EDA對數字電子技術課程設計的影響范文

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摘要:本文分析了傳統的數字電子技術課程設計的不足 ，闡述了在課程設計中引入 eda 技術的必要性和優越性。

關鍵詞:課程設計;數字電子技術;EDA;實驗平臺

進入 21 世紀以來，隨著微電子技術、電子技術和計算機技術的飛速發展，數字電子技術及其應用向著更為深入、更為廣泛的層次擴展。 電子產品的設計周期和上市時間日益縮短，電子產品的功能更加豐富，性能更加優良，由此推動了電子系統設計技術向電子設計自動化 EDA 方向發展，并且對 EDA 技術及其應用提出了更高的要求。

1.課程設計的背景

中國石油大學（華東）的“電工電子學”課程是“國家級精品課程”，以著重培養學生的系統觀念、工程觀念、科技創新等基本素質為教學方針。 多年來在教學和科研中緊跟電子技術發展的每一個關鍵時刻，教學組的教師都適時地對內容體系和教材進行更新和完善，堅持不斷進行課程改革，取得了豐碩的成果。“數字電子技術課程設計”是為大二學生暑期開設的一門必修課程，它是“數字電子技術基礎”和“電子技術實驗”等課程的后續課程，主要以培養學生的實踐能力和創新精神為目標，加深學生對理論知識的理解，切實提高動手和解決問題的能力。

2.課程設計的選題

針對電子專業的特點，我們在數字電子技術課程設計部分采用了“基于復雜可編程邏輯器件(CPLD)實現電阻、電感、電容的測量” 這一題目。 測量工作原理是將被測量轉換成頻率，由CPLD 實現頻率的計算， 并轉換成被測量信號后輸出顯示 。 電阻、電感、電容經過轉化電路，完成電阻/頻率(R/ F)轉換，電容/頻率(C/ F)轉換，電感/頻率(L/ F)轉換。用 CPLD 測量其頻率，具體功能分塊包括：多路選擇開關、分頻器、時間閘門計數器、測量計數器等。頻率測量的主要部件是一個帶門控計數端的計數器（測量計數器），被測信號（被測頻率）由此計數器計數。 如果門控計數器的開門計數時間恰好為 1 秒，則測量計數器的計數值就是輸入信號的頻率。 若改變開門計數時間，即可改變頻率測量的量程。 如開門時間為 0.1 秒，則量程為×10，開門時間為 0.01 秒，量程為×100，開門時間為 0.001 秒，量程為×1000。由計數器的數值即可換算電阻、電感、電容的大小。本課題要求設計一個測量電阻、電感、電容的 4 位十進制數字顯示的數顯儀表，根據頻率計的測頻原理，由測頻量程需要，選擇合適的時基信號即閘門時間，對輸入被測信號進行計數，實現測量的目的。 其數顯測量范圍為 0-99990Hz，滿刻度量程分為 9999、99990 兩檔，手動轉換量程，當輸入計數值大于實際量程時有溢出指示。

3.課程設計的實現

(1)按照現代數字系統的 Top-Down 模塊化設計方法，提出數字頻率計的整體設計方案，并進行正確的功能劃分，分別提出并實現控制器、受控器模塊化子系統的設計方案。

(2)針對 isp LEVER 的 EDA 設計環境 ，采用 VerilogHDL 語言，完成受控器模塊（測量計數器）的設計，并采用 Abel 語言編程進行仿真。

(3)在 isp LEVER 的 EDA 設計環境中 ，完成基于 Verilog 語言實現的控制器模塊（閘門計數器，量程開關，選擇開關）的設計，并采用 Abel語言進行仿真。(4)基于 isp LEVER 的 EDA 設計環境 ，采用 Verilog HDL 語言或原理圖，完成頂層模塊的設計并采用 Abel 語言編寫測試向量文件進行仿真。

4.結束語

通過課程設計的鍛煉，學生可以增強綜合分析問題及解決問題的能力，激發學習興趣和潛在的能動性。 有學生在總結報告中寫道：“通過這次課程設計， 我切身體會到給出一個命題，利用 Verilog 語言編程實現這個命題，并利用軟件模擬仿真，看功能是否得以實現的全過程。 一方面學到了許多新知識，另一方面使我們對數字電子設計的全過程有了一個全面的了解，同時也深刻感受到利用 EDA 軟件實現電子設計的強大優勢。 這樣的課程設計很適合我們，使我們受益匪淺”。

作者:張勇 張冬至 單位:中國石油大學信息與控制工程學院

 參考文獻:

[1]王君紅, 劉復玉, 任旭虎. “電工電子學 ”實驗教學模式改革[J]. 實驗科學與技術, 2012, 10(5): 76-78.

[2]于云華. 數字電子技術基礎[M]. 東營: 中國石油大學出版社, 2008: 392-399.