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課程設(shè)計調(diào)試分析范文第1篇

關(guān)鍵詞：虛實結(jié)合；數(shù)?；旌想娐?；課程設(shè)計；PSpice

作者簡介：周偉林（1972-），男，湖南東安人，湖南商學(xué)院計算機(jī)與信息工程學(xué)院，副教授；何靜（1972-），女，湖北隨州人，湖南商學(xué)院計算機(jī)與信息工程學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410205）

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0064-02

模擬和數(shù)字電子技術(shù)是電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，擔(dān)負(fù)著各專業(yè)課程的承上啟下作用。數(shù)?；旌想娐氛n程設(shè)計是電子信息工程專業(yè)的首次課程設(shè)計，具有十分重要的意義。[1]學(xué)生通過綜合運(yùn)用已學(xué)模擬和數(shù)字電子技術(shù)知識，實現(xiàn)功能相對完整的系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試，從而加深對已學(xué)知識的理解和掌握，增強(qiáng)工程意識，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實際問題的能力。在傳統(tǒng)的數(shù)?；旌险n程設(shè)計模式中，學(xué)生完成理論設(shè)計后便直接進(jìn)入實物的安裝和調(diào)試環(huán)節(jié)。這種模式往往存在電路參數(shù)計算繁瑣、設(shè)計方案不易修改、缺乏靈活性和創(chuàng)新性等弊端，大大拉長了設(shè)計周期，降低了設(shè)計效率。近年來，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，多款用于數(shù)、?；旌想娐贩抡孳浖嗬^問世，許多基于電路仿真軟件的虛擬實驗平臺也先后被提出。[2]本文將當(dāng)今流行的電路仿真軟件PSpice與數(shù)?；旌险n程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，構(gòu)建了基于PSpice虛實結(jié)合數(shù)?；旌险n程設(shè)計教學(xué)模式，在多年的數(shù)?；旌险n程設(shè)計中取得了較好效果。

一、傳統(tǒng)的數(shù)?；旌险n程設(shè)計模式

在傳統(tǒng)數(shù)?；旌险n程設(shè)計模式中，學(xué)生首先根據(jù)設(shè)計的功能和技術(shù)指標(biāo)要求確定系統(tǒng)的基本框圖，并進(jìn)一步確定單元電路的選型和器件的參數(shù)計算。[3]在確認(rèn)器件參數(shù)計算無誤后，便直接進(jìn)行器件的安裝和通電調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果，修改電路和器件參數(shù)，再進(jìn)行安裝調(diào)試，直到調(diào)試結(jié)果滿足設(shè)計要求，設(shè)計流程如圖1（a）所示。如果調(diào)試結(jié)果滿足設(shè)計要求，則大功告成。然而，多數(shù)情況卻是調(diào)試結(jié)果達(dá)不到設(shè)計要求，或相差甚遠(yuǎn)。于是只能重返器件參數(shù)計算，修改器件參數(shù)，另選器件后重新安裝調(diào)試。反復(fù)的理論分析、參數(shù)計算、頻繁的器件更換和系統(tǒng)調(diào)試耗費(fèi)大量的人力、物力，延長了設(shè)計周期，降低了設(shè)計效率。在首次課程設(shè)計中，許多學(xué)生因?qū)沂艽煺?，課程設(shè)計積極性大減，工程意識培養(yǎng)效果大打折扣，易在后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生畏難情緒，甚至對專業(yè)失去信心。

二、虛實結(jié)合數(shù)?；旌险n程設(shè)計模式的提出

針對傳統(tǒng)模式數(shù)?；旌险n程設(shè)計的不足，我們構(gòu)建了基于電路設(shè)計和仿真軟件的虛實結(jié)合課程設(shè)計模式，設(shè)計流程如圖1（b）所示。學(xué)生首先按照所給的技術(shù)指標(biāo)確定單元電路，在實物制作之前，先借助虛擬仿真平臺對電路進(jìn)行仿真分析，通過仿真結(jié)果學(xué)生可以判斷其設(shè)計方案是否正確，若不正確則可反復(fù)修改電路及器件參數(shù)直到仿真結(jié)果滿足要求。如果仿真結(jié)果滿足設(shè)計要求，接下來便可以進(jìn)行實物的安裝和調(diào)試了。

與傳統(tǒng)設(shè)計模式相比，虛實結(jié)合課程設(shè)計模式具有以下顯著優(yōu)勢。

1.節(jié)約了設(shè)計時間，降低了設(shè)計成本

虛實結(jié)合課程設(shè)計模式采用電路仿真軟件代替了傳統(tǒng)模式中的反復(fù)修改電路、更換器件和安裝調(diào)試這一繁瑣過程，從而大大壓縮了設(shè)計工作量。同時，電路修改和器件更換是在軟件平臺實現(xiàn)，因而避免了實物的消耗，降低了設(shè)計成本。

2.打消了學(xué)生害怕心理、增強(qiáng)了課程設(shè)計的興趣

數(shù)?；旌险n程設(shè)計是電類專業(yè)首次課程設(shè)計，在這之前大多數(shù)學(xué)生只有抽象的理論知識，缺乏對電路的感性認(rèn)識和實踐操作經(jīng)驗，面對功能相對完整的電子系統(tǒng)安裝調(diào)試，顯得信心不足。而在虛實結(jié)合課程設(shè)計模式中，學(xué)生完成理論設(shè)計后并不立即進(jìn)入實物的制作環(huán)節(jié)，而是先在虛擬實驗平臺進(jìn)行仿真分析，對理論設(shè)計的正確性進(jìn)行驗證后，再進(jìn)入實物的安裝調(diào)試。因此，虛擬實驗平臺在抽象理論設(shè)計和實物實驗之間建立了一座橋梁，起到了過渡作用，使學(xué)生克服了擔(dān)心儀器設(shè)備損壞和人身安全的心理壓力，可以大膽嘗試，加深了對電路原理的理解，同時積累了一定實踐經(jīng)驗，增強(qiáng)了下一步實物制作的信心。

3.拓寬了學(xué)生設(shè)計思路，提高了課程設(shè)計的創(chuàng)新性

數(shù)模混合課程設(shè)計時，教師往往要求學(xué)生提出幾種預(yù)選方案，并選擇一種方案予以實現(xiàn)。在傳統(tǒng)設(shè)計模式中，由于受條件限制，學(xué)生只能對備選方案停留在粗略的理論論證，無法全面預(yù)見各方案的實際運(yùn)行結(jié)果。由于虛擬實驗平臺不受實物實驗條件的限制，學(xué)生可以綜合運(yùn)用理論知識，大膽提出創(chuàng)新性方案，并在軟件平臺上仿真驗證，從而大大拓寬了學(xué)生的設(shè)計思路，增強(qiáng)了課程設(shè)計的靈活性和創(chuàng)新性。

三、基于PSpice虛實結(jié)合數(shù)?；旌险n程設(shè)計模式

電路仿真軟件主要有PSpice、PROTEUS、EWB、MULTISIM等。其中，PSpice是一種模擬/數(shù)字電路分析軟件，系由Spice發(fā)展而來的用于微機(jī)系列的通用電路分析程序，它由美國MicroSim公司開發(fā)并于1984年1月首次推出。[4]由于PSpice適合于PC上使用，因此得到了廣泛的應(yīng)用，其版本也不斷升級更新。在PSpice V4.0之前，主要是對模擬電路進(jìn)行輔助分析，而在V4.0及以后的版本中，增加了對數(shù)字邏輯電路及數(shù)?；旌想娐返姆治龉δ?，非常適合對模擬電路和數(shù)字電路的仿真分析。

PSpice軟件主要包括Schematics 電路圖繪制、PSpice AD電路仿真、Model Editor器件模型編輯、Stimulus Editor信號源編輯和Probe仿真結(jié)果輸出五個功能模塊?？梢詫﹄娐愤M(jìn)行直流工作點(diǎn)和直流掃描分析、交流掃描分析、參數(shù)掃描分析、溫度分析、靈敏度分析、直流傳輸特性分析和蒙特卡羅分析等仿真分析。[5]下面以簡易鋸齒波發(fā)生器設(shè)計為例，介紹基于PSpice軟件虛實結(jié)合課程設(shè)計的具體實施。

設(shè)計目的和要求：要求鋸齒波幅度為10V、鋸齒波頻率為50Hz、鋸齒波上升和下降斜率可調(diào)。根據(jù)設(shè)計要求，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定先產(chǎn)生方波信號，再將方波信號進(jìn)行積分得到鋸齒波的設(shè)計方案，選用基于集成運(yùn)放的方波信號產(chǎn)生電路和有源積分電路相級聯(lián)形式，具體電路如圖2所示。

在實物制作之前，在PSpice仿真平臺上對電路進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，輸出鋸齒波信號幅度決定于電阻R1和R2的取值；而鋸齒波的頻率則決定于R1、R2、W1、W2和C1的值；在保持W1+W2不變的情況下，改變W1和W2的取值，可改變方波的占空比，從而實現(xiàn)鋸齒波上升和下降斜率變化。

經(jīng)過反復(fù)修改關(guān)鍵器件的參數(shù)后仿真分析，得到滿足要求的鋸齒波輸出，確定了關(guān)鍵器件的參數(shù)為R1=5k、R2=10k、C1=0.4uf。同時，保持W1+W2=10k，改變W1和W2的比值可以得到不同的鋸齒波斜率，實際應(yīng)用中只要用一個10k的電位器代替W1和W2就可方便地調(diào)節(jié)鋸齒波斜率。確定了器件參數(shù)后，下一步就可以進(jìn)行實物的安裝調(diào)試。由于前期的仿真分析已經(jīng)得到了正確的電原理圖和合適的器件參數(shù)，因而后期的實物制作過程就非常順利了。

四、虛實結(jié)合模式中實物實驗平臺的主體地位

虛實結(jié)合模式中實物實驗平臺的主體地位是絕不能動搖的。首先，數(shù)?；旌险n程設(shè)計的目的除了加深學(xué)生對已學(xué)模擬和數(shù)字電子技術(shù)理論知識的理解，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，積累實踐經(jīng)驗和掌握實驗研究方法，探索和發(fā)現(xiàn)人類未知的規(guī)律。其次，在實物安裝調(diào)試過程中可能出現(xiàn)某些異?，F(xiàn)象和故障，這些現(xiàn)象和故障不可能在虛擬仿真中一一反映出來，[6]比如上例中由于運(yùn)放的輸入失調(diào)引起積分漂移現(xiàn)象，儀器在調(diào)試中所表現(xiàn)出的異常現(xiàn)象，電路中的虛焊、開路和短路等故障，這些現(xiàn)象和故障可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際問題的能力。所以說虛擬仿真不能代替實物操作，就像計算機(jī)不能完全代替人一樣。虛實結(jié)合模式中，“虛”是手段，“實”是目的，實物制作永遠(yuǎn)是“虛實結(jié)合”課程設(shè)計模式中最重要的環(huán)節(jié)。

五、結(jié)束語

發(fā)揮傳統(tǒng)課程設(shè)計模式優(yōu)勢的同時引進(jìn)現(xiàn)代化的計算機(jī)輔助設(shè)計方法，將虛擬仿真驗證和實物制作同時并舉，虛實結(jié)合，既能適應(yīng)現(xiàn)代電子設(shè)計的發(fā)展要求，又能培養(yǎng)、提高學(xué)生的實踐技能，以滿足實際應(yīng)用的需要，同時還有助于促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識、理解和鞏固所學(xué)知識，提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，達(dá)到全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)的良好效果。

參考文獻(xiàn)：

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課程設(shè)計調(diào)試分析范文第2篇

關(guān)鍵詞：電子類課程設(shè)計；Multisim；Keil+Proteus l；Protel99

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）32-0165-02

一、引言

高校電子類課程是電子信息、通信、電氣自動化等工科專業(yè)最重要的課程，由于電子類的課程如電路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電子線路、微機(jī)原理以及單片機(jī)等學(xué)科是多理論多實踐性的學(xué)科，往往在傳統(tǒng)的教學(xué)中教師注重理論講解，由于實驗條件的限制，學(xué)生也不能及時地驗證和應(yīng)用這些理論知識，即使有課內(nèi)實驗，但實驗課時少且一般都使用現(xiàn)成的電子實驗箱完成一些驗證性實驗，使學(xué)生達(dá)不到很好的實踐動手能力，因此，在每門電子類課程結(jié)束后，用一到兩周的時間由學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成相關(guān)電子類課程的設(shè)計對提高學(xué)生對電子類課程知識的理解和實踐有很大的作用。而在電子類課程設(shè)計中，根據(jù)課程內(nèi)容的不同使用相關(guān)仿真軟件的輔助設(shè)計，可以提前預(yù)知設(shè)計的結(jié)果，方便修改參數(shù)和改正錯誤的設(shè)計能有效地提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本等優(yōu)點(diǎn)。下面將介紹各們電子類課程設(shè)計以及適合該們課程相關(guān)的仿真軟件。

二、電子類課程以及輔助仿真軟件

根據(jù)電子類課程的特點(diǎn)，分為無需編程的和有需要編程的課程，有需要印制電路板和簡單面包板可設(shè)計的內(nèi)容。不同的需要則在進(jìn)行電子類課程設(shè)計的時候使用的輔助軟件則不同，下面將分別介紹。

1.無需編程的電子類課程設(shè)計和相關(guān)的輔助軟件。在電子類課程中，電路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電子線路等課程中不涉及微機(jī)控制的電子硬件設(shè)計不需要編程，則可以使用Multisim電路仿真軟件。Multisim仿真軟件是由加拿大Interactive Image Technologies公司基于Windows的電子線路設(shè)計工具，后由美國國家儀器公司NI收購，并推出性能更強(qiáng)大的電子線路仿真軟件Multisim9～12版本且與Labview完美結(jié)合，具有豐富模擬、數(shù)字器件、FPGA器件和儀器儀表等仿真元器件，該軟件包含電路仿真（Multisim）、PCB設(shè)計（Ultiboard）、布線（Ultiroute）以及通信分析與設(shè)計（Commsim）四個部分[1]。該軟件可以仿真電路里的基本電路分析原理，三相交流電，模擬電子技術(shù)中的運(yùn)算放大電路、濾波、整流、穩(wěn)壓等電路，也可仿真數(shù)電里的基本邏輯電路、組合邏輯電路和時序邏輯電路，以及高頻電子線路課程中的高頻信號的調(diào)制解調(diào)等電路，其虛擬儀器儀表種類齊全如示波器、函數(shù)發(fā)生器等，也有強(qiáng)大的電路分析功能，可進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析等。適用于模擬、數(shù)字電路的設(shè)計與仿真。

2.需編程的電子類課程設(shè)計和相關(guān)的輔助軟件。在電子類課程中，微機(jī)原理以及單片機(jī)原理與應(yīng)用的課程設(shè)計相對較為基礎(chǔ)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，要求由軟件編程，需要掌握匯編或者C語言等相關(guān)的編程語言，針對這樣的課程設(shè)計，可以使用編程軟件Keil+電路仿真軟件Proteus。Proteus軟件比Multisim在單片機(jī)以及微機(jī)仿真中具有更完善的性能[2]。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的是世界上著名的EDA工具。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及器件的工具。從原理圖繪制、代碼調(diào)試到單片機(jī)與電路協(xié)同仿真，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12 /16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器[3]。

Keil是一款單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)平臺，支持匯編、C語言、PLM、以及混合編程。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。無需連接單片機(jī)硬件而進(jìn)行純軟件仿真，具有跟蹤、調(diào)試、復(fù)雜斷點(diǎn)等功能，能生成在線仿真和燒錄到芯片所需的HEX文件等[3]。用Proteus設(shè)計電路時，無需畫出單片機(jī)的最小系統(tǒng)，晶振頻率在單片機(jī)里手動改變即可。在仿真的時候只需將Keil編譯器里調(diào)試好的程序生成的HEX文件加載到Proteus的微機(jī)芯片上即可，點(diǎn)擊仿真按鈕，可立即觀看到電路的仿真效果圖。若進(jìn)行硬件調(diào)試時，只需將Keil編譯器生成的HEX文件通過串口調(diào)試助手下載到單片機(jī)等微機(jī)芯片上，即可進(jìn)行實物的硬件聯(lián)合軟件的調(diào)試。有編程軟件和微機(jī)硬件電路軟件的結(jié)合，能更好的輔助學(xué)生在微機(jī)和單片機(jī)課程方面的設(shè)計，有效提高設(shè)計效率和增強(qiáng)學(xué)生的興趣和動手能力。

3.需印制電路板的電子類課程設(shè)計。一般電子類課程設(shè)計中如果需要印制電路板，如將模擬電路、數(shù)字電路或者單片機(jī)等相關(guān)電路需要印制電路板時，則使用市場上已經(jīng)十分成熟的Protel軟件，其常用的版本有Protel99或Protel200。該軟件是Altium公司開發(fā)的EDA軟件，具有電路原理圖設(shè)計功能、自動布線功能、原理圖混合信號仿真功能、印制電路板設(shè)計功能以及PLD設(shè)計功能。而Protel2004在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能，如拓寬了板級設(shè)計的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設(shè)計功能和SOPC設(shè)計實現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計中的FPGA與PCB設(shè)計以及嵌入式設(shè)計集成在一起。Protel在設(shè)計電路板方面具有龐大的常用的各種元器件以及相關(guān)封裝的元件庫，隨著版本的升級以及各位設(shè)計者的填補(bǔ)，元器件庫也相應(yīng)的隨電子器件的增加而完善，也可以自己繪制元器件以及相關(guān)封裝，建立自己常用的元器件庫。Protel在PCB制圖上面具有其他相關(guān)軟件無法比擬的功能，設(shè)計者將繪制好的電路原理圖轉(zhuǎn)換成PCB圖，排列好元器件，設(shè)計者可以手動或者自動布線，通過了電氣規(guī)則測試后，即可將PCB圖印制成電路板，焊接好元器件，進(jìn)行電氣測試后便可以進(jìn)行硬件的調(diào)試[4]。

三、結(jié)論

在電子類課程設(shè)計中，根據(jù)課程內(nèi)容的不同使用相關(guān)仿真軟件的輔助設(shè)計，可以預(yù)知設(shè)計的結(jié)果，方便設(shè)計中各種元器件參數(shù)以及錯誤設(shè)計的修改，能形象生動的跟蹤過程，仿真測試通過后再進(jìn)行實物的硬件和軟件設(shè)計，將獲得事半功倍的效果?？朔藗鹘y(tǒng)設(shè)計周期長、成本高等缺點(diǎn)，能有效地提高設(shè)計的效率和降低設(shè)計成本等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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課程設(shè)計調(diào)試分析范文第3篇

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 課程設(shè)計 教學(xué)改革

電子技術(shù)課程設(shè)計是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程之后的重要實踐性環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)電子信息類學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力有著重要的作用。該課程的基本任務(wù)之一是鞏固和加深學(xué)生對“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗課”中所掌握的實驗技能，另一方面是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的科研作風(fēng)及在電子技術(shù)方面的實踐技能，提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)生針對三位半數(shù)字萬用表，通過熟悉查找資料、設(shè)計電路、計算機(jī)仿真、安裝調(diào)試、性能分析與改進(jìn)等環(huán)節(jié)，初步掌握常用電子產(chǎn)品的一般設(shè)計方法和步驟，體會電子產(chǎn)品的設(shè)計和調(diào)試過程，為以后的專業(yè)知識學(xué)習(xí)、綜合實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

一、課程設(shè)計改革的目的

電子技術(shù)課程設(shè)計一般安排在大二下學(xué)期進(jìn)行，考慮到該階段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的數(shù)字電路和模擬電路的基本知識，因此該課程要求學(xué)生設(shè)計并制作一個具有實用價值的電路[3]。這個階段的學(xué)生對于電路設(shè)計一般只有一個模糊的認(rèn)識，工程意識淡薄，對電子元器件的實際功能和電子產(chǎn)品設(shè)計步驟沒有清晰的認(rèn)識，工程實踐能力不強(qiáng)，缺乏開發(fā)、設(shè)計的創(chuàng)新能力與意識。在前期的電子類相關(guān)課程實驗中，大部分實驗的電路功能單一，只能夠簡單的、被動重復(fù)教師講授或者書本上面的理論，電路功能和生活中使用的實際電子產(chǎn)品的電路有一定的距離，學(xué)生的興趣得不到足夠的激發(fā)。在電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程中，我們通過引入實際實用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計與制作，可使學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論知識的理解，掌握技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，培養(yǎng)動手能力、設(shè)計思維能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，尤其是對于提高大學(xué)生的工程素養(yǎng)具有重要的作用。因此該課程的改革對提高電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，充實電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)實踐內(nèi)容具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、課程設(shè)計改革的方法

在“電子線路課程設(shè)計”的具體實施過程中以實際實用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表為核心，通過三位半數(shù)字萬用表各部分功能電路理論的講授，使學(xué)生對基于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的三位半數(shù)字萬用表的工作原理有一個清晰的認(rèn)識，同時，自主設(shè)計并制作一塊三位半數(shù)字萬用表，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對數(shù)字模擬電路設(shè)計應(yīng)用的興趣。具體的教學(xué)改革方法包括以下四個方面：

1. 充實“電子技術(shù)課程設(shè)計”的實踐教學(xué)內(nèi)容

近年來，隨著各專業(yè)課程體系改革的推進(jìn)，專業(yè)培養(yǎng)計劃以及相應(yīng)教學(xué)大綱的調(diào)整與修改，同時考慮到學(xué)生進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計時的理論水平的局限性和后續(xù)單片機(jī)技術(shù)、DSP技術(shù)、EDA技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等其他電子技術(shù)課程的教學(xué)安排，我們在電子技術(shù)課程設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計中，應(yīng)該改變以往單一功能電路的設(shè)計，引入和現(xiàn)階段大學(xué)生水平相適應(yīng)的實際電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手解決實際問題的能力。

本實施過程中，我們通過引入實際實用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表作為課程設(shè)計的主要內(nèi)容，并編寫相應(yīng)的配套“電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書”。主要內(nèi)容涉及電壓（交直流）、電流（交直流）、電阻、電容、三極管、二極管等的測量電路的原理，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，線性運(yùn)放的應(yīng)用，正弦波的生成電路，自動關(guān)機(jī)電路，LCD的驅(qū)動等。充分考慮到學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，讓他們通過該課程的學(xué)習(xí)，加深數(shù)電、模電等基礎(chǔ)理論知識的理解與應(yīng)用。

2. 改革“電子技術(shù)課程設(shè)計”的教學(xué)方法與教學(xué)手段，注重理論結(jié)合實際

在以往的課程設(shè)計中，部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，存在混學(xué)分，完成任務(wù)的心態(tài)，對于實踐過程中涉及的電路原理，存在知其然，不知其所以然的問題。為了改變這種情況，在本次改革的實施中，我們制作了很多配套的多媒體教學(xué)課件，加強(qiáng)理論知識的講授，使學(xué)生在明白三位半數(shù)字萬用表各部分電路原理的基礎(chǔ)上，對各部分電路進(jìn)行獨(dú)立焊接調(diào)試，并對調(diào)試好的電路進(jìn)行測試，注重電路重點(diǎn)部分的輸出，并教會學(xué)生調(diào)試數(shù)字、模擬電路的基本方法；同時，通過改變部分電子元器件的參數(shù)，觀察該參數(shù)對數(shù)字萬用表精度的影響，進(jìn)而加深學(xué)生對電路原理的理解。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生利用EDA電路設(shè)計仿真軟件，例如，Protel電路設(shè)計軟件，結(jié)合課程設(shè)計的內(nèi)容，來拓展學(xué)生的知識面和電子產(chǎn)品設(shè)計能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)的靈活性，使學(xué)生的工程素養(yǎng)得到提高。

3. 增加教學(xué)互動，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生解決實際問題的興趣與能力

在“電子技術(shù)課程設(shè)計”的進(jìn)行中，學(xué)生不可避免地會遇到各種實際問題，指導(dǎo)教師應(yīng)該針對問題的難易程度，有針對性地指導(dǎo)學(xué)生課外去查閱相關(guān)資料，并積極地參與到學(xué)生解決問題的過程中去，及時糾正學(xué)生錯誤的解決問題的思路與方法。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真對設(shè)計過程中遇到的問題進(jìn)行分析、反思和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)并反思自己設(shè)計過程中的不足，找出努力的方向。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該組織對學(xué)生遇到的問題定期的進(jìn)行總結(jié)與歸納，并整理成相應(yīng)的“Q&A”文檔，通過課程電子郵件或課程主頁在網(wǎng)上，供學(xué)生學(xué)習(xí)與參考。

4. 注重軟件仿真與實際電路調(diào)試相結(jié)合

由于計算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，在電子應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生了很多成熟的開發(fā)與仿真軟件，例如EWB、ORCAD、PSPIC、Muhisim等。在本課程的理論講解階段，引入電路仿真，讓學(xué)生對電路的輸入輸出，以及電路參數(shù)對整個電路結(jié)構(gòu)性能的影響有一個大體的了解，等學(xué)生焊接完成該部分電路后，實際測試電路的輸出，進(jìn)而比較軟件仿真的輸出和實際測量之間的差距，分析其原因，并通過多次改變電路的參數(shù)和輸入的方式進(jìn)行綜合分析，加深學(xué)生對電路的理解。尤其適當(dāng)仿真軟件輸出和實際測試輸出出現(xiàn)較大的差距時，引導(dǎo)學(xué)生去查詢相關(guān)資料，分析該現(xiàn)象的原因，并形成相應(yīng)的文檔，共享給所有的學(xué)生。在本課程改革選用的三位半數(shù)字萬用表的模擬電路部分尤其需要如此，特別是其中的電容測量電路，涉及正弦波的發(fā)送、放大、濾波等電路，這部分電路軟件仿真和實際輸出存在一定的差距，要著重引導(dǎo)學(xué)生去分析每一小塊電路出現(xiàn)誤差的原因，以及如何改進(jìn)，還要讓學(xué)生學(xué)會判斷仿真輸出和實際輸出在什么樣的范圍內(nèi)是合理的。

仿真軟件在理論分析方面具有強(qiáng)大的功能，而實物連線除了讓學(xué)生更熟悉元器件及其性能之外，更加讓學(xué)生對元器件的誤差以及因此可能引起的誤差或錯誤的原因產(chǎn)生更深的體會，這些都是在課本以及“電子技術(shù)實驗”等課程中不能收獲的。

結(jié)束語

通過實踐，我們發(fā)現(xiàn)這項教學(xué)改革效果十分明顯。教師們精心準(zhǔn)備的題目引起了學(xué)生的極大興趣，可以將學(xué)生前期學(xué)習(xí)到的理論知識進(jìn)行實踐，加深數(shù)字電路和模擬電路知識的理解，尤其是通過實際電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計與制作，可以激發(fā)學(xué)生對實際遇到的問題的思考，提高學(xué)生的觀察能力和實際動手能力，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過理論結(jié)合實際，培養(yǎng)學(xué)生的開拓性思維和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]粟田禾. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學(xué)改革與實踐. 高職教育研究，2006（2）.

[2]姚青梅等. 電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)改革與實踐. 天津工程師范學(xué)院學(xué)報，2006（4）.

課程設(shè)計調(diào)試分析范文第4篇

單片機(jī)具有體積小、價格低、應(yīng)用方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、儀器儀表、汽車電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。單片機(jī)是高校電氣、電子、自動化等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其理論性、實踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)。單片機(jī)課程主要培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和利用單片機(jī)以及所學(xué)知識進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的能力，課程設(shè)計是單片機(jī)課程實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，顯得尤為重要。在單片機(jī)課程設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中引入CDIO先進(jìn)教學(xué)理念，對其進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以便能更好地提高學(xué)生的實踐動手能力、工程思維、創(chuàng)新意識、團(tuán)隊協(xié)作能力等，從而提高教學(xué)效果。

1單片機(jī)課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題和提升學(xué)生動手能力的重要環(huán)節(jié)。目前單片機(jī)課程設(shè)計教學(xué)主要存在以下幾個方面的問題[3]。

1.1時間安排不合理

單片機(jī)課程設(shè)計通常安排在學(xué)期末的最后一周，時間短，再加上學(xué)生花時間進(jìn)行期末考試復(fù)習(xí)，往往疏于做單片機(jī)課程設(shè)計，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

1.2單片機(jī)課程設(shè)計選題單一

單片機(jī)課程設(shè)計選題來源單一，沒有讓學(xué)生參與，題目通常由老師布置給學(xué)生，題目數(shù)量少，往往一個班多個學(xué)生共用一個題目，忽略了學(xué)生間的個體差異，沒有讓不同能力的學(xué)生發(fā)揮所學(xué)之長，不能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3單片機(jī)課程設(shè)計的組織實施不合理

單片機(jī)課程設(shè)計往往由老師統(tǒng)一組織實施，雖然有的也進(jìn)行了分組，但是小組沒有有效的組織，沒有培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力；由于課程設(shè)計時間短，學(xué)生通常只在Proteus軟件中進(jìn)行仿真，并沒有進(jìn)行實物制作，學(xué)生的實踐動手能力沒有得到有效的提高，課程設(shè)計的作用沒有得到有效的體現(xiàn)。

1.4單片機(jī)課程設(shè)計的考核方式不合理

考核是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要手段，單片機(jī)課程設(shè)計的考核方式單一且不合理，課程設(shè)計的成績通常由課堂出勤和設(shè)計報告組成，不能全面、客觀地反映學(xué)生的真實情況。

2CDIO工程教育理念

CDIO理念是一種先進(jìn)的工程教育理念，其包含構(gòu)思（concept）—設(shè)計（design）—實施（implement）—運(yùn)行（operate）4個方面，也是這4個英文單詞首字母的縮寫。CDIO理念是“做中學(xué)”和“基于項目教與學(xué)（PBL）”模式的概括集中體現(xiàn)，它以實際的工程項目為背景，以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，將理論知識融入工程項目實踐中，讓學(xué)生在工程實踐中對知識理解并應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、工程思維、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力[4-8]。

3基于CDIO理念的單片機(jī)課程設(shè)計教學(xué)改革與實踐

將CDIO先進(jìn)的工程教育理念應(yīng)用到單片機(jī)課程設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，從課程設(shè)計的時間安排、選題、組織實施、考核等方面進(jìn)行改革。將項目構(gòu)思、項目設(shè)計、項目實施和項目運(yùn)行貫穿課程設(shè)計全過程，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，通過課程設(shè)計幫助學(xué)生加深對單片機(jī)和相關(guān)課程知識的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

3.1課程設(shè)計時間安排

以往的單片機(jī)課程設(shè)計通常安排在學(xué)期末最后一周集中時間進(jìn)行，由于設(shè)計時間短、任務(wù)重，加上學(xué)生還要進(jìn)行期末考試課程的復(fù)習(xí)，不能專注單片機(jī)課程設(shè)計，導(dǎo)致效果不理想，因此將單片機(jī)課程設(shè)計提前3周布置給學(xué)生，讓學(xué)生有充足的時間去完成。第1周：學(xué)生查閱相關(guān)資料，確定實施方案并交老師進(jìn)行可行性審核；第2周：進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計，并在Proteus中仿真，仿真通過后方可進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)；第3周：實物制作，發(fā)放項目所需的電子元器件，學(xué)生在萬能板上完成制作并調(diào)試；第4周：答辯考核環(huán)節(jié)，學(xué)生匯報演示作品，教師提問1~2個問題，答辯結(jié)束后，學(xué)生上交作品和設(shè)計說明書[9]。

3.2課程設(shè)計選題

選題是單片機(jī)課程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，課程設(shè)計不同于課程實驗，也不同于畢業(yè)設(shè)計，因此，選題既要結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，盡可能覆蓋單片機(jī)課程的主要知識點(diǎn)，又要注意與其他課程的銜接。選題還要充分考慮學(xué)生個體差異，在難易程度上要有層次性，以滿足不同層次學(xué)生的需要。選題來源主要有[10-11]：①教師自選，教師可以從自己的科研項目或企業(yè)項目中選取，也可以參考電子設(shè)計競賽題目；②學(xué)生自主選題，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣自主選擇題目，經(jīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商后確定?？蛇x課題有交通燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、波形發(fā)生器、數(shù)字溫度計設(shè)計與制作、電機(jī)轉(zhuǎn)速測量與控制、數(shù)字鐘等。課題確定后，教師設(shè)計好課程設(shè)計任務(wù)書發(fā)放給學(xué)生，讓學(xué)生了解項目具體要求。表1是以波形發(fā)生器為例，將CDIO理念融入學(xué)生的知識、能力、情感等方面的培養(yǎng)。

3.3課程設(shè)計組織實施

課程設(shè)計采用分組方式進(jìn)行，每組3人，設(shè)組長1名，每組自由選題，共同完成。每組由組長組織組員完成從項目方案設(shè)計到項目完成的各項工作，如組織討論設(shè)計方案、遇到的問題以及硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、實物制作、設(shè)計說明書撰寫等組內(nèi)分工。教師從旁指導(dǎo)，讓學(xué)生自我組織、自我管理，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力以及團(tuán)隊協(xié)作能力。組織實施過程以學(xué)生為主、教師為輔，將CDIO理念充分融入課程設(shè)計的全過程。根據(jù)CDIO工程教育理念組織項目實施，實施流程。

根據(jù)CDIO理念，以波形發(fā)生器的設(shè)計與制作為例，項目的具體實施過程如下。

（1）項目構(gòu)思階段（concept）：學(xué)生根據(jù)波形發(fā)生器的功能和具體技術(shù)指標(biāo)要求（能生成的波形種類、周期等）查閱相關(guān)資料，組內(nèi)成員根據(jù)相關(guān)要求和資料提出各自的實施方案，由組長組織小組內(nèi)討論，初步確定實施方案。采用5個按鍵分別生成5種波形（正弦波、鋸齒波、三角波、方波和梯形波），采用DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，由于DAC0832是電流型輸出器件，需要增加I-V轉(zhuǎn)換電路，輸出波形引腳與示波器連接。具體電路模塊有單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵接口電路、DAC082接口電路、I-V轉(zhuǎn)換電路等。教師對小組提交的實施方案可行性進(jìn)行審核，提出指導(dǎo)性意見，最終確定實施方案。

（2）項目設(shè)計階段（design）：本階段包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，學(xué)生根據(jù)實施方案列出詳細(xì)的元器件清單并設(shè)計各模塊電路，編寫相關(guān)程序，調(diào)試、編譯生成HEX文件。首先在Proteus軟件上進(jìn)行仿真，以熟悉各電路的具體連接，仿真通過后，再繪制原理圖，生成PCB圖，為下一階段作準(zhǔn)備。

（3）項目實施階段（implement）：學(xué)生根據(jù)PCB圖，選擇元器件，并在萬能板上焊接實施，焊接完成后，將程序下載到單片機(jī)中，通電進(jìn)行調(diào)試，觀察能否實現(xiàn)功能要求，不能實現(xiàn)的查明原因并及時修正。焊接調(diào)試完成后，撰寫作品的設(shè)計說明書。

（4）項目運(yùn)行階段（operate）：硬件電路調(diào)試完成后，學(xué)生以組為單位，制作PPT，公開匯報和演示作品，重點(diǎn)匯報實施方案的形成過程、項目實施過程中遇到的問題、如何解決等。匯報后，演示相應(yīng)的作品，并回答老師和學(xué)生的提問。

3.4課程設(shè)計考核

考核是檢驗學(xué)生課程設(shè)計完成情況的重要手段，不僅要能檢驗學(xué)生的知識掌握情況，更重要的是還要能檢驗學(xué)生的實踐動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、工程素養(yǎng)等。通過考核促進(jìn)學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)、積極動手參加實踐，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。改革傳統(tǒng)只有考勤和設(shè)計說明書成績作為學(xué)生最終成績的考核方式，采用過程考核方式為主、答辯考核相結(jié)合的考核方式。過程考核主要由學(xué)生自評、小組內(nèi)互評、教師評價組成，過程考核貫穿項目實施的全過程，根據(jù)課程設(shè)計的時間安排，每周安排一次考核[12]。

學(xué)生自評：學(xué)生結(jié)合自身情況從學(xué)習(xí)態(tài)度、職業(yè)素養(yǎng)（是否按要求操作、維護(hù)實驗室環(huán)境衛(wèi)生、文明禮貌等）、工作能力（資料收集能力、分析問題與解決問題能力、工作思路清晰）、階段任務(wù)完成情況等方面對自己評價。學(xué)生自評占過程考核的20%。

小組內(nèi)互評：小組內(nèi)成員之間從學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊協(xié)作能力、職業(yè)素養(yǎng)（是否按要求操作、維護(hù)實驗室環(huán)境衛(wèi)生、文明禮貌等）、工作能力（資料收集能力、分析問題與解決問題能力、工作思路清晰）、階段任務(wù)完成情況等方面相互評價。小組內(nèi)互評占過程考核的30%。教師評價：教師根據(jù)學(xué)生的出勤情況、操作是否規(guī)范、操作熟練程度、分析問題與解決問題的能力等方面進(jìn)行評價。教師評價占過程考核的50%。

課程設(shè)計完成后組織答辯考核，學(xué)生制作匯報PPT，首先從設(shè)計方案、設(shè)計構(gòu)思、設(shè)計創(chuàng)意等方面匯報；其次進(jìn)行實物演示；最后老師、其他學(xué)生對設(shè)計提問。教師根據(jù)學(xué)生答辯情況、回答問題情況、作品完成情況以及設(shè)計說明書撰寫情況給學(xué)生評分。學(xué)生課程設(shè)計的成績由過程考核（70%）和答辯考核（30%）組成。

課程設(shè)計調(diào)試分析范文第5篇

【關(guān)鍵詞】汽車單片機(jī) 課程設(shè)計 CDIO

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）12C-0067-02

近年來，隨著國際工程教育改革的不斷深入，CDIO工程教育模式應(yīng)運(yùn)而生。其中，C（Conceive）構(gòu)思，主要包括商業(yè)計劃、發(fā)展理論、技術(shù)程序制訂和市場需求分析，企業(yè)戰(zhàn)略及規(guī)則制度建立;D（Design）設(shè)計，主要包括工程進(jìn)度及實施方案設(shè)計制訂等;I（Implement）實現(xiàn)，主要指將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品成果的過程，包括設(shè)計方案的確認(rèn)、程序編碼、樣品測試及成品制造;O（Operate）運(yùn)作，主要指對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)、修訂和淘汰，對產(chǎn)品前期程序進(jìn)行評估的過程。CDIO工程教育模式的核心理念來源于工程產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期，其核心思想是強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握扎實的工程基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識，在此基礎(chǔ)上將教育過程運(yùn)用到工程實踐的具體領(lǐng)域中，整個人才培養(yǎng)過程注重團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新能力訓(xùn)練，為培養(yǎng)新一代高水平、高素質(zhì)的工程師打下扎實的基礎(chǔ)。

根據(jù)桂林航天工業(yè)學(xué)院汽車服務(wù)工程專業(yè)和車輛工程專業(yè)課程特點(diǎn)和人才培養(yǎng)方向，并結(jié)合用人單位人才需求標(biāo)準(zhǔn)，融合CDIO課程教學(xué)大綱，借鑒CDIO檢驗測評標(biāo)準(zhǔn)，對教學(xué)大綱進(jìn)行整合，設(shè)計出更具實踐性、合理性、針對性的汽車單片機(jī)課程設(shè)計項目，將所要學(xué)習(xí)的知識巧妙地隱含在項目任務(wù)之中，引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊做，獨(dú)立或協(xié)作完成相應(yīng)的項目學(xué)習(xí)任務(wù)。項目通過1年的研究和實踐，逐步形成一套切實可行的有利于學(xué)生工程實踐能力提高的人才培養(yǎng)模式。

一、傳統(tǒng)的汽車單片機(jī)課程設(shè)計中存在的問題

汽車單片機(jī)課程設(shè)計是汽車服務(wù)工程專業(yè)的一門獨(dú)立專業(yè)實踐課。從學(xué)科性質(zhì)上看，它是一門專業(yè)理論和專業(yè)技能結(jié)合的綜合實踐課程;其任務(wù)是使學(xué)生獲得就業(yè)前必備的綜合專業(yè)技能，為學(xué)生走上工作崗位打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的汽車單片機(jī)課程設(shè)計采用的是在現(xiàn)成的PCB電路板上完成元器件焊接組裝調(diào)試等任務(wù)，這種模式存在以下問題：

（一）課程設(shè)計題目選擇缺少針對性

交通燈控制電路，搶答器控制電路，電子鐘控制電路等傳統(tǒng)的單片機(jī)題目，對汽車專業(yè)的學(xué)生來講針對性不強(qiáng)，沒有將單片機(jī)技術(shù)與汽車電子控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，不利于學(xué)生對課本上控制原理的理解與掌握，沒有達(dá)到“學(xué)以致用”的目的。

（二）課程設(shè)計教學(xué)模式缺少創(chuàng)新性

由于學(xué)生沒有參與電路板的設(shè)計，而是在PCB電路板上直接焊接組裝成套器件，這種機(jī)械式的實踐模式，不利于學(xué)生對汽車電子控制產(chǎn)品設(shè)計和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于今后從事產(chǎn)品的開發(fā)和技術(shù)革新，沒有達(dá)到“融會貫通”的目的。

（三）課程設(shè)計能力培養(yǎng)缺少全面性

由于缺少PCB電路板設(shè)計制作環(huán)節(jié)，學(xué)生無法從源頭了解掌握現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計制造技術(shù)，并且對所焊接出的電路板進(jìn)行調(diào)試與故障分析時，往往都會束手無策，完全依賴?yán)蠋?，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，沒有達(dá)到“追本溯源”的目的。

二、基于CDIO理念的課程設(shè)計改革與實踐

綜上所析，傳統(tǒng)的汽車單片機(jī)課程設(shè)計的培養(yǎng)模式不能有效提高學(xué)生設(shè)計、創(chuàng)新以及分析解決問題的能力，因此基于CDIO理念，以項目的“C構(gòu)思-D設(shè)計-I實現(xiàn)-O運(yùn)行”的全生命周期為導(dǎo)向，如圖1所示方案對汽車單片機(jī)課程設(shè)計進(jìn)行改革與實踐。

圖1 汽車單片機(jī)課程設(shè)計改革與實踐方案

（一）培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思能力

在題目的選擇上具有涵蓋性，面向汽車電子控制系統(tǒng)多方面的單片機(jī)應(yīng)用，學(xué)生能夠完成整個知識體系的學(xué)習(xí);具有完整性，每一個項目都是一個完整的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，學(xué)生能夠通過該項目的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合;具有設(shè)計性，能讓學(xué)生舉一反三，以達(dá)到某一控制功能為目標(biāo)，采用不同的設(shè)計方法;具有創(chuàng)新性，根據(jù)題目要求利用課本所學(xué)知識自由發(fā)揮;具有趣味性，貼近實際，能夠調(diào)動學(xué)生對汽車電子控制相關(guān)知識的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動完成知識的學(xué)習(xí)。根據(jù)以上原則，確定出課程設(shè)計題目如表1所示。課程設(shè)計開始之前，提前一個月公布課程設(shè)計題目，通過適當(dāng)?shù)陌才藕徒M織，學(xué)生可根據(jù)題目組成5-6人的團(tuán)隊，并且給各團(tuán)隊充分的自由，讓團(tuán)隊成員集思廣益，提出題目構(gòu)成想法，并可參考指導(dǎo)老師的建議共同完善。由于構(gòu)思時間充分，團(tuán)隊成員群策群力，最后在課程設(shè)計開始時可得到最佳的項目方案。

表1 汽車單片機(jī)課程設(shè)計題目

編號 題目名稱

1 汽車車窗控制電路設(shè)計

2 汽車車燈控制電路設(shè)計

3 汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火模型控制電路設(shè)計

4 汽車發(fā)動機(jī)噴油模型控制電路設(shè)計

5 汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量電路設(shè)計

6 汽車?yán)鋮s液溫度測量電路設(shè)計

（二）培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力

在確定題目方案后，就要根據(jù)題目對相應(yīng)控制電路進(jìn)行具體設(shè)計。首先利用 Proteus 和 Keil 兩款軟件的聯(lián)調(diào)來完成控制電路的仿真設(shè)計，雖然能看到虛擬仿真的運(yùn)行結(jié)果，但是仿真環(huán)境過于理想化，許多電路設(shè)計出現(xiàn)的實際問題在仿真中是遇不到的，理想仿真結(jié)果與產(chǎn)品實際的運(yùn)行結(jié)果之間存在很大偏差。為了有效避免仿真設(shè)計的缺陷，利用實驗室的單片機(jī)開發(fā)板實現(xiàn)硬件電路的設(shè)計與調(diào)試，這樣大大提高了設(shè)計效率。

（三）培養(yǎng)學(xué)生實現(xiàn)能力

所設(shè)計的電路在仿真軟件及硬件開發(fā)板運(yùn)行通過后，在PROTEL軟件上繪制控制電路原理圖并生成相應(yīng)的PCB文件圖打印出來，利用制板機(jī)將PCB圖轉(zhuǎn)印在銅板上，使用鹽酸和雙氧水等腐蝕劑對銅板進(jìn)行腐蝕，利用鉆孔機(jī)對電路板打孔，并將事先準(zhǔn)備好的元器件手工焊接在電路板上。這一環(huán)節(jié)使學(xué)生能夠正確識別和使用元器件，掌握了手工制板并進(jìn)行相應(yīng)電氣連接，按照電路功能模塊進(jìn)行調(diào)試，能夠有效分析和排除相應(yīng)故障，最終實現(xiàn)題目相應(yīng)功能。

（四）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)作能力

在完成題目要求的設(shè)計任務(wù)后，也要做好軟硬件實物的展示工作，課題項目負(fù)責(zé)人作為主講人，團(tuán)隊成員協(xié)助課題演示，對題目的設(shè)計方案、研究思路、關(guān)鍵技術(shù)、工作原理、研究成果、存在的問題等內(nèi)容等進(jìn)行公開匯報，在此過程中，指導(dǎo)老師及其他同學(xué)可以不時提問，這樣互動問答可以鞏固學(xué)生對相關(guān)知識的理解和綜合運(yùn)用能力。

三、課程設(shè)計改革的實施效果

對汽車單片機(jī)課程設(shè)計改革方案我們實施了一年，新方案得到我院2012級汽車服務(wù)工程本科專業(yè)學(xué)生的支持和歡迎，取得了很好的教學(xué)效果。

激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，他們主動參與熱情非常高，在整個課程設(shè)計期間實驗室使用率非常高，學(xué)生考勤率很好，特別是當(dāng)其作品通過驗收后，學(xué)生充滿成就感，圖2為汽車車燈控制電路實物作品。

在本課程設(shè)計要求學(xué)生利用單片機(jī)完成與汽車電子控制技術(shù)相關(guān)實用電路的設(shè)計，通過在Proteus軟件及實驗開發(fā)板上進(jìn)行試做調(diào)試成功后，再進(jìn)行印制電路的設(shè)計制作并完成產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢測，從中對學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、制作、工藝等方面的一系列綜合訓(xùn)練。

圖2 汽車車燈控制電路實物作品

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱向慶，胡均萬，增輝，等.工程教育模式的微型項目驅(qū)動教學(xué)法研究[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（11）

[2]曹海平，管圖華.基于CDIO理念的電工電子實訓(xùn)教學(xué)改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2013，32（1）

【基金項目】2015年度廣西教育廳教改B類項目（2015JGB436）;2014年度廣西高等教育教學(xué)改革工程項目（2014JGZ152）;2014年度廣西壯族自治區(qū)教育廳立項項目（LX2014466）;2013年度桂林航天工業(yè)學(xué)院校級教學(xué)改革研究項目（2013JB11）