电子设计仿真与虚拟实验课程设计
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浅论电子技术教学中运用虚拟仿真技术的具体策略随着科技的不断发展,电子技术教学中的虚拟仿真技术正在逐渐成为一种主流教学手段。
虚拟仿真技术可以有效地提高学生的学习效果,激发学生的学习兴趣,帮助学生更好地理解和掌握电子技术知识。
本文将围绕电子技术教学中运用虚拟仿真技术的具体策略展开讨论。
一、选择合适的虚拟仿真软件在电子技术教学中使用虚拟仿真技术,首先需要选择合适的虚拟仿真软件。
目前市面上有很多虚拟仿真软件可供选择,如Multisim、Proteus、OrCAD等。
教师需要根据教学内容和学生的学习需求,选择适合的虚拟仿真软件进行教学。
在教学电子电路领域,可以选择Multisim等仿真软件,而在教学嵌入式系统方面,可以选择Proteus软件进行仿真教学。
二、结合实际案例设计教学内容虚拟仿真技术可以帮助学生更直观地理解电子技术知识。
在教学过程中,可以结合实际案例设计教学内容,让学生通过虚拟仿真软件模拟电子电路的运行过程,深入了解电子技术原理和应用。
在教学数字电路的过程中,可以设计一些实际的数字电路应用案例,让学生通过虚拟仿真软件进行仿真实验,从而更好地理解数字电路的工作原理和应用场景。
三、制定实验操作指导在教学过程中,教师可以根据虚拟仿真软件的特点,制定相应的实验操作指导,帮助学生更好地进行虚拟仿真实验。
实验操作指导要具体到每一个步骤,包括如何使用虚拟仿真软件进行电路设计和仿真实验,以及实验过程中需要注意的问题等。
通过实验操作指导,可以让学生更系统地掌握虚拟仿真技术,提高实验操作的准确性和效率。
四、鼓励学生主动探索和实践虚拟仿真技术可以激发学生的学习兴趣,促使他们更主动地进行探索和实践。
在教学中,教师可以鼓励学生通过虚拟仿真软件进行个性化的电子电路设计和仿真实验,培养学生的创新意识和实践能力。
对于一些有一定电子技术基础的学生,可以引导他们自行设计电路并进行仿真实验,从而提高他们的学习积极性和自主学习能力。
五、定期进行实验报告和讨论在虚拟仿真实验结束后,教师可以要求学生进行实验报告,详细总结实验过程中的收获和问题,并提出自己的见解和想法。
eda课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握EDA(电子设计自动化)的基本概念、原理和方法,培养学生运用EDA工具进行电子系统设计和分析的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)理解EDA的定义、发展历程和应用领域;(2)掌握常见的EDA工具及其功能;(3)了解电子系统设计的基本流程;(4)熟悉硬件描述语言(如VHDL、Verilog)的基本语法和用法。
2.技能目标:(1)能够熟练使用至少一种EDA工具进行电子系统设计;(2)能够编写简单的硬件描述语言程序,实现基本的电子系统功能;(3)具备分析电子系统性能和优化设计的能力;(4)能够阅读和理解电子设计相关的技术文档。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的创新意识和团队合作精神;(2)增强学生对电子技术的兴趣和热情;(3)培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.EDA基本概念和原理:介绍EDA的定义、发展历程、应用领域和基本原理。
2.EDA工具的使用:介绍常见的EDA工具(如Cadence、Altera、Xilinx等)的功能和操作方法。
3.硬件描述语言:介绍硬件描述语言(如VHDL、Verilog)的基本语法、结构和用法。
4.电子系统设计流程:介绍电子系统设计的整个流程,包括需求分析、电路设计、仿真验证、硬件实现等。
5.电子系统性能分析与优化:讲解如何分析电子系统的性能,并提出优化设计的策略。
6.实例分析:通过具体案例,使学生掌握EDA工具在实际工程项目中的应用。
三、教学方法本课程采用讲授法、实践教学法和小组讨论法相结合的教学方法。
1.讲授法:用于讲解EDA的基本概念、原理和工具的使用方法。
2.实践教学法:通过实际操作EDA工具,使学生熟悉电子系统设计流程,提高实际操作能力。
3.小组讨论法:分组进行案例分析,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源1.教材:选用权威、实用的EDA教材,如《电子设计自动化原理与应用》。
中职《电子技术基础》虚拟仿真实验教学案例设计本报告旨在介绍一种基于虚拟仿真实验的中职《电子技术基础》课程教学案例设计,该设计旨在通过虚拟仿真实验为学生提供更加直观、丰富的电子技术体验,并提高学生的实验操作技能和动手能力。
一、教学目标1、了解电子元器件的基本结构、特性和功能。
2、运用负载箱、电压表、电流表、多用万用表等基础仪器,测量电路参数。
3、了解单相交流电源的性质,掌握交流电路的特殊测量方式。
4、掌握电路仿真技术,能够运用仿真软件分析和设计实际电子电路。
二、虚拟仿真实验设计1、仿真实验1:二极管正反接设计思路:通过虚拟仿真实验,让学生了解二极管的正反接法,同时掌握二极管正反接时的工作状态和符号,提高学生的电子基础知识和实验操作技巧。
2、仿真实验2:LED流水灯设计思路:通过虚拟仿真实验,让学生了解LED流水灯的工作原理和电路组成方法,同时通过虚拟仿真实验,在提升学生实验操作技能的同时,也提高了学生对LED流水灯电路的深入理解。
3、仿真实验3:矩阵键盘设计思路:通过虚拟仿真实验,让学生了解矩阵键盘的工作原理和电路组成方法,这样可以更加直观地学习键盘的读取和编程操作,进一步提高学生的电子基础知识和实验操作技能。
三、实验评价本案例的虚拟仿真实验设计,通过三个实验的设计和实践应用,让学生得到了更加广泛、直观、生动和富有创意的的体验,不仅提高了实验操作技能和动手能力,而且还增加了学生的实践应用能力和思维能力。
在对该案例进行评价时,学生对该案例给予了很高的评价。
总之,通过本案例的虚拟仿真实验教学,学生可以更加深入地了解电子元器件的性能和特性,同时也可以提高自己的实验操作技能和动手能力,这样不仅会提高学生的学习兴趣,而且还可以提高学生的实践能力和思维能力。
因此,这种基于虚拟仿真实验的教学方法在中职学校中推广具有很大的潜力和优势。
电路multisim课程设计一、教学目标本课程旨在通过Multisim软件的使用,让学生掌握电路分析的基本原理和方法,培养学生的动手实践能力和创新思维。
具体目标如下:1.知识目标:使学生了解电路的基本概念、定律和分析方法,掌握Multisim软件的操作和应用。
2.技能目标:培养学生利用Multisim软件进行电路设计和仿真分析的能力,提高学生的实际操作技能。
3.情感态度价值观目标:激发学生对电路分析和设计的兴趣,培养学生的团队合作意识和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电路基本概念和定律:电路元件、电压、电流、电阻、电容、电感等基本概念,欧姆定律、基尔霍夫定律等基本定律。
2.电路分析方法:节点分析、回路分析、支路分析等基本分析方法。
3.Multisim软件操作:软件界面、基本操作、元件库的使用、仿真分析等。
4.电路设计实例:简单电路设计、复杂电路设计、电路优化等。
三、教学方法为了实现课程目标,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解电路基本概念、定律和分析方法,使学生掌握基本理论知识。
2.案例分析法:分析实际电路案例,让学生学会将理论知识应用于实际问题。
3.实验法:利用Multisim软件进行电路仿真实验,培养学生的动手实践能力。
4.讨论法:分组讨论电路设计问题,培养学生的团队合作意识和创新精神。
四、教学资源为了支持课程的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《电路分析基础》、《Multisim软件教程》等。
2.参考书:提供电路分析、Multisim软件使用等相关书籍,供学生课后自学。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,丰富课堂教学。
4.实验设备:为学生提供Multisim软件安装和实验所需的计算机、电路仿真实验设备等。
五、教学评估为了全面、公正地评估学生在电路Multisim课程中的学习成果,我们将采取以下评估方式:1.平时表现:通过学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现,评估其学习态度和积极性。
proteus仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握Proteus仿真软件的基本操作,能够进行简单的电路设计和仿真实验。
具体包括以下三个方面:1.知识目标:使学生了解Proteus软件的基本功能和操作界面,理解电路仿真原理,掌握电路图的绘制和元件的选取与放置。
2.技能目标:培养学生能够运用Proteus软件进行电路设计和仿真实验,能够分析并解决实验过程中遇到的问题,提高学生的动手能力和创新思维。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电子技术和仿真实验的兴趣,增强学生的团队合作意识,培养学生的科学探究精神。
二、教学内容教学内容主要包括Proteus软件的基本操作、电路图的绘制、元件的选取与放置、电路仿真原理及实验操作等。
具体安排如下:1.Proteus软件的基本操作:介绍软件的启动与退出、界面布局、工具栏功能等。
2.电路图的绘制:讲解电路图的基本元素、绘制方法以及常用电路符号。
3.元件的选取与放置:介绍元件库的分类、元件的选取与放置方法、元件参数的设置等。
4.电路仿真原理:讲解仿真实验的基本原理、仿真步骤以及结果分析。
5.实验操作:安排一系列具有代表性的实验,使学生在实践中掌握Proteus软件的使用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解Proteus软件的基本操作、电路图的绘制、元件的选取与放置等理论知识。
2.案例分析法:通过分析具体案例,使学生掌握电路仿真原理及实验操作。
3.实验法:安排一系列实验,让学生动手操作,培养学生的实际操作能力。
4.小组讨论法:鼓励学生分组讨论实验过程中遇到的问题,培养学生的团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《Proteus仿真教程》2.参考书:《电子电路设计与仿真》3.多媒体资料:教学PPT、实验演示视频等。
4.实验设备:计算机、Proteus软件、电子元件等。
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计张岩贾小龙(宁夏理工学院宁夏回族自治区石嘴山市753000)摘要:本文在MATLAB的基础上,利用现代仿真技术对电力电子变换器电路进行了SIMULINK仿真,完成了借助于图形用户界面GUI 功能的虚拟实验平台的搭建,达到了基本的实验要求。
关键词:MATLAB;电力电子技术;仿真模型;GUI1背景传统高校实验室所占实验经费比例大,软硬件设备一般比较昂贵的,容量有限且电气信息类技术更新非常快,要建立非常完备且与时俱进的实验教学环境是很困难的。
虚拟仿真实验既节省了资金,又可突破传统实验室在硬件设备上的限制,缓解了实验经费不足与实验人数过多的矛盾,突破了时空的局限,优化了教育资源,提高了学习兴趣和效率,真正实现理论教学与实验教学的结合。
因此,虚拟实验室的研究对于现代远程教学和高等院校的实验教学、课堂教学都很有意义。
2虚拟实验平台的国内外研究现状近年来计算机技术的发展为虚拟仿真实验平台开发提供了技术支持,已有很多高校和企业着手研究虚拟实验仿真平台。
例如:美国卡耐基梅隆大学早期开发的虚拟实验平台,他们的技术方案是通过计算机所搭建出来的函数发生器、示波器等实验硬件设备连接到Internet上,学生或其他用户可以通过上网然后网络远程连接并加以使用。
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology),该院校着手项目的主要是为了建设众多学科科目的虚拟实验平台,此项目是同微软公司通力合作开发出来的I-Lab,设计出来的平台可以用来研究基于虚拟现实的科学技术与电气工程的创新型教育体系。
目前国内的一些高等院校逐渐设计出了自己的虚拟实验平台。
中国科学技术大学早期设计的物理虚拟实验平台是把实验运用在教学的演示和简单物理实验这些问题上,此设计是国内第一套有推广价值的实验教学平台。
仿真虚拟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解仿真虚拟技术的概念,掌握其在各学科领域的应用。
2. 学生能掌握基本的仿真虚拟软件操作,运用该技术进行简单的实验设计与分析。
3. 学生能结合教材内容,运用仿真虚拟技术对课程知识点进行深入探究。
技能目标:1. 学生能运用仿真虚拟技术进行实验操作,提高实践操作能力。
2. 学生能通过仿真虚拟实验,培养观察能力、分析问题和解决问题的能力。
3. 学生能在小组合作中,提高沟通协作能力,共同完成仿真虚拟实验任务。
情感态度价值观目标:1. 学生对仿真虚拟技术产生兴趣,树立科技创新意识。
2. 学生在实验过程中,培养严谨、求实的科学态度。
3. 学生通过小组合作,学会尊重他人意见,形成团队合作的良好氛围。
课程性质:本课程为学科拓展课程,旨在通过仿真虚拟技术,帮助学生深入理解教材内容,提高实践操作能力。
学生特点:学生具备基本的学科知识,对新鲜事物充满好奇,具有一定的信息技术素养。
教学要求:教师需结合教材内容,设计具有趣味性、挑战性的仿真虚拟实验,引导学生主动参与,培养其探究精神和创新能力。
通过课程目标的分解,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材相关章节,设计以下教学内容:1. 仿真虚拟技术概念及发展:介绍仿真虚拟技术的定义、原理、发展历程及在各学科领域的应用。
2. 仿真虚拟软件操作:学习并掌握一款适合学生的仿真虚拟软件,如VR实验、Chemist等,进行基本操作与实验设计。
3. 教材知识点的仿真虚拟实验:结合教材内容,选择具有代表性的实验案例,运用仿真虚拟技术进行实验操作和数据分析。
- 物理学科:如力的合成、电路设计等;- 化学科目:如化学方程式的平衡、有机物合成等;- 生物学科:如细胞结构探究、生态系统模拟等。
4. 小组合作探究:分组进行仿真虚拟实验,共同完成实验报告,分享实验成果。
虚拟仿真实验教学设计与创新一、引言虚拟仿真实验教学是一种通过计算机技术来模拟真实实验场景的教学方法,它可以提供更加安全、经济和灵活的实验环境,为学生提供更好的实践机会和学习体验。
本文将探讨虚拟仿真实验教学设计与创新的相关内容。
二、虚拟仿真实验教学的优势虚拟仿真实验教学具有以下优势:1. 安全性:虚拟仿真实验教学可以避免实际实验中可能发生的意外和危险,保障学生的安全。
2. 经济性:虚拟仿真实验教学可以节省实验设备和材料的成本,减轻学校的负担。
3. 灵活性:虚拟仿真实验教学可以根据教学需要灵活调整实验场景和参数,满足不同学生的需求。
4. 交互性:虚拟仿真实验教学可以提供交互式实验体验,让学生更加主动参与实验过程,增强学习效果。
三、虚拟仿真实验教学设计与创新1. 实验场景设计:虚拟仿真实验教学的设计应尽量接近真实实验场景,让学生感受到真实的实验过程。
例如,在化学实验中,可以设计一个虚拟实验室,让学生通过操作虚拟仪器进行实验。
2. 实验参数调整:虚拟仿真实验教学可以根据教学需要调整实验参数,让学生对实验的影响有更深入的理解。
例如,在物理实验中,可以通过调整重力加速度的大小来观察物体下落的变化。
3. 实验数据分析:虚拟仿真实验教学可以提供实验数据的实时分析和可视化展示,让学生更加直观地理解实验结果。
例如,在生物实验中,可以通过虚拟显微镜观察细胞的结构,并通过软件分析细胞数量和形态的变化。
4. 实验互动性:虚拟仿真实验教学可以通过互动式操作让学生更加主动参与实验过程,增强学习效果。
例如,在地理实验中,可以通过虚拟地图让学生自主探索地理现象,如地壳运动和气候变化等。
5. 实验评价与反馈:虚拟仿真实验教学可以提供实时的评价和反馈,让学生及时了解自己的实验成绩和不足之处,从而调整学习策略。
例如,在电子实验中,可以通过虚拟示波器观察电路波形,并根据波形的特征评价学生的实验操作是否正确。
四、结论虚拟仿真实验教学设计与创新可以为学生提供更好的实践机会和学习体验。
电路eda课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习电路EDA(电子设计自动化)的基本知识和技能,使学生能够理解电路设计的基本原理,掌握电路图的绘制和仿真,以及电路板的设计和制作。
通过本课程的学习,学生将能够运用所学知识解决实际电路设计问题,提高创新能力和实践能力。
1.理解电路基本元件的功能和特性。
2.掌握电路图的绘制方法。
3.学会电路仿真和分析。
4.熟悉电路板的设计和制作流程。
5.能够使用电路设计软件进行电路图绘制和仿真。
6.能够根据电路设计需求选择合适的电子元件。
7.能够进行电路板的布局和布线设计。
8.能够进行电路板的制版和组装。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对电子技术的兴趣和热情。
3.培养学生爱护实验设备和材料的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电路基本概念、电路图绘制、电路仿真、电路板设计制作等。
1.电路基本概念:电路元件、电路的基本连接方式、电路的基本分析方法等。
2.电路图绘制:电路图的符号、绘制规则、绘制方法等。
3.电路仿真:电路仿真软件的使用、电路仿真的方法和技巧等。
4.电路板设计制作:电路板的设计原则、布局布线方法、制版和组装技巧等。
本课程采用讲授法、实践教学法、案例分析法等多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法:通过讲解电路基本概念、原理和方法,使学生掌握电路设计的基础知识。
2.实践教学法:通过绘制电路图、进行电路仿真和设计制作电路板等实践操作,培养学生的实际操作能力和创新实践能力。
3.案例分析法:通过分析实际电路设计案例,使学生学会运用所学知识解决实际问题。
四、教学资源为实现本课程的教学目标,我们将采用以下教学资源:1.教材:选用国内知名出版社出版的电路设计教材,为学生提供系统、全面的学习资源。
2.多媒体资料:制作课件、教学视频等,丰富教学手段,提高学生的学习兴趣。
3.实验设备:提供电路设计实验所需的仪器设备和实验材料,为学生提供实践操作的机会。
verilog仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握Verilog仿真基本原理和方法,具备使用Verilog进行数字电路设计和仿真的能力。
知识目标:使学生了解Verilog语言的基本语法、数据类型、运算符、表达式以及常用的建模方法。
技能目标:培养学生运用Verilog进行数字电路设计、仿真和测试的能力,能够独立完成简单的数字系统设计。
情感态度价值观目标:培养学生对电子信息科学的兴趣,提高学生创新实践能力,培养学生团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括Verilog语言的基本语法、数据类型、运算符、表达式、建模方法以及数字电路的设计与仿真。
1.Verilog语言基本语法:介绍Verilog模块的结构、参数、端口以及语句的书写规范。
2.数据类型和运算符:讲解Verilog中的基础数据类型、复合数据类型以及常用运算符。
3.表达式:讲解Verilog中的算术表达式、关系表达式和逻辑表达式。
4.建模方法:介绍Verilog中的线网建模、模块实例化以及参数传递。
5.数字电路设计与仿真:以实例形式讲解如何使用Verilog进行组合逻辑电路、时序逻辑电路以及复杂数字系统的设计与仿真。
三、教学方法为提高教学效果,本课程将采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法相结合。
1.讲授法:通过讲解Verilog语言的基本语法、数据类型、运算符、表达式以及建模方法,使学生掌握理论知识。
2.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解Verilog在数字电路设计与仿真中的应用。
3.实验法:安排实验课程,让学生动手实践,巩固所学知识,提高实际操作能力。
四、教学资源为实现教学目标,我们将为学生提供丰富的教学资源,包括教材、参考书、多媒体资料以及实验设备。
1.教材:选用权威、实用的Verilog教材,为学生提供系统性的理论知识学习。
2.参考书:推荐学生阅读相关Verilog参考书籍,拓展知识面。
3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,为学生提供直观的学习体验。
常州虚拟仿真课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握虚拟仿真技术的基本概念,理解其在现实生活中的应用。
2. 使学生了解虚拟仿真技术在各学科领域的研究进展,培养跨学科思维能力。
3. 引导学生深入理解课本知识,将虚拟仿真技术与所学课程内容相结合。
技能目标:1. 培养学生运用虚拟仿真软件进行实验操作的能力,提高实践操作技能。
2. 培养学生分析问题、解决问题的能力,通过虚拟仿真实验加深对学科知识的理解。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力,学会在小组讨论中分享观点和经验。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对虚拟仿真技术的兴趣,激发学习热情,树立科技创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,遵循学术道德。
3. 引导学生关注虚拟仿真技术在我国的现状及发展前景,增强国家认同感和自豪感。
课程性质:本课程为跨学科实践课程,结合虚拟仿真技术,深入挖掘学科知识。
学生特点:六年级学生具备一定的自主学习能力和团队合作意识,对新事物充满好奇心。
教学要求:教师需关注学生的个体差异,因材施教,注重理论与实践相结合,提高学生的综合素养。
通过本课程的学习,使学生达到以上课程目标,为后续学习奠定坚实基础。
二、教学内容1. 引入虚拟仿真技术的基本概念,介绍其在科学探究中的应用。
- 教材章节:第一章《走进虚拟世界》- 内容:虚拟现实、增强现实、混合现实等概念介绍。
2. 结合课本知识,展示虚拟仿真技术在数学、物理、生物等学科的应用案例。
- 教材章节:第二章《虚拟仿真技术的应用》- 内容:虚拟实验、虚拟解剖、虚拟设计等案例分析。
3. 教学虚拟仿真软件的使用,指导学生进行虚拟实验操作。
- 教材章节:第三章《虚拟仿真实验操作》- 内容:虚拟实验软件的安装与使用、基本操作技巧、实验数据分析。
4. 探讨虚拟仿真技术在现实生活中的应用,激发学生创新思维。
- 教材章节:第四章《虚拟仿真技术的未来》- 内容:虚拟仿真技术在医疗、教育、娱乐等领域的未来发展。
《PROTEUS—电路设计与虚拟仿真》实验指导书李兴春王宏五邑大学信息学院电子电工实验中心二00七年月印刷目录1 Proteus Design Suit 7 使用指南------------------12 实验内容---------------------------------------------------------21实验一晶体管负反馈放大电路虚拟实验---------------21实验二555定时器功能及应用虚拟实验----------------24实验三数字钟设计------------------------------------------27实验四信号发生器设计--------------------------------------35实验五直流电机控制模块-----------------------------------41《PROTEUS—电路设计与虚拟仿真》实验指导书1 Proteus Design Suit 7 使用指南1.1 系统要求Proteus Design Suit 7 可以在以下操作系统中使用:●Windows 2000●Windows Xp●Windows Vista对于Proteus VSM(虚拟系统模块)处理器仿真,电脑CPU越快,仿真效果越更好。
最低配置为1G处理器,256MB 内存,150MB硬盘。
1.2 系统安装将系统安装盘放入电脑光驱,光盘会自动运行。
否则,打开“我的电脑”,找到DVD驱动器,手动运行光盘。
按提示一步一步安装就可以了。
Proteus默认安装文件夹如下:C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 7 Professional\1.3 进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 7 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 7 Professional”→“ISIS 7 Professional”,出现如图1-1 所示屏幕,表明进入Proteus ISIS 集成环境。
eda课程设计仿真一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握EDA(电子设计自动化)的基本概念、工具和仿真方法,能够运用EDA工具进行电路设计和仿真分析。
具体分为以下三个部分:1.知识目标:学生需要了解EDA的发展历程、基本概念和常用工具;掌握电路图的绘制方法和仿真原理;了解FPGA和ASIC的设计流程。
2.技能目标:学生能够熟练使用至少一种EDA工具进行电路设计和仿真;能够独立完成简单的FPGA设计和验证。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电子设计的兴趣,提高创新意识和团队合作能力。
二、教学内容根据教学目标,本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.EDA基本概念和工具:介绍EDA的定义、发展历程和常用工具,如Cadence、Altera和Xilinx等。
2.电路图绘制和仿真原理:讲解电路图的绘制方法、仿真原理和常用仿真分析方法。
3.FPGA和ASIC设计流程:介绍FPGA和ASIC的设计流程,包括需求分析、逻辑设计、物理设计和验证等。
4.实例讲解和练习:通过实际案例,讲解EDA工具的使用方法和电路设计技巧,并进行课堂练习。
三、教学方法为了达到教学目标,本课程将采用以下几种教学方法:1.讲授法:讲解EDA的基本概念、原理和设计流程。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生掌握EDA工具的使用方法和电路设计技巧。
3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲手操作EDA工具,进行电路设计和仿真。
4.讨论法:课堂讨论,鼓励学生提问、分享心得,提高学生的积极性和主动性。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的EDA教材,如《电子设计自动化原理与应用》等。
2.参考书:提供相关的参考书籍,如《FPGA原理与应用》、《ASIC设计与验证》等。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,以便于学生复习和自学。
4.实验设备:配备足够的实验设备,如计算机、EDA工具软件、FPGA开发板等。
eda课程设计完整一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握eda的基本概念、原理和应用方法,培养学生进行电子设计的能力和创新意识。
知识目标:使学生了解eda的基本概念、原理和流程,掌握常用的电子设计工具和软件,了解电子设计的基本方法和步骤。
技能目标:培养学生进行电子设计的能力,使学生能够熟练地运用eda工具进行电子电路的设计、仿真和验证,培养学生解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:培养学生对电子设计的兴趣和热情,使学生认识到电子设计在现代科技中的重要地位和作用,培养学生的创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括eda的基本概念、原理和应用方法。
1.eda的基本概念和原理:介绍eda的定义、发展和分类,讲解电子设计的基本流程和方法,使学生了解eda工具的作用和重要性。
2.eda的应用方法:讲解常用的eda工具和软件的使用方法,介绍电子设计的基本方法和步骤,使学生能够熟练地运用eda工具进行电子电路的设计、仿真和验证。
3.实例分析:通过具体的实例分析,使学生更好地理解和掌握eda的应用方法,培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、案例分析法和实验法。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解和掌握eda的基本概念、原理和应用方法。
2.案例分析法:通过具体的案例分析,使学生更好地理解和掌握eda的应用方法,培养学生解决实际问题的能力。
3.实验法:通过实验室的实践操作,使学生熟练地掌握eda工具的使用方法,培养学生的动手能力和创新意识。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验室设备。
1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供全面、系统的学习资源。
2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的学习资料,拓展学生的知识面。
3.多媒体资料:制作精美的多媒体课件,生动形象地展示教学内容,提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验室设备:提供完善的实验室设备,让学生能够进行实际的操作练习,提高学生的动手能力和创新意识。
《Multisim仿真实践》课程标准课程名称:Multisim仿真实践课程代码: 1775CC建议课时数:32 (其中实践课时数:8)学分:2适用专业:电子信息工程技术1前言1.1课程的性质关键词:课程地位、主要功能、与其他课程关系本课程是高等职业技术学院电子信息工程技术专业开设的电子虚拟仿真与设计的技术课程,是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、系统分析等课程的重要的虚拟实践教学环节。
其主要功能是使学生掌握Multisim仿真软件的使用,能够设计和绘制各种电路,利用虚拟环境仿真各种典型电路,对于仿真数据进行分析与处理。
它的前修课程是《电路分析基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理与应用技术》、《电子测量技术与调试》,后续课程是《技能竞赛》、《毕业设计》、《顶岗实习》。
1. 2设计思路关键词:课程设置依据、课程目标定位、课程内容选择标准、项目设计思路、学习程度用语说明、课程学时和学分Multisim仿真实践涉及多门学科的知识,涵盖了现代EDA技术的两大基础,即EDA设计工具,以及利用现代EDA技术进行电子电路设计的方法,是一门综合性强、内容先进、实践性强的电子信息类专业课,在培养人才的实践技能中起着重要的作用,是电子信息工程技术专业学生分析、检测和设计系统电路的基础,是职业岗位知识、能力、素质培养的重要支撑的技术课程,因此,该课程在电子信息工程技术专业的教学过程中占有重要作用,应当作为专业必修课程。
本课程的整体设计思路是以就业为导向以能力为本位,依照行业企业专家对电子信息工程技术专业所涵盖的岗位群进行工作任务和职业能力分析,确定了各工作任务所需具备或培养的岗位技能,根据高职培养高技能应用型人才的要求和生源情况,将课程的培养目标定位为:以培养适应时代所需要的,掌握工业中常用的各种仪器仪表使用、典型电路分析、综合系统设计等内容,具备高职学生岗位所需要的“实务”能力的高素质高技能应用型技术人才为目标,以此确定了本课程的工作任务和课程内容。
成都理工大学电子设计仿真与虚拟实验课程设计题目名称:红外自动洗手器的设计学院名称:信息技术与科技学院所属专业:信息工程学生姓名:**学号:2012130102**班级:信息工程2班是否选课:已选课(但名单上没名字)邮箱:*********@日期:2014-4-20一、设计的题目及其要求(1)设计题目红外自动洗手器的设计(2)课程设计的目标、基本要求及其功能:1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置;2、当有人洗手时,装置能自动出水,若手稍微偏离水龙头时(偏离时间2S以内),水龙头也能自动出水;3、工作电源为交流220V;4、灵敏度可调;二、设计方案根据设计要求,其可分为四部分:第一部分:电源,电源有变压器,桥式整流器,稳压器,滤波电容组成;第二部分:红外发射与接收电路;第三部分:由LM567组成的锁相环音频译码器;第四部分:单稳态延时NE555。
系统总框图:三、各功能模块设计1、电源辅助材料的设计1)工作原理图2)功能描述及工作原理220V 交流电路经变压器T 降压,变为10V 交流电,再由D1-D4桥式整流,电解电容C1滤波,三端稳压集成电路7805稳压,得到5V 直流电供给控制电路工作,LED1为电源指示灯。
其波形图如下:3)集成电路的封装二极管的封装: DIODE0.3A 电解电容的封装:RB.2/.4 电容的封装:CAP0.2A 电阻的封装:AXIAL0.3 7805的封装:78XX LED 的封装:LED2、红外发射与接收电路的设计 1)工作原理图2)功能描述(1)、LM358内部结构及特性LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
特性(Features): 内部频率补偿直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz)电源电压范围宽:单电源(3—30V);双电源(±1.5一±15V)红外发射电路低功耗电流,适合于电池供电 低输入偏流低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽,包括接地 差模输入电压范围宽,等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)(2)、LM358的内部结构及引角功能如图所示3)工作原理红外线发射电路,由三极管VT1、红外线发射管LDE2及电位器RW1及R2组成,锁相电路LM567的振荡信号经电阻R2耦合到三极管VT1放大,推动红外线控射管发出方波信号。
红外线接收电路由集成电路LM358、红外线接受管LED 以及其外围元件组成,红外线接收管把接收到的红外线信号转变为本身阻值的变化。
引起在电阻10K 上分压的变化经电阻10K 和电容0.01uf 耦合到放大器进行放大,为降低电源交流波纹的影响,接收电路中加入一级R 、C 滤波电路。
4)集成电路的封装LM358芯片的封装:DIP8 电容的封装:CAP0.2A LED 的封装:LED电阻的封装:AXIAL0.3NPN三极管的封装:9013B电解电容的封装:RB.1/.2电位器的封装:VR3、由LM567组成的锁相环音频译码器的设计1)工作原理图2)功能描述(1)、LM567的结构1脚输出滤波,2脚环路滤波(②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽:电容值越大,环路带宽越窄。
①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。
)③脚是输入端,要求输入信号≥25mV;4脚接Vcc, 7脚接地;⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2,f2≈1/1.1RC;⑧脚是逻辑输出端,其内部是一个集电极开路的三极管,允许最大灌电流为100mA。
LM567的工作电压为4.75~9V,工作频率从直流到500kHz,静态工作电流约8mA。
(2)、LM567的原理与应用①、逻辑输出具有高达 100mA 的吸收电流;②、、锁定带宽范围从0%③、到14%中心频率; ④、噪声抑制能力强;⑤、抗假信号干扰能力强;⑥、中心频率稳定度高;⑦、中心频率从0.01Hz 到500KHz 可调。
(3)、LM567的内部结构及引脚3)工作原理(1)、电路工作时,输入信号与压控振荡器VCO 的振荡信号在鉴相器Q(双平衡模拟乘法器)中鉴相,相差信号经环路低通滤波后,形成与相差成一定比例的电压信号,用于控制VCO 输入频率跟踪输入信号的相位变化,若输入信号频率落在锁相环路的捕捉范围内,则环路锁定,VCO 的频率与输入信号的频率一致。
(2)、鉴相器I(双平衡模拟乘法器)与鉴相器Q工作方式略有不同,它是利用压控振荡器的输出信号经90度移相后与输入信号鉴相,因而鉴相器I的输出电压达到输出范围的最大值,经运放后反相输出,其输出是集电极开路方式,采用该方式方便输出信号与TTL 或CMOS 电路匹配,且可直接驱动继电器等小功率负载。
(3)、中心频率为f=1/1.1RC ;捕捉的带宽为BW=1070sqrt(Vin/fC2 ) 其中25mV<Vin<200mV ,Vin 为有效值,) (4)、LM567的工作频率范围为0.01HZ~500kHZ ,而且工作频率十分稳定。
最大锁范围为14%f0,电源电压为4.75V~9V ,输入电阻为20千欧,典型工作电流为7mA ,主要用于单音解码 (5)、LM567,其与R3、C6组成振荡7,R3、C6决定其内部压控振荡的中心频率LM567的3脚为信号出入端,8脚为逻辑输出端,该输出是一个集成开路的晶体管输出,最大灌电流为100mA 。
5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后,推动红外发射向外发射红外线。
4)集成电路的封装LM567芯片的封装:DIP8 电阻的封装:AXIAL0.3 电解电容的封装:RB.1/.2 电位器的封装:VR 电容的封装:CAP0.2A4、延时电路NE555的设计输出滤波环路滤波信号输入Vcc GND输出定时电容定时电阻1)工作原理图2)功能描述及工作原理(1)、NE555定时器,它与外围元件组成单稳态定时电路,其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时,能保证洗手器的正常出水。
当没有人洗手时,红外线接收电路接收不到LED2向外发射的红外线,LM567的3脚无信号输入,8脚为高电平,NE555的3脚为低电平,三极管VT2 截止,继电器K 断电处于释放状态,电磁阀Y 不动作,洗手器无自来水放出。
当人手放到洗手器下时红外接收到人手反射的红外线并经LM358电路放大后,输人到LM567的3脚,由LM567内部处理后使LM567的8脚输出低电平,从而使NE555的低触发端2脚变为低电位导致NE555的3脚输出高电平,三极管VT2导通,继电器K 吸合,使其常开触点闭合,接通电磁阀Y 的22Ov 交流电源,Y 开始动作,使洗手器放出自来水,供人们洗涤之用,同时发光二极管LED3发出绿光,指示洗手器正工作于放水状态。
洗涤完毕,人手离开洗手器后,A3延时2秒钟后复位,使洗手器停止放水。
(2)、NE555引脚图功能的介绍1地 GND2触发3输出 4复位5控制电压6门限(阈值)7放电8电源电压Vc(此芯片的内部中心电路是2个晶体三极管加正反馈组成的RS触发器。
NE555输入控制端有直接复位Reset端,通过比较器A1,复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。
输出端为F,还有集电极开路的放电管DIS。
它们控制的优先权是R、T、TH)3)集成电路的封装NE555芯片的封装:DIP8,电阻的封装:AXIAL0.3,电容的封装:CAP0.2A,LED的封装:LED,二极管的封装:DIODE0.3A。
5、系统原理图四、硬件调试要点1)、初判断要点1、仔细检查PCB板是否出错,元器件是否焊错,器件参数是否弄错;2、不接芯片,测试电源是否正常;3、电源正常后,插上芯片,用示波器测LM567的5或6脚对地波形,调整RW2(选用电位器,阻值和C6的容量自行考虑)阻值使其频率为10kHz以下,以便提高接收灵敏度,若频率过高,可能因运放带宽不足而无法对红外信号进行有效的放大;4 、注意红外接收管的方向不能弄错;5、测试LM567能否收到反射信号,并调节灵敏度;6、调试555芯片构成的单稳态电路R3=2M ,C7=0.1uf。
(Tw=1.1RC)。
2)、检查红外发射接收、发射管在红外线收、发管的前方,用手由远到近靠近洗手器,当手离洗手器lO~l5厘米时,洗手器的状态应发生转变。
(1)、手需要靠的很近,洗手器的状态才能变化。
这说明洗手器的灵敏度低,可通过减小电阻R1的阻值,增大发射功率来解决对于灵敏度高的情况,可增大电阻R1的阻值解决。
(2)、手靠近洗手器很近,洗手器的状态也不发生变化,说明洗手器不能工作(红外线接收管不能有过强的光线直射强光直射会使其饱和)用万用表的直流电压挡测红外接收管LED的两端电压(最好用数字万用表,其输入阻抗大),在手靠近时电压要变低,否则,红外线收、发管有问题。
调试结果:U/V U/mVt/u st/u s150150300300LM567 5脚输出波形红外发射 T1基极波形2.04-2.0490-90U/V150330t/u sLM385 1脚输出波形1503002.51503000.72-0.72U/V LM567 6脚对地波形t/u s所以,从LM567的5脚输出的信号的频率为f=1/0.00015=6.7kHz.满足小于10kHz 的要求。
五、结果分析结果1:当通电后,电源指示灯亮(红色发光二极管发光)而且继电器线圈吸合,继电器工作指示灯(即绿色发光二极管发光)亮,过了大约1秒,继电器线圈松开,指示灯灭了。
分析:因为在通电瞬间,LM567内部输出一个低电平,输入到NE555,使得NE555的3脚输出一个高电平,从而是三极管工作在饱和导通状态,所以继电器线圈会吸合。
而且,NE555为定时电路,延时约1秒,故1秒后,继电器线圈又释放。
结果2:当人手靠近红外发射和红外接收时,继电器线圈吸合,继电器工作指示灯(即绿色发光二极管发光)亮,当人手离开后,过了大约1秒,继电器线圈松开,指示灯灭了。
分析:当人手伸至红外线控制范围内时,由于人手的反射,使红外接收管收到红外发射管发出的红外线信号,该信号通过LM567的3脚输入,经LM567的选频,从8脚输出低电平输入到NE555,使得NE555的3脚输出一个高电平,从而是三极管工作在饱和导通状态,所以继电器线圈会吸合。
而且,NE555为定时电路,延时约两秒,故两秒后,继电器线圈又释放,指示灯灭。
六、改进思路1、决定NE555延时的电阻R3可以用电位器代替,这样延时时间可以根据自己的需要,通过调节该电位器来决定。