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1EDA實驗環境的建設

EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。

在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:

(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。

(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。

(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。

(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。

2EDA實驗環境的管理

我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。

在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:

(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。

(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。

(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。

(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。

(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。

(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。

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1.2實驗系統的設計方案

該電子設計自動化實驗開發系統是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分，即信號發生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實驗系統設計，采用了通用適配板與系統功能板分離的結構方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統功能底板上使用,也可單獨工作。

1.3實驗系統的電路設計

根據電路功能，將其劃分為兩部分，即通用適配板電路和系統功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進行連接。1.3.1系統功能板電路設計系統功能板電路設計如圖1，下面是各個模塊的介紹：（1）7段數碼管模塊,用于實現各種數字顯示，例如計數器計數結果的顯示、頻率計的頻率顯示、數字鐘表的時問顯示及搶答器的倒計時顯示等。（2）紅綠燈電路模塊,用于紅綠燈的電路實驗。（3）LED指示電路模塊,用來顯示組合邏輯電路實驗的輸出電平的高低。（4）點陣模塊,用來顯示點陣輸出。（5）時鐘電路,提供時序邏輯電路的CLK。（6）狀態機電路,由FPGA相應的I/O口和狀態指示電路組成，用于序列信號發生器、告警器等的設計。（7）蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當有人搶答時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，在揚聲器上發出相應的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個DIP2的撥動開關來選擇。（8）鍵盤電路模塊，該模塊用于選擇電子琴的數字系統實驗、搶答器數字系統實驗、電子密碼鎖數字系統實驗等實驗項目。（9）DIP開關電路,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計通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴展接口電路等部分組成。通用適配板結構框圖見圖2。

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2.1智能電網總體結構設計缺乏嚴謹性

智能電網設計缺乏一個較為科學合理的設計方案來對電網建設進行規劃調整，在進行智能電網設計時沒有進行全面、系統的電力分析，導致了部分智能電力電網的設計不嚴謹，實用性上存在不足，從而對電力負載的運行轉供有了誤差影響，降低了智能電網運行的穩定性。

2.2智能電網分布不均衡

在中國的中部、西部地區，智能電網的分布較不平衡，妨礙了整體電力電網事業的發智能配電網建設中配電自動化技術的研究與應用探討文/鄧雄在智能配電網的建設中，配電自動化技術起著重要的作用，是控制整個智能配電網穩定運行的技術基礎。因此，加強對配電自動化技術的研究力度能有效加強中國智能電網的建設發展。結合我國電力信息技術系統的發展形勢，從創新性的角度對智能配電網建設中配電的自動化技術進行了探討和研究。摘要展進步。智能電網的分散建設造成了光纖覆蓋率不均衡等情況。

2.3自動化配電技術發展不完善

從技術角度出發來看，中國的配電自動化技術發展落后于世界領先水平，尤其是自動配電裝置的研發尚不具備自主獨立的技術基礎，造成了在智能電網的建設中不能對電力大小的調配進行及時準確的控制，造成了智能電網運行共組的不穩定性。

3對于中國智能配電網建設中自動配電技術發展建議

目前中國的智能配電網建設具有較大的發展潛力，需要相關電力技術人員加強對配電自動化技術的研究力度，在政策的鼓勵以及相關設備得到及時財政支持的同時，加速推進在智能電網建設中的配電自動化技術發展。通過研究分析，筆者對加強在智能電網建設過程中的自動化配電技術的應用提出了幾點建議。

3.1建立電力信息技術信息系統的統一管理

首先要建立起電力信息技術信息系統的統一管理，以便于各個分部之間能夠更好更快的進行交流。提升配電自動化中的自動化策略中電力信息技術的比重，提升配電自動化中電力信息技術的比重，更好更有效的發展電力系統和配電自動化中的自動化策略。更好更有效的發展電力系統和配電自動化中的自動化策略。實現了統一管理，各部門的行為判斷會得到高度的統一，從而實現在智能電網的運行中能夠起到集中管理。及時對電網的運行做出科學化指示，統籌主計算機端的計算數據對電網運行進行控制。

3.2分配好電力系統各部門間的信息自動化領域

讓部門和企業之間的信息共享問題成功解決，提高電力信息技術信息系統的統一管理能有效地提高配電自動化中的自動化策略的穩定性，并將電網的運行環境進行合理科學的調控，從而確保配電自動化中的自動化策略的安全可靠性。同時，實現電力信息技術信息系統的統一管理也讓數據的傳遞速度有所提升，信息失真的問題也會有所減少和降低，繼而進一步的讓配電自動化中的自動化策略的安全度在整體上面得以提升，讓電路系統的優質運行得到保證。此外，電力信息技術信息系統的統一管理也使得浪費成本的問題得到了很大的改善。

3.3充分運用互聯網技術

運用互聯網技術使得智能電力系統趨以完善，真正實現低投資，高收益。對互聯網進行有效利用的使用和構建，對電力系統以及相關網絡的安全性有保證，并使得安全性有所加強，以此會讓配電自動化中的自動化策略中電力信息技術的應用收效更加顯著。同時必須要讓網絡的漏洞可以得到組織，否則有可能會受到嚴重的損失。此外，以互聯網為前提，能夠讓每個片區以及部門的管理者，都可以對整個電網和整條線路實時了解，因此集成網絡技術系統的應用，還能夠通過互聯網技術的納入使得整個電網信息的集中度得到有效提升。

4智能電網中的自動化配電技術應用實例分析

現以貴州省貴陽市某智能電網建設中心為例，貴州省的智能電網行業發展落后于國內平均水平，技術層面上存在著一些缺陷，不能滿足貴州人民對于智能電網的需求，因此需要加強自動化配電技術在智能電網建設中的應用，分析其在智能電網建設過程中對配電自動化技術的應用。貴州省目前該電力企業首先明確了配電自動化在智能電網的運行中具有十分重要的作用，并引進了一批較為先進的自動配電裝置，以及與之配套的安全保護裝置。其中安全自動裝置是在智能電力系統發生故障和不正常運行的情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術和設備，以保證智能電網運行的安全性的一種裝置。貴州省該電力企業成立了專門的自動化配電技術控制中心研究小組，致力于研究繼電系統能以最短時限將故障或異常從系統中切除的可能性，實現配電自動化中的自動化策略的高度安全和可靠性。因此該電力公司的智能電網一直處于穩定狀態，其引進的安全保護裝置能及時對智能電網進行故障監控。同時該企業引進的自動化配電裝置能對輸出電壓進行敏銳感知，智能調整電壓值，從而確保電能不會被過多損耗。

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2.兩者閱讀習慣有很大的差異

傳統書籍的記載由于受到紙質的限制，記錄方式比較抽象，人們閱讀起來需要對書籍中的文字和詞語等進行深層次的理解、組織和思考，很難獲得閱讀的愉悅感。而電子書籍則能夠直觀的表達思想內容，并通過影像、聲音、圖片等給人們的視覺和聽覺造成直接的刺激，變抽象為具體，變復雜為簡單，從而更有助于讀者進行理解和接受。在科學技術發展的推動下，社會呈現信息化的趨勢，在這種背景下，人們開始追求文化速食、新奇時尚以及感官上的愉悅，電子書籍正好滿足了人們的這一需求，因此逐漸開始取代傳統書籍。而閱讀模式與閱讀思維是相輔相成的，閱讀模式發生轉變必將會對人們的閱讀思維產生影響，在信息化時代下，人們將會逐漸改變文字類邏輯表達的思維方式，而開始以來電子書籍提供的圖像、視聽類信息，從而轉變閱讀思維模式。

二、動漫電子書籍情感化設計的措施分析

1.本能水平的情感吸引

本能情感是指瞬時的情感效果，也就是說當人們在第一眼看到事物的時候心里所產生的情感。在人的行為趨向中，本能情感具有較強的支配能力。人們首先對事物進行觀察，如果本能情感是喜歡，就會產生好感，并對其表現出巨大的興趣和熱情，進而產生主動與之發生進一步交流和互動的欲望，然而如果本能情感是討厭，那么就會產生消極的心理，缺乏與其發生深層次的交流和互動的趨向和意圖。動漫電子書籍設計中，情感設計是一個基礎環節，在設計中，要以讀者為出發點，根據他們的喜惡，在書籍的整體外觀設計上尋找突破點，從而能夠激發讀者的閱讀興趣，使他們產生本能喜愛，進而產生強烈的情感吸引。動漫電子書籍的外觀形態是它的第一傳遞信息，它往往是讀者本能情感的決定性因素。一般來說，動漫電子書籍的閱讀對象都是年齡較小的兒童，他們熱愛大自然以及小動物和花鳥蟲魚等，同時也喜歡童話世界。那么在設計中我們就可以運用仿形法模仿、加工并創造孩子們喜愛的形象，更容易獲得讀者的喜愛。例如在動漫作品《小鯉魚歷險記》電子書籍的設計中，可以將外形設計成兒童喜歡的小鯉魚的形象，并將電子書籍的功能按鈕設計成小水母美美、海馬阿酷等與小鯉魚一起歷險的朋友們的形象，這樣就容易使讀者覺得更加有趣，情感上也更加親切，從而激發主動、積極的閱讀興趣。

2.行為水平的情感化設計

行為情感主要是指在使用過程中，產品的功能設計給人帶來的情感體驗。也就是人們的使用產品的過程中所產生的切身感受，在產品的設計中要求產品不僅要具有易用性，同時也要具有趣味性，只有這樣的設計才能使人在使用中產生愉悅的情感體驗。動漫電子書籍中的行為水平的情感設計也是一個非常重要的設計環節，同時也是設計中的一個中心環節，它能夠將書籍的閱讀功能、趣味功能以及娛樂功能完美的結合在一起，不僅具有承上的作用，同時還具有啟下的作用，因此非常關鍵。在以行為水平的情感為基礎的設計中，要求動漫電子書籍一方面要讀者提供全方位的多功能閱讀服務，發揮電子書籍的功能優勢，另一方面還要根據讀者的年齡特點和情感特點，在書籍設計中靈活的運用游戲等方式，加強書籍閱讀與讀者之間的互動性，從而使讀者獲得完美的閱讀情感體驗。從色彩設計上來說，首先色彩要有利于保護讀者的視力健康，并且色彩搭配要以恰當、和諧、適度為原則，要符合人的色彩審美標準。除此之外，還要對文字與圖像等之間的呈現關系進行巧妙的處理和融合。另外，在設計中還要注意為讀者提供方便、快捷、舒適的全方位視聽服務，充分利用數字多媒體功能，運用情感化的設計語言，將書籍動態設計與靜態設計有機結合起來，加強動漫意境的情感表達，使讀者產生身臨其境之感。最后電子書籍還可以開設一個自我創作的版面，在這個版面中，讀者可以自主的根據自己的喜好來對圖畫進行描繪，然后將作品保存起來，可用作舉辦個人畫展等，從而使讀者更好的享受現代科技給他們帶來的獨特情感體驗和全新閱讀感受。

3.反思水平的情感記憶

數字化時代，對電子書籍設計者提出了更高的要求,要與時俱進，豐富自身的藝術修養，才能使電子書籍設計更好地發揮自身的優勢，創造出新時代的特征。由產品本身引發的用戶情感共鳴以及感動等，就是我們所說的反思情感。反思情感是產品本身對用戶的一種感動，往往決定了一個人對產品的總體印象和評價。例如，迪士尼卡通形象作為動漫中永恒不變的經典，它受到了一代又一代人的喜愛，這主要是因為它滿足了兒童對美好事物的幻想，能夠帶給他們深刻的情感共鳴和情感記憶。動漫電子書籍在情感設計中也要充分運用這一設計思想，要力圖帶給讀者一份感動和永恒不變的情感記憶，給讀者留下美好的、深刻的印象。這就要求動漫電子書籍在設計中，在本能情感吸引和行為情感體驗的基礎之上，還要對讀者的內心最深處的情感需求進行探索和研究，將書籍作者想要表達的情感與書籍情感設計完美的融合在一起，并以讀者最容易理解和接受的方式表達出來，從而實現書籍與讀者之間的更深層次的情感互動和交流，為讀者創造他們喜歡的閱讀情境，在游戲中體會現代閱讀的快樂，最終達到情感設計的目的。

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二、電氣工程自動化系統中節能技術的體現

選擇合理的變壓器變壓器的損耗會造成電能的浪費，但是，其使用范圍有很廣，因此，要注重對變壓器的類型的選擇。首先要注重變壓器自身的能耗，其次，要注重節能性，減少有功功率的耗損。降低傳輸進行中電能的損失電能在傳輸的進行中，能量損耗無法避免。但是，根本的方式是減小電阻。首先，要重視導線的布局，防止出現彎路，縮短導向的長度；其次，導線材料要進行電阻率較小；再次，在統一的條件下，選擇橫截面積較大的導線；最后，靠近負載中心，減少實際供電的距離。選擇有源濾波器在實際操作過程中，要借助對諧波的去除，降低誤操作的頻率，其根本途徑就是使用濾波器。

三、節能設計在電氣自動化中的具體應用

1.不斷提升電氣系統的運行效率在進行電氣設備選擇的時候，要注重其節能的特性，目的是為后期的節能功能奠定基礎。同時，還可以對無功功率進行補償，對運行負荷進行有效均衡，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能的效果，也可以在設計中，對負荷值進行合理調整，運用科學的設計參數。這樣做的目的是確保系統安裝和運行進行中，電源的高效、綜合地運用，增強設備運行效率，降低能耗。

2.對配電系統的設計進行不斷優化電力系統的功能就是為系統安裝提供必須的動力。因此，在具體的配電設計中，最基本的就是充分考慮適用性，保障對電氣設備的有效控制，與此同時，要達到用電設備對供電設備的綜合要求，對各種不良因素進行有效控制。在配電工程中，在達到設備有效運行的基本要求外，還要保障整個電力系統的全面、可靠、穩定的運行，促進系統的靈活性，保障操作的便捷性。另外，要全面考慮系統運行的安全性。要重視導線的絕緣性能，在進行布線的過程中，要保障合理的絕緣距離，以提升導線的穩定性，提升配電和用電的安全性。另外，要做好接地，安排和設置防雷設施。

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1. 前言

EDA(Electronics Design Automation,電子設計自動化)技術是現代電子學的標志，是微電子設計領域的一場革命,而基于EDA技術的芯片設計正成為電子系統的主流。隨著微電子技術的迅猛發展，電子設計技術跨過了三個階段。①20世紀五十年代：小規模集成電路（SSI）和中規模集成電路（MSI）用來設計硬件系統；②七十年代：以微處理器為核心的軟件編程設計；③八十年代末至今：硬件系統集成設計，即系統芯片(SOC)和專用集成電路(ASIC)設計，是21世紀微電子技術發展的重點。

本文主要闡述了采用先進的EDA工具MAX+plusⅡ對10MHz自動頻率計進行設計的過程。論文參考。在此設計中我們采用現在國際流行的VHDL硬件描述語言對CPLD進行編程，并通過MAX+plusⅡ平臺對設計進行仿真驗證，最終完成設計的要求，用單片CPLD實現10MHz頻率計的功能。

2. 單片自動頻率計的設計

數字化、智能化、自動化和小型化是現代測量儀器的發展方向。論文參考。具有50多年發展歷史的頻率計是實驗室中常用的儀器之一，它已成為一種典型的數字化、智能化、自動化的測量儀器，并越來越趨于小型化。單片自動頻率計以單片可編程器件為載體，利用VHDL語言，實現10MHz以內頻率的自動測量。該頻率計用可編程器件一片，10MHz晶體振蕩器一塊和4位七段LED顯示器。

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EDA技術是以數字電子技術課程知識為基礎，具有較強實踐性、工程性的專業課程。將數字電路設計從簡單元器件單元電路設計，EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上，進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是，傳統的教學模式是將兩門課程分開，先上數字電路，后上EDA技術，分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端，減弱了課程之間的聯系，降低了學生對數字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革，以實訓的方式采用項目教學法，使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統，從數字系統的單元電路，如譯碼器、計數器等入手，加深對數字電路基礎理論的認識，逐漸完成數字系統設計。

1. EDA技術及其在教學中的應用

1.1 EDA技術

EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業論文格式，是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計，對整個系統進行方案設計和功能劃分，系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統行為級設計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。

圖1 EDA設計流程圖

1.2 EDA技術在教學中的應用

在教學過程中，EDA技術利用計算機系統強大的數據處理能力，以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數碼管、發光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發平臺，使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證，保證設計過程的正確性。從而使數字系統設計起來更加容易，讓學生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來，將精力集中在電路的設計上。同時，采用EDA技術實現數字電路設計，不但提高了系統的穩定性，也增強了系統的靈活性，方便學生對電路進行修改、升級，讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容，使教學更上一個臺階，學生的開發創新能力進一步得到提高。

2.課程教學改革實施

2.1課程改革思路

課程改革本著體現鞏固數字電路基礎，掌握現代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法，以設計應用為基本要求，開發基于工作過程的項目化課程，以工作任務為中心組織課程內容，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容，即：可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發工具、實驗開發系統，其中，可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計的載體，硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計的主要表達手段，軟件開發工具是利用EDA技術進行電子系統設計的智能化的自動設計工具,實驗開發系統則是利用EDA技術進行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法，以實訓的方式展開，讓學生在“學中做，做中學”。

2.2課程改革措施

以電子線路設計為基點，從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時給出其綜合后的表現該電路系統功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業論文格式，將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚，使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容，并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統的VHDL語言教學模式和流程，將語言與EDA工程技術有機結合，以實現良好的教學效果，同時大大縮短了授課時數。表1為課程具體內容及實訓學時分配。

 

能力

目標

學習情境

項目載體

課時

QuartusⅡ開發工具使用能力

QuartusⅡ開發環境、實驗系統

二選一音頻發生器設計

6

VHDL語言編程能力

VHDL語言基本結構

計數器電路設計

6

VHDL語言并行語句

8位加法器設計

8

VHDL語言順序語句

7段數碼顯示譯碼器設計

8

VHDL語言綜合運用

數控分頻器的設計

8

層次化調用方法

4位加減法器的設計

4

綜合開發調試能力

8位16進制頻率計設計；

十字路通燈設計；

數字鐘設計；

波形信號發生器設計，等。

(任選一題)

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總計

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主辦單位：中國計算機學會

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：1003-9775

國內刊號：11-2925/TP

郵發代號：82-456

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1989

期刊收錄：

SA 科學文摘(英)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數據庫(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：

第三屆(2005)國家期刊提名獎期刊

聯系方式

期刊簡介

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2006年教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》指出：“高等職業教育作為高等教育發展中的一個類型，肩負著培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命。”人才培養模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環節。電子類基礎實驗要向綜合性、設計性、研究性方向發展，提高學生分析問題、處理問題的能力，加強培養學生的創新能力和實際操作能力。高職電類專業的《電路分析》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》是學生從理論走向實踐，以及到創新培養的必由之路，如何搞好三門課程的實驗教學，對于培養學生動手能力、創新能力等起著理論教學無法替代的作用。

一、改革前實驗教學狀況

近年來，高校不斷擴招，在校人數不斷增加，受師資力量、實驗儀器設備、場地及資金等限制，實驗教學中存在以下問題：

1．實驗從屬于理論課設置，學生存在重理論，輕實驗的現象，對后續課程特別是實訓環節的學習不利。

2．實驗項目中，多為驗證性和演示性實驗創新能力，而設計性實驗太少，無法充分調動學生的主觀能動性，鍛煉其綜合運用能力。

3．實驗教學方式陳舊化，知識傳授按部就班進行，學生無思維和發展空間，不利用學生自主學習和創新能力的培養。

4．與當前計算機技術的迅猛發展不協調，計算機輔助教學、輔助設計手段運用不足。

以上幾個方面的現狀對培養具有創新意識和創造能力的高技能型人才極不相稱，必須開展實驗教學改革。

二、實驗教學改革措施

1．建立完善的實驗硬件條件，科學設置各實驗室

實驗硬件是實驗教學的先決條件，必須加大相關教學設備的投入，同時科學設置各實驗室，使實驗教學合理高效運行。為此，實驗室可按以下原則設立，如表1所示。

表1 實驗室設置及功能表

 

實驗室名稱

主要硬件設備

功能

目的

電工電子實驗室

電工電子實驗裝置、儀器儀表

完成電類基礎實驗

培養學生基本實踐能力

EDA實驗室

計算機、EDA實驗箱、相關仿真軟件

完成實驗功能仿真

初步掌握現代電子設計自動化技術

電子工程實踐室

印制板制作設備、儀器儀表等

完成電子產品制作、調試、總裝

培養學生的專業綜合能力

創新實驗室

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1. 本專業特點

電子技術、計算機技術、通信技術方面的新技術、新理論層出不窮。通信行業有有線、無線、微波、衛星、光纖、移動通信等，使得本專業的教學計劃、教學內容必須不斷進行修改更新，以適應新技術的發展要求。

2. 社會對本專業人才的要求

在檢查學生畢業實習和畢業設計過程中我們有意識地針對我們的教學計劃和學生的實際情況與學生實習單位的領導和技術人員座談討論，認真聽取他們的意見和建議。

3. 高職教育特點

我們的培養目標就是應用型人才，加強學生實踐環節是非常必要的。強化學生設計能力和實際動手能力，突出創新意識和創新精神的培養是大學生素質教育的核心。我們在教學計劃的制定和修訂中，一直遵循著這個原則。

4.專升本的需要

因為我們電子信息工程專業的升本已經成功，這樣有一部分學生有繼續學習的要求。我們考慮到學生專升本，必須有較扎實的基礎知識，因此在修改教學計劃時也考慮了這個因素。

二、可行性

近幾年我們在實驗室建設和師資隊伍建設方面做了很大努力，為我們專業的教學改革創造了有利的條件。

1. 實驗室條件

目前已經建成電子信息工程專業EDA實驗室和專業實驗室，配有PC機、投影機及各類實驗箱等硬件設備，并配有電子設計自動化的各種正版軟件。本專業的有關課程實驗、大作業和課程設計，以及高年級學生的綜合課程設計均可以在本專業實驗室完成。今后，隨著專業發展的需要，我們將進一步擴充實驗室的功能，完善實驗室的建設。

2. 師資條件

近兩年我們先后招聘了計算機、通信等專業的高職稱、高學歷的教師，形成了一支老中青結合的、具有敬業精神、創造能力、配合默契的團隊，是我們的教學改革順利進行的有利保證。

三、 具體措施

1. 滿足寬口徑教學的要求

寬口徑的教學模式是目前我國高校教改的趨勢。

為了滿足社會主義市場經濟的需求和飛速發展的科學技術需要，目前我國許多高校都把培養適應能力較強、專業面較寬、具有創新精神的跨世紀人才作為教改的目標。一些重點高校，例如北京大學、清華大學以及上海一些高校，目前在招生方面正逐步推廣“按大類或按院系招生”新模式。學生入學后，前兩年上全院基礎平臺課，能夠得到寬口徑、厚基礎的培養，第三年再分專業方向學習。

2. 加強新技術、新知識的學習，不斷完善課程建設

EDA技術即 “電子設計自動化技術”，是一門實用性很強的新技術，它提供了電路系統的先進設計方法。掌握這種技術是電子信息類學生就業的一個基本條件。經過調查，我們發現許多用人單位都對學生有這方面的要求。作為一門新技術，目前許多高校的EDA教學也還處在試驗階段，是教改的一個重要方面，我們這么做正是適應了這種教改的形勢要求。

EDA技術方面的課程都是實踐性很強的課程，入門并不太難，只要有電子技術基礎和計算機的基本技能就可以掌握，因此這類課特別適合我們的學生學習。例如：在2000級學生進行綜合課程設計時，我們只需大概講述有關EDA軟件的功能和用法，學生就能很快接受并能用其進行課程設計，效果非常好，使我們受到了很大鼓舞，這說明我們的學生在這類課程的學習能力上還是相當強的。

3. 增加實踐環節，進一步加強學生綜合能力的培養

具體作法如下：

(1) 增加綜合課

我們這樣做的主要目的是讓學生對大學期間所學的電子專業基礎知識和專業知識進行一次綜合運用，為下一步畢業實習和畢業設計做好準備。學生通過本課程設計可以進一步理解電子技術、電路理論、微機、通信等方面的相關知識，并可綜合運用這些知識解決一定的實際問題，使學生在所學知識的綜合運用能力上以及分析問題、解決問題能力上得到一定的提高。

(2) 進一步提高畢業實習和畢業設計的水平、質量

畢業實習和畢業設計是學生走向社會之前最后的環節，是大學期間學習的總結。

理工學部一直非常重視學生的畢業設計環節，我們的畢業設計是讓學生下到公司、科研院所參與實際項目來進行的。我們專業的專業主任、專業秘書具體負責組織學生進行開題、中期匯報和畢業論文答辯工作。每個同學要撰寫1.5～2萬字的畢業論文，并且要求每個同學都要進行畢業答辯。

4. 不斷補充完善教學計劃和教學大綱，明確教學要求

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1 EDA技術概述

所謂EDA技術，就是電子設計自動化，由CAE、CAD、CAM等計算機概念發展出現。EDA技術以計算機為主要工具，集合了圖形學、數據庫、拓撲邏輯、優化理論、計算數學、圖論等學科，形成最新的理論體系，是微電子技術、計算機信息技術、電路理論、信號處理和信號分析的結晶。現代化的EDA技術具備很多特點，普遍采用了“自頂向下”的程序進行設計，保證了設計方案的整體優化，EDA技術的自動化程度更高，在設計過程中能夠進行各類級別的調試、糾錯和仿真，設計者能夠及時發現結構設計的錯誤，避免了設計上的工作浪費，設計人員也能拋開細枝末節的問題，將更多精力集中于系統開發，保證了設計的低成本、高效率、循環快、周期短。EDA技術還能實現并行操作，建立起并行工程框架的結構環境，支持更多人同時并行電子工程的技術開發和設計。

2 EDA技術發展

電子工程設計的EDA技術自出現以來，大致可以分為三個歷史時期：

2.1 初級階段

大約在二十世紀的七十年代，早期的EDA技術處于CAD階段，出現了小規模的集成電路，由于傳統手工在制圖設計中的集成電路和集成電路板的花費大、效率低、周期長，借助于計算機技術的設計印刷，采取了CAD工具實現布圖布線的二維平面編輯和分析，取代了高重復性的傳統工藝。

2.2 發展階段

到了二十世紀八十年代，EDA技術進入了發展完善的階段。集成電路的規模逐漸擴大，電子系統日益復雜化，人們深入研究軟件開發，將CAD集成為系統，加強了電路的機構設計和功能設計，這一時期的EDA技術已經開始延伸到半導體芯片設計的領域。

2.3 成熟階段

經過了長期的發展，直至二十世紀九十年代，微電子技術的發展突飛猛進，單個芯片的集成就能夠達到幾百萬或是幾千萬甚至上億的晶體管，這種科技現狀對EDA技術提出更高的要求，推動了EDA技術的發展。各類技術公司陸續開發出大規模EDA軟件系統，出現了系統級仿真、高級語言描述和綜合技術的EDA技術。

3 EDA技術軟件

3.1 EWB軟件

所謂EWB是一種基于PC的電子設計軟件，具備了集成化工具、仿真器、原理圖輸入、分析、設計文件夾、接口等六大特點。

3.2 PROTEL軟件

該技術軟件廣泛應用了Prote199，主要由電路原理圖的設計系統和印刷電路板的設計系統兩大部分組成。高層次的設計技術在近年的國際EDA技術領域開發、研究、應用中成為熱門課題，并且迅速發展，成果顯著。該領域主要包括了硬件語言描述、高層次模擬、高層次的綜合技術等，伴隨著科技水平的提升，EDA技術也必然會朝向更高層次的自動化設計技術不斷發展。

4 EDA在電子工程設計中的應用技術流程

近年來的EDA技術深入到了各個領域，包括了通信、醫藥、化工、生物、航空航天等等，但是在電子工程設計的領域中應用的最為突出，主要利用了EDA技術為虛擬儀器的測試產品提供了技術支持。EDA技術在電子工程設計的領域中，主要應用于了電路設計仿真分析、電路特性優化設計等方面。主要的技術流程如下：

4.1 源程序

通常情況下，電子工程設計首要的步驟就是通過EDA技術領域中的器件軟件，利用了文本或者是圖形編輯器的方式來進行展示。不管是圖形編輯器或者是文本編輯器的使用，都需要應用EDA工具進行排錯和編譯的工作，文件能夠實現格式的轉化，為邏輯綜合分析提供了準備工作。只要輸入了源程序，就能夠實現仿真器的仿真。

4.2 邏輯綜合

在源程序中應用了實現了VHDL的格式轉化之后，就進入了邏輯綜合分析的環節。運用綜合器就能夠將電路設計過程中使用的高級指令轉換成層次較低的設計語言，這就是邏輯綜合。通過邏輯綜合的過程，這可以看作是電子設計的目標優化過程，將文件輸入仿真器，實施仿真操作，保持功效和結果的一致性。

4.3 時序仿真

在實現了邏輯綜合透配之后，就可以進行時序仿真的環節了，所謂的時序仿真指的就是將基于布線器和適配器出現的VHDL文件運用適當的手段傳達到仿真器中，開始部分仿真。VHDL仿真器考慮到了器件特性，所以適配后的時序仿真結果較為精確。

4.4 仿真分析

在確定了電子工程設計方案之后，利用系統仿真或者是結構模擬的方法進行方案的合理性和可行性研究分析。利用EDA技術實現系統環節的函數傳遞，選取相關的數學模型進行仿真分析。這一系統的仿真技術同樣可以運用到其他非電子工程專業設計的工作中，能夠應用到方案構思和理論驗證等方面。

5 結束語

伴隨著科學的發展，技術的革新，EDA技術的領域也在向高層次的技術推廣和開發，成效十分顯著。本篇論文我們對EDA技術的相關信息進行了詳細的分析很研究，研究表明，EDA技術對于我國的電子工程設計改革具有巨大的推動力，基于EDA技術領域的電子產品在專業化程度和使用性能上都要比傳統的設計方案制造的產品更加優化。將EDA技術應用到電子工程設計的領域當中，對于電子產品的優化和工作效率的提高以及產品附加值的拓展都有很大的作用。

參考文獻

[1]白楊.電子工程設計中EDA技術的應用[J].科海故事博覽.科技探索,2012(6):242.

[2]于洋.分析EDA技術在電子工程設計中的應用[J].電子制作,2012(12):83.

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1　構建創新人才培養課程體系和實踐教學體系

（1）優化創新人才培養的課程體系。面對社會對具有創新精神和創新能力的電子類人才的迫切需求，經多次修訂電子類專業教學計劃，構建了適應創新人才培養的課程體系，體現了外語系列課程、計算機應用系列課程、實踐類教學課程四年不間斷的原則；加強了以工程實現為主要內容的課程訓練，體現了理論聯系實際原則，加強實踐原則。由于近年來DSP技術在科學技術研究和產品開發中得到了廣泛的應用，在數字信號處理課程的基礎上，開設了DSP應用技術課程，引入已經被工程界廣泛使用的DSP器件，指導學生完成數字信號處理算法的實時實現。加強了單片機原理及應用、電子系統設計、電子設計自動化、VHDL與數字系統設計等課程的建設。部分專業課程的課時有所壓縮，但要求教學內容不能壓縮，規定某些內容讓學生自學，但期末考試時必考，目的在于給學生提供主動探索、自主學習的空間，培養學生的自學能力。

（2）構建以培養學生動手實踐和創新能力為主線的實踐教學體系。實踐教學體系設置“三大平臺”，即：實驗教學平臺，綜合實踐平臺和創新實踐平臺，體現了“動手實踐能力提高為重點，創新能力培養為核心，四年不間斷”的實踐教學。實驗教學平臺中包括專業基礎和專業方向課程的實驗及課程設計。其中，專業基礎課及實踐性強的專業課都配有實驗課，單片機原理及應用等必修課程還配有課程設計。綜合實踐平臺包括生產實習、社會實踐和畢業設計環節。創新實踐平臺包括參加教師科研項目、參加國家、校大學生創新計劃項目、參加科技活動、學科競賽等。

（3）強化綜合性設計性及創新性實驗項目的開發。精簡驗證性實驗，增加綜合性、設計性、創新性實驗，重新編寫實驗大綱和實驗教材，改革考試辦法，取得了明顯的教學效果。課程設計的內容增加創新意識的設計內容，如增加小發明、小制作等。部分學生生產實習和畢業設計到校企合作企業去進行，充分利用企業的先進儀器設備、優越的工作環境，加強學生的工程實踐能力，培養學生的專業技能和工程素質能力。把電子設計自動化技術（EDA）引入實踐教學中，使學生能在計算機上完成電路的功能設計、性能分析和測量直至印刷電路板的自動設計，集學習、設計、創新于一體。

（4）加強實踐創新校內外基地建設。在學校和有關部門的大力支持下，對實驗室進行整合，把以前小而且分散的實驗室合并歸類，按照基礎、專業、創新三個層次，成立基礎實驗室、專業實驗室和創新實驗室。實驗室配置了比較齊全的儀器設備，不僅能完成傳統的、固定的驗證性實驗，也能完成一些綜合性、設計性實驗項目。先后建成了“電子創新設計開發基地”，省重點實驗室“油氣田控制與動態監測實驗室”、省教育廳“測試計量技術及儀器儀表工程技術研發中心”，學生可以在校內外創新開發基地和研發中心進行各種創新設計項目。創新基地實行學生自主管理為主，教師指導為輔的管理體制，基地在開放時間內，都有學生值班，負責出入人員的登記、實驗室衛生和實驗室設備、儀器的使用和管理；為防止學生自主管理存在的散漫問題，配備責任心非常強的管理員（教師）跟蹤管理，使基地的運行效率穩步提高；實驗室技術人員在寒暑假期均實行輪值制度，保障各項課外實踐創新活動的順利開展。

2　實行導師制、科研團隊培養制度

大一新生開始實行本科生導師制培養方式，要求教師在大學生活、專業學習、創新能力等各個方面對學生進行一對一的教育和培養。大三大四學生實行科研團隊培養制度，一般由學生自愿申請，教師進行綜合考察，然后進入課題組，參加科研活動，開展創新研究、產品開發、撰寫科技論文、申報專利等活動。針對大四學生，聘請校外、大慶油田等油田企事業單位專家作為兼職導師，聯合指導本科生畢業設計論文，實施本科生培養雙導師制。

3　開展課外科技活動和各類電子競賽

開展“科技創新文化節”活動，營造創新人才培養的良好氛圍。針對不同年級，開展不同形式的創新活動。對一、二年級的學生，重點通過參加學術報告會、科技節等活動來培養、激發學生的學習與創新興趣。對于三、四年級的學生，選擇一些要求較高的研究題目，如電子設計競賽題目、教師科研課題的一個組成部分等。同時，每學期主辦多場專家教授講座、開展學術研討、科技作品設計競賽等活動。科技創新文化節開闊了學生的知識視野，激發了廣大學生的科技創新熱情，使學生在科技的熏陶下不斷充實科技知識、管理知識和其它人文知識，也是鼓勵學生參與到各類科技競賽中的重要平臺。每年申報“國家大學生創新性實驗計劃項目”、參加國家級、省級和校級學科競賽的學生逐年增加。從比賽結果來看，學生的知識水平和創新能力有大幅度提升。

4　建設創新實踐型師資隊伍

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現代電子電路設計已經進入電子設計自動化時代，電路仿真是電子設計自動化中的一項重要技術，可以廣泛應用于電子產品的分析、設計、檢測、改造和技術革新等方面。嵌入式系統是以計算機體系結構、計算機軟件以及其他相關電子技術為基礎上發展而來的綜合技術。嵌入式系統技術已經成為當下主流發展研究技術，對于具備一定嵌入式開發能力的人才在企業非常受歡迎。在當前高校普遍開設的嵌入式系統課程中，普遍采用的微處理器是8位的單片機8051，32位ARM7TDMI 核的飛利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。實驗教學中往往以單片機作為學習嵌入式的基礎鋪墊，待基礎掌握后將ARM7內核CPU 作為升級版單片機引入，輕松過渡到ARM平臺。

傳統的嵌入式系統教學，課堂環節基本是在傳統實驗箱基礎上輔助純理論教學，由于硬件的限制，學生可自主實驗和拓展項目較少，不利于創新學習。針對傳統教學模式的不足，為此將Proteus軟件引入到課堂教學、實驗、畢業設計、創新設計中，能起到更好的學習效果。這種教學方案將傳統理論教學可以實時的與實驗相結合，不僅可以提高理論教師的實踐能力同時對于學生而言，不會產生對理論的抵觸心理，更多的實驗自主能夠更好的激發學生的學習創新興趣。

2 Proteus軟件介紹

Proteus 嵌入式系統仿真與開發平臺是目前世界上最先進、最完整的嵌入式設計與仿真平臺，由英國Labcenter 公司開發的[1]。Proteus主要由ARES、ISIS兩大模塊構成，ARES主要用于印刷電路板（ PCB） 的設計及其電路仿真，ISIS 主要用于原理圖的設計并仿真。在Windows 操作系統平臺，可以對各種模擬器件和集成電路進行仿真、分析（ SPICE）。

Proteus軟件和其它EDA工具軟件一樣提供仿真功能，但是它還能從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真，一鍵切換到PCB 設計，實現了真正意義上的從概念到產品的完整設計。能夠同時提供將電路仿真軟件、PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三大功能的軟件目前只有Proteus軟件;在編譯方面，它也支持IAR、Keil 和MatLAB 等多種編譯。

3 Proteus軟件在實驗教學中的優越性

教師在實際教學中通過Proteus和Keil搭建虛擬實驗平臺，同時引入仿真平臺，輔以硬件實驗的驗證，可以使得學生更好的由理論過渡到實踐，對于產品的電子系統能夠有更全面的理解和掌握[2]。畢業生在自己的畢業論文設計中可以采用Proteus軟件為輔助手段;學生可以采用Proteus軟件為輔助手段，進行大學生科技創新活動，或參加市級以及全國各類電子設計競賽活動。下面是利用Proteus軟件進行仿真和硬件驗證的流程圖：（圖1）

針對Proteus軟件以上多種優點，建立一個Proteus實驗室，它的出現為電類專業的實驗教學帶來了前有未有的新思維和解決之道。Proteus實驗室可以為教學創造一個更加優質的平臺，在現有資源的基礎上，實驗室具有如下的優點：

3.1 功能多樣化 Proteus軟件除了提供仿真電路分析實驗、模擬電子線路實驗、數字電路實驗外，同時還可以對嵌入式系統實驗仿真，提供嵌入式系統（單片機應用系統、ARM應用系統）仿真實驗功能是它區別其它軟件的最大特點，因此，Proteus軟件是一個多功能的實驗平臺。它的多樣化功能解決了教師教學過程中可能出現硬件設備不齊全問題。

3.2 資源開放 由于其硬件是基于網絡平臺的，如一個單位內的局域網、或企業網、或校園網（或單機板，基于一臺PC）或Internet用戶。因此解決了學生受傳統實驗室的時間、空間、及實驗內容的限制問題，可以發揮自身的學習熱情來學習，更好的解放由傳統硬件帶來的思維限制，提高創新能力，同時也可以最大發揮設備的利用率。

3.3 內置資源先進 Proteus實驗室主要由其Proteus仿真軟件實現，軟件內部包括萬種以上元器件及多達30多個元件庫，多種現實存在的虛擬儀器儀表，豐富的測試信號源，先進的混合仿真系統（SPICE電路仿真器+數字仿真器+MCU仿真器）。基于上述強大的內置配備，可以保證實驗室的先進性。另外，軟件提供用戶自己制作器件模型，英國Labcenter公司也能夠為用戶制作，此外，軟件跟硬件相比升級更為方便，幾乎無成本，可以保持軟件庫中的器件的實時先進性，保證了實驗室的先進性。

3.4 實驗創新化 Proteus仿真軟件內置的豐富資源是進行創新型實驗研究的基礎。軟件庫中提供了儀器儀表、信號源、元器件、器件模型，教師利用軟件設計相應的教學內容或者進行創新實驗的研究，學生除了完成實驗內容外可以自己研究感興趣的內容，由于豐富的軟件庫中器件，不受到傳統硬件的束縛，可以更好的放開思維，展開實驗仿真學習，對于提高學生的自主學習，培養創新能力有重大的意義。

3.5 易管理、易維護 由于其核心為Proteus仿真軟件，在實驗過程中不會產生損耗問題，軟件的管理、維護也僅僅是帳戶的管理、軟件的安裝及更新，設備的管理工作量得到了降低，可以將更多的時間精力投入到實驗創新研究中。

3.6 低投入、高回報

將Proteus實驗室與傳統實驗室對比，投入低，回報高。教師只需建立相應的計算機網絡平臺（也可使用已有的計算機網絡平臺），外加購買一套Proteus網絡板軟件，部分實驗驗證板即可。幾乎不會產生維護費用，此外，建立這樣的實驗室還可以被嵌入式系統（單片機應用系統、ARM應用系統）、微機原理與接口技術課程學習用到，做到資源利用的最大化。

4 Proteus軟件的應用實例

由于液晶顯示器的低功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧等諸多優點，已經被廣泛應用在袖珍式儀表和低功耗應用系統中[3]。在LCD顯示電路的硬件電路中，我們通常使用LPC2106芯片和LM016L顯示模塊。LPC2106由一個支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、與片內存儲器控制器接口的ARM7 局部總線、與中斷控制器接口的AMBA高性能總線（AHB）和連接片內外設功能的VLSI外設總線組成。LM016L液晶模塊通過指令編程來完成讀寫操作、屏幕和光標控制。LCD顯示電路電子電路圖如下圖所示：

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圖2 LCD電子電路圖

我們可以看到，雖然在這個電路中，電路并不復雜，但是LPC2106這個芯片是雙電源芯片，CPU操作電壓范圍為1.65V～1.95V（1.8V ±8.3%） ，I/O電壓范圍為3.0V～3.6V（3.3V ±10%） ，這兩個小伏電壓范圍比較難調整，學生在實驗過程很容易就會出現電壓過大，燒壞芯片的事故。除此之外，學生還很有可能出現電路連接等錯誤，在實際操作中，這會很大程度地影響教學。所以，我們可以采用用Proteus軟件來仿真電路這一方案。

下面是基于ARM7的LCD顯示電路仿真，介紹電路的設計和使用Proteus 進行仿真與實現的過程。首先運用Keil編譯C語言，連接生成Hex文件，使用PROTEUS 7.8SP2仿真，選用ARM7 LPC2106 芯片和LM016L，將Hex文件導入，然后進行軟件仿真調試[4]。其電路原理圖如下圖所示：

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圖3 系統電路圖

設計的最終效果是使得字符串從左往右逐個依次出現在屏幕上，同時逐漸右移，直至全部消失。然后再從右向左逐個依次出現，待移到最左端后消失。如此循環往復。其設計效果如以下圖所示：

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圖4 設計效果顯示框圖

在這個實驗中，學生可以通過Proteus模擬ARM7芯片設計，將理論與實際相結合，應用現有的仿真工具和嵌入式軟件開發平臺，合理規范地設計實現一個小型LCD顯示電路功能。同時，提供KeilC51 uVision2軟件的調試功能。

如果電路出現結果與實驗目的有所偏差，可以利用軟件調試系統全速、單步、設置斷點等，對各個變量、寄存器狀態進行實時觀察。只需利用仿真軟件在計算機平臺上進行各種仿真調試工作即可，能夠不動用電烙鐵試驗板就能知道結果的方法，大大提高了電路設計的效率和可操作性，將解析法在近似處理中帶來的較大誤差有效的避免，還可以與實物試制和調試相互補充，通過理論與實踐相結合的教學，大大提高教學效率，更好的達到教學目的，也能提高學生自主的學習興趣，培養學生自己的探究研究問題能力，提高創新意識。

5 結語

采用Proteus仿真軟件作為嵌入式系統實驗教學平臺，不僅幫助工科類學院學生更快地掌握業內主流電子設計工具，綜合最新的電子設計技術，提升學生的實踐動手能力，還使得學生在校期間，比較靈活地將不同學科的電子設計知識融會貫通，為學生提供更多的實踐與應用平臺，拉近了學習與就業的距離。實踐證明，這種教學方法在教學效率、成本預算、后期維護方面優勢明顯，具有較高的推廣價值。

參考文獻：

[1]朱清慧，張風蕊，等.Proteus教程-電子線路設計、制版與仿真[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2]陳燕，李娜娜.Proteus和Keil在單片機教學中的應用[J].中國科技信息，2009（20）：194-195.