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电路设计原则精选(九篇)

花匠小妙招
2024-09-10 15:12

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电路设计原则

第1篇：电路设计原则范文

关键词：市政道路；横断面；设计

中图分类号： U41 文献标识码： A

引言

随着经济建设的发展，人们的物质生活水平不断的提高，由此机动车的数量增加，这就对城市交通造成了一定的压力。在城市交通中，道路的设计质量至关重要，在市政道路设计中，横断面设计是先于其他设计的，其对道路的交通功能有重要的影响，所以说为了满足日益发展的城市化建设的需要，就要做好道路横断面设计工作，为城市发展打下坚实的基础。

一、城市道路设计的特点

1、系统性

城市道路项目的前期从规划到完成可行性研究报告，需要规划、业主、设计部门的共同参与，是对项目的可行性进行研究；后期从设计招标到竣工验收，需要业主、设计、施工、监理、质检等部门的共同参与，确保项目实施顺利。

2、复杂性

城市道路设计工作涉及专业多，各专业不是独立的，是相互关联的，在项目负责的统一协调下完成从方案到施工图的设计工作。城市道路设计涉及到的专业包括道路、交通、桥隧、测量钻探、排水、照明、绿化等，各专业分工不同，在不同设计阶段的侧重点有区别，如道路专业表达的是路线走向、平纵横、路基处理等内容，而交通专业重在表达标志标线、信号控制等内容。

3、设计人员的主观性

城市道路项目从方案到实施阶段的过程中，设计工作总是最前面的一个环节，其它部门的工作也是围绕着设计方案进行，各个部门对设计方案提出意见，最终的方案由设计人员确定，设计人员通过所掌握的专业知识完成设计图纸，主观性体现了设计人员在项目中的作用与职责，成功的设计使得各部门的工作可以高效有序地进行，使工程顺利展开。

二、市政道路横断面的设计原则

1、市政道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行

横断面的形式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度（即设计车速）、设计年限的机动车与非机动车交通量和行人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排，以保障车辆和行人交通的安全、通畅。在对横断面的设计当中，要用发展的眼光，结合近期的规划和长远的发展相结合来进行，做到近期工作为远期工程做铺垫，同时在近期工程设计时要预留管线的位置，以便于在远期工程建设时所用，同时在路面的宽度和标高等方面在设计时都要为长远的发展留有余地。

2、对现有道路改建应采取工程措施与交通管理措施相结合的办法以提高道路通行能力和保证交通安全

对道路改建时可以采取增辟车行道、展宽道路等，同时也可以采取交通管理措施，把机动车与非机动车道分隔开来，或是有两条平行道路时，改为单向行驶，从而减轻拥护的程度，加快车速。对于在主商业街道上，可以在保证公共交通通行的同时，对其他机动车辆限行，这样可以充分保障行人的安全。

三、市政道路横断面设计要点

城市道路人流和车流量较大，交通性质及组成成分都较为复杂，因此横断同的布置是十分关键的，城市道路主要有车行道、人行道、绿化带和分车带等部分组成，因此在对横断面进行设计时，主要是要根据道路的交通性质和结构还确定各部分的宽度，从而实现合理的布置。

1、机动车道与非机动车道的设计

在城市道路上的组成上，机动车道和非机动车道占主要部分，因此在设计时，需要考虑机动车道和非机动车道之间的位置设计，可以根据道路的情况设置为一个车道上行驶，也可设置为分隔开行驶的，这需要根据道路的性质来确定，同时还要针对道路的通行能力进行计算，车道的宽度和设计和条车道才能保证通行的能力，在设计时，根据不同的道路的性质所要实现的设计指标不同，快速路主要保证车速，而其他路主要保证通行能力。另外设计时还要考虑到车辆行驶的安全距离，这点每个城市都有不同。

2、人行道的设计

人行道的设计主要是从行人的舒适性和安全性时行考虑的，对于繁华的路段，还要考虑人的通行能力，同时还要留出绿化的宽度。一般认为道路总宽度与单侧人行道之比在5：1～7：1的范围内是比较合适的。为了保障人行安全，路缘石应高出路面高度10～20cm。同时人行道下面多数为管线的埋设位置，这样一方面有利于施工的安全，另一方面对交通不会形成影响。

3、横坡度的确定

在对道路进行设计的过程中，排水是基础问题，如果设计的坡度不当，在路面的积水得不到有效的排除，不仅影响到行车的舒适性和安全性，同时对道路结构也有很大的影响。在对坡度进行设计的过程中，要充分的考虑到排水的速度和效率、行车的速度和车行道的宽度，将这些因素进行综合的考虑。坡度设计的过大，排水较快，但是车辆行驶易发生打滑和倾覆。但是如果坡度设计的过小，积水无法及时的排出，也会影响到行车的安全，同时对路面保养不利。所以说在对路面的横坡度设计的过程中，要从道路和车两方面综合考虑，使坡度达到一个适宜的值，保证道路的交通功能。

4、横断面的综合布置

（1）一幅路是所有车辆都集中在同一个车行道上混合行驶，车行道布置在道路中央，可以采用划分中央车道线及快慢车道线、只划分中央车道线和不划线三种方式灵活组织交通适应于机动车与自行车流塔较小或其中一类流量较大但两者高峰时间错开的道路可以应用在“潮汐式”交通特征明显的道路。由于其造价较低组织方便。故流量不大的次于道及支路较多采用。

（2）两幅路是利用中央分隔带（或分隔墩、栏杆）将一幅路的车行道一分为二，使车辆对向分开行驶。它可以采用划分快慢车道线或不划线两种方式组织交通，一般用于快速路、主干道、机动车流量相对较大但自行车流量不大的次干道。近年来，取消了自行车道（即不划线方式）的两幅路将逐渐成为城市采用最为广泛的横断面布置形式。

（3）三幅路是在道路两侧用分隔带（或分隔墩、栏杆）将一幅路的行道一分为三，中间双向行驶机动车，两侧均单向行驶自行。它主要用于机动车和非机动车流量都较大的主、次干道，随着自行车的减少，单独建设的自行车道对道路用地的资源浪费和机动车道的拓宽处理方式也成为道路横断面改造的首要问题。

（4）四幅路是在三幅路基础上。再利用中央分隔带将中间的机动车道分隔为二分向行驶。它原主要适用于宽度较大机非流量都较大的主干道路，但与三幅路的原因相同，四幅路不再适合城市交通的发展需要，最终将被两幅路所取代。

5、道路边坡

现行工程技术规范中，道路挖方边坡一股为1：0.1～1：1.0，填方边坡一般为1：1.0～1：1.5，边坡形式多是直线，这利于设计人员计算。但是，维护机械设备在l：3和更平缓的坡度上工作效率最高；l：4和更平缓的坡度能减少车辆驶离行车道时发生严重事故的危险性。挖方坡面上有利于车辆驾驶者实现对车辆的控制，同时，因为坡面平缓，有效的减少了冲击力，降低了危险性。同时平缓侧坡可以有效的延长视线，流线型的界面能减少风化和雪堆。

结束语

由于经济发展速度过快外来人口在近几年内激增,市内车辆过多致使交通拥挤市政道路中的横断面设计其重要性越来越被人们所意识到。由此可见,如何合理的确定市政道路横断面的设计宽度既能做到节约工程造价又满足近远期的交通需求已成为当前市政道路设计中的一个重大课题。

参考文献

[1]张林.基于以人为本理念的城市道路交通设计[J].工程建设与设计,2009,(07).

第2篇：电路设计原则范文

【关键词】电力信息系统；安全保障体系；建设原则；思路分析

【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0046-01

随着计算机技术与互联网技术的发展，电力信息系统的安全在电力企业的正常运营、客户营销、财务管理以及电网调度等方面起着积极地促进作用。黑客与病毒以及安全漏洞在很大程度上威胁着电力企业的正常运营。因此，本文将从电力信息系统的安全保障体系的角度出发，对如何在电力企业中建立电力信息系统的安全保障体系的思路与原则进行有效性研究。

一、关于电力信息系统的概述

电力信息系统包括信息网络、网络服务系统、应用系统、安全系统、存储与备份系统、辅助系统、终端计算机用户设备等系统及上述系统的附属设备。其所涉及的技术有：数据加密技术、入侵检测技术、防火墙、访问控制技术以及网络扫描技术等。在网络硬件方面，已基本实现千兆骨干网、百兆到桌面、三层交换以及VLAN等技术的普遍使用；而在软件方面，主要包括办公信息化系统、一体化整合平台、安全生产管理信息系统、电力地理信息系统、营销管理信息系统及各专业相关的应用子系统等。计算机及信息网络系统在电力生产、调度、经营、管理等各个领域有着十分广泛的应用，在安全生产、节能消耗、降低成本、缩短工期、提高劳动生产率等方面取得了明显的社会效益和经济效益。引发信息系统安全问题的因素包括安全架构在设计上出现问题与管理方面出现问题。

二、针对电力信息系统安全保障体系建设原则的研究

电力信息系统安全保障体系建设不能只是简单地局限在电网运行安全这个方面，需要经过三个阶段：一是信息安全系统的建设；二是信息安全管理的建设；三是信息安全策略的建设。随着信息技术的发展与人们对信息安全人士的加深，电力用户对电网的安全管理与用电需求也在发生着变化，由原先单一的产品逐渐向信息安全的管理与构建转变。由于电力企业在社会经济发展的特殊作用，因此在建设电力信息系统的安全保障体系的过程中，需要坚持以下四项原则：

（一）原则之一——动态性原则

在建设电力信息系统安全保障体系的过程主要坚持动态性原则，主要是因为无论哪个安全保障系统都有可能出现技术或者操作问题，不能为企业运行与管理提供真正的安全。再加上随着黑客技术的发展，安全系统的保障能力也逐渐下降。所以，信息安全系统建设计划要具有可扩展性，可以为电力信息系统提供安全预防与维护以及应急方案，

（二）原则之二——均衡性原则

在建设的过程中坚持均衡性原则，是因为安全保障体系是根据电力企业的安全生茶目标进行设置的，其中所涉及的各项技术都要经过成本与效益方法的分析，以降低施工成本并提升企业的经济效益。

（三）原则之三——立体性原则

在建设的过程中坚持立体性原则，是因为安全保障体系建设不是一个简单地系统建设。它所涉及的内容包括：人文与自然环境、管理知识、相关技术以及法律法规等。因此在建设的过程中，不仅需要从横向的方向进行考虑，还需要从纵向的方向进行考虑，以确保电力网络的信息安全。

（四）原则之四——法令性原则

在建设的过程中坚持法令性原则，是源于《电力二次系统安全防护规定》的相关规定。管理信息大区要访问电力生产控制大区内的数据，需要在两者之间安装电力专用的横向安全隔离设备，而且这类设备是经过国家相关部门认定的。一旦背离法令性原则的设计施工方案都会对电力企业的正常运行带来巨大的经济损失。

三、针对电力信息系统安全保障体系建设思路的研究

（一）思路之一——采取措施加强信息系统的安全运行与管理建设

要加强电力信息系统安全保障体系的安全运行与管理管理建设，需要做到以下三点：

一是要在电力信息系统安全保障体系的建设过程中，建立并完善多层次、动态、全方位的安全管理信息中心，有效控制因为安全技术问题所引起的混乱局面，将和体系安全有关的各项技术与方案聚合在一个具有整体性、安全性与系统性的平台上，充分发挥人力因素、策略因素以及技术因素的优势，从而提升安全保障体系的质量与水平。

二是要了解并掌握安全管理信息中心的基本内容：设置相关机构、完善相关的技术手段、加强基础设施建设、明确各部门的职能、制定严格的规章制度以及培训专业工作人员。

三是利用先进的计算机技术与网络通讯技术研发信息安全的综合管理系统，该系统除了具有分析电网运行信息、监视电网设备运行状态以及应急响应电网运行过程中的异常事件功能之外，还有数据搜集与分析功能、可视浏览功能等。信息安全的综合管理系统在电力信息系统的安全保障体系中扮演着承上启下的纽带作用，它可以搜集电力网络中的各种信息，并将这些信息进行整理归类后进行分析处理，再反馈给管理人员。其中处理的信息包括：统计数据信息、报警数据信息以及历史数据信息等。

（二）思路之二——采取措施加强电力信息系统中的信息安全系统建设

要加强对信息安全系统的建设，需要做到以下三点：

一是要保障电力信息系统中数据对象的安全，可以采取操作系统加固、数据指纹、主机加固、安装防病毒系统以及数据加密的歌方式对需要保护的对象进行保护，同时要加强电力信息系统安全保障体系建设过程中的周围环境的安全保护。

二是采取措施保障系统结构的安全，其主要侧重在体系的应用、网络数据的应用以及信息数据的边界界定，或者物理与逻辑方面的规划，它是信息系统安全的前提条件，这种方式不仅可以有效地降低企业的施工与管理成本，同时也有助于解决数据泄密等问题。

三是保障信息系统流程的安全，其内容包括两个方面的内容，首先是利用访问控制与身份识别等技术手段，其次是加强流程管理等方面对信息流程的安全进行审核与风险评估，从而设计出有效进行信息流动控制的方案。

第3篇：电路设计原则范文

【关键词】集成电路；设计方法；IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1当前集成电路设计方法

1.1全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.

第4篇：电路设计原则范文

关键词：混合动力；重型汽车；电路设计；可靠性

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/ki.16723198.2016.14.100

混合动力汽车就是有两种或两种以上储能器作为驱动能源的汽车。由于混合动力重型汽车的结构更加复杂，因此电路变得更为复杂，如何优化电路设计，提高电路相应速度是发展新能源汽车的关键技术。

1混合动力重型汽车电路设计原则

混合动力重型汽车相比传统的燃油汽车而言其增加了驱动电机和动力电池组，而且重型汽车由于行驶的震动量较大、防水性较差，因此对电路设计提出了更高的要求：首先要满足汽车行驶功能的要求；其次要具有可靠性和安全性，电路作为混合动力汽车信号和动力传输通道，一旦出现故障就会造成严重的安全事故，因此电路设计需要将安全与可靠性作为设计的核心原则；最后是具有实时性。电路系统的特点就是及时将各种事件进行相应。总之，汽车的电路系统只有在所有子回路都正常运行的情况下才能够正常运行，因此相比普通汽车电路，混合动力汽车的电路多出了高压电路。

2混合动力重型汽车电路设计

2.1高压电路可靠性设计

高压电路可靠性设计主要包括：一是高压导向的可靠性分析与设计。高压导线是高压电路的重要组成部分，基于传输功率的考虑，需要选择绝缘的材料，以某型号的混合环卫汽车为例，该车处于纯电机驱动的时候，峰值电流达到280A，电路电流达到208A，再加上其它设备的应用，其电流瞬间可以达到210A，因此为降低能源损耗，避免因为电路过大而导致出现电路短路问题，需要选择电阻小的导向。二是插座器的可靠性分析。线路连接需要插座器的作用，插座器主要是将线束分段进行连接，以此便于后期的拆装与维修等。插座器主要有端子和护套组成。混合动力重型汽车流经插座器的电路比较大，因此类似于针状的端子可能会出现“热点”现象，进而导致端子的融合出现损坏，而且可能会在汽车时候过程中因为外部因素而导致短路，因此在插座器的设计中需要做好防水性设计，具体就是将插座器侵入5%的NaCl液体中，以此提高防水性能。另外还需要进行绝缘设计、安装橡胶护套。三是继电器的可靠性设计。混合动力汽车的继电器属于电磁式，因此设计的继电器触头额定电流比较大，一般选择晶闸管。

2.2低压电路设计

一是传导干扰设计。传导干扰是电气设备之间产生的干扰信号通过公共电源线相互产生的，具体在混合动力汽车中传导干扰主要包括：电源线、共开关量抖动干扰等，由于受到线路设计的不同，其可以分为感性负荷开路瞬变干扰和触点回路的抖动干扰。二是耦合干扰可靠性设计。耦合干扰就是电子设备产生的干扰信号通过空间耦合传递给另一电子设备。其主要包括感性耦合干扰和容性耦合干扰。

2.3电路布局设计

混合动力汽车的电路数量比较多，优化线路布局是提高电器元件使用寿命，增强电气系统工作可靠性的重要举措，而各个控制器与电气设备的安装位置影响线束的走向，因此需要合理布局各个电气设备。一是电气模块布局的设计。由于汽车行驶的震动比较大，因此在安装电气模块时需要考虑以下因素：振动、散热、防水以及安全。二是线束的走向设计。线束走向是电气设备安装的前提，合理的走向不仅有助于降低线路故障的检测效率，而且还可以提高其使用寿命。在进行线束的走向布局前需要对线束进行包扎，这样做的目的就是提高线束的耐磨性和抵御高温性。结合实践我们经常使用的包扎材料有热缩管、胶带以及纹波管等。具体走向就是：将整车的线路固定在混合动力汽车的车架上，按照车架右纵梁凹槽进行布线。

2.4基于CAN总线的设计

在混合动力重型汽车中CAN总线有着广泛的应用，使用CAN总线能够有效减少各个部件之间的线路连接，降低回路的数量，进而避免出现线路短路故障。CAN总线一般使用双绞线作为传输介质，这样可以避免信号干扰。

3混合动力重型汽车电路设计可靠性实验

基于上述的电路设计，通过运用相关实验对设计的电路进行检测以此判定电路的可靠性：首先依据相关实验规定对汽车的车身控制器和IC仪表的CAN总线进行通信实验，通过实验数据，该电路具有较强的抗传导干扰和耦合干扰能力；其次对整车的可靠性实验。将实验汽车按照不同的路况进行实验，并且按照启动、行驶、制动以及车速等环节的控制记录相关的数据，通过对相关数据的统计分析：整车的电路设计可靠性符合汽车安全行驶的要求，对于出现的细微故障主要是因为电气元件受到振动而引起的，由此可见，振动是混合动力重型汽车可靠性的重要因素。

4结束语

总之，混合动力重型汽车的电路设计工作尤为重要，随着汽车技术的不断发展，尤其是新能源汽车在社会中普及，我们要科学设计电路，优化电路布局，以此提高我国新能源汽车制造业的健康发展。

参考文献

第5篇：电路设计原则范文

模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同，可以划分不同的任务类型，并据此确定任务目标，设计任务结构。

关键词：模拟电路电路设计教学模式

以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来，由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性，逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的，因此，任何数字化系统都包含有模拟电路部分，模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。

模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言，模拟电子技术都处于较为底层的位置，通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。

模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于，学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路；模拟电路“数字化”、结构化程度低，表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂；模拟电路的工程技术方法很难实现程序化，常常需要依赖经验知识解决问题。

电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程，模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务，依据设计工作过程组织教学活动，能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。

1、工作过程、能力与任务类型

一个较完整的电子系统电路设计的工作过程，包括：技术指标分析，方案设计，单元电路设计与参数调整，电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析，完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型：识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。

单元电路设计与电路综合是基本任务，它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。

不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度，作为单独的任务存在，与相关的设计任务共同组成学习项目，也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如，反馈放大器设计可以作为一个学习项目，由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。

识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计，特别是在原理设计和电路结构设计时，极少原理性的创新，绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合，这种改进和组合需要阅读已有的设计资料，借鉴他人的技术经验和成果；为提高电路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在电路中采用新出现的电子元器件，例如集成电路芯片，需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。

目前，电子电路计算机辅助设计（EDA）包括电子工程设计的全过程，例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用，是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中，主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。

在电路设计的实际工作过程中，编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件，无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言，编写设计文件，是一个总结和提高的过程，有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。

2、任务目标

(1)电路识读任务，是对针对设计任务收集技术资料（主要是可供设计参考的电路）并进行分析，属于电路设计的准备工作，任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次：1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础，作为专业入门课程，对此应该给与一定程度的注意，要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件，往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元，判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成，功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路，例如放大器可分为输入级、中间级和输出级；稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析，得出对整个系统功能的判断，并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点，估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构，可以得出电路大致的技术性能指标，定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析，可以大致得出放大器的输入、输出特性；对中间级的分析，可以大致判断放大能力；依据级间耦合方式，可以判断放大器频率响应范围；甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。

(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计，在定性分析的基础上实现定量估算，自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程，可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求，分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求，正确分析和理解各项技术指标的含义，分析实现任务要求的技术途径，这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图，分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案，选用能够满足技术指标要求的核心器件，完成方案论证。对于同一个任务，实现的方案可以有多个，应具备将不同方案加以分析、比较的能力，从中确定一种相对较优的方案。

依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块，将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求，参考典型电路，确定电路结构，计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路，比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐，需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试，修改电路参数，观测性能指标，直至满足技术指标要求。5)电路联调，测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上，通常依据信号流向，逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成，系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程，也可以在计算机上模拟仿真实现。

(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性，计算分析器件容差对电路的影响量，用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度，实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上，通过仿真测试与分析加以调整，能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件，包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。

3、任务结构及实施

一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”，工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例，解决关于学习目标的问题。

3.2 任务要求

设计任务必须具备明确的工程应用背景，必须提出具体的设计要求（技术指标）。例如交流放大器设计任务，应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求，应依据由浅入深循序渐进的原则，从体现基本功能的一两个技术指标开始，逐步增加技术指标数量，提高设计难度。

3.3基础知识学习

基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的，因为它是能力的组成部分，同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力，因此应该以实现电路设计任务为依据，确定理论知识的学习内容和学习深度，力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。

提供设计参考的电路必须是工程电路，但学习是一个循序渐进的过程，基础知识的学习会使用原理电路为学习对象，原理电路不能仅有电路结构和元器件标号，也要标注元器件主要参数，使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像，逐步建立数量观念，这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。

3.4设计方法与步骤

不同功能和结构的电路，具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路，技术要求不同，设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别，但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。

以反馈放大器为例，设计步骤如下:

选择反馈组态，选择反馈深度，选择反馈级数，确定放大级数，确定输入级、中间级、输出级的电路结构，计算电路参数，仿真测试和参数调整。容易理解，上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。

3.5 电路设计

这是学生在相对独立的情况下，完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。

不同类型的学习任务，其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。

不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。

4、结语

电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算，依据模拟电路原理设计过程构建学习任务，组织和实施教学过程，不仅能够有效控制理论知识学习深度，促使学生较为自主地获取经验知识，并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力，更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。

参考文献

[1] Sergio Franco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].西安交通大学出版社,2009.

[2] 谢自美等.电子线路综合设计[M].华中科技大学出版社,2006.

[3] 赵世强等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.

[4] M.Herpy.模拟集成电路[M].高等教育出版社,1984.

第6篇：电路设计原则范文

近年来，我国电子技术获得突飞猛进发展，新型元器件和集成电路得以广泛应用，电集成化与复杂化显然已成为新时期电路设计的发展趋势。为更好满足当代电路设计需求，利用电子线路CAD技术取代传统的手工操作很有必要。在电子线路CAD技术的辅助下，电路设计的精密度将获得可靠保障。电子线路CAD技术的应用，其实是电路设计者在电路设计理论上具有可行性的基础上，通过计算机绘图、设计软件等工具，完成实际的设计工具。在电子线路CAD技术的帮助下，电路设计工作的效率与质量均将得以显著提升。目前，电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要包括以下内容：

1.1电路图的设计。作为电子设计中的重要环节，设计结构完善、功能全面的电路图很有必要，这是确保电子设计最终产物能够正常使用的根本保障。在电子设计者进行电路原理图的设计工作时，完全可以借助Protel工具，实现原理图的输入。Protel蕴藏着资源丰富的电子器件库，在Protel的辅助下，设计者在绘图期间能够结合设计需求，灵活使用各类电子器件，大大简化了设计的工作量，同时提高了电路原理图的精密度。譬如，使用者绘制完成元器件后，可以根据自己的想象，将其放在任何一个位置，仅需通过拖动就能实现，无需进行其他调整参数等操作。

1.2模拟数据。电子线路CAD技术还能起到模拟数据的作用，以便设计者根据模拟电路运行产生的数据，检验电路设计有无异常。同时，可结合模拟数据，对电路进行更深层次的分析。Protel软件本身自带多种模拟功能，设计者可通过模拟功能的运用，对电子设计在通电情况下的温度、瞬态、灵敏度等情况有一个初步的了解，以确保该电路的功能是否达到预期效果。另外，还可利用数据模拟，了解电路各环节的运行情况，以便设计者及时察觉线路异常，并尽快采取措施进行调整。

1.3设计PCB板。利用Protel软件，将电路设计图进行布线，最终形成的电路板即为PCB板。PCB板的设计，离不开电路原理图的导入，而电路原理图的导入工作，势必需要借助Protel软件的数据模拟功能。同时，为确保PCB板的设计达到理想效果，电路原理图与PCB板中的各类元器件的电气特点务必要保持一致。只有这样，设计者才能借助Prote软件的布线功能完成布线工作，并在后期，通过人工调整的方式，进一步改善布线工作的效果，使电路布线更加精确、整洁。

2运用电子线路CAD技术提高电子设计课程教学质量的有效建议

电子线路CAD课程是一门理论与实际结合性很强，具有一定实践性的新兴课程，是当代电子信息技术专业的核心课程之一。电子线路CAD课程的主要目的，是帮助锻炼学生PCB板的设计能力，能够结合设计需要，完成各种类型的PCB板布局与布线。作为电子信息技术专业的高职学生，务必要掌握：CAD软件的应用能力、原理图绘制能力、原理图元件制作能力。PCB板设计能力、新元件封装制作能力、单面PCB板设计与编辑。双面PCB板设计与编辑，并了解一定的有关多层PCB板设计与编辑以及电子线路仿真知识。结合电子线路CAD技术在电子设计中的应用情况来看，为能有效完成电子线路设计工作，全面落实电子线路CAD技术的教学很有必要。然而，从目前教学工作开展情况来看，在高职电子设计课程的教学工作中，电子线路CAD技术的应用并没有达到理想效果。学生在对电子线路CAD技术始终无法真正掌握电子线路CAD技术，也不能通过灵活应用该技术，顺利完成电子设计工作。学生对该技术的学习，往往只是停留在对理论知识的理解，对实践操作方面的内容，多呈现出临时性记忆的特点，一旦离开教师的辅导或一定时间未接触，就会出现无从下手的情况。针对这一问题，结合发达国家成功经验，发现运用以行动为向导的项目教学法效果更佳。告知电子设计课程在教学过程中，应遵循以下基本原则：

（1）先整体后具体。在开展CAD技术的教学工作时，教师应提前对该技术的应用价值与学习意义进行介绍，告知学生这一知识要点的学习难度与学习目的，使学生做好充分的心理准备后，再进行各项目的教学与实践；

（2）循序渐进。学生初步接触CAD技术时，教师注意引导学生进行简单尝试，带领学生运用该技术进行难度系数低的电子设计，然后不断增减难度，由浅入深，加强学生运用该技术的能力。比如说，相较于高频电子产品，低频电子产品的电路设计更为简单，教师在带领学生进行学习时，应从低频电子产品的设计入手，待学生完全掌握操作技能后，再逐渐转向高频电子产品的电路设计；

（3）鼓励创新。在使用CAD技术进行电子设计时，教师应在学生CAD技术掌握到一定程度时，鼓励学生积极创新，进一步增强学生电子线路CAD技术应用的灵活性；

（4）要求学生将理论落实到实践。子在学生运用CAD技术完成电子设计任务时，教师应要求学生将设计转化为成品，而不是停留在电脑的设计。将设计转化为成品，能有效激发学生学习成就感，使学生更加直观的感受到CAD技术的魅力，今后愿意更加专注地投入学习。

3结束语

第7篇：电路设计原则范文

关键词:项目教学;数字电路;课程设置;教学实例

项目教学是将某门专业课程按类别分为若干知识和技能单元,每个知识和技能单元作为一个教学项目,每个教学项目都以应用该项知识和技能完成一个具体的项目任务作为目标,所以,项目教学是将理论与实践融于一体的教学模式。把理论知识和实践知识较好的融于到具体项目是搞好项目教学的关键,所以,数字电路课程结构必须按照项目教学模式来重新设置,本文结合作者项目教学实践经验和研究工作对基于项目教学模式的数字电路课程设置进行浅显探讨。

一、课程的性质与作用

《数字电路》是高等职业院校电子信息专业、通信专业等电类专业的一门核心职业技术基础课,是实践性较强的课程。

本课程主要针对企业生产第一线产品装配、调试、检验、维修、生产管理等岗位。通过基于工作任务的项目式教学,培养学生的逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力(即用中小规模集成电路设计具有一定功能的逻辑电路,而不是设计一个编码器、译码器、计数器等)、常用仪器仪表使用能力(如双踪示波器、稳压电源、信号源、计数器、频率计、万用表等仪器仪表使用能力)、逻辑电路制作能力、故障排除能力、仿真工具使用能力、自学能力、设计报告编写能力及职业素质养成,本课程培养的核心能力是逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力。

二、课程结构整体设计

课程教学设计的理念:以项目教学开展课程教学;实现理论实践一体化教学;以职业能力培养为主线,以应用为目的。依据此理念设计出的课程教学内容体系如图1所示。

项目实验包括单元实验、仿真实验、设计实验3个方面。“单元实验”训练常用电子仪器的使用方法和数字电路的基本测试方法,它所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关,充分体现课程的实践性。“仿真实验”主要利用EWB平台进行实验,使学生掌握仿真工具的使用方法,并能利用仿真工具对一些设计实验、项目实训内容进行仿真。“设计实验”是通过常用的数字集成电路实现简单功能的逻辑电路。

项目实训采用EWB仿真设计+实物制作相结合的手段,项目实训内容主要利用中小规模集成电路实现具有一定功能的数字系统。在项目实训中鼓励学生将课外科技活动、数字电路制作大赛纳入教学活动中来,课内外学习相互结合,使学生视野开阔、能力增强。

理论教学与实践教学时间比例为1∶1;并安排2周课程设计进行综合实践训练。

(一)项目设计的思路

项目设计的思路:设计的项目应覆盖整个工作领域和承载这个工作领域所需要的知识和技能;项目结构划分应体现工作体系的特征;在以项目划分为线索进行工作分析的基础上,合理设计项目结构。

项目内容设计具体原则:项目应覆盖知识点和技能要求;知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中;项目大小要根据学习内容进度和要求来确定;项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。

(二)课程教学实施思路

课程教学实施思路:理论教学主要结合在项目实验、项目实训中进行教学。

课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授,以工作任务完成过程为主线选择和组织课程内容,以完成工作任务为主要学习方式,每一个项目分解为若干个工作任务,通过每一个工作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。大部分内容教学实施在实验室中进行理论实践一体化教学,可先分析再实践,或先实践再分析理论知识,或随讲随练,讲练结合,工学交替,理论教学与实践教学同步进行。教学实施过程中突出“以职业能力培养为主线,以应用为目的”原则,重点加强对学生实践能力的培养,通过对项目设计制作训练,培养学生综合应用知识的能力。

(三)实践教学的4个层面

本课程教学模式是基于工作过程的项目式教学,借助这种教学模式和项目实验、项目实训、课程设计3个实践平台,构建了由基础训练、应用训练、创新训练和综合训练组成的“四个层面”的实践教学体系,为学生实践能力培养提供强有力保障,能使学习者在实践活动中主动学习和有效应用知识,极大提高教学效果和学生职业能力培养的效率。

三、教学内容的选取与规划

(一)教学内容选取依据

教学内容要集中体现课程教学目标,内容的选取应该以企业对岗位知识能力要求和学生适应岗位变化的可持续发展能力要求为依据。这就要求数字电路课程组的教师经常到企业进行知识和能力要求的调研,对企业所要求的知识点和能力进行分析,根据调研结果及时调整教学内容,使数字电路的内容符合行业企业发展的需要。另外,教学内容的选取还要考虑能较好地解决“基础知识、技能与学生适应岗位变化的可持续发展能力”的关系,“基础知识与应用能力”的关系,“理论与实践”的融合关系、比例关系等关系,使《数字电路》课程内容体系具有高等职业教育的针对性,适应电子信息职业岗位能力的培养。

(二)教学内容具体规划

1、理论教学内容。必修模块:数字电路基础,逻辑门电路,组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路,脉冲电路;选修模块:半导体存储器与可编程器件,数/模转换与模/数转换;拓展模块:MAX+PLUSII软件操作训练,用VHDL语言设计功能模块(拓展模块不纳入正常教学,利用课余时间结合数字电路设计制作竞赛开展教学,满足部分学生需求)。

2、项目实训内容。项目实训内容体系如图2所示,具体实训内容:加法计算器的设计与制作包括逻辑门电路功能的测试和加法计算器的设计两个项目。涉及相关知识:与、或、非逻辑运算,复合逻辑运算,TTL门电路,OC门,三态门,TTL门电路、CMOS门电路的分类及其比较,TTL与CMOS数字集成电路的使用规则,逻辑代数的基本定律及规则,组合逻辑电路的描述,组合逻辑电路的分析,最小项与最大项,常用数制与BCD码;逻辑函数的化简,组合电路设计方法,数字信号与模拟信号,组合逻辑电路中的竞争-冒险现象。抢答器的设计与制作包括译码器功能的测试、编码器功能的测试、锁存器功能的测试和抢答器电路设计等4个项目。涉及相关知识:LED显示器,显示译码器,译码器,使用变量译码器实现组合逻辑函数;编码器,二进制优先编码器功能扩展;D 锁存器;抢答器的组成框图(包括编码器、译码器、锁存器)。计数器的设计与制作包括触发器逻辑功能测试、简单计数器逻辑功能测试、集成计数器功能测试和计数器的设计与调试等4个项目。涉及相关知识:基本RS触发器,同步触发器,边沿D触发器,边沿JK触发器;时序逻辑电路的组成,计数器的类型,计数器的分频功能,同步时序电路分析;集成四位二进制加法计数器 74LS161,集成四位二进制同步加法计数器 74LS163,集成异步十进制计数器74LS290,可逆计数器74193;计数器模数的变化,振荡器。数字钟的设计与制作完成有一定功能数字钟(能显示小时分钟基本功能)设计制作,这一个项目是对前面所有相关知识的综合运用和检验。

四、教学组织与实施

教学组织与实施的思路:教学内容结构以项目和案例作为单元展开教学内容,教学组织形式采取实际操作与讲解相结合,单元学习时间为4课时;教学过程中正确处理知识学习与工作任务的关系,做到知识学习为完成任务服务,知识学习为技能形成服务;最后,学生通过学习获得报告、图纸、工艺文件、作品等学习成果。

项目的具体组织实施过程中,重点考虑如何通过设计恰当的工作任务引入相关理论知识。例如通过“三人表决电路设计”、“简单加法计算电路设计”两项工作任务,引入组合电路设计方法、逻辑函数化简方法等知识点;通过这两个任务,学生容易理解化简后结果尽可能用相同芯片去实现它,因此“与或式”结果不如“与非与非式”,“与或式”就意味着要用与门和或门,再简单的逻辑函数至少要两个芯片,“与非与非式”只用与非门,如果逻辑函数不复杂,一个芯片可解决问题。又如通过“用74160及简单门电路构成八进制计数器(0-7)”和“数字钟中分钟指示电路设计与调试”两个工作任务,引入N进制计数器的构成方法:串接法(即级联法)、复位法、置数法。

五、教材编写与选择

项目式教学教材选用应该是以主、辅两本教材结合使用的选用原则。为了保证项目教学的顺利实施,应该以自编校本教材为主教材,选择理论知识顺序与校本教材基本一致的规划教材为辅助教材。校本教材在章节顺序上,以项目和工作任务为主线来编排内容顺序,兼顾学生的认知规律,并将知识和能力有机地融入到完成工作任务的具体过程中;在内容编排上,按先基本逻辑电路后逻辑部件、先单元电路后系统电路、先数字电路后脉冲电路的原则编排,实践与理论在内容上相互充实、相互补充,边学边做。

采用两本教材的目的是满足部分自学能力较强学生扩展知识的需要,对一些内部电路的分析、原理的分析,自学能力较强学生可通过自学获得知识,培养学生的自学能力。

六、项目教学实例

以“智力竞赛抢答器的设计”这一项目为例说明项目教学的具体实施过程。这个项目的实施过程包括4个阶段:

第一阶段:任务布置。第一步是教师布置工作任务,讲解必要的相关知识,如原理框图;第二步是分小组讨论,按强弱搭配原则分小组讨论,教师参与学生的讨论,提出要解决的关键问题,即如何实现数码管显示与按键数字相对应的数码,如何实现闭锁功能,学生展开对这两个问题的讨论,教师逐步启发学生,得到解决问题的基本方法。

第二阶段:仿真设计。第一步是利用仿真平台在仿真实验室中进行仿真设计,搭接电路并激活仿真软件,查看所设计的电路能否实现工作任务所要求的技术指标;第二步是教师对学生仿真设计结果进行考核。

第三阶段:电路制作。第一步是学生在面包板上搭接电路,自行排除故障;第二步是分小组进行答辩并考核。

第四阶段:教师总结。可挑选1-2个电路进行演示,并讲解工作原理。

通过本项目的学习,学生不仅掌握了锁存器、编码器、显示译码器的原理,动手能力得到了很大提高,电路制作的速度、排除故障能力明显提高。整个项目教学体现了课程整体设计的理念,应用了计算机仿真、实验室制作教学手段,采用了项目教学式、小组讨论式、启发式等教学方法。

随着数字技术的不断发展,数字电路的教学内容和模式应不断的改革,这就要求数字电路课程组老师在总结经验的基础上大胆创新,做到与时俱进,并在今后的教学过程中还要不断深入研究和探索。

参考文献:

1、李珈.数字电路课程教学改革的实践[J].职业教育研究,2008(6).

2、侯国相.项目教学法在数字电路课程教学中的实践[J].辽宁教育行政学院学报,2008(8).

第8篇：电路设计原则范文

关键词：微电子；集成电路；课程群；亲产业

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微电子（集成电路）被称为现代信息社会的“食粮”，是一个国家工业化和信息化的基础。自2014年我国《国家集成电路产业发展推进纲要》，设置千亿级的集成电路发展基金以来，南京、合肥、重庆、成都、武汉、厦门等地相应出台了区域性的集成电路发展政策。厦门依据毗邻台湾的区位优势，设立了500亿人民币的集成电路产业基金，并陆续了《厦门市加快发展集成电路产业实施意见》和《厦门集成电路产业发展规划纲要》，拟形成区域性的集成电路产业集聚地，打造集成电路千亿产业链，最终形成我国集成电路的东南重镇。

在此背景下，厦门政府在集成电路设计、生产制造、封测以及人才储备，全方位进行布局和规划。设计方面：紫光集团投资40亿元设立紫光展锐产业园、研发中心项目，引进展讯等国内通信芯片设计的龙头企业。厦门优讯、矽恩、科塔等集成电路设计企业也在高速、射频芯片领域取得可喜进展，仅2016年，厦门就新增加60余家集成电路设计企业。2017年整体产值达到140亿元；生产制造方面：与台湾集成电路巨头联华电子合资设立了联芯12寸晶圆厂项目，总投资达62亿美元，已于2016年12月正式投产；三安集成电路有限公司和杭州士兰微电子股份有限公司，主攻三五族化合物半导体芯片生产；泉州晋华12寸存储器厂则着眼于动态存储器的生产和销售；封测方面则引入通富微电子股份有限公司，力争打造一小时产业生态圈；人才储备方面：厦门政府与中国科学院微电子所共建中国科学院大学厦门微电子工程学院，辅以厦门大学、厦门理工学院、华侨大学等微电子学科，为厦门集成电路的生产和设计输送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微电子学院，联合台湾交通大学、元智大学等微电子老牌名校，共同探索适合厦门及周边地区的微电子人才培养策略，力求建立较为完善的课程群体系，为在闽的微电子企业培养专业人才。

二、微电子工程专业特点

首先，微电子专业与传统的机械、化工、电子等专业不同，是一门交叉性很强的学科，需要该专业学生系统地学习数字、物理、电子、半导体器件、集成电路设计、电路封装、计算机等多方面的知识理论，并且能够将各门学科融会贯通，熟练运用。其次，微电子专业入门门槛高、知识体系更新速度快，贴近产业。这就要求学生在具有坚实理论基础的同时，实践动手能力较强，才能在短时间内将所学理论和实践结合，迅速融入工业界或者科学研究。第三，微电子是一个庞大的系统专业。从大类上可以分成工艺、器件、设计、封装、测试五个大方面。但每一個大类又可分为几个甚至数十个小门类。如设计类又可细分为模拟集成电路、数字集成电路、射频集成电路、混合信号集成电路等四个门类。而例如数字集成电路，又可继续分为数字前端、数字后端、验证、测试等小方向。各个方向之间知识理论差异较大，对学生素质提出了极高的要求[1]。

三、微电子工程课程群实践

（一）微电子工程专业培养策略

结合厦门微电子产业特点，以市场需求为导向，同时充分利用海峡两岸交流方面的优势，立足于我校“亲产业、重应用”的办校原则，我校微电子工程专业设置为工艺和设计两大类方向，应对周边产业需求，对该专业学生进行差异化培养。在本科前两年公共课的基础上，大三学年，根据学生兴趣及教师双向筛选，确定学生未来两年的学习方案，分别在器件/制造、模拟/数字集成电路设计两方面进行课程教授和实践锻炼，培养专业门类细化、适应企业实用化需要的高素质、实践型人才。同时，在一些专业课程讲授上，聘请台湾方面有经验的教师和工程师，结合产业现状进行教授和辅导。

（二）微电子工程专业培养目标

对于我校应用型本科院校的定位，区域产业经济和行业的发展是重要的风向标，因此在微电子专业人才培养上必须突出“工程型、实用型和快速融入型”的特点。主要培养目标如下：（1）掌握半导体器件及工艺的基本理论基础、电子线路的基本理论与应用、计算机使用、电子系统信号处理的基本知识、集成电路及板级设计的基本技能。（2）具备半导体及集成电路设计、制造，PCB板级设计、制造、测试的基本能力，工程项目管理、品质管理、设备维护的基本素养。（3）能在半导体、集成电路设计、制造行业，从事集成电路设计、制造、研发、测试、品质管理、厂务管理、设备维护等相关工作，毕业三到五年后通过自身学习逐步成长为本领域的骨干技术人员和具有较强工作能力的核心工程师[2]。

（三）微电子工程专业课程群制定实践

基于我校应用型本科“亲产业”的学校定位，在微电子专业课程群建设中，我们首先引入CDIO的教学理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即构思—设计—实施—运作）工程教育是以理论教学为基础，工程实际反馈互动为主要形式的培养方案[3，4]。基于此，课程群制定从知识逻辑（课程环节）和项目实施（工程实践）两个角度，对学生的综合素质进行培养、锻炼。

第9篇：电路设计原则范文

【关键词】Multisim10；数字电路；项目教学

一、引言

《数字电路》是高校电子信息类专业的一门重要专业基础课，随着集成电路制造技术的迅速发展，中、大规模和超大规模数字集成电路在各个领域获得广泛应用，它已成为国民经济的强大推力，这对相关专业技术人才的培养提出了更高的要求。因此，在实际教学过程中，不宜采用传统教学方式，应该尝试一种新的教学方法，我们在对传统的数字电路教学进行了深入的分析、研究之后，在数字电路教学中引入了德国“以培养关键能力为核心”的项目教学法。在项目教学的实施过程中，辅以仿真软件Multisim10，通过计算机强大的辅助设计计算能力，提高电路设计的效率和准确性；通过仿真，学生可以根据需要任意调整所设计电路的各项参数，极大的提高了学生的学习兴趣。

二、项目教学法在数字电路课程中的应用

项目教学法萌芽于欧洲的劳动教育思想，最早的雏形是18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育，经过发展到20世纪中后期逐渐趋于完善，并成为一种重要的理论思潮。2003年7月德国联邦职教所制定以行动为导向的项目教学法，其特点是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个项目教学方案，按行动回路设计教学思路，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。

《数字电路》的主要知识点包括：组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器极其所构成的电路、A/D转换器和D/A转换器、存储器等[1]，在传统的教学模式中，数字电路课程都是按照上述知识点授课，这样的授课体系由于目标不明确，学生普遍反映数字电路课程内容庞杂、头绪纷乱、枯燥无味、无所适从，因此在学习过程中容易丧失兴趣与信心。而在项目教学中，我们结合数字电路课程实践性强的特点，将整门课程围绕项目展开，根据项目的开发过程来安排授课内容，将数字电路的各个知识点拆开，插入到项目的开发过程中，引导学生边做边学，在实践中学习理论知识。教师不再把知识技能的传递作为教育的唯一目标，或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，让学生边做边学，把看到的、听到的、手上做的结合起来，通过在数字电路课程中采用项目教学法有效地建立起课堂与生产实践之间的联系。我们在设计项目时，力求教学过程模拟真实的工作过程，体现项目教学法整个过程的真实性，从而使学生的学习更有针对性和实用性。以组合逻辑电路的学习为例，我们针对知识点和学生实际情况提出两个项目：项目一、三人表决器的设计与制作；项目二、抢答器的设计与制作。项目一比项目二容易，涉及的知识点较少，用到学生原有的知识较多，便于学生接受。项目一的主要作用是引入数字电路，让学生对数字电路有一个初步的认识和了解，熟悉数字电路的分析、设计和制作步骤，为项目二的进行打下基础；项目二则是一个综合的组合逻辑电路实例，扩宽了知识面和项目深度。当然，我们还可根据学生的实际情况拓展其他相关的一些项目。学生在项目产品的制作过程中，通过自行设计电路，安装，调试电路，提高运用理论解决实际问题的能力，使每个成员专业知识、专业技能、工作能力和团队精神得到提高和发挥，因此在数字电路课程中实施项目教学法可以更好地完成高职院校的培养目标，提高学生的实践能力和专业技能。

三、Multisim10软件介绍

Muhisim10软件是一种专门用于电子电路设计与仿真的软件，以Windows为操作平台，具有丰富的元件型，可以进行电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入，能够完成仿真和分析功能，适用于模拟/数字电路板的设计[2]。

Multisim10具有以下特点：系统高度集成，界面直观，操作方便；支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真；电路分析手段完备；提供多种输入/输出接口。

四、Multisim10在数字电路项目式教学中的应用

针对高职学生基础薄弱的特点，我们在设计教学项目的时候遵循由简到繁、由易到难的原则，通过分析课程知识和操作技能的要求，并结合学情，确立最合适的项目。在初学时可以用一些比较简单的项目，随着学习的深入，逐步增加项目的复杂度，在保持学生的自信心的基础上，激发学生的兴趣和求知欲。应用Multisim10软件可以经济方便的进行项目开发，很好的支持了数字电路项目式教学。

下面以“四人智力竞赛抢答器电路的设计”为例，介绍在Multisim10软件中如何完成数字电路项目。

1.下达项目教学任务

设计一个四人智力竞赛抢答器电路，要求智力竞赛抢答器电路能识别出4位数据中的第一位到来的数据，而对随后到来的其它数据不再作出响应，至于哪一位数据到来，通过LED指示。

2.学生通过查资料、自学、相互讨论、合作协调，完成

（1）四人智力竞赛抢答器电路设计；

（2）Multism10仿真，验证设计电路的正确性。

在项目的实施过程中，教师一定要把握好指导的尺度，更多地放开手让学生成为项目完成的主体，这样能充分锻炼学生的发散思维，培养其创新能力，并指导学生对项目进行拓展和延伸。

图1是学生设计的四人智力竞赛抢答器电路，通过此仿真电路优化了电路结构，形象地模拟四人抢答，学生学习热情高涨，效果良好。通过实际电路的焊接调试，培养了学生的操作技能。整个过程培养了学生从理论到实际、理论联系实际的能力，实现了理论实践一体化的教学目标.充分调动了学生的学习积极性，大大提高了学生的动手能力。

总之，通过Multisim10仿真，学生不仅明白了设计方法，更清楚了数字电路的功能，加深了对理论的理解，建立起动态、形象、直观的感性认识；所以，在项目实施过程中要求学生设计好电路之后，使用仿真软件进行电路仿真、调试，优化电路结构和参数，可以以得出最佳、最优的电路设计方案。

参考文献