淺析在數(shù)字電路教學(xué)中應(yīng)用EDA技術(shù)

張?bào)憔_?王永杰?王付華

摘 要：EDA技術(shù)是通過(guò)把計(jì)算機(jī)技術(shù)合理有效的運(yùn)用在電子設(shè)計(jì)中的新技術(shù)手段，將EDA技術(shù)運(yùn)用到目前的數(shù)字電路課程教學(xué)中有著意想不到的效果，不論是從理論學(xué)習(xí)還是實(shí)踐教學(xué)中都是以人為本，讓學(xué)生能夠充分理解和學(xué)習(xí)，開(kāi)發(fā)潛力，也是當(dāng)今教學(xué)模式中最為全面具體的一種新型教學(xué)模式，具有時(shí)代創(chuàng)新精神和探索精神。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路教學(xué)；應(yīng)用；EDA技術(shù)

在電子專業(yè)的課程中，數(shù)字電路是門(mén)非常重要的課程，數(shù)字電路的實(shí)踐性強(qiáng)。怎么樣把先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)運(yùn)用在教學(xué)中，打破傳統(tǒng)的教學(xué)思維和模式，凸顯其課程的實(shí)踐性是非常重要的一門(mén)教學(xué)課題。EDA技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng)，能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)力，把這種技術(shù)合理有效的設(shè)計(jì)運(yùn)用到教學(xué)當(dāng)中，能取得良好的教學(xué)效果。隨著當(dāng)前EDA技術(shù)的推廣和廣泛運(yùn)用，EDA技術(shù)的教學(xué)模式是當(dāng)前數(shù)字電路教學(xué)的主要趨勢(shì)。

一、EDA技術(shù)的概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)這幾年的快速發(fā)展，在計(jì)算機(jī)軟件、微電子交叉以及硬件上出現(xiàn)了EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)課程。EDA的技術(shù)內(nèi)容非常豐富且廣泛，其綜合性比較強(qiáng)。EDA技術(shù)主要包括：①自動(dòng)化變成器件設(shè)計(jì)；②自動(dòng)化印刷電路板設(shè)計(jì)；③自動(dòng)化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)；④自動(dòng)化的仿真、測(cè)試、和故障診斷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。工作原理：通過(guò)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)為工作平臺(tái)，硬件的語(yǔ)言描述作為系統(tǒng)描述的主要方式，EDA軟件為開(kāi)發(fā)環(huán)境，把大規(guī)模的編程器件用來(lái)作為設(shè)計(jì)的載體，使用電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為運(yùn)用方式的設(shè)計(jì)過(guò)程。數(shù)字電路作為電子類的主要課程，學(xué)生要熟悉和掌握各種數(shù)字電子的原件，合理有效的使用數(shù)字電路圖的繪制方法和分析方法，而EDA的技術(shù)軟件剛好具備了這方面的課程需求，可以直觀的在教學(xué)方法中表現(xiàn)出知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，這種專業(yè)課程能把理論和實(shí)際相結(jié)合在一起，使實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程。EDA技術(shù)中的仿真技術(shù)剛好可以把實(shí)踐的知識(shí)在課堂中表達(dá)和體現(xiàn)，在教學(xué)內(nèi)容的每一個(gè)階段都能夠進(jìn)行有效的體現(xiàn)，以EDA的基礎(chǔ)功能MAX+PLUSII為例，詳細(xì)介紹MAX+PLUSII是把仿真編譯、設(shè)計(jì)輸入、編程下載等功能相集合，從而可以進(jìn)行虛擬的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)。其優(yōu)勢(shì)主要有以下兩點(diǎn)：①M(fèi)AX+PLUSII提供了電路的測(cè)試和仿真的功能，彌補(bǔ)了教學(xué)實(shí)驗(yàn)室儀器不完善，而且能有效的進(jìn)行仿真分析，學(xué)生容易理解，仿真的內(nèi)容形式能夠直觀的表現(xiàn)出來(lái)；②MAX+PLUSII可以進(jìn)行測(cè)試、設(shè)計(jì)、演示綜合電路等各種綜合電路，能夠在仿真的電路中制造各種電路故障，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中模擬出各種電路故障讓學(xué)生們分析和排除，可以培養(yǎng)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

二、EDA技術(shù)在數(shù)字電路教學(xué)中的運(yùn)用

（一）EDA技術(shù)運(yùn)用于課堂教學(xué)中

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)都是依靠粉筆和黑板，不利于學(xué)生理解與學(xué)習(xí)，存在很多是弊端，為了讓學(xué)生更好的理解課堂內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的形象性、直觀性、生動(dòng)性把理實(shí)踐和理論知識(shí)相融合，在傳統(tǒng)的教育模式上也運(yùn)用過(guò)了CAI課件以及實(shí)物演示的方式，但依然還是不能夠滿足教學(xué)需求，無(wú)法達(dá)到良好的教學(xué)效果。所以，采用MAX+PLUSII軟件的數(shù)字課堂教學(xué)模式，運(yùn)用虛擬的電子環(huán)境教學(xué)，老師和學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)高效、數(shù)字電路豐富等特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行教與學(xué)，采用探究的教學(xué)模式能夠帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有利于教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛力，讓學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)中轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究，是一種互動(dòng)性強(qiáng)和實(shí)踐性強(qiáng)的科學(xué)教學(xué)模式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中老師和學(xué)生沒(méi)有一個(gè)能夠互動(dòng)的平臺(tái)，光靠老師在課堂上講授，學(xué)生自己靠理解和筆記，無(wú)法真正的掌握課堂上所講授的知識(shí)，MAX+PLUSII軟件剛好彌補(bǔ)了這個(gè)問(wèn)題，為老師和學(xué)生搭建了一個(gè)良好的互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，在教學(xué)的過(guò)程中學(xué)生不會(huì)出現(xiàn)學(xué)生成為旁觀者的情況，MAX+PLUSII這種直觀生動(dòng)的表現(xiàn)形式讓學(xué)生仿佛親身進(jìn)入到電路的實(shí)際環(huán)境當(dāng)中去，讓他們成為一個(gè)探究者，主動(dòng)去探究學(xué)習(xí)。MAX+PLUSLL這款軟件運(yùn)用在教學(xué)中表達(dá)的形式直觀生動(dòng)易理解、操作簡(jiǎn)單，所以在課堂上老師和學(xué)生之間通過(guò)簡(jiǎn)單快捷、輕松的形式進(jìn)行交流互動(dòng)，學(xué)生在自我創(chuàng)新出的想法和疑問(wèn)能夠在第一時(shí)間得到嘗試和驗(yàn)證。

三、教學(xué)案例

（一）利用74LS160芯片設(shè)計(jì)9進(jìn)制計(jì)數(shù)器

以往傳統(tǒng)的教學(xué)主要是將芯片引腳圖和連接圖畫(huà)出來(lái)，然后教師向?qū)W生口述計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程，再分析它是如何實(shí)現(xiàn)異步置零的，這樣會(huì)增加學(xué)生的理解難度。利用EDA技術(shù)平臺(tái)輔助計(jì)數(shù)器教學(xué)的設(shè)計(jì)步驟是：在bdf窗口中構(gòu)建計(jì)數(shù)器原理圖，再將74LS160芯片和非門(mén)調(diào)入到原理圖編輯器的元件庫(kù)中，為這些芯片編輯引腳命名，然后通過(guò)連線工具對(duì)這些芯片進(jìn)行連接，這樣就可以繪制一份完整的9進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理圖。

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前在廣泛使用的數(shù)字電路教學(xué)中芯片的運(yùn)用以及類型越來(lái)越豐富，一種新型數(shù)字電路教學(xué)EDA技術(shù)被提出并采用到現(xiàn)代數(shù)字電路教學(xué)課程改革中，課堂中可以使用EDA技術(shù)進(jìn)行芯片功能的連接，還能對(duì)電路進(jìn)行分析和仿真，從而更加豐富數(shù)字電路教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，改變了當(dāng)前數(shù)字電路教學(xué)的教學(xué)手段，使學(xué)生能夠更加了解芯片的知識(shí)和功能，提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)和分析的能力。

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