基于Multisim仿真的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)《電子技術(shù)》課程設(shè)計新探索

胡潔

摘要：《電子技術(shù)》課程設(shè)計是學(xué)生一項重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)有完備的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室，將Multisim仿真引入到《電子技術(shù)》課程設(shè)計中，可起到節(jié)約資源、激發(fā)興趣、提高搭建實際電路成功率的效果。

關(guān)鍵詞：Multisim仿真;電子技術(shù);課程設(shè)計

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)在大學(xué)?？疲ǜ呗殻哟蔚奈ㄒ粚I(yè)，隸屬于電子信息類的交叉性綜合學(xué)科，旨在培養(yǎng)掌握WSN無線傳感網(wǎng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)、嵌入式開發(fā)等基礎(chǔ)知識，具備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、軟件編程和測試等能力，能從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、維護(hù)和相關(guān)軟件開發(fā)、測試等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。近年來，設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的高職院校日益增多，各校紛紛制定適合自身專業(yè)特色的人才培養(yǎng)方案?！峨娮蛹夹g(shù)》《電路分析》是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)方案中必須的電類基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生掌握嵌入式開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)識別的硬件系統(tǒng)先導(dǎo)課程。其中，《電子技術(shù)》課程以模擬電子電路、數(shù)字電子電路為載體，將典型電子電路設(shè)計、調(diào)試與應(yīng)用有機(jī)融合，理論性、實踐性都較強(qiáng)，更側(cè)重于學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

《電子技術(shù)》課程設(shè)計是在學(xué)生的理論課程與實驗內(nèi)容學(xué)習(xí)完之后，集中安排的一項綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對學(xué)生的能力培養(yǎng)目標(biāo)主要有以下幾點(diǎn)：（1）能識別與測試常用電子元器件;（2）會使用常用電子儀器儀表;（3）會查閱電子元器件手冊并合理選用元器件;（4）會根據(jù)電路功能要求，設(shè)計具體的電子電路;（5）能制作和調(diào)試電子電路及排除簡單故障;（6）具有獨(dú)立分析問題，解決問題的能力，懂得組織協(xié)調(diào)并具有創(chuàng)造性思維。

目前，高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)生源普遍偏文科化，高中物理知識系統(tǒng)強(qiáng)化的缺失導(dǎo)致這部分學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱且動手能力教差，但是《電子技術(shù)》課程設(shè)計需要良好的電路理論與實踐能力。除此之外，電路設(shè)計還需要使用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析計算、作圖，使得這些學(xué)生完成該課程設(shè)計存在一定困難。

在《電子技術(shù)》課程設(shè)計的實施過程中，引入Multisim仿真軟件，將電子電路的設(shè)計主場完全交給學(xué)生，教師發(fā)布任務(wù)并個別輔導(dǎo)，通過一個交互式、圖形化的學(xué)習(xí)環(huán)境由學(xué)生將電子電路理論中的設(shè)計框圖變成可視化，仿真功能可直接測試電路結(jié)果并完善，然后通過面包板接線完成電路的制作和調(diào)試，最后撰寫設(shè)計報告。整個設(shè)計過程避免了元器件的浪費(fèi)，節(jié)約了設(shè)計時間，也不斷在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力與積極性。

1 Multisim仿真軟件優(yōu)點(diǎn)

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的基于Windows平臺的一款仿真工具，可以方便的對各種電子電路進(jìn)行設(shè)計、仿真和測試，電路分析功能強(qiáng)大[1]。軟件以圖形化、交互化的操作界面，避免了電路設(shè)計過程中的枯燥乏味;元器件的選取和測試儀器的選擇只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵直接拖拽到屏幕上，然后連線即可完成整個電路，操作簡單，容易上手;提供直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、直流掃描等多種強(qiáng)大的電路分析方法[2]，不需要復(fù)雜數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論知識也能快速的設(shè)計電路，有效克服了電路仿真與設(shè)計的局限性;仿真過程沒有實際元器件和儀器儀表的損耗，電路仿真測試通過后再進(jìn)行實際搭建，有效節(jié)約了開發(fā)成本。

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)有完備的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室，將Multisim仿真引入到《電子技術(shù)》課程設(shè)計中，可起到節(jié)約資源、激發(fā)興趣、提高搭建實際電路成功率的效果。

2 Multisim仿真軟件在《電子技術(shù)》課程設(shè)計中的應(yīng)用

基于Multisim仿真的《電子技術(shù)》課程設(shè)計實施步驟為：（1）教師下發(fā)課程設(shè)計任務(wù)，列出電子電路設(shè)計需要實現(xiàn)的基本功能。（2）學(xué)生根據(jù)設(shè)計思路，多擬定幾個設(shè)計方案，并畫出電路設(shè)計系統(tǒng)框圖。（3）開始電路設(shè)計，應(yīng)用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路的設(shè)計與仿真調(diào)試，先單元電路再到整體電路，經(jīng)過對比與選擇，確定最終電路設(shè)計方案以及元器件參數(shù)性能指標(biāo)等。（4）學(xué)生根據(jù)設(shè)計電路方案購買相應(yīng)的電子元器件，利用面包板搭建實物電路進(jìn)行測試與調(diào)試。（5）學(xué)生展示實際電路所實現(xiàn)的功能，通過教師檢測并點(diǎn)評，課程設(shè)計結(jié)束。

應(yīng)用舉例：現(xiàn)在餐廳都設(shè)有級別不等的VIP包廂，要求設(shè)計一個餐廳包廂VIP呼叫系統(tǒng)，級別越高的包廂在按鈴后可獲得服務(wù)員的優(yōu)先服務(wù)，級別較低的次之，服務(wù)員根據(jù)鈴響和屏幕顯示為顧客提供服務(wù)。經(jīng)過方案選擇，電路設(shè)計框圖如圖1所示，Multisim軟件仿真結(jié)果如圖2所示。

由圖2仿真結(jié)果可知，數(shù)碼管可根據(jù)VIP級別優(yōu)先顯示包廂號，設(shè)計結(jié)果符合預(yù)期設(shè)想，可以下一步用面包板搭建電路進(jìn)行實物測試與調(diào)試。

3 結(jié)論

將Multisim仿真應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)《電子技術(shù)》課程設(shè)計中，可幫助基礎(chǔ)差的學(xué)生快速進(jìn)入電路仿真設(shè)計，并完成實物電路搭建，從而具備初級的電子電路設(shè)計與調(diào)試的能力。良好的電子電路設(shè)計思維與實操能力的鍛煉，可以進(jìn)一步提高學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟硬件實施和測試的能力，培養(yǎng)適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要的，德、智、體、美全面發(fā)展的技術(shù)技能人才。

參考文獻(xiàn)

[1]黃培根，任清褒.Multisim10 計算機(jī)虛擬仿真實驗室[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]王帥，張瑩，孫艷.虛實結(jié)合的電路原理實驗教學(xué)模式探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2015，13（5）：135-137.