电路仿真技术教学大纲

《电路仿真技术》教学大纲

一、 课程性质与作用

本课程是电子信息工程技术专业的专业选修课，主要讲解电路设计与仿真软件Multisim 11的功能及应用，包括原理图基本操作，元件的编辑，虚拟仪器的使用及电路仿真分析方法。在当今电子设计领域，EDA仿真是一个十分重要的设计环节，Multisim 以其强大的仿真设计应用功能，在电类专业的电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。电工电子电路的计算机仿真，能代替了大量的试验电路搭建，大大减轻实践验证阶段的工作量，节约了电路试制成本。Multisim仿真软件强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性，为电子专业教学与电子设计创设了良好的平台。本课程可在《实用电工电子技术》之后开设，在电工电子类课程教学中最好也用本软件辅助学习，以增加直观性，提高教学与学习效果。 二、课程目标

根据电子产品设计、检测与调试职业岗位要求，通过本课程学习，使学生能够熟练地运用Multisim 11电路设计与仿真软件绘制电路图，并行仿真分析。掌握电路设计与仿真软件的一般使用方法，为其他电路设计软件学习及从事电子设计、检测与调试等岗位工作打下良好软件应用基础。

（一）知识目标

1．掌握电路仿真的基本概念和基本知识，掌握电路仿真的基本步骤及常见的电路仿真方法；

2．了解Multisim 11软件的基本特点；

3．熟知Multisim 11软件的基本操作方法和步骤； 4．熟知Multisim 11软件的电路分析方法。 （二）能力目标

1．掌握Multisim 11软件的基本使用方法； 2．熟练使用Multisim 11绘制电路原理图；

3．熟练使用Multisim 11中的各种虚拟仪器仪表完成电路有关参数的测量、显示与仿真，正确分析结果；

4．能简要说明所绘制的电路工作原理。 （三）素质目标

1．具有从事电子测量、检测、调试岗位的良好职业素养（职业规范，节能、安全及环保意识等）；

2．具有从事电子设计岗位的必备的身心素质； 3．根据学习任务需要能有计划、有目的的自主学习；

4．具有严谨求实、刻苦钻研的作风和勇于创新的精神，形成良好的职业道德素养。 三、课程内容

任务一、桥式整流滤波电路及三端集成稳压器设计与仿真 1．教学目标

（1）明确电路仿真的作用及常用电路仿真软件名称；

（2）掌握本任务电路基本工作原理，各种电子元器件符号含义及在软件中的相应位置；

（3）初步学会Multisim 11的基本操作；

（4）正确绘制发光二极管电路，桥式整流滤波电路，三端集成稳压器7805的 应用电路，观测到正确仿真结果。

2．教学重点与难点

教学重点：Multisim 11软件的基本使用方法。 教学难点：各元件的选择、识别与英文菜单的操作。 3．教学内容

（1）Multisim 11的基本功能；

（2）界面布局、菜单栏、设计工具栏、元件工具栏、仪器工具栏、隐藏的工具栏和工具栏的快速切换。

（3）发光二极管电路仿真（示范），桥式整流滤波电路，三端集成稳压器7805 的应用电路仿真。

任务二、单级基本共射放大电路设计与仿真 1．教学目标

（1）掌握Multisim 11软件的基本操作步骤（创建文件、打开文件、设计电路、仿真结果观察等）；

（2）能够对基本共射放大电路工作点进行调整，仿真测试得到正确结果；正确观测输入/输出波形，分析与说明Q点对放大电路性能的影响。

2．教学重点与难点

教学重点：电压及波形的测试，放大电路的组成原则，各元件参数范围。 教学难点：工作点的测量与调整，波形测量与分析。

3．教学内容

（1）创建电路原理图的基本操作。定制用户界面、元器件的调用和操作、电路的连接、元器件属性和标签的修改、添加文本说明的步骤，现实元件与虚拟元件区别。

（2）单级基本共射放大电路设计，共射放大电路工作点调整、测试； （3）通用示波器的使用，输入/输出波形观测； （4）Q点对放大电路性能的影响调试与分析； （5）两级负反馈放大电路分析。 任务三、低频功率放大器设计与仿真 1．教学目标

（1）进一步熟悉Multisim 11软件的基本操作步骤（设计方法、仿真结果观察等）；

（2）能够对OTL甲乙类、OCL乙类功率放大电路工作点进行调整，仿真测试得到正确结果；正确观测输入/输出波形，测量输出功率，分析与说明不同电路形式的特点。

2．教学重点与难点

教学重点：功率放大电路的分类及电路特点，OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。

教学难点：电路设计与器件选择。 3．教学内容

（1）测试与调整各级静态工作点、最大不失真输出功率P0m、效率η； （2）改变电路参数，观察交越失真现象并研究如何消除失真； （3）自举电路的作用，电路参数改变对输出波形的影响。 任务四、二位秒表电路设计与仿真 1．教学目标

（1）能熟练选取数字器件、显示器件，较熟练地使用虚拟仪器仪表； （2）了解数字电路中计数、译码、显示电路基本工作原理；

（3）正确完成秒脉冲的产生、计数、译码及显示的电路连接与调试。 2．教学重点与难点

教学重点：多种数字芯片的选择和电路设计，常用虚拟仪器的使用。 教学难点：电路设计原理及电路连接与调试。

3．教学内容

（1）常用虚拟仪器的使用。数字万用表（Multimeter）、函数信号发生器（Function Generator）、功率表（Wattmeter）、双通道示波器（Oscilloscope）、四通道示波器、波特图仪、频率计、IV特性测试仪、测量探针、泰克仿真数字示波器的作用。二阶带通滤波电路、晶体管伏安特性测试电路绘制，字信号发生器、逻辑转换仪的使用。

（2）计数、译码芯片功能分析，显示电路基本原理； （3）秒脉冲的产生电路设计与仿真； （4）计数电路设计与仿真；

（5）计数、译码及显示的电路连接与调试。 任务五、RC正弦波振荡器输出频率的测定 1．教学目标

（1）掌握RC正弦波振荡器的基本工作原理，理论分析与频率计算方法； （2）学会分别用频率计、示波器测周期法、测量探针法、李萨如图形法及数字示波器法测量RC正弦波振荡器输出频率。

2．教学重点与难点

教学重点：RC正弦波振荡器的电路设计与参数调节，频率的测量方法。 教学难点：李萨如图形法测量输出频率。 3．教学内容

（1）RC正弦波振荡器的组成与参数调节； （2）频率计、测量探针的使用； （3）李萨如图形法测量频率。

任务六、8路智力竞赛抢答器电路设计与仿真 1．教学目标

（1）了解抢答器的基本功能要求；

（2）能根据参考教学资料绘制出8路竞赛抢答器电路原理图；

（3）两人或多人用键盘模拟抢答时仿真出正确结果，能说明电路中各元件的作用及电路工作原理并提出改进建议。

2．教学重点与难点

教学重点：抢答器抢答功能的设计思路与实现方法。 教学难点：电路设计及电路工作原理说明。 3．教学内容

（1）抢答器的基本功能要求及设计方案比较； （2）基本数字电路抢答器的设计与仿真； （3）电路设计改进。

任务七、单片机应用电路设计与仿真 1．教学目标

（1）了解8051单片机的基本结构和外部引脚特性；

（2）掌握51单片机汇编指令、C51语言和简单程序的编写、编译方法； （3）了解单片机应用电路的软、硬件设计方法，以及用Multisim 11仿真分析方法。

2． 教学重点与难点： 教学重点：

（1）8051系列单片机的外部引脚特性；

（2）51单片机汇编指令、C51语言和简单程序的编写、编译方法； （3）单片机简单应用电路的Multisim11仿真分析方法。 教学难点：

（1）51单片机汇编指令和程序的编写； （2）单片机应用电路的软、硬件设计方法。 3．教学内容

（1）8051单片机的基本结构和外部引脚特性； （2）51单片机汇编指令、C51语言介绍； （3）51单片机简单程序的编写、编译方法；

（4）单片机应用电路的软、硬件设计（流水灯、抢答器、交通信号灯等）； （5）单片机应用电路的Multisim仿真分析。 四、课时分配 序号 教学内容 任务一、桥式整流滤波电路及三端集成稳压器设计与仿真 任务二、单级基本共射放大电路设计与仿真 任务三、低频功率放大电路设计与仿真 任务四、二位秒表电路设计与仿真 任务五、RC正弦波振荡器输出频率的测定 任务六、8路智力竞赛抢答器电路设计与仿真 教学时间（学时） 1 2 3 4 5 6 6 6 4 6 4 4 4 测评时间（学时） 2 备注

7 任务七、单片机应用电路设计与仿真 合计 6 36 2 8 五、实施建议

1．教学模式和方法选用

本课程采用理论实践一体化的教学模式。教师在“做中教”，学生在“做中学”。教学过程中主要采用任务驱动教学方法，应当先明确任务，而后介绍完成任务的方法、相关的知识、技能要点和步骤，头三次课教师可边讲解边示范，学生在教师指导下完成任务，最后归纳总结。后面的内容以学生独立操作为主，教师指导为辅的方式进行。讲解过程适当地边讲边练，而不是全部讲完才进行练习，打破传统的就软件菜单而讲菜单的模式，在时间允许情况下，以学生感兴趣且较典型的任务为实例，针对某一实际任务进行设计分析，最大限度地提高教学效果。

2．教学环境与条件要求

按自然班单人单组，教学环境和条件应具有能满足一体化教学要求的实践场所（每人有一台安装有Multisim 11软件的微机，所有机器联成局域网，教师可进行多媒体教学）。

3．课程资源

课程资源包括各种形式的教材、教师教学用书、科技图书、视频光盘、计算机教学软件、实验实训室、图书馆，以及校外的校企合作单位、科研院所等。 （1） 教材

建议自编教材：电路仿真技术 主要参考书：

季峰，基于Multisim10的电子电路设计、仿真与应用(高职高专教材)，人民邮电出版社，2009年9月

唐赣，Multisim10 & Ultiboard10原理图仿真与PCB设计/EDA应用技术，电子工业出版社，2008年1月

（2） 网上教学资源

专业网站（http://digital.ni.com/，http://www.21ic.com/，黑龙江农业工程职业学院《模拟电子技术与实践》精品课程网站

（http://221.212.251.227/default.asp?coursename=DZ&target=com）等）

（3） 多媒体教学资源

课程学习资源很多，可参考http://www.altium.cn/，http://www.edabook.cn/2009等。

（4）实训室资源

各种仪器、设备的使用说明书及手册。教师将根据教学大纲的要求安排足够的学生课内实训及实训室开放训练，提升专业能力。

（5）虚拟教学资源

网址为http://proteus.5d6d.com/。 （6）图书文字信息资源

教师应根据学生实际，自己编写某些教学补充材料。参考专业核心期刊《计算机仿真》。

（7）社会资源

电子生产企业、电子开发公司、行业协会等专业培训资源，技术手册等。社会教育资源其他来源主要有报刊、电子产品展览会、网络、公共图书馆，以及科研单位、大专院校等。

4．教学评价

采用任务驱动式教学，教学评价应体现过程性与实践性。对学生的学习评价主要应包括两个方面：每个任务完成后的过程评价和期末考核，建议分别占70%、30%。每个任务的评价要考虑到任务完成质量、速度、提问、作业、报告、自主学习意识及能力、沟通合作能力等多方面内容。期末实践考核时间为45分钟，抽签选题，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予加分。