冀 云

高職電子類專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)是其整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)成果的綜合匯報(bào)和重要總結(jié)，要求學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合所選課題進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上有一定創(chuàng)新，解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的過(guò)渡.在畢業(yè)設(shè)計(jì)中熟練運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具和方法，能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工作能力，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量.分析目前電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)(EDA技術(shù))在高職院校電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用情況，讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中熟練使用EDA軟件，有機(jī)結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真調(diào)試、電子產(chǎn)品原理圖和PCB設(shè)計(jì)、電子元器件的組裝與焊接、控制程序的編寫等開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)，很有可行性和必要性.

1 高職院校電子類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求

中國(guó)高職教育大多采用工學(xué)結(jié)合模式，主要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技術(shù)和職業(yè)崗位應(yīng)用能力，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)建設(shè)、管理、服務(wù)等崗位第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才和技能型人才為培養(yǎng)目標(biāo).畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)方案的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是高等職業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃中必不可少的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為崗位技能的基礎(chǔ)訓(xùn)練階段和就業(yè)、創(chuàng)業(yè)的適應(yīng)階段.畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等職業(yè)院校學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的綜合體現(xiàn)，是涵蓋學(xué)生在校所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)、重點(diǎn)的一次全面綜合訓(xùn)練，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能分析、解決一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，是對(duì)應(yīng)用型工程人員所必備的基本素質(zhì)的訓(xùn)練.

對(duì)于電子類畢業(yè)生而言，畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題不能太過(guò)偏向?qū)碚撝R(shí)的研究，畢業(yè)設(shè)計(jì)題應(yīng)盡量選擇與生產(chǎn)科研緊密結(jié)合、具有一定實(shí)踐性和應(yīng)用價(jià)值的題目，這樣才符合高職教育的培養(yǎng)目標(biāo).因此，相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題決定了學(xué)生的設(shè)計(jì)必須與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)緊密結(jié)合.EDA技術(shù)與畢業(yè)設(shè)計(jì)題目結(jié)合能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用訓(xùn)練，鍛煉電子類專業(yè)學(xué)生的電子線路的設(shè)計(jì)分析能力、電子元器件的識(shí)別選用檢測(cè)能力、電路板繪制制作能力、編程能力等學(xué)生在今后工作中所必須掌握的職業(yè)能力［1］.

2 電子類專業(yè)與EDA技術(shù)的關(guān)系

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automa-tion，EDA)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的核心，其發(fā)展和應(yīng)用水平已成為一個(gè)國(guó)家電子信息工藝現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一.EDA技術(shù)能極大提高電路設(shè)計(jì)的效率和可靠性，減輕設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度.目前，EDA技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電子通信、儀器儀表、生物醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)、國(guó)防軍事等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并成為新興前沿技術(shù)之一.隨著EDA技術(shù)的推廣與發(fā)展，EDA技術(shù)逐漸成為電子類專業(yè)課程的教學(xué)改革方向，目前國(guó)內(nèi)很多高職高專院校都要求電子類專業(yè)學(xué)生必須掌握EDA這一重要技術(shù).EDA技術(shù)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力、綜合設(shè)計(jì)能力具有重要意義［2］.

EDA技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性、實(shí)踐性，與電路與電工技術(shù)、數(shù)字電子電路、PCB設(shè)計(jì)與制作、單片機(jī)技術(shù)、FPGA應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)等多門專業(yè)課聯(lián)系密切.學(xué)生在掌握這些專業(yè)課的基礎(chǔ)上，利用EDA技術(shù)可以完成電路仿真設(shè)計(jì)、PCB電路板設(shè)計(jì)、控制程序編寫與板級(jí)調(diào)試等.

3 EDA技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

EDA技術(shù)作為當(dāng)前使用最廣泛的電子設(shè)計(jì)技術(shù)，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中將學(xué)習(xí)過(guò)的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)和EDA技術(shù)結(jié)合使用，必將簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且有利于解決設(shè)計(jì)中所遇到的困難和問(wèn)題.下面以一個(gè)常見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目《基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)》為例來(lái)闡述EDA技術(shù)在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用［3］:

(1)電路原理圖與PCB設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)的初始階段，學(xué)生可以先根據(jù)設(shè)計(jì)要求畫出系統(tǒng)框圖:

圖1 數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)框圖

結(jié)合原來(lái)學(xué)習(xí)的模擬電路、數(shù)字電路等基礎(chǔ)課程以及搜集的資料，確定完成該數(shù)字時(shí)鐘所需要的核心元器件.此例中學(xué)生選用了AT89S51單片機(jī)做控制，DALLAS公司的涓流充電時(shí)鐘芯片DS1302作為時(shí)鐘計(jì)時(shí)芯片.

接下來(lái)，學(xué)生運(yùn)用Protel DXP完成電路原理圖與印制電路板設(shè)計(jì).Protel DXP具有豐富的電子元器件集成庫(kù)，學(xué)生在庫(kù)中選用自己需要的元器件，或者自己制作封裝庫(kù)，設(shè)計(jì)電路原理圖.然后導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，調(diào)整PCB板布局，設(shè)定好規(guī)則后利用軟件強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能進(jìn)行布線，之后對(duì)不理想的地方進(jìn)行局部手動(dòng)調(diào)整，再進(jìn)行補(bǔ)淚滴、覆銅等操作，最后完成完整的PCB，并輸出相應(yīng)的制造裝配文件.

圖2 數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)電路原理圖

(2)控制電路軟件編寫與調(diào)試.學(xué)生在完成PCB板的焊接之后，需要運(yùn)用相關(guān)EDA軟件來(lái)完成控制程序的編寫和仿真、調(diào)試，使設(shè)計(jì)硬件電路達(dá)到要求指標(biāo).如本設(shè)計(jì)使用8051系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制功能，用C語(yǔ)言寫控制程序，選用常用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器，通過(guò)編程利用AT89S51單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鐘報(bào)警和溫度超溫報(bào)警等功能.

(3)電路仿真測(cè)試.電路編程設(shè)計(jì)完成之后，可用Proteus軟件對(duì)原理圖進(jìn)行分析.該軟件將各種虛擬儀表與電路原理圖放置在同一操作界面上進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)和波形測(cè)試，可對(duì)實(shí)際模擬電路、數(shù)字電路及模擬/數(shù)字混合電路進(jìn)行有效的模擬仿真分析，分析結(jié)果以數(shù)值或波形直觀地顯示出來(lái).學(xué)生可根據(jù)得到的結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路的可行性.

圖3 數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試總圖

綜上可見(jiàn)，EDA技術(shù)貫穿電子類學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)使用到相關(guān)EDA軟件［4］.學(xué)生一旦掌握了EDA相關(guān)軟件的基本操作，便可在教師的指導(dǎo)下對(duì)有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析，加深對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的分析和理解，取得事半功倍的效果.與此同時(shí)，作為高職院校電子類專業(yè)的教師，應(yīng)該盡可能多地掌握EDA技術(shù)，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計(jì).

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)重慶電子工程職業(yè)學(xué)院應(yīng)用電子學(xué)院500多名畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)80﹪的學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中用到EDA技術(shù).實(shí)踐證明，將EDA技術(shù)應(yīng)用于電子類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高他們分析和解決實(shí)際問(wèn)題以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力.學(xué)生在設(shè)計(jì)中結(jié)合EDA技術(shù)，使畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程成為實(shí)際的簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，同時(shí)也可通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握和熟悉EDA軟件，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，更快適應(yīng)工作崗位.當(dāng)然，由于設(shè)計(jì)所需經(jīng)費(fèi)、耗材不足等局限，大多數(shù)學(xué)生只做到電路模擬仿真一步，并沒(méi)有完成電路板的焊接與調(diào)試.這也是很多高職院校工科畢業(yè)設(shè)計(jì)的普遍現(xiàn)象，需要進(jìn)行改進(jìn).

［1］王艷春.EDA技術(shù)融入電子技術(shù)課程的探索［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009(12)：89-90.

［2］王正勇.EDA技術(shù)與應(yīng)用教程［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［3］譚會(huì)生.EDA綜合應(yīng)用實(shí)例與分析［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

［4］晏伯武，田嵩.EDA技術(shù)及其教學(xué)相關(guān)問(wèn)題的探討［J］.黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(2)：64-67.