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摘要：本文分析了傳統的數字電子技術課程設計的不足，闡述了在課程設計中引入eda技術的必要性和優越性。

關鍵詞：課程設計；EDA；實驗平臺

進入21世紀以來，隨著微電子技術、電子技術和計算機技術的飛速發展，數字電子技術及其應用向著更為深入、更為廣泛的層次擴展。電子產品的設計周期和上市時間日益縮短，電子產品的功能更加豐富，性能更加優良，由此推動了電子系統設計技術向電子設計自動化EDA方向發展，并且對EDA技術及其應用提出了更高的要求。

1.課程設計的背景

中國石油大學（華東）的“電工電子學”課程是“國家級精品課程”，以著重培養學生的系統觀念、工程觀念、科技創新等基本素質為教學方針。多年來在教學和科研中緊跟電子技術發展的每一個關鍵時刻，教學組的教師都適時地對內容體系和教材進行更新和完善，堅持不斷進行課程改革，取得了豐碩的成果。“數字電子技術課程設計”是為大二學生暑期開設的一門必修課程，它是“數字電子技術基礎”和“電子技術實驗”等課程的后續課程，主要以培養學生的實踐能力和創新精神為目標，加深學生對理論知識的理解，切實提高動手和解決問題的能力。

2.課程設計的選題

針對電子專業的特點，我們在數字電子技術課程設計部分采用了“基于復雜可編程邏輯器件(CPLD)實現電阻、電感、電容的測量”這一題目。測量工作原理是將被測量轉換成頻率，由CPLD實現頻率的計算，并轉換成被測量信號后輸出顯示。電阻、電感、電容經過轉化電路，完成電阻/頻率(R/F)轉換，電容/頻率(C/F)轉換，電感/頻率(L/F)轉換。用CPLD測量其頻率，具體功能分塊包括：多路選擇開關、分頻器、時間閘門計數器、測量計數器等。頻率測量的主要部件是一個帶門控計數端的計數器（測量計數器），被測信號（被測頻率）由此計數器計數。如果門控計數器的開門計數時間恰好為1秒，則測量計數器的計數值就是輸入信號的頻率。若改變開門計數時間，即可改變頻率測量的量程。如開門時間為0.1秒，則量程為×10，開門時間為0.01秒，量程為×100，開門時間為0.001秒，量程為×1000。由計數器的數值即可換算電阻、電感、電容的大小。本課題要求設計一個測量電阻、電感、電容的4位十進制數字顯示的數顯儀表，根據頻率計的測頻原理，由測頻量程需要，選擇合適的時基信號即閘門時間，對輸入被測信號進行計數，實現測量的目的。其數顯測量范圍為0-99990Hz，滿刻度量程分為9999、99990兩檔，手動轉換量程，當輸入計數值大于實際量程時有溢出指示。

3.課程設計的實現

(1)按照現代數字系統的Top-Down模塊化設計方法，提出數字頻率計的整體設計方案，并進行正確的功能劃分，分別提出并實現控制器、受控器模塊化子系統的設計方案。(2)針對ispLEVER的EDA設計環境，采用VerilogHDL語言，完成受控器模塊（測量計數器）的設計，并采用Abel語言編程進行仿真。(3)在ispLEVER的EDA設計環境中，完成基于Verilog語言實現的控制器模塊（閘門計數器，量程開關，選擇開關）的設計，并采用Abel語言進行仿真。(4)基于ispLEVER的EDA設計環境，采用VerilogHDL語言或原理圖，完成頂層模塊的設計并采用Abel語言編寫測試向量文件進行仿真。

4.結束語

通過課程設計的鍛煉，學生可以增強綜合分析問題及解決問題的能力，激發學習興趣和潛在的能動性。有學生在總結報告中寫道：“通過這次課程設計，我切身體會到給出一個命題，利用Verilog語言編程實現這個命題，并利用軟件模擬仿真，看功能是否得以實現的全過程。一方面學到了許多新知識，另一方面使我們對數字電子設計的全過程有了一個全面的了解，同時也深刻感受到利用EDA軟件實現電子設計的強大優勢。這樣的課程設計很適合我們，使我們受益匪淺”。

作者:張勇 張冬至 單位:中國石油大學信息與控制工程學院

參考文獻：

[1]王君紅,劉復玉,任旭虎.“電工電子學”實驗教學模式改革[J].實驗科學與技術,2012,10(5):76-78.

[2]于云華.數字電子技術基礎[M].東營:中國石油大學出版社,2008:392-399.