談我校的電工電子技術課程設計

摘要：為了鞏固、深化和擴展學生的理論知識，并運用所學的理論知識和技能解決實際問題的能力及其基本工程素質，我校電工電子實驗中心針對各工科類專業統一開設了“電工電子技術課程設計”這門課程。本文主要介紹了我校“電工電子技術課程設計”課程開設的目的、內容、注意事項等，為大中專院校同類課程的開設提供參考。

關鍵詞：電工電子技術；課程設計；電路；調試

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795(2012)01(A)-0000-00

1 前言

“電工電子技術”是高校工科非電專業本科生必修的一門重要的技術基礎課程，是一門應用性、實踐性、工程性很強的課程[1]。課程設計是幫助學生學習和運用理論處理實際問題、驗證消化和鞏固基本理論、獲得實驗技能和科學研究方法的重要環節，也是培養學生的工程實踐能力和激發學生創新意識的有效載體[2]。

文章介紹了我校非電類專業課程設計的內容及要求：（1）能夠根據設計任務和指標要求，綜合運用電子技術課程中所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設計課題。（2）根據課題需要選擇參考書籍，查閱手冊、圖表等有關文獻資料。要求通過獨立思考、深入鉆研課程設計中所遇到的問題，培養自己分析、解決問題的能力。（3）進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則。（4）學會電子電路的安裝與調試技能，掌握常用儀器設備的正確使用方法。（5）學會撰寫課程設計總結報告。

2 方案和電路的設計

課程設計提供多個題目，由學生自己選擇，下面列出兩個經典的題目。題目一：脈搏計。要求實現在15s內測量1min的脈搏數，并且顯示其數字。正常人脈搏數為60～80次/min，嬰兒為90～100次/min。題目二：數字鐘。數字電子鐘是一種用數字顯示秒、分、時、日的計時裝置，與傳統的機械鐘相比，它具有走時準、顯示直觀、無機械傳動裝置等優點。

學生拿到題目后，（1）明確任務要求。對系統的設計任務進行具體分析，充分了解系統的性能、指標、內容和要求。（2）選擇方案。方案選擇應根據掌握的知識和資料，針對所給的任務要求，做到設計方案合理、可靠、經濟、功能齊全、技術先進，框圖必須能夠清楚的反映系統應完成的任務和各單元的功能。（3）單元電路設計。設計前，首先需明確本單元電路的任務，擬訂出單元電路的性能指標，明確與前后級之間的關系。具體設計時，應查閱有關資料，以豐富知識、開闊眼界，從而找到合適的電路。如果確實找不到性能指標完全滿足要求的電路時，也可選用與設計要求比較接近的電路，然后調整電路參數。（4）繪制電路圖。為詳細表示設計的整機電路及單元電路的連接關系，設計時需繪制完整電路圖。電路圖通常是在系統框圖、單元電路設計的基礎上繪制的，它是組裝、調試和維修的依據。繪制電路圖時應注意以下幾點：布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于讀圖；注意信號的流向；圖形符號要標準，圖中應加適當標注；連接線應成直線，并且交叉和折彎應最少。

3 電子電路的安裝

電子線路課程設計中組裝電路通常采用在面包板上插接形式，這樣電路便于調試，并且可提高器件的利用率，安裝時要注意一下幾點：

（1）插接集成電路時首先應認清方向，不要倒插，以免通電后損壞。通常集成電路的插入方向要保持一致，即1號引腳位于左下角，其余的腳按逆時針方向順序排列，注意管腳不能彎曲。（2）根據電路圖的各功能安排元器件在面包板上的位置，并按信號的流向將元器件順序地連接，以易于調試，同時注意電路之間要共地。（3）為方便地檢查與調試電路，應根據連線性質選用不同顏色的導線。通常是用紅導線連接正電源，用藍導線連接負電源，用黑導線連接地線，而信號線用其它顏色。（4）連接用的導線兩頭塑料皮需剝去0.5cm~1cm，使裸露的金屬線頭剛好能插入面包板的孔中。布線時導線要緊貼面包板上，盡量做到橫平豎直，且連線不要跨接在集成電路上，一般從集成電路周圍通過。（5）布線過程中，可把元器件在面包板上的相應位置及所有引腳號標在電路圖上，以保證調試和查找故障的順利進行。

4 電子電路的調試

經過設計和安裝后，便得到了電子電路。但電路能否實現預期的功能，需要通過測試（調試）才能確定。測試時需要給電路加上適當的直流供電電源以及測試信號，然后檢查電路的輸出響應是否正確。通常采用的調試方法是把一個總電路按框圖上的功能分成若干單元電路進行安裝和調試，在完成各單元電路調試的基礎上，逐步擴大安裝和調試的范圍，最后完成整機調試。調試的一般步驟如下：

（1）通電前檢查。電路安裝完畢，首先直觀檢查電路各部分接線是否正確，檢查電源、地線、信號線、元器件引腳之間有無短路，器件有無接錯。檢查時應用萬用表的歐姆檔直接測量元器件的引腳之間是否真正的連通。這是因為有些線看上去是連了，但由于接觸不良，實際并未連上，只有用萬用表測量后才能確定是否連通。（2）通電檢查。接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異常現象。如果出現異常現象，則應關閉電源，故障排除后方可重新通電。（3）單元電路調試。調試前應明確本部分的調試要求。按調試要求測試性能指標和觀察波形。調試順序按信號的流向進行。這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號。為最后的整機聯調創造條件。（4）整機聯調。各單元電路調試完成后為整機調試打下了基礎。整機聯調時應觀察各單元電路連接后各級之間的信號關系。主要觀察動態結果，檢查電路的性能和參數，分析測量的數據和波形是否符合設計要求，對發現的故障和問題及時采取處理措施。

5 課程設計總結報告

編寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。通過寫報告，不僅把設計、組裝、調試的內容進行全面的總結，而且把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下幾點：課題名稱，內容摘要，設計內容及要求，比較和選定設計的系統方案、畫出系統框圖，單元電路設計、參數計算和器件選擇，畫出完整的電路圖、并說明電路的工作原理，組裝調試的內容，總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，提出改進意見和展望，列出系統需要的元器件，列出參考文獻[3]。

參考文獻

[1] 葛紅娟， 劉海春. 電工電子技術課程雙語教學體系的研究與實踐[J]. 電氣電子教學學報， 2006， 28(1).

[2] 任為民， 鮑麗星. 編寫電工與電子技術實驗CAI課件稿本的體會[J]. 電氣電子教學學報， 2002， 24(5).

[3] 王勤， 任為民等. 電工電子技術實踐與應用教程[M]. 北京: 高等教育出版社， 2008.