电路板设计基础知识精选(九篇)

第1篇：电路板设计基础知识范文

创立于1994年的全国大学生电子设计竞赛（以下简称为电子竞赛），是教育部倡导的四大学科竞赛之一，是面向大学生的高参与性的科技活动，目前已成为全国影响范围最广、参与高校最多的一项赛事。我校作为一所以电子类学科为特色的学校，已多次参加电子竞赛，参赛成绩硕果累累。而我院作为高职高专类院系，也同样在高职高专组中取得喜人成绩。然而，通过参加电子竞赛，我们也发现了许多教学短板，提出了诸多问题。

二、电子竞赛所指出的方向

历年竞赛题目都是全国专家反复推敲、认真琢磨的结晶，既与行业前沿技术息息相关，又与学科基础密不可分，既要求学生具有改革创新的能力，又要求学生基础扎实、技术过硬。

根据历年参加高职高专组竞赛的经验，总结出高职高专组的几个出题方向：运动控制、功率放大和信号处理。这些题目所涉及的主要专业知识有：电工电子、模拟电子、数字电子、信号处理、传感器和可编程器件。这些专业知识对应的专业课程几乎是所有电信类专业都会开设的课程，可为何各个院校所取得的成果却迥然不同？分析一下历年赛题，从技术层面来讲，并非无从下手，但要求参赛队员在四天三夜完成，也并非易事。许多作品因为一个虚焊浪费许多时间，或是因为PCB布局不合理而严重影响性能，抑或因为设计思路不对，导致参数无法达标。因此，参赛学生应当具有扎实的功底，以保证作品成功率，又要打破陈规，以创新的角度去解决问题。其实，这就是电子竞赛给高等教育指出的方向，基本技能与创新能力，“两手抓，两手都要硬”。具备这样能力的学生，也正是当今社会需要的人才。

三、通过电子竞赛，推进教学改革

电子竞赛早已指出了教学方向和问题，高校则需要通过教学改革来明确方向、解决问题。回顾传统的教学方法，内容老旧，方法单一，形式呆板，很难使学生对学习产生兴趣，限制了学生在相关学科领域的成长。倘若以新技术、新事物来吸引学生眼球，提起学生兴趣，又容易造成学生眼高手低、好高骛远。因此，我院以电子信息工程技术专业为试点，认真设计人才培养方案、安排教学内容，改进教学方法。

自学生入校起，就开设《电路基础》和《电子线路CAD》两门专业基础课程。《电路基础》主要学习基础理论知识，而《电子线路CAD》则学习PCB设计软件和手工电路板制作。即入学便开始锻炼学生基本的电路板制作能力，狠抓基本功。同时，由于学生对新鲜事物的好奇感，即便做一块简单的电路板，也兴致盎然、认真对待，无形中提高了教学效果。

此后，开设《模拟电子技术》和《数字电子技术》这两门重要的专业基础课程。要求学生在学习完理论知识后，完成直流稳压电源、音频功放、七段显示器和数字流水灯四个电路板作品，既巩固了理论知识的学习效果，又再一次锻炼了学生PCB设计、电路板制作、电路分析与调试等基本技能，提升了动手能力。

最后，开设《C语言程序设计》、《传感器检测技术》和《单片机设计与应用》等专业课程，进一步促进学生在专业领域的成长，激发学生的创新创造能力。

这样，从一开始的锻炼基本动手能力，到简单模块的设计与调试，自最后的复杂系统的软硬件设计与制作，环环相扣，紧密相连，既强调基本技能，又注重创新能力培养，促使学生达到更高的专业水准。

四、教学改革落实到课程

要想培养出达到竞赛水准的学生，并非一蹴而就。换言之，要想培养出基本功扎实，又具创新能力的优秀毕业生，不仅需要宏观地设计规划课程体系，确定培养目标和方向，而且需要带动每一门课程，将教学改革落实到教学的每一个环节。

以《数字电子技术》为例，简述基本技能与创新培养两手一起抓的教学模式。首先将各个知识点划分至表决器、七段显示器、电子秒表和数字流水灯这四个课程项目。然后利用课程项目引出各个知识点，通过理论分析、软件仿真、实验验证等教学手段，传授学生基本专业知识。最后，以七段显示器和数字流水灯作为课程设计，要求学生根据项目要求，自行设计原理图和制作电路板，完成后交予任课教师验收。这样，学生会根据自身所掌握的知识与能力，设计出多种多样的七段显示器和缤纷多彩的数字流水灯，并最终通过制作电路板，验证并实现他们的所思所想，既锻炼了学生基本的动手能力，又激发了学生独立创新能力 ，达到了基本能力与创新能力共同培养的目的。

第2篇：电路板设计基础知识范文

【关键词】创新；实践能力；电子技术基础实验

传统的电子技术基础课程，一直分为电路分析（以下简称电分），模拟电子技术基础（以下简称模电）和数字电子技术基础（以下简称数电）3门课，是我院工科各专业必修的专业基础课。为了追求自身系统的完整性，这3门课有部分内容重复，且相互衔接松散，实验依附于理论课程，通常是以课程内实验出现，完全依赖于理论课的进程，且实验教学环节内容多、学时少、应用性弱的矛盾。实验内容更是以理论知识的验证，缺少对学生实验实践能力的培养，没有结合教学实际情况，进行针对性、开放性、创新性实验。教学形式呆板、方法单一的问题。所以，学生对做实验普遍不重视、兴趣不大。为了提高学生的操作能力和分析问题的能力，改变“重理论、轻实践”的思想，结合我院电子信息工程系实验中心电子技术基础实验教学的情况，经过综合分析： 应把实验教学与理论教学同等看待，将电分、模电、数电三者实验课程合并为1门名为《电子技术基础实验》课，明确该实验教学在整个教学计划中的比例；把实验教学从理论教学的附属地位中摆脱出来，形成相对独立的体系并对其进行优化。《电子技术基础实验》课，融会了常用仪器仪表的使用、电路分析、模拟电路、数字电路等知识，优选了其中的典型实验；目的在于有针对性的突出学生实验实践能力的培养。从实际出发，充分利用现有的教学资源，通过优化教学内容，强化教学管理，更新教学手段等措施来提高课程教学质量，保证了教学时数，增强了实验的系统性，激发学生的学习热情，更有利于培养具有创新意识的应用型电类专业人才，为电子技术基础实验教学改革工作的顺利开展提供必要的保障。因此建议从以下已方面进行改革。

一、实验课堂教学组织的改革

在科学发展史上，实验和理论互为依存，理论是实验事实的总结，实验是科学理论的基础，同时还是判断、修正错误的依据，也是发展理论的起点。从实验在科学发展中的作用看，实验教学理应受到教学管理者、施教者、受教者的重视。但是，当前的实验教学和理论教学不能同步。表现在：理论教学中的元器件知识和基本电路理论没有得到实验的及时验证，而实验的方法、步骤和实验中出现的各种实验现象没有得到理论的指导和合理解释，理论教学不能很好地指导实验教学。实验教学也不能很好地服务于理论教学。

《电子技术基础》的课程设计环节以更好的培养学生的综合应用知识能力为宗旨，在教学方法上我们探索了一种“理论实践理论”教学模式，改变现在传统的单一理论验证实验教学模式。具体做法是：是以教师针对本次实验进行理论知识的讲解、巩固，然后在让同学实际操作，讲解与操作有机的结合在一起，使学生的理论知识通过动手实验进一步得到巩固加深。之后，教师再针对实验进行补充知识的讲解。从“牵着学生的手往前走”转变到“鼓励学生自己往前走”，

二、这门课程对应的教学用板的改革创新

目前实验室使用的教学用板几乎都是以厂家的形式定制教学用板，其实验内容固定、单一，未必适合现代教学实验实践内容。另外在实验过程中，元器件的损耗老化，这是不可避免的，但需要及时更新维护。检查教学实验板的好坏和线路是一项繁杂的工作，而设备老化、故障较多时，会浪费掉大量的不必要的实验时间和精力，严重影响教师的教学和学生的学习。另一方面，原有实验设备组数少，不能保证一人一组，且更新换代很慢，陈旧的设备早已不能适应迅速发展的科学技术的要求。

针对这些情况，应对解决的方法为：学院可以结合实际的教学内容，定制开发新的教学实验板，不再使用厂家自定制的，使教学实验板更具有通用性，功能更齐全。学院再设立一定的实验室专项基金，专款专用，从源头彻底解决制约开放实验室的根本问题。这样就可以对教学实验板、实验仪器、设备进行维修和维护。

三、学生的综合应用实验实践能力的培养，达到授之以渔的效果

《电子技术基础实验》设备采用的是集成化、模块化的综合实验板。学生在现在的实验过程中只需按照实验的要求选择实验电路板，选择测试仪器，不需要具体选择电路元器件，搭建电路，这样学生只是从形式上完成了实验，但掌握不了实验中元器件的参数识别、性能测试和选用，掌握不了基本单元电路的安装方法、调试技能，不利于培养学生的动手和创新能力。

因此，为了更好的培养学生的综合应用实验实践能力，在教学方法上我们探索了一种全新的教学模式，在教学时间、教学内容上对学生进行完全开放。具体做法是：给学生一些课程设计的题目和要求，让学生自行设计电路。并自带器件和实验工具，学校提供实验仪器、场地。让学生充分利用课堂和课余时间完成课程设计。另外学生除完成规定的必选项目外，还可以自选内容，设计调试一些综合性、设计性项目，甚至可以实践一些感兴趣的课外电路。学生可以更加灵活地选择实验内容，最大限度地挖掘出实验室的潜能、培养学生的自主精神、调动学生的学习积极性、大大提高了学生的实验兴趣，使学生由“被动式”实验变为“主动探索式”学习，提高学生的能力素质。

这样，不仅使教学内容更加贴近了工程应用背景的实际需要，培养学生工程思维和工程应用的能力，而且提高了学生的学习兴趣、创新能力以及综合素质。还解决了实践学时少与综合性、设计性课题难以付诸实现的矛盾，使少学时内完成综合性、设计性项目成为可能，注重了学生个性的发展。

四、实验教材和讲义PPT的改革

除了以上的改革计划外，为了构建符合电子技术发展要求的、层次化的教学体系，打造系列化、立体化的特色教材，全面实现多媒体、网络化的现代教学方式，建设虚实结合、激励学生创新的一流的实验教学环境，全面提高学生现代化电子设计能力和综合工程素质。可采取以下主要措施：

（1）构建了符合电子技术发展要求的、层次化的课程体系。

（2）多媒体课件与教材相互配套，实现了教材立体化。

（3）教材与课程体系同步建设，同步发展。

（4）实际实验与计算机仿真实验相结合，提高了实验综合效益。

（5）建设教学网站，实现了课程教学网络化。

电子技术基础实验课是培养学生实践能力和创新能力的基础，加强本课程的改革和建设具有重要性和紧迫性，需要不断的创新，为培养实践人才提供有力的保障。

参考文献：

[1]王艳新.《电工电子技术教学改革的研究与实践》[J].教育研究，2007（1）：33-35

第3篇：电路板设计基础知识范文

关键词：Protel DXP 教学探讨 教学方法

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0139-01

《电子线路板设计与制作》课程是高职院校电子类、自动化类等专业的一门专业基础课。对本课程的教授，我们选用protel 99这款软件的应用来讲述，最终实现对电子线路板的设计与制作。protel 99这款软件是一款将所有设计工具集成于一身，实现从电路原理图到最终印制电路板设计的全过程的应用型软件，是目前最为流行、应用最为广泛的电路设计制版软件。因此，对本课程的实现我们选用这款软件作为载体进行教授。

这门课程是一门实际操作非常强的课程。根据课程教学内容并要考虑到我院学生的特点，结合以往教学的教学经验，如何提高课堂学习效率，让学生能熟练、高效的掌握Protel 99软件的应用，并能为将来就业奠定基础，是教育教学改革需要探讨的问题。

根据以往经验我们总结出本课程在教学中存在的问题如下：

（1）教材选用不合适，内容零散，缺乏项目实例。

（2）教学中使用方法和手段太单一，学生兴趣不高，教学效率低。

（3）教师自身实际操作经验不足，直接影响课程实践教学。

（4）没有明确课程的教学目标和教学内容，不能很好的结合当地产业需求。

如何才能采取一种更贴近学生实际的职业教育教学方式，使教学技能满足学生掌握基础的理论知识和专业知识，又能掌握进入社会后所需的基本技能，同时还要结合本院学生的特点量身定做计划，成为目前面临的教学问题。因此，我们对以上问题进行分析和总结，对教学必须进行改革。

（1）《电子线路板设计与制作》教材一直以来有很多版本，但都缺乏典型项目实例的详解和分析。或者实例不够合适，内容零散，学生学了前面忘了后面。因此，在课程教学过程中，要选择典型实例，且实例选择设计应遵循由易到难、由简单到复杂的过程；要注重实际应用性，结合所学知识，让学生掌握Protel 99的基本功能以及操作方法和技巧，从而达到学以致用的目的。

因此，在对教材的选择上，我们综合考虑以上问题，最终选用电子工业出版社出版的，由孟祥忠主编的《电子线路制图与制版― Protel 99》这本教材。本教材区别于其他教材的最大特点是它对该课程的教学内容进行了调整、优化，完全采用项目的教学方法，并且引入典型的企业项目为实例进行详细的分析，打破了传统的以内容为章节导向的方式，从而改善理论知识和实践的完整性和系统性。这门课本从一开始就采用完整的案例去进行讲述，在每个章节学完后，学生都能完整的了解的整个电子线路板的设计过程，而不是零散的知识点的堆积。除了情境一讲解软件的基本操作外，情境二为三音电子门铃设计，情境三为基于单片机的电子琴设计，情境4为串行接口电路设计等案例，将所有知识点逐步放在不同案例中。案例由简单开始，每个章节逐步深入，加大难度，从实际教学效果来看，这样的教学思维能更好的调动学生的兴趣，教学效果明显提高了。

（2）虽然对于职业教育，我们不停地在改变教学方法，但传统的教学手段仍然以教师教授法为主，不利于调动学生的兴趣和积极性，更不利于学生提出问题、分析问题、解决问题能力的培养。虽然现在教学引入了多媒体课件，但传统的教学模式导致大多数教师仅仅依赖于“读”课件，导致教师对知识点讲解不透彻，更不用说去深入了解学生的学习情况，学生也没有足够的想象空间。

然而，对于《电子线路板设计与制作》这门课程而言，需要更多是实践，是让学生直接的在机房去练习，空有的理论是没有实际意义的。因此，我们通过多年的实际经验总结，将这门课程完全放在机房去讲授，做到以学生的“学”为主，教师的“讲”为辅，采用项目式的教学方法，使学生的主动参与性增强了，现场实践操作能力也得到了锻炼。采用讲解和练习相结合，做到对实例的示范性讲述完后，马上让学生进行类似操作直到掌握这个知识点为止。同时，教师要善于利用各种方式，让学生愿意听，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。例如，在制作多媒体PPT课件时，不仅内容要丰富，而且应该更加直观、形象、生动地展示出课程实践性的相关信息，引起学生的注意力，激发学生学习的主动性。当然，课程结束后，对学生的掌握情况要及时了解，多和学生进行沟通交流，不仅仅是单纯的解决一个具体的问题，而是要引导他们去解决学习中遇到的各种困难和问题，培养学生的问题解决能力。

（3）由于《电子线路板设计与制作》不仅仅是理论知识的学习，更重要的是实际的操作，是一门实践性很强的课程，这就要求教师不但具备扎实的理论基础，还要有实际经验和工程实践的能力。如果老师单纯按照教材的安排，进行软件的讲述和简单应用，那么，学生很难在有限的时间内熟练掌握电路板的实际制作过程。

因此，对于这门操作性很强的课程而言，教师需要掌握大量的实际经验，最好能有和企业直接合作的经验，做到理论联系实际，才能提高自己的专业素质，才有可能充实课堂教学的内容，从而提高教学质量。

（4）我们是高职院校，自然，教学目标和本科院校有所不同。我们要非常清楚职业院校的教学目标和教学内容，才有可能做到有的放矢。高职院校教育主要培养的是技术应用型人才，在教学实践环节中，要以应用、就业为导向，要不断提升学生的动手能力、基本技能和理论知识水平，这也是提高高职院校学生职业技能的重要手段。

对于《电子线路板设计与制作》这门课程来说，更要注重对实际动手能力的培养，让学生通过对Protel 99这款软件的学习，掌握对原理图的绘制和对印刷电路板的整个制作流程。教学结束后，学生要能独立的实现电路原理图和印制电路板的设计，为以后的学习和工作奠定基础。同时，本院处在一个电子产业非常发达的地方，那么对于这方面的人才也是非常急需的，所以，我们应该以就业为导向，使培养出来的学生只要掌握一门技能，就能很好的就业。

《电子线路板设计与制作》是一门操作性很强的课程，我们通过长时间的经验积累，发现问题，解决问题，通过不断的调整、改善教学方法，让学生对这门课程的学习更有兴趣，使得学生能真正的提高自己的知识和技能。

参考文献

[1] 陈峦，马小洁，姜波.基于工程项目开发实践的专业课程教学改革[J].教育研究，2009（1）：132-133.

[2] 曹红英.《Protel DXP》课程项目教学法探索[J].开封大学学报，2011（1）：79-80.

第4篇：电路板设计基础知识范文

关键词：模块化；项目化；单片机

中图分类号：G642 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）06-0087-04

引言

单片机是目前各类智能产品中经常选用的微处理器之一，也是现在电子类高校技能竞赛中常运用的技术之一。因此，单片机课程是电子技术、计算机、电气、自动化、机电一体化、信息工程等专业的主干专业课程，并且是一门实践性、应用性很强的课程，这也说明了单片机课程的实验教学尤其重要。

传统的单片机实验教学主要是采用高度集成的实验箱进行实验教学，但实验箱价格昂贵、操作繁琐、结构复杂，所以这种方式不仅实验成本高，而且学生的实验效果也不理想。因为实验的电路都是已经制作好的现成品，学生在做实验时只需机械地按照图纸在实验板上连接几根导线，然后录入程序，最后观察实验结果即可，整个过程耗时仅需10～25分钟。[1]这样的实验只属于验证性实验。

由于控制电路和实验电路集成在一起，所以学生很难了解所做实验的实际工作电路，对电路的原理根本无法获知，这样的实验教学方式很难锻炼学生的实际应用能力，由此可见，实验设备的高度集成化已经渐渐不适应现代化单片机实验教学的要求。随着单片机技g的不断更新和广泛应用，单片机实验教学系统采用模块化设计，价格低，普及性高，能培养学生的动手能力和创新能力；同时，采用项目化的实验教学模式，能够以工作过程为导向，培养学生的工程意识和解决实际问题的能力。[2]

单片机模块化实验教学设计

改革单片机实验教学模式，是指不再采用传统的实验箱设备，而是采用一种学生自主、自行制作，开放式、模块化的实验板来进行单片机实验教学。

该实验板主要由基础模块和扩展模块两部分组成。其设计思路是基础模块为系统核心模块，扩展模块为系统子模块。基础模块（核心模块）搭架上任何一个扩展模块（子模块）可完成一个特定的子功能，形成一个产品。所有的扩展模块（子模块）还可以按照某种方式多个组合在一起，再搭架上基础模块（核心模块）形成一个更大的系统和有更多复杂功能的产品。扩展模块（子模块）是可组合、分解和更换的单元，但基础模块（核心模块）是必不可少的单元。具体的框架图如下页图1所示。

该实验板的优点是价格低（根据配置扩展模块不同，价格在十几元到几百元不等），而且省去了中间通过编程器或开发板来烧录程序的环节，采用ISP直接下载，十分方便。此模块化实验板可以完全由学生自己焊接、制作，体积较小，携带方便，学生可以人手一套，满足在线仿真调试、开发设计单片机系统以及制作小产品的需要。此外，它还可以为以后的课程设计、电子设计竞赛、机器人竞赛、技能大赛等活动提供技术准备。[3]

1.基础功能模块设计

基础模块为单片机最小系统，也可称为CPU控制模块，主要由单片机芯片、复位电路、晶振电路和电源电路组成。它是做任何一个单片机实验或产品必不可少的部分，也是系统的核心部分，如图2所示。

为了方便后续搭架基础模块与扩展模块，可以将单片机的32个I/O（P0-P3口）全部引出，将单片机的引脚与2.54mm间距的单排排针焊接在一起，通过排针将引脚引出。然后通过杜邦线，把基础模块排针与扩展模块排针相连接，实现搭架组合。

2.扩展功能模块设计

扩展模块主要包括流水灯模块，数码管显示模块，点阵显示模块，LCD显示模块，蜂鸣器模块，键盘模块，红外收发模块，传感器模块，A/D、D/A模块，电机控制模块，时钟模块和E2PROM模块。这些扩展模块不仅可以使学生基本掌握单片机的输入、显示、控制、数据采集和转换、储存等相关技能，还可以使学生在熟悉和掌握以上扩展模块的电路原理、制作和编程的基础上，根据自身需求自行设计和制作新的扩展功能模块，学习到更多的知识，掌握单片机更多的运用技能。

通过“基础模块+扩展模块”可以制作和实现的功能如下：

广告牌的设计与制作：单片机最小系统（基础模块）+点阵显示模块（扩展模块）。

功能：通过编程实现单片机控制点阵模块显示相应的汉字、图形、数字等广告信息。

抢答器的设计与制作：单片机最小系统（基础模块）+键盘模块（扩展模块）+流水灯（扩展模块）。

功能：通过编程实现当有按键按下时（有人抢答时），将信号反馈给单片机，然后单片机做出相应的反应动作，如小灯点亮，说明抢答成功，并显示抢答成功相对应的位置。

智能温度测控系统的设计与制作：单片机最小系统（基础模块）+传感器模块（扩展模块）+数码管显示模块（扩展模块）+流水灯（扩展模块）+蜂鸣器（扩展模块）。

功能：通过编程实现当温度传感器模块采集到温度后，将温度信号发送给单片机，单片机接收到信号后，由数码管显示模块显示出当前温度。若温度超过了预先设定的最高温度值，流水灯模块亮起，表示启动降温控制操作；若温度低于预先设定的最低温度值，蜂鸣器模块响起，表示启动升温控制操作。

单片机项目化实验教学设计

面对高职教育培养高级技能型、应用型人才的目标，理论与实验相分离的教学模式已不再适应当前职业教育发展的需要。针对竞争日益激烈的就业市场和企业对人才的需求，笔者提倡一种以工作为导向的新教学模式，其本质是让学生在学习中感受到实际工作环境，教师充当需求者或管理者，给学生（工作者）下达任务或订单，学生从接到任务到制作产品整个过程都全程参与。[4]

这样的模式也称为项目化教学模式，即学生和教师一起实施一个工作任务或项目而进行的教学活动，它能实现学生“学中做，做中学”[5]，实现课程设置职业化、理论实践教学一体化、技能训练岗位化、素质训练企业化[6]，提高学生的工程意识和解决实际问题的能力。

对于单片机这门实践性、应用性要求都很强，且易制作产品的课程，采用项目化教学模式，能够让学生通过教师下达的实际工作任务，学会Protel99se等仿真软件的理论知识，然后通过实践实现电路板绘制、系统仿真、电路板印制、焊接、调试等，掌握一套完整的单片机硬件电路设计和制作过程，同时学习汇编语言或C语言编程的理论知识，通过实践实现对单片机程序编辑、调试、烧录等，掌握一套完整的单片机软件设计过程，最终做到将理论学习、实践应用、产品制作有机地合为一体。

单片机项目化实验教学的思路和实施步骤具体如下：

第一步，提出任务，选择方案。

掌握技能：能提出至少3种以上方案，通过对比、论证选出最优方案；能利用网络、图书馆等查阅资料和分析资料。

第二步，硬件电路设计。

掌握技能：能利用protel99se或其他绘制电路板仿真软件，绘制出对的电路原理图、PCB封装图。

第三步，电子元器件采购计划。

掌握技能：能识别、筛选电子元器件；能统筹和规划采购计划，制作采购清单，实施采购任务，进行成本统计；能检测电子元器件的性能指标。

第四步，制作电路板（手工焊接）。

掌握技能：能将之前绘制的PCB封装图，通过刻版机雕刻法或化学药剂腐蚀法制作出PCB电路板；能将电子元器件焊接到PCB电路板上；能检测PCB电路板和电子元器件。

第五步，软件设计。

掌握技能：①设计程序。能分析任务或项目需求、设计程序算法以及画程序流程图。②开发程序。能使用Keil编程软件、录入程序和编译程序。③调试程序。能调试程序，查找错误，修正错误；能生成可下载到单片机的.hex文件。④烧录程序。根据不同的下载工具，能采用不同的烧录方式；能使用烧录程序的软件，了解烧录程序的步骤，实现将.hex文件烧录到单片机。可以利用基础模块（单片机最小系统）实现烧录程序。

第六步，上交产品及编写项目报告。

这包括PCB电路原理图、封装图，采购耗材清单，手工焊接电路板及软件程序清单。

掌握技能：能制作产品使用说明书；归纳、总结产品制作全流程的步骤；利用单片机的知识和技能，分析和解决一定的工程实际问题。

在项目化教学中，教师根据实际工作需求的项目，给学生下发任务。学生自行组队，通过网络、图书馆等资源多方面搜集资料，小组讨论，师生互动，讨论方案的可行性，这样能留给学生发挥的空间，激发他们的创造性思维。对于确定后的方案，学生开始展开硬件电路、软件程序的设计与制作。在这个过程中，教师只需要针对项目进展和实施，在适当的时候引导学生进行相关理论知识的链接，做到理论与实践相结合。每个小组独立完成项目后，上交产品和项目报告，并进行集体点评。

结论

实践证明，采用模块化的单片机实验教学，能够提高学生识别电路结构的能力，从而提高他们的动手能力和创新设计能力。并且模块化电路板较为灵活、普及性高，各个模块都相对独立，在出现故障时易于检测。由于价格较低，学生能够人手一套，自行设计各类扩展功能模块。采用项目化的单片机实验教学，能够培养学生的工程意识和解决实际问题的能力。在项目化教学过程中，教师通过角色扮演，给学生下达工作任务，这样能激发学生的学习兴趣和积极性，开拓学生的思维，从而提高教学效率。同时，项目的实施和完成能将理论和实践融为一体，让学生学以致用。将模块化与项目化教学模式相结合，是一种创新型的单片机实验教学改革模式，它能通过设计和制作模块化的单片机实验板，实现项目化教学过程。

参考文献：

[1]殷士勇.Keil和Proteus在单片机实验教学中的应用[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2009（6）：567-570.

[2]刘升.模块化单片机课程实验教学系统[J].淮北煤炭师范学院学报：自然科学版，2010（2）：40-43.

[3]张宏伟，阎有运，王新.单片机实践教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2009（4）：206-208.

[4]韩慧敏，陈亮，柏乃琳.电子类专业实践教学改革的探索[J].科技视界，2014（5）：54.

[5]沈培锋.《单片机原理与应用》项目化教学改革案例浅谈[J].中国科技信息，2012 （18）：137.

第5篇：电路板设计基础知识范文

0引言

提高人才培养质量是高等教育发展的核心任务《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020）》指出，要通过全面实施高校本科教学质量与教学改革工程，强化实践教学环节，进一步提高高等教育人才培养质量。随着社会对学生实践能力要求的提高，实践教学在高校教学过程中的比例逐渐加大。目前，在大力推进实践教学的过程中，出现2个主要问题：（1）各高校实践教学经费投入逐年增加，但教学经费仍相对不足，这些问题在工科类院校体现得更加明显。在高等教育教学成本中，实践教学成本占了相当大的比重[1]；（2）在实践教学过程中，学生仍以被动接受知识、简单跟随操作为主要实践形式，未能充分发挥学生的主观能动性及创新实践能力。

如何合理有效地使用实践教学经费，发挥有限教学经费的最大效益，最大化节约高校理工科实践成本，同时能够通过实践教学，充分提高学生主动的进行创新性学习和实践的能力，是高等学校亟待研究解决的问题。近年来，燕山大学电子信息科?W与技术专业通过渐进式教学设计方法，减少了以实物设计为载体的实践教学成本，实现了实践教学经费的合理支配，使学生的实践活动由被动的模仿式学习转变为主动的创新性实践。

1高等学校实践教学运行现状

本文所涉及的实践教学，主要是指与专业课程教学配合的课程设计环节，所涉及的实践教学成本主要是指用于实践教学，如课程设计以及学生实训等教学活动所需消耗材料的购置费用。

传统的课程设计环节主要是针对大学某一课程的实践教学环节，利用所学的知识，通过设计实践，完成一项涉及本课程主要内容的综合性、应用性的题目。课程设计环节把教学范围拓展到了实践中，有利于促进课程教学目标的完成。但是这种针对某一课程专门设置的课程设计，与后续其他课程设计之间相互关联度不大。造成以实物设计为载体的某门课的课程设计项目完成之时，也是所设计的实物变成电子垃圾之时。在教学耗材的购置，例如电子元器件的采购等方面，存在大量的资源浪费；同时循环产生大量的不可回收的电子垃圾，对环境也造成一定的影响[2]。这些相互不关联的以实物为载体的课程设计使高校的实践教学经费不足的问题更加严重。

另一方面，由于学校实践经费与教师实践教学投入不足等多方面原因，导致课程设计项目单一，缺少系统化、创新性以及延续性的考虑。学生只是被动地跟随教师或者实验指导书进行模仿式实践，创新性和主动性不能充分发挥，不能达到实践性课程的预期结果。在某一课程的课程设计中设计出的项目作品及学到的技能，未能在后续课程中继续得到深入挖掘和提高，而学生以课程设计实践为基础进行课外创新性实践更无从谈起。

实际上，高校中任何一个专业所有的课程设计都是为学生的综合专业技能发展服务的，相互之间必然存在一定的关联。根据这些关联，搭建循序渐进的教学体系，打破课程设计间的壁垒，统筹规划，是实现实践教学成本优化使用的可能途径。采用循序渐进式实践教学体系，使得上一级项目能够进入下一级实践环节，充分发挥和扩展每一级实物设计的功能，减少资源的浪费，从而最大化的节约实践教学成本[3]；在课程设计过程中，增加可以充分发挥学生主观能动性的创新性实践项目，采取竞赛等形式进一步激发学生的实践热情和创新思维。3年的教学实践证明，这一循序渐进式的实践教学体系很好地优化了教学成本，提高了学生的创新实践能力。

2循序渐进的实践教学体系搭建

电子信息科学与技术专业是教育部于1998年特设的新专业，该专业涵盖了无线电物理、电子学与信息系统、信息与电子科学3个旧的本科专业，对学生的现代电子技术应用、现代通信技术和计算机应用能力有比较高的要求，该专业顺应了我国电子信息产业发展的需要，有较大的发展和提升空间。

电子信息科学与技术专业对学生实践能力有着较高的要求，传统的纸上谈兵教学模式在日益严重的就业形势面前迫切需要改革。从社会对于电子工程师的要求出发，搭建了以培养学生硬件电路设计、电路板焊接与测试、现代电子仪器的使用、单片机软件开发、项目规划与开发等能力为主的实践教学体系[4，5]。该实践教学体系打破了各课程设计之间的壁垒，统筹规划、总体考虑，以实践成本最优化、学生能力全面化为目标，制定了3个循序渐进、紧密相关的阶段，分别为PCB电路设计与焊接（第3学期）、单片机程序设计与开发（第4学期）、电子设计综合实训（第5学期）。3个阶段课程设计材料和设备统一采购，统筹规划，每个设计环节的产品进入下一环节，持续提升和开发设计项目的功能，实现了学生全面实践创新能力的分阶段培养。

为了促进学生课外实践的展开，本专业从2012级开始就将电路类以及计算机语言类课程提前，将《电路原理与分析》《模拟电子技术》《数字电子技术》分别提前到了第2、3、4学期，《C++面向对象程序设计》课程提前到了第2学期。而《单片机原理与应用》课程放在了第4学期。因此，PCB电路设计可以为充分理解和掌握电路相关知识打下基础，同时该课程设计单元所设计的电路是基于STM32单片机的多功能开发板，可以让学生在此设计中学习和掌握最基础的单片机知识，为后续单片机理论课以及单片机程序设计与开发打下良好的基础。学有余力并且感兴趣的学生，可以在课下自学一些单片机知识，结合所设计的单片机开发板，完成一些课外实践项目。实践证明，这样一个实践系统序列大大促进了后续单片机理论的学习，本专业学生的单片机成绩优秀率远高于其他专业学生，达到了65%的优秀率。

经过电子信息科学与技术专业4年来的实践教学检验，笔者认为该实践教学体系极大地节约了实践成本，在提高经费使用效率的同时，学生的创新实践能力也得到了很大的提升。3年来，以学生为主体，获批发明专利和软件注册权4项，部级大学生创新训练计划9项，省级以上竞赛奖项20余项。

3电子信息科学与技术实践教学体系详解

以下面分别从PCB电路设计、单片机程序设计与开发、电子设计综合实训3个方面解析本专业循序渐进的实践教学体系的构成。

3.1PCB电路设计与焊接

印刷线路板（printed circuit board，以下简称PCB）是电子元器件的支撑体和电气连接的载体。从 2006年开始，我国也已经取代日本成为全球产值最大的PCB生产基地和技术发展最活跃的国家。电子产品的焊接是电子产品制作过程中非常重要的环节，1名合格的电子工程师如果想开发出1款工艺简单、器件封装合适的产品，必须要了解焊接，尤其是现代贴片焊接技术的全过程。因此PCB电路设计已经成为电子、电气类及相关专业重要的专业技能课之一[6]。在学校的电子信息科学与技术专业的教学计划中，将PCB电路设计与焊接设置成了1门必修的专业基础实践课，时长为3周。

电子工程师完成PCB电路设计过程是先利用EDA软件进行电路版的绘制，然后再进行焊接和调试。但对于没有接触过电路板实践的学生来说，这个电路板绘制的过程犹如理论课程一样枯燥无味。因此，该阶段的设计先由教师根据自己多年的经验及教学心得，按照循序渐进式的电路板设计理念，给出电路板的主体架构，进行电路板各部分功能讲解、焊接，然后再进行电路板的?L制与仿真。这样的PCB设计流程，可以让学生在EDA软件学习过程中，将一些抽象化的电路符号转化为形象的电路模块，非常方便地帮助学生理解和掌握。课程设计过程中，教师及时对各环节进行总结和关键提示，有助于学生快捷地掌握相关知识，缓解学时紧张的问题，该部分内容分4个阶段完成。

1） 电路板功能分析和电子元器件选择。此阶段充分考虑了成本与功能这两个矛盾面，结合循序渐进的实践体系的要求，设计出基于STM32单片机的多功能开发板，板上除晶振外的所有的 IO 口全部引出，板载十多种外设及接口，可以充分挖掘 STM32 的潜质，极大地方便学生在后续课程设计以及课外科技活动中扩展及使用[7，8]。

STM32EVM主要由STM32单片机最小系统、串口下载及通信模块、外设模块及电源模块构成。板载了8个LED灯、3个按键、直流电机驱动模块、8路红外检测模块。其中，电机驱动模块、红外检测模块和外置的智能小车底盘可以让学生完成智能小车的控制、红外循迹和红外避障功能，培养了学生的综合能力。电源模块主要为开发板电路供电，分为两部分：第一部分为USB供电及电源转换电路，主要是在该开发板单独使用的时候使用；第二部分为外置锂电池供电及电源转换电路，主要是在该开发板作为控制板，与智能小车底盘共同使用的时候使用。图1为本专业设计的基于最小系统设计的PCB板电路图，具有较大开发和升值空间。

2） PCB焊接和调试。该阶段通过学生实际接触到PCB板，对电路板产生直观的认识，了解常用电子元器件形状和封装特点，掌握贴片焊接和直插孔焊接等电路板焊接技能，尤其对现代工业最常使用的贴片焊接的流程有清楚的认识；掌握钢网、回流焊机、电烙铁、热吹风等焊接工具的使用以及电路板的测试和调试过程。

3） PCB板的绘制与仿真。经过PCB功能分析与焊接之后，学生对电路板设计有了初步的了解。接下来就是EDA设计软件Altium Designer15的学习。该软件是主流的EDA设计软件，可实现PCB设计与绘制。此过程，教师负责进行绘制方法演示、指导、规则检查以及验收。通过此过程，学生可以通过原理图绘制和封装设置，电气法则测试、导入网络表、设计绘制PCB图，掌握 PCB工程及完整的电路图建立的过程。图2是学生自主焊接和绘制的PCB电路板图。

4） 电路板的调试――单片机程序设计与开发基础入门阶段。为了提升学生的成就感，该阶段必须让学生自己焊接出的电路板工作起来，因此在完成电路板的设计后，结合单片机程序设计，完成电路板功能的进一步开发，激发学生的学习热情，快速上手STM32。从 STM32 固件库、新建工程、编译和下载程序出发，学习STM32单片机的基础功能和常用外设。通过流水灯和按键实验，掌握STM32的GPIO的原理和控制方法；通过中断实验，掌握EXTI外部中断输入方法；通过串口通信，实验掌握单片机和电脑的信息交互的方法。该电路板功能的进一步开发和价值提升可在后续的课程设计中逐渐发挥出来。

3.2单片机程序设计与开发

本阶段的课程设计，使用学生自制的基于STM32单片机的开发板，以C语言为基础，以uVision5 IDE 集成开发环境作为开发工具，通过实例讲解、学生练习、自主项目设计的形式，由浅入深，达到即学即用的效果，提高学生的创新实践能力和独立开发能力。经过PCB设计阶段的STM32单片机的基础功能和常用外设学习，实现了学生单片机程序设计的基础入门。因此，在这一阶段可以顺利进入基于学生自制的STM32单片机开发板的高级功能扩展，该部分主要分3阶段进行。

1） 基础功能扩展阶段。通过STM32的高级外设和常用的通信协议、ADC和DAC实验、器件DHT11、AT24C02、W25Q64的学习，使学生掌握信号采集和输出的功能、电子设计中常用的单总线协议、IIC协议和SPI协议，掌握示波器在信号采集与处理中的作用。

2） 传感器模块学习阶段。该阶段利用自制开发板板载的10多种外设及接口，使学生了解和使用各种传感器模块，如红外感应模块、声音检测模块等十几款信息采集传感器；步进电机、蜂鸣器模块、继电器模块等输出执行传感器；还有一些高级辅助模块，如无线传输模块NRF24L01、WIFI模块ESP8266、三轴加速度/陀螺仪模块MPU6050、液晶显示模块OLED12864等等，为后续综合性的自主设计与开发打下基础。

3） 综合性的自主设计与开发阶段。经过前面阶段的学习，学生掌握了基于STM32的软件编程和常用传感器模块的使用。为了充分发挥学生的主观能动性，培养学生的创新性精神、团队协作意识及电子产品的设计开发能力，该阶段特别设计了学生创新设计大赛。采用抽签形式将学生进行分组，每组3人。小组根据现有的STM32开发板和传感器模块，在4天时间内完成以下任务：项目及创新点提出、作品原型制作、软件开发、联合调试、答辩。最终以比赛形式进行项目作品验收，评委根据项目的难易度、完成度、创新性、外观和答辩情况进行打分和评奖。

由于元器件以及模块数量有限，为了降低学生提出项目的相似度，开课第1天就给学生布置调研任务，要求学生在2天内完成项目名称的提出，指导教师负责对学生项目的相似性、创新性、难易度进行把握，相似的项目进行删除，重新让学生商定题目。项目开展前，进行开题报告，学生简要汇报项目的设计思路和实现方法。教师针对学生项目的整体思路指导，不同组也可加入讨论，努力提高项目的创新性和综合性。事实证明，这种提前审题以及开题审查相结合的办法，对于降低学生项目相似度，提高项目综合质量有很大的帮助。比如，同样是湿度传感模块，引申出3个不同类的模块应用环境：能够自动寻光提高晾晒效率的智能晾衣架，能够实现自助浇水、采用呼吸灯显示花卉生存环境好坏的智能花盆，以及能够实现光、水、空气自主控制的智能农业大棚设计，分别利用湿度传感器实现了衣服湿度、花盆土壤湿度和大棚土壤的湿度测定。

经过本次课设，学生的基于单片机的自主开发能力、编程能力、设备使用和调试能力、团结协作能力有了大幅提高，参与性和主动性得到了充分发挥。在该阶段涌现了大量的创新性题目，如具有水量和水温测量与显示、警告和定时提醒功能的智能水杯，具有手势识别、实现垃圾分类的智能家用垃圾桶，基于超声波检测的儿童坐姿矫正仪（如图3所示）等，有3个作品被选中参加2016年在燕山大学举办的CDIO亚洲区域会议作品展。

3.3电子设计综合实训

经过PCB焊接与测试、单片机设计与应用的实践性训练，学生已经可以进行独立的开发和设计。为进一步巩固学习成果，继续提高学生的电子设计能力，在第5学期，设计了电子设计综合实训环节，利用学生自主设计的开发板，进行逐步增容，完成1个智能循迹小车的开发设计[9，10]，最终设计完成的智能小车实物如图4所示。

智能循迹小车作为一种融合自动控制、传感器检测、信息处理、计算机软硬件设计等多学科知识，集机电于一体的综合系统，是很好的电子设计综合实训项目。该智能小车以学生自主设计和焊接的STM32开发板为控制核心，集成红外传感器模块和超声波传感器，利用单片机的高速运算处理能力处理8路红外传感器信息，控制单片机的PWM输出占空比来调节左右直流减速电机的转速，进而实现小车智能循迹行走，并通过超声波传感器实现躲避障碍物的功能。学生需要克服小车的直行、左转、右转、直道加速、S弯、虚线赛道处理、十字路口处理和自动停车等难题，该项目的完成，可以实现的电路设计、程序设计、检测控制及信号处理等多方面专业知识的综合利用，提升学生的整体创新实践能力。

第6篇：电路板设计基础知识范文

1. 理论教学

1.1 优化教学内容

《数字电子技术》课程内容包括逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和整形、数-模和模-数转换电路等。随着近年来数字电子技术飞速发展，知识更新周期缩短，数字器件不断更新换代，使得该课程授课内容多课时少的矛盾更显突出，因此，有必要对该课程的教学内容进行优化，我们选用的教材是由清华大学余孟尝教授主编，高等教育出版社的《数字电子技术基础简明教程（第三版）》。在保证《数字电子技术》基本知识、基本分析方法和设计方法的前提下，对教学内容进行优化：内容选取上力求少而精，对于学生学过的知识（如：数的表示方法、二极管、三极管、场效应管的结构等）以及无法在较少的学时里充分阐述的知识（如：脉冲产生与整形电路、数模与模数转换电路等）做了较大的删减，并压缩集成器件的内部结构部分的内容，重点放在集成器件的外特性及其应用。组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析、设计是本课程的重点，特别是时序逻辑电路的分析、设计是本课程的核心内容，因此这部分安排了较多学时。同时根据学科专业特点增加了电子设计自动化EDA。

1.2 采用现代化教学手段

《数字电子技术》课程中有大量用图形、表格表述的知识，如电路图、波形图、时序图、真值表、状态转换图等，如果仅借助板书手绘图表，不仅费时、费力，效果却一般。而且，数字逻辑电路的知识和前面所学的电路分析、模拟电子技术的知识密切相关，利用黑板不方便引用、回顾前面所学知识。

多媒体技术能够将大量的集成电路、图形、波形、真值表等预先存放在计算机中，上课时教师可以方便、快捷地调用，减少了很多耗时的板书和画图，节省了大量的时间，从而提高教学效率。《数字电路》中组合逻辑电路及时序逻辑电路的分析及设计过程和其他一些章节都存在大量逻辑图、状态转换图、时序图及动画等，用多媒体教学无疑能很好地将这些章节的内容讲解得更具体、清晰、生动。

2 实验教学

2.1完善教学内容

实验教学担负着巩固和加深对所学理论知识的理解、培养学生用理论知识分析解决实际问题的能力的任务。考虑到普遍存在的大学生动手能力弱的问题，实验内容中安排了基础性验证性实验；此外，为了适应数字电路的发展和学生就业的需要，在实验中还引入EDA的内容。

首先，开设基础性验证性实验，锻炼学生的基本技能。通过开设3～4个基础性验证性实验，使学生熟悉实验仪器设备如实验箱、面包板等的使用，掌握基本门电路逻辑功能的测试方法。

其次，开设综合设计性实验，目标是培养学生运用理论知识分析问题和解决问题的能力。实验室根据该课程的应用要求及学生学习兴趣，安排了数字钟、抢答器、裁判电路、交通灯控制电路设计等，并利用计算机对设计电路进行仿真调试。

通过这样设计的实验内容，使学生的学习由浅入深，由易到难，循序渐进，学生将理论知识与实践相结合，加深了对所学知识的理解，提高了学习积极性。很好地培养了他们的主动性及动手能力。

2.2改革考核方式

第7篇：电路板设计基础知识范文

论文摘要：本文从高职教育的特点出发，阐述了传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在的缺陷，引出如何让高职院校的学生能够通过实践的方法掌握电子专业基础课中必备的一些抽象的理论知识的问题。列举了几种常用的EDA软件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特点、适用范围，最后，通过具体的应用实例提出高职教育中EDA教学与电子专业基础课的相互渗透的方法，使得二者有机结合，达到更好的教学效果。

引言

职业技术学院以培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才为根本任务。一贯以来培养目标是以专业技术知识为基础，以实践为核心，注重理论联系实际，培养学生创新能力。让学生掌握一门扎实的专业基础知识和技能，使学生有较强的知识转化能力。

1.传统的专业基础课教学存在的主要问题

电子类职业学校的专业课都开设了专业基础课，这些专业基础课涉及的知识面广，基本概念、基本原理、分析方法多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，学完之后，又不知道如何运用知识。问题的症结是学生刚刚接触专业的知识，没有基础，而且传统的教学用单一的方法从理论上阐述，学生学起来感到抽象，难以理解和掌握，所以学生难以学好专业课。但专业基础课学好后，对学生的后续专业课的学习起着至关重要的作用。高等职业院校的电子专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点，比如《电工技术基础》的公式多、定理多、计算量大，《电子技术基础》概念多，单元电路分析计算难，电子专业基础课理论性，实践性强，与学生在高中学习的基础知识联系不多，每次课的新知识多，信息量大，抽象且枯燥无味，往往学生进入专业基础课的学习都会感到难以适应，久而久之导致恶性循环，以至于失去学习专业课的兴趣和信心。

2.传统的EDA课程教学存在的主要问题

随着EDA技术的普及，职业技术学院也相继开设了相关的课程比如《EDA电子设计自动化》，《Protel电路设计》，《可编程控制技术》等，涉及的主要软件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。

NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名为Altium）推出的EDA软件，是电子设计者的首选软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。转贴于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。但是，一般这些课程会被安排在专业基础课学习完毕以后，在第三或第四学期，学生在学习到这些仿真软件时往往已经忘却了许多重要的基本知识。除此以外，传统的教学方法在EDA应用软件的教学中只注重命令的介绍，或者说强调命令的操作步骤，而不重视命令以外的东西。由于教师本身的学业水平及其素质问题，功能性教学方法被广泛采用。采用这种方法学生不可能在教学规定的时间内宏观地、整体地去把握事物的内涵，所学的知识缺乏连贯性，独立操作软件的水平不高，只能简单模仿和死记硬背。同时该方法往往是以教师为中心，课堂上教师讲得多，学生参与少，不能适应培养高技能人才的需要。

3.改革的主要思路

传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在明显的缺陷。在具体实施过程中教师应积极参加教研教改项目，以教改促进课程教学整体质量的提高。比如，在专业基础课的教学中不能照搬传统的一套教学方法，从数学推导或理论分析来得到相关的结论。一方面，应该借助电子仿真软件EDA开展教学，直观的形象显示有助于培养学生的观察能力和分析问题的能力，有助于教学重点和难点的讲解，可培养学生的学习兴趣，激发学习动机。另一方面结合其它课程设计的方法来提高EDA软件的使用，如《电路基础》、《数字电路》、《模拟电路》、《高频电子线路》等课程的设计以前都是手工完成设计部分的工作，现在都安排在EDA技术中心利用EDA软件来完成。通过大量实际训练，使学生掌握EDA在本专业各项设计与电路制作中的应用。在接触各种实际的和模拟的设计电路课题的过程中，提高分析、解决问题的能力。最后，推广职业认证考试高职教育应该依照国家职业分类标准及对学生就业有实际帮助的相关职业证书的要求，

调整教学内容和课程体系，把职业资格证书涉及的相关课程纳入教学计划之中，将证书考试大纲与专业教学大纲相衔接，创新人才培养模式，强化学生技能训练，使学生在获得学历证书的同时，顺利获得相应的职业资格证书，增强学生就业竞争能力。通过比赛提高学生的学习积极性，促进课程改革建设的深入。

结束语

实践证明，职业技术学院的专业基础课程和EDA教学方式的改革是势在必行的，只有通过改革才能把这两门课程教学实施得更好，才能达到高职高专院校培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才的目标。当然，笔者提出的把两种课程糅合在一起贯穿执行的教学方式还不够细致和完善，这当中还存在很多方面的问题需要在以后的教学环节去检验和解决。

参考文献

[1]俞文英.关于电子专业基础课的教学探讨[J].洛阳师范学院学报，2003(5).

[2]李曙峰，冀云.EDA课程教学改革实践探索[J].科技致富向导，2011(23).

[3]孙怀东.EDA技术在电子技术课程教学中的应用[J].三明学院学报，2007(04).

第8篇：电路板设计基础知识范文

关键词 电子实习;教学内容;电子产品;改进

中图分类号:G642.44 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)18-0054-03

Some Improvements on Teaching Content of Electronic Practice//Zhao Cheng

Abstract This essay puts forward a series of specific improvement measures on teaching content in the college where the author works, for the purpose of making an improvement on training students’ abilities of designing, practicing and bringing forth new ideas. Moreover, some explorations into the connection between electronic practice and its follow-up subjects in this article has also been made.

Key words electronic practice; teaching content; electronic products; improvements

Author’s address Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing, China 100070

1 教学目的和意义

电子实习是工科院校相关电子专业的重要教学实践环节,是一门理论联系实际,使学生了解电子产品制造过程的实践活动课。通过电子产品设计、焊接、装配、调试、检验过程的实践锻炼,使学生了解电子产品的生产全过程,并初步具备设计、开发电子产品的能力。通过电子实习不仅培养学生的实际动手能力,而且能使学生了解和掌握现代电子产品的先进制造工艺,为其在后续专业课的学习、课程设计、毕业设计以及以后从事实际工作打下良好的实践基础。在电子实习中,学生可以有效地发挥自己的创造性思维,把课本上所学到的知识应用到解决实际问题之中,从而完成由理论知识向实践操作能力的转化,培养学生的实践能力和创新精神,增强学生解决工程实际问题的能力,提高学生的综合素质。

2 教学内容的现状

北京电子科技学院电子实习时间为2周,实习内容主要有:安全用电;电子元器件的认识和测试;焊接练习;印刷线路板的设计;万用表、直流稳压/充电电源和表面贴装SMT调频收音机等产品的装配和调试。

安全用电主要使学生明确安全用电的概念及规程制度,掌握防触电技术,学会使用安全用具,掌握设备安全用电技术,掌握触电急救及其他急救方法,学会分析、处理用电事故等。电子元器件的认识和测试主要是要求学生认识和识别电阻、电容、电感、二极管、三极管和集成芯片等的材料类别、型号、规格、功能、参数和符号,掌握一般元器件的选用原则以及各类型元器件的测试方法。焊接练习主要是让学生在了解焊接机理,熟悉焊接工具、材料、操作步骤和基本原则的基础上,掌握一般的焊接技能,可以实现手工焊接小规模的电子产品。焊接技术影响着电子产品的质量和效果,因此,焊接练习在电子实习中是一个基本功练习,是非常重要的实践基础环节。

印刷线路板的设计也是电子实习中重要内容。印制线路板的设计过程包括用EDA工具软件设计出电路原理图,然后将其转换为印刷线路板PCB版图。由于实习时间较短,教学中要求学生学习EDA工具软件并画出电路原理图。

电子产品有万用表、直流稳压/充电电源和表面贴装SMT调频收音机等产品,学生通过掌握这些产品的基本原理,自己测试元件,进行装配和调试,实现对产品的效果要求。收音机的组装与调试中采用清华大学的SMT实习系统和FM微型收音机。SMT是将片状元器件直接贴装在印制板铜箔上,用再流焊或其他焊接工艺焊接,实现电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生产的自动化。SMT现在已成为现代电子信息产品制造业的核心技术,学生对这项新技术和新工艺兴趣很大。通过对产品的组装与调试,让学生了解并体会电子产品商业化生产的全过程,增强学生的实践动手能力。

3 教学内容的不足

不足之一:电子产品的制作过程应包括电路原理图设计、PCB版图设计和PCB板制作、元器件检测、组件的焊接与安装调试、产品质量检验等,但是由于实习时间较短,制作费用偏高,对于PCB版图设计和PCB板制作还没有引入电子实习教学中,使得学生对电子产品的制作过程没有完整体会。

不足之二:学生体会不到先进的、完整的现代电子工业产品制作的过程。电子实习中一些电子产品的制作只是现代电子工业产品制作过程的缩版,学生不能够体会到大型电子自动化设备流水线式的工作方式。

不足之三:在电子实习中,模仿式训练比重较大,不强调产品的原理和设计,只是按照给定的电路图,把电子产品组装、焊接起来,学生实习过程中对所遇到的问题也不知从何下手,从而导致实习兴趣不高,在实习过程中很被动,不能很好地培养学生的设计、综合和创新能力。另外,有些实习的产品实用性不高,很多学生做完后没有去使用它,产品没有得到很好的再利用。

4 教学内容的改进

改进之一:增加PCB版图设计和PCB板制作的内容。印制线路板的制作是电子实习的一个重要环节,也是电子类专业学生必须具备的基本技能之一。印制线路板图的制作采用相关EDA工具软件进行设计,设计完成后,可采用清华大学生产的“印制板快速制作系统”,由学生进行复印――钻孔――腐蚀等全过程操作,制作出印制线路板,再进一步焊接和安装产品。这样可以让学生体会到电子产品制作的整个过程。

改进之二:通过多媒体介绍电子工艺的发展,包括现有的焊接技术的发展和新的设计方法,展示工厂里的电子产品制作工艺流程;还可以带领学生参观工厂电子产品的制作过程,这样使学生对现代电子工业产品的生产有一个比较完整直观的认识。

改进之三:更新电子产品的内容。为了使学生从电子产品中了解尽可能多的电子相关知识,应该使该电子产品能够涉及更多的技术领域,而且能和后续课程的学习紧密联系起产。让学生查找资料,自主设计、制作电子产品,来形成培养学生创新能力为主的实践教学模式。因此,学校在实习中增加AVR单片机实验板和可编程器件实验板的制作,其设计流程如图1所示。

AVR单片机实验板采用ATmega16的最小系统,它包含电源电路、复位电路、串口转换电路、晶振时钟和一些旁路电容。实验板如图2所示。

此实验板具有以下特点:整板采用单面布线,使连接关系简单明了;板上的电容电阻均标识大小,元器件采用分立元件与贴片元件2种封装相结合,便于练习焊接;ATmega16所有的管脚全部通过芯片两侧的插针引出,并且每个管脚都做有标识并引出1个插孔、2个插针,留有电源和地接口插针,便于扩展连接;板上有1个LED测试灯,可通过观察LED是否闪烁判断实验板是否正常工作;留有MAX232串口转换电路,以后调试使用时可再焊接;USB电源供电,可直接从计算机USB口取电;USB下载方式,下载线可直接接计算机USB口使用。实验板将以散件套装的形式提供,学生根据所给的电路图等文档自行焊接实验板,并且提供的ATmega16芯片已经预先烧好测试程序,在焊接完成后插好ATmega16芯片,通过观察测试灯是否正常闪烁便可测试核心板的焊接是否有误。为了简化板面,应用电路没有在其中,也附有扩展板,学生以后可根据应用情况自行设计应用电路。

可编程器件实验板采用的主芯片是EPM1270T144C5N,实验板由主芯片电路、电源电路、JTAG接口电路、复位电路、时钟电路等几部分组成。实验板如图3所示。

此实验板具有以下特点:整板采用双面布线;板上的电容电阻均标识大小,元器件采用分立元件与贴片元件2种封装相结合,便于练习焊接;将EPM1270T144C5N芯片的大部分管脚引出,并且每个管脚都做有标识,其中有84个I/O口可定义,留有电源和地接口插针,便于扩展连接;板上有1个LED下载灯,可通过观察LED是否闪烁判断实验板下载是否正常工作;下载板上包括4个LED数码管、8个发光二极管、8个拨动开关,便于以后的应用。实验板将以散件套装的形式提供,学生根据所给的电路图等文档自行焊接实验板,并且提供测试程序。

这两种实验板空板目前给学生提供,等引进PCB板制作工艺后,准备让学生自行设计制作完成,这样让学生实现整个产品的制作过程。这两种实习产品不仅可以让学生熟悉单片机、EDA等课程的内容,还可以供这些课程的实验、后续的电子设计竞赛、课程设计、毕业设计使用。这些产品体积小,方便携带,可以随时使用,不受实验环境的限制,跟以后课程紧密相连,因此,这样的实习产品学生很喜欢。其制作过程不仅能培养学生设计、综合、创新能力,更能激发其学习和探索知识的兴趣,也能很好地、有效地发挥实习产品的价值。

5 结束语

电子实习不仅培养学生的动手能力,更是通过对产品的设计、制板、焊接和测试等来了解现代工业产品的生产全过程,锻炼学生主动设计、主动探索的精神和创新意识。优化电子实习的内容,使其能和先进技术和后续课程紧密联系起来,为进一步的学习拓宽知识面,打好基础。因此,不断改进和完善电子实习内容才能进一步提高实习教学质量,也有助于培养适合新时展需要的高素质专业技术人才。

参考文献

[1]关宗安.电子工艺实习教学内容的研究与改革[J].实验技术与管理,2007,24(7)

[2]沙德亮,等.对电子工艺实习发展的探索[J].教学研究,2008,31(3)

第9篇：电路板设计基础知识范文

“模拟电子技术基础”是理工科自动化、电气工程及其自动化、电子信息、通信工程等电类专业必修的专业基础课，该课程不仅具有自身的理论体系，而且还是一门实践性很强的课程，该课程和“数字电路”合称为“电子技术基础”。“模拟电子技术基础”课程的主要任务是解决电子技术入门的问题，该课程的学习，使学生掌握模拟电子电路的基本工作原理、分析方法和设计思路，为深入学习数字电路、微机原理及应用、单片机原理与应用、自动控制原理等后续课程和从事有关电子技术方面的实际工作打下坚实的基础。同时由于全国大学生电子竞赛和各省组织的省级电子竞赛的深入开展，以此为契机，“模拟电子技术基础”成为各大院校重中之重。模拟电子技术简称“模电”，很多学过该课程的学生称其为“魔电”。面对学生口中所说的“魔电”，笔者在长期的教学中，根据理论教学、实验教学的效果和多年指导大学生进行电子竞赛的经验，对该课程的教学质量问题进行了一定的探讨，从中得出几个方面的问题所在，其中最重要的有以下几点：

1.教材选用问题

一般的高等院校选用两个教材，其中一个是《模拟电子技术基础》，清华大学出版社出版，由童诗白、华成英主编；另一个是《电子技术基础（模拟部分）》，高等教育出版社出版，由康华光主编。这两套教材的侧重点有所不同，但是课程内容大同小异。

2.课程的授课学时问题

一般院校的总学时为80学时，其中理论学时为64，实验学时为16，从近年的课堂理论教学情况来看，需要增加相应的理论学时以提高理论学习的深度和应用型知识的广度，同时实验课时也需要增加。但是在整体消减学时的大背景下，增加课时还是有难度的。

3.理论教学内容方面的问题

整个课程理论教学的内容安排还是偏重于理论性的知识，通常向学生讲授的是“是什么”的问题，而本科教育的目标是培养应用型的人才，主要掌握的应该是“怎么用”的问题，因此需要从中选用一套适合本校实情的教材，同时还要对教材内容进行一定的取舍和重新组织，尽量多安排一些与实际应用相关的知识点。

4.实验教学内容方面的问题

以往的模拟电子技术实验多为验证性的内容，引不起学生的兴趣，因而要增加一些应用性和设计性的实验内容来培养学生的学习兴趣，同时也可以增加一些与实际工程联系紧密的实验。对于传统黑板板书教学方式，画电路和波形比较慢，而且比较抽象，学生难以理解；而通过采用多媒体技术和板书结合的方式就能达到很好的教学效果。从笔者多年指导电子竞赛的经验看出，学生理论联系实际的能力较差，因此需要加强这方面的练习。

二、理论教学内容探讨

本科院校尤其是工科院校是培养应用型创新人才的摇篮，它的教育目标是顺应社会尤其是时代需求培养学生的实际应用能力。在这个大政方针的指引下，电气类学科中的“模拟电子技术基础”的教学目的是主要培养学生能够正确选择合适的电路元器件和设计具有某种特定功能的电路的能力，理论知识以够用为基本原则，不需要面面俱到，更不需要钻牛角尖，要尽可能地避免烦琐的公式推导和大篇幅的理论分析。一些基本原理和电路的内部结构可不作详细地分析，在介绍基本原理后直接使用。例如，三极管放大状态下内部载流子的传输过程，各种场效应管的内部工作原理的讲解等一直是理论教学的难点，但是实际应用中学生只要会分析三极管和场效应管组成的六种放大电路即可，因此就可以大胆地删除这些内部工作原理的讲解，把教学重点放在这两种放大器件组成的放大电路的应用场合和分析思路的讲解中，就可以达到偏重应用型教学的目的。从整体上看，模拟电子技术的重要内容是放大电路。而放大电路包括分立元件，三极管和场效应管组成的放大电路，集成电路组成的放大电路。其中分立元件组成的放大电路是基础，而集成电路的内部是由分立元件组成的功能更强的放大电路，而且集成电路体现的是现代电子技术发展的趋势。因此理论教学要“以分立电路为基础，集成电路为重点”来进行，适当加强大规模集成电路的内容。在集成电路教学中，要适当缩减内部电路的分析，加强集成电路的电路及实际应用方面的内容，适当向学生介绍一些在工程实践和电子竞赛中使用的新器件，如开关电源，各种滤波器，高速放大器等，培养学生分析电路和解决实际问题的能力，同时也能使学生了解现代电子技术发展的前沿和动态。此外，最为关键的是在讲授的同时给学生贯穿实际电路设计的知识，使学生认识到理论分析和实际设计的差距，从而能够理论联系实际，更大程度地激发学生学习“模拟电子技术”的兴趣。当然，在教学中应适当注重课程内容与其他专业课程的联系与衔接，注重课程内容的工程应用背景，提高学生对课程内容的兴趣。

三、实验教学内容探讨

除了理论教学外，“模拟电子技术”这门课程非常注重实验教学，这也是学生获得知识以及激发其学习理论知识的主要途径之一。事实上，既然是培养应用型的人才，实验教学应该是重中之重，但是通过多年的教学发现，大部分学生对于这个重中之重的课程并不“感冒”，学生经常忽视这个问题，当然最主要的原因不能怪学生，而主要在于实验内容上。由于大部分的实验属于验证性实验，而且传统的实验教学往往是以教师为主，实验指导教师从实验目的、实验步骤到实验注意事项逐步讲解，而学生按照教师的讲解进行实验的具体操作，按部就班地将教师讲授的内容依葫芦画瓢地加以练习。如果最后的实验结果和教师讲的不一样或者得不出结果，学生的第一反映是找老师帮忙。显然这种教学方式不利于学生分析问题、解决问题能力的培养，极大地限制了学生的主观能动性和创造性。可以夸张地讲，学生即使不懂实验原理，只要懂得中文，按照实验步骤去做，一般都能做好实验，这也是学生提不起实验兴趣的主要原因。如何解决这个问题呢？首先对于各类实验尤其是验证性的实验，必须要求学生做好实验前的准备工作，弄清楚实验所涉及的原理，不能不懂装懂，要做预习实验报告，这时需要教师在实验课前进行严格地检查，督促学生养成预习的好习惯；其次，实验指导书的编排上尽量将实验步骤不要写得太详细，甚至可以不写，给学生独立思考的空间；第三，实验课堂上要以学生为主，教师为辅，尽可能地将教师的讲课内容压缩在15分钟之内，给学生充分的时间去做实验，即使学生做实验的时候出现一定的问题，也要学生尽可能自己独立解决；第四，除验证性实验外，尽可能多地安排一些设计性和综合性的实验，对于这类实验，可以不限定时间由学生独立完成，他们可以随时到实验室进行实验的调试和设计，当然这就需要很多配套的硬件设施和开放更多的实验室。同时改革实验考核办法，在要求完成的实验内容之外，另选一个实验作为实验考试内容，由操作、实验报告、考试三部分的成绩综合得到实验总评成绩，以此来督促学生，提高实验教学的质量。

四、教学方式的探讨

传统的教学方式主要是板书，作为学生口中的“魔电”，学生普遍反映“模拟电子技术”这门课程难学，主要难在课程的基本原理、概念比较多而且抽象，尤其是放大电路的两大分析方法之一的图解分析法，如果单纯地用黑板加上粉笔的这种传统教学方法去讲解，曲线图的绘制不但慢而且效果不太好。此时如果加入多媒体课件，就能很形象生动地向学生展示模拟电子技术的魅力，多媒体教学的优点还有信息量大。当然这并不是说板书不好，相反，通过调查发现，学生更愿意接受板书的教学方式，主要原因是多媒体教学速度太快，学生的思维跟不上，而板书速度较慢，学生更容易理解。在教学过程中，尽量多媒体和板书相结合，从而在一定程度上提高教学质量。

五、电子竞赛的契机

全国大学生电子设计竞赛是教育部和前电子工业部于1994年共同倡导主办的，全国先后举办了九届竞赛；它是四大学科（电子设计、数学建模、机械设计、结构设计）竞赛之一，面向全国大学生的群众性科技活动；它和全国大赛相对应，各个省份的电子竞赛也如火如荼地进行，竞赛内容紧扣当前教学内容与教学环节，注重理论联系实际、传统器件与新型器件应用的结合，也特别注重在新技术、新器件、新仪器上的应用。电子竞赛对高校教育思想和教育观念的转变、教育教学改革特别是模拟电子技术课程教学改革起积极的推进作用。竞赛逐渐成为教学改革实践的载体，从而越来越被高校所重视，得到广大师生的认可和积极参与，且参与人数逐年增加。通过武汉工业学院多年的电子竞赛经验可以看出，电子竞赛更注重学生实际动手能力的培养，这种竞赛与实验教学的效果相比，更能激发学生的创新精神。但是最初参加竞赛的学生实际动手能力并不好，比如有的学生拿到几个发光二极管，什么实验还没做就烧坏了，主要原因是相关元器件的使用说明书他们没有认真看，直接加电压结果是电流过大二极管都烧毁了。当然这些注意事项课堂上都讲过，但是学生的理论联系实际的能力欠缺，最有效的方法是在实践中学习模拟电子电路。实践是检验真理的唯一标准，通过设计实际的电路，学生能够认识到知识的重要性。所以说，全国电子竞赛和各省组织的省级电子竞赛是学好“模拟电子技术”基础的契机，也是高校教师教好“模拟电子技术”的契机。

借鉴电子竞赛的实施方法，通过一系列的实际训练，学生普遍较好地掌握简单电子系统设计基本方法的同时，了解元器件的基本知识，并进一步熟练各种基本仪器的使用，而且动手能力和相应的计算机应用能力得到明显提高。这种方法的实施效果明显，学生在训练中非常认真，而且特别投入，有一部分学生整天在实验室工作，几乎达到了废寝忘食的程度；更重要的是通过这一环节，学生真切地体会到电子技术的魅力，对电子技术课程的兴趣普遍增大，能够在课外主动思考用所学知识解决身边一些问题的方法，能够主动去做一些感兴趣的简单设计，能够积极地参加各类相关科技竞赛，同时又通过电子竞赛和参赛同学的积极反馈作用，更有效地提高了教学质量。在竞赛中，以学生为主，教师指导为辅，从而为培养创新型应用人才打下了坚实的基础。