有關(guān)高職電子設計課程中電子線(xiàn)路CAD技術(shù)的教學(xué)與應用探討論文
對于高職學(xué)生而言，要學(xué)習的不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識，動(dòng)手能力是在學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識的基礎上更高的一個(gè)層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會(huì )遇到電子設計等問(wèn)題，因此，在進(jìn)行電子設計的時(shí)候需要用到的很多專(zhuān)業(yè)知識他們是必須掌握的。而電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應用就必不可少了。下面我們將對電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設計中的應用進(jìn)行研究與探索，說(shuō)明電子線(xiàn)路CAD技術(shù)與電子設計的關(guān)系以及在電子設計中發(fā)揮的作用。
1、電子線(xiàn)路CAD技術(shù)與電子設計的關(guān)系
隨著(zhù)電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應用，電路在設計方面也越來(lái)越復雜與集成化，因此，對電路的要求也越來(lái)越精密。而為了達到電路在復雜與集成化方面的要求，在制作電路的時(shí)候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設計的目的了。所以，就產(chǎn)生了現在我們所用到的電子線(xiàn)路CAD技術(shù)。我們在電子設計過(guò)程中利用它就能達到電路所要求的精密度。
2、電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設計中的應用
電子線(xiàn)路CAD技術(shù)是使用當前被廣泛應用的計算機輔助繪圖和設計軟件，然后結合學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識進(jìn)行設計，以加快設計進(jìn)程、縮短設計周期、提高設計質(zhì)量等。電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設計中的應用主要是一下幾個(gè)方面：
2.1繪制電路圖
在進(jìn)行電子設計的過(guò)程中，要實(shí)現電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個(gè)設計，還需要有一個(gè)完善的電路來(lái)承載這個(gè)程序，讓它實(shí)現它本該實(shí)現的功能。在電子設計中，我們一般運用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時(shí)候就會(huì )用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著(zhù)非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進(jìn)行電子設計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過(guò)程也更為方便。比如：我們在畫(huà)好一個(gè)元器件后，覺(jué)得它應該放在其他的位置，則只要將它拖動(dòng)到我們想要放置的位置即可。
2.2計算機仿真
電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設計的應用過(guò)程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預期的功能，并且能夠對一些數據進(jìn)行仿真，可進(jìn)一步對電路進(jìn)行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進(jìn)行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數掃描分析、靈敏度分析、零極點(diǎn)分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進(jìn)行仿真的時(shí)候，我們首先要進(jìn)行一個(gè)功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預期的功能，然后進(jìn)行數據仿真，對該電路進(jìn)行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進(jìn)行仿真過(guò)后，分析結果一般都是以數值或波形的方式顯示出來(lái)。
2.3PCB板的設計
PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進(jìn)行布線(xiàn)后的一種電路板。在進(jìn)行PCB板的設計之前，首先要將電路原理圖導入，而導入的電路原理圖必須是通過(guò)仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設計者就可以利用PCB板自動(dòng)布線(xiàn)以及手動(dòng)布線(xiàn)的功能對其進(jìn)行布線(xiàn)。采用該軟件對電路圖進(jìn)行布線(xiàn)，設計者可以先采用自動(dòng)布線(xiàn)功能對電路進(jìn)行大致的布線(xiàn)，然后用手動(dòng)布線(xiàn)功能對其進(jìn)行美化。這樣的過(guò)程能夠讓電路的布線(xiàn)更加美觀(guān)。
2.4三維視圖
在將PCB板設計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點(diǎn)擊三維視圖的菜單就可以觀(guān)看設計電路板的三維視圖。
3、讓學(xué)生更好地掌握電子線(xiàn)路CAD技術(shù)
如上所述，掌握了電子線(xiàn)路CAD技術(shù)對于學(xué)生而言，可以更好地進(jìn)行電子線(xiàn)路方面的設計工作。但在學(xué)習這一項技術(shù)的過(guò)程中，我們往往會(huì )發(fā)現學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應用的例子。學(xué)生學(xué)習后多呈現一種臨時(shí)性的記憶，即在課程中會(huì )用，考核結束后在不長(cháng)的時(shí)間后就不再掌握的現象。
解決這一問(wèn)題的方法以，通過(guò)實(shí)踐我們認為采用類(lèi)似德國職業(yè)教育所推行的以行動(dòng)為導向的項目教學(xué)法為好。其基本的思路是：
(1)先整體后具體：在學(xué)習CAD技術(shù)時(shí)，先期進(jìn)行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認識，打消畏難的情緒;而后開(kāi)始進(jìn)入各項目的的學(xué)習實(shí)踐。
(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進(jìn)入學(xué)習后應從簡(jiǎn)而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡(jiǎn)單，學(xué)習應從其中入手。
(3)先規范后異型：突出異型電路板的設計制做，其目的是讓學(xué)生今后在實(shí)際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調整電路布局的精華所在。
(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。
最后一點(diǎn)是，對于各個(gè)CAD制作的電路，不應僅停留于電腦的設計，在教學(xué)的過(guò)程中應讓學(xué)生的設計成為成品。這樣可使學(xué)習更為直觀(guān)，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對學(xué)習到的技術(shù)彌久常新。當然，這種做法也會(huì )使教學(xué)的成本大幅上揚，但從人才培養的角度看，這樣的投入是值得的。
4、結語(yǔ)
在電子設計中運用電子線(xiàn)路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線(xiàn)方面的苦難。同時(shí)，讓學(xué)生通過(guò)在自主地進(jìn)行一些電子設計，并在的過(guò)程中運用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線(xiàn)路CAD技術(shù)的實(shí)際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。
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