数字电路实验报告
数字电路实验报告范文第1篇
关键词：数字电子技术实验；综合素质；教学
作者简介：张大平（1965-），男，广西合浦人，钦州学院物理与材料科学学院，副教授。（广西钦州535000）
基金项目：本文系新世纪广西高等教育教学改革工程项目（项目编号：2009C089）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0104-02
努力提高大学生的综合素质是高等院校办学的根本目标，也是检验高等院校办学水平的根本标准。大学生的综合素质包括思想道德素质、文化素质、心理素质、人文素质、身体素质、专业素质和创新素质7个方面[1]。“数字电子技术”是高等院校自动化、电气、电子、通信、计算机等专业必修的一门专业基础课。为了使学生进一步掌握数字电子技术方面的基本理论、基本知识，掌握数字电路设计的基本技能，笔者所在学校开设了“数字电子技术实验”课程，让学生受到系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技能，培养学生敏锐的观察力、严谨的科学思维能力和创新能力，同时也培养学生理论联系实际，分析和解决科学实践问题的能力。怎样利用实验课程的教学培养提高学生的综合素质，是我们一直努力探索的问题，这同样也是同行们关心和探究的热点问题。
一、利用实验制度，培养学生良好的思想道德品质
21世纪的教育，不仅要使学生有知识，会做事，更重要的是会做人。我们要把学生培养成有社会责任感和事业心的人，有科学文化知识和开拓能力的人，有志有为德才兼备的人。高校要紧跟时代步伐，积极吸取和借鉴社会的先进经验，深刻理解和运用科学技术的特点、作用，使思想道德教育和科技能力教育紧密结合起来，为大学生思想的进一步成长和科学文化知识的继续积累营造良好的氛围。在数字电子技术实验教学中，首先，教师要严格要求学生遵守实验室的有关规章制度，正确使用实验仪器仪表，爱护公共财物，使学生养成遵守纪律、爱惜他人财物的良好品质。其次，严格要求学生的实验报告要真实地根据该实验现象和实验结果撰写而成，而不是捏造或抄袭他人的实验数据，使学生养成不空想、重实际、一丝不苟的实验态度和科学的实验作风以及诚实的良好品格。另外，实验是学生做实验而不是教师做实验，因此，教师要调动学生的积极性和学习兴趣，让学生自己主动根据实验的任务目标完成实验项目，并且认真按实验步骤进行实验，容不得半点马虎，否则可能造成实验结果有较大误差，甚至得到错误的实验现象。这样可培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度，使之养成不论学习还是干什么事都认真对待的好习惯和主动做事的良好品格。
二、利用实验预习，培养学生的自学能力
认真预习是做好实验的关键。预习的好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果。因此，实验前要求学生必须参照实验指导书，对实验目的、原理和内容有较为清楚的认识，做到认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件的使用方法，熟悉实验电路，拟出实验方法和步骤，设计实验表格，对如何着手实验做到心中有数，并用电子仿真软件Multisim对所预习的实验内容进行验证，以保证所预习设计的内容正确，这样做不但可拓宽设计思路，也可大大节省实际上在实验室操作的时间和排错的时间，提高实验效率，而且大大提高学生查找、收集、整理相关文献资料的能力，极大地培养提高了学生的自学能力。
三、利用基础性实验，培养学生的专业文化素质
“数字电子技术”是一门实践性很强的课程，为使学生建立起正确的数字电路的概念，明确逻辑和电路之间的关系，基础实验是必不可少的环节。其目的是教会学生常用电子仪器的使用方法、电子电路的测试方法、集成逻辑电路的应用、基本实验技能，并加深对理论知识的理解，强调动手能力和基本概念。基础实验内容以中小规模集成电路为载体，强调与课堂讲授相辅相成、相互补充[2]。比如，通过用异或门、与或非门、译码器、数据选择器分别和与非门一起实现全加器的实验，使学生熟悉各种中规模集成数字电路的逻辑功能及其应用，系统掌握了组合逻辑电路的基本理论和设计方法。因此，教师必须根据教学大纲，严格抓好基础性实验的教学，使学生能够掌握数字逻辑电路的基本原理、基本电路，能够系统地掌握数字逻辑电路的分析、设计及应用方法，以达到课程的教学目标，培养提高学生牢固的专业基础知识和基本技能。
四、利用设计性实验，培养学生的创新能力
设计性实验是提升学生实际动手能力的实验。一般的做法是先给出实际问题（设计任务）和主要集成芯片，然后学生根据所学组合逻辑电路的设计步骤，根据实际问题要求列出真值表，写出表达式，画出逻辑电路图，通过选件，连接电路调试完成设计任务，写出完整的实验报告。通过这样的实验训练了学生分析和设计电路的能力，培养学生的创新意识[3]。为了激励和调动学生的学习积极性，培养学生知识运用能力、实验设计能力、创新能力、独立分析思考问题和解决问题的能力，我们在数字电子技术实验教学中增加了设计性实验的比例，或者在验证性实验中增加设计的内容，让学生尽可能多地受到训练。比如，在验证了数据选择器74LS153的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能；在验证了译码器74LS138的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能[4]。又如让学生验证了计数器CC40192的逻辑功能后，让学生用它来实现7进制、12进制等N进制计数器[5]。
另外，教师给出实验任务时，注意强调各种设计方案的实现与创造性思维的发挥，鼓励创新与突破，同时要使学生尽可能多地了解数字电子技术领域的新概念、新技术和新方法；尽可能多地接受与“数字电子技术”相关的工程实践训练，启发学生的创新意识、培养学生的实践能力。
五、利用排除故障，培养学生分析、解决实际问题的能力
在数字电子技术实验教学中，实验过程完全不出现故障是不现实的，也是不正常的。数字电子技术实验大多数实验项目是在实验箱上完成，而每块集成芯片和少量元件都是插在管脚座上，每个实验线路就是通过导线把芯片与芯片或芯片与元件连接而成，因此，接线错误是数字电子技术实验中最为常见的故障，其包括漏线、错线、断线和线路接触不良等。当学生实验出现电路故障时，指导教师应注意启发学生思维，充分发挥学生的主动性，给予必要的指点和提示，经过学生自己思考，弄清楚前因后果后自己动手纠正，这样有利于增强学生发现问题、解决实际问题的能力。
另外，在实验的过程中教师可人为设置故障，让学生根据故障现象，先根据实验原理、电路的组成，分析产生故障现象的原因和可能出现故障的部位，然后让学生动手排除故障，这样做极大地调动了学生的兴趣，激励学生探索问题的精神，很好地培养了他们的主动性及动手能力。
六、利用共同完成实验项目，培养学生的团队合作精神
由于客观原因，有相当多的实验项目是要求两人合作、共同完成的。原则、感情与共同的利益和目标，是维系一个团队的纽带；有团队精神，才能产生发展和创新的力量。两人要共同完成某一实验项目，有了一个共同的目标，那就要团结一致，互相帮助，互相照顾，互相配合，为完成这一目标而共同努力。但要完成这个实验项目必须做许多工作：设计电路、选择元器件、连接电路、读取数据、记录数据、分析数据等。这就要求团队成员合理分工，如果不能合理分工，就不能在规定的时间内顺利完成实验项目，这就促使学生有合作也要有分工，形成团队合作精神。如果在实验中有一位在完成任务的过程中遇到了技术上的难题，只会自己冥思苦想乱翻书，却不屑于向坐在旁边的高手请教；而这位高手此时不是把他当做共荣共辱的合作伙伴，而是坐在旁边等着看笑话，那么他们共同承担的实验项目又怎么能按时完成？
另外，要求学生抓住实验这个机会锻炼表达能力，积极表达自己对实验现象和实验结果的看法和意见，并掌握与人交流和沟通的艺术，培养自己良好的与人相处的心态，这也是培养团队精神的需要。
七、利用撰写实验报告，培养学生的写作能力
实验报告是培养学生总结能力、分析思维能力和写作能力的有效手段，也是一项重要的基本功训练，它能很好地巩固实验成果，加深对基本理论的认识和理解，从而进一步扩大知识面。我们要求学生每做一个实验，在课后都要撰写一份实验报告，主体内容包括：实验目的、实验原理、实验环境、实验步骤、实验数据记录与处理、实验结论、实验体会与建议等。要求学生撰写实验报告的目的就是让学生理解每次实验，不是实验做完就结束了，而是通过撰写实验报告总结自己在实验中遇到的问题，并理解透彻，使以后遇到相似问题知道如何处理，真正提高自己分析、处理问题的能力。实验报告要求文字通顺，字迹端正，符号标准，图表规范，内容清楚，讨论深入，结论简明，行文排版要符合规范要求，这样可提高学生的科技写作能力、方案表达能力。
当然，培养提高学生的综合素质并不是通过某一个实验或者某一门实验课程就能全面达到的，而是通过一个个实验、一门门课程，一点一滴的积累和培养而提高的。因此，我们必须严格要求学生做好每一个实验，学好每一门课程，一步一个脚印地在实践中不断培养自己各方面的能力，努力提高自己的综合素质，争取把自己培养成为对社会有用的人才。
参考文献：
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数字电路实验报告范文第2篇
【关键词】电子线路实验；专业基础课程；第一堂课；实验内容
【Abstract】Electronic circuit experiment is an important and practical professional basic course in physics or electronics related.Electronic circuit experiment first class content is often very important，because it concerns the ability of the students know how to do the experiment and do the experiment well.In this paper，four inportant point must first let the students know in the first class is detailedly explained firstly，then in classroom final through a simple experimental project to familiarize students with the previous experimental practice，Through these training，students will be able to better complete the follow-up of the experimental project for the rest of this course，and lay a solid foundation for learning of the following courses.
【Key words】Electric circuits experiments；Profession basis course；First class；Experiment contents
0 引言
《电子线路实验》是根据我国高校《模拟电子技术》和《数字电子技术》教学大纲开设的一门独立实验课程，要求学生在学习《电子技术基础》（数字部分）和《电子技术基础》（模拟部分）理论课程的基础上，通过实验对电子技术理论的进一步理解及掌握。《电子线路实验》课程在巩固学生电子技术理论知识的同时，也要求对学生的动手实践能力得到一定的锻炼，并让部分学生通过该门课程的学习后具有一定设计制作功能电路的能力[1]。因此《电子线路实验》对物理或电子等相关专业而言是一门重要的和实践性较强的专业基础课程[2-4]。
在学生上该门实验课的第一堂课中，除了让学生清楚的认识到这门课程的学习任务、学习目标和重要性外，更重要的是让学生知道如何做实验和想认真的做好实验，而不仅仅是为了完成实验过程，甚至抄袭别人的数据，导致在做完所有安排的实验项目后，大部分学生对实验内容几乎毫无印象。因此，为了做到这一点，在第一堂的实验教学过程中让学生清楚这样几个方面是非常重要的，它们分别是：1）明确考核方式，重点放在学会，而不仅仅是完成；2）掌握电路接线；3）掌握基本仪器仪表的使用和养成良好的实验操作习惯；4）准确定位实验指导教师和学生自己在实验中各自的角色。课堂最后通过一个简单的实验项目来熟悉前面介绍的实验环节，让学生能更好地做好该课程后面的实验项目。该实验课程采用的硬件实验设备主要有DS1052E双通道数字示波器、DG1022函数信号发生器、UT51数字万用表和DJ-SD6电子技术实验箱，后面文中所说实验箱均指这种设备。
1 明确考核方式
实验课程的考核方式具有多样性[5]，而每一门课程都有自身的特点，学校或任课教师会根据其自身特点采取相应的考核方式，比如：试卷考试、现场实验操作、上机操作、作品制作、大作业、竞赛形式等方式。结合多年该实验课程的教学经验和该课程的基础性及操作实践性，我们采取了实验操作与实验报告处理综合考虑的考核方式。在第一堂课上，让学生清楚实验操作和实验报告单处理是评分的依据。
验操作的评分主要根据学生是否认真完成所做实验项目、操作方法是否正确来评定，通常这一部分评分对按要求完成实验内容的学生都是没有差别的。我们在这里主要强调的是：虽然每一个实验项目都分配有固定的学时，然而每个同学在做实验的过程中的进程不一样，如果有的同学在规定的学时内没有完成相应的实验内容，请学生无需担忧，可以在下次实验的时接着做，并且不影响操作评分。这样就可以让他们可以静下心来做实验，而避免了有的学生为了赶时间而手忙脚乱或抄袭别人实验数据的现象。在后面的实验课堂中，我们经常看到的是这样的景象：学生都在忙而有序的做着自己的实验，如有疑问会积极和实验教师或同学讨论。
实验报告单处理的评分主要依据学生报告单上实验测量数据、数据处理和分析、报告单整洁度等来评定。每次实验课后，会给学生足够的课外时间让学生来处理实验报告单。在这里我们需强调：前面的实验操作的评分基本上没差别，所以实验报告单处理的评分是成绩拉分的部分。这样就可有效的督促学生回顾课本或查阅相关资料，将实验和上过的理论内容结合起来，更好的理解和掌握所学内容。通过后面所交的实验报告单，可以明显的感觉出整体的实验报告单比以前的规范、整洁、合理。
2 掌握电路接线
《电子线路实验》这门课程一般是在大二学期开设的基础实验课，也许对有的学生来说，这是第一门需要动手连接实验电路的课程，因此，在实验的过程中，首先需要学生会看电路图，并会根据电路图用元器件和导线连接电路。为了保证不同基础的每一个学生在以后的实验项目中都能正确的连接，在第一堂课上就要让学生学会看图和连接电路。以实验项目――晶体管单级放大电路为例，首先让学生找到该实验项目中的共射极单管放大器实验电路图，并根据电路图在实验箱上找到所需的各分立元器件。接着以三极管为中心，让所有同学在实验教师的指导下以相同的步调，按三极管的基极b、发射极e和集电极c的顺序，将导线一根一根的接好，完成电路图的连接。这种方法和以前通常采用的实验指导教师演示一次的方法比较，我们发现效果差异比较大。后者通常来说演示的速度比较快，大部分学生跟不上这样的节奏，即使速度不快，学生也很难全部记住，同样也很容易忽略一些特别强调要注意的一些小细节。前者的方法虽然在第一次课堂上会花相对较长的时间完成电路连接，但是保证了学生在以后的实验项目中可以自己完成基本的实验电路接线，如果实验中有什么需要注意的事项，只需在实验操作之前统一提醒或演示一下。这样充分调动了学生动手的积极性，让课堂上不再有学生玩手机、聊天或旁观，同时也大大的提高了整体实验的效率。
3 掌握基本仪器仪表的使用和养成良好的实验操作习惯
该实验课程采用的测量仪器仪表主要有数字示波器、函数信号发生器和数字万用表。在实验中学生必须掌握它们的一些基本使用方法。
对于数字万用表，让学生了解它的基本功能[6-8]，主要有：交直流电压电流的测量、电阻测量、二极管和三极管的测试和通断测试，同时现场一起操作。在这里主要强调三点：1）在测量交流电压和电流时，万用表屏幕直接显示的是有效值，测电阻时，需将相应部分独立出来，且不带电测量；2）将功能开关打在蜂鸣器和二极管档位，先直接短接两根表笔，如果蜂鸣器会发出蜂鸣声，则说明两根表笔是通的，接着才可用这一档进行二极管和三极管的测试和通断测试。当检测导线时（导线阻值通常在100Ω以下），将导线两端分别接两个表笔，如果蜂鸣器会发出蜂鸣声则说明导线是通的，并且万用表屏幕上显示的数值为表笔与导线串后的阻值，单位为Ω，当没有蜂鸣声这说明这根导线是断开的，同时屏幕显示“1”；当检测二极管时，将红表笔接二极管阳极，黑表笔接阴极，万用表屏幕上显示六百多，单位为mV，为其正向压降，调换两个表笔位置，显示为“1”，则说明二极管是好的。如果当红表笔接二极管阳极，黑表笔接阴极时，蜂鸣器响或屏幕显示“1”，都说明二极管已坏掉；当检测三极管时，把三极管当成两个背靠背的二极管，以NPN型小功率三极管s9013为例，将红表笔放在基极b，黑表笔放在发射极e或集电极c，屏幕上都显示五百多毫伏，则说明三极管是好的；3）用同一个表先交替测量电压和电流时，要保证表笔换到对应的插孔，并把功能开关打到相应的档位，否则容易造成错误测量，并把万用表的保险管烧坏。
对于函数信号发生器，让学生知道如何选择所需信号的波形及调节其参数[9]，比如：频率、有效值或峰峰值、对称性等。这里要强调的是：在信号调好过后，先用好的探头将信号引入正常工作的示波器，观察波形和参数是否和前面所调信号基本一致，如果不是所调信号，需检测相应输出通道旁的“output”键是否点亮，如果已点亮，说明通道坏。
当用数字示波器观察波形时，让学生知道怎样调节才能看到最佳显示效果的波形，以及读取相应波形的参数。通常来说，将信号通过通道接入示波器后，只需按“AUTO”键，便立即获得合适的显示波形[10-12]。当幅值较小或频率较小时，需手动设置才能看到较好的波形。这里要强调三点：1）因输入变化或电路参数改变时，会导致电路输出波形在变化时，如果示波器显示波形不再方便观察，一般只需按“AUTO”键；2）在使用示波器进行观察和测量前，先把好的探头的红色夹子和黑色地线夹子接到函数信号发生器或示波器校正信号输出端。按按“AUTO”键，几秒钟后，看是否能在波形显示区看到输入函数信号或示波器校正信号的波形，如果可以，说明相应的输入通道是好的，否则，该通道坏；3）无源示波器探头相当于两根线，在使用前可用检测导线的方法分别判断它们的好坏。在使用时，要保证地线夹子可靠的接了地（被测系统的地，非真正的大地）。在实验中，用几根探头用于输入和输出交流信号时，则需将它们的地线夹子共地。
为了让学生在实验时有良好的实验操作习惯，需在第一堂实验课上就规范学生的实验操作方法。比如：每次进入实验室进行实验，不是马上连接电路，而是应该先用前文所述方法检查实验项目所需的导线、各分立元件、示波器探头、仪器通道等的好坏，用万用表检查电源，检查完毕后才开始做实验；在实验中如需换线，则需断电后再进行，换线完毕再打开开关。
4 准确定位实验指导教师和学生自己在实验中各自的角色
在实验中，有时会有学生问指导老师某一个数据或现象对不对，通过这个现象可以反映出学生课前预习不够，导致他们的不自信或者说对结果很茫然。因此，在第一堂课上要让学生了解到，课前预习的重要性，在课堂上不能依赖指导教师而直接获得答案。而指导教师在遇到这种情况时，应先判断测量结果是否合理，如果合理，则引导学生自己判断；如果不合理，先应检查学生线路连接，指出需纠正的地方，并让学生自己判断纠正后的实验结果。每次实验后，实验指导教师根据实验的具体情况布置相应的思考题。这样让学生意识到他们才是实验的主角，实验指导教师仅仅是起到指导作用。
5 实验项目
实验要求完成：晶体管单级放大电路中放大器静态工作点的测量和调试，以及放大器中频电压增益的测试[13]。
5.1 放大器静态工作点的测量和调试
图1为电阻分压式单管放大器静态工作点测量实验电路，电路中NPN型三极管Q1为s9013，电流放大系数β=200，其他各元件参数见图1。静态工作点测量条件：输入端Us接地，即Ui=0。按图1接好电路，调节滑动变阻器RP，用数字万用表的直流电流档测量集电极电流IC，使IC=1.0mA。再用万数字用表的直流电压档测得三极管Q1各极电压分别为Ub=2.49V、Ue=1.89V和Uc=6.93V，计算出Uce=5.04V。图1中各电表示数为用protues仿真时各电量的数值，他们分别为：Ic=1.0mA，Ub=2.58V、Ue=1.92V和Uc=6.88V，计算出Uce=4.96V。当然，如果为了避免断开集电极，还可以通过先y量电压Ue或Uc再算出的方法，在这里我们不再详述。
放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流Ic（或Uce）的调整和测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和测试波形都有很大影响：若工作点偏高，信号容易产生饱和失真；若工作点偏低，信号容易产生截止失真。为了得到符合要求而不失真的放大信号，所以在选定工作点以后必须进行动态调试，这需要协调考虑两方面的调试：1）改变电路参数Vcc、RC、RB1、RB2可改变静态工作点的高低，但通常采用调节电阻R B2的方法来实现；2）前面所说的工作点偏高或偏低不是绝对的，应该是相对于输入信号的幅度而言的，若输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定出现失真。所以确切地说，波形失真的产生是输入信号幅度与静态工作点设置不当导致的。如果要满足较大信号幅度的要求，静态工作点应该尽量靠近交流负载线的中点。
5.2 放大器中频电压增益的测试
测试放大器中频电压增益时的电路如图2（a）所示，按图1调好单管放大器的静工作点（IC=1.0mA），将函数发生器调到f=5kHz，US为相应的值接到放大器，使Ui=8mV，通过示波器观察到输入信号Ui和输出信号UO为两个正弦波，它们的相位相差180o，且测得UO=1.28V，计算得电压增益AV=160。图2（a）中各电表示数为用protues仿真时各电量的数值，他们分别为：Ui=8mV和Uo=1.36V，根据仿真结果计算得到AV=170。图2（b）为Ui和UO的仿真波形，因为Ui和Uo数值相差比较大，为了能在同一图中显示，Ui和Uo在图中采用不同的纵轴坐标，左边为Ui，单位为：mV，右边为UO，单位为：V，横坐标为时间t，单位为ms。
信号源频率不变，逐渐增大信号，并调节静态工作点，得到最大不失真输出信号UO=1.74 mV，相应的输入信号Ui=8.8 mV，计算得电压增益AV≈198。用protues仿真时各电量的数值分别为：Ui=8.8 mV和UO=1.49 mV，根据仿真结果计算得到AV≈170。仿真波形类似图2（b）。当继续增大输入信号使Ui=25.2mV，protues仿真得到失真的输出信号UO=3.55V，计算得电压增益AV≈141，已经偏离了AV=170这个值，仿真波形如图3所示。
在上述实验过程中，仿真值可作为理论值，通过实验比较电压增益可以发现，估算结果、实验结果和仿真结果之间有差距，这可能是由于元器件工艺的一致性、测量仪表的精准度、温度湿度变化等因素引起的误差。实际中这些误差只要控制在一定范围就可以不考虑了。
6 结论
在实验课的第一堂课中，不但应该让学生清楚的认识到这门课程的学习任务、学习目标和重要性，更应该让他们知道如何做实验，并掌握基本仪器仪表的使用，这样才能让学生做好后面的实验项目，学好这门课程，为后续的课程打下坚实的基础。
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数字电路实验报告范文第3篇
关键词：工程认证；复杂工程问题；过程控制；考核方式
一电子类课程设计相关概述
2016年6月我国成为《华盛顿协议》正式成员，标志着我国高等工程教育进入了新阶段。五邑大学顺应大趋势，加入了高等教育工程认证的行业。作为电子信息工程系的骨干教师，本人参加了五邑大学前期工程认证培养方案形成、大纲编制、专家答辩等各项工作，深知实施工程认证困难重重。根据2018年培养方案，电子信息工程系整合现有实践教学，将原来的《模拟电子课程设计》和《数字电路课程设计》进行了课程整合，形成了《电子电路综合设计》实践课程[1,2]。工程认证，要求以学生为本，目标导向，持续改进，更侧重于对学生能力的培养。根据《电子电路综合设计》课程所涉及的毕业要求指标点，学生完成课程学习后需获得以下方面的能力：（1）通过对具体功能电路的分析、设计和制作，使学生掌握电子电路系统设计的基本方法、基本手段、基本工具和基本技能，来培养学生分析和解决电子电路复杂工程问题的能力；（2）通过团队合作，实物展示，汇报过程，撰写报告的形式，来培养学生良好的团队合作能力、口头表达能力和书面表达能力。为了体现团队合作能力和口头表达能力，在课程形式的设置上又增加了分组和答辩等相应环节，这使得我们不得不重新设计课程设计教学模式、教学方法和考核形式。
二电子类课程设计教学现状
以《数字电路课程设计》为例，近年来，课程设计的任务是设计彩灯控制器，在功能上可以通过控制电路实现彩灯电路不同花型的变换，指导教师给出任务要求及主要元器件清单，学生们根据要求自行设计电路并制作、调试，最后根据作品的实际效果和设计报告，指导教师给出相应的成绩等级。客观地说，本课程的实际开展效果还是不错的，但结合工程认证的要求，当前的课程设计还存在一定程度的问题，主要体现在以下几个方面。（1）学生的学习状态不佳。虽然在学习综合课程设计时，学生已经学习过《电子工艺实习》《模拟电子技术》《数字电路与逻辑设计》等相关课程，但学生掌握的仅是一些最基本的电子知识，不了解如何应用所学的理论知识；与之相关的理论可也配备有相应的实验，但实验多以验证性实验为主，没有真正意义上设计过电子电路，缺少系统设计的概念。课程设计涉及的知识面广且难度大，使一部分学生产生一定的厌学情绪。学生缺少学习兴趣，动手实践的意愿不强，学习状态不佳。（2）元器件功能拓展性不足，方案设计创新性不够。在课程设计过程中，一般老师会推荐一些元器件型号，因此大部分学生在进行元器件选型时，思路仅局限于这些指定的型号，而忽略了教师同时提出的可用类似功能器件进行设计的要求。如指导教师给出NPN三极管以驱动LED，很少有同学会想到对驱动电路进行简单改动，用PNP三极管来驱动。另外，学生在进行实物演示时，可以看到方案设计的版本偏少，有些学生比较盲从，没有去比较方案为何要这样设计，不同的方案有何优劣，方案设计创新度不够[3,4]。（3）考核形式单一。传统的电子类课程设计类课程考核形式较为单一，只对学生的出勤、设计结果和实验报告进行考核。这种考核方式存在的问题归纳起来有三点，一是缺少过程考核，忽视了对学生在实验过程中的态度、积极性与创新性的考核；二是缺少差别性评价，学生在设计过程中的设计难度、沟通能力、书面表达能力、口头表达能力等不易量化的因素也没有纳入考核范围，同时教师无法准确评估同一小组内不同成员的贡献率。三是评价标准不明确，教师的主观性较大，评定的标准不能具体量化。
三电子类课程设计改革策略
电子类课程设计以学生获得知识能力为目标，采用课堂讲授、启发式，讨论式多种教学模式，将案例教学、任务驱动教学、学生实验、答疑指导等授课方式贯穿教学的全过程。根据课程实施过程，可以将教学内容分为以下5部分，分别为：案例讲解和任务布置、方案设计和评估、实物制作和性能测试、实物验收和撰写报告、答辩和设计报告评分。在电子类课程设计的教学实施过程中，即要体现以解决复杂工程问题为目的的各项能力的培养，又要将《工程教育专业认证标准》中给出的12条毕业要求具体对应到具体的教学环节中。基于工程认证，电子类课程设计从如下四个方面进行了改革。
（1）在课程组织形式上，采用了分组进行的方式。常用的分组方法是教师随机分组和学生自愿分组。教师随机分组不利于发挥每位同学的潜力，形成学习合力；学生自愿分组容易出现“学霸”受欢迎、“学渣”没人理的情况，不利于对团结合作能力的培养。为了克服教师随机分组和学生自愿分组所带来的弊端，电子类课程设计采用基于课前调查的综合型分组策略，兼顾学生意愿，教师指导的分组方法。[5]具体来说，《数字电路课程设计》直接相关的前导课程是《数字电路与逻辑设计》，通过对《数字电路与逻辑设计》课程学习成绩的调查，可以判断学生进入课程前的学习基础；通过对《数字电路与逻辑设计实验》成绩的调查，可以从一个侧面了解学生的实践动手能力。通过调查学生的历史学习能力，结合其自我评价及分组意愿，教师可以指导分组，通过优势互补来提升小组的整体能力。对个人能力突出的学生，可以充当项目负责人，在课程设计过程中考察整个团队分工是否合理，能否妥善解决冲突等；而基础相对薄弱的学生，可以充当项目参与人，在课程设计过程中考察对项目及自己承担任务的理解，与团队成员有无有效沟通等。学生只有明确了各自的任务和目标，才能激发学生的学习兴趣并提升教学参与程度，充分发挥教学过程中学生的主体地位[6]。
数字电路实验报告范文第4篇
关键词：学分制；“数字电子技术”；项目式；教学研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0194-04
一、引言
内蒙古农业大学积极推动本科教学，提出本科生的完全学分制教育，将“数字电子技术”课程的学时压缩至54学时，留出更多的时间让学生来主动学习和增强动手能力。笔者试图在“数字电子技术”课程的基础教学中增加一个项目式教学环节，它使学生自己通过设计和搭建一个实用电子产品雏形，巩固和加深在“数字电子技术”课程中的理论基础和实验中的基本技能，训练电子产品制作时的动手能力。这需要研究出适合学生动手实践的项目，学生根据项目要求设计出符合要求的电路，从而掌握数字电路的一般设计方法和步骤，训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力，同时为毕业设计和毕业以后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础[1]。
二、项目式教学的目的
通过数字电子技术项目式教学，使学生能够较全面地巩固和应用“数字电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法，能合理、灵活地应用各种标准集成电路（SSI、MSI、LSI等）器件实现规定的数字系统[2]。培养学生独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力，培养学生独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力，培养学生书写综合设计实验报告的能力[3]。
三、项目式教学的步骤
学生根据设计教师步骤的项目任务，从选择设计方案开始，进行电路设计[4]；选择合适的器件，画出设计电路图；通过安装、调试，直至实现任务要求的全部功能，对电路要求布局合理，走线清晰，工作可靠，经验收合格后，写出完整的课程设计报告[5]。
1.总体方案选择。设计电路的第一步就是选择总体方案，就是根据提出的设计任务要求及性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现设计任务提出的各项要求和技术指标[6]。设计过程中，往往有多种方案可以选择，应针对任务要求，查阅资料，权衡各方案的优缺点，从中选优。
2.单元电路的设计。（1）设计单元电路的一般方法和步骤：①根据设计要求和选定的总体方案原理图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。②拟定出各单元电路的要求后，对它们进行设计。③单元电路设计应采用符合的电平标准。（2）元器件的选择。针对数字电路的课程设计，在搭建单元电路时，对于特定功能单元选择主要集成块的余地较小。比如时钟电路选555，转换电路选0809，译码及显示驱动电路也都相对固定。但由于电路参数要求不同，还需要通过选择参数来确定集成块型号。一个电路设计，单用数字电路课程内容是不够的，往往同时掺有线性电路元件和集成块，因此还需熟悉相应内容，比如运算放大器的种类和基本用法、集成比较器和集成稳压电路的特性和用法。总之，构建单元电路时，选择器件的电平标准和电流特性很重要。普通的门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模和模数转换电路、采样和存储电路等，参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。
单元电路设计过程中，阻容元件的选择也很关键。它们的种类繁多，性能各异。优选的电阻和电容辅助于数字电路的设计可以使其功能多样化、完整化。
3.单元电路调整与连调。数字电路设计以逻辑关系为主体，因此各单元电路的输入输出逻辑关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败。具体步骤要求每一个单元电路都须经过调整，有条件的情况下可应用逻辑分析仪进行测试，确保单元正确。各单元之间的匹配连接是设计的最后步骤，主要包含两方面，分别是电平匹配和驱动电流匹配。它也是整个设计成功的关键一步。
4.衡量设计的标准。工作稳定可靠；能达到预定的性能指标，并留有适当的余量；电路简单，成本低，功耗低；器件数目少，集成体积小，便于生产和维护。
5.课程设计报告要求。课程设计报告应包括以下内容：对设计课题进行简要阐述；设计任务及其具体要求；总体设计方案方框图及各部分电路设计（含各部分电路功能、输入信号、输出信号、电路设计原理图及其功能阐述、所选用的集成电路器件等）；整机电路图（电路图应用标准逻辑符号绘制，电路图中应标明接线引出端名称、元件编号等）；器件清单；调试结果记录；课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐、数据翔实。
四、项目式教学实例
1.实例简述。为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制器的系统框图如图1所示。
2.设计任务和要求。设计一个十字路通信号灯控制器，其要求如下。
（1）满足如图2的顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。
（2）应满足两个方向的工作时序，即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图见图3所示，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮的时间分别为15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮的时间为绿、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。
（3）十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。
（4）可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。
（5）在完成上述任务后，可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。①在某一方向（如南北）为十字路口主干道，另一方向（如东西）为次干道，主干道由于车辆、行人多，而次干道的车辆、行人少，所以主干道绿灯亮的时间可以选定为次干道绿灯亮的时间的2倍或3倍。②用LED发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停止，而过了十字路口的移位发光二极管继续向前移动；红灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED发光二极管就开始移位（表示这一方向的车辆行驶）。
3.可选用器材。①通用实验底板；②直流稳压电源；③交通信号灯及汽车模拟装置；④集成电路：74LS74、74LS164、74LS168、74LS248及门电路；⑤显示：LC5011-11，发光二极管；⑥电阻；⑦开关。
4.设计方案提示。根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路，设计方案可以从以下几部分进行考虑。
（1）秒脉冲和分频器。因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5∶1∶6，所以，若选4秒（也可以3秒）为一个单位时间，则计数器每计4秒输出一个脉冲，这一电路就很容易实现。逻辑电路参考前面有关课题。
（2）交通灯控制器。计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里我们选用中规模74LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。扭环形计数器的状态表如表1所示。
由于黄灯要求闪耀几次，所以用时标1s和EWY或NSY黄灯信号相“与”即可。
（3）显示控制部分。显示控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为“0”而停止。译码显示可用74LS248 BCD码七段译码器，显示器用LC5011-11共阴极LED显示器，计数器材用可预置加、减法计数器，如74LS168、74LS193等。
（4）手动/自动控制、夜间控制。这可以用一个选择开关进行。置开关在手动位置，输入单次脉冲，可使交通灯在某一位置上，开关在自动位置时，则交通信号灯按自动循环工作方式运行。夜间时，将夜间开关接通，黄灯闪亮。
（5）汽车模拟运行控制。用移位寄存器组成汽车模拟控制系统，即当某一方向绿灯亮时，则绿灯亮“G”信号使该路方向的移位通路打开，而当黄、红灯亮时，则使该方向的移位停止。如图4所示，为南北方向汽车模拟控制电路。
五、结语
项目教学法主张先练后讲、先学后教，强调学生的自主学习，主动参与，从尝试入手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，学生唱“主角”，而教师转为“配角”，实现了教师角色的换位，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。笔者就多个方面对项目教学法进行了尝试性的研究与实践，也取得了非常好的效果。
参考文献：
[1]马英，陈朝辉.《数字电子技术》课程教学方法改革与实践[J].科技信息，2009，（29）：227-228.
[2]谢剑斌，李沛秦，闫玮，刘通，丁文霞.在“数字电子技术”教学中培养学生创新能力[J].电气电子教学学报，2010，（06）：5-6，9.
[3]陈柳，戴璐平.“数字电子技术”课程教学改革研究与探索[J].中国电力教育，2013，（02）：96-97.
[4]张学成.数字电子技术实验改革与创新[J].实验室研究与探索，2011，（08）：285-288.
[5]李江昊，常丹华，张宝荣，黄震，郭璇，刘雪强.“卓越工程师计划”试点班课堂教学改革与实践――以数字电子技术基础为例[J].教学研究，2012，（01）：46-49，64.
[6]郑洁.“数字电子技术”课程实施研究性教学的探索[J].电气电子教学学报，2007，（06）：94-96.
数字电路实验报告范文第5篇
【关键词】 电算化会计;上机实验;控制点
一、《电算化会计》上机实验内容
对于会计学专业本科学生而言，在《电算化会计》课程的上机实验中既要学会当前流行财务软件的基本操作使用，又要涉及分析、设计和开发性实验。根据这一特点，作为江苏省品牌专业的中国矿业大学会计学专业，在《电算化会计》的教学过程中，将课后作业与上机实验有机结合，共设计了五个实验，其中四个实验为用友U8的基本操作使用，一个实验为开发性实验，具体如表1所示。
二、《电算化会计》上机实验内容分析
实验一“系统管理与企业应用平台的创建”，要求学生熟悉和掌握用友U8.52系统基本环境和运行环境的创建;实验二“账务处理系统的操作使用”，要求学生熟悉和掌握用友U8总账子系统的基本操作，包括系统初始化、日常业务处理、出纳管理和期末转账四部分内容;实验三“报表子系统的操作使用”，要求学生熟悉和掌握用友U8.52中自定义报表和使用报表模板生成报表的方法;实验四“其他子系统的操作使用”，要求学生熟悉和掌握用友U8.52中其他子系统的基本使用;实验五“网上工资发布系统的分析、设计与实现”，要求学生使用Dreamveaver和Access实现网上工资发布系统。
其中，实验一至实验四为用友U8.52的基本操作使用，前三个实验为必做实验，实验四中包含固定资产子系统、工资管理子系统、应收款管理子系统和应付款管理子系统四个子系统，学生可根据自身的实际情况选做其中一个或数个子系统。实验五是借助Dreamveaver和Access，在不编程的情况下，充分利用面向对象的特点，实现工资数据的网上发布，包括工资数据的录入、查询、删除等基本功能，掌握将本机数据进行网上展示的基本技能。
三、《电算化会计》上机实验控制点设置
(一)用友U8.52的操作使用控制点设置
实验一至实验四为用友U8.52的基本操作使用，使用的软件和数据完全一致，难免会有相同的上机实验结果和相似的实验报告，那么如何控制上机实验结果和实验报告的拷贝，保证实验结果和实验报告的唯一性，成为实验指导教师关注的焦点所在。下文从账套号、账套主管、关键截图以及文件夹四个方面进行控制点设置:
1.账套号控制。在用友U8.52中，账套保存一个公司或一个独立核算单位的会计资料，其账套号是账套的唯一标识，类型为3位字符型，最多可容纳1000套账，且在用友U8.52的界面操作中不允许修改。实验中要求每位同学将自己学号的后三位设为个人的账套号，从而使每位同学的账套唯一。如某同学的学号为“05560300”，则该同学的账套号为“300”，此法可保证每个人的实验账套唯一，避免账套拷贝。
2.账套主管控制。在用友U8.52中，账套主管负责所选账套的维护工作及部分业务操作，一个账套只能有一个账套主管。凡是账套主管做过的操作，如填制和审核凭证，在凭证上会显示其姓名，具有不可抵赖性。实验中要求每位同学将账套主管的编号设为自己学号的后三位，账套主管的姓名设为自己的姓名，从而使每位同学的账套主管唯一。如张三同学的学号为05560300， 则其账套主管的的编号则为“300”，姓名为“张三”。
3.关键截图控制。账套号和账套主管的控制，保证每个同学的电子实验账套唯一，而关键截图则保证电子实验报告唯一。实验一“系统管理与企业应用平台的创建”中，可截取“账套的用户及其权限列表”;实验二“账务处理系统的操作使用”中，可截取“录入期初余额后的试算平衡表”、“总账业务处理后的科目余额表”、“出纳管理最终的余额调节表”及“总账期末业务处理后的对账表”;实验三“报表子系统的操作使用”中，可截取“200×年×月份的利润表”;实验四“其他子系统的操作使用”中，可截取“固定资产日常业务处理后的对账结果”、“工资管理业务处理后的部门工资汇总表”、“应收款管理系统转账处理生成的所有凭证”、“应付款管理系统账表查询及其他处理中200×年×月的业务总账”。
在关键截图中，需要注意让学生截取屏幕全图，重点检查该图中的账套号和账套主管的姓名，以此判断该截图是否截自该生的账套。
4.文件夹控制。 做完以上用友U8.52操作层次的实验之后，要求学生上交每一个实验的最终账套，以此促进学生进行实验操作的积极性。上交电子实验结果时，对学生个人及班级文件夹的建立提出严格要求，如张三同学实验一结果的文件夹路径及名称应为“D:\会计06-2班\张三\300账套\(2-1)基础设置”(实验一中分为两部分:系统管理和基础设置，其中基础设置是在系统管理的账套基础上进行的，所以只上交该实验的最后结果“基础设置”即可，其编号为“2-1”，具体见参考文献[1])。
(二)网上工资发布系统的开发性实验控制点设置
实验五“网上工资发布系统的分析、设计与实现”的实验结果实际上是一个网站，网站最大的特点就是容易在拷贝的基础上修改，变成外表看似不同风格的作品。因此如何从网站的核心数据源进行控制，是本文关注的焦点。
1.设置服务器路径。本实验涉及到数据库中数据的访问，需要使用网络信息服务器IIS，为网站设置虚拟服务器路径，以便调试网站。因此服务器的路径设置是控制的重点之一，如张三同学的服务器路径为“d:\finance300”，其中“300”是张三同学的学号后三位。如此以来，所有同学的服务路径可以保持唯一。
2.站点及数据源控制。在Dreamveaver MX中的首要工作是建立站点，张三同学的站点名称应为“网上工资发布系统300”，该站点的存储位置为“d:\finance300”，其中“300”是张三同学学号的后三位，因此站点名称和路径具备唯一性。在Dreamveaver MX中建立ASP动态网页的前提工作是建立数据源，在数据源的“自定义连接字符串”中，连接名称和连接字符串分别输入:finance300 和 "Driver={Microsoft Access Driver(*.mdb)};DBQ=d:\finance300\data\finance300.mdb"，其中“300”是张三同学学号的后三位，无论是文件夹，还是数据库文件都具备唯一性和难修改性。
3.关键截图控制。在数据内容相同的情况下，网站的特色就是其外观，因此需要学生截取网上工资发布系统的主要网页界面，以展示其设计风格和数据交互功能的实现。
四、结束语
以上所提供的《电算化会计》上机实验的控制措施经笔者多年实验教学证明，是有效且可取的，愿本文的控制点设置能为更多的《电算化会计》或其他课程的上机实验指导教师提供有益参考。但任何结果都不是绝对的，一些技术高明的学生可能通过间接方法对以上控制点进行突破，照样在拷贝其他同学实验结果的基础上进行修改，变为自己的实验结果。
参考文献
[1] 王新玲，房玲玲.用友ERP财务管理系统实验教程. 清华大学出版社，2006(9).
数字电路实验报告范文第6篇
【关键词】MultiSIM；电子线路；教学；应用
一、前言
传统电子线路的实验教学是使用电子线路的分析方法，在最简易的电路图上，根据需要的指标设计电路、选择元件参数并进行手工估算。然后才开始搭建电路，使用选好的仪器或仪表进行测试，验证是否满足指标要求。但是设计出具有高实用价值的电子电路需要考虑的因素和问题很多，在众多类型中选用合适的器件的确不容易，特别是对于职业院校学生，设计之初往往经验不足。而且，大规模集成电路的功能较多，内部电路复杂，仅凭资料是很难掌握它们的各种用法。这就需要一个可以模拟现实的仿真软件。
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真软件，借助虚拟现实技术，使设计者能“如实”地选择、更换元件，能“如实”地操作各种仪器、设备，进行“现场”实验，能快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能。往往用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。包括电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
使用Multisim仿真软件，与传统实验方法相比，这种虚拟技术既省时又经济，而且还可避免实验中发生的各种损坏和事故，在教学中更能节省时间和精力，有着广泛的应用前景。
二、MultiSIM软件的介绍
Interactive Image Technologies公司曾推出了一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件EWB（Electronics Workbench）。由于EWB具有许多突出的优点，引起了电子电路设计工作者的关注，迅速得到了推广使用。但是随着电子技术的飞速发展，EWB5x版本的仿真设计功能已远远不能满足复杂电子电路的仿真设计要求。被美国NI公司收购后，更名为NI Multisim，并将用于电路级仿真设计的模块升级为Multisim，于2001年推出了Multisim 2001。Multisim 2001继承了EWB界面形象直观、操作方便、仿真分析功能强大、分析仪器齐全、易学易用等诸多优点，并在功能和操作上进行了较大改进。而V10.0（即NI，National Instruments）是其推出的Multisim新版本。目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4个部分相互独立，可以分别使用。
三、MultiSIM的功能和特点
MultiSIM是一种功能非常强大的电路仿真软件，作为虚拟的电子工作平台，提供了较为详细的电路分析手段，可以对电路的静态工作点的分析、动态分析、暂态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真度分析、直流扫描分析、传输函数分析、用户自定义分析和灵敏度分析等等，既可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路进行仿真，又能对部分微机接口电路进行仿真，克服了实验室条件下对传统电子设计工作的限制。帮助设计人员分析电路的各种性能，从而为设计人员提供了一个良好的集成化的虚拟设计实验环境。比如其交流频率分析类似于利用扫描仪对电路进行仿真，可以准确地得出电路的幅频特性和相频特性，分析结果能在分析表窗口中表现为直观的幅频特性和相频特性曲线，以观察电路的增益或相移。参数扫描分析则可用于需要读某个元器件数值进行调节时的电路仿真，它可以让电路中的某个元器件的参数在设置的数值段内连续变化，然后将电路的静态工作点、频率特性和瞬态特性等随此参数的变化以图形的方式显示出来。
具体特点总结如下：
（1）直观的图形界面
整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖动到屏幕上，轻点鼠标可用导线将他们连接起来，软件仪器控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。
（2）丰富的元器件
提供世界主流的元件，同时能方便对元件的各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。
（3）强大的仿真分析功能
以Spice3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括Spice仿真、MUC仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。
（4）具有多种常用的虚拟仪表
提供了22种虚拟仪器进行电路工作的测量。
（5）完善的后处理
对分析结果进行的数字运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等。
（6）详细的报告
能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报告等7种报告。
（7）提高了模拟及测试性能
与NI相关虚拟仪器软件的完美结合，提高了模拟及测试性能。
四、MultiSIM在电子线路教学中的实例
1.单级放大电路的实验过程
把MultiSIM软件安装在计算机上，利用提供其提供的元件库和虚拟仪器构建实验电路原理图。
（1）创建电路图
首先在元件库栏中选择所需要的元件，然后拖曳到电路工作区适当的位置，设置其参数，再用鼠标画导线连接电路。对于虚拟仪器的不同输入端，可采用不同的颜色，这样可以方便观察结果.
（2）保存电路文件
电路生成后要保存电路，以免微机出现故障或方便以后调用。
（3）电路仿真分析
在实验中，为了与实际电路一致，三极管采用实际类型。仿真开始和停止只需按下该软件右侧的“启动/停止”开关。
①直流分析：直流工作点的分析是对电路进行进一步分析的基础，利用虚拟万用表测量电路的静态工作点。进行直流分析时，电路中RL短路，Ce开路，交流信号源无效，可知三极管工作在放大区。
②参数分析：参数扫描分析是将电路参数值设置在一定的变化范围内，以分析参数变化对电路性能的影响，该电路中参数R3和Ce的值对实验结果有着直接的影响。通过调节R3，选择合适的静态工作点。Ce则直接影响着电路的频带，由于射极旁路电容Ce对电路的低频响应特性起主要作用，放大电路的下限频率减少，频带变宽。
③交流分析：用虚拟示波器可观察电路输入和输出端的波形，如图1，通过对电流的交流分析，可以得出电路的频率响应、幅频和相频曲线，也可估算中频增益和上限截止频率。从图1中可以看出电路的输入输出波形反相及电路的通频带，根据各元器件的值算出电压放大倍数。
④瞬态分析：瞬态分析是一种非线性时域分析，它可以计算电路的时域响应。分析时，可用直流电作为电路初始状态，瞬时分析的结果（图2）通常是分析节点的电压波形，通过波形判断电路的失真是不是非线性失真，从而进一步改进电路。
2.单相桥式全控整流电路
从Multisim的电源箱及其基本工具箱里调出晶闸管及脉冲电压源和电阻负载的模块。按照单相桥式全控整流电路的电路结构图的要求联接仿真模型，如图3所示。
晶闸管触发信号是一个VCVS（电压控制电压源）与一个脉冲电压源，使用改变脉冲电压源的参数来改变触发脉冲的宽度和延迟时间，晶闸管选用2N1559，R=200Ω。电路参数设置为：正弦电压源为220V、50HZ，压控电压源设置为V1与V4相同，V2与V3相同。
按照以上触发信号设置，仿真电路输出波形如图4所示。
3.三相桥式可控整流电路的建模及仿真
依照上述方法，调出相应的仿真模块，按照三相桥式可控整流电路结构图的要求联接仿真模型，如图5所示。
输入信号源数据如下：
二极管型号选1S1888，R=200Ω正弦电压源参数设置为：Voltage RMS为220V，Voltage offset为0，Frequency为50HZ，Time delay为0，Damping Factor为0，Phase为0。按照以上设置，仿真电路输出波形如图6所示，从仿真波形来看，实验结果完全一致。
4.Boost电路的建模及仿真
Boost电路又称为升压变换器，输出电压与输入电压的关系为：
式中D为占空比，从Multisim的电源箱及其基本工具箱里调出直流电压源、脉冲电压源、功率三极管、二极管和电阻负载的模块。按照单相桥式全控整流电路结构图的要求联接仿真模型。
功率三极管、电阻、电感和电容全部选用现实元件，二极管选用虚拟器件。功率三极管选ZVN33310F。参数设如下：
直流电压源：100V；
受控电压源：1V/V；
脉冲电压源：Pulsed Value为30V，Pulse Width为0.5ms，Period为1ms。
按照以上设置，仿真电路输出波形如图7所示。
从仿真曲线可见与结果相符。说明了仿真模型的正确性以及直观快捷的特点。
五、结语
（1）利用Multisim软件的仿真工具箱建立的电子线路典型电路动态仿真模型，具有直观、方便、灵活的特点。使得仿真过程更加方便、快捷，提高了效率和精度。
（2）通过对单相桥式全控电路、三相桥式可控整流电路以及Boost电路的仿真实验结果，充分证实了动态仿真模型的正确性而且在仿真时可以随便改变仿真参数，并用示波器随时观察仿真波形，使得仿真更加具有实时性、直观性。
（3）在电子线路教学中引入Multisim仿真软件作为教学辅助工具，不但可以将课本中的抽象原理赋予形象化，而且可以激发学生的学习兴趣和积极性，从而提高了教学效果。
总之，利用MuthiSIM软件仿真电子线路实验，不仅可以弥补传统实验教学中存在的设备紧张、仪器陈旧、元器件损耗等不足，还大大激发了学生的学习兴趣。但实验教学的目的是培养和提高学生的实践能力，如果用该软件取代实际实验，显然不能完全达到实验教学目的，实践证明只有在教学中将现代化手段与传统实验有机地结合起来，充分发挥各自的优势，才能达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]马威.仿真软件Multisim在电子技术实践教学中的应用[J].科教文化，2012，11（3）：193.
[2]吴志敏，朱正伟，何宝祥.Multisim10在模拟电子技术课程实验中的应用[J].实验室科学，2012，15（4）：112-116.
数字电路实验报告范文第7篇
关键词：数字化变电站 数字化设备 调试方法
中图分类号：TM7721 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0097-01
进入智能变电站时代，由于智能变电站与常规变电站网络通信技术上的差异，调试内容和调试手段上必然会有所不同。检修部门的现场调试是一项系统性的工作，是将间隔单元各个层次的设备进行整套的测试，包括对保护测控设备、监控系统和网络系统的单个设备功能的独立校验，以及校验设备间互操作性、协作性的整组试验和启动试验。
本文根据我局继保检修专业现场工作的实际需要，技能水平和现场设备使用情况，提出数字化设备调试的基本方法以及基本内容，为在今后的数字化变电站调试工作中给予帮助和指导。
1 调试设备的变化
智能变电站继电保护装置及其相应二次设备与传统设备在制造原理上存在较大差异，模拟信号变为光纤数字信号，调试的方式方法都发生了改变，调试仪器也与传统的调试设备不同。
传统变电站的过程层和间隔层都是通过电缆连接的，模拟量信号通过电缆直接输入保护装置的I/O接口单元。而数字化变电站在二次回路由光纤取代了传统的电缆连接，装置的I/O接口单元也由光电收发模块取代，在装置内部简化了模拟量采样、低通滤波和模数转换等元件，直接将数字信号接入数据处理单元进行数据处理。同时，保护装置之间通过交换机以GOOSE和SMV的形式发送给对方，改变了传统的点对点的传输方式。
2 现场调试的基本方法
数字化保护装置因为没有了模拟量输入接口，我们不能再用传统的保护测试仪进行调试了，取代的则是具有数字信号输入输出功能的数字式保护测试仪。数字式保护测试仪配备有光信号输出口，我们只需将其每一个光口定义成电流电压的输出，以及开关动作后的位置信息的输出，然后用光纤将数字式保护测试仪同保护装置连接起来就可以进行调试了。同时通过报文分析软件接入GOOSE网络，抓取网络报文进行分析。
3 数字化设备调试内容
3.1 保护及测控装置调试
在校验开始时，都需要对操作仪器进行相应的61850配置，其中包括输出光纤配置及GOOSE接点配置。校验方法与常规站类似，但重要的是对全站配置文件SCD的导入和光口的定义。SCD文件包含全站保护设备信息，从中选择我们需要调试的对象，下面对应有GOOSE输入、GOOSE输出、SMV输入三项，“输入”、“输出”是相对保护装置而言的。“GOOSE输入”模拟的是试验前智能终端输入保护装置的位置信息，“GOOSE输出”模拟的是试验过程中智能终端的输入保护装置的位置信息，“SMV输入”则是模拟合并单元输出的数据提供给保护进行故障判断的电流电压量。在对“GOOSE输入”、“GOOSE输出”和“SMV输入”分别进行配置完毕后，再次进入“通用测试”，比如“电压电流（手动试验）”，进行试验，方法同以往常规站一样。
3.2 监控系统调试
与常规变电站监控系统调试一样，对数字化监控系统的调试，主要包括遥信和遥控功能的检查。
当测试仪发出测量信号至设备A/D输入端时，监控设备应能反应测量信号的精度和实时性；模拟现场设备的开关信号时，监控设备应能查看变位信息的正确性和实时性。当设备异常时，监控设备应能准确提供SOE报文及故障信息。进行遥控试验时，应验证五防闭锁逻辑及防误闭锁功能，并实时反应设备动作情况。
3.3 网络调试
在单间隔保护调试中，要保证站控层、间隔层和过程层内相关设备网络通道连接的正确性，即保护设备至合并单元、保护设备至交换机、合并单元至智能终端等光纤连接的正确性，并在光线故障或通道异常时能及时发出告警信号。主要的方法就是通过插拔两个设备之间的连接光纤，并查看设备显示的报文。当拔出两个设备间的连接光纤后，设备的“通信中断”告警灯亮，同时后台应收到“通信中断”的告警信号；当设备间的光纤连接后，设备的“通信中断”告警灯灭，同时后台应收到“通信恢复”的信号。
3.4 整组试验
整组试验是在智能电子设备检验完成、二次回路相关检查完成，光缆接入完毕，通讯正常，断路器本体检查传动完成后，进行带断路器的整组传动试验，确认GOOSE网络的正确性。试验前做好安全措施，防止设备损坏和人身伤害。数字化变电站中有别于常规变电站的整组试验项目，即网络通道上的测试，包括GOOSE报文检查、采样通道检查、GOOSE通道监测和通道检验试验等。
3.5 启动调试
启动调试主要包括核相和带负荷试验。启动调试过程中，由于二次设备都是直接通过光纤进行连接，无法使用电压表和钳形电流表进行幅值和相位的测量，主要通过保护装置本身的测量量确认相量是否正确。为保证变电站二次系统向量的正确性，一般在数字化变电站投运前采用一次通流通压方式检测相位的正确性。
4 结语
本文介绍了针对数字化变电站在日常运行维护中，基层继保专业人员在进行单间隔保护调试中所需要做的调试内容和基本方法。由于对传统保护调试的惯性思维使得数字式保护调试难免产生概念上的偏差。所以本文结合自身实际出发，探讨适应基层保护专业在设备维护中的检查要点，为今后的数字化变电站调试提供一些借鉴和参考。
参考文献
[1]姜振超，刘明忠.智能变电站二次系统调试技术研究[J].电网技术，2011，35（1）：12-17.
[2]周春霞，詹荣荣，姜建宁，等.500kV数字化变电站试验研究[J].电网技术，2010，34（6）：193-197.
数字电路实验报告范文第8篇
关键词 变电站；自动化；通信系统
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0204-02
1CDT向 IEC60870-5-101转换方案
1.1 协议转换具体功能
1）向下，识别各种协议，实现与采用各种通讯协议的远程终端设备进行接口，接收接受远程终端设备上传的报文数据，并向远程终端设备发送主机传来的命令；
2）向上，完成规约转换，为数据处理模块提供标准的、统一的数据格式，使得前置机完全不必关心使用哪种远程终端设备及通信协议；
3）协议识别，对报文数据所采用的协议进行识别，按照与现场单元相同的协议接收现场单元的报文数据，同时也将变电站命令按照与现场单元相同的协议发送给现场单元，也就是负责各种协议数据帧的发送和接受；
4）协议处理，针对各种具体的通信协议，将远程终端设备上传的实时数据进行协议语义的解释，取出相应的实时量；
5）将下传的命令按照各种协议的具体要求组成帧，再通过通讯模块传到远程终端设备上。
通过协议识别和协议处理为数据处理模块提供标准的、统一的数据格式，便于通信协议的转换。
1.2 CDT向IEC60870-5-101转换
根据CDT协议的传送数据的特点，在处理子站传送到主站的数据时应当使用查询的方法，而处理主站传送到子站的数据时则使用中断的方法，具体数据处理流程可简要概括为第一步查询子站数据第二步使用校验码进行校验，重复这两步，直到有主站的数据要求传送，停止前两步，来处理主站的数据，并且根据主站数据中的启动字符来进行中断程序的调用和执行。
CDT报文转换之前要先确定转换的报文是不是符合CDT协议定义的报文的数据帧的格式，所以CDT报文的同步字即三组EB90H是确定报文格式的关键字段，对同步字检测完毕后，再对报文数据进行CRC校验，如果校验合格，那么就把该报文数据放到数据的缓冲区中，调用转换程序将CDT报文数据转换成101数据，转换完成后再重复前面的操作继续检测同步字，当遇到校验错误的数据帧时，就把该数据帧丢弃掉，CDT报文数据转换成101报文数据的流程设计如图1所示。
2 101协议向IEC61850转换方案
2.1 IEC60870-5-101协议帧格式及传送
101协议适用于具有多点拓扑结构的变电站系统，可以采用全双工或者半双工传送，变电站的主站和子站都能够通过链路服务进行数据传送，与101协议配套的网络通信体系结构是EPA（Enhanced Performance Architecture）结构模型，这个结构模型是依据ISO的OSI七层标准模型转化而来的，这种三层模型可以提高数据传输的效率，参考模型如图2所示。
数据单元中包括协议的控制单元信息和协议服务信息，101协议把应用用户数据划分为两类，其中变位遥信数据、子站的初始化和状态变化数据、根据命令寻找到地址的数据属于一级用户数据，把遥测临界值、子站参数的更改数据、事件顺序记录数据等定义为二级用户数据。
图4中第二层数据链路层中的LPDU和LPCI是指链路层协议的数据单元和控制信息，LSDU表示链路层协议的服务数据单元，第七层应用层中的APDU和APCI是应用层协议的数据单元和控制信息，ASDU则是应用层协议的服务数据单元，图中的可变帧长帧格式中的L表示该数据帧的长度，一共有8个位组组成分别是控制域位组C、地址域位组A和用户数据位组。数据类型标识和信息体单元组成了链路用户的数据，数据类型标识中包括信息体的类型、格式以及结构方式。
101协议采用FT1.2数据帧格式，这种帧格式属于异步式。101协议的数据帧格式根据数据帧的长度可以分两种格式的数据帧，一种是帧的长度可以发生变化的叫可变帧长数据帧，这种数据帧主要用于变电站的主站和子站之间的互相通信，彼此发送数据信息，另外一种数据帧的长度固定，叫固定帧长数据帧，这种数据帧主要用于变电站的主站和子站之间进行报文的询问和应答，这两种帧格式如图4所示。
图中的可变帧长帧格式中的L表示该数据帧的长度，一共有8个位组组成分别是控制域位组C、地址域位组A和用户数据位组。数据类型标识和信息体单元组成了链路用户的数据，数据类型标识中包括信息体的类型、格式以及结构方式。
101协议的传送规则：遥测数值的发送有三种发送方式，根据数据帧的控制位的不同进行区分为越限自发送、固定时间循环发送、应答发送三种方式，一个遥测值共有24位，其中数值的前15位表示遥测值的大小，第16位是遥测数据的符号位，17位到24位表示遥测数据的质量，一个遥测的容量是512。
遥信数据也有三种发送方式：变位自发传送、应答发送、扫描环境循环传送。一个遥信的字共有16个不同的状态位。而遥控命令与遥测和遥信的传送方式不同，相比比较简单和灵活，可以直接控制进行发送也可以根据返回的校验字选择命令进行发送。
2.2 建立服务映射
IEC 60870-5-101中定义的服务和IEC 61850的ACSI的对应关系主要有：
101协议中的循环数据传送对应IEC61850报告中的“cyclic-integrity”选项；读数据的过程对应IEC61850中的GET服务；自发传送服务对应IEC61850报告中的“数据变化”、“文件变化”或“质量变化”选项；站总查询服务对应ACSI服务是IEC61850的报告中的 “General-Interrogation” 选项。
电能累计量传送服务对应的ACSI服务是IEC61850报告中的“文件变化”选项；参数加载/激活服务对应IEC61850中的公共数据类“MV”的配置属性（平滑系数除外），激活需要验证；101协议中的测试过程与IEC61850中的LN0的“Health”数据对象对应；文件传输服务与逻辑节点LN对应；后台扫面服务对应IEC61850的报告中的 “cyclic-integrity”选项；101协议中传输延时对应ACSI服务中的SCSM时间同步；101协议中的测试服务需要生成名称为“Test”的帧，这部分与IEC61850中控制服务和报告中定义的数据品质属性测试功能对应，101协议的通用服务对应IEC61850中的SET选项。
3 结论
本文基于IEC61850协议，设计CDT向101转换之后再与IEC61850协议进行转换，不同的通信协议之间进行转换的目的是为了使运行不同通信协议的电力设备能够互相通信、资源共享，实现设备的互操作。
参考文献
[1]缪文贵，何卫，唐成虹.MMS对象在I EC61850中的应用.电网技术.
[2]李永亮，袁志雄，陈斌.对基于TCP/IP的IEC61850特定通信服务映射MMS.