电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用

朱 洁

正德职业技术学院 江苏南京 211106

电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用

朱 洁

正德职业技术学院 江苏南京 211106

结合高职院校电子信息工程专业学生的毕业设计，探讨了电子线路CAD技术在毕业设计中的应用。通过分析高职院校毕业设计的要求以及电子线路CAD技术与电子信息工程专业的关系，指出了在毕业设计中应合理应用电子线路CAD技术从而提高学生运用专业知识及工程实践的能力。

电子线路CAD；高职；电子信息工程；毕业设计

毕业设计是大学生学习的重要总结和综合汇报，要求学生对所学专业知识和基础知识进行综合应用，结合所选毕业设计课题进行设计和创新，解决实际问题，完成理论到实践的过渡。在毕业设计中应用先进的设计手段，对培养学生的工作能力、再学习能力和创新能力，提高学生运用所学知识的水平和毕业设计质量非常重要。鉴于目前计算机辅助设计（CAD技术）在电子信息设计领域已经得到广泛应用，在毕业设计中引入电子线路CAD软件，有机结合计算机仿真调试、电子产品原理图设计和电子产品PCB板设计等开展毕业设计，根据实际应用过程中出现的一些问题，对目前电子线路CAD技术在高职院校电子信息工程专业毕业设计的利与弊进行分析，提出在毕业设计中应合理应用电子线路CAD技术以取得良好的效果。

一、高等职业技术学校的毕业设计要求

我国高职高专教育是以培养学生技术和职业岗位应用能力为主，以培养为社会生产、建设、管理、服务等岗位第一线需要的高等技术应用型人才和技能型人才为培养目标。其中毕业设计是实现培养目标的重要教学环节，是高等职业教育教学计划中一个重要的实践教学环节，是培养学生应用能力的基础训练阶段和从业、创业的适应阶段。毕业设计是高等职业院校学生离校前知识、能力、素质的综合体现形式，是运用本专业知识和技能所进行的全面综合训练，也是学生从学校走向实际工作岗位的一个转折点。毕业设计既应该是对学生在校学习成果的一次检阅，更应该是一次上岗前的实战演练，是学生综合运用所学知识和技能，分析问题、解决问题，并尽快把知识转化为应用能力的一次锻炼。在毕业设计中能够做到提高学生的综合应用技能，提高综合素质和就业能力，达到高职教育人才培养目标的要求。

对于电子信息工程类毕业生而言，毕业设计课题除传统的设计型以外，可以和计算机技术结合，强化学生对所学知识的综合应用训练，还要着重培养学生的职业技能，如电子电路的设计分析能力、编程能力、电路板制作能力等。

二、电子线路CAD技术与电子信息工程专业的关系

1.电子线路CAD技术简介及课程特点

近几年来，随着电子技术的发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路的设计越来越复杂，对电路的要求也越来越精密，单纯依靠手工操作早已不可能实现设计目的。电子线路计算机辅助设计是电路设计和计算机辅助设计结合的产物，利用它不仅可以达到日益精密的设计要求，而且可以将电路设计人员从繁重的工作中解脱出来。CAD的特点是速度快，准确性高。随着这种技术的广泛应用，电子类企业和单位对熟练掌握电子线路CAD技术的初、中级技术人才的需求正在不断增加。为了适应这种需求，电子线路CAD课程已成为相关职业学校电子信息技术应用、通信技术等专业的主干课程。

2.电子线路CAD技术与电子信息工程专业的关系

电子线路CAD技术具有较强的实用性、实践性，与电子信息工程专业的相关基础课及专业课联系密切，比如：电路与电工技术、低频电子电路、数字电子电路、高频电子线路、单片机技术等多门专业课。我们在掌握这些专业课的基础上，利用电子线路CAD技术就可以完成电路仿真设计，PCB电路板设计等。电子线路CAD相关的应用软件很多，其功能各有所长，但也有相似之处。因此对于在校的大专学生来说，没有必要也不可能通晓所有软件，重点学习一到两种即可。根据目前国际国内电子线路CAD软件的推广应用情况来看，我们选择了Multisim和Protel这两款软件进行学习。

Multisim软件被誉为“计算机里的实验室”，具有界面交互友好、画面形象直观、易学、易用、快捷、方便、真实、准确的特点，可实现大部分硬件电路实验和分析的功能。Multisim为用户造就了一个一体化的设计实验环境，建立电路、实验分析和结果输出在系统菜单中可以全部完成。Protel软件的功能十分强大，尤其是在印制电路板的设计与制作方面具有独到之处，可以完成电路原理图的设计、错误检查、仿真分析、印制电路板设计、信号完整性分析、可编程逻辑器件（PLD）设计等。该软件集强大的设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程管理于一体，具有电子产品从设计到生产的完善的技术保证。

三、电子线路CAD技术在毕业设计中的应用

1.电子线路CAD在毕业设计中的应用

电子线路CAD技术使用当前较广泛的计算机辅助绘图和设计软件，在毕业设计中把学过的专业知识和电子线路CAD技术结合起来，用以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量。在毕业设计中电子线路CAD技术的应用主要体现在以下几个方面：

(1)计算机仿真。Multisim提供有多种仿真功能，可以进行直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析等，分析结果以数值或波形直观地显示出来。学生应用这些功能可以对设计原理图进行仿真试验，验证设计的可行性。

(2)电路原理图的设计。Protel的原理图设计输入功能，丰富的电子器件库，可为使用者提供所需的各种常用电子器件，方便学生熟悉电器元件，设计电路原理图。

(3)PCB板的设计。利用Protel的印制电路板自动布线功能，实现PCB板设计。

2.电子线路CAD在毕业设计中的好处与弊端

(1)电子线路CAD在毕业设计中的好处

对于一个电子产品的设计，往往需要经过理论设计、实际电路试验、理论修改、产品调试等过程的多次循环。这个过程的进行一般需要投入一定量的研发资金和一定时间的产品试制周期。而对于学生的毕业设计，一方面由于做毕业设计的学生不具备设计经验，这就要求在电路设计之前，更需要对原理图进行性能试验，以验证设计的可行性，保证产品调试成功。另一方面毕业设计一般时间较短，经费也不足。此外，一个电子电路系统的PCB板设计规则很多，更需要有实践经验，这对于没有实践经验的大学生而言，如果没有一个有效的工具，要徒手完成PCB设计几乎是不可能的。电子线路CAD软件为电子产品设计打开了一个窗口。学生一旦掌握了相关软件的基本操作，便可在教师的指导下在计算机上自学，对有关毕业设计内容进行分析和计算，做开放型实验和设计型实验，加深对毕业设计内容的分析和理解，取得事半功倍的效果。

(2)电子线路CAD在毕业设计中的弊端

计算机在各个领域的广泛应用，使人们越来越依赖和迷信计算机。优秀的仿真设计软件使人们摆脱了繁琐的计算和艰辛的脑力劳动，越来越觉得电子产品设计很容易，轻松地使用菜单和窗口，便可以生成所需的各种数据和电路图纸。于是学生不重视基础课和专业课的学习，单纯地重视计算机应用的熟练程度，似乎把使用计算机的能力等同于电子产品的设计能力，完全忽略了合理优秀的设计依赖于渊博的理论知识和丰富的实践经验。在毕业设计阶段常常出现对电路设计基本概念模糊不清，基础知识和专业知识掌握不牢；对电路仿真结果不分析、不验证；对电路PCB图不设计，不调整等。另外，如果全部采用计算机进行毕业设计，学生的电脑是不可能都搬进设计教室的，因此，教师指导设计就很困难，在一定程度上会使毕业设计的监督和管理困难重重。

3.电子线路CAD在毕业设计中的合理利用

对于高职高专的毕业生而言，主要是培养学生技术和职业岗位应用能力为主。高职学生由于基础相对比较薄弱，缺乏学习主动性，在毕业设计中不可能像本科院校的毕业生一样重视理论，唯有灵活运用教学方法，使他们产生浓厚的兴趣才能够有信心做好毕业设计。所以在毕业设计中引入电子线路CAD软件设计电子系统，一般可按如下工作流程进行：毕业设计指导教师首先可以按照学生的实际水平提出设计要求和工作原理，注意难易有别，然后学生通过查阅资料等手段提出系统的设计方案，如果有多种方案，可以比较多种方案的优劣，和指导教师共同选定最终方案，学生按设计方案在Multisim环境中仿真试验电路性能，测试相关性能参数，在仿真实验的基础上修改电路参数，改进原理图，重复上述步骤，直到达到设计要求；在Protel环境中设计印制电路板，确定电路板外形尺寸、布置元件实际位置、自动布线，手工布线等步骤完成电路板设计，最终委托专业生产企业加工成电路PCB板，组装元器件，完成实际电路板，并进行最终调试。

四、结束语

综上所述，将电子线路CAD技术应用于毕业设计中，激发了学生对毕业设计的兴趣，有利于学生创新思维的培养，提高学生分析和解决实际问题以及理论联系实际的能力，锻炼学生在设计中应用CAD技术的能力，使毕业设计过程更接近实际电子产品的设计过程，提高学生毕业设计成品质量。学生也可通过毕业设计进一步掌握电子线路CAD软件的应用技能，为将来走上工作岗位打下坚实的基础，增加就业竞争能力。

[1]罗志扬，尹凯.电子线路CAD-Protel课程的教学探讨[J].井冈山学院学报，2005，26：47

[2]张晓峰，王宗刚.CAD技术在电气工程及其自动化专业毕业设计中的应用[J].中国电力教育，2008，11：115

[3]韦彬贵，何乃味.对高职高专院校电子CAD课程的教学探讨[J].科技资讯，2006，27：162

The application of electronic circuit CAD technology in graduate design of polytechnic electronics and information engineering

Zhu Jie
Zhengde polytechnic college, Nanjing, 211106, China

This paper probes the application of electronic circuit CAD technology in graduate design of polytechnic electronics and information engineering majors. By analyzing the design requirements and the relationship between the electronic circuit CAD technology and the electronic and information engineering majors, it points out that the CAD technology should be used in graduate design rationally for improving the capabilities of professional knowledge and engineering practice.

electronic circuit CAD; polytechnic; electronics and information engineering majors; graduate design

2010-03-05

朱洁，硕士，助教。