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摘 要：随着社会的进步和人们生活水平的提高,为了顺应当代社会对现代电子技术类人才的要求,电路CAD课程设计的教学方法也在不断革新,以学生为主体、教师为辅助引导者作为教学的基本原则,制定课程的步骤、内容和目标,实践证明实验教学的方法十分有效.本文从电路CAD课程的教学现状出发,对课程设计实验教学方法提出了个人的几点意见.
关 键 词：PROTEL；电路课程；CAD课程设计；教学方法
中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1674-7712（2013）14-0000-01
实验教学的标准随着教育的改革不断提升,学生的创新精神和灵活运用所学知识的能力都是实验教学涵盖的内容,学生在实验过程中能够锻炼综合设计、实际应用、创新思维等方面的能力,学会自主思考分析和解决问题.
一、电路CAD课程设计的现状
电路CAD课程设计是电子信息工程专业课阶段理论知识的综合应用,教师在教学中,往往将其当作一门理论课来教学,通常会先给出一个具有某种功能的电路设计图,对设计图电路的主要部分工作原理和达到这一原理的主要功能进行讲解,最后要求学生在PROTEL软件中绘制电路系统的原理图和印制板图.这样的教学方法不仅制约了学生的自主学习能力,学生处于被动学习状态,学习能力和对知识的掌握能力下降,这样的课程设计完全失去了教学的意义.
因此应当对这样的教学方式进行改革,把教学目标设定为提升学生的动手操作能力,以学生为教学主体自主学习,教师辅以指导,启迪学生的创造性思维,学会运用不同的方法解决问题.
二、基于PROTEL的电路CAD课程设计
让学生通过所学的理论知识,设计一个实际应用的单片机测试系统,辅以电路设计工具软件PROTEL,绘制出电路原理图和PCB图.
(一)PROTEL软件的设计流程
PROTEL软件是一个完整的全方位电路设计系统,包含有电路原理图设计、PCB设计、PCB自动布线、可编程逻辑器件设计、模拟/数字信号仿真等功能模块,并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构.其中PCB设计和电路原理图设计是其最具代表性的功能,提供了完备的电路仿真器,使从原理图的绘制到最终电路板设计的所有工作都能轻松完成.
该软件设计流程为是：首先是工作环境设置和页面设置,装入元件库,然后,将元件、电源符号、接地符号、连接线、网络标号和说明信息分别依次放置在图纸上合适的位置,再就是对电路图进行检查和调整,最后保存并输出.
(二)课程设计的内容
对于学生想要设计什么系统,教师不应限制,检测和设计系统时允许学生任意选择物理量,另外,教师要对设计系统中所包含的内容进行规定,以保证课程设计能达到最终目标.
第一,MCS-51系列单片机必须包含在设计的系统的芯片中；第二,测试的物理量必须要显示在4位LED中；第三,在检测量超过设定值后,系统能够自动发出警报；第四,要设置能够让测试系统根据实际情况作出相应调整的按钮；第五,要配有一路传感器和相应的调理电路；第六,要配备AD转换芯片使检测物理量的模数能够转换.
(三)测试系统的要求
为达到启迪学生创造性思维的教学目的,测试系统的设计有以下几点要求：
第一,学生必须制定多套测试系统绘制的方案,从中选择最终方案并阐述理由；第二,测试系统必须达到方案最优化和实际的效益最大化的要求；第三,传感器能够稳定工作,精度要准确,若出现问题,则要给出弥补方案；第四,在绘制PCB之前,学生必须弄清其设计规则,既要完成任务,又要保证所设计的测试系统原理图的功能的正确性和布局的美观性以便实际装配调试；第五,为设计提供完整详细的说明书,例如工作原理、选择元件的原因、PCB的设计规则等.
(四)测试系统的仿真分析和验证
很多学生在以前并没有接触过设计,缺乏经验,所以为了让学生顺利完成设计,需要仿真分析和校验设计的原理图,可以直接在PROTEL中对模拟电路、数字电路和数模混合电路进行仿真校验.电路仿真的流程一般是首先将仿真电路、电源等绘制出来,然后将仿真分析的参数进行设置,继而运行仿真分析,最后对结果进行观察.以仿真的结果为依据,校验传感器调理正确与否.因而,在原理图的设计和仿真分析之间需要反复校验电路放大倍数的合理性以及能否正常工作,再调整选择的参数,绘制出符合要求的原理图.
三、总结
基于PROTEL的电路CAD课程设计的教学方法是教育革新的具体表现,其不仅能让学生完全掌握理论知识,还锻炼了学生的实际操作能力,同时也让学生的创造性思维得到了发挥,提高了学生的综合素质,这一教学方法应该被广泛推广应用.