数字电路分析论文精选(九篇)

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第1篇：数字电路分析论文范文

电子信息技术的迅猛发展，使得从事电子工程方向的人员要掌握更多、更新的专业知识。为了适应这种变化，高校如何在有限的总课时内将最核心、最有用的知识传授给学生，单纯靠增加新的专业课程是不能够解决问题的。因此，本文依据海口经济学院电子信息工程专业的教学现状，构建相应课程群体系，并进行实践探讨。

1 课程群的专业内涵

课程群是指内容联系紧密、内在逻辑性强、属于同一培养范畴的一类课程，课程群作为一种新的教学管理体系，打破了课程内容的归属性，弱化课程的独立性，强化课程之间的亲和性，使它们在一个更高的层面上连贯起来[1]。

2 电子信息工程专业课程群建设目标

从企业岗位需求的角度，结合民办本科院校以培养应用型、创新型人才为主的指导思想，研究海口经济学院电子信息工程专业的课程群建设，提出相应具体的改革措施。

课程群建设依据以下几点原则：

1） 明确课程群建设目标，合理进行课程内容的实施与分配，注重实践技能的培养，强化内容的融合、关联和交叉；

2）加强实践类课程群的建设，注重培养学生实践技能和综合素质；

3）从企业需求的人才和专业发展出发，设计更符合社会需要的课程群。

3 我校电子信息专业课程群建设

3.1 理论课程群的改革

通过将课程群里的课程内容进行分解和融合，在整体上进行优化，实现对教学资源的统一协调。因此学生培养计划、教学大纲应根据调整后的要求进行重新编写。

3.1.1 电子技术类课程群

电子技术类课程群的知识结构是以电路分析为基础，要求学生掌握常用的电路元件，熟悉常见的电路模型，能够熟练应用电路分析的基本方法分析基本电路。对基本、实用的模拟电路与数字电路进行分析和设计，使学生掌握电子电路的基本工作原理和分析与设计方法 [2] 。我校把《电路分析》《模拟电子技术》《数字逻辑电路》三门课程合并成一门《电路与电子技术》，分成2个学期教授，在数字电子技术课程中引入 EDA 的内容，将EDA和 数字电路有机地结合起来。课程中各门课程中的内容进行融合，精简课时。比如不再讲授一阶电路的冲击响应、拉普拉斯变换，加强讲解一阶电路时域和频域特性，以及稳态和瞬态特性。模拟部分不再讲授数字部分 “门电路”和“A/D、D/A 变换”等内容。

3.1.2 信号处理类课程群

信号处理类课程群中的各门课程在教学安排上时间前后连接，在内容方面相承前启后，逐步深入。《信号与系统》是信号处理、分析的基础，是《数字信号处理》重要的先导课程，内容包括连续时间信号和离散时间信号，以及线性时不变系统的基本理论和分析方法；《数字信号处理》 则是在《信号与系统》的基础上学习DFT（离散傅里叶变换）、FFT （快速傅里叶变换）、FIR和 IIR（数字滤波器）设计等数字信号处理的方法，是《DSP 原理与应用》的先修课程[3]。《DSP 原理与应用》可以编程实现《数字信号处理》的基本理论，主要涉及 DSP的软硬件设计、应用系统的开发方法。

例如在《信号与系统》课程中包含离散时间信号的时域分析和变换，那么在数字信号处理课程中就可以适当删减。如果在《信号与系统》课程中讲过了Z变换，那么在《数字信号处理》中可以简单复习，而加强滤波器设计内容的讲解，同时在《数字信号处理》课程中对信号处理基本理论也是简单回顾，不再花课时讲解。重点介绍在实际应用中的使用，减少复杂公式的推导，以理解概念、定性分析为主，突出MATLAB软件仿真和DSP硬件的实现。

3.2 课程群实践教学环节的改革

实验教学内容需要与理论教学内容紧密结合，更需要尽可能地锻炼学生分析问题、解决问题的思维和能力。因此，在开设基础实验的基础上，增加综合设计环节，对学生开放实验室，激发学生进行自主学习。在课程群课程体系和教学内容改革的基础上，构建层次实践教学新体系。

3.3 课程资源的网络化建设

“网络化时代的到来必然会引起教学的变革，变革的趋势是学生自主学习将加强，学生对教师的依赖将降低” [4]。因此，课程群建设要为学生留有自主的学习空间，进行教学资源网络化建设。每类课程群所涉及的课程教学大纲、进度表、教案、课件、授课录像等教学资源逐步实现上网。部分课程已经建立网上试题库、试卷库，进行教考分离，建立网络交互型高校电子信息类虚拟实验平台，教师与学生能够在网上互动答疑。课程群建设最大限度地实现了教学资源的共享化。

3.4 课程群的教学团队建设

课程群教师队伍由“课程负责人 + 骨干教师 + 任课教师”组成，在课程群背景下，应以科学发展观作为教学指导来建立教学团队与教学骨干，我们的教学团队是以双师型为主的“工程型”教学团队，多人有企业工作的经历。通过教学骨干培养对教学资源进行高效开发，并对教学内容及方法进行改革，以此促进教学团队间的教学研讨及经验交流。

注重以老带新，采用多种多样的师资培养模式，形成老、中、青相结合的教学科研队伍，比如选派青年教师到企业挂职锻炼，学习新知识、掌握新技术，挂职结束后进行严格的答辩。教学骨干每年都有机会到国内外做访问学者和到重点院校进修。组织专业教师参加学术会议、专业技能培训等活动，以提高科研与学术水平。鼓励教师参加国家、省、市级科研项目的申报，以科研促进教师教学水平的提高。

以教师在科学研究方面的相关科研成果作为确立教学团队中教学骨干的激励机制，有海口经济学院科研资助与教学科研奖励办法，比如针对省级期刊、核心期刊、检索期刊的论文有不同程度的资金奖励。并进行科研工作量按学时计量的方式对教师进行奖励和督促。

第2篇：数字电路分析论文范文

论文关键词：多媒体，引导，交互性，兴趣

 

〈〈电路分析〉〉是一门基础课程，对后面的模拟电路，数字电路及其它的专业课程都起到了基石的作用，非常重要。但由于这门课程的内容抽象，复杂，偏重于逻辑分析，又是学生接触专业启蒙课程，学生对许多的抽象概念都联想不到，特别是三相电路分析、电容、电感的过渡过程等内容,这些内容在学生的脑海中是一片空白，而且做实验又看不到现象，这就使学生学习起来就更加困难，有可能使部分学生对本课程失去信心，甚至会让一些学生对本专业都会失去兴趣。要想让学生不失去兴趣与信心，就必须让学生所学的知识形象化，趣味化。如果再象以前一本教材、一支粉笔、一块黑板讲到尾，肯定是效果不佳，因此采用现代化的教学手段是必不可少的。根据我多年在〈〈电路分析〉〉的电教经验兴趣，要运用多媒体教学须注意如下几点：

一．多媒体教学对教师本身的要求。

1．教师应对所教课程非常熟悉

只有老师对所教课程非常熟悉，对教材作了深入的研究，并有丰富教学的经验，你才能知道学生对哪些内容难以理解，怎样运用多媒体教学帮助学生解决难题，哪些知识点可以运用多媒体进行形象、趣味性教学。比如在讲基尔霍夫电流定律时，一般讲课是会举水流的例子，但学生听了印象不一定深刻，但我运用动画做三条或多条小溪的水流，流到一起汇成一条小河，再配上一些轻音乐，让学生观察一段时间，再引申到电流定律中，这样学生印象就深刻多了。

2．教师能熟练运用多媒体软件和仿真软件。

要上好多媒体课就要选择好一种多媒体制作软件，在〈〈电路分析〉〉中，由于大部分都是形象的画面来表述哪些抽象的事物。电流、电压、三相交流电、磁场等这些抽象的概念就可以用flash来形象化、

直观化、动作化，而基尔霍夫定律，欧姆定律，叠加原理等这些实验性的内容我就可以用ewb仿真软件进行模拟仿真，对于过渡过程这些参数性的〈〈电路分析〉〉就可以用matlab进行过程分析，这样综合交叠的运用辅助软件，可以使学生从视觉感观及逻辑分析上都投入到课堂中来。

二．教师要对学生进行充分的了解

作为一名老师只有对学生的学习进行了充分的了解，你才能采取不同的教学方法，有针对性的进行教学。我所任教的是一所高职院校，高职院校学生来源不同，有高中，有中专，也有初中起点的五年制大专学生，针对不同的群体就要采用不同的教学方法，侧重点也不同。

对于高中起点，他们的逻辑思维强一些，但动手操作就相对弱些。因此在做课件时就把公式推导省略些，多加入些模拟实验，比方说怎样组织实验，怎样得出结论兴趣，多让他们观察过程与现象，培养他们的形象思维与动手方面的能力。

对于中专起点，他们的动手操作能力就要强一些毕业论文开题报告。课件要多演示些原理性的内容，例如，过渡过程是怎样产生这种曲线规律的。这在课件中就可以多展现一下。

对于初中起点五年制大专生，就要细化，内容不能深，要强调直观与操作，原理性的直接给出结论并应用。

三．多媒体制作时，要以学生为主导，注意交互性，强调形象化

在制作多媒体课件时要以学生为主导，不能采用那种灌入式的教学方法，要引导学生主动去思考去钻研，同时制作出来的课件要把抽象的转化为具体可视的。下面我将一堂课分三个部分进行简要的介绍。

1．导入

一堂课的导入是非常重要的，导入的好坏直接影响学生对本堂课的学习兴趣及学习效果。例如，我在上谐振回路时是这样导入的：先用FLASH做一个黑匣子，黑匣子引出两根线接到一个灯泡上，另外两根线接在一个信号发生器上，并联一个电压表（电压固定不变），信号发生器的频率可以用鼠标控制，在演示时用鼠标改变频率，当达到某个频率时，灯泡最亮，同时黑匣子讲话“这个频率最适合我，我可以让小灯泡发出最大的光”在其他频率时提示“不行，我还可以更强”，同时老师提醒学生观察输入电压表（固定不变）这样就吸引学生，同时他们也会思考，为什么输入电压不变而灯泡的亮度会变，为什么黑匣子会说“这个频率最适合我”是怎么一回事，这黑匣子到底代表什么，这样会使学生产生浓厚的学习兴趣，注意力会更加集中。

但有一个好的开端还是不够的主要还要摘要在课中解决的问题上。

2．采用问题教学法

即教师在课堂上形成一种问题情境，启发学生自己去探索、寻找答案兴趣，从而激发学生的学习积极性。

例如在讲电阻的串联、并联和混联电路时，我就用FLASH画出一些电路，然后用鼠标指向哪部分电路，就会有个话外音提问：“请问该部分的几个电路是串联、并联还是混联”，给出一个选择框，要求学生去选择。如果选择正确，就用鼓掌声音鼓励学生，如果选择错误，就提示：串联、并联和混联的概念，再要求学生重新选择一遍，这就使得学生不断的加深对概念的理解，并运用到具体的电路中。

3．小结

小结可以使学生对整堂课学过的知识有一个整体印象，加强学生的学习效果。比方我在做有效值的小结时就用FLASH做个小动画。有一个小孩子将一个交流波赶进一个容器里，同时他又回过头来将另一个直流电赶到一个同样大的容器里，然后将两个容器放在一起进行比较，恰好两者一样多。图下面就有一个问题“请问这个直流电就称为交流电的什么值”，这就会使学生自然而然联想到有效值的定义，加深了印象。

四．多媒体教学效果统计

下面是我对任教的三个班在运用多媒体教学前、后的效果比较

没有运用多媒体教学时统计

 

调查内容

好

较好

一般

差

整节课听课心情

10.3

26.4

58.8

4.5

整节课听课注意力

20.3

40.5

33.5

5.7

对重点难点理解

33.7

42.6

20.2

3.5

对本节内容掌握情况

21..6

45.8

30.2

2.4

对本节内容记忆效果

30.5

34.7

28.4

6.4

课堂气氛

36.7

42.9

20.4

第3篇：数字电路分析论文范文

论文摘要：电子信息类毕业生就业曾有过耀眼的辉煌，但近几年来，其就业形势大不如前。其主要原因有人才市场容量不足的问题，也有毕业生整体就业能力下降的问题。本文从电子信息工程专业学生应具备的专业能力入手，对专业能力实现的几个层次，改革学生评价体系，全面提升学生素质，增强学生就业能力等方面进行了探索。

当前大学生就业是社会关注的热点，高校就业工作面临着越来越大的挑战，如何做到大学生充分就业、合理就业，不仅需要高等学校在就业工作上更新观念，加强指导，同时还需要大学生对就业问题进一步加深认识、理性思考，切实提高自身的就业能力。大学生就业能力是大学生成功地获得工作、保持工作以及转换工作时所具有的能力，是一种与职业相关的综合能力的组合。大学生就业能力培养不仅是高等教育发展的需要，也是社会经济发展的需要，具有重要的理论与现实意义。大学毕业生作为劳动力市场上一个特殊劳动供给群体，其就业能力是指大学毕业生在校期间通过专业及相关知识学习、积累，对自身潜能进行开发而获得的能够实现自我职业生涯目标、满足社会需求、实现自我价值的技能和能力。就业能力是一种综合能力。关于就业能力具体包括一些什么能力，至今仍没有定论，但总的说来可以划分为专业能力和非专业能力，本文以电子信息工程专业为例，从本专业应具备的专业能力入手，探索如何提高学生的专业能力，从而提高学生的就业能力。

一、电子信息工程专业能力

电子信息工程专业作为新兴专业，顺应了知识经济、信息时代的教学、科研和生产发展的需要。但随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设电子信息专业的院校逐步增多，未来毕业生的就业形势会更加严峻，竞争会更加激烈。毕业生的质量是电子信息专业竞争成败的关键。从培养规格看，本专业学生应具备各方面的能力，由此我们将培养规格中的各种能力进行分类，整理出与之相对应的各门课程，具体分类如下：

1.工程计算基础能力。主要包括：数学计算及应用能力、建模能力、时域、频域分析，主要涉及的课程有：高等数学、大学物理、工程数学、信号与线性系统。

2.外语应用能力。包括：听、说、读、写能力，本专业英语文献阅读能力，主要涉及的课程有：大学英语、EDA技术与应用等。

3.计算机应用能力。主要包括：计算机基础应用能力、程序的设计能力、典型微机系统的分析和应用能力，主要涉及的课程有：计算机应用基础、计算机语言、C语言程序设计、EDA技术与应用、微机原理与应用、单片机原理与应用、单片机技术及应用综合训练。

4.电子工程基本分析与应用能力。主要包括：常用电子仪器使用能力，电子电路分析、应用能力，单片机应用能力，EDA应用能力，阅读与绘制电气图能力。主要涉及的课程有：电装实习、电气绘图与电子CAD、电路原理、模拟电子技术基础、数字电路、电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、单片机原理与应用、EDA技术与应用、模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机技术及应用综合训练。

5.电子信息产品的分析、设计、安装、运行维护等应用能力。主要包括：工业标准的理解能力，电子信息产品分析、方案的理解及初步的设计能力，方案实现和系统测试能力，电子设备维护检修能力，跟踪新技术能力。主要涉及的课程有：工程制图与CAD、科技信息检索、通信电子线路、电视技术、电子测量、家用电器技术实训、传感器与检测技术、计算机网络与通信、通信电子线路实验与设计。

6.专业综合能力。主要包括：根据实际应用需求，综合运用所学知识进行电子系统方案设计与实现，创新意识和实践能力，获取新知识的能力。主要涉及的课程有：数字电视、家用电器技术实训、无线电调试中级工实训与考工、毕业设计。

7.技术技能能力。主要包括：获得无线电调试工技术技能能力和考工证书。主要涉及的课程有：测试技术与仪器、大屏幕彩色电视接收机、数字图像处理、无线电调试高级工实训与考工。 　8.研究与创新能力。主要包括：培养学生独立思考、探求真理的科学精神，培养学生的创新意识和创业精神，提高学生的科学研究能力，巩固和扩展学生所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高学生运用理论知识分析、解决问题的实践能力。主要涉及的课程有：电子应用基本模块训练、数字化测量的实践训练、常用控制系统的设计实践、科研实践、产品开发。

二、专业能力实现的三个层次

1.基础训练。主要通过课堂实验、电子工艺实习等环节，训练学生识别选用电子元器件，使用常用电子仪器仪表，测试简单电路、掌握焊接安装工艺等。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量，巩固学生所学电子技术理论知识，学会正确使用仪器仪表和科学测量电路方法，为后续实训环节打下基础。

2.模块训练。就是对某一门或几门课程进行专项实训，也就是课程设计，目的是提高学生的实践动手能力，使学生能掌握一些专项技能，积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试，训练学生的基本技能，并为后面的综合训练做好准备。

3.综合训练。主要采用项目、大型设计竞赛、毕业设计等形式。项目主要是在教师指导下，申报校级或院级项目，或是参与教师课题等；大型设计竞赛指的是，参加全国大学生电子设计竞赛、重庆市盛群杯单片机竞赛等；毕业设计是在教师指导下完成最后阶段的教学实践环节。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节，系统地进行电子电路工程实践训练，从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力。

三、改革评价体系，全面提升学生素质，增强就业能力

目前，各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高，对应聘者的要求不仅仅是专业能力，还包括人际交往、组织协调、沟通、适应、团队合作、创新等能力。因此，要求学生对自己所学专业的基础知识牢固掌握的同时，要积极参与社会实践，将所学知识与社会实践紧密结合，只有积极参与社会实践，参加各项活动，才能得到各方面能力的锻炼。为此，必须改革大学生评价体系，改革以前在评优评先中只看学习成绩的做法，增加学生个人素质评价等相关内容，才能全面提升学生素质。如学生个人素质主要包括：基础文明素质、政治素质与道德修养、社会实践与调查、科技文化艺术和体育活动、社团活动和社会工作和课外读书活动等内容。本文以电子信息工程专业为例，就本专业学生应具备的专业能力，以及专业能力的实现的几个层次进行了探索。为全面提升学生素质，提高就业能力，还应包括人际交往能力、组织协调能力、沟通能力、适应能力、团队合作能力、创新能力等非专业能力，对如何提高这些非专业能力还有待进一步探索，也期待同行的指点。

参考文献

[1]高见芳.关于高职电子专业能力的培养探索[J].当代教育论坛，2010，（10）：61-62.

[2]曲秉春，金喜.在提高大学生就业能力的对策研究[J].经济纵横，2009，（9）：43-44.

[3]郑太发，李儒俊.关于提升大学生就业能力问题的几点思考[J].纺织教育，2009，24（4）：72-74.

第4篇：数字电路分析论文范文

关键词:步进电机控制卡;二次开发;数控系统;PCL-839控制卡

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0012-02

一、PCL-839控制卡电路分析

PCL-839运动控制卡数字电路如图1所示:

(一)译码电路

该电路的作用是为PCL-839控制卡提供一个接口地址段,其设计的方法较多,可灵活选择应用。译码电路可用74LS688数值比较器、74LS138译码器及DIP拨码开关组成。通过拨码开关可重新设置地址段的范围,从而保证控制卡地址段的范围不能与计算机系统中所有其它口地址重合,否则将导致总线竞争,系统不能正常工作。

(二)震荡电路

该电路的作用是为脉冲控制电路提供一个具有固定频率的脉冲源。由于该脉冲源频率的稳定性直接关系到脉冲控制电路输出脉冲的质量,因此震荡电路频率的稳定性是衡量震荡电路好坏的重要标志。采用微分型石英晶体多谐震荡电路,其输出的脉冲频率之取决于石英晶体本身的谐振频率,而与电路的R、C值无关,因此该震荡电路的频率稳定性高。

(三)I/O端口电路

数控机床运行期间,数控系统经常需要同外设之间进行信息交换,因此需要设计专门的I/O端口电路。运动控制卡上的I/O端口电路常用8255并行口芯片组成。8255属于可编程芯片,其功能可由程序来设定。每片8255有3个8位的输入输出端口,这些端口可经过光电隔离电路输出作为补进电机的方向信号,也可供卡内部使用,或经过光电隔离输入输出电路与外设相连。

(四)脉冲控制电路

PCL-839控制卡上脉冲控制电路是一个很重要的组成电路,它可由8254计数器组成,每片8254计数器可控制一个步进电机。8254属于可编程芯片,内部有3个独立的16位计数器,每个计数器有6种工作方式,可由程序设定。每片8254可用来控制输出脉冲的频率,即工作方式3(方波速率发生器);或用来控制输出脉冲的数目,即工作与方式0(记完最后1个数时中断)。

(五)光电隔离输出输入电路

为了使数控系统与外设之间电源隔离以及电平匹配,可采用光电隔离电路,从而减少外界电源对数控系统的干扰。

除上述几种数字电路外,PCL-839控制卡还经常用到一些其它的集成数字电路,如74LS,74H,74S等TTL系列集成电路,MOS系列集成电路以及GAL系列可编程逻辑电路等。

二、L-839三轴步进电机控制卡工作特点

其特有的3个板载脉冲发生器可以对3个步进电机进行同步独立控制;其有两种操作方式――双脉冲方式(+/-方向脉冲)或单脉冲方式(脉冲-方向);它的可编程步进速率为1～16pps(脉冲每秒);并可通过编程控制初始速度,最终速度以及持续时间,完成自动梯形加速/减速斜坡;通道为16位I/O TTL兼容道;所有输入/输出均为光隔离,提供500V直流隔离保护;提供包含设备驱动程序的C函数库;提供易于熟悉PCL-839指令设置的指令解释程序。

三、工作原理分析

(一)寄存器

控制卡的核心为PCL-AK步进电机控制芯片,通过它实现控制逻辑。在芯片中包含了6个寄存器,分别为:减法计数器,高、低速度寄存器,加(减)速率寄存器,减速点寄存器,以及乘法器。各寄存器功能如下:

1.减法计数器R0(18位)。当脉冲以手动模式、起点模式或预设模式输出脉冲时,减法计数器倒减计数。如果计数器在运行状态下停止,那么计数也停止。如果当计数器中的值已经到0时输出一个脉冲,计数器则还原至其最大值3FFFF(hex)(262143 dec)。计数器的值可以在任何状态下(运行或静止)读取。当在运行中读取值时,两次读取必须在下一个脉冲改变计数器值之前完成。比较两个值,如果相等则为脉冲的真值。预设模式中设置寄存器所需的脉冲数。当脉冲输出和脉冲产生时计数器开始减法计数,并且在计数器达到0时停止。启始范围为00001～3FFFF(hex)(1～262143―十进制)。如果在操作开始时设置寄存器为0,则不会出现脉冲产生。此时运行标志会显示中断状态,但INT信号不会输出。如果计数被减速-停止或复位指令中断,则保存当前计数器的值,并且在接到开始指令时继续计数。当操作完成时计数器将会为0。在每次预设模式开始时必须给出一个初始值。

2.速度寄存器R1、R2(13位)。R1为初始/低速度寄存器。当以高速方式开始时,脉冲发生器以FL(初始/低速)开始并且提速至FH(最终/高速)。如果在高速运转期间接到减速-停止指令,电机会减速至FL速度然后停止。FL范围为1～8191(0001～1FFF (hex))。R2是高速度寄存器,用于设置FH速率。FH的范围也是1～8191(0001～1FFF (hex))。R1和R2的设定值与输出脉冲频率之间关系的变化均取决于R7(乘法计数器)。

3.加(减)速率寄存器R4(10位)。这个寄存器用于设置加速和减速特性。在高速状态中,发生器从FL开始并加速值FH。

如果基准时钟频率为(TCLK)[秒],TSUD(加速/减速所需时间)为:

TSUD=[(R2)-(R1)]x(R4)x(TCLK)[秒](1)

如果加速/减速时间已知,R4可以如下计算:

R4=TSUD/([(R2)-(R1)]x(TCLK)) (2)

R4的范围为002(十六进制)～3FF(十六进制)(2～1023―十进制)。

注:PCL-839的TCLK为203ns

4.减速点寄存器R6(16位)。在高速运行期间,减法计数器的值是与该寄存器中的值相比较。一旦计数器的值小于该寄存器中的值,将开始减速。如果在高速模式开始时,R6中的值大于减法计数器的值,将不会出现提速,并且脉冲发生器将以FL继续进行。R6的范围为0001～FFFF(hex)(1～65535―十进制)。

减速点设置。如果在输出方式中选择“减速点自动设置”, R6不需要设置。如果没有选择自动设置,R6的值必须计算并且写入寄存器。当设置减速点时,FL频率、FH频率以及减速等级必须考虑。如果设置了一个非法值,脉冲输出在减速过程中会中途停止(图2-A)或在减速后持续,造成较久的FL速度运行(图2-C)。

减速点是根据减速过程中脉冲输出的数量设定的。因此,(图3)中斜线所标出的区域是需要计算的脉冲数。FL和FH是输出脉冲频率。

Tsd[秒],减速所需时间:

Tsd=[(R2)-(R1)]x(R4)/(CLOCK)

(CLOCK=4.9152MHz)(3)

速度寄存器(Rf)设定值和输出频率(F[PPS])之间的关系为:

F=(Rf)x(CLOCK)/[8912x(R7)] (4)

因此,FL输出频率FL[PPS]和FH输出频率FH[PPS]为:

FL=(R1)x(CLOCK)/[8192x(R7)] (5)

FH=(R2)x(CLOCK)/[8192x(R7)] (6)

Psd,在Tsd[sec]期间由梯形A-B-C-F所表示的脉冲数:

Psd ={[(FL)+(FH)]xTsd}/2 (7)

将方程(3),(5),(6)带入方程(7)

Psd ={[(R2)2-(R1)2]x(R4)}/{16384x(R7)}(8)

当在减速完成后以FL速度输出5个脉冲时,指向寄存器(R6)的减速寄存器的设定值为:

(R6)=Psd +5

(R6)={[(R2)2-(R1)2]x(R4)}/{16384x(R7)} + 5 (9)

5.乘法计数器R7(10位)。对于速度寄存器R1和R2,步数可以选择(1～8191)。这个寄存器(R7)用来设定一步的输出频率。从CLOCK端输入的基准时钟被可变分频器和倍频器分割和增加,然后输出给PULSE OUTUT 端子。当速度寄存器的设定值为Rf(Rf为R1和R2的设定值)时,PULSE OUTPUT端子的输出频率为:

Fpout={(基准时钟频率)[Hz]x(Rf)}/{8912x(R7)}=(Rf)x{(基准时钟频率)}/{8912x(R7)}

当(基准时钟)/[8192x(R7)]=1…1x模式

当(基准时钟)/[8192x(R7)]=2…2x模式

对于PCL-839,基准时钟频率为4.9152[MHz],因此:

(R7)=600 (=258 hex) 1x模式

(R7)=300 (=12C hex) 2x模式

设定范围为002(十六进制)～3FF(十六进制),相当于2～1023(十进制)。设定值越小,输出频率就越高。

(二)PCL-839的二次开发工作过程

PCL-839与其他PC扩展设备一样,是通过PC总线来传递地址信息,数据以及控制信息。它需要16位连续的I/O地址,选址范围为200～3FF(hex)。出厂地址的默认值为300(hex),通常是PC原型主板所保留的空闲地址。地址的选择是通过卡上的DIP开关S1来设置I/O基地址。其地址必须选择不被其他I/O设备占用的基地址,否则会与其它设备的产生冲突会导致系统设备出现故障。PCL-839有三个独立的通道,可以同时控制3个独立的步进电机。工作时,由控制程序向相应的基地址中传递信息,首先是向各通道的指令缓冲中传递指令。通过对信息特征码位的判断,得出传入的信息是控制指令还是数据,之后由卡上的地址译码器,选择卡上相应的功能部件对相应的信息进行处理。接下来总线上传递的就是数据,这些数据根据刚才接到的指令分别送往芯片中的6个寄存器,通过这些寄存器首先对步进电机进行初始化,确定其各个参数。在步进电机的初始化及相关参数都确定后,开始向指令缓冲传送控制命令来控制步进电机进行所需的运动。

参考文献

[1]彭炎午.计算机数控(CNC)系统[M].西安:西北工业大学出版社,1988.

第5篇：数字电路分析论文范文

论文摘要：本文从高职教育的特点出发，阐述了传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在的缺陷，引出如何让高职院校的学生能够通过实践的方法掌握电子专业基础课中必备的一些抽象的理论知识的问题。列举了几种常用的EDA软件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特点、适用范围，最后，通过具体的应用实例提出高职教育中EDA教学与电子专业基础课的相互渗透的方法，使得二者有机结合，达到更好的教学效果。

引言

职业技术学院以培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才为根本任务。一贯以来培养目标是以专业技术知识为基础，以实践为核心，注重理论联系实际，培养学生创新能力。让学生掌握一门扎实的专业基础知识和技能，使学生有较强的知识转化能力。

1.传统的专业基础课教学存在的主要问题

电子类职业学校的专业课都开设了专业基础课，这些专业基础课涉及的知识面广，基本概念、基本原理、分析方法多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，学完之后，又不知道如何运用知识。问题的症结是学生刚刚接触专业的知识，没有基础，而且传统的教学用单一的方法从理论上阐述，学生学起来感到抽象，难以理解和掌握，所以学生难以学好专业课。但专业基础课学好后，对学生的后续专业课的学习起着至关重要的作用。高等职业院校的电子专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点，比如《电工技术基础》的公式多、定理多、计算量大，《电子技术基础》概念多，单元电路分析计算难，电子专业基础课理论性，实践性强，与学生在高中学习的基础知识联系不多，每次课的新知识多，信息量大，抽象且枯燥无味，往往学生进入专业基础课的学习都会感到难以适应，久而久之导致恶性循环，以至于失去学习专业课的兴趣和信心。

2.传统的EDA课程教学存在的主要问题

随着EDA技术的普及，职业技术学院也相继开设了相关的课程比如《EDA电子设计自动化》，《Protel电路设计》，《可编程控制技术》等，涉及的主要软件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。

NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名为Altium）推出的EDA软件，是电子设计者的首选软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。转贴于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。但是，一般这些课程会被安排在专业基础课学习完毕以后，在第三或第四学期，学生在学习到这些仿真软件时往往已经忘却了许多重要的基本知识。除此以外，传统的教学方法在EDA应用软件的教学中只注重命令的介绍，或者说强调命令的操作步骤，而不重视命令以外的东西。由于教师本身的学业水平及其素质问题，功能性教学方法被广泛采用。采用这种方法学生不可能在教学规定的时间内宏观地、整体地去把握事物的内涵，所学的知识缺乏连贯性，独立操作软件的水平不高，只能简单模仿和死记硬背。同时该方法往往是以教师为中心，课堂上教师讲得多，学生参与少，不能适应培养高技能人才的需要。

3.改革的主要思路

传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在明显的缺陷。在具体实施过程中教师应积极参加教研教改项目，以教改促进课程教学整体质量的提高。比如，在专业基础课的教学中不能照搬传统的一套教学方法，从数学推导或理论分析来得到相关的结论。一方面，应该借助电子仿真软件EDA开展教学，直观的形象显示有助于培养学生的观察能力和分析问题的能力，有助于教学重点和难点的讲解，可培养学生的学习兴趣，激发学习动机。另一方面结合其它课程设计的方法来提高EDA软件的使用，如《电路基础》、《数字电路》、《模拟电路》、《高频电子线路》等课程的设计以前都是手工完成设计部分的工作，现在都安排在EDA技术中心利用EDA软件来完成。通过大量实际训练，使学生掌握EDA在本专业各项设计与电路制作中的应用。在接触各种实际的和模拟的设计电路课题的过程中，提高分析、解决问题的能力。最后，推广职业认证考试高职教育应该依照国家职业分类标准及对学生就业有实际帮助的相关职业证书的要求，

调整教学内容和课程体系，把职业资格证书涉及的相关课程纳入教学计划之中，将证书考试大纲与专业教学大纲相衔接，创新人才培养模式，强化学生技能训练，使学生在获得学历证书的同时，顺利获得相应的职业资格证书，增强学生就业竞争能力。通过比赛提高学生的学习积极性，促进课程改革建设的深入。

结束语

实践证明，职业技术学院的专业基础课程和EDA教学方式的改革是势在必行的，只有通过改革才能把这两门课程教学实施得更好，才能达到高职高专院校培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才的目标。当然，笔者提出的把两种课程糅合在一起贯穿执行的教学方式还不够细致和完善，这当中还存在很多方面的问题需要在以后的教学环节去检验和解决。

参考文献

[1]俞文英.关于电子专业基础课的教学探讨[J].洛阳师范学院学报，2003(5).

[2]李曙峰，冀云.EDA课程教学改革实践探索[J].科技致富向导，2011(23).

[3]孙怀东.EDA技术在电子技术课程教学中的应用[J].三明学院学报，2007(04).

第6篇：数字电路分析论文范文

【关键词】虚拟实验室；电子电路；仿真

1.引言

在现代教育中，实验教学占有非常重要的地位。学生只有通过足够的验证性实验和一定数量的综合设计性实验，才能真正理解和掌握该学科的理论知识，才能获得足够的实验技能和动手能力，并初步具备完成实际测试、设计等工作的能力。但随着实验形式、内容、要求越来越高，不得不平衡其与学校实验设备、仪器、场地、经费保障相对滞后之间的矛盾。一个传统实验要使用多种元器件，而且不同实验所用的元器件也不尽相同，如果开设综合性实验，则所需的元器件更多。这么多的元器件不仅价值昂贵，体积大，占用空间多，而且相互连接也十分麻烦。再加上学生在实验过程中，错误操作导致元件或仪器损坏，维修费用也是一笔不小的数目。在这样一些情况下，较差的实验环境制约了实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。学校为了满足培养具有高素质、创新能力人才的要求，不断改革实验教学，引进多种教学手段和教学媒体，学生可以在其中自由选择，充分发挥自己的主观能动性。

计算机辅助教学将计算机技术运用于课堂教学、实验课教学、学生个别化教学等各个环节，可提高教学质量和教学效率的教学模式。教师在介绍元件、仪器外观或比较抽象的内容时，若没有对应的实物器件或图形显示，只是费尽口舌描述，可能学生还是一头雾水。如果将一台普通的计算机安装某种电路仿真软件，其配备的虚拟元件和虚拟仪器可让学生进入生动、逼真的学习情境，更加主动的学习知识。可以起到节约购买和维修元器件费用、缓解实验元器件不足、缩小元器件存放空间等作用，降低实验教学对客观物质条件的依赖性。所以，虚拟电子实验室就孕育而生。

2.虚拟电子实验室设计原则

虚拟电子实验室的设计应该以教学为主导，网络技术，建立一个以学习者为中心的虚拟实验环境，为电子类专业学生的实验提供更好的实验环境和实验条件。在系统设计过程中，要注意实验教学内容的科学性和实验教学方法的科学性。实验内容应该符合知识的内在逻辑体系结构，教学方法应该有利于培养学生分析问题、解决问题的能力；有利于增强学生的创新意识，培养学生的创新能力；有利于学生个性化的发展；其次，要能够随时向学生开放。可以打破时间、空间的限制，使得实验者随时、随地进入系统进行实验学习；然后，还要注意界面设计也简洁易懂，充分发挥该系统的实际效用；最后，虚拟实验系统是针对院校电子类学生的模拟电路、数字电路和电路分析课程而创建，在实验内容的选择上要符合学生和学校的培养目标。

2.1 传统电子实验室模型

传统的实验室往往都是以教师为主导的，单向的过程的教学，学生按部就班的按照教师的指导进行实验，没有发挥学生的自主性，不利于其思维能力的培养。

2.2 虚拟电子实验室模型

虚拟电子实验室可以让学生随时随处方便的进行实验学习以及进行讨论，可以重复学习，直到达到自己满意的结果，而且还可以进行创新性的实验尝试。但是，虚拟电子实验室也不能完全替代传统的实物实验，因此，只有将虚拟实验和传统实验有机结合起来，才能更好的提高学生的动手能力和探索精神。虚拟实验室实验过程如图1所示。

根据其实验过程需求，设计虚拟电子实验室的基本构架。在用户进行仪器仿真实验时，用户只需使用网络浏览器，就可以登录到虚拟实验室的Web服务器上进行实验。在进行Multisim电路仿真设计实验时，用户可以先利用系统进行实验预习然后在本地计算机上进行实验。首先在虚拟实验室列出所有实验项目及其具体内容。然后，用户选择实验项目，预习实验内容，开始实验，根据实验的具体要求设置满足要求的实验仪器，搭建电路和测试结果。做完实验后，把实验结果和实验报告按照要求保存后，提交到服务器，供大家讨论，也可以在线和教师交流。

3.虚拟电子实验室系统组建

虚拟电子实验室主要包括五个子系统：登录系统，实验项目资料系统，软件仿真系统，虚拟实验系统和实验教学管理系统。其中，登录系统可以实现用户管理，包含对学生和教师用户的管理，以及对用户的身份进行验证；实验项目资料系统包含了实验教学资源的管理；虚拟实验系统提供学生用户对虚拟实验的访问；实验教学管理系统提供了实验报告的管理功能。

4.总结

虚拟实验教学促进了实验教学理念的不断创新，改变了传统的实验教学模式，将教师由原来的处于中心地位的知识权威转变为学生学习的指导者和合作伙伴、设计者、教育的研究者，而学生由被动的学习者转变为知识的主导者、学习的主体，学生可以按照自己的兴趣，自主地选择所需要的学习内容；学生可以通过网络平台自主的学习有关实验的知识，观看教师实验课程展示，然后自主去设计和做实验，摆脱了传统实验教学中教师做一遍学生跟着做一遍的弊端，因此，很好的培养了学生的自学能力。

参考文献

[1]樊进.电子电路虚拟实验系统的设计与实现[D].安徽:安徽大学,2006.

第7篇：数字电路分析论文范文

关键词：Proteus;嵌入式系统;实验;动态仿真

1概述

现代电子电路设计已经进入电子设计自动化时代，电路仿真是电子设计自动化中的一项重要技术，可以广泛应用于电子产品的分析、设计、检测、改造和技术革新等方面。嵌入式系统是以计算机体系结构、计算机软件以及其他相关电子技术为基础上发展而来的综合技术。嵌入式系统技术已经成为当下主流发展研究技术，对于具备一定嵌入式开发能力的人才在企业非常受欢迎。在当前高校普遍开设的嵌入式系统课程中，普遍采用的微处理器是8位的单片机8051，32位ARM7TDMI 核的飞利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。实验教学中往往以单片机作为学习嵌入式的基础铺垫，待基础掌握后将ARM7内核CPU 作为升级版单片机引入，轻松过渡到ARM平台。

传统的嵌入式系统教学，课堂环节基本是在传统实验箱基础上辅助纯理论教学，由于硬件的限制，学生可自主实验和拓展项目较少，不利于创新学习。针对传统教学模式的不足，为此将Proteus软件引入到课堂教学、实验、毕业设计、创新设计中，能起到更好的学习效果。这种教学方案将传统理论教学可以实时的与实验相结合，不仅可以提高理论教师的实践能力同时对于学生而言，不会产生对理论的抵触心理，更多的实验自主能够更好的激发学生的学习创新兴趣。

2 Proteus软件介绍

Proteus 嵌入式系统仿真与开发平台是目前世界上最先进、最完整的嵌入式设计与仿真平台，由英国Labcenter 公司开发的[1]。Proteus主要由ARES、ISIS两大模块构成，ARES主要用于印刷电路板（ PCB） 的设计及其电路仿真，ISIS 主要用于原理图的设计并仿真。在Windows 操作系统平台，可以对各种模拟器件和集成电路进行仿真、分析（ SPICE）。

Proteus软件和其它EDA工具软件一样提供仿真功能，但是它还能从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB 设计，实现了真正意义上的从概念到产品的完整设计。能够同时提供将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三大功能的软件目前只有Proteus软件;在编译方面，它也支持IAR、Keil 和MatLAB 等多种编译。

3 Proteus软件在实验教学中的优越性

教师在实际教学中通过Proteus和Keil搭建虚拟实验平台，同时引入仿真平台，辅以硬件实验的验证，可以使得学生更好的由理论过渡到实践，对于产品的电子系统能够有更全面的理解和掌握[2]。毕业生在自己的毕业论文设计中可以采用Proteus软件为辅助手段;学生可以采用Proteus软件为辅助手段，进行大学生科技创新活动，或参加市级以及全国各类电子设计竞赛活动。下面是利用Proteus软件进行仿真和硬件验证的流程图：（图1）

针对Proteus软件以上多种优点，建立一个Proteus实验室，它的出现为电类专业的实验教学带来了前有未有的新思维和解决之道。Proteus实验室可以为教学创造一个更加优质的平台，在现有资源的基础上，实验室具有如下的优点：

3.1 功能多样化 Proteus软件除了提供仿真电路分析实验、模拟电子线路实验、数字电路实验外，同时还可以对嵌入式系统实验仿真，提供嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）仿真实验功能是它区别其它软件的最大特点，因此，Proteus软件是一个多功能的实验平台。它的多样化功能解决了教师教学过程中可能出现硬件设备不齐全问题。

3.2 资源开放 由于其硬件是基于网络平台的，如一个单位内的局域网、或企业网、或校园网（或单机板，基于一台PC）或Internet用户。因此解决了学生受传统实验室的时间、空间、及实验内容的限制问题，可以发挥自身的学习热情来学习，更好的解放由传统硬件带来的思维限制，提高创新能力，同时也可以最大发挥设备的利用率。

3.3 内置资源先进 Proteus实验室主要由其Proteus仿真软件实现，软件内部包括万种以上元器件及多达30多个元件库，多种现实存在的虚拟仪器仪表，丰富的测试信号源，先进的混合仿真系统（SPICE电路仿真器+数字仿真器+MCU仿真器）。基于上述强大的内置配备，可以保证实验室的先进性。另外，软件提供用户自己制作器件模型，英国Labcenter公司也能够为用户制作，此外，软件跟硬件相比升级更为方便，几乎无成本，可以保持软件库中的器件的实时先进性，保证了实验室的先进性。

3.4 实验创新化 Proteus仿真软件内置的丰富资源是进行创新型实验研究的基础。软件库中提供了仪器仪表、信号源、元器件、器件模型，教师利用软件设计相应的教学内容或者进行创新实验的研究，学生除了完成实验内容外可以自己研究感兴趣的内容，由于丰富的软件库中器件，不受到传统硬件的束缚，可以更好的放开思维，展开实验仿真学习，对于提高学生的自主学习，培养创新能力有重大的意义。

3.5 易管理、易维护 由于其核心为Proteus仿真软件，在实验过程中不会产生损耗问题，软件的管理、维护也仅仅是帐户的管理、软件的安装及更新，设备的管理工作量得到了降低，可以将更多的时间精力投入到实验创新研究中。

3.6 低投入、高回报

将Proteus实验室与传统实验室对比，投入低，回报高。教师只需建立相应的计算机网络平台（也可使用已有的计算机网络平台），外加购买一套Proteus网络板软件，部分实验验证板即可。几乎不会产生维护费用，此外，建立这样的实验室还可以被嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）、微机原理与接口技术课程学习用到，做到资源利用的最大化。

4 Proteus软件的应用实例

由于液晶显示器的低功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等诸多优点，已经被广泛应用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中[3]。在LCD显示电路的硬件电路中，我们通常使用LPC2106芯片和LM016L显示模块。LPC2106由一个支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、与片内存储器控制器接口的ARM7 局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VLSI外设总线组成。LM016L液晶模块通过指令编程来完成读写操作、屏幕和光标控制。LCD显示电路电子电路图如下图所示：

<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-2.jpg>

图2 LCD电子电路图

我们可以看到，虽然在这个电路中，电路并不复杂，但是LPC2106这个芯片是双电源芯片，CPU操作电压范围为1.65V～1.95V（1.8V ±8.3%） ，I/O电压范围为3.0V～3.6V（3.3V ±10%） ，这两个小伏电压范围比较难调整，学生在实验过程很容易就会出现电压过大，烧坏芯片的事故。除此之外，学生还很有可能出现电路连接等错误，在实际操作中，这会很大程度地影响教学。所以，我们可以采用用Proteus软件来仿真电路这一方案。

下面是基于ARM7的LCD显示电路仿真，介绍电路的设计和使用Proteus 进行仿真与实现的过程。首先运用Keil编译C语言，连接生成Hex文件，使用PROTEUS 7.8SP2仿真，选用ARM7 LPC2106 芯片和LM016L，将Hex文件导入，然后进行软件仿真调试[4]。其电路原理图如下图所示：

<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-3.jpg>

图3 系统电路图

设计的最终效果是使得字符串从左往右逐个依次出现在屏幕上，同时逐渐右移，直至全部消失。然后再从右向左逐个依次出现，待移到最左端后消失。如此循环往复。其设计效果如以下图所示：

<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-1.jpg><D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-2.jpg><D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-3.jpg>

图4 设计效果显示框图

在这个实验中，学生可以通过Proteus模拟ARM7芯片设计，将理论与实际相结合，应用现有的仿真工具和嵌入式软件开发平台，合理规范地设计实现一个小型LCD显示电路功能。同时，提供KeilC51 uVision2软件的调试功能。

如果电路出现结果与实验目的有所偏差，可以利用软件调试系统全速、单步、设置断点等，对各个变量、寄存器状态进行实时观察。只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可，能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法，大大提高了电路设计的效率和可操作性，将解析法在近似处理中带来的较大误差有效的避免，还可以与实物试制和调试相互补充，通过理论与实践相结合的教学，大大提高教学效率，更好的达到教学目的，也能提高学生自主的学习兴趣，培养学生自己的探究研究问题能力，提高创新意识。

5 结语

采用Proteus仿真软件作为嵌入式系统实验教学平台，不仅帮助工科类学院学生更快地掌握业内主流电子设计工具，综合最新的电子设计技术，提升学生的实践动手能力，还使得学生在校期间，比较灵活地将不同学科的电子设计知识融会贯通，为学生提供更多的实践与应用平台，拉近了学习与就业的距离。实践证明，这种教学方法在教学效率、成本预算、后期维护方面优势明显，具有较高的推广价值。

参考文献：

[1]朱清慧，张风蕊，等.Proteus教程-电子线路设计、制版与仿真[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]陈燕，李娜娜.Proteus和Keil在单片机教学中的应用[J].中国科技信息，2009（20）：194-195.

[3]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社，2008年9月第2版.

第8篇：数字电路分析论文范文

【关键词】单片机；Proteus Keil uVision2；仿真；PCB设计

1.引言

单片机是将CPU芯片，存储器芯片，I/O接口芯片和简单的I/O设备装配在一块印刷电路板上，再配上存储在ROM中的监控程序，这便构成了一台单板微型计算机。传统的单片机开发都是采用硬件实验箱或实验板方式，硬件投资成本相对较高；这种定式的环境很容易将开发者的思维禁锢在小小的实验箱里，不利于创新思维实现，对于初学者还会造成认知上的误区，即所谓的单片机就是在一个箱子里穿针引线，这极不利于后续的开发。

目前，具有电路仿真功能的软件比较多，性能比较好的有Multisim、Protel、OrCAD等，但这些对单片机的仿真无能为力。到目前为止，只有Proteus软件能够提供完善的单片机芯片及嵌入式系统的仿真。

2.单片机仿真所需实验配置

2.1 选用Proteus软件作为单片机仿真软件

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件。它不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计平台，更是目前世界上最先进，最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台，真正实现了在计算机上完成原理图设计，电路分析与仿真，微处理器程序设计与仿真，系统测试与功能验证，到形成PCB的完整电子设计、研发过程。

Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款智能原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台，ARES是一款高级布线编辑软件，用于设计PCB。

2.2 选用Keil uVision2软件对程序进行编译和调试

Proteus仿真中的单片机芯片，与单片机硬件的 试验台中单片机芯片一样，需要下载编译好的机器语言文件，这样就需要汇编语言和C语言的编译器。KeiluVision2是51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发，它还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，同时可移植性强，使程序达到接近于汇编的工作效率。此外，Keil uVision2软件还支持众多不同公司的单片机芯片，集编辑、编译和程序调试于一体，之后将生成的.HEX文件，下载到单片机芯片里，这就完成了程序的固化。

3.基于Proteus软件含有AT80C51芯片的流水灯仿真与PCB制作

3.1 Proteus单片机仿与PCB制作的实验流程（如图1所示）

3.2 用ISIS软件绘制含有AT80C51单片机芯片的原理图

1）打开ISIS Professional 软件，执行“File”“New Design”，在弹出窗口中选择默认模板“DEFAULT”，点击“OK”，然后保存，命名为“liushuideng.DSN”。

2）“System”“Set Sheet Sizes…”，弹出“Sheet Size Configuration”对话框，设定图纸为A4，单击“OK”。

3）添加元器件。

表1 本例所用元器件

单片机AT89C51 瓷片电容CAP 晶振CRYSTAL 11.0592MHz 发光二极管LED

电阻 RES 排阻RESPACK-8 电解电容CAP-ELEC 按钮BUTTON

具体数值见图3。在工具栏中执行菜单命令“Library”“Pick Device/Symbol…”，弹出对话框在“Keywords”栏里输入所需元器件，右侧栏将显示，此时只需选择自己需要的元器件，点击“OK”，然后在列表中选中元器件，在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标完成放置，按此方法将列表中的所有元器件添加进去。

4）放置电源和地：单击左侧工具箱中图标，在对象选择器中单击“POWER”，使其出现蓝色条，再在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标，就将“电源”放置在原理图中；单击“GROUND”，用同样方法，将“地”放置在原理图中。

5）布线：在ISIS原理图编辑窗口中没有专门的布线按钮，但系统默认自动布线有效，因此，可直接画线，布线如图2所示。

4.C语言编程

4.1 建立工程文件

1）打开Keil uVision2软件，点击“Project”“New Project”，命名为“liushuideng”，然后保存，在弹出的对话框“Data base”栏中选择“Atmel” “89C51”“确定”；然后点击“File”

“New File”。

2）点击“Save”文件命名为“lius-huideng.c”“保存”，本程序利用C语言编程后缀必须是“.c”。

3）点击“Target 1”“Sour Group1” “Add Files to Group“Sour Group 1””，在弹出的对话框中选择刚建的文件，然后点击“Add”，添加完成后点击“Close”；到此工程建立完毕。

4.2 利用C语言编写流水灯的程序源代码

#include #include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar temp；void delay（uint）；

void main（）

{temp=0xfe；P0=temp；while（1）

{temp=_crol_（temp，1）；delay（600）； P0=temp；} }

void delay（uint z）

{uint x，y；for（x=100；x>0；x--） for（y=z；y>0；y--）；}

4.3 调试程序

经调试本程序，下边状态栏显示“0 Errors，0 Warning”，表示“0”错误，“0”警告。

4.4 生成.HEX目标文件

选中“Target 1”单击右键“Option for Target ‘Target 1’”，在弹出的对话框中，单击“Output”“Create HEX File”打钩，再次运行程序即可生成.HEX目标文件。

5.原理图仿真

（1）在Proteus ISIS中，双击AT89C51单片机芯片，在弹出的“Edit Component”对话框的“Program File”栏中选择“liushuideng.hex”，然后点击“OK”。

（2）在Proteus ISIS编辑窗口左下方点击播放按钮，或者在“Debug”菜单下选择“Execute”，可以看到，首先P0.0点亮LED灯，等待一秒后熄灭，同时P0.1点亮另一只LED灯，同样等待一秒后熄灭，P0.2点亮LED灯┄┄当P0.7点亮LED灯等待一秒后熄灭后，P0.0点亮LED灯┄┄如此循环，间隔时间可在delay函数中自行设定，在运行结果如图2所示。

图1实验流程

图2 原理图和仿真现象

LED灯左侧的点呈现蓝色时，表示点亮状态，红色时，表示熄灭状态。

6.PCB的制作

6.1 统计电路原理图中使用的元器件

在ISIS中执行菜单命令“Tools”“Bill of Materials”“2 ASCII Output”，生成元器件清单，如图3所示：

图3 元器件清单

6.2 导入网络表

在ISIS中，双击开关“K”，会弹出“Edit Component”对话框，将“Exclude from PCB Layout”前的“√ ”去掉，点击“OK”；执行菜单命令“Tools”“Netlist to ARES”，系统自动打开ARES软件。在ISIS中有些元器件没有指定封装形式，因此系统会自动弹出“Package Selector”对话框，在“Package”栏中输入相应的封装形式，对于发光二极管的封装形式为“LED”，按钮“K”的封装形式为“SW-PUSH1”。

6.3 放置元器件

完成元器件封装后，进入ARES操作界面，先要点击主工具箱中图标，此为2DGroaphics框体模式，在左下角下拉框中选择当前板层为“Board Edge”（黄色），在工作区内单击不放，拉出来个黄框，按需要设定大小，那就是PCB编辑板层。在元器件不多的情况下，为了达到自己想要的设计效果，采用手动布置元器件的方法，在主工具箱中单击元件模式图标，在元器件列表中选择某个元器件，然后在编辑区中合适位置单击鼠标左键，即可放置好该元器件；如果元器件比较多，采用自动布置元器件和手动布置元器件相结合的方法，可以大大提高制板效率。元器件放置完毕后，且右下角显示“No DRC errors”，无设计规则错误。

6.4 布线

ARES提供了交互手工布线和自动布线两种方式，通常结合使用以提高效率，并使PCB具有更好的电气特性，也更加美观。执行菜单命令“Tools”“Auto Router”，弹出“Shape Based Auto Router”对话框，按需要自行设定各参数，然后点击“OK”，开始自动布线，然后进行手工调整，结果如图4所示：

图4 布线

6.5 规则检查

CRC检查：点击“Tools”“Conn-ectivity Checker”，系统进行连接性检查，下边状态框提示“0 CRC violations found”，表示无CRC错误且无DRC错误。

6.6 敷铜

1）顶层敷铜：点击“Tools”“Power Plane Generator”，弹出“Power Plane Generator”对话框，在此对话框中的“Net”栏中选择“GND=POWRE”，“Layer”栏中选择“Top Copper”，“Boundary”栏中选择“T10”，设置好后，点击“OK”，进行顶层敷铜。

2）底层敷铜：只需在“Layer”栏中选择“Bottom Copper”，其它操作同顶层敷铜。

6.7 3D效果显示

点击“Output”“3D Visualiza-tion”，显示3D效果如图5所示，通过“View”的下拉菜单可以显示不同的3D效果。

图5 3D效果

6.8 输出光绘文件

点击“Output”“IDF Manufacturing Output”，按PCB生产要求设置参数，点击“Generate”，生成相应的光绘文件。将导出的光绘文件和相应钻孔文件，发送到PCB厂家就可以进行制板了。也可以自己购买原材料，动手制作一块流水灯的PCB板，这样更能加深对单片机开发过程和工作原理的理解。

7.结束语

本论文以Proteus软件为仿真工具，Keil uVision2软件为程序编辑器，相对完整的论述了单片机的仿真和制作PCB的流程，同时流水灯的制作也是单片机入门典型实例；这将让广大单片机初学者对其开发流程有大致了解。利用Proteus软件进行单片机仿真实验，不仅减少了原材料的损耗，还弥补了实验仪器和元器件缺乏带来的不足。初学者通过仿真实验，可以了解单片机系统的开发方法，这非常有助于培养其综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。

参考文献

[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]求是科技.8051系列单片机C程序设计[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[3]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，1991.

[4]平，曹巧媛等. 单片机原理及接口[M].北京：清华大学出版社，2007.

第9篇：数字电路分析论文范文

关键词：创新；计算机硬件；教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0274-02

计算机技术的发展直接影响国民经济增长，计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业，是国民经济发展、国防实力和社会进步的象征[1]。我国高校都开设计算机相关的专业，虽然历经了二十多年计算机人才的培养，但计算机产业对人才的需求量仍然很大。近年来随着硬件技术的迅猛发展，业界对所需的人才模式有了新的转变，对硬件类技术人员有巨大需求，学生将面临新的机遇，也对高校计算机教学体系及人才的培养提出更高的要求。目前我国高校培养的计算机硬件技术人员比例过低，硬件开发工程师相对匮乏。

一、计算机硬件课程教学体系现状分析

目前随着嵌入式技术的飞速发展，企业所需的硬件开发工程师必须是软硬件相结合的复合人才，我国高校的计算机专业硬件实验设备缺乏，并长期存在轻硬重软的思想，培养的人才硬件知识不系统，达不到业界所需的硬件开发能力，直接影响计算机专业学生的就业前景[2]。当前硬件课程教学体系存在以下问题：

1.计算机专业建设误区：计算机硬件教学必须配备相应的实验设备，硬件实验设备投资较大，由于院校经费不足，而软件教学投资相对较低且易实现，硬件课程的设置存在衔接问题。硬件课程一般包括电路分析、模拟电路、数字电路、计算机组成原理、单片机技术等，很多高校制定教学计划时忽略课程内在联系，孤立地堆砌课程，让学生对硬件课程感到厌烦，无法形成系统的认识。目前我国培养的计算机人才软件知识扎实，而硬件知识薄弱。

2.教学内容陈旧：目前很多院校采用的硬件教材内容与实际应用严重脱节，比如说计算机接口技术课程的内容已过于陈旧，学生在课堂掌握的理论知识无法具体应用，影响到学习积极性，学生只能为考试而学习。一些硬件课程内容重复，各门课程的授课老师孤立教学，并没有为学生后续课程打下铺垫，纯粹为完成教学内容而教学，导致学生抓不住课程的精髓，针对性不强，最终学生不能对硬件知识形成一个系统的整体，更无法将硬件与软件知识相结合。

3.忽略实践教学：不少院校在硬件教学上更注重理论，忽略实践教学。计算机软件实践教学容易实现，一般只需一台PC机和相应的软件，学生可以在课后完成，易调动学生学习积极性，像程序设计等课程比较直观，通过调试程序学生的成就感较大。而计算机硬件实验设备前期投资大，维护费用高，实验室一般在开设相关课程时才对学生开放，一些硬件实验环节比较复杂，在实践课上学生无法从理论上掌握实验原理，仅动手在试验箱上“连连线”，看看实验结果。学生在硬件学习上存在盲区，更别提着手进行复杂的硬件项目开发。

二、构建集基础、综合、研究三位一体的递进化教学体系

随着业界对计算机硬件开发人员需求的不断上升，针对目前我国高校计算机硬件课程教学体系存在的问题，以培养创新型人才为导向，创建符合科学发展观的递进化计算机硬件教学体系。

（一）创建符合科学发展观的创新型人才培养模式

科学发展观的核心思想是以人为本。创建符合科学发展观的人才培养模式的目的就是要促进学生的全面发展，不断地提升学生的思想品德、科学文化、身体素质、心理健康、动手实践以及创新能力。另外在设计创新人才培养模式时，要注重联系社会人才需求，结合高校自身特征，充分发挥出学生的特色，才能让学生走向社会有更强的竞争力和发展潜力。

（二）构建递进化计算机硬件教学体系

计算机学科是一门系统性很强的学科，在整个教学体系中，硬件课程、软件课程及实践课程是三大重要组成因素。学生要在掌握了硬件知识后才能更好地学习软件课程，而在讲授硬件课程时学生必须了解软件对硬件的控制指挥作用，综合应用软硬件知识，通过实践设计开发出新产品，真正做到培养学生的创新能力。调整硬件课程体系势在必行。首先要有效地整合课程，将技术落后以及与后续课程联系不大的内容删除，将课程中重复的内容进行有机融合，并及时将最新技术补充到课程体系中。组织教师编写适应的硬件教材，通过优化教学内容，充分反映出硬件新技术，使得教学过程更连贯，效率更高，充分调动起学生学习硬件的积极性，为学生打下坚实的硬件知识基础。在建立学生良好的硬件基础的同时，可以进一步提高学生的综合应用软硬件知识能力，着手硬件项目开发，增强学生的创新意识。搭建产学研一体化平台[3]，将学生的创新成果应用于企业，并根据企业的需求培养学生的研究能力。

（三）丰富教学手段

教学手段要多样化，硬件类课程一般涉及时空概念等，内容比较抽象，动态性较强，可以应用现代教育技术手段，借用多媒体技术，将静态抽象的内容转换成动态可视的情景。打破传统教学方式，建立起一种提出问题、完成任务的互动式项目驱动教学方法[4]。教师根据教学计划，提出设计任务，指导学生逐步完成任务，在动手实践中掌握教学内容，达到教学目标。教师也可以采用问题启发式教学[4]，通过布置一些小论文，引导学生课后有针对性地去查阅资料，通过自主学习方式，最后在课堂上让学生研讨、教师总结，培养了学生的创新意识以及分析问题的能力。充分利用网络资源建设硬件学科网站，为学生提供大量的学习资源，方便师生参与讨论，展开协作式学习方式。

（四）构建立体化的实践教学模式

实践是培养创新型人才的关键，必须将实践教学贯穿于整个硬件教学过程中。构建立体化的实践教学模式是以培养学生创新能力及综合素质为出发点，充分调动起学生的自主学习性和探究能力。通过设置多模块化、多层次、多样性的教学实验类型，逐步提高学生综合动手实践能力。教师还可以通过指导学生参加硬件设计竞赛，增加学生更多的实践机会，从而达到创新型人才培养的目标。

三、结语

计算机硬件教学体系的建设是一个长期的过程，笔者在十几年的硬件课程教学中不断地研究和探讨，并将上述一些解决方案付诸于实践，在创新型人才培养方面获得了比较明显的效果。我们将不断完善递进化计算机硬件教学体系，在教学过程中逐步推广，培养出适应社会发展的创新型人才。

参考文献：

[1]万晓冬，王友仁，陈则王.计算机硬件系列课程体系改革探讨[J].电气电子教学学报，2007，（29）：4-6.

[2]唐建宇.计算机硬件课程教学中的若干问题分析与探讨[J].福建电脑，2007，（5）：188-189.

[3]宋之帅，田合雷，盛义保.产学研合作培养研究生创新人才的研究与实践[J].中国电力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹维，徐东风.项目驱动法在计算机硬件系列实验中的应用[J].实验室研究与探索，2009，（6）：210-212.