Multisim對電子產品設計與開發的應用論文
摘要:《電子產品設計與開發》是電子信息類專業的職業技能課程，同時，這門課程也是一門實踐性和綜合性都很強的課程，為了達到較好的實踐教學效果，本文提出將Multisim電路仿真軟件應用于整個課程的教學過程中，這樣大大激發了學生的學習興趣，強化了學生的專業技能，取得了良好的教學效果。
關鍵詞:職業技能課程；電路仿真軟件；Multisim
1概述
1）Multisim仿真軟件簡介Multisim是美國InteractiveImageTechnologies（IIT）公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺，其最大的優點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學易懂、學生可以很快地掌握它的基本操作[1，2]，所以，Multisim仿真軟件在電子信息類的相關課程教學中得到了廣泛的應用。Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數字電路和模擬數字混合電路進行設計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富，而且還有部分三維實物，對于初學者來說，非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全，提供的儀器儀表有：萬用表、信號發生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大，可以應用Multisim對模擬電路進行靜態分析、動態分析和瞬態分析等十幾種分析。同時，應用邏輯轉換儀可以實現數字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數表達式兩兩之間的互換。為學生的學習和老師的教學帶來了非常直觀的視覺效果。而且，相對于其它的EDA軟件，它更加形象和直觀，而且，它能進行模數混合電路的仿真，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果[3，4]，為廣大的電子電路的學習者提供了非常方便和實用的電路設計平臺。
2）電子產品設計與開發根據應用電子技術專業和電子信息工程技術專業的人才培養目標可知，《電子產品設計與開發》是電子信息類專業的職業技能課程，是一門實踐性和綜合性都很強的課程，對于學生以前所學知識有著更高的要求，但是，這門課程對于學生進行畢業設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用，所以，在電子信息類專業中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學效果，我們采用“教、學、做”合一的`模式，將理論教學和實踐教學融合為一體中，這樣處理即可以提高學生的學習積極性，同時，又可以將復雜的知識點以簡單明了的形式展示給學生，學生可以在實訓室邊教、邊學、邊演示、邊實踐，可以大大提高教學的效果。由于直接用實物操作進行設計和實訓，有可能會造成大量實訓耗材的浪費，同時，也存在一定的安全隱患[6]，所以，這門課程采取了一種虛擬和實踐相結合的方式，非常實用。在教學過程中引入Multisim等仿真軟件,使學生在學習硬件的同時,學會仿真軟件驗證相關原理及電路,從而豐富教學內容,更新課程的教學思路,提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題——解決問題——實踐驗證”的情景之中,使教學方式由“知識傳授”向“知識發現和知識創造型”轉變[7，8]，大大提高了學生的興趣和學習的積極性。
2Multisim在《電子產品設計與開發》課程中的應用
在《電子產品設計與開發》課程學習的初期，特別是小型電子產品設計的初期，先用Multisim仿真軟件進行分析和設計，設計好合適的思路，選取好合適的元件和參數，并且在仿真軟件上調試出較好的實驗現象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節約了實訓耗材的浪費，更重要的是可以讓學生們大膽地進行嘗試設計電路，不用擔心安全事故的發生。而且，學生進行設計和探索的積極性也大大提高。《電子產品設計與開發》是學生們學習了模電、數電、電子設計自動化、單片機等主體課程之后所開設的一門綜合性很強的課程，對于學生來說，這也是前段整個學習過程的一個總結，是檢驗學生兩年的學習過程中所掌握專業知識的真實情況。對于本門課程，主要是采用“教、學、做”一體化的模式，以項目任務為載體，讓學生們在學中做，做中學。主要是要制作一個小型電子產品，在整個的教學過程中，以學生為主體，重點在于激發學生學習的積極性和主動性，讓每一個學生都親手制作一個小型電子產品，從制作的過程中體會到成功制作電子產品的快樂，從而，獲得學習的信心和一定的滿足感。首先，根據學生們的具體情況，對于設計和制作的電路可以進行合適的選擇，所以，可以每個同學都可以找到適合自己的電路，這樣，學生參與《電子產品設計與開發》的積極性和興趣就大大加強了。學生在選擇好自己的任務之后，就親手將產品制作出來，整個過程包括：Multisim仿真設計電路原理圖→原理圖的繪制→封裝的測量和繪制→PCB圖的布線和繪制→PCB板的制作→程序的編寫和調試→產品的調試→產品制作完成。應用Multisim仿真軟件設計電路，是整個《電子產品設計與開發》課程的關鍵環節，只有首先仿真設計出具體電路、具體參數并且有良好的仿真效果后，才能進行具體硬件電路的制作。比如：學生們想設計一個50秒的定時器電路，并且要用數碼管顯示出來。學生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來，再進行硬件電路的制作。如下圖1所示，是某位學生利用Multisim仿真軟件設計出的一個50秒的定時器電路。首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設計，可以為學生提供非常方便、快捷的電路設計的效果，每一個元件的參數和型號學生都可以根據輸出效果的不同來進行分析和判斷，比如，如上圖2中，如果，要將電路的定時時間定為30秒，在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現，而且，還很容易就能看到效果，如下圖2所示：通過這種學生自主嘗試的學習方式，不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性，更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計，大大提高了學習的效果，也節省了大量的實訓耗材的浪費。
3結束語
在《電子產品設計與開發》課程中引入Multisim仿真軟件，不僅可以節約電路設計的周期和成本，更重要的是提高了學生進行電路分析、電路設計的積極性，同時，在教學過程中，教師通過電子儀器儀表進行虛擬仿真實驗可以非常方便、直觀和形象地將設計的效果呈現給學生，對本門課程的教學也是一種很好的輔助手段。所以，在本門課程的教學中引入Multisim仿真軟件對于學生、老師都是非常有利的，可以大大提高教學的效果。
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