時(shí)間：2023-03-30 10:39:06
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的內(nèi)容
該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)基本數(shù)字電路功能，而且還要能夠?qū)崿F(xiàn)部分中規(guī)模和大規(guī)模的數(shù)字電路功能。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下這些：（1）數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)。（2）LED16×16點(diǎn)陣控制器的設(shè)計(jì)。（3）數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)。（4）實(shí)現(xiàn)搶答器數(shù)字系統(tǒng)。（5）實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖數(shù)字系統(tǒng)。（6）實(shí)現(xiàn)三色交通指揮燈控制器的數(shù)字系統(tǒng)。（7）實(shí)現(xiàn)簡易電子琴的數(shù)字系統(tǒng)。（8）實(shí)現(xiàn)三層電梯控制器的數(shù)字系統(tǒng)。
1.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分，即信號(hào)發(fā)生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴(kuò)展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用了通用適配板與系統(tǒng)功能板分離的結(jié)構(gòu)方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統(tǒng)功能底板上使用,也可單獨(dú)工作。
1.3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)
根據(jù)電路功能，將其劃分為兩部分，即通用適配板電路和系統(tǒng)功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進(jìn)行連接。1.3.1系統(tǒng)功能板電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能板電路設(shè)計(jì)如圖1，下面是各個(gè)模塊的介紹：（1）7段數(shù)碼管模塊,用于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字顯示，例如計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果的顯示、頻率計(jì)的頻率顯示、數(shù)字鐘表的時(shí)問顯示及搶答器的倒計(jì)時(shí)顯示等。（2）紅綠燈電路模塊,用于紅綠燈的電路實(shí)驗(yàn)。（3）LED指示電路模塊,用來顯示組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)的輸出電平的高低。（4）點(diǎn)陣模塊,用來顯示點(diǎn)陣輸出。（5）時(shí)鐘電路,提供時(shí)序邏輯電路的CLK。（6）狀態(tài)機(jī)電路,由FPGA相應(yīng)的I/O口和狀態(tài)指示電路組成，用于序列信號(hào)發(fā)生器、告警器等的設(shè)計(jì)。（7）蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當(dāng)有人搶答時(shí)該電路可以放一小段音樂來告知有人搶答；第二部分是電子琴電路,由FPGA送出一定的樂譜頻率，在揚(yáng)聲器上發(fā)出相應(yīng)的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個(gè)DIP2的撥動(dòng)開關(guān)來選擇。（8）鍵盤電路模塊，該模塊用于選擇電子琴的數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、搶答器數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、電子密碼鎖數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。（9）DIP開關(guān)電路,提供輸入端的高、低電平。（10）液晶顯示電路。2.3.2通用適配板的電路設(shè)計(jì)通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴(kuò)展接口電路等部分組成。通用適配板結(jié)構(gòu)框圖見圖2。
2結(jié)束語
簡而言之，電子信息工程就是借助信息電子化技術(shù)，不斷獲取信息、處理信息的一種手段。近些年來，隨著我國現(xiàn)代技術(shù)的逐步完善，電子信息工程在一定程度上取得了較大的成果，其高效性、便利性、準(zhǔn)確性也常被人津津樂道。但是，不得不承認(rèn)的是，我國的電子信息工程設(shè)計(jì)還存在著諸多弊端，例如：核心技術(shù)和長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略的缺乏。一方面，由于我國電子信息工程設(shè)計(jì)起步較慢，因此在發(fā)展過程中對(duì)于國外技術(shù)的依賴較大，這是無法忽視的隱患之一，我們必須及時(shí)有效的研發(fā)新技術(shù)來擺脫這一現(xiàn)狀。另一方面，電子信息工程設(shè)計(jì)的發(fā)展受到企業(yè)經(jīng)濟(jì)情況和對(duì)外認(rèn)知的影響，我國的企業(yè)普遍缺乏創(chuàng)新性和可持續(xù)發(fā)展的觀念，因此，無法制定有效優(yōu)質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略?？偠灾?，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程領(lǐng)域的應(yīng)用，是符合時(shí)展要求的。
2自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的逐步應(yīng)用
自動(dòng)化技術(shù)，是一種綜合了信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)等一系列高新科技的混合體，其在一定程度上，代表著尖端高新領(lǐng)域的發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)由于其在控制領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新，受到了現(xiàn)代工業(yè)的廣泛應(yīng)用和追捧。因此，將自動(dòng)化技術(shù)引入電子信息工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用，獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。
2.1引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計(jì)朝著機(jī)械化和一體化的方向不斷發(fā)展
自動(dòng)化技術(shù)中最突出的特點(diǎn)就是，能在最大程度上用機(jī)械代替人力進(jìn)行一系列工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。因此，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上能夠直接體現(xiàn)項(xiàng)目、工程的機(jī)械化程度，這也正是其受到廣泛應(yīng)用和追捧的主要原因。而電子信息工程單純是由計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)等高新科技支撐、發(fā)展的，電子信息工程設(shè)計(jì)在一定程度上缺乏相應(yīng)的機(jī)械一體化能力。因此，兩者之間存在著諸多不可避免的聯(lián)系，與此同時(shí)，將兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合在一定程度上是一個(gè)發(fā)展的契機(jī)，一方面，可以促進(jìn)電子信息工程設(shè)計(jì)朝著機(jī)械化方向大力發(fā)展；另一方面，還能在一定程度上提高電子信息工程設(shè)計(jì)的效率。因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中逐步應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)不可多得的明智之舉，是工業(yè)發(fā)展的必然要求。
2.2進(jìn)一步提高電子信息工程設(shè)計(jì)的智能控制能力
眾所周知，電子信息工程設(shè)計(jì)是通過對(duì)電子設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)及其開發(fā)等手段，進(jìn)而對(duì)電子信息進(jìn)行一系列有效的控制和處理?？偠灾?，電力信息工程設(shè)計(jì)是基于信息，進(jìn)行一系列操作運(yùn)行的。而自動(dòng)化技術(shù)在信息的儲(chǔ)存和處理上有著引人注目的驕人成績，因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中引入自動(dòng)化技術(shù)能在根本上改善提高其對(duì)于信息的智能化操作水平。換而言之，自動(dòng)化技術(shù)和電子信息工程技術(shù)的融入能在最大程度上改善、提高對(duì)于信息的智能控制能力。
2.3在電子信息工程控制方面的提高
對(duì)于電子信息工程設(shè)計(jì)而言，電路分析和計(jì)算機(jī)控制這兩部分尤為關(guān)鍵。而自動(dòng)化技術(shù)在電路分析和設(shè)計(jì)方面有著不可忽視的主導(dǎo)地位，例如：三相電力、互感電路以及雙口網(wǎng)絡(luò)。也就是說，一旦自動(dòng)化技術(shù)開始應(yīng)用于電子信息工程設(shè)計(jì)，自動(dòng)化技術(shù)在各方面電路的高超本領(lǐng)也將注入電子新型工程設(shè)計(jì)。而計(jì)算機(jī)控制本來就和自動(dòng)化技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系，因此，自動(dòng)化技術(shù)的全力支持對(duì)于計(jì)算機(jī)控制的提高是不可或缺的?？偠灾?，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠電子信息工程控制方面帶來極大幅度的提高。
2.4輔助電子信息工程的具體設(shè)計(jì)
自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)效率的提高而言，存在著關(guān)鍵性作用。自動(dòng)化技術(shù)能夠從根本上改善原本效率低、準(zhǔn)確性低的陳舊計(jì)算機(jī)制圖方法。因此，在計(jì)算機(jī)制圖方面，一旦應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)，設(shè)計(jì)者只需在固定程序中輸入所采用的數(shù)據(jù)和規(guī)模，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)輸出設(shè)計(jì)。并且，其對(duì)于制圖方面的應(yīng)用涵蓋了建筑、紡織、電子等方方面面，這能給我們帶來極大的便利。因此，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠在最大程度上提高其工作準(zhǔn)確度和工作效率。
2.5引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計(jì)走向更好的明天
自動(dòng)化技術(shù)所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域和其技術(shù)能力，是迄今為止最廣和最高的。這也能從側(cè)面說明，在電子信息工程領(lǐng)域大面積應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是時(shí)代要求，是大勢所趨。例如，在信息處理方面，現(xiàn)階段除了自動(dòng)化技術(shù)之外，沒有任何技術(shù)能對(duì)信息處理的如此全面和高效。在智能操控方面，也沒有任何技術(shù)能夠超越自動(dòng)化技術(shù)的完美操控。與此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)處理方面，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于制圖的輔助能力也是其他技術(shù)所無法匹敵的。而信息的高效操作能力，工程的智能操控手段以及對(duì)于計(jì)算的制圖的輔助，對(duì)于電子信息工程設(shè)計(jì)而言都是必不可少的一部分。因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中大力推廣及應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是大勢所趨，是社會(huì)發(fā)展的必要進(jìn)程。
3結(jié)束語
總而言之，無論是電子信息工程的設(shè)計(jì)，抑或是自動(dòng)化技術(shù)，兩者對(duì)于我國工業(yè)的發(fā)展都存在著至關(guān)重要的作用。任何一方的缺失都可能會(huì)，造成工業(yè)發(fā)展的滯后甚至停滯。因此，只有在電子信息工程設(shè)計(jì)中全面應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，在最大程度上將兩者進(jìn)行一個(gè)有機(jī)結(jié)合，才能使兩者完好的發(fā)揮出各中高效作用，進(jìn)而才能推動(dòng)著我國工業(yè)的快速進(jìn)步。
作者:王玲 單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院
引用：
[1]尹坤任.自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,01:253.
因?yàn)殡娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化的實(shí)踐性與技能性，使得電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化需要人們真正去動(dòng)手完成，而不是單純的只靠理論就能學(xué)好的，它不像文學(xué)，管理等的學(xué)科只要將課本上和老師講的知識(shí)掌握了就算是學(xué)會(huì)了這門學(xué)科[2]。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一門純理科性質(zhì)的學(xué)科，它需要在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和學(xué)習(xí)知識(shí)。所以，許多高校專門為這門學(xué)科設(shè)立了實(shí)驗(yàn)課程,在實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生可以使用實(shí)驗(yàn)中的程序和軟件自己設(shè)計(jì)電路，自己完善設(shè)計(jì)作品。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化需要用到計(jì)算機(jī)和許多高科技的東西，這些東西的價(jià)格十分昂貴，一些儀器也需要很多的錢才能購買得起。所以在建立電子自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)后，要對(duì)其進(jìn)行充分的開發(fā)和利用，設(shè)計(jì)一些快捷有效的途徑，來減少在使用過程中對(duì)材料的使用次數(shù)，這樣就能節(jié)省一些資金。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)揮的作用是非常強(qiáng)大的，它不僅讓人民在其中學(xué)到該有的知識(shí)，還可以對(duì)一些電路進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)其是否合格與有效，正是因?yàn)樵撓到y(tǒng)所含有的高技能和高有用性，讓電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立充滿難題，只有真正有技術(shù)的才能將該系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和建立。許多高校在該課程上的教學(xué)能力以及電子工程師本人的能力，最重要的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)就是是否對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)和利用，其使用系統(tǒng)是否有先進(jìn)的設(shè)備和軟件，包括其系統(tǒng)的硬件和軟件等[3]。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化在很多領(lǐng)域都有其運(yùn)用，因?yàn)樗墒菍?shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且含有高的穩(wěn)定性，甚至可以完成人類親手無法完成的工作，這樣就節(jié)約很多的勞動(dòng)力，也降低了作業(yè)的危險(xiǎn)性。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，就可以更多的完成一些其他高危險(xiǎn)率和高勞動(dòng)量的工作。在這個(gè)以科技進(jìn)步為主的世界，更多的對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新和開發(fā)，才能讓國家的實(shí)力有明顯的提升。
2電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要內(nèi)容和開發(fā)
2.1電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)內(nèi)容
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在電子設(shè)計(jì)上的作用是無可比擬的，它的用途體現(xiàn)在多個(gè)方面。該系統(tǒng)的開發(fā)是讓其往更加全面具體，高效快速的方面發(fā)展。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以運(yùn)用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)及一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目開發(fā)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化通過從計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)，從界面上進(jìn)行表現(xiàn)的一種工具，糅合了計(jì)算機(jī)編程，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，數(shù)學(xué)物理，以及人工智能等各種基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)知識(shí)和高科技技術(shù)等的精華，將這些結(jié)合在一起形成了一個(gè)新興的高智能的軟件工具。它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用電子的各個(gè)方面，如于通信系統(tǒng)的開發(fā)，集成電路的版圖設(shè)計(jì)，電子電路的設(shè)計(jì)，印刷電路板的設(shè)計(jì)和可編程器件的編程等。所以，不難看出，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)一般包括軟件設(shè)計(jì)工具，硬件描述語言，實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)和可編程邏輯器件。
2.2電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)環(huán)境的建立和開發(fā)原則
對(duì)于高校來說，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立與開發(fā)，需要遵循一些原則和注意事項(xiàng)，才能讓該系統(tǒng)發(fā)揮其所有作用。首先，需要建設(shè)一個(gè)一流的系統(tǒng)環(huán)境，要有可以過關(guān)的硬件和軟件設(shè)置，擁有最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和有能力的指導(dǎo)，才能滿足學(xué)生的所有需求。有的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立沒有先進(jìn)的技術(shù)，也沒有正確的指導(dǎo)，使得使用的人們無法正常完成自己的實(shí)驗(yàn)，白白浪費(fèi)了很多的資源和材料。其次，對(duì)于建設(shè)和開發(fā)需要使用到的設(shè)備和儀器必須有嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)，那些由質(zhì)量問題的儀器要堅(jiān)決更換和不使用，這樣才能保證在以后的使用中不會(huì)因?yàn)閮x器和設(shè)備的問題使項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)功虧一簣，或是讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差及延誤。同時(shí)，還要借鑒先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，去那些建立得好的高校和試驗(yàn)站取經(jīng)，交流經(jīng)驗(yàn)，或是去國外引進(jìn)新的技術(shù)和開發(fā)軟件，這樣會(huì)使該系統(tǒng)在建立中少走一些彎路。最后，最重要的是要進(jìn)行自我開發(fā)和創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生和老師對(duì)該系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計(jì)出更好的技術(shù)和軟件，才能促進(jìn)科技的發(fā)展。在進(jìn)行試驗(yàn)和項(xiàng)目時(shí)，要注意勤儉節(jié)約，不要浪費(fèi)，對(duì)于那些不用的可以試著去改裝，讓其變得有用。在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建好后，可以開放給所有感興趣的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師在一旁進(jìn)行指導(dǎo)，好的環(huán)境氛圍對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。這些原則的遵守可以讓電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立更加順利。
2.3電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件開發(fā)設(shè)計(jì)舉例
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)硬件開發(fā)也是一個(gè)炙手可熱的科技上的創(chuàng)新，一個(gè)好的的硬件對(duì)于該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的安全性和運(yùn)行性有著不可替代的作用，硬件系統(tǒng)包括基本的計(jì)算機(jī)和其他器件等。例如現(xiàn)在較為運(yùn)用廣泛的器件是FPGA/CPLD器件，它可以提供計(jì)算機(jī)在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)有一個(gè)具體的編程環(huán)境，F(xiàn)PGA/CPLD器件的組成較為復(fù)雜，包括很多不同功能的模塊和電路。對(duì)于該系統(tǒng)的硬件在引進(jìn)其他先進(jìn)的設(shè)備的同時(shí)，也可以借鑒他人的先進(jìn)技術(shù)，改革創(chuàng)新，研究屬于自己硬件。
2.4電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件開發(fā)
該系統(tǒng)的軟件主要是指可編程邏輯器件，用于對(duì)電路的編程和自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于該軟件的開發(fā)有很多的技術(shù)軟件可以使用。如現(xiàn)在比較流行的是FPGAAExpressh等用于開發(fā)芯片的軟件，這種軟件可以實(shí)現(xiàn)多種功能，它的邏輯綜合與布線能力很強(qiáng)，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，電路線路在計(jì)算機(jī)上的圖線非常清晰和顏色鮮明，同時(shí)它可以自動(dòng)儲(chǔ)存及方便邏輯仿真功能。一些公司根據(jù)該系統(tǒng)原則與使用條件，發(fā)明了更加先進(jìn)的開發(fā)軟件，為開發(fā)提供的無限的可能和便利。
3結(jié)語
1.電氣工程自動(dòng)化的現(xiàn)狀缺乏較強(qiáng)的系統(tǒng)集成性對(duì)于電氣自動(dòng)化的整體功能而言，系統(tǒng)集成為主要的發(fā)展趨勢，是必然的發(fā)展趨勢。對(duì)于當(dāng)前的電氣自動(dòng)化，存在多島自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)為相互獨(dú)立、互不影響、性能單一、信息具有較高的集中性，很難發(fā)揮電氣機(jī)動(dòng)化的整體功能。電氣自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在不一致性對(duì)于電氣自動(dòng)化的發(fā)展，其主要目標(biāo)是形成便捷、有效的電氣工程師，建立完善的自動(dòng)化體系。但是，在當(dāng)前的行業(yè)內(nèi)，缺乏完善的架構(gòu)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)不深入，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在差異性，使得借助網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而發(fā)展起來的電氣工程自動(dòng)化在未來發(fā)展的道路上受到嚴(yán)重阻礙。同時(shí)，不同的主體在使用信息軟件的過程中，出現(xiàn)接口不匹配的問題，給信息的有效交流造成的障礙，影響了數(shù)據(jù)在不同主體之間的分享，在很大程度上破壞了系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際效果。
2.對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行的積極改進(jìn)立足科技，電氣自動(dòng)化要充分運(yùn)用新技術(shù)，注重實(shí)用性，開發(fā)新產(chǎn)品，運(yùn)用新材料。在具體實(shí)踐過程中，要側(cè)重自主研發(fā)和創(chuàng)新，將節(jié)能作為重中之重，提出節(jié)能降耗，在運(yùn)行中使用新工藝和新工具，重視思想的創(chuàng)新，尤其是注重網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用，不斷更新，促進(jìn)與自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)整合。從信息方面進(jìn)行考慮，電氣自動(dòng)化的信息化主要突出信息技術(shù)的重要作用。對(duì)于設(shè)備的研發(fā)和制造要廣泛采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，加快智能化的發(fā)展速度，在電氣工程中，加重網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的使用。
二、電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的體現(xiàn)
選擇合理的變壓器變壓器的損耗會(huì)造成電能的浪費(fèi)，但是，其使用范圍有很廣，因此，要注重對(duì)變壓器的類型的選擇。首先要注重變壓器自身的能耗，其次，要注重節(jié)能性，減少有功功率的耗損。降低傳輸進(jìn)行中電能的損失電能在傳輸?shù)倪M(jìn)行中，能量損耗無法避免。但是，根本的方式是減小電阻。首先，要重視導(dǎo)線的布局，防止出現(xiàn)彎路，縮短導(dǎo)向的長度；其次，導(dǎo)線材料要進(jìn)行電阻率較??；再次，在統(tǒng)一的條件下，選擇橫截面積較大的導(dǎo)線；最后，靠近負(fù)載中心，減少實(shí)際供電的距離。選擇有源濾波器在實(shí)際操作過程中，要借助對(duì)諧波的去除，降低誤操作的頻率，其根本途徑就是使用濾波器。
三、節(jié)能設(shè)計(jì)在電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用
1.不斷提升電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇的時(shí)候，要注重其節(jié)能的特性，目的是為后期的節(jié)能功能奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，還可以對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行有效均衡，減少電能輸送過程中的損失，這些做法的目的都是為了提升節(jié)能的效果，也可以在設(shè)計(jì)中，對(duì)負(fù)荷值進(jìn)行合理調(diào)整，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)參數(shù)。這樣做的目的是確保系統(tǒng)安裝和運(yùn)行進(jìn)行中，電源的高效、綜合地運(yùn)用，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行效率，降低能耗。
2.對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)的功能就是為系統(tǒng)安裝提供必須的動(dòng)力。因此，在具體的配電設(shè)計(jì)中，最基本的就是充分考慮適用性，保障對(duì)電氣設(shè)備的有效控制，與此同時(shí)，要達(dá)到用電設(shè)備對(duì)供電設(shè)備的綜合要求，對(duì)各種不良因素進(jìn)行有效控制。在配電工程中，在達(dá)到設(shè)備有效運(yùn)行的基本要求外，還要保障整個(gè)電力系統(tǒng)的全面、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行，促進(jìn)系統(tǒng)的靈活性，保障操作的便捷性。另外，要全面考慮系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。要重視導(dǎo)線的絕緣性能，在進(jìn)行布線的過程中，要保障合理的絕緣距離，以提升導(dǎo)線的穩(wěn)定性，提升配電和用電的安全性。另外，要做好接地，安排和設(shè)置防雷設(shè)施。
四、結(jié)束語
電氣自動(dòng)化有更高校的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，工作的可靠性及環(huán)境條件都得到了顯著的提升。電氣自動(dòng)化是企業(yè)在市場競爭中獲勝的一項(xiàng)有力的支持。目前的電氣自動(dòng)化正處在飛速進(jìn)步的階段，在發(fā)展中仍存在一些問題需要改進(jìn)。
1電氣工程自動(dòng)化現(xiàn)在的狀況
(1)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集成性不強(qiáng)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集成是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)功能提升的必經(jīng)之路，我國目前一些電氣自動(dòng)化還處在多島自動(dòng)化的層次，多島自動(dòng)化具有互不連接、功能單一、信息獨(dú)享的缺陷，不能充分發(fā)揮電氣機(jī)動(dòng)化的功能和作用。
(2)電氣自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架不統(tǒng)一。電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向是建立高效、快捷的電氣工程師及自動(dòng)化系統(tǒng)，但目前很多企業(yè)自身網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架不盡相同，使得依托于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而發(fā)展的電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展受到了阻礙。另外不同企業(yè)和商家在軟、硬件產(chǎn)品交換過程中，因?yàn)槌绦蚪涌诘牟灰恢?，影響企業(yè)數(shù)據(jù)和信息的傳輸交流，進(jìn)而阻礙了企業(yè)數(shù)據(jù)和信息的共享，使電氣工程及自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中無法發(fā)揮應(yīng)有的效應(yīng)。
(3)電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用過于受主觀支配。不同的企業(yè)在對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和開發(fā)中，由于技術(shù)人員思想理論及技術(shù)掌握程度的不同，過分根據(jù)技術(shù)人員主觀習(xí)慣和意識(shí)支配，系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)各有不同，進(jìn)而導(dǎo)致電氣工程及自動(dòng)化的實(shí)際設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)中的程序和成本增加，增加了系統(tǒng)整體的運(yùn)行費(fèi)用和負(fù)擔(dān)。
2電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)對(duì)和改進(jìn)措施
(1)從科技化方面，科技化是指電氣自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)實(shí)用性新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品。本著自主創(chuàng)新的思想，以節(jié)能降耗為切入點(diǎn)，積極推廣應(yīng)用節(jié)能降耗新技術(shù)、新方法、新工藝，在材料的使用，技術(shù)的使用等方面力求創(chuàng)新，采用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)，研發(fā)新產(chǎn)品。
(2)從信息化方面，信息化則是指信息技術(shù)在電氣自動(dòng)化的地位應(yīng)更加突出。電力設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行中廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)優(yōu)化與仿真技術(shù)，人工智能分析的廣泛應(yīng)用以及電氣工程中廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，都充分展現(xiàn)了信息技術(shù)愛電氣自動(dòng)化中起到的重要作用。
(3)從開放化方面，開放化則是要與外界建立一個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接。計(jì)算網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交換和共享的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是實(shí)現(xiàn)管理、決策、設(shè)計(jì)、控制和制造一體化的關(guān)鍵，它已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)各元件和局部系統(tǒng)的管理、監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制上，是電力系統(tǒng)信息管理、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、調(diào)度自動(dòng)化等方面的核心。
二、電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)
(1)選擇合適的變壓器。變壓器會(huì)因銅損、鐵損、空載損耗和負(fù)載損耗等因素造成許多電能的浪費(fèi)，但是變壓器在供配電系統(tǒng)中的運(yùn)用又非常廣泛，所以變壓器選擇得好可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)?？偟膩碚f，選擇變壓器可以從以下幾個(gè)方面考慮：首先是要將變壓器自身的消耗降到最低，這就是選用單相的自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，使流經(jīng)的三相電電流保持平衡，消除或降低負(fù)載的不平衡性，從而實(shí)現(xiàn)變壓器自耗最??；其次是要選擇有較好節(jié)能特征的變壓器，進(jìn)一步減少變壓器有功功率的耗能。
(2)減少電能在傳輸中的消耗。電能在進(jìn)行傳輸?shù)耐局?，?dǎo)線里的電阻就會(huì)造成一定有功功率損耗，這是無法避免的。但是，整個(gè)途中線路上的電流是保持不變的，因此要想減少電能在途中的浪費(fèi)，只能使導(dǎo)線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導(dǎo)公式可知它和電導(dǎo)以及導(dǎo)線的長度是正比關(guān)系，和導(dǎo)線的橫截面積是反比關(guān)系，所以可以通過以下的途徑來減少導(dǎo)線的電阻：第一，合理的布局，避免導(dǎo)線走彎路或回頭路，盡可能降低導(dǎo)線的長度；第二，選擇電阻率比較小的材料制成導(dǎo)線；第三，同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導(dǎo)線，這樣可以有效降低電阻；第四，使變壓器和負(fù)載中心盡量靠近，使供電的距離減少。
(3)使用有源濾波器。在實(shí)際的操作中常常會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，所以要消除諧波來避免或減少電氣設(shè)備的誤操作，而最高效的方法就是運(yùn)用濾波器。造成誤動(dòng)作的因素主要就是越來越多的電氣設(shè)備，其帶來的諧波也隨之增加，但是產(chǎn)生的諧波與基波在電網(wǎng)阻抗上會(huì)重疊，從而使電壓形成畸形，由此導(dǎo)致電氣設(shè)備誤動(dòng)作的產(chǎn)生。
(4)采取無功功率補(bǔ)償。整個(gè)供配電系統(tǒng)是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶電力負(fù)荷以及配電變壓器等多個(gè)環(huán)節(jié)形成。電能通過電流的形式流動(dòng)于整個(gè)電力系統(tǒng)，為終端客戶提供電能的同時(shí)必不可免的會(huì)有能量的浪費(fèi)，其中無功功率占據(jù)著比較大的比例，不僅降低了整個(gè)電路的電壓，而且會(huì)影響電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和降低電能的輸送質(zhì)量。而無功功率在終端客戶那里最直觀的反映就是功率因數(shù)降低。若其功率因數(shù)低于0.9，那用戶就要繳納罰款，從而增加了用戶用電的成本。所以實(shí)際操作時(shí)可以選用合適的無功補(bǔ)償設(shè)備來增加功率因數(shù)，讓無功就地實(shí)現(xiàn)平衡，從而使電力系統(tǒng)的電壓能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)一步提高電能的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目的，還可以使經(jīng)濟(jì)效益提高并為社會(huì)效益提供支撐與保證。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若使用無功功率補(bǔ)償，就要達(dá)到如下要求：首先就是后來的投切開關(guān)和在舊的補(bǔ)償電容里的循環(huán)投切要按比例進(jìn)行分配，這些都沒有辦法達(dá)到理想補(bǔ)償效果；其次是電容器的容量大小，要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數(shù)，并且加以計(jì)算而得來，若在補(bǔ)償時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，就要串聯(lián)相應(yīng)數(shù)量的電抗器，借此來消除線路中的諧波；最后就是在確定投切參數(shù)的時(shí)，最好是選用無功功率，這是為了能有效地避免過度補(bǔ)償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果，不僅能有效調(diào)節(jié)平滑，并且跟蹤準(zhǔn)確性很高，應(yīng)用范圍很廣。
三、電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
要想實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化節(jié)能的目標(biāo)，最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設(shè)備以及安裝工藝的設(shè)計(jì)。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
(1)提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)作效率。在選擇電氣系統(tǒng)的設(shè)備時(shí)，最好選用那些節(jié)能設(shè)備，這是為以后節(jié)能減排做好了基礎(chǔ)和鋪墊。同時(shí)實(shí)際操作中還可以運(yùn)用補(bǔ)償無功、均衡負(fù)荷和降低電路損耗等途徑來實(shí)現(xiàn)在電氣系統(tǒng)運(yùn)作過程中的節(jié)能目標(biāo)。比如說，可以在配電設(shè)計(jì)過程中，利用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整負(fù)荷以及選用合理的設(shè)計(jì)系數(shù)等方法來達(dá)到目的。通過這種途徑能確保電力系統(tǒng)在安裝以及運(yùn)作的過程中，有效提升電源的綜合利用率并提高設(shè)備的運(yùn)作效率，從而實(shí)現(xiàn)減少電能損耗的目的。
(2)優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)的服務(wù)宗旨就是為安裝此電氣系統(tǒng)過程中要用電的設(shè)備提供所需的動(dòng)力。所以，在整個(gè)配電設(shè)計(jì)過程中首先要實(shí)現(xiàn)的最低要求就是要將電力系統(tǒng)的適用性充分考慮在內(nèi)。適用性，簡單來說就是能對(duì)電氣設(shè)備的有效控制做出相應(yīng)的保障，還要達(dá)到用電設(shè)備對(duì)供電設(shè)備以及負(fù)荷容量等因素可靠性的要求。其次是電容器的容量大小，要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數(shù)，并且加以計(jì)算而得來，若在補(bǔ)償時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，就要串聯(lián)相應(yīng)數(shù)量的電抗器，借此來消除線路中的諧波；最后就是在確定投切參數(shù)的時(shí)，最好是選用無功功率，這是為了能有效地避免過度補(bǔ)償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果，不僅能有效調(diào)節(jié)平滑，并且跟蹤準(zhǔn)確性很高，應(yīng)用范圍很廣。
四、結(jié)語
關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，課程創(chuàng)新，教學(xué)改革，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）03-0082-02
隨著微電子技術(shù)在世界范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，以及各相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)電子電路技術(shù)的需求日益增長，《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》已經(jīng)成為電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的重要課程，也是國內(nèi)外諸多理工科一流高校的電子信息類專業(yè)必修的核心課程[1-3]。尤其在近年來，智能硬件的發(fā)展與半導(dǎo)體技術(shù)的革新為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)一躍成為現(xiàn)代電子工業(yè)的核心學(xué)科，引領(lǐng)了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展方向，也成為了電子信息工程專業(yè)本科生考研深造與就業(yè)所必需的重要技能[3]。綜上，考慮到創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力培養(yǎng)的重要作用，筆者作為學(xué)校《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程的任課教師，對(duì)本課程的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了綜合性的思考與建設(shè)。
一、《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)改革的必要性
我們通過對(duì)國內(nèi)外一流高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多著名高校的EDA技術(shù)本科教學(xué)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是課程在各工科專業(yè)的普及率極高；二是在實(shí)驗(yàn)中大量引入新技術(shù)、新方法與新器件，更多地注重創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目，突出EDA技術(shù)的實(shí)用性，以及面向工程實(shí)際的特點(diǎn)[4]。這些特點(diǎn)讓我們認(rèn)識(shí)到，通過《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與建設(shè)，既能夠幫助學(xué)生更好地理解《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》的理論知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，更能夠緊跟學(xué)科和行業(yè)的需求發(fā)展，為課程拓寬評(píng)價(jià)方法，提高教學(xué)效果，為學(xué)生樹立創(chuàng)新精神，培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)，增強(qiáng)科創(chuàng)能力，最終增強(qiáng)其綜合素質(zhì)，提高學(xué)院與學(xué)生的綜合競爭力有很好的幫助。
二、實(shí)驗(yàn)改革方案及主要工作
為了充分結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)，全面提高試驗(yàn)課程效果，筆者從實(shí)驗(yàn)過程管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核與評(píng)價(jià)反饋四個(gè)角度對(duì)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了綜合性的方向改進(jìn)，具體內(nèi)容如下。
1.實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化的實(shí)驗(yàn)過程管理。筆者基于對(duì)科研與教學(xué)工作的熟悉，以《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)為改進(jìn)對(duì)象，將其現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)進(jìn)行壓縮，補(bǔ)充對(duì)應(yīng)EDA能力所需要的主要課程知識(shí)點(diǎn)，融合現(xiàn)代EDA技術(shù)的最新發(fā)展，并將最后四個(gè)學(xué)時(shí)設(shè)置為一次綜合性、設(shè)計(jì)性的“綜合實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)課程成績的重要評(píng)價(jià)因素。該綜合實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目化的過程管理，學(xué)生須在給定的范圍中任選題目或自選題目，在四個(gè)小時(shí)內(nèi)完成該題目的主要設(shè)計(jì)，并在課程完成后提交課程報(bào)告時(shí)以“項(xiàng)目任務(wù)書”的形式填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，系統(tǒng)闡述選題原因、題目關(guān)鍵環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)時(shí)遇到的主要困難及解決方案、最終成果演示及存在不足分析等。
2.設(shè)計(jì)層次性的“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目。為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果，保持學(xué)生的創(chuàng)新熱情，全面提高電子設(shè)計(jì)水平，在上述“綜合實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上劃分為三個(gè)層次：第一層次為邏輯行為的實(shí)現(xiàn)；第二層次為控制與信號(hào)傳輸功能的實(shí)現(xiàn)；第三層次為電子系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)。每個(gè)層次設(shè)置三至五個(gè)題目。此外，考慮到學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間的約束，隨著教學(xué)課程的進(jìn)行，預(yù)先在教學(xué)中對(duì)“綜合實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行題目的預(yù)告和必要的講解，讓學(xué)生提前進(jìn)行課外的準(zhǔn)備和練習(xí)，并將該四個(gè)學(xué)時(shí)的“綜合實(shí)驗(yàn)”集中安排在一個(gè)下午進(jìn)行，學(xué)生通過集中性的高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)、討論和實(shí)驗(yàn)，完成主要的“綜合實(shí)驗(yàn)”功能。
3.設(shè)置創(chuàng)新導(dǎo)向的評(píng)價(jià)激勵(lì)形式?？紤]到該門課程的授課時(shí)段為大三下學(xué)期的后半段，學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課及絕大多數(shù)專業(yè)課業(yè)已經(jīng)結(jié)束，筆者在課堂上滲透該門課程對(duì)于考研及科學(xué)研究的重要意義，以及對(duì)于科創(chuàng)及電子行業(yè)就業(yè)的作用，在完成課程教學(xué)的同時(shí)講授和提供論文撰寫及專利申請(qǐng)與重要競賽的資料信息，并鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行深入鉆研、挖掘，并主動(dòng)利用配套實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的科創(chuàng)熱情向論文（算法）、軟件著作權(quán)（程序）、專利（電子電路）及重要競賽（電子設(shè)計(jì)類）的成果轉(zhuǎn)化。
4.提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)反饋渠道。結(jié)合自身工作特長與經(jīng)驗(yàn)，筆者利用信息技術(shù)手段，設(shè)置了“韓博士工作室”教學(xué)專題網(wǎng)站（http：//），為學(xué)生及時(shí)訪問和評(píng)價(jià)的反饋提供渠道。通過調(diào)查問卷、在線信箱、有獎(jiǎng)問答、專題活動(dòng)等方式，在授課過程中進(jìn)行多次課下問卷調(diào)研，并開設(shè)貫穿授課全過程的實(shí)時(shí)反饋渠道，作為授課、答疑等必要教學(xué)活動(dòng)的有效補(bǔ)充，便于及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)的接受程度以及對(duì)課程各方面的綜合評(píng)價(jià)。
三、實(shí)驗(yàn)改革周期及內(nèi)容
為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新，筆者制定了以十二個(gè)月為周期的長期方案，主要分為以下五個(gè)關(guān)鍵性階段。
1.第一階段，時(shí)間為1個(gè)月。結(jié)合《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)需要，更新課程教案，豐富和擴(kuò)充現(xiàn)有教學(xué)大綱及授課內(nèi)容，補(bǔ)充相關(guān)多媒體與軟硬件資料，完成“綜合實(shí)驗(yàn)”的選題與設(shè)計(jì)。
2.第二階段，時(shí)間為2個(gè)月。截至開學(xué)前，與實(shí)驗(yàn)課程老師進(jìn)行充分的溝通和協(xié)調(diào)，完成各個(gè)“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目的軟硬件環(huán)境配置、具體要求、實(shí)施細(xì)則及評(píng)價(jià)方法，嚴(yán)格制定精密科學(xué)的給分標(biāo)準(zhǔn)。
3.第三階段，時(shí)間為2個(gè)月。完成課程的教學(xué)與本項(xiàng)目的實(shí)施，除了完整進(jìn)行原有授課內(nèi)容的教學(xué)以外，按照既定方案進(jìn)行綜合性創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、綜合能力的滲透、實(shí)驗(yàn)技能的提高，并全面介入、觀察、管理和把控“綜合實(shí)驗(yàn)”的開展、實(shí)施與評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)。
4.第四階段，時(shí)間為4個(gè)月。結(jié)合課程成績，在課程結(jié)束后主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和聯(lián)系具有良好科創(chuàng)能力的學(xué)生，在學(xué)生的自我意愿的基礎(chǔ)上為其推薦和設(shè)置針對(duì)性的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，同時(shí)鼓勵(lì)和推薦其參加與之水平相適應(yīng)的科創(chuàng)競賽，并進(jìn)行必要的指導(dǎo)和培訓(xùn)。
5.第五階段，時(shí)間為3個(gè)月。根據(jù)前期各個(gè)階段的進(jìn)展情況，穩(wěn)步完成此次立項(xiàng)的后續(xù)各項(xiàng)相關(guān)工作，總結(jié)此次立項(xiàng)成績與不足，鼓勵(lì)、指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生將其成果、申請(qǐng)專利或獲取軟件著作權(quán)。
四、實(shí)驗(yàn)改革實(shí)踐成果與創(chuàng)新點(diǎn)
自《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)改革在學(xué)校實(shí)施一年以來，已經(jīng)取得了良好的效果。首先，對(duì)于學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施有效地拓寬了學(xué)生的視野，并實(shí)現(xiàn)教學(xué)與行業(yè)的相互影響與促進(jìn)。大部分學(xué)生在結(jié)課后的反饋表明，通過完成本項(xiàng)目所涉及的授課課程，使學(xué)生熟悉了具有一定強(qiáng)度的開發(fā)過程，培養(yǎng)了其科學(xué)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)與創(chuàng)新的精神。截止課程結(jié)束，已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生能夠掌握基本的EDA項(xiàng)目開發(fā)、電子設(shè)計(jì)類專利申請(qǐng)及學(xué)術(shù)論文撰寫、電子設(shè)計(jì)類科創(chuàng)競賽準(zhǔn)備及參賽等綜合性的技能，一大批學(xué)生在各類相關(guān)競賽中獲獎(jiǎng)；其次，對(duì)于學(xué)校而言，通過實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了以項(xiàng)目模式重構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，構(gòu)造了“教―學(xué)―做―研”一體化的EDA教學(xué)模式，有效實(shí)現(xiàn)了學(xué)?！峨娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程的教學(xué)深度挖掘與教學(xué)效果的提升，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了學(xué)校EDA課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與完善，使得進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所必需的軟件、系統(tǒng)、例程、方案及芯片、板卡、連接線纜等軟硬件設(shè)施得到了補(bǔ)充；最后，對(duì)于任課教師而言，通過本項(xiàng)目的發(fā)展與磨合，有助于任課教師及實(shí)驗(yàn)教師更好地了解學(xué)生現(xiàn)狀，為后續(xù)編制符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)與發(fā)展需要的新教材、新課件與新方案打下基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有EDA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新和發(fā)展。
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Reform and Innovation of "EDA" Experiment
HAN Peng，LI Yan ，LIU Zhi-gang，NIU Xue-fen
（Northeastern University at Qinhuangdao，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）
英文名稱：Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics
主管單位：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)
主辦單位：中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號(hào)：1003-9775
國內(nèi)刊號(hào)：11-2925/TP
郵發(fā)代號(hào)：82-456
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1989
期刊收錄：
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽(yù)：
第三屆(2005)國家期刊提名獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
期刊簡介
《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》（月刊）創(chuàng)刊于1989年，是由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦的我國CAD和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域第一個(gè)公開出版的學(xué)術(shù)刊物。該刊以快速傳播CAD與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)為目的，刊登有創(chuàng)新的學(xué)術(shù)論文，報(bào)導(dǎo)最新科研成果和學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，及時(shí)反映該領(lǐng)域發(fā)展水平與發(fā)展方向。讀者對(duì)象為從事CAD和計(jì)算機(jī)圖形及其他有關(guān)學(xué)科的科研、工程技術(shù)人員及高等院校師生。
第一屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽于1994年在北京、四川和陜西3個(gè)省市開展試點(diǎn);1995年在9個(gè)省市開展了第二屆競賽活動(dòng),全國有60多個(gè)代表隊(duì)參賽;到1997年,第三屆競賽活動(dòng)已擴(kuò)大到18個(gè)省市,有200多所高校1000多個(gè)代表隊(duì)參賽。原國家教委高教司決定,以后每兩年競賽一次。這說明電子設(shè)計(jì)競賽越來越被全國高等院校和有關(guān)部門重視。電子設(shè)計(jì)競賽是全國范圍的一種內(nèi)容全面、要求較高的綜合能力考試,既考理論知識(shí),又考設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、相互協(xié)作、論文撰寫等多方面的能力?，F(xiàn)將前三屆競賽試題作一分析。第一屆競賽有2個(gè)題目,第二、三屆競賽各有4個(gè)題目,大致可歸納為6類:(1)電源類。如簡易數(shù)控直流電源,直流穩(wěn)定電源。除此之外,其他題目所需電源也要自己設(shè)計(jì);(2)信號(hào)源類。如實(shí)用信號(hào)源的制作;(3)測控類。如多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),水溫控制系統(tǒng);(4)儀器儀表類。如簡易電阻、電容和電感測試儀,簡易數(shù)字頻率計(jì);(5)放大器類。如實(shí)用低頻功率放大器;(6)無線電類。如簡易無線電遙控系統(tǒng),調(diào)幅廣播收音機(jī)。分析以上試題有下列特點(diǎn):(1)試題涉及的課程多。包括模擬電子電路、數(shù)字電子電路、高頻電子電路、功率電子技術(shù)、微機(jī)原理、單片機(jī)接口技術(shù)、PLD在系統(tǒng)編程技術(shù)、電工電子測量、自控原理;(2)綜合性強(qiáng)。每個(gè)題目必須依靠多學(xué)科知識(shí)才能解決問題,僅有理論水平是不夠的,還應(yīng)具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)技能、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力以及隊(duì)員之間的協(xié)作能力等;(3)實(shí)用性強(qiáng)。上述題目都是工業(yè)、科研、實(shí)驗(yàn)室等方面經(jīng)常用到的電路或儀器。
二、電子類課程存在的問題
通過分析以上試題,發(fā)現(xiàn)電子類課程目前存在著如下問題:(1)教學(xué)內(nèi)容與科技發(fā)展不相適應(yīng)。電子技術(shù)是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的一門技術(shù),而我們目前的教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)今迅速發(fā)展的電子技術(shù)有較大差距,正像有些畢業(yè)生所說:“學(xué)的用不上,有用的沒有學(xué)”;(2)教學(xué)方法與能力培養(yǎng)要求不相適應(yīng)。主要體現(xiàn)在我們的教學(xué)方式仍然是以知識(shí)傳播為主,以教師講為中心,學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力沒有充分發(fā)揮出來,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng);(3)理論與實(shí)際不相適應(yīng)。所講內(nèi)容與現(xiàn)場應(yīng)用中的實(shí)際問題有一定距離,不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;(4)考核方法與素質(zhì)提高不相適應(yīng)。目前我們實(shí)行的考試方法仍然是以書本知識(shí)為主,以閉卷筆試為主,注重死記硬背,不利于提高學(xué)生素質(zhì)。
三、培養(yǎng)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力的幾點(diǎn)措施
1.更新教學(xué)內(nèi)容,重構(gòu)課程體系
盡管電子技術(shù)的發(fā)展日新月異,新的器件層出不窮,但電子技術(shù)課的基礎(chǔ)地位不能動(dòng)搖。因此,模擬和數(shù)字電路中的放大、振蕩、反饋、頻率特性、邏輯函數(shù)、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)內(nèi)容不能削弱。在此基礎(chǔ)上要更新教學(xué)內(nèi)容,著重分析由功能單元構(gòu)成的通用集成電路(如集成運(yùn)放、集成功放、集成A/D、D/A變換器等)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用集成電路(RAM、EPROM等),同時(shí)還要加強(qiáng)ASIC教學(xué)內(nèi)容(如PLD、FPGA等)。電子技術(shù)基礎(chǔ)是工程設(shè)計(jì)性很強(qiáng)的課程,在教學(xué)改革中必須用系統(tǒng)的觀念重構(gòu)課程體系,建議將模擬和數(shù)字電路學(xué)完后,再開一門“現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。
2.加強(qiáng)EDA教學(xué),提高大學(xué)生電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平
國際電子技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)顯示出,ASIC與EDA是電子器件與電子設(shè)計(jì)發(fā)展的技術(shù)潮流。ASIC的開發(fā)必須借助于EDA工具,因此掌握EDA技術(shù)是對(duì)當(dāng)今電子工程師的最基本要求。目前,美國等西方發(fā)達(dá)國家,全部都開展了EDA教學(xué),其大學(xué)生在校期間就能用EDA技術(shù)開發(fā)出先進(jìn)的電子產(chǎn)品。而我國在EDA教學(xué)方面還比較落后,只有一些重點(diǎn)院校才剛剛起步,多數(shù)院校還沒有將EDA納入教學(xué)中。從參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的獲獎(jiǎng)作品看,凡利用了EDA技術(shù)用ASIC芯片實(shí)現(xiàn)的題目,均做得比較完善,關(guān)鍵是它大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。因此,必須盡快建立EDA實(shí)驗(yàn)室,積極開展EDA教學(xué),提高大學(xué)生電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平。
3.改變教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力
我們?cè)谂嘤?xùn)參加電子設(shè)計(jì)競賽隊(duì)員的過程中受到很大的啟發(fā),盡管培訓(xùn)時(shí)間短,但收效很大,關(guān)鍵是有一種非常強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力在支持著他們,他們是在興趣中學(xué)習(xí),主動(dòng)性和積極性得到了很好的發(fā)揮。同時(shí),這一經(jīng)驗(yàn)也給我們提出了一個(gè)新的問題,在我們平時(shí)的教學(xué)過程中,學(xué)生有沒有動(dòng)力?他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性是否完全發(fā)揮出來了呢?這是值得深思的問題。在當(dāng)今教學(xué)改革的大潮中,應(yīng)大膽改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,給學(xué)生確立一個(gè)明確目標(biāo),通過該課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)、完成什么任務(wù),然后,圍繞該目標(biāo),采取多方位的教學(xué)模式,啟發(fā)學(xué)生動(dòng)腦設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作,最終達(dá)到該目標(biāo)。目前應(yīng)特別注意學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)感興趣這一特點(diǎn),充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)資源(校園網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、多媒體教室),開發(fā)一些學(xué)生感興趣的課件,最大限度地激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
4.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),使理論能夠聯(lián)系實(shí)際
電子技術(shù)課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng),因此,必須加強(qiáng)這一環(huán)節(jié),使他們學(xué)以致用,理論聯(lián)系實(shí)際。加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)可以采取多種方式,應(yīng)根據(jù)本校特點(diǎn)確定自己的最佳模式。我們目前采取了如下幾種形式:①課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。一般占課程總學(xué)時(shí)的1/4~1/3;②課外實(shí)驗(yàn)。我們研制了180套微型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱,給每個(gè)學(xué)生發(fā)一臺(tái),讓他們帶回宿舍,自己隨時(shí)都可以做;③虛擬實(shí)驗(yàn)。由于經(jīng)費(fèi)緊張,器件品種和數(shù)量少等現(xiàn)實(shí)問題,有些不能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn),可以利用EWB、Pspice等軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn);④課程設(shè)計(jì);⑤實(shí)習(xí)基地;⑥開設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的“電子系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)”選修課;⑦優(yōu)異生參加老師的科研活動(dòng)。
