EDA技术与数电课程教学结合的探讨

陈琦

【摘 要】针对数电课程传统的教学模式，指出在教学中引入EDA技术进行辅助教学的必要性和可行性。分析了EDA技术及数电课程教学的特点及目前的教学状况，提出了EDA技术与数电课程结合教学的思想。对两者结合的教学进行了研究，并取得了良好的效果。

【关键词】EDA技术；数字电路；数字电子钟；课程改革

0 引言

数字电子技术课程是高等院校电子类专业的重要专业基础课，通过该课程的学习可以使学生快速了解基本理论知识，快速培养学生分析教学中遇到问题和解决实践应用问题的能力。因此，课堂教学的生动形象和实验教学体系的完善对课堂实践教学效果及学生理论应用能力的掌握起着非常重要的作用。目前，传统的理论教学多采用板书和多媒体相结合的方式，使用多媒体进行教学具有生动、直观、灵活等特点，不仅节省了大量的板书时间，而且充分地扩展了课堂教学的内容，使学生在短短的几十分钟课堂时间里学到更多的理论知识。但是对于实践性及应用性较强的知识，教学效果不是十分理想。为顺应现代教育的发展，在课堂教学和实验教学中采用计算机虚拟仿真软件可以将所学理论知识形象地表现出来，更好的理论联系实际，并加以应用，有助于学生理解和掌握，提高学生学习的积极性。在此研究基础上提出了基于虚拟仿真技术的数字电子技术课程教学的新模式，课程与实验教学中将EDA仿真引入，可以增加元器件品种、规格和数量在实验室在中的不足，避免教学仪器的损坏。传统实验中的不足也被弥补，而且还符合电子技术发展的趋势潮流。

1 EDA技术应用在教学中的必要性

计算机有存储量大、运行速度快、电子记忆的特点被EDA技术借助，成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段，已经在电子设计领域得到广泛应用。美国NI公司的Multisim软件就是这方面很好的一个工具。它是以windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有高仿真高分析的能力。使学生实际动手与教学理论脱节的这一问题得到了很好的解决。学生可以更快的、更方便地用计算机仿真把教学中的理论再现出来。可以极大地提高学生的学习热情和积极性。

2 EDA技术在课程教学中的应用

2.1 EDA技术在课堂教学上的应用

将EDA技术应用在课堂教学上，有助于学生理解和掌握，比如在课堂讲到555定时器的结构、工作原理及其应用时，这是计算机仿真软件就派上了用场，可以很真实的演示电路的工作过程，使学生更好地理解用555的接成的脉冲发生器电路的工作情况，从而掌握电路的应用。理论知识的学习枯燥乏味，使学生感觉到复杂、抽象。但是通过现场演示操作，让学生在现场应用中掌握原理；在现场操作中由抽象转化到现实；这样学生便不再觉得复杂，一堂现场演示过程学生便很好的完成了理论知识的学习。

上图是利用仿真软件模拟555定时器接成的多谐振荡器的课堂实例。利用软件建立仿真电路，真实地展现输出电压波形，并可通过改变R和C的参数改变电路的振荡频率。

2.2 EDA技术在实验教学上的应用

数电课程的实验教学需要在简单的验证性实验的基础上开设有创造性的设计性实验和综合性实验。利用计算机仿真软件可以扩展实验室，提供所需要的电子元件和芯片，搭建难度较高较复杂的电路，并验证其正确性。下面为学生利用仿真软件进行数字电子钟逻辑电路的设计实例。

利用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。秒时钟信号发生器可由555定时器构成。计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。学生依据电路框图和提示信息设计逻辑电路图，并将其在虚拟实验环境中用仿真电路实现。下面给出数字电子钟的电路框图。

3 总结

将现代EDA技术融入数字电路课程内容，将全新的设计思路和方法渗透到课堂教学与实验教学中去，这样可以使学生的兴趣提高，让学生自主学习，学生可以在实践中很好的应用新的知识、理论等， 使学生的想象力、创新力在一定程度上得到提高。跟上电子科技发展的的步伐，才能带给数字电路课程以全新的面貌。它将使专业基础课教学内容与世界电子技术发展同步，并使原有教学模式和教学内容产生质的飞跃，现在教学质量有待提高，只有提高教学质量，才能摆脱传统的人工设计方法的思维模式。才能提高学生自身的创新能力、竞争能力和创新的意识。才能更好的适应市场需要。

【参考文献】

[1]阎石.数字电子技术基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社，2006.

[3]黄培根，等.multisim10计算机虚拟仿真实验室[M].北京：电子工业出版社，2008.

[责任编辑：刘展]