学中引入PSPICE，ORCAD，EWB，MULTISIM等软件对电路进行仿真，可调用虚拟元器件和虚拟仪器仪表，搭建电路模型，仿真出真实电路的结果。可以设置各种元件故障进行仿真，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况，以论证设计的正确性，还能仿真各种在实际电路中会产生破坏性影响的故障；在数字电路实验中引入支持硬件描述语言的可编程逻辑器件及其开发软件，如：MAXPLUSⅡ，QUARTUS，ISPLEVER，MODELSIM等。在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计，可自动实现硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真，完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。设计者仅仅利用软件完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下并选用相应的FPGA／CPLD器件，即可得到最后的设计结果。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效，使复杂数字系统设计自动化成为可能。在电子工艺和课程设计中引入protel软件与制版系统，让学生动手制作电路板。利用广泛使用的PROTEL软件,学生可以把设计好的电路原理图绘制出来，并且根据设计要求选择元器件、电路板的材料、外形、尺寸等,并且给出元件的封装形式,通过软件绘制出PCB板图。最终，通过雕刻机进行电路板的制作。通过以上课程的学习，使学生具备电子设计的基本技能，即为学生参加大学生电子设计竞赛做好准备，又为毕业后参加工作奠定良好基础。
2.2创新性开放实验
创新性开放实验项目是指我校在课程实验教学计划之外，由学生自主选择并在教师指导下自行动手进行的，具有较强实践性和创新性的实验项目。项目选题来源于教师的科研课题或生产生活中迫切需要解决的实际问题，并坚持创新性和实践性原则，使学生接触国内外新技术、新材料、新工艺、新方法，充分地体现学生的主体性和实践性，包括实验内容的自主性、实验方法手段的多样性、实验过程的探索性等。在整个实验过程中，学生要经过方案设计、模块设计、系统调试、项目验收、项目答辩等全方位训练，全面培养学生的主体学习意识和创新能力[6]。创新性开放实验项目在培养学生动手实践能力和创新能力方面，能起到与大学生电子设计竞赛同样的作用。并且创新性开放实验项目供全院各电子信息类专业学生选修，使得受益学生更众。
3实验教学方法的改革
3.1开放实验室
建立开放实验室，将传统的集中实验教学方法，改为开放式实验教学。让学生自由选择实验时间，并根据自己的专业和爱好选择实验内容，做自己感兴趣的实验，这样有助于学生创新能力的培养和提高。在开放实验室除了配备信号源、示波器、万用表等常规实验设备外,还应配备单片机开发板、DSP开发板、可编程逻辑器件开发板、嵌入式系统开发板、计算机、逻辑分析仪等实验设备，为学生进行综合设计性实验和创新性实验提供实验场地和仪器设备。学院成立了创新电子协会，吸收在电子设计方面有兴趣和特长的同学加入到协会中来，协会成员到开放实验室进行创新实验，可方便的使用实验室的仪器和设备。开放实验室作为协会相对固定的实验场所，不仅高效利用了实验仪器，方便了成员之间的交流和沟通，还能吸收个别同学参与到实验室的日常管理中来，协助开放实验室教师做好实验室管理。
3.2泛在式学习环境
计算机网络技术的发展和电子产品的普及，为构建泛在式学习环境提供了技术支持。泛在计算技术将是未来信息技术的重要发展方向。信息技术在推动教育信息化的过程中有着重要作用[7]。我们以浙江省电工电子基础课实验教学示范中心建设为契机，建立了中心网站，提供各种教学资源，如：课程信息、多媒体教学课件、例程、参考书目、教学视频等，部分教师还建立了个人教学主页教学信息。随着手提电脑和3G手机的普及，学生可随时随地访问中心网站，获取需要的资源。学生还可以在网上针对重点、难点进行提问，教师及时做出解答，与学生双向互动。学生还可到开放实验室来，与实验室值班老师进行交流与讨论。
第6篇：电路板设计基础知识范文
【关键词】开放式；柔性教学平台；知识结构平台；网络化教学
一、引言
电气自动化技术是一个综合性很强的学科，是集电工电子技术、电机拖动、计算机技术、自动控制技术、传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术和网络控制技术于一体，是适用性、实践性很强的一门学科。在传统的教学过程中，由于种种原因，每个学生的独立动手操作机会很少，实验教学只能按老师的要求和实验台的功能进行，实验的数量和质量受到极大限制，无法根据社会对人才的需求来培养适销对路的人才。在整个实验教学中缺少一个贯穿于整个自动化控制技术领域中实验、培训、开发的环境，很难实现综合素质较强的电气自动化方面高技能人才的培养目标。
针对于电气自动化专业培养模式的局限性，基于开放式电气自动化控制技术所涉及到的技术层面和社会对电气自动化专业人才规格的要求，建立和完善一个柔性实验教学平台——可反复重构的硬件、软件构成积木式柔性实验教学平台，为学生营造一个开放式电气自动化控制技术实验教学平台。学生可以根据教学要求进行基础性的实验，基本操作技能的训练，专业操作技能的训练与考核，电气自动化系统的开发与设计等。柔性教学平台可根据人才的规格要求和学分制的要求进行不同层次的组合。
二、电气自动化专业人才培养的层次和能力要求
根据技术发展的规律和需求，电气自动化专业人才和其他技术人才一样，人才的培养是根据社会、企业不同的需求而分层次的。由于电气自动化控制技术的复杂性，一般来讲，电气自动化专业人才根据企业需求分两个层次，如图1所示。
图1 电气自动化专业人才规格及知识能力要求
“蓝领层”电气自动化专业人才要求能够承担电气自动控制模块（PLC、单片机等设备）的简单编程，自动控制设备的安装、维护与调试。“金领层”电气自动化专业人才要求在掌握安装、维修和调试的基础上，能根据需要对具体的电气自动控制系统进行必要的二次开发和改进，使原有系统的功能更加完善。
三、柔性实验教学平台的建立
1、电气自动化专业人才知识结构平台
首先根据人才培养规格来设计理论知识结构模块，然后在此基础上来建立实验硬件平台、软件评价平台，具体内容如图2所示。
图2 电气自动化专业人才知识结构平台
（1）文化基础知识模块：主要是培养专业技术人才的文化基本素质，是学好专业理论知识和技能形成的基础，也是个人提升层次、转岗、变岗的基础，应保证打好文化基础。
（2）机械基础知识模块：主要是学习机械方面相关的专业基础知识，它包括机械基础、机电工程制图、气压与液压知识、机械加工等方面的知识。
（3）计算机应用知识模块：主要学习计算机基本知识、计算机信息处理技术、WINDOWS操作系统基本使用方法、计算机网络基本概念和Internet入网方法、数据库管理系统基础知识和WORD文字处理系统的使用、VB使用等方面知识。
（4）专业基础知识模块：主要包括电气控制的基础知识、电工基础、模拟电子技术、数字电子技术、电机与变压器知识、传感检测应用技术、单片机应用技术等方面的知识。
（5）电气控制技术模块：主要包括交直流调速技术、工厂供配电技术、PLC应用技术、变频器应用技术、电工EDA技术、自动控制基础等方面知识。
（6）电气设备维护与维修模块：主要包括常用电气设备维修、数控机床维修技术、设备大修工艺的编制等知识。
（7）电气控制系统开发与设计模块：主要包括PLC、变频器控制系统的软硬件设计、单片机系统的开发、人机界面的开发、普通机床的数控化改造等知识。
（8）网络软件技术应用模块：主要介绍局域网的开发应用知识、局域网管理知识、工业控制软件（如组态软件）的应用知识、PLC等控制设备网络通讯（以太网、局域网）等知识。
2、硬件实验平台的搭建
通过对上述人才知识结构的分析，便可构建柔性实验教学硬件结构平台，如图3所示。
（1）金工实训室：由台虎钳、普通钻床、普通车床、常用的工量具等组成，学生可以进行钳工技能训练，学会锯、锉、钻、铰、攻丝等技能，学会钻床、车床的基本操作技能，工量具的使用方法等知识。
（2）电工基础实验室：主要由电工实验台、电工基础实验模块、电工仪表等组成，学生可以进行电工技术相关的实验操作。
（3）电子技术实验室：主要由实验台、模拟电路实验箱、数字电路实验箱、示波器、信号发生器等组成，为学生提供模拟电子、数字电子技术的实验、电子制作等实训操作。
图3 实验教学硬件结构平台
（4）电机与变压器实验室：主要由实验台、交直流电机实验装置、变压器实验装置、电工仪表等组成，为学生提供交直流电机、变压器等实验。
（5）计算机应用实训室：由若干台计算机和一台投影机组成，为学生提供常用操作系统和基本软件的使用训练、计算机组装训练、计算机程序设计训练、网络维护训练和CAD软件使用训练等。
（6）液压气动实验室：主要由液压传动实验台、气压实验台等组成。为学生提供液压、气压控制技术训练。
（7）电工基本技能实训室：主要由电力拖动实训台、电器控制电路板、电机等组成，为学生提供电气控制线路安装、电子技术安装等训练。
（8）电子EDA模块：由若干台计算机、一台投影机、EDA虚拟电子工作平台系统、印制电路板制作系统组成，为学生提供常用电子EDA软件的使用训练、电子线路的设计、模拟调试及电路板制作等。
（9）电气控制模块：主要由PLC实验室、变频器实验室、单片机实验室、传感器实验室、数控实训室、工业过程控制实验室、故障检修实训室等组成。为学生提供PLC、单片机、变频器、传感器、数控技术等专业技能训练，学习工业过程控制知识，学习组态软件等知识。
（10）MPS实验室：主要由MPS柔性生产线、计算机等组成。为学生提供机电一体化技术综合实习，学生可以学习PLC控制技术传感检测技术、气动控制技术、软件编程技术、接口技术、通讯技术等多种控制技术有机结合的应用技术。
（11）电气技术开发实验室：由计算机和一些电气控制元件、接口板、控制卡、驱动单元、步进和伺服电机、工业软件等组成，主要为教师和水平较高的学生提供开发、设计、改造电气系统的场所，同时可进行一些光机电一体化实验。
四、柔性实验教学软件结构平台搭建
为了保证人才培养方案的顺利实施以及硬件实验平台的正常运转，做到统一协调，有条不紊，柔性实验教学软件平台包括以下内容。如图4所示。
图4 柔性实验教学软件平台结构图
软件结构平台中各种软件的功能：
（1）电气教学管理软件：负责理论与实践教学计划的管理，监督整个柔性实验教学平台的运转情况，检查一体化教学执行的情况。每个实验室的工作计划在学期开始之前就输入到管理系统中。
（2）专业应用软件：根据电气技术人才规格培养的要求，应配套相关的正版专业软件，如AutoCAD、EWB、Protel 99SE、组态软件等。
（3）仿真系统软件：根据教学需要配套相关的电气控制技术中仿真系统软件，利用计算机仿真技术以及多媒体技术，通过软件的仿真调试与操作，使学生可以对PLC、单片机等进行仿真调试，从而减少设计周期。
（4）学生考核评价软件：本软件主要负责学生考核成绩的管理。根据不同层次人才规格及学分制的要求，给学生建立个人档案，建立一种新型的培养质量评价方法，尽量采取计算机统一考试、统一评分，现场测试、操作、现场打分的考试办法，着重考核学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，鼓励学生参加技能考试和比赛，并给予奖励和学分。
（5）网络管理软件：负责管理局域网的正常运行。
五、特色精品课程的建设
在构建教学平台的同时，应该注重精品课程的建设，因为精品课程建设是教学改革进一步深化的具体体现，通过精品课程的建设，它可提升教师的教研能力，促进课程内容、教学方法与手段，考试方法的改革，促进师资队伍、设备和设施建设，最终达到提高人才培养质量的目的。通过我们对我系相关课程的研讨，可将PLC、电子技术等课程建设为精品课程。另在建设精品课程时建议多引入仿真技术，例如在PLC课程建设时，可以开发一套与教学课题相配套的仿真动画（组态仿真），这样学生就可以模拟设备的实际运行情况。
在建设时要重点抓好七个方面的工作：制订科学的建设规划；切实加强教学队伍建设；重视教学内容和课程体系改革；注重使用先进的教学方法和手段；重视教材建设；理论教学与实践教学并重；建立切实有效的激励和评价机制。
第7篇：电路板设计基础知识范文
关键字:单片机; Proteus;仿真;虚拟实验环境;教学改革
计算机专业的单片机系统及应用课程,是从MCU为核心的系统入手,使学生掌握单片机及嵌入式系统设计中各类实用性硬件模块的软、硬件设计方法的一门实用课程。初次接触单片机知识的学生普遍感觉,该课程中有关硬件设计的概念、思路、方法等过于抽象、难以理解和接受,因此,如何应用新技术改革课程的教学方法,改变课程难教、难学的教学现状,成为单片机课程教学研究的重要内容。
1Proteus虚拟实验环境
单片机课程的实践教学环节主要依靠传统的硬件实验平成,而随着计算机技术和软件技术的发展,将虚拟实验环境引入单片机教学,作为改善课堂教学和实践教学的有利手段,已得到了广泛的应用。
所谓“虚拟实验环境”,就是将计算机上的各种虚拟仪器,按实验要求和设计原理,虚拟出与现实相同的实验系统,进而在这个软件系统上完成整个实验,由此可见,虚拟实验环境搭建的关键是合理地选用支持仿真功能的EDA软件[1]。Proteus电路设计与实物仿真软件具有电路原理图(SCH)和印刷电路板图(PCB)的设计功能;支持主流单片机系列和常用器件的仿真库,能够形象地显示电路动态运行效果;提供多种虚拟仪器仪表,能够对仿真运行状态的电路进行即时测量,方便电路的设计与调试;自带汇编编译器,且提供编译器接口,能够与ADS、KEIL等多种专业编程调试工具进行连接,通过在原理图中的MCU器件上加载编译通过的目标代码,可以在没有实际电路的情况下,进行系统的软、硬件联合调试,非常适用于单片机等硬件课程的实践教学,采用该软件与KEIL等集成开发工具共同搭建的虚拟实验环境,已在单片机教学中得到了广泛的认可。
2采用虚拟实验环境提高单片机教学效果
2.1激发学生学习兴趣
单片机课程作为一门偏重硬件系统设计的课程,从基础理论到工程应用,涉及到方方面面的知识,最初接触该课程,学生通常缺乏感性认识,难以理解,容易产生抵触情绪和挫败感,从而丧失对课程的学习兴趣。如果能够发挥Proteus动态仿真的优势,通过研究教学内容,针对知识点进行拆分和综合,设计针对基础知识点的模块仿真演示实例和阶段性应用系统演示实例(如图1所示),并将其应用于课堂教学,就可利用现有的多媒体教学资源,提高课堂教学质量。在教学过程的安排上,每个单元开讲之初,首先使用Proteus演示有针对性的综合系统仿真实例,创设教学情景,形象地展现各个硬件模块的作用及构建系统的方法,这样既能抓住学生的好奇心,使学生对所学知识的用处产生直观的认识,激发学习兴趣,又可以培养学生整机设计的概念和思维方式。在单元模块教学中,边讲解原理性基础知识,边利用相应的仿真演示实例针对每个基础硬件模块的硬件连线和软件编程进行随堂演示,做到课堂教学既有理论支撑又有实践证明,这可以增加课堂上师生之间的互动,将更多的工程实践知识融入到课堂教学中,在很大程度上提高了学生对课堂知识的理解和应用能力。
2.2优化实践教学模式
对于单片机技术这样的系统应用型专业课程,应该给予学生充分的实践锻炼机会,使他们在实际动手的过程中,巩固理论知识,掌握解决问题的方法,培养设计能力和创新意识,成为可直接进入工程岗位的应用型人才。
在单片机实践教学中引入虚拟实验环境,能够在以下方面弥补传统硬件实验平台的不足。首先,硬件实验台支持的电路模块固定、缺乏灵活性,能够开出的实验项目有限,而虚拟实验环境支持的仿真器件比较全面,且可以不断更新,这使得课程实验项目能够紧跟工程技术的发展,不断地进行调整和优化,使学生学到更多的实用技术。其次,采用硬件实验平台进行实验的过程大多由电路连线、下载给定程序、观察实验结果等几步组成,实验过程和方法都非常简单,往往只适合开出验证性实验,与实际工程开发脱节较大,难以达到学习的目的。而采用虚拟实验环境进行实验,学生首先要在理解硬件模块设计原理的基础上进行电路原理图的绘制,而后编写属于自己的控制程序,加载、仿真运行,对电路和程序进行反复调试,才能完成一次完整的实验。这样的实验过程非常接近于实际系统的开发过程,因此更有利于学生理解和掌握单片机系统设计的原理和方法。再者,还可利用虚拟实验环境开设单片机课程设计,在课程设计中通常要求学生进行完整的综合性应用系统设计,使用硬件实验台模块组合往往难以达到功能要求,而采用绘制原理图-制板-焊接电路板-调试电路板-编写控制程序-在电路板上下载调试程序的设计方法,存在设计周期长、成本高的问题,在实际教学中实施难度较大。如果采用虚拟实验环境,就可以在没有实际电路的情况下,利用仿真环境和仿真仪器仪表进行电路和程序的调试,对设计的限制少,给学生的发挥空间大,易于在实践教学中采用。最后,虚拟实验环境的搭建只需要在一台计算机上安装Proteus和KEIL等编程工具即可,便于学生的课外自学提高,有效地解决实践教学学时有限的问题,为学生更多的实践锻炼和知识探索提供了有利的条件。
在单片机实践教学中,合理地应用虚拟实验环境为实现“实验课-设计课-开放实验室相结合”的多种实践教学形式,开设“验证性-设计性-综合性-探索性”多层次的实践内容提供了可行的实施方法,结合实验/实践项目的重新设计以及对新型实践教学模式的探索,能够更好地完成课程对学生工程技能的培养。
2.3改进成绩评价方式
为课程建立良好的成绩评价方式,使其成为一种有效的激励机制,有利于激发学生的学习热情,端正学习态度,获得更好的学习效果。通过单片机课程的学习,学生应在掌握理论知识的基础上,经过实践锻炼,具备分析、解决问题的能力,能够从事实际单片机系统设计工作。因此,课程的考查方式应能激励学生注重平时学习过程中知识的积累和能力的锻炼,而不是临时突击得到一个好成绩。
在教学过程中,采用的课程最终成绩评价由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩根据学生在每次实验课和课程设计中的表现进行评定,使学生能够认真对待课程学习的每一部分,而期末考试应该能体现出学生的最终学习效果,成为督促学生学习的一种良好的互动。在以往的教学中,由于单片机课程与编程类课程不同,涉及到系统软、硬件实现,很难采用上机考试的形式,因此,期末考试只能选择笔试或者大作业的形式,但对于注重实践能力的单片机课程,采用偏重理论的笔试形式难以考查学生的实际动手能力,而大作业又很难杜绝抄袭问题,使考试失去意义。采用Proteus虚拟实验环境后,这一问题得到解决,教师可预先设计多道难度相当、具有一定综合性的设计题目,考试时,要求学生在规定时间内,通过虚拟实验环境完成随机抽取的题目,包括系统的硬件电路连接、软件编程和系统调试,教师根据学生在此过程中的表现和系统仿真演示效果给予成绩。这样的考试形式能够有效地反映出学生对基础理论和工程技能的掌握及应用能力,有利于倡导学生注重日常的学习和积累,稳扎稳打,真正达到课程学习的目的。
第8篇：电路板设计基础知识范文
关键词：单片机教学 仿真 Proteus
中图分类号：TP368.1-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0117-02
单片机技术广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表等各个领域。是电子信息与电气类专业学生必须掌握的一门专业基础课。教学遵循学生职业能力培养的基本规律，普遍采用以“学生为中心，突出能力本位”的方式，以真实工作任务及其工作过程为载体，但在在传统教学中，单片机实验实训环节在具体实施过程中，总会由于诸多硬件方面的问题而使案例项目无法实现，从而影响教学效果。
本文采用单片机硬件仿真软件“Proteus”作为案例实施的主要载体，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其电路的设计和协同仿真问题，实现了从产品概念到设计完成全过程训练，克服了传统单片机系统设计中没有物理原型就无法对系统进行测试、没有系统硬件就很难对软件进行调试的不足。单片机实践教学的实施在普通的微机室就可以实现，使学生迅速高效地投入到单片机技术应用实践中去，有效地降低了学习难度。
1、教学过程的设计
单片机教学打破了传统教材的章节划分学科体系结构，采用了有利于学习者动手实践的项目模块结构，共有7个模块，分为16个项目44个项目工作任务，涉及单片机基础知识、单片机开发工具、单片机基本结构、定时/计数器、中断系统、串口通信、基本的接口技术等学习内容，以及相应的C语言程序设计。
本文通过数模转换芯片DAC0832及其接口设计的教学项目：使用目前最流行的单片机可视化仿真开发工具Proteus，对比传统方法，让学生了解一个单片机系统设计的全过程，使学生对单片机系统的开发和利用实现从抽象到感性的飞跃。
1.1 教学优势
学习单片机，实践是基础。不断地取得成功与突破，是学习者前进的强劲动力。成功与突破的成就感来自于实践。单片机技术的实践主要体现在三个方面：亲自动手进行程序设计、通过软件仿真验证与改进程序设计，以及在实际电路中实现单片机技术的现实应用。在传统教学中，实践环节我院目前普遍采用“实验箱”。在观察中不难发现，学生在做实验时必须按照实验箱的固定配置，做简单的连线，没有一个整体的电气原理图概念，最终还是不会设计电路，甚至读不懂基本的电气原理图，而实验仪器的准备、清理又要占用一部分时间，仿真板因使用频率过高，还经常出现故障，有些同学可能在有限的时间里还来不及完成教学内容，只得草草收工。
由于Proteus是纯软件环境，我们只需给学生开放公共的计算机机房就可以，这样降低了实验室开放和管理的成本。在实验具体实施中，我们要求学生首先在Proteus软件中自己搭建电路，编写程序，将整个系统首先在Proteus软件环境中实现，并调试通过，然后利用我们的模块化硬件实验板去下载程序，观察硬件的运行结果并和软件环境的仿真结果做比较，这样做的好处是学生不再是做简单的验证性实验，而是一个实验的设计者，或者是一个产品或者小系统的设计者，这种流程非常好地培养了学生的工程素养，加强了学生读图和识图能力，提高了学生的动手能力。再有，有些学生在课上根本完成不了实验，还有一些同学已完成实验，但需要在实验基础上改进和提高，这些借助于Proteus软件在课下也很容易实现。
1.2 教学实施
数模转换芯片DAC0832及其接口设计与单片机不同应用系统的开发过程基本相似，其一般步骤可以分为需求分析，总体方案设计、硬件设计与凋试、软件设计与调试、系统功能调试与性能测试等。
2、总体方案设计
2.1 与硬件搭建
单片机课程的开设通常是在大二下学期，此时的学生已具备一定基础，学过数模电，进行过电工电子的综合实训，具备最基本的读图识图能力，元器件组装焊接能力。因此，我们在课前就将任务布置给学生，让学生利用proteus软件自己搭建电路，用 DAC0832输出呈渐升骤降的电压锯齿波，传统教学中要达到很好的教学效果，实验室必须配备示波器等设备，需要大量的教学投入。
但现在学生在宿舍或图书馆利用电脑就可以很方便地搭建电路，观察效果，硬件连接见图1所示，这种流程非常好地培养了学生的工程素养，把课余时间充分的利用起来，使学生开始学会思考，慢慢的进入状态。
2.2 设计与调试
（1）硬件、软件设计、系统功能仿真调试。在PC机上仿真成功后，见图2，克服了在传统教学中采用绘制原理图-制板-焊接电路板-调试电路板-编写控制程序-在电路板上下载调试程序的设计方法存在设计周期长、成本高的问题，因为学生有了提前的预习，就可以和软件环境的仿真结果做比较，能够做到学习内容明确，思路清晰，软硬件理解透彻，既保证了实验的质量和数量，又减少了实验箱的损耗和实验经费的投入。由于仿真实验可以不受课堂学时的限制，不怕实验仪器损坏，学生会有更多的训练机会，有利于加深抽象概念的理解，掌握难度较大的编程和电路设计技能，收到事半功倍的效果，教师启发学生在完成课堂教学任务的同时，做进一步的拓展，如需要的是渐降骤升的三角波、倒三角波，以至梯形波、不同占空比的矩形波，甚至组合波形，都可仿照上例稍加变化，一一编程生成，这些都有助于培养学生的创新思维能力。
（2）实物制作（有时间和条件的前提下，作为提高部分）。学生按照Proteus仿真通过后，可以在课后再查阅元器件参数，选购元器件，用面包板（实验PCB或教学实验板）进行制作，完成电路组装与检测，确保电路连接正确，焊接工艺达标。进行程序烧录与调试，只要安装正确、元器件无误，焊接牢靠，基本都能顺利通过。可见Proteus提供的完整的虚拟实验室增强学生的感性认识，对教学内容的结果进行了实验演示和验证，不仅符合直观性的原则，而且培养了学生的观察、分析与解决问题的能力，体现“教、学、做”的思想，符合当前工学结合的理念与思路。
3、结语
随着仿真技术和计算机的普及，将Proteus引入单片机教学，在目前经费非常紧张的情况下解决了单片机实验室硬件投资成本相对较高的问题，同时降低对硬件设备进行维护的工作量。使实践教学的节能降耗成为可能，我们认为采用这样的方案有以下优势：
（1）有利于促进课程和教学改革，更有利于人才的培养；从经济性、可移植性、可推广性角度讲，利用仿真系统，能节约研发时间和研发成本，因为可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板，节省了设计时间与经费，提高了设计效率与质量，具有非常大的灵活性和可扩展性；也是我院提升实验室建设水平有益的尝试。
（2）有利于学生自学能力的培养，学生以项目为中心，有明确的任务，在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果，对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象，并有利于指导学生利用仿真平台，通过各种参考资料、教材、文献，对教学内容进行拓展和延伸，实现知识和技能的迁移，学会自主学习，而且虚拟实验环境支持的仿真器件比较全面，且可以不断更新。学生普遍感觉在Proteus软件平台上学习单片机知识，比以往单纯学习书本知识更易于接受，以原理图虚拟模型进行程序仿真调试，更易于提高单片机编程能力，还可以通过绘制和修改原理电路图增加很多实践经验。
（3）仿真与动手实践不能隔离，必须相铺相成。需要注意的是，仿真不能完全代替实物，在实际应用中会遇到很多新的问题，我们不可能抛弃已有的教学模式和实验手段而仅仅依靠虚拟的实验环境。单片机应用以实践为基础，而真实性是实践的灵魂所在，要培养学生求真、求实的科学精神和熟练的实验技能，还必须反璞归真，仿真只有与动手相铺相成，才能使我们的学生学会观察、学会严谨、学会分析、学会动手、学会合作。
参考文献
[1]刘敏.基于Proteus的ARM虚拟实验室建设[J].中国教育信化，2009（3）：28-30.
第9篇：电路板设计基础知识范文
关键词：项目教学法；学习情境；课程评价
作者简介：王彬（1985-），男，湖南湘乡人，湖南水利水电职业技术学院电力工程系，助理实验师。（湖南 长沙 410131）
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0058-02
新时代下，新生代高职学生具有他们所特有的学习特点：对于感兴趣的东西学习积极性较高，对于枯燥的理论知识则学习效率低，对于实践性环节的学习兴趣明显高于理论课程的学习。因此在教学过程中要求教师必须注意理论与实际的结合。而把项目教学更好地融入课程当中，能使理论与实际结合紧密。
一、定义项目教学法
项目教学法，是教师与学生一起完成一个完整的“项目”工作而展开的教学活动。在高职教学中，项目一般指的是以生产完成一件具体的、在实际当中有用途的产品为目的的学习任务，它一般具有以下几个条件：学生能学习到一定的教学内容，并具有一定的教学意义；可以在某一个学习情境中将理论与实际技能相结合；项目的设定要与企业实际生产过程具有直接关联；学生具有独立完成项目的机会，能在一定框架范围内自行组织和安排学习行为；项目实行中以及项目最终需具有能具体展示的成果；项目实施者能克服并处理实际困难和问题；项目应具有适当的难度，其中包含已学知识、技能的应用，还必须包含新知识、能力、技能的拓展；项目完成后需教师与学生共同对项目成果进行评价。
二、课程特点
“电子电路分析与制作”课程是电力系统自动化、供用电、小型水电站及电子等专业的基础课程。学生在学习本课程之前，必须先学习电路基础、高等数学等课程，具备学习本课程所要求的专业基础知识和文化基础知识。本课程为培养电力系统自动化、供用电技术、电子技术从业人员提供必备的理论知识和基本技能。
企业或是实习单位要求这些专业的从业人员具备一定的知识目标，故必须通过本课程的教学，让学生掌握电子电路的基础知识；各种基本电路的组成、工作原理、性能特点及主要参数；掌握常用电子电路的分析和设计方法。企业及实习单位还要求这些专业的从业人员具备一定的能力目标，所以在设计课程时必须把本课程的理论教学和实践教学相结合，使学生具有使用常用电子仪器仪表的能力，具有查阅电子元器件手册并合理选用元器件的能力，阅读和应用常见电子电路的能力，测试常用电子电路功能，设计简单电路及制作的能力，排除简单故障的能力。
在“电子电路分析与制作”课程中实施项目教学法，既能很好地引导90后的高职学生的学习积极性，又能更好地让学生掌握电子电路中的基础知识，更能使学生具备一定的相关岗位所需基本能力。
三、利用项目教学法设定学习情境及学习型工作任务
高职教育课程的本质属性上具备职业性，故利用项目教学法设定学习情境时需考虑行业、企业、岗位的职业需求以及学生的自身需求。根据各专业从业者的培养目标和从业岗位分析，应具备的职业能力大致可分四个部分：以弱电部分的生产制造为基础，从业者必须掌握电子产品的装配、检测、调试、维修、生产工艺路线的制定、生产管理等能力；以电力弱电部分开发为基础，从业者应掌握电子线路的分析、仿真、印制电路板设计等能力；以电力弱电设备销售为引导，从业者应掌握电力设备的销售、安装、现场调试、售后维护等能力；以电力电子设备的运行维护为引导，从业者应具备常用及专用弱电设备的使用、维护及保养等方面的知识。所以根据培养目标与岗位的需求，必须打散并重组电子电路分析与制作的知识点，并构成不同的网络知识结构。而利用项目教学法使并构的知识网络包含在设定的学习情境中。笔者根据岗位需求以及课程知识点调整的网络知识结构，为这门课程设定了三个学习情境。情境设定如表1所示。
经过上述设定后，又对每个情境设定了学习型子情境即学习工作任务，以学习情境一：LED灯板的分析与制作为例，学习型工作任务如表2所示。
课程应用项目教学法设定了学习情境后，教学过程严格按照设定的学习情境进行教学，利用子情境—任务的形式让学生发挥自己的主观能动性，在不知不觉中掌握知识及技能。
四、课程评价
课程应用项目教学法进行学习情境及学习型工作任务的设定，而整个教学过程为了准确地评价本课程的教学质量和学生的学习效果，体现学生职业能力培养的要求，必须对本课程的各个环节进行考核，以便对学生学习评价尽可能地做到公平公正和标准化，所以对以往的考核内容及考核形式进行了修改。整个课程评价以过程考核法进行考核，制定流程如下表3所示。
每个学习情境由个人评价（20%）、小组评价（20%）、指导老师评价（60%）三个部分组成。
指导老师评价，是指导老师对学生完成的每个学习型工作任务的阶段性成果进行评价。并针对学生完成每个产品的功能、技术指标、经济指标及产品工艺等内容进行评价。
小组评价，是各小组集体讨论后对本班各小组就相互合作与交流、完成产品的功能与工艺等内容进行评价。
个人评价，是学生对自己和组内其他同学在工作中的表现进行评价。
每种考核形式应制定相应的评价单，如以指导老师评价单（见表4）为例。
五、实施后总结
第一，必须做好充分的准备。项目教学法运用到课程教学中会产生比传统教学方法更多的工作量，过程中评价需制定好相应的考核标准及评价表。
第二，必须选择好合适的项目。要有目的去挑选项目，使它与岗位需求、课程知识点相结合。要保证项目的完整性，从设计、制板、安装到调试，使子任务中完成的各级产品最终能够安装成一个完整的产品。
第三，要调动学生的积极性。项目教学法的核心对象是学生，所以调动学生的积极性尤为重要，整个教学过程必须有激励方法进行学生兴趣的激励。
第四，因材施教，根据每个学生素质设定任务难度，并做好评价。每个高职学生的素质有所不同，如果任务难度选择不好，或考核评价做得不好，反而会打消学生的积极性，致使整个项目教学法不能更好地实施。故设定每个学生任务难度并做好评价尤为重要。
总而言之，在“电子电路分析与制作”课程中实施项目教学法，只要准备充分，应用得当，会在课程教学中取得非常好的效果。
参考文献：
[1]吴言.项目教学法[J].职业技术教育，2003，（7）.
