EDA技术在高职电子类专业毕业设计中的应用

冀 云

高职电子类专业学生的毕业设计是其整个大学学习成果的综合汇报和重要总结，要求学生充分运用所学的专业知识，结合所选课题进行设计，在此基础上有一定创新，解决实际问题，实现从理论到实践的过渡.在毕业设计中熟练运用先进的设计工具和方法，能培养学生的学习能力、创新能力和工作能力，提高毕业设计质量.分析目前电子设计自动化技术(EDA技术)在高职院校电子信息工程专业毕业设计方面的应用情况，让学生在毕业设计中熟练使用EDA软件，有机结合计算机仿真调试、电子产品原理图和PCB设计、电子元器件的组装与焊接、控制程序的编写等开展毕业设计，很有可行性和必要性.

1 高职院校电子类专业毕业设计要求

中国高职教育大多采用工学结合模式，主要培养学生实践技术和职业岗位应用能力，以培养适应社会建设、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.毕业设计是实现人才培养方案的重要教学环节，是高等职业教育教学计划中必不可少的实践教学环节，是培养学生将所学知识转化为岗位技能的基础训练阶段和就业、创业的适应阶段.毕业设计是高等职业院校学生知识、能力、素质的综合体现，是涵盖学生在校所学知识的要点、重点的一次全面综合训练，其主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能分析、解决一般工程技术问题的能力，是对应用型工程人员所必备的基本素质的训练.

对于电子类毕业生而言，毕业设计的选题不能太过偏向对理论知识的研究，毕业设计题应尽量选择与生产科研紧密结合、具有一定实践性和应用价值的题目，这样才符合高职教育的培养目标.因此，相关的毕业设计课题决定了学生的设计必须与电子设计自动化技术、计算机辅助设计技术紧密结合.EDA技术与毕业设计题目结合能强化学生对所学知识的综合应用训练，锻炼电子类专业学生的电子线路的设计分析能力、电子元器件的识别选用检测能力、电路板绘制制作能力、编程能力等学生在今后工作中所必须掌握的职业能力［1］.

2 电子类专业与EDA技术的关系

电子设计自动化(Electronic Design Automa-tion，EDA)是现代电子设计和制造技术的核心，其发展和应用水平已成为一个国家电子信息工艺现代化的重要标志之一.EDA技术能极大提高电路设计的效率和可靠性，减轻设计者的劳动强度.目前，EDA技术已广泛应用于电子通信、仪器仪表、生物医学、航天技术、国防军事等领域的电子系统设计中，并成为新兴前沿技术之一.随着EDA技术的推广与发展，EDA技术逐渐成为电子类专业课程的教学改革方向，目前国内很多高职高专院校都要求电子类专业学生必须掌握EDA这一重要技术.EDA技术对培养学生的创新应用能力、综合设计能力具有重要意义［2］.

EDA技术具有较强的实用性、实践性，与电路与电工技术、数字电子电路、PCB设计与制作、单片机技术、FPGA应用开发技术等多门专业课联系密切.学生在掌握这些专业课的基础上，利用EDA技术可以完成电路仿真设计、PCB电路板设计、控制程序编写与板级调试等.

3 EDA技术在毕业设计中的应用

EDA技术作为当前使用最广泛的电子设计技术，学生在毕业设计中将学习过的基础专业知识和EDA技术结合使用，必将简化设计进程，缩短设计周期，提高设计质量，而且有利于解决设计中所遇到的困难和问题.下面以一个常见毕业设计题目《基于单片机的数字时钟设计》为例来阐述EDA技术在学生毕业设计中的具体应用［3］:

(1)电路原理图与PCB设计.在设计的初始阶段，学生可以先根据设计要求画出系统框图:

图1 数字时钟系统框图

结合原来学习的模拟电路、数字电路等基础课程以及搜集的资料，确定完成该数字时钟所需要的核心元器件.此例中学生选用了AT89S51单片机做控制，DALLAS公司的涓流充电时钟芯片DS1302作为时钟计时芯片.

接下来，学生运用Protel DXP完成电路原理图与印制电路板设计.Protel DXP具有丰富的电子元器件集成库，学生在库中选用自己需要的元器件，或者自己制作封装库，设计电路原理图.然后导入网络表，调整PCB板布局，设定好规则后利用软件强大的自动布线功能进行布线，之后对不理想的地方进行局部手动调整，再进行补泪滴、覆铜等操作，最后完成完整的PCB，并输出相应的制造装配文件.

图2 数字时钟系统电路原理图

(2)控制电路软件编写与调试.学生在完成PCB板的焊接之后，需要运用相关EDA软件来完成控制程序的编写和仿真、调试，使设计硬件电路达到要求指标.如本设计使用8051系列单片机实现控制功能，用C语言写控制程序，选用常用的单片机开发软件KEILC51标准C编译器，通过编程利用AT89S51单片机控制实现整点报时、闹钟报警和温度超温报警等功能.

(3)电路仿真测试.电路编程设计完成之后，可用Proteus软件对原理图进行分析.该软件将各种虚拟仪表与电路原理图放置在同一操作界面上进行各项参数和波形测试，可对实际模拟电路、数字电路及模拟/数字混合电路进行有效的模拟仿真分析，分析结果以数值或波形直观地显示出来.学生可根据得到的结果验证设计电路的可行性.

图3 数字时钟系统调试总图

综上可见，EDA技术贯穿电子类学生毕业设计的各个环节，学生在每个环节都会使用到相关EDA软件［4］.学生一旦掌握了EDA相关软件的基本操作，便可在教师的指导下对有关毕业设计内容进行分析，加深对毕业设计内容的分析和理解，取得事半功倍的效果.与此同时，作为高职院校电子类专业的教师，应该尽可能多地掌握EDA技术，以便更好地指导学生完成设计.

4 结语

通过对重庆电子工程职业学院应用电子学院500多名毕业生毕业设计的调查发现，超过80﹪的学生在毕业设计中用到EDA技术.实践证明，将EDA技术应用于电子类专业毕业设计中，可以激发学生对毕业设计的兴趣，有利于培养学生的创新思维，提高他们分析和解决实际问题以及理论联系实际的能力.学生在设计中结合EDA技术，使毕业设计过程成为实际的简单电子产品的设计过程，同时也可通过毕业设计进一步掌握和熟悉EDA软件，提高就业竞争能力，更快适应工作岗位.当然，由于设计所需经费、耗材不足等局限，大多数学生只做到电路模拟仿真一步，并没有完成电路板的焊接与调试.这也是很多高职院校工科毕业设计的普遍现象，需要进行改进.

［1］王艳春.EDA技术融入电子技术课程的探索［J］.实验科学与技术，2009(12)：89-90.

［2］王正勇.EDA技术与应用教程［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［3］谭会生.EDA综合应用实例与分析［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2004.

［4］晏伯武，田嵩.EDA技术及其教学相关问题的探讨［J］.黄石理工学院学报，2010(2)：64-67.