彭其圣等: EDA技術對電子技術教學的改進EDA技術對電子技術教學的改進彭其圣，楊木清(中南民族大學電子信息工程學院湖北 武漢430074)摘要:討論了EDA 在高校電子技術教學中改進的必要性。以Electronic Workbench軟件為平臺，舉例說明了EDA在電子技術課程教學中的應用。并指出利用EDA是電子技術教學今后的發(fā)展方向。.關鍵詞: EDA, EWB; 電子線路;仿真中圖分類號: TN736文獻標識碼: B文章編號: 1004- 373X (2004) 16 -062 -02EDA Technology in the Teaching Improvement of Electronic TechnologyPENG Qisheng, YANG MuqingCollge of Eletronice Inioroastion Engineeing. South -Central Univenity of Ntinalities, Wuhan, 430074, China)Abstract: This paper discussed EDA' s necessity implication in the teaching improvement of college's electronic technology theelectronie workbench software are set as platform. The examples in the paper told us that EDA' s implication in the teaching ofelectronic technology course, and point out that the implication of EDA will be the orientation in the future electronic workbenchteaching.Keywords; EDA; EWB; electronic circuits ; simulation近年來，電子設計自動化(Electronic Design都擁有大量的公用計算機，而且利用率不是很高，我們可Automation, EDA) 技術的發(fā)展給電子系統(tǒng)的設計帶來了以利用現(xiàn)有的硬件設施;世界上各大軟件公司推出了很多革命性的變化。可編程器件和EDA軟件設計工具的發(fā)展使EDA軟件,有商業(yè)版、基礎版和學生版，其中學生版價格EDA的應用逐步走向實用化。EDA技術已成為電子工程很便宜，很多甚至可以在網(wǎng)上免費下載。這樣，可以在花師們使用的一種基本工具"。EDA技術是以計算機為基礎，很少的代價的情況下，引人先進的教學方法，獲得理想的綜合了電路與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、圖形學、圖論、計算數(shù)學及優(yōu)教學效果. EDA技術引人教學，可以使學生在理解基本原化理論等多學科知識的最新科技成果而形成的技術，他的理之后，參與到分析電路的參數(shù)、修改電路、完善電路性出現(xiàn)為電子設計工作者提供了一種全新的設計方法.能指標、形成實用電路的環(huán)節(jié)中去。其實踐教學環(huán)節(jié)可如圖1所示。1 EDA 引入電子技術教學的必要性與可行性電子技術作為一門專業(yè)基礎課,在電子類及相關專業(yè)2 EWB在電子技術教學中的應用占有極其重要的地位。由于現(xiàn)代電子技術的發(fā)展日新月.異，其知識更新的速度遠遠超過了科學領域的平均發(fā)展速目前，應用較廣泛的用于電子線路方面的EDA軟件度，學生在有限的時間里掌握的知識已被大大的擴充。另較多，如Electronics Workbench (EWB), Pspice， ISP外，電子技術既具有很強的理論性，又具有很強的工程實Synario System, MAX+Plus 2, Foundation , System view踐性，課程以電路為主,不同種類的電路要采取不同的分等.其中EWB (虛擬電子工作平臺)是加拿大Interactive析方法，且元器件類型繁多，學生很難理解和接受，傳統(tǒng)Image Technologies公司于20世紀90年代推出的專門用的教學方法難以提高學生的興趣。因此，為了獲得較好的于電子線路仿真和設計的軟件，該軟件具有簡單易學、操教學效果,解決目前知識的更新、擴充與課時壓縮的矛盾，作方便、工作界面直觀、功能強大、元器件種類豐富等特將EDA引人教學環(huán)節(jié)，顯得十分必要和緊迫。點，而且還提供了多種虛擬儀器及多種電路分析方法，使目前，各個高校一般從一年級就開始計算機教學，而用者使用虛擬儀器對電路進行仿真測試如同置身于實驗電子技術一般是為大學二年級學生開設,在學習本課程時室使用真實儀器調試電路，而且更加方便快捷.應該已擁有了較高的計算機知識和技能。另外，各個高校隨著電子技術的發(fā)展，電子電路的形式日趨復雜化, .中國煤化工炮滿足社會對新技術人收稿日期，2004-04 -12!YHC N M H G真，可以在計算機上建32《現(xiàn)代電子技術》2004 年第16期總第183期高校應用技術立一個元器件品種齊全，測試儀器準確的虛擬工作臺。一[1000/50%00 Y_ μ方面可以通過測試、驗證、糾錯和創(chuàng)新設計電路，幫助學。5.1kQ生更快更深刻地理解課堂上講授的理論知識，加深對概念、原理的理解，彌補課堂教學的不足;另- -方面也克服R720 ko了實驗室元器件品種、規(guī)模.數(shù)量不足,儀器陳舊老化,實To10 iF驗電路板形式單調，不利于學生創(chuàng)新設計等不利因素;再0.R。者，還可以減少由于學生操作不當對實驗設備造成的破I J11ka壞，降低儀器的損壞率,延長儀器使用壽命。學生可以更多地接觸電子元器件的性能和參數(shù),更好地掌握常用電子Rat C.儀器1的使用方法，對進一步培養(yǎng)學生的應用能力、綜合分KQ 33 uF析能力、排故障能力、開發(fā)設計能力，提高綜合素質有著重要意義凹。圖2 建立的電路示意圖基本電路原理分析電路參數(shù)修改電路↓EDA 分析了D3C0rato中HODE1000 .<電路性能是否達到要求viEhraench形成實用電路圖1 EDA 實賤數(shù)學環(huán)節(jié)圖3工作 點仿真結果下面就以EWB5.0在電子技術教學中的運用作具體(2)動態(tài)分析的介紹。給電路輸人一個f=1 kHz, U,=30 mV的正弦波,然2.1電路的建立后進行仿真,不僅可以得到輸人、輸出波形及有關數(shù)據(jù),而(1)在Win98環(huán)境下啟動EWB,進人Electronics且相位關系非常明了，改變有關參數(shù)還可以觀察飽和失Workbench管理窗0。真、截止失真等， 如圖4所示。(2) File菜單下建立一個*.ewb文件。(3)在相應文件庫中調用所需元器件，構成一個單管共射放大電路",并接上測試用的虛擬儀器，如函數(shù)發(fā)生器、示波器等，然后對所用元器件和虛擬儀器的參數(shù)進行設置，如圖2所示.2.2仿真與 分析(1)直流工作點分析選定"Circuit (電路)”欄中的“Schematic options(作圖任選項)”,選定“Show nodes (顯示節(jié)點)”,把電路的節(jié)點標志(ID) 顯示在電路圖上。再在“Analysis (分析)欄內(nèi)選定DC operating point (直流工作點)", EWB會圖4動態(tài)仿真結果自動把電路中的所有節(jié)點的電壓數(shù)值和電源支路的電流數(shù)值顯示在"Analysis (分析)”欄中的"Display graph(顯示圖中)”。若直流工作點設置不恰當，改變元件參數(shù)，電子技術是一門實踐性很強的課程,為了培養(yǎng)學生的可以方便地調整直流工作點，如圖3所示。創(chuàng)新中國煤化工:驗教學和課程設計相經(jīng)過比較，可看出測試結果與理論值相吻合.MHCNMHG(下轉第69頁)63《現(xiàn)代電子技術》2004年第16期總第183期仿真'測試(3)將區(qū)城劃分成六個方向并對其編號。度快，抗噪聲性能較好，提取的線段斷裂不多，不會出現(xiàn)(4)從邊緣點出發(fā)，搜索五個鄰域內(nèi)方向相同且相互類似Hough變換那樣的直線過度連接的情況。鄰近的點組成一個直線編組區(qū)。參考文獻圖4中(b)為改進后的直線提取圖像。圖像提取質量得到了提高,而且由于區(qū)城劃分方向的減少和鄰域搜索方[1]席學強， 黃先芝，王潤生.一種基于多特征融合的.向的減少，使得計算量大為減少，程序運行速度加快,效直線提取算法[J] .計算機工程與應用，2002, .率得到提高。使得該方法更具有工程應用價值。(1): 51 -54.4結語[2]文貢堅， 王潤生。一種穩(wěn)健的直線提取算法[J] .軟件學報，2001， 12 (11): 1 660-1 66.相位編組法擅長于檢測對比度較小的直線，在和[3]孫兆林. Matlab 6. x圖像處理[M].北京:清華大Canny算子結合后，具有良好的抗噪聲性能。由于相位編學出版社，2002.組法是根據(jù)圖像梯度的幅度和相位兩方面的信息來提取.[4]章毓晉. 圖像分割[M].北京:科學出版社, 2001.直線的，所以檢測效果很好。但同時又出現(xiàn)了圖像細節(jié)過[5] Rafael Gonzalez C, Richard Woods E. Digital image多的問題,因此為了避免過多的細節(jié),需要設置閾值門限，processing[M]. Second Edition. Prentice Hall Inc ,消除-些無用的信息。相對于其他算法，相位編組法參數(shù)2002.的選擇較容易，直線的分辨率較高，運算量不大，提取速作者簡介饒炬男， 1977年出生，江西南昌人，碩士生。主要研究方向為圖像圍形處理及應用。張華。男，1964年出生，江西余千人，教授，博士生導師。博士。主要研究方向為機器人智能化和焊接自動化。(上接第63頁)結合的教學方式,通過將EDA引人教學環(huán)節(jié),不僅可以提(6): 13-16.高教學水平和教學效率，而且還可以使學生開闊眼界,學[2路而紅，虛擬電子實驗室Electronics到電路設計的新方法、新技術,培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)Workbench [M] .北京:人民郵電出版社，2001.新意識。隨蓍EDA技術的不斷發(fā)展和PLD應用的普及，[3]錢恭斌, 張基宏. Electronics Workbench--實 用通EDA技術的學習在電子技術課程所占比例將越來越大。信與電子線路的計算機仿真[M].北京:電子工業(yè)出版社，2001.[1] 翟麗芳，陶為戈. EDA技術與電子線路教學[J].[4]童詩白， 華成英.模擬電子技術基礎[M] .北京:常州技術師范學院學報(自然科學版)，2001, 7高等教育出版社，2001.作者簡介。彭其圣男， 1967年出生，講師。主要研究方向為電路與系統(tǒng)設計和計算機應用。(上接第65頁)Name:Value1.0us 2.0us 3.0μs 4.0μs 5.0μs 6.0μs 7.0μs 8.0μs 9.0μs 10.0us曠sampleirkey .|1心dlyo。difo圖4仿真結果對電路的理解，從而增加學生的學習興趣，提高學生分析MAX+plus2是現(xiàn)代電子設計不可缺少的工具,他可和解決實際問題的能力。以接受多種方式的輸入，除了圖形輸入和文本輸入以外，[1] 康華光,鄒壽彬.電子技術基礎(數(shù)字部分) [M] .還可以接受波形輸人，并且可以使用MAX+plus 2的波形編輯器直接畫出輸人波形，所以，在數(shù)字電子技術教學中北京:高等教育出版社，2000.以MAX+plus 2作為開發(fā)軟件引人EDA技術,具有直觀、[2]侯伯亨、 顧新. VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電中國煤化工F科技大學出版社，靈活設計等特點。通過上述例子的設計流程，不僅可以讓學生了解EDA開發(fā)的基本過程，而且也可以使學生加深YHCNMHG6