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摘要:
现有的数字逻辑课程实践教学环节,一般仅包括验证性实验教学;为了提升计算机专业学生的实际工程分析能力,引入了课程设计教学环节。通过设计小型数字系统,加深了学生对计算机系统设计的认识,为后续课程的学习打下坚实的基础。
关键词:
数字逻辑;课程设计;实践教学
一、概述
“数字逻辑”课程是计算机类专业开设的一门应用数字电路进行小型数字系统逻辑设计的专业基础课程。其目的是使学生掌握组合电路和时序电路的工作原理、分析方法和设计方法,培养学生的计算机系统的思维能力[1]。当前,大部分高校的数字逻辑课程的实践教学只是在课堂教学之外引入了实验课程,并且使用的是“实验箱和逻辑门电路”的传统实验方法,学生并不能够理解实验的内容和现实意义[2]。另外,数字逻辑课程属于一门实践性、应用性很强的课程,不仅要重视基础理论教学,还应该加强工程实践能力的培养和训练。当前,计算机类专业“数字逻辑”课程在实践教学中存在的问题如下[3,4]:(1)课程概念较多且比较抽象,在实际教学中以理论教学为主,忽视了依托实际项目进行讲授的实践教学方法。(2)实验教学只是简单的机械式重复,按照课本要求设计全加器、选择器、译码器等简单电路,学生不知器件的实际用途,也不会利用所学的知识组合设计应用性电路系统。(3)传统教学一般未考虑数字逻辑与其他课程的相关性,而计算机系统往往包含软件和硬件设计,学生无法掌握完整的系统设计方法。因此,现有的计算机类专业“数字逻辑”课程,多重视系统理论完整性,忽略了整体优化,尤其是实践教育环节有待优化。“数字逻辑”课程建设大纲中,除要安排理论教学外,还需有大量的实践环节,它直接关系到后续的计算机专业核心课程,如《计算机组成原理》的学习,因此,需要改革课程的实践教学体系,为计算机专业学生计算机系统设计能力的培养打下基础。本文对计算机专业的“数字逻辑课程设计”教学体系建设方案进行探索,构建系统设计方案,制定教学计划和教学模式,并设计考核方式。
二、数字逻辑课程设计实践教学环节设计
数字逻辑实验课教学中,一般是让学生进行验证性实验,学生不需要进行分析和讨论即可完成。“数字逻辑课程设计”计划设计为探索性实验教学环节,要求所设计的小型数字系统具有实用、新颖、有趣等特点,能够激发起学生的研究兴趣和热情。课程设计与课程实验相比有本质的区别,其目的不是为了获得某一结果或证实某一结论,而是通过对实际项目的理解和分析,学习科学研究问题的方法,并弥补实验教学环节的不足之处。其意义在于,通过课程设计环节给予了学生自由研究和创新的机会,通过对一个小型数字系统的设计与开发,训练学生的数字电路设计、调试和创新的能力,培养学生运用所学的理论知识、独立地解决实际问题的能力,为今后从事相关领域的工程设计打好基础。
本文主要分析数字电路与系统课程设计教学中存在的问题,从课设内容、课设项目设计的方法、强化实践技能等方面改进数电课设的教学,强化过程考核。培养学生理论联系实践的能力,强化数字系统的设计与分析,提高学生编程和自主解决问题的能力。数字电路与系统课程设计是电子信息、通信工程等专业在学习了数字电路与系统课程后所进行的综合应用课程实习,是电子、自动化专业重要的实践教学环节,数电课设在培养学生实践能力方面具有极其重要的意义。通过改进课程的教学与过程考核,培养学生理论与实践相结合,强化数字电路的设计与分析能力,提高实践能力。
1数电课设教学的意义及现状分析
数电课设的教学中,共12学时,0.5学分,共6次课。很多学生重视理论的学习,而忽视实验的重要性。数电课设是一门理论与实践相结合的综合应用课程,通过不同的实验才能深入理解数字逻辑电路的设计与分析和VHDL语言程序控制流程。数电课设可以提高学生解决问题的能力,增加学生的就业机会。但是在数电课设的教学过程中,存在一些问题需要改进。
1.1编程和调试能力需提高
数电课设使用quartusII集成开发环境进行VHDL语言编程,教学过程中发现学生对VHDL语言的语法掌握不牢,程序流程图设计有待提高,独立编写代码比较困难。对quartusII软件的使用不熟练,如创建元器件符号、绘制原理图、功能仿真等。学生遇到问题,首先想到的是找老师解决,而不是独立思考寻找解决办法。
1.2自主设计和创新能力欠缺
对于数电课设的实验内容,按照实验指导书进行验证,不需要从头到尾独立思考设计软硬件。尤其是当学生面对大四相关的毕业设计课题时,往往不知道如何设计系统和搭建硬件电路等。实验过程中有很多地方可以优化创新,学生完成基本教学任务而缺乏主动寻找创新点,优化系统设计,提高测量精度等。
1.3重视结果忽略过程
一、基于数字交互技术的课程系统的特点
若要使具有交互功能的课程设计内容传递给学生,那么这一系统平台必须具备几个基本功能:(1)为了能够做到学生与老师进行在线交流,必须具备文字发送功能。(2)具备图片发送功能。(3)具备语音传递功能。(4)具备多人讨论功能。通过这种方法,实际上是把传统教学模式变成了带有“社交”特点的模式,也改变了传统课程设计过程中过于强调老师作用的问题。在这个交流互动过程中,强化学生对于课程关注的主动性,以及对于知识把握的主动性,将学生变为知识传递过程中的主体,淡化老师“主导一切”的作用。这类课程设计由于开发之初就会考虑交互性和趣味性,因此会引导学生进入相应的学习情景中,增加学习过程的乐趣。目前,移动课程设计应用平台可以考虑市场占有率最高的IOS平台以及Android平台,基于这两个系统的交互平台在数字移动终端设备中占据了绝大多数市场,并且这类设备具有非常小的体积,非常便于携带,因此在这些设备上展现的课程设计完全可以做到“随身走”的目的。
二、构建数字交互技术的课程设计
在设计之初,就需要考虑结合课程知识特点来设计出有别于传统方法的交互手段。数字化技术手段的使用,除了可以保留知识固有特性以外,还能够体现出新的感官体验。因此,不能够将传统已有的课程知识直接放置于这类平台中,这样会失去其交互的特性和目的。与传统课程设计不同的是,学生可以通过相应的交互技术,比如单点触摸、多点触摸等方法对相关课程内容进行多种操作。事实上,就课程设计本身来说,可以包涵课程设计与创作以及课程设计的数字化呈现,数字化呈现过程中强调的是内容的可交互性,可融入的情境性,这就要做一整套的前期准备工作,比如情节脚本的创作、情境情节的设计、交互动作与方法的设计等方面。图文并茂是这个技术下实现课程设计的最基本需求,对于学生群体的心理感知特征、年龄结构、知识储备、兴趣点等方面均需要做整体的考虑。经过这样全面考量的课程设计会具备良好的可应用及可推广性。因此,这类课程设计需要注意学生使用过程中所产生的认受感知、情境感知、互动感知以及趣味感知等几个方面。学生在学习过程中,对于知识的认知程度很大程度上会被兴趣范畴所决定。所以,在课程设计过程中,对于交互过程和情境设计就显得尤为重要,要让知识变得有趣味,同时交互过程又不能够过于复杂,注意在设计过程中考虑降低学生的使用难度,辅助以相应的视听元素和情境元素,使学生感受到交互过程与知识学习之间的紧密联系,而这种联系恰恰成为学生学习并且记住相关知识的过程媒介。数字交互技术在课程设计中的应用,需要依据个方面的成熟经验来完成,比如涉及到学生心理认知程度因素,就需要依据相关心理学家的研究成果;再比如,涉及到相关内容实现的环节,就需要依据相关软件工程师的知识与技术……通过深入对学生学习需求及兴趣调研,结合各方面的研究成果,采用数字技术手段,从而设计出为学生能够认同并广泛接受的课程设计作品。
三、构成数字交互技术课程设计的要素
基于数字交互技术课程设计的核心设计要素与其他产品的核心设计要素一样,都是“创造性”。这一技术环节下进行的课程设计实质上是将知识信息与计算机技术及表现手法向结合从而形成特定表达形式的一种方法。计算机程序技术的不断发展,使得课程设计完全可以用有别于传统方法的形式进行完成。这个设计过程中所包括的设计要素大体有几下几个方面:(1)课程内容呈现界面简单、美观。要用最直接和美观的界面环境展现出每部分的课程内容,注意界面设计中的友好程度以及颜色的使用,界面设计是否友好,颜色使用是否得当,是否具备美感,对于学生使用来说会有非常直接的影响。(2)强调交互手段的和谐与自然,通过交互手段,能够让学生充分参与知识获取过程中的互动交流,因此在进行课程设计的时候,交互方法的考虑是一个非常重要的因素,好的交互方式,可以促进学生使用的兴趣,增加趣味,调动学生更好的学习认知与积极性,从而更好地完成知识点的学习。(3)体现游戏的情境,对于学生来说,知识点的展示与获取,若能够融入相应的体验情境中,形成对知识了解的相应连续性,引导学生按照其感兴趣的方法,主动参与知识获取的过程中,这也是数字交互技术应用于课程设计中的必要因素之一。
四、数字交互技术课程设计的方法
在应用数字交互技术进行课程设计之初,首先需要进行前期学生受众情况的调查和定位,不同年龄,不同阶段的学生有其特有的心理接受特点,要根据这样的特点来进行设计开发。1.结合课程内容和知识要素建立功能模型。调查不同阶段学生对于交互功能的喜好,并且进行列举。在这其中选出相对适合大多数学生喜好的功能方法,完善课程设计的创意部分;考虑应用平台的种类与限制,比如针对IOS和Android的屏幕分辨率的不同,要有不同视觉化的设计考量;不同系统平台的操作方式存在一些差别,在进行课程设计的时候也要一并考虑进去。2.根据课程设计的需要绘制流程图及相关界面设计要将整个课程设计过程顺利完成,流程图的绘制,是不可或缺的。关于知识点衔接的方法,知识点与交互方式的融合,以及获取知识进阶的办法,这些都需要用流程图来表示出相互之间的转换过程。具体来说,每一个操作环节,每一部分文字的显示,每一个图片的调用,每一段视频或者饮品的使用,以及相关界面之间的互相跳转,这些在进行课程设计的时候都需要具备良好的思路和清晰的逻辑。同时,还需要对于相关界面分布布局进行设计。每一个界面中需要使用到的诸如“按钮”、“Logo”、“导航”、“内容展示”等元素都需要进行先期设计,在这些先期设计完成的基础上,再进行内容的加载与完善。3.数字交互技术进行课程设计的原型设计。原型设计,是将前一步的逻辑过程和草图进行细化的过程,搭建一个逻辑顺畅,界面友好的原型程序进行测试。这一阶段,并不是要完全实现整个课程设计过程,而是要进行相关技术的检验测试,比如对于前一步做出的交互设计方法进行逻辑检验,检查其是否能够顺畅运行,技术实现是否存在问题;原型中对于界面的测试,则侧重于视觉感知环节,界面是否使用方便,提示是否明确,内容是否明显等问题都需要在这个环节进行测试并确认无误之后,再进入整个课程设计的完成阶段。4.使用数字交互技术完成课程设计。在前几个过程的基础上,选择相关的技术来进行最终的课程设计实现。实现的技术方法有很多,比如使用ActionScript3.0,或者JAVA,又或者HTML5技术来进行APP开发,这些手段都是可以的,当然,这里列举的都只实现是学生端的APP框架的技术手段,而对于课程设计的主体,也就是服务器端的部分则需要使用诸如PHP,或者Vi-sualStudio等工具进行程序开发,另外还需要使用到数据库技术。总之开发这样一个基于数字交互技术的课程设计产品,是一个严谨有序的过程。
1精品课程网站架构设计
本精品课程网站根据数字测图原理与方法课程的内容与特点,选用B/S结构,基于OracleADF多层框架进行网站体系结构设计,利用该框架提供的技术支持,对各层逐一实现。OracleADF是符合JavaEE的应用程序开发框架,它将应用系统架构划分为业务服务层、模型层、控制层和视图层等四层,并在各层提供了不同的开发技术供编程人员选择,利用内嵌的数据绑定、可视用户界面设计及团队协作开发等工具,简化了代码编写工作量,加速了应用程序的开发,提高了程序开发效率。因此,参照并对应ADF四层框架,本精品课程网站架构也按四层结构体系设计,分别是表示层、业务逻辑层、数据访问层和数据层,各层独立开发和维护。
1.1表示层
该层构建网站的用户界面,帮助用户高效地定位应用服务,并针对不同用户设置不同的界面,这些界面与用户的类型和权限有关。系统管理员经认证后,登录到管理员界面,可以对精品课程网站进行管理,如站点模板定制、栏目创建、栏目内容添加与更新等;任课教师经认证登录后,可以对自己的教学资源进行管理,上传和删除教学资源;学生用户只能看到经管理员定制的课程网站界面。
1.2业务逻辑层
业务逻辑层是在数据访问层和表示层之间进行数据交换的桥梁,该层用来控制Web应用的网页执行流程,设置了各种业务规则,对用户不同的并发请求作出及时响应,按业务需求调用数据访问层中的方法组合,网站系统大部分业务逻辑功能均通过该层实现。
1.3数据访问层
该层可借助ADF数据控制和数据绑定机制,访问与存取数据层的各种数据服务,并提供了Web应用与不同数据源之间的访问存取机制,实现了与数据库交互功能。
一、依据现实条件设计外业实验
在学习测量学课程时,只掌握理论知识是远远不够的。在教授这门课程时,依据现实条件进行外业实验设计不但有助于学生对理论知识的掌握,而且还有助于对他们进行测图软件的教授。本人所在高校地处高程落差较大的山区,而且学校只有光学经纬仪和水准仪,而没有更先进的测量工具。另外,为了方便学生实施外业测量,将测量地点选择在校园里,而校园里没有四等以上的控制点。因此,只能通过实验设计将实验条件的困难加以克服。本人设计的外业实验主要包括以下几方面:(1)到学校基建处找到学校筹建时(2003年)的地形图电子版,在图中找到校园中心,且是道路十字路口中心点作为本次测量实验的起始坐标点,然后进行野外放样。(2)将学生分为6小组,每个小组6人。围绕校园设12个控制点,每个组负责两个点的角度和高程测量,最终将所有组的数据汇总进行闭合平差,通过这个实验步骤可以让学生更好的掌握平差的原理,避免学生在以后实际工作中,运用更先进的实验工具却不了解最基本的测量知识。(3)最后让每个组测一栋建筑物,获得坐标和高程数据。
二、将外业数据适当整理
数字化测图课程实习采用南方CASS7.1绘图软件进行内业处理。它是先将全站仪外业采集的数据利用CASS7.1绘图软件通过数据线传输到计算机上,然后再利用软件的各项功能根据草图和编号将实地的各种地物和地形信息反映到图上。南方CAS7.1是基于AUTOCAD平台开发的,其强大的图形编辑功能是有目共睹的,它是数字化测图重要的绘图软件。为了将用经纬仪和水准仪测得的野外实验数据能够在现行测绘业界使用的数字化测图软件(CASS7.1)中得到使用,必须对数据格式进行一定的编辑。我们知道如果运用全站仪进行数据测量,可以运用全站仪自带的随机软件进行坐标和高程数据的管理和编辑,但原始的光学经纬仪和水准仪没有这样的功能,而且CASS7.1兼容全站仪的随机软件的数据格式,在我们的实验里只能通过了解CASS7.1的数据编辑格式,手动将数据输入,然后成图,并对地图进行必要的编辑。通过不断的学习和摸索,本人终于学会了将光学经纬仪和水准仪的数据输入,并转化成CASS7.1软件默认的文件格式的方法。例如,要绘制一张地籍图,CASS7.1软件默认的是坐标数据文件(*.dat),如果按照人工排好的点号,已经将每个点的坐标和高程数据都通过光学经纬仪和水准仪测得了,就可以用这种方法来将数据导入CASS7.1软件中:首先,打开记事本按照如下格式输入数据:“点名,编码,Y(东)坐标,X(北)坐标,高程”,输入数据时注意:①文件内每一行代表一个点;②每个点Y(东)坐标、X(北)坐标、高程的单位均是“米”;③编码内不能含有逗号,即使编码为空,其后的逗号也不能省略。④所有的逗号必须在半角方式下输入。然后,按照如下步骤获得坐标数据文件(*.dat):将已经编辑好数据的.txt文档在excel中打开;②将excel文件另存为“CSV(逗号分隔符)”格式,即扩展名为*.csv的文件;③将保存的“坐标数据.CSV”的文件扩展名改为“坐标数据.dat”,这个文件就可以在CASS7.1软件中展绘坐标点了。
三、利用外业数据和软件数据结合学习测图软件
运用以上手动输入数据的方法可以将测得的控制点数据输入到CASS7.1软件中,进行展点,然后再将每个小组所测得的建筑物和附属构筑物的坐标按照编号顺序编辑成坐标数据文件,输入到软件中,然后可以根据地物的实际形状和构造编辑完成地籍图,并在软件中为图加入图框和图例,并运用软件统计出建筑物的边长和面积,也可以统计出每块宗地的面积。另外,在课上除了让学生亲自测量数据编辑成图外,还要让学生运用CASS7.1软件自带的数据学习以下几项测量学必备的知识:①土地详查:在此部分内容当中,学生将学会绘制行政区界和图斑及现状地类、并对地类要素属性修改和拓扑操作、对图斑的重叠覆盖情况进行检查、面积统计等操作知识,这些知识将为学生日后从事土地调查绘图工作奠定基础;②土地勘测定界:在此部分当中学生将学会绘制土地勘测定界图及图形整饰、用地项目信息录入、运用CASS7.1自动输出勘测定界报告书及输出电子报盘系统,这些操作技能将为学生从事土地勘测定界工作奠定础;③测绘与GIS的关系:分别以AUTOCAD软件和ARCGIS软件为例,介绍现代测绘与GIS的密切联系和区别,让学生更好的将图形学的知识和理念加以灵活应用和扩展。
四、让学生体会真正的现代测绘
虽然我们实验设计尽量的接近数字化测图的工作实际,但由于实验条件的限制使得学生不能全面了解真正的测绘工作流程,因此,数字测图实验课程设计一个必不可少的部分就是让学生到测绘工作的一线真正体会一下,为此,本人联系了毕业后在贵阳市从事测绘工作的往届学生,利用两个周的时间让学生去尽量体会现代测绘的每个操作流程,并特邀本专业毕业的学生讲解从事这项工作还要学习的知识和技能,以及学习的方法和经验等,让学生体会到测绘技术的发展,领会到工作的艰辛,以及学习的乐趣。
摘要:
实践课程改革是应用型大学整体教学改革工作的一个重要环节。以数字电子技术课程设计为例,围绕充分激发学生自主创新能力、培养应用型人才,针对课程设计题目的选定、设计过程、考核等教学环节进行了改革与细化,通过课题自拟、实践操作多样化等方式,解决了传统教学模式对学生思维的禁锢、实验设备资源紧张等问题。
关键词:
数字电子技术课程设计;应用型;创新
数字电子技术课程设计是电气、电子、通信等专业共同具备的一个重要实践环节。学生在查阅文献的基础上,根据数字电路的特点,自行分析、设计和搭建一个实用电子产品雏形,撰写相关技术文件资料,巩固并加深在数字电子技术课程中的理论基础和实践基本操作技能;同时通过方案比较、电路制作、调试等过程,培养学生实现理论到实践的综合应用能力,为毕业设计和毕业以后从事电子技术方面的科研及开发奠定基础,因此,要求担任该课程的指导教师需具备一套完整的、针对性强的教学方案。本文结合应用技术型大学以培养生产服务一线的高层次技术技能人才为目标的特点,从课程内容、教学模式等方面对数字电子技术课程设计进行了一些改革和尝试,取得了较好的教学效果。
一、数字电子技术课程设计的教学现状分析
(一)教学内容陈旧单调目前,数字电子技术课程设计在电气、电子、通信等专业的教学内容上,通常存在以下几个问题:第一,应用类型的经典案例类型少,设计题目单一,多数教学内容大同小异,无法完全激发学生的求知欲与好奇心;第二,教学内容通用性不强,对某一具体设计题目,未采用多种设计方法设计,不能很好地培养学生打破常规思维,利用多种方法解决问题的能力;第三,教学内容层次划分不够清晰,难以实现因材施教,实施最优化的弹性教学方案。
(二)课程设计环境条件受限由于实验室设备偏向于验证型实验,可开设的创新类综合设计型实验项目较少,同时受实验室设备仪器种类少、数量不足、机房与实践操作平台分离等多种因素的制约,使得实验室资源分配紧张。另外,由于实验室仅在白天开放,使得学生能够利用实验室的时间大受限制,在培养学生动手能力方面上,难以提供充裕的时间和空间作为基础保证,也不利于学生在设计过程中保持思路的连贯性。
摘要:本文分析了传统的数字电子技术课程设计的不足 ,阐述了在课程设计中引入 EDA 技术的必要性和优越性。
关键词:课程设计;数字电子技术;EDA;实验平台
进入 21 世纪以来,随着微电子技术、电子技术和计算机技术的飞速发展,数字电子技术及其应用向着更为深入、更为广泛的层次扩展。 电子产品的设计周期和上市时间日益缩短,电子产品的功能更加丰富,性能更加优良,由此推动了电子系统设计技术向电子设计自动化 EDA 方向发展,并且对 EDA 技术及其应用提出了更高的要求。
1.课程设计的背景
中国石油大学(华东)的“电工电子学”课程是“国家级精品课程”,以着重培养学生的系统观念、工程观念、科技创新等基本素质为教学方针。 多年来在教学和科研中紧跟电子技术发展的每一个关键时刻,教学组的教师都适时地对内容体系和教材进行更新和完善,坚持不断进行课程改革,取得了丰硕的成果。“数字电子技术课程设计”是为大二学生暑期开设的一门必修课程,它是“数字电子技术基础”和“电子技术实验”等课程的后续课程,主要以培养学生的实践能力和创新精神为目标,加深学生对理论知识的理解,切实提高动手和解决问题的能力。
2.课程设计的选题
针对电子专业的特点,我们在数字电子技术课程设计部分采用了“基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现电阻、电感、电容的测量” 这一题目。 测量工作原理是将被测量转换成频率,由CPLD 实现频率的计算, 并转换成被测量信号后输出显示 。 电阻、电感、电容经过转化电路,完成电阻/频率(R/ F)转换,电容/频率(C/ F)转换,电感/频率(L/ F)转换。用 CPLD 测量其频率,具体功能分块包括:多路选择开关、分频器、时间闸门计数器、测量计数器等。频率测量的主要部件是一个带门控计数端的计数器(测量计数器),被测信号(被测频率)由此计数器计数。 如果门控计数器的开门计数时间恰好为 1 秒,则测量计数器的计数值就是输入信号的频率。 若改变开门计数时间,即可改变频率测量的量程。 如开门时间为 0.1 秒,则量程为×10,开门时间为 0.01 秒,量程为×100,开门时间为 0.001 秒,量程为×1000。由计数器的数值即可换算电阻、电感、电容的大小。本课题要求设计一个测量电阻、电感、电容的 4 位十进制数字显示的数显仪表,根据频率计的测频原理,由测频量程需要,选择合适的时基信号即闸门时间,对输入被测信号进行计数,实现测量的目的。 其数显测量范围为 0-99990Hz,满刻度量程分为 9999、99990 两档,手动转换量程,当输入计数值大于实际量程时有溢出指示。
3.课程设计的实现
摘要:文章主要以FPGA技术在数字电子钟的设计为例,介绍了EDA软件在电子电路设计中的应用。
关键词:Quartusii;嵌入式;电子产品设计;数字电子钟
目前高校电子类专业的学生存在以下问题[1]:①理论课堂教学只是对一些脱离实际的电路模型进行各种分析方法的传授,学生学习主动性不高,理论知识掌握不扎实;②学校开设的专周课程设计实训所需的实验耗材购买数量有限,不能做到让每个学生都无限制的更换元器件;③学生动手能力不足,电子线路调试经验不足,遇到问题思考不全面,不能解决实际电子线路问题。在课程安排的配套实验课程,因为实验仪器有限,不能做到让每个学生独立操作,实验过程被动参与,实际效果很不理想,动手能力得不到提高。针对以上问题,学生在课程设计中,如果仍然采用传统的课程设计方式,就会出现开发周期长、耗时费力的现象。若在课程设计的环节中引入EDA技术,通过计算机强大的辅助设计和计算能力,学生可以方便地编写符合电路功能的语句。在配套的测试平台中反复下载调试直至电路功能测试成功后再进行下载固化,这样既提高了电路设计的效率和准确率,又降低了元器件材料的损耗和减小产品体积,有利于提升学生的创新能力、计算机编程和应用能力。EDA即电子设计自动化,英文全称ElectronicDesignAutomation,它是以计算机为工具,在EDA软件平台上,对以硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionIan)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动完成逻辑编译、化简、综合、优化、仿真、直至下载到可编程逻辑器件或专用集成电路ASIC芯片中,实现既定的电子电路设计功能。下面以简单的数字电子钟的设计为例,阐述EDA技术在数字电子技术课程设计中的应用[2,3]。
1简单数字电子钟的设计
1.1设计任务数字电子钟基本要求如下:①时间以12h为计时周期;②通过数码管显示时、分、秒。
1.2设计步骤①明确设计的目标———功能和指标;②运用VerilogHDL语言编写系统底层电路;③运用原理图设计系统层电路;④系统仿真和程序下载。
2数字电子钟的主要功能电路设计
2.1秒、分计时电路和时计时电路计时电路是整个电路设计的核心部分,它的正确与否关系到后面是否正常显示及其他电路的正常运行。秒计数电路和分计数电路都是采用的具有异步复位功能的8421BCD码的六十进制的同步计数器,编写代码一致,程序名称分别对应的cnt60S和cnt60M。生成的模块图如图1所示。小时计数电路同样也是采用的具有异步复位功能的8421码的十二进制的同步计数器。程序名称是cnt12H。