数字温度表的设计在电子课程中的应用

### 数字温度表的设计在电子课程中的应用 #### 引言 随着电子技术的发展，特别是电子设计自动化（EDA）技术的进步，电子课程设计的教学模式也在不断更新。本文介绍了一种结合数字温度计设计来教授EDA技术的教学案例。该案例不仅让学生掌握了EDA的基本工具和技术，还让他们了解了这些技术在实际电子设计中的应用。 #### 教学要求的定位 数字温度计的设计综合了模拟电子技术和数字电子技术的知识，要求学生采用铂电阻作为测温元件，测温范围设定在0°C至400°C之间，测量精度需达到三位有效数字。为了培养学生的设计能力，教师建议学生不要直接使用高集成度的A/D转换器，而是采取间接转换的方法，即先将模拟信号转换为频率、周期、占空比或相位差信号，再通过数字测频、测周或鉴相的方式来实现A/D转换。这种方法虽然在参数选择、电路制作、系统调试等方面具有挑战性，但能更好地锻炼学生的动手能力和解决问题的能力。 #### EDA技术的应用训练 在课程设计中，大约一半的时间用于EDA技术的应用训练，主要包括以下几个方面： 1. **计算机模拟技术**：通过使用Electronics Workbench（EWB）等软件进行模拟信号处理部分的功能单元设计，帮助学生理解电路的工作原理，并进行初步的电路性能验证。 2. **在系统可编程技术**：利用isp-EXPERT平台进行逻辑功能模拟，确保设计满足需求后进行逻辑综合、资源适配及编程下载等工作，使学生掌握CPLD/FPGA等可编程逻辑器件的使用方法。 3. **印刷电路板计算机辅助设计技术**：借助Protel等软件设计PCB版图，使学生熟悉PCB设计流程，包括布局、布线等关键步骤，提高他们对电路结构的整体认知水平。 #### 教学进程的安排 学生首先在计算机上利用EWB软件进行模拟信号处理部分的功能单元设计；接着，在通用印刷电路板上使用MSL器件进行模拟电路的焊接和调试；然后，使用isp-EXPERT平台对数字信号处理的各单元电路进行逻辑功能模拟；完成逻辑综合、资源适配和编程下载后，将数字部分调试完成的可编程实验装置与模拟电路部分连接，进行整个数字温度计系统的统一调试。 #### 结论 通过数字温度计的设计案例，学生们不仅掌握了EDA技术的基本工具和方法，更重要的是学会了如何将这些技术应用于实际的电子系统设计中。这种结合理论与实践的教学方式极大地提高了学生的创新能力和解决实际问题的能力。此外，通过对不同EDA技术的综合运用，学生们还能更全面地理解电子设计的全过程，为其未来的职业生涯打下坚实的基础。