數(shù)字電路精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字電路范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù)；數(shù)字信號；數(shù)字電路

引言

自然界中有各種變化的物理量，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)其中的變化規(guī)律總結(jié)起來就是兩類。其中一種是時間和數(shù)值的連續(xù)變化，比如收音機(jī)和電視機(jī)接收的信號，在正常情況下這些信號都是連續(xù)變化的，一般不會出現(xiàn)急劇的變化。這種被稱之為模擬量物理量，模擬量的信號就是模擬信號，語音信號和模擬信號等同于正弦波信號，傳送模擬信號的電路叫做模擬電路。

1.數(shù)字信號和數(shù)字電路的概念

一種是在時間和數(shù)值上的斷續(xù)變化，這就是說數(shù)字信號的變化是不連續(xù)的，就好比工廠庫房的元器件數(shù)量或者站在操場上的人，它們的數(shù)量增減變化都是1的整倍數(shù)，因為小于1是沒有物理意義的。這種物理量就是數(shù)字量，代表數(shù)字量的信號就是數(shù)字信號，最典型的數(shù)字信號就是方波信號。數(shù)字信號也被稱為脈沖信號或者離散信號，常規(guī)意義上的數(shù)字信號就是電位型和脈沖型這兩種，它在兩個穩(wěn)定的狀態(tài)之間作跳躍式變化，可以利用電位型表示法中的1和0表示電位信號，而脈沖型表示法就是用數(shù)字1和0表示是否存在脈沖[1]。產(chǎn)生、傳送和存儲數(shù)字信號的電路稱之為數(shù)字電路，數(shù)字電路包括數(shù)字電路和脈沖電路兩大類，而脈沖電路主要是研究脈沖信號的產(chǎn)生和變換。從某種意義上來說，數(shù)字信號也是屬于電信號，但是這種信號的電壓只有兩種跳動變化，就是高電壓和低電壓，至于兩種電壓的具體數(shù)值要依據(jù)電路規(guī)定，高電壓一般是和供電電壓相等，低電壓就表示0.如果一個電路的信號滿足這些特征就是數(shù)字電路。

2.數(shù)字電路的類型和特點(diǎn)

2.1數(shù)字電路的類別

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為立元件電路和集成電路，用導(dǎo)線把每個基本元器件（電阻、二極管和場效應(yīng)管等）連接起來的電路就是分立元電路，把每個元器件的連線制作在一塊基片上再封裝提供給用戶。用戶使用時通過外管腳利用電路就是集成電路，集成電路愛在那后基本元器件的數(shù)量可以分成不同規(guī)模的集成電路，每一塊電路大約包含100個以內(nèi)的元器件就是小規(guī)模的集成電路，比如集成觸發(fā)器或者邏輯門電路等；每一塊電路包含100以上1000以下個元器件就是中規(guī)模的集成電路，比如計算機(jī)、寄存器和編碼器等；每一塊電路包含1000以上10000以下個元器件就是大規(guī)模集成電路，比如中央控制器、存儲器和串聯(lián)接口電路等；每一塊電路包含10000個以上的元器件就是超大規(guī)模的集成電路，微處理器就是其中的典型[2]。（2）根據(jù)半導(dǎo)體器件構(gòu)成可分為單極電路和雙極電路，內(nèi)部有二極管和三極管的器件就是雙極半導(dǎo)體器件。雙極集成電路的基本器件是雙極性管，比如TTL電路和ECL電路；同理，單極性集成電路的基本器件就是單極性管，比如PMOS電路和CMOS電路。（3）根據(jù)記憶功能電路課分為組合邏輯電路和時序邏輯電路，時序邏輯電路的輸出不僅僅是由當(dāng)前的電路輸入決定的，還與電路之前的狀態(tài)有關(guān)，比如計算器和觸發(fā)器等等，這些集成電路都是時序電路，它們擁有過去的輸入記憶[3]。組合邏輯電路則與電路過去的狀態(tài)沒有關(guān)系，譬如編碼器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器等器件都沒有過去的輸入記憶。如下圖就是數(shù)字電路的實(shí)際運(yùn)用案例。

2.2數(shù)字電路的特點(diǎn)

與模擬電路相比，數(shù)字電路主要有這些優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字電路不僅可以進(jìn)行加減乘除的運(yùn)算，還可以完成是與非的邏輯運(yùn)算，這是控制系統(tǒng)必不可少的條件，所以數(shù)字電路還有另一個稱呼——數(shù)字邏輯電路；（2）不論是數(shù)字運(yùn)算還是邏輯運(yùn)算，數(shù)字電路的代碼只有0和1這兩種，電路的基本單元也比較簡單，這樣在批量生產(chǎn)電路的時候就會方便很多。隨著工藝和技術(shù)的飛速發(fā)展，批量生產(chǎn)的成本也會更低，更容易操作；（3）數(shù)字電路只有高低兩種電平信號，所以半導(dǎo)體數(shù)字電路一般只有導(dǎo)通和截止這兩種狀態(tài)，而且功能消耗量低，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性和可靠性都比較高；（4）數(shù)字電路可以對數(shù)字信號進(jìn)行加密處理，這樣在傳輸信號時就不會出現(xiàn)被盜取的情況，從而造成經(jīng)濟(jì)損失；（5）數(shù)字集成電路組成的數(shù)字電路系統(tǒng)具有通用型的特點(diǎn)，也就是說數(shù)字電路的應(yīng)用范圍非常廣，可以運(yùn)用于多個領(lǐng)域和行業(yè)[4]。

3.結(jié)語

隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的數(shù)字電路在各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。在數(shù)字信號中通常是采用數(shù)字1和0來表示電平信號和脈沖信號，按照數(shù)字電路結(jié)構(gòu)可以分為分立電路和集成電路，按照半導(dǎo)體器件可分為單極性電路和雙極性電路，按照記憶功能的不同可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路。數(shù)字電路具有穩(wěn)定性、可靠性和保密性等優(yōu)點(diǎn)，因此可以進(jìn)行批量成產(chǎn)。但是數(shù)字電路設(shè)計會受到數(shù)字信號的影響，從而降低整個系統(tǒng)的性能，因此對數(shù)字信號和數(shù)字電路進(jìn)行分析非常重要，只有解決了這個問題，才能確保系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。

參考文獻(xiàn)

[1]金鑫.數(shù)字電子技術(shù)中的數(shù)字信號和數(shù)字電路[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2015,5(15):55-56.

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第2篇：數(shù)字電路范文

關(guān)鍵詞 寄存器 譯碼器 計數(shù)器 模 波形

中圖分類號：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1設(shè)計要求

汽車在夜間行駛過程中，其尾燈變化規(guī)律如下：

（1）正常行駛時，車后6個尾燈全部點(diǎn)亮；

（2）左轉(zhuǎn)彎時，左邊3個燈依次從右向左循環(huán)閃動，右邊3個燈熄滅；

（3）右轉(zhuǎn)彎時，右邊3個燈依次從左向右循環(huán)閃動，左邊3個燈熄滅；

（4）當(dāng)車輛停車時，6個燈一明一暗同時閃動。

2分析

此電路的設(shè)計需要用到譯碼器74138，計數(shù)器74192，移位寄存器74194。用L、R代表輸入邏輯變量，L、R的狀態(tài)表示汽車行駛狀態(tài)，其值由用戶通過控制器設(shè)置。用L1，L2，L3，R1，R2，R3表示輸出邏輯變量，L1，L2，L3代表左邊的三個尾燈，R1，R2，R2代表右邊的三個尾燈。

3數(shù)字電路

汽車控制電路設(shè)計中，計數(shù)器74192采用置數(shù)法設(shè)計為模3計數(shù)器，每來3個CP脈沖，Q1，Q0（計數(shù)器74192狀態(tài)輸出）輸出一個1，使得LD=0， Q1，Q0（計數(shù)器74192狀態(tài)輸出）又從00開始計數(shù)。即Q1，Q0（計數(shù)器74192狀態(tài)輸出）的變化規(guī)律是001001001，其周期長度是P=3的序列信號。這一信號將作為移位寄存器74194的串行輸入。

（1）汽車正常行駛時。L=0，R=0，譯碼器74138輸出Y0=0，Y1=Y2=1，兩移位寄存器74194的S1S0=11（寄存器74194控制端），進(jìn)行置數(shù)操作，由于G2輸出為1，所以且取用的并行數(shù)據(jù)輸入端均為1，所以74194（Ⅰ）的QBQCQD（寄存器74194狀態(tài)輸出）與74194（Ⅱ）的QAQBQC（寄存器74194狀態(tài)輸出）均為111，故6個尾燈全亮。

（2）汽車左轉(zhuǎn)彎時。L=0，R=1，這時74138的輸出Y1=0，Y0=Y2=1，移位寄存器74194（Ⅱ）的異步清零端D=0，其QAQBQC=000，右燈R1，R2和R3全部熄滅；而74194（Ⅰ）的S1S0=10，將進(jìn)行左移操作，其左移串行輸入端DSL的數(shù)碼來自計數(shù)器74192的Q1端的“001001001…”序列信號。故QDQCQB的變化規(guī)律為：100010001100…（假設(shè)初始狀態(tài)為100），所以汽車左轉(zhuǎn)時其尾燈亮燈將這樣變化：L1L2L3L1…。

（3）汽車右轉(zhuǎn)時。L=1，R=0，這時74138的輸出Y2=0，Y0=Y1=1，移位寄存器74194（Ⅰ）的異步清零端RD=0，其QBQCQD=000， 左燈L1，L2和L3全部熄滅；而74194（Ⅱ）的S1S0=01，將進(jìn)行右移操作，其右移串行輸入端DSR的數(shù)碼來自計數(shù)器74192的Q1端的“001001001…”序列信號。故QAQBQC的變化規(guī)律為：100010001100…（假設(shè)初始狀態(tài)為100），所以汽車右轉(zhuǎn)時其尾燈亮燈將這樣變化： R1R2R3R1…。

（4）汽車和J薄L=1，R=1，這時74138的輸出Y0=Y1=Y2=1，兩移位寄存器的S1S0=11，進(jìn)行置數(shù)操作，其并行數(shù)據(jù)輸入端74194（Ⅰ）的B，C，D和74194（Ⅱ）的A，B，C的數(shù)值完全由74192的Q0來確定。當(dāng)Q0=0時，這6個輸入端全為1，在時鐘CP作用下，6個尾燈同時點(diǎn)亮；而當(dāng)Q0=1時，6個并行輸入端全為0，在時鐘CP作用下，6個車燈同時熄滅。由于Q0波形是隨CP以兩個連續(xù)0和一個1交替變化，因此，6個尾燈隨CP兩個周期亮，一個周期暗的方式閃爍。

第3篇：數(shù)字電路范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電話設(shè)計；抗干擾技術(shù)；分析

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，促進(jìn)了電子設(shè)備的不斷提高，現(xiàn)在人們廣泛應(yīng)用電子設(shè)備，尤其智能手機(jī)的應(yīng)用，其用戶不斷增加，用電設(shè)備密度不斷增加，在空間應(yīng)用過程中，可能造成電磁環(huán)境的不斷惡化，電子設(shè)備之間可能造成干擾，影響電子設(shè)備的正常工作，必須提高電子設(shè)備之間的抗干擾性能，因此我們在數(shù)字電路設(shè)計的過程中，采用數(shù)字電路集成電路的方式進(jìn)行提高抗干擾性能，利用科技手段，不斷提升抗干擾能力，符合現(xiàn)在數(shù)字電路設(shè)計的發(fā)展趨勢。

1硬件抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用

1.1安全接地技術(shù)

安全接地技術(shù)是一種常用的技術(shù)，把機(jī)殼接入大地，讓電量轉(zhuǎn)移到大地，減少電荷積累情況，減少因為靜電等原因造成人與機(jī)械設(shè)備等受到安全影響。設(shè)備裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中，絕緣層可能出現(xiàn)破損等現(xiàn)象，就可能造成機(jī)殼帶帶電，這時候的電量是足夠大的，不能及時轉(zhuǎn)移，可能造成嚴(yán)重的后果，利用安全接地技術(shù)可以把多余電荷轉(zhuǎn)移出去，還能及時切斷電源等，對其安全性能起到保護(hù)作用。

1.2避雷擊接地技術(shù)

用電設(shè)備基本都需要采用避雷擊效果，一般通常采用避雷針，當(dāng)出現(xiàn)雷擊的情況下，可以進(jìn)行電荷的轉(zhuǎn)移，下雨天氣打雷時候，出現(xiàn)雷擊的情況是產(chǎn)生電荷的，一旦遇到用電設(shè)備等，瞬間可以產(chǎn)生大量的電荷，對周圍人和物產(chǎn)生損害現(xiàn)象，必須采用技術(shù)及時轉(zhuǎn)移電荷，減少對人的傷害，對用電設(shè)備也起到保護(hù)作用。

1.3屏蔽接地技術(shù)

屏蔽接地技術(shù)是一種常用的對用電設(shè)備的保護(hù)作用措施，在實(shí)際應(yīng)用過程中，也是設(shè)計人員經(jīng)常采用的方式，具有一定的應(yīng)用價值。屏蔽技術(shù)需要和接地技術(shù)配合使用，其屏蔽效果才能夠提升。像是靜電屏蔽技術(shù)。若是在帶正電導(dǎo)體周圍圍上完整的金屬屏蔽體，則于屏蔽體的內(nèi)側(cè)所獲取的負(fù)電荷將會等同于帶電導(dǎo)體，同時外側(cè)所存在的正電荷也和帶電導(dǎo)體等量，這就造成外側(cè)區(qū)域仍舊存在電場。若是對金屬屏蔽體進(jìn)行接地處理，那么外側(cè)的正電荷可能會流入大地之中，則可以消除外側(cè)區(qū)域的電場，也就是金屬屏蔽之中將會對正電導(dǎo)體的電場進(jìn)行屏蔽處理。屏蔽接地技術(shù)的應(yīng)用，在技術(shù)上起到革新作用，在應(yīng)用過程中，起到重要保護(hù)作用，具有一定現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價值。

2軟件抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用

2.1數(shù)字濾波技術(shù)

數(shù)字濾波技術(shù)是一種仿真技術(shù)，基于硬件設(shè)備的仿真技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，不依賴硬件技術(shù)，只是通過模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。在具體應(yīng)用過程中，先借助于硬件技術(shù)進(jìn)行干擾技術(shù)的應(yīng)用，減少干擾性能，在具體通過軟件進(jìn)行有效的濾波，起到真正的數(shù)字濾波技術(shù)，減少抗干擾能力。數(shù)字濾波技術(shù)的方法有多種多樣，我們在應(yīng)用過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇適應(yīng)的數(shù)字濾波技術(shù)的處理方式，起到真正數(shù)字濾波作用，在數(shù)字電路設(shè)計的過程中，利用軟件技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，是設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要步驟。

2.2軟件“看門狗”的使用

軟件程序在應(yīng)用過程中，往往容易出現(xiàn)死循環(huán)等現(xiàn)象，在數(shù)字電路設(shè)計過程中，設(shè)計者要考慮這方面問題，采用“看門狗”技術(shù)，防治程序死循環(huán)現(xiàn)象發(fā)生。硬件看門狗就是一個定時器對系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，合理的根據(jù)監(jiān)控情況進(jìn)行有效處理，起到看門狗的效果。

3實(shí)例論述

3.1通過硬軟件技術(shù)促使計算機(jī)系統(tǒng)脫離死態(tài)

為了使干擾問題得到及時的解決，在硬件方面可以使用一個硬件計時器，

3.2程序“跑飛”階段進(jìn)行數(shù)據(jù)保存的硬軟件辦法

由于計算機(jī)系統(tǒng)在被強(qiáng)電磁干擾或影響之后，計算機(jī)系統(tǒng)之中正在正常運(yùn)行的程序或許會被打亂，進(jìn)而在內(nèi)存中出現(xiàn)轉(zhuǎn)移情況，同時這種轉(zhuǎn)移是不能被控制的，也就是發(fā)生“跑飛”情況。該問題的出現(xiàn)或許會造成確保軟件正常運(yùn)行的重要參數(shù)被破壞、沖掉。通過硬軟件結(jié)合措施、方法的運(yùn)用，能夠在出現(xiàn)斷電事故或者是發(fā)生強(qiáng)干擾情況之后，使各重要參數(shù)得到保護(hù)，從而使系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或者是再恢復(fù)獲得可靠的保證。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊昆.綜述單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計[J].黑龍江科技信息,2016(04)

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第4篇：數(shù)字電路范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路 故障檢測 診斷

當(dāng)前，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的建設(shè)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)迅速發(fā)展，促使數(shù)字技術(shù)主導(dǎo)高科技產(chǎn)品層出不窮，同時已經(jīng)滲透到我們的日常生活中。但是在電子電路工作的過程中，會存在內(nèi)部或者外部原因造成電路出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致電路不能正常的工作。因此電子工程設(shè)計人員一項重要的任務(wù)就是要對工作電路進(jìn)行檢修、檢測以及故障的診斷與排除。在實(shí)際生活中，數(shù)字電路故障檢測與診斷在電路設(shè)計與生產(chǎn)的過程中具有重要的意義。對數(shù)字電路進(jìn)行檢修與診斷，對及時發(fā)現(xiàn)、修復(fù)數(shù)字電路中出現(xiàn)的問題具有重要影響。同時還能夠重新配置數(shù)字電路系統(tǒng)，有助于數(shù)字電路生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與改進(jìn)。分析數(shù)字電路故障檢測與診斷，能夠提高數(shù)字電路的質(zhì)量、效率與可靠性。

1 數(shù)字電路以及故障的特點(diǎn)

數(shù)字信號主要是在時間與數(shù)值方面具有離散的信號，而數(shù)字電路就是用來處理和改變這些離散信號。其工作的原理就是利用這兩種狀態(tài)的元器件表示離散信號。這樣看起來較為復(fù)雜，但是基本的電路單元較為簡單。數(shù)字電路的元器件參數(shù)值方面具有較大的差異。因而不會出現(xiàn)由于電壓不高不低的電平。除去三態(tài)門之外，通常輸出的電平要么是低電平或者是高電平。因此，這兩種電平稱為了解數(shù)字電路的主要特征。由此可見，檢測事物存在一定的復(fù)雜性。并且其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在待測電路存在大量的輸出與輸入變量，可能大于一百個變量。同時電路相應(yīng)又具有時序性，有的還存在組合型。所集成的電路元器件與門都被安裝在芯片里面，不能度邏輯電平、輸入輸出波形進(jìn)行檢測。類似模擬集成電路，僅僅可以在芯片的外部對其測試，而不能對數(shù)字IC內(nèi)部電路進(jìn)行測試。所以，必須及時尋找出一種能夠簡單的完成對芯片內(nèi)部進(jìn)行檢測的方法。

2 數(shù)字電路故障產(chǎn)生的原因

在數(shù)字電路運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生故障的原因有很多種。但是較為常見的故障筆者認(rèn)為有這么幾種。首先，就集成數(shù)字電路而言，負(fù)載能力范圍具有一定性。常規(guī)與非門的輸出低電壓可以帶同類們的最大限度為10個。但是實(shí)際生活中這個輸出電壓所帶門遠(yuǎn)大于理論值。這樣就容易導(dǎo)致電路輸出低電壓，造成電路破壞，使得電路不能穩(wěn)定運(yùn)行。為避免這種情況的發(fā)生就需要使用負(fù)載的集成電路。其次，集成電路運(yùn)行效率較低。在集成電路運(yùn)行的過程中唯有第一組信號通過集成電路，并在電路內(nèi)部延時作用下穩(wěn)定輸出端時，另外一組信號才能進(jìn)入。由此可見，造成電路運(yùn)行效率低下的主要原因就在于電路內(nèi)部延時。如果輸入脈沖很高時也會導(dǎo)致輸出端不穩(wěn)定。檢測這一問題的過程相對復(fù)雜。因此，在設(shè)計邏輯電路時要采用運(yùn)行效率高的集成電路。

3 數(shù)字電路故障檢測與診斷策略

在數(shù)字電路檢修的過程中，針對其中的故障需要采取有效的診斷策略，提高數(shù)字電路運(yùn)行的效率。這樣不僅保證電路運(yùn)行的質(zhì)量，還能夠減少檢修的次數(shù)。

3.1 隔離故障檢測與診斷

在檢測數(shù)字電路問題的過程中，第一步就應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障的基本特點(diǎn)，最大限度的減少問題的區(qū)域，也就是將故障診斷與檢測進(jìn)行隔離。這一環(huán)節(jié)對數(shù)字電路檢測具有十分重要的意義。在檢測的過程中，其檢測關(guān)鍵之處就是邏輯診斷與檢測。通常而言，如果電路信號消失，那么可以使用檢測探頭完成電路信號連接的線路實(shí)施診斷與檢測工作，從而快速找到消失的電路信號，并且檢測探頭上都安裝了邏輯存儲裝置。這樣就能夠?qū)?shù)字電路上具體的信號進(jìn)行診斷與檢測。如果出現(xiàn)電路信號，就會被檢測器上的邏輯儲存裝置記錄下來，并通過顯示器顯示出來。從這一點(diǎn)就充分說明了數(shù)字電路上的脈沖信號能夠被檢測與診斷。通過縮小點(diǎn)路鼓掌范圍，來找到電路故障的具置。另外一種就是能夠有效的診斷和檢測數(shù)字故障的方法就是邏輯分析。在檢測的過程中利用邏輯分析儀對數(shù)字電路的設(shè)備進(jìn)行檢測，分析電路運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及其輸出情況。

3.2 定位檢測與診斷

在數(shù)字電路出現(xiàn)故障的過程中，其最為關(guān)鍵的步驟就是檢測故障，將故障進(jìn)行定位。一般情況下，在電路故障范圍縮小到一定范圍時，直至縮小到某一電路元件時，就能夠使用邏輯探頭、脈沖檢測儀等對數(shù)字電路的故障進(jìn)行分析，并就其產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。通過這種方法就能夠檢測出故障的具置。利用邏輯信號對數(shù)字電路的脈沖信號進(jìn)行檢測，分析電路輸出與輸入信號的情況。依據(jù)獲取的信號判定數(shù)字電路運(yùn)行的情況。研究表明，數(shù)字電路在日常的工作中，都會存在低電壓與高電壓。這兩者在運(yùn)行的過程中能夠互相轉(zhuǎn)換。使用邏輯探頭等儀器進(jìn)行檢測，如果有信號就能夠判斷出工作電路是正常。通常情況下，數(shù)字電路偶爾也會出現(xiàn)故障。因此，電路信號的時需不需要經(jīng)常檢測。

4 結(jié)語

總而言之，在數(shù)字電路獲得廣泛應(yīng)用的過程中，在一定程度上對提高電器使用與質(zhì)量具有重要的影響。同時也進(jìn)一步促進(jìn)了電器產(chǎn)品性能的提高。但是，在此環(huán)節(jié)中我們應(yīng)當(dāng)充分的認(rèn)識到，數(shù)字電路正常運(yùn)行離不開故障的檢測與診斷。重視數(shù)字電路檢測與診斷，能夠全面提高數(shù)字電路應(yīng)用水平與運(yùn)行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李源.在《數(shù)字電路》實(shí)驗教學(xué)中提高學(xué)生動手能力的嘗試[J].井岡山醫(yī)專學(xué)報，2011，12（04）：56-57.

[2]張萬里，楊燁，李毅，等.數(shù)字電路常見故障類型與檢測方法及技巧分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，10（6）：98-99..

[3]楊聚慶，劉嬌月，劉三，等.數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計與制作的一般方法[J].洛陽工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2013，8（04）：79-90.

作者簡介

馬均（1990-），男，咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)本科在讀。

第5篇：數(shù)字電路范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；實(shí)驗設(shè)計；實(shí)驗過程

本文從提高教學(xué)效率、能力培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣三個方面對中職教育的數(shù)字電路實(shí)驗環(huán)節(jié)進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計。以期能夠?qū)ξ覈鴶?shù)字實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的相關(guān)問題在一定程度上進(jìn)行解決。

一、精選教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率

“興趣是最好的老師?！痹跀?shù)字電路教學(xué)中，經(jīng)常會存在很多理論性的東西，這種理論性特別深的東西，對于學(xué)生來說，直接以普通的“課堂知識傳授”方式進(jìn)行教學(xué)，效果并不理想。好的教學(xué)內(nèi)容能夠培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力，因此，作為老師，應(yīng)該精選教學(xué)內(nèi)容，從而提高教學(xué)的效率，及時對實(shí)驗內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)、重組和更新。在實(shí)際的教學(xué)過程中理論聯(lián)系實(shí)際，重視實(shí)例的講述，讓學(xué)生在具體的實(shí)例中了解相關(guān)理論的內(nèi)涵。對于整體教學(xué)任務(wù)的講述，教師可以把教學(xué)任務(wù)設(shè)計成一個或多個具體的、與實(shí)際相關(guān)聯(lián)的技術(shù)支持點(diǎn)，從而將枯燥的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦拥募夹g(shù)實(shí)現(xiàn)，有利于學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。它將對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果都帶來重大的影響。

二、用“設(shè)計性實(shí)驗”取代“驗證性實(shí)驗”，以能力培養(yǎng)為根本目標(biāo)

在數(shù)字教學(xué)的實(shí)驗環(huán)節(jié)，常用的教學(xué)方式是由教師給出實(shí)驗的準(zhǔn)備、操作以及可能出現(xiàn)的結(jié)果，由學(xué)生來進(jìn)行相關(guān)操作，這種機(jī)械化的教學(xué)方式，對于學(xué)生來說只是進(jìn)行驗證，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，造成學(xué)生“認(rèn)死理”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，即只知對錯，對于其他的開放性的實(shí)驗環(huán)節(jié)沒有思考。這種情況下，老師可以通過給出任務(wù)的方式，讓學(xué)生自學(xué)，借助自身的創(chuàng)造力，發(fā)揮各自潛能，完成指定的任務(wù)，從而鞏固和加深學(xué)生對理論知識的理解。這樣學(xué)生經(jīng)過對所接受的任務(wù)進(jìn)行具體分析，可以掌握任務(wù)所涉及的內(nèi)容、所需知識要點(diǎn)和難點(diǎn)，初步設(shè)立一個解決任務(wù)的大致步驟。同時經(jīng)過借助圖書資料、網(wǎng)絡(luò)、其他人的思路和想法等匯總，確定具體的實(shí)驗方案。在實(shí)驗方案真正實(shí)施的過程中，學(xué)生的綜合應(yīng)用知識的能力將進(jìn)一步得到鍛煉。

三、用網(wǎng)絡(luò)手段，發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢

隨著我們科技的迅猛發(fā)展，用網(wǎng)絡(luò)實(shí)施教學(xué)已經(jīng)成為“數(shù)字電路實(shí)驗”教學(xué)改革的內(nèi)在需求。適當(dāng)?shù)乩镁W(wǎng)絡(luò)、多媒體發(fā)揮現(xiàn)代教育的技術(shù)優(yōu)勢，使得我們的教學(xué)方式可以得到相應(yīng)改善。作為老師可以建立一個相關(guān)的教學(xué)網(wǎng)站，將數(shù)字電路試驗相關(guān)的課件、實(shí)驗內(nèi)容、教學(xué)計劃全部到網(wǎng)站上，供學(xué)生查閱下載。學(xué)生還可以直接在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行相關(guān)的測評，對老師的教學(xué)環(huán)節(jié)中的相關(guān)問題進(jìn)行咨詢，同時還可以提出建議，這樣可以避免師生當(dāng)面交流中存在的一些問題，比如：有的學(xué)生比較害羞、有的學(xué)生不敢向老師提出問題、不敢直接向老師質(zhì)疑，等等。

四、改革考核方式，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

課程考核是教學(xué)的環(huán)節(jié)之一，一個學(xué)生的整體表現(xiàn)將在課程的考核中得到充分體現(xiàn)。傳統(tǒng)的考核多是以平時成績+考試成績來評定的，這樣的考核方式存在平時成績的不公平性和不公正性，以及期末考試的突擊性的弱點(diǎn)。再加之應(yīng)試教育的影響，我國的學(xué)生普遍比較重視成績的高低，不把實(shí)踐作為主體，只求一味地提高學(xué)習(xí)成績，不注重實(shí)驗過程和能力的提高。從而使得學(xué)生始終處于教學(xué)實(shí)踐的客體地位，不利于發(fā)揮學(xué)生的能動性。為了避免這樣的情況發(fā)生，可以將學(xué)生的最終考核分為三個部分，即實(shí)驗預(yù)習(xí)、實(shí)驗操作和實(shí)驗報告三部分。在實(shí)驗預(yù)習(xí)這一塊中，可以預(yù)設(shè)分值為30分，其中包括對于實(shí)驗原理、實(shí)驗電路圖、實(shí)驗步驟擬定、數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計等的預(yù)習(xí)，可以說這一部分是學(xué)生對數(shù)字電路實(shí)驗的態(tài)度得分。在實(shí)驗操作部分，預(yù)設(shè)分值為40

分，其中包括設(shè)備操作方法、實(shí)驗結(jié)果的正確性、排除故障的能力等項目，這一部分就是學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中的基本功。在接下來的實(shí)驗報告中，預(yù)設(shè)分值為30分，其中包括實(shí)驗原理與電路圖、實(shí)驗內(nèi)容和過程的陳述、實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄和處理、實(shí)驗結(jié)果、實(shí)驗方案的總結(jié)以及心得體會等部分。在為學(xué)生計算總成績時，不要按照那種A、B、C、D等級的方式來劃分，而是按照具體成績來定，但是導(dǎo)向是讓學(xué)生把主要精力放在平時的實(shí)驗課題上，放在能力培養(yǎng)上，而不是在最后的考試中“押寶”，這樣有利于培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)。通過這樣的考核方式可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了極大的提高，投入實(shí)驗的時間增多了，動手能力增強(qiáng)了，實(shí)驗操作以及實(shí)驗報告的質(zhì)量有了明顯的提高。

我國數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中有著基礎(chǔ)性的作用，數(shù)字電路實(shí)驗課的教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)效果。只有將電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新變化、新趨勢不斷地融入數(shù)字電路實(shí)驗教學(xué)實(shí)踐中去，同時不斷創(chuàng)新、不斷接受外來挑戰(zhàn)，才能夠起到培養(yǎng)學(xué)生能力的最終要求，才能夠適應(yīng)社會對電子人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧慶利.數(shù)字電路實(shí)驗教學(xué)的發(fā)展趨勢[J].實(shí)驗室研究與探索，1997.

第6篇：數(shù)字電路范文

關(guān)鍵詞:興趣導(dǎo)向;數(shù)字電路設(shè)計;實(shí)驗改革

作為計算機(jī)專業(yè)的第一門由本專業(yè)開設(shè)的硬件類實(shí)驗課,數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗在計算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)體系中起著極其重要的基礎(chǔ)性作用。首先,它承接了大學(xué)物理、電路理論基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)等先修公共基礎(chǔ)課程;同時,它又是計算機(jī)組成原理、微型計算機(jī)接口技術(shù)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。

我校計算機(jī)專業(yè)的數(shù)字電路實(shí)驗自2004年起使用自主開發(fā)的微機(jī)硬件實(shí)驗臺,至今已有6年時間,歷經(jīng)了多個教學(xué)循環(huán)。本實(shí)驗共24學(xué)時,分8次課,其中5次課為純硬件實(shí)驗,3次課為仿真實(shí)驗。對于計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,本實(shí)驗于大二下學(xué)期開設(shè),在此之前,學(xué)生已有大學(xué)物理實(shí)驗及模擬電路實(shí)驗的基礎(chǔ),但對于實(shí)驗設(shè)備的使用、電路的調(diào)試并不很熟悉,很多學(xué)生都是第一次見到一些電子元器件實(shí)物。因此,本門課程的實(shí)驗起到了入門的作用,即通過數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗,學(xué)生將基本掌握萬用表、示波器等各種常用實(shí)驗設(shè)備的使用方法,了解電子電路的調(diào)試步驟,學(xué)會排除實(shí)驗當(dāng)中遇到的各種故障。

正因為這門實(shí)驗課有著如此的基礎(chǔ)性地位,學(xué)生對這門課的重視程度就顯得尤為重要。實(shí)驗課不同于理論教學(xué),實(shí)驗的主體是學(xué)生,學(xué)生的參與熱情直接決定了實(shí)驗教學(xué)的效果。下面,筆者將就如何提高學(xué)生在實(shí)驗當(dāng)中的興趣與大家進(jìn)行探討。

1現(xiàn)行實(shí)驗?zāi)Ｊ叫Ч姆治?/p>

目前,計算機(jī)專業(yè)的數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗有著如下特點(diǎn):內(nèi)容飽滿,課時緊張,對學(xué)生的預(yù)習(xí)工作和動手能力要求較高。由于數(shù)字電路設(shè)計的理論課所涵蓋的知識范圍非常廣泛,相應(yīng)地,數(shù)字電路實(shí)驗的內(nèi)容就要將其中的要點(diǎn)一一體現(xiàn),這就導(dǎo)致每次實(shí)驗課的項目都很多,部分同學(xué)無法按時完成實(shí)驗操作。例如,在第一次實(shí)驗當(dāng)中,我們安排了7個小的實(shí)驗項目,雖然難度不大,但對于第一次接觸數(shù)字電路實(shí)驗的學(xué)生來說,任務(wù)還是比較艱巨的。因為,在第一次實(shí)驗課上,學(xué)生需要熟悉實(shí)驗設(shè)備,需要回憶萬用表和示波器的使用方法,需要了解74系列芯片的管腳分布,這些就要占用相當(dāng)長的時間,如果調(diào)試中再遇到一些故障,或是預(yù)習(xí)不充分的話,就無法在當(dāng)堂課上完成全部的實(shí)驗任務(wù);即使完成了,也都比較匆忙,根本談不上體會這些實(shí)驗的目的,實(shí)驗現(xiàn)象與理論間的關(guān)系。這樣一連幾次課下來,高強(qiáng)度的實(shí)驗訓(xùn)練使得學(xué)生的動手能力顯著增強(qiáng),但是驗證理論、分析現(xiàn)象,尤其是體會過程,這些實(shí)驗課開設(shè)的初衷并沒有完全實(shí)現(xiàn)。更值得注意的是,這會導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗課產(chǎn)生倦怠感,甚至?xí)绊憣W(xué)生做實(shí)驗的熱情與興趣。

2增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗興趣的探索

學(xué)生的學(xué)習(xí)效果一直是教學(xué)當(dāng)中的重中之重,因此,本實(shí)驗中心對于提高學(xué)生興趣、讓學(xué)生以更大的熱情參與實(shí)驗作出積極的探索,并將一些想法逐步付諸實(shí)踐。

1) 改善實(shí)驗條件,降低門檻。

本中心通過自制實(shí)驗臺、改造實(shí)驗臺等方式為學(xué)生的實(shí)驗操作提供了方便,使得實(shí)驗設(shè)備的可靠性大大提高;同時,在實(shí)驗課前對設(shè)備、儀表等進(jìn)行測試,并通過儀器逐個檢測實(shí)驗用芯片是否完好,大大降低了在實(shí)驗中設(shè)備環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障的可能性,從而讓學(xué)生能夠把更多的精力專注于實(shí)驗本身。

2) 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,提高興趣。

例如,在三態(tài)門的應(yīng)用實(shí)驗當(dāng)中,將三態(tài)門與數(shù)據(jù)總線結(jié)合起來,使得學(xué)生能夠了解到這一電路在實(shí)際當(dāng)中的作用。

3) 強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)作用,避免機(jī)械操作。

雖然我校的每次實(shí)驗課時間為2.5小時,遠(yuǎn)多于理論課的1.75小時,但因為總的實(shí)驗學(xué)時有限,數(shù)字電路課程中大量的實(shí)驗內(nèi)容被壓縮到有限的實(shí)驗課時中,其結(jié)果便是幾乎每次實(shí)驗課的時間都很緊張。要想在有限的實(shí)驗時間中取得良好的效果,預(yù)習(xí)工作就一定要做好。首先,要充分掌握課堂上所學(xué)的理論知識;其次,要通過課前閱讀實(shí)驗指導(dǎo)書充分了解本次實(shí)驗的內(nèi)容,對設(shè)計性實(shí)驗,應(yīng)在課前完成電路的設(shè)計,將課上有限的時間用于電路的搭建與調(diào)試,以充分利用實(shí)驗室的資源。這樣,學(xué)生才能做到知其然并知其所以然,看到表象背后的原理,而不是機(jī)械的操作。

4) 學(xué)會排除故障,增強(qiáng)信心。

在實(shí)驗過程中,學(xué)生不可避免地會遇到種種問題,導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果出錯。究其原因,既有可能是主觀上電路設(shè)計或連線過程中出現(xiàn)的問題,也有可能是實(shí)驗設(shè)備或?qū)嶒炂鞑某霈F(xiàn)了故障。在實(shí)驗課堂上,讓學(xué)生來修復(fù)設(shè)備的故障是不現(xiàn)實(shí)的,但是找到故障點(diǎn),發(fā)現(xiàn)問題之所在,并通過更換實(shí)驗器材等方法來解決問題,這應(yīng)該是學(xué)生在實(shí)驗課上所應(yīng)掌握的技巧。因為實(shí)驗課既是對課堂理論的一種驗證,又是對現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境的一次模擬。在未來的實(shí)際工作中,學(xué)生將會遇到各種各樣的問題,而實(shí)驗課正是鍛煉如何解決這些問題的好機(jī)會。一旦學(xué)生掌握了排除故障的方法,獨(dú)立解決了問題,他們就會很有成就感,甚至就此對排除故障產(chǎn)生了濃厚的興趣。因此,我們在盡力減少實(shí)驗中因客觀原因造成問題的同時,也應(yīng)該向?qū)W生講明排除故障的必要性,并引導(dǎo)其對獨(dú)立解決各種疑難問題的興趣,增強(qiáng)其信心,令其克服畏難情緒[1]。

5) 安排創(chuàng)新實(shí)驗,拓展實(shí)驗范圍。

通過理論課教師與實(shí)驗中心的合作,充分利用實(shí)驗室現(xiàn)有資源,為有興趣做數(shù)字電路類創(chuàng)新實(shí)驗的學(xué)生提供實(shí)驗條件,并給予相應(yīng)的指導(dǎo)。例如,在大一學(xué)生中開展的“年度創(chuàng)新計劃”中安排了密碼鎖、自行車?yán)锍瘫淼群唵味腥さ男№椖?供感興趣的學(xué)生自由選擇,使得同學(xué)們在沒有開始數(shù)字電路學(xué)習(xí)時就能夠?qū)Ρ菊n程的實(shí)驗有一個感性的認(rèn)識,并發(fā)現(xiàn)其有趣之處,進(jìn)而對今后的實(shí)驗充滿了期待。

3今后實(shí)驗進(jìn)一步改革的構(gòu)想

隨著我校新一輪專業(yè)培養(yǎng)計劃的制定,數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗也迎來了又一次改革發(fā)展的契機(jī)。我們認(rèn)為,在新的實(shí)驗課程設(shè)置方面,應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而在這一進(jìn)程中,對學(xué)生的興趣引導(dǎo)被擺在了突出的位置上?；谂d趣導(dǎo)向的改革思路主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

1) 引進(jìn)新型設(shè)備,進(jìn)一步降低門檻。

本中心計劃引進(jìn)新的實(shí)驗設(shè)備,在增加了EDA實(shí)驗項目的同時,將原有的面包板接線方式改為固定插孔式接線,大大提高了連線的可靠性,降低了設(shè)備操作上的難度,使得學(xué)生能以較快的速度熟悉實(shí)驗臺,不至于在實(shí)驗伊始就產(chǎn)生畏難情緒。同時,可以將實(shí)驗設(shè)備和儀器儀表的使用方法及操作過程拍攝下來,制成視頻片斷并存放在實(shí)驗中心的網(wǎng)站上,供學(xué)生在課前下載觀看,以利于其提前了解實(shí)驗操作。

2) 設(shè)置演示實(shí)驗,激發(fā)學(xué)生興趣。

讓學(xué)生能夠看到實(shí)驗的結(jié)果,能夠知道數(shù)字電路具體的應(yīng)用。展示給學(xué)生的可以是一些常見的電子產(chǎn)品,也可以是創(chuàng)新實(shí)驗中學(xué)生的成果。

3) 更新實(shí)驗內(nèi)容,增加其趣味性。

芯片內(nèi)部的電路是不可見的,芯片引腳的電平也無法直接觀察到。如果能設(shè)計一些直觀的實(shí)驗效果,肯定會比讓學(xué)生查看儀表的讀數(shù)更令其感興趣?？梢栽O(shè)置一些有趣的實(shí)驗項目(如電子琴、數(shù)字鐘等),充分利用實(shí)驗臺上的各種資源,產(chǎn)生各種聲光效果,讓實(shí)驗的過程和結(jié)果都變得生動有趣。

第7篇：數(shù)字電路范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路;傳統(tǒng)方式;VHDL

1.引言

隨著計算機(jī)以及大規(guī)模集成電路應(yīng)用的普及，電子行業(yè)正在迅速的發(fā)展。目前采用小中規(guī)模的數(shù)字電路邏輯設(shè)計已經(jīng)不能滿足數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的需要。例如傳統(tǒng)的TTL電路或者COMS電路設(shè)計任務(wù)繁瑣，設(shè)計效率低，所以迫切的需要我們做出調(diào)整，適應(yīng)社會對數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的要求。伴隨著集成電子工藝的發(fā)展，新型的邏輯器件也應(yīng)運(yùn)而生，到目前為止，市場上的邏輯器件大致可分為三類：第一是標(biāo)準(zhǔn)的邏輯芯片如COMS/TTL等系列芯片;第二是微型計算機(jī)芯片和各種微處理器;第三種就是應(yīng)用規(guī)格芯片ASIC，其中ASIC芯片中就有我們接下來介紹的可編程邏輯器件（PLD）[1]。而使用可編程邏輯芯片就必須要求我們掌握編寫VHDL語言的技術(shù)。這種設(shè)計數(shù)字電路實(shí)驗的方法大大克服了傳統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計出現(xiàn)的缺點(diǎn)，更加適應(yīng)現(xiàn)在社會的發(fā)展。

2.傳統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計優(yōu)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計過程大致經(jīng)過以下幾個步驟：一是分析問題畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，二是進(jìn)行狀態(tài)化簡，三是狀態(tài)編碼，四是寫出輸入方程、驅(qū)動方程以及輸出方程，五是畫出邏輯電路圖，經(jīng)過這一系列步驟之后，還要在電路板上焊接電路，或者在面包板上拼接電路。傳統(tǒng)的設(shè)計方法是數(shù)字電路設(shè)計的基礎(chǔ)，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠反映了數(shù)字電路的基本工作原理，系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成的各個細(xì)節(jié)也能夠很直觀的反映出來，各部分之間的聯(lián)系顯而易見。因此，通過對設(shè)計的原理圖的觀察我們可以驗證系統(tǒng)的合理性，同時也奠定了數(shù)字電路設(shè)計的基礎(chǔ)。它的缺點(diǎn)是設(shè)計步驟復(fù)雜，在整個過程中需要用到大量的芯片和連線。而且傳統(tǒng)的方法出錯率高而且不易修復(fù)，在焊接電路板的時候如果不注意就會導(dǎo)致接觸不良或者出現(xiàn)某個芯片損壞的情況，這就導(dǎo)致整個電路板都不起作用。

3.PLD器件芯片的出現(xiàn)

PLD又稱可編程邏輯器件，PLD芯片上的金屬引線和電路都是廠家做好的，但是器件的邏輯功能在出廠時是沒有確定的，用戶可以根據(jù)自己的需要合理的編程設(shè)計確定想要的功能。而編程用到的語言就是我們接下來要介紹的VHDL語言。目前PLD器件芯片具有微處理器靈活等優(yōu)點(diǎn)，芯片的引腳也從一開始的20多個引腳發(fā)展到現(xiàn)在的200引腳[2]。可編程邏輯器件的出現(xiàn)從很大程度上使得數(shù)字電路設(shè)計發(fā)生了根本性變革。采用PLD設(shè)計電路不再是對電路板設(shè)計，而是對芯片設(shè)計，使之實(shí)現(xiàn)我們預(yù)想的功能。一般的PLD的集成度很高，可以滿足一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。設(shè)計人員只需要自己編程到一塊PLD上，而不用去供應(yīng)商那兒買特定功能的芯片。我們可以對芯片內(nèi)部的邏輯和外部的引腳進(jìn)行設(shè)計。這樣就克服了傳統(tǒng)方式中對電路板進(jìn)行焊接所花費(fèi)的大量時間，克服了工作量大，難以調(diào)試等缺點(diǎn)，用戶只需要編寫適當(dāng)合理的程序就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能。如此大大簡化了設(shè)計步驟，更加適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

4.VHDL簡介

VHDL語言是一種應(yīng)用于描述數(shù)字系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和接口的語言。VHDL含有許多具有硬件特征的語句而且語言的描述也更類似于一般計算機(jī)的高級語言。在編程上簡單可行性高。VHDL的程序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將一項工程設(shè)計，或稱設(shè)計實(shí)體。分成外部和內(nèi)部，在對一個設(shè)計實(shí)體定義了外部界面后，當(dāng)其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設(shè)計也能夠直接調(diào)用這個實(shí)體。VHDL系統(tǒng)設(shè)計的基本點(diǎn)是將設(shè)計實(shí)體分成內(nèi)外部分。VHDL語言之所以能夠成為標(biāo)準(zhǔn)化的硬件描述語言并且獲得廣泛應(yīng)用，正是因為它本身具有其他硬件描述語言不具有的優(yōu)點(diǎn)。歸納起來，VHDL語言主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）VHDL語言設(shè)計多樣：VHDL語言結(jié)構(gòu)很強(qiáng)大，而且設(shè)計方法多樣，既支持層次化設(shè)計也支持模塊化設(shè)計，既可以采用自頂向下設(shè)計方式，也可以采用自底向上的設(shè)計方法。

（2）VHDL語言的設(shè)計是針對于芯片而并非器件，傳統(tǒng)的硬件拼接的方法針對的是器件，但是VHDL語言是直接對芯片而言的，在設(shè)計電路時，用戶可以不必考慮所選用的器件。設(shè)計者也可以不必考慮系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計。

（3）VHDL語言可移植性強(qiáng)，對于同一個硬件的VHDL語言來說，它可以從一個工作平臺移植到另一個工作平臺上。

（4）VHDL語言有非常豐富的庫函數(shù)和仿真語句，用戶可以隨時對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。

由此可見傳統(tǒng)方式與應(yīng)用VHDL的區(qū)別有以下幾點(diǎn)：第一，傳統(tǒng)的方法采用自上至下的設(shè)計方式，而應(yīng)用VHDL語言則采用自下至上的設(shè)計方法;第二，傳統(tǒng)方式采用的是通用的邏輯元器件，系統(tǒng)硬件的后期進(jìn)行調(diào)試和仿真，而應(yīng)用VHDL語言采用的芯片則是PLD（可編程邏輯器件），系統(tǒng)的設(shè)計早期進(jìn)行調(diào)試與仿真;第三，傳統(tǒng)的設(shè)計方式主要采用電路原理圖的方式設(shè)計，而本文提出的設(shè)計方式主要則以VHDL語言描述為主，從而降低了硬件設(shè)計電路的難度。

5.VHDL語言結(jié)構(gòu)及語言設(shè)計步驟

VHDL語言結(jié)構(gòu)由library（庫）定義區(qū)，entity（實(shí)體）定義區(qū)，architecture（構(gòu)造體）定義區(qū)package（包集合）configuration（配置）組成，其中l(wèi)ibrary，entity和architecture也是一個VHDL語言所必有的。

VHDL語言設(shè)計步驟大致可以分為以下三步：第一，分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并劃分模塊;第二，輸入VHDL語言的代碼，編寫程序，并且將其編譯，在此過程中如果有錯誤要及時修正;第三，對編譯的后的VHDL文件進(jìn)行仿真。

6.VHDL舉例

下面介紹一個簡單分頻器的例子：

Library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity fenpin is

port（clk，clear：in std_logic;

q：out_std_logic）;

end fenpin;

architecture behave of fenpin is

signal m：interge range 0 to11

begin

p1：process（clear，clk）

begin

if clear =’0’then m<=’0’;

elsif “clk event and clk=’1’”then

if m=11 then m<=’0’;

else m<=m+1;

end if;

end if;

end process p1;

p2：process（m）

begin

if temp<6 then q<=’0’;

else q<=’1’;

end if;

end process p2;

end behave;

由例題可以看出，在設(shè)計分頻器是可以不用硬件搭連的方式，用VHDL語言進(jìn)行編程更簡單易行。

7.小結(jié)

本文針對目前傳統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計中存在的若干弊端，提出用VHDL語言編寫適當(dāng)合理程序來設(shè)計數(shù)字電路實(shí)驗的方法，避免了硬件電路中若干繁瑣的問題，使得系統(tǒng)簡單明了，可維護(hù)性強(qiáng)，芯片也可以反復(fù)使用。傳統(tǒng)的硬件設(shè)計方法已不能滿足現(xiàn)代電子工業(yè)的發(fā)展，在數(shù)字電路的應(yīng)用中，VHDL語言必將會被廣泛的使用。

參考文獻(xiàn)

[1]張有志.可編程邏輯器件PLD原理與應(yīng)用[M].北京：中國鐵道出版社，1996：1-3，91

第8篇：數(shù)字電路范文

關(guān)鍵詞：計算機(jī)；高速數(shù)字電路；設(shè)計技術(shù)

對于高速數(shù)字電路來說，其主要指的就是高速變化的信號在傳播過程中產(chǎn)生的電熔、電感等具備著一定模擬特性的電路，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)高速數(shù)字電路的建設(shè)，不單單需要對先進(jìn)的電子技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，還需要結(jié)合現(xiàn)代化的計算機(jī)軟件技術(shù)進(jìn)行完善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對計算機(jī)高速數(shù)字電路每一部分的參數(shù)的優(yōu)化和調(diào)整，進(jìn)而保證計算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到一定的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。在對計算機(jī)高速數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計時，需要做的是在設(shè)計過程中對各部分的元器件進(jìn)行合理的搭配，不然將會對電路元器件、電路信號等正常運(yùn)行與傳輸產(chǎn)生不良的影響。

1計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的影響因素

對于高速數(shù)字電路的設(shè)計來說，其是否能夠成功主要“決定權(quán)”在于信號的質(zhì)量,也就是高速數(shù)字電路信號完整程度的保持,假如對高速數(shù)字電路信號完整程度無法保持,在信號的傳輸過程當(dāng)中，就會發(fā)生信號缺失，進(jìn)而產(chǎn)生信號失真的現(xiàn)象，一旦這種現(xiàn)象發(fā)生，對于數(shù)據(jù)信息、地址等方面都會產(chǎn)生十分不良的影響，令整體的高速數(shù)字電路系統(tǒng)無法保持正常運(yùn)行,甚至?xí)斐烧w系統(tǒng)的崩潰。而影響信號質(zhì)量的因素并不單一,其是由多種因素所共同影響，然而,在對信號的完整性影響因素進(jìn)行分析時，可以發(fā)現(xiàn)，其主要能分為以下幾點(diǎn):第一點(diǎn)，在整體的計算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在信號傳輸線位置的阻抗存在著差異，無法進(jìn)行正常的匹配,進(jìn)而能夠出現(xiàn)“反射噪聲”的現(xiàn)象,對于的信號完整性而言，能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生一定的影響作用[1]。第二點(diǎn)，在整體的計算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，信號線與信號線之間的距離受到電路密集度的影響，一旦電路密集度不斷的進(jìn)行增大，信號線之間的距離將會越來越狹小,這就致使信號與信號之間的電磁藕合參數(shù)呈現(xiàn)出上升的趨勢,如果不進(jìn)行及時的處理,就會導(dǎo)致信號間出現(xiàn)“串?dāng)_現(xiàn)象”，進(jìn)而影響到信號的質(zhì)量[2]。第三點(diǎn)，在整體的計算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在芯片內(nèi)存在著大量的電路，這些電路在同時輸出的過程中,會受到在電源平面間存在著的電阻以及電阻的作用,進(jìn)而產(chǎn)生較大的“瞬態(tài)電流”,這種“瞬態(tài)電流”產(chǎn)生后，會對地線、電源線上的存在著的電壓造成一定程度的不良影響,因此導(dǎo)致信號的發(fā)生一些波動和變化?？偟膩碚f,對計算機(jī)高速數(shù)字電路進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計,降低或者是排除以上三方面因素對信號質(zhì)量的不良影響,進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)計算機(jī)高速數(shù)字電路信號完整性的提高,在現(xiàn)代化的計算機(jī)高速數(shù)字電路的設(shè)計過程當(dāng)中，是首先需要解決的問題,只有這樣才能夠保證計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計的成功性。

2計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)問題的解決對策

2.1阻抗問題的解決策略

為了避免信號傳輸線位置的阻抗存在著差異造成的信號受到影響的情況發(fā)生，首先需要對先進(jìn)的計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)理念進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，在正常情況下，計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計過程中，很難令電路中存在著的臨街阻抗相互之間契合，因此，可以采用對計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善的辦法，令電路系統(tǒng)一直都保持過阻抗的狀態(tài)，只有這樣才能夠在一定程度上保證計算機(jī)高速數(shù)字電路的信號傳播過程中，信號的完整性不會受到阻抗差異的影響，進(jìn)而獲得更好的計算機(jī)高速數(shù)字電路信息傳輸效率[3]。

2.2串?dāng)_現(xiàn)象的解決策略

在對計算機(jī)高速數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計時，對于“串?dāng)_現(xiàn)象”需要進(jìn)行合理地解決。參照信號傳播的基本理論,可以發(fā)現(xiàn)，在電路中，電流的流動趨勢屬于循環(huán)流動,對于這一現(xiàn)象而言，數(shù)字電路設(shè)計工作人員往往并不在意。在傳播信號的路徑和回路形成了電流環(huán)路,電感在這樣中的回路隨著路徑的逐漸增大，電感也逐漸變大,同時，電流環(huán)路中存在著的電流也會根據(jù)電磁場的變化產(chǎn)生一定程度的改變。在對這樣的電流環(huán)路展開“減小處理”,能夠降低“串?dāng)_現(xiàn)象”帶來的影響[4]。

2.3瞬態(tài)電流的解決策略

在對計算機(jī)高速數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計的過程中,要對電源的電阻因素以及電感因素進(jìn)行充分的考慮,實(shí)現(xiàn)對電阻因素以及電感因素的預(yù)先處理。在現(xiàn)階段的電路系統(tǒng)中，通常情況下電路材料都是銅質(zhì)材料,這種銅質(zhì)材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)對高速數(shù)字電路設(shè)計的要求和標(biāo)準(zhǔn)無法進(jìn)行滿足,所以，在高速數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計的過程當(dāng)中，還要對電路材料方面影響因素進(jìn)行解決,使用更為合理的電路材料對去藕電容進(jìn)行引導(dǎo)，將其引導(dǎo)進(jìn)入整個高速數(shù)字電路中，能夠在一定程度上降低“瞬態(tài)電流”的發(fā)生頻率。

3結(jié)語

綜上所述，在社會不斷的發(fā)展的過當(dāng)中，對于電子技術(shù)來說，也帶來了一定的發(fā)展契機(jī)，令其發(fā)展速度也得以提升，計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)就是在這樣的發(fā)展前提下得到了不斷地完善及進(jìn)步，是對先進(jìn)的電子技術(shù)概念理論進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而達(dá)到的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為一些行業(yè)的整體發(fā)展能夠起到一定的促進(jìn)作用。通過對計算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進(jìn)行研究和分析，結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)資料以及專業(yè)性知識，對計算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，能夠在一定程度上加快計算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，進(jìn)而在更多的行業(yè)當(dāng)中得到更好的應(yīng)用。

作者:黃一曦 單位:廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校

第9篇：數(shù)字電路范文

一、教學(xué)整合的意義

根據(jù)高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合教育部大力推行的高職高專教學(xué)改革，高職院校電類專業(yè)對部分課程進(jìn)行了教學(xué)改革?！稊?shù)字電路與EDA技術(shù)》這門課程就是將數(shù)字電路和EDA技術(shù)的教學(xué)進(jìn)行整合。

數(shù)字電路課程是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握典型的數(shù)字電路的組成、工作原理和工作特性，能夠設(shè)計一些邏輯功能電路，并為專業(yè)主干課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。對于數(shù)字電路的設(shè)計，傳統(tǒng)的設(shè)計方法是以邏輯門和觸發(fā)器等通用器件為載體，以真值表和邏輯方程為表達(dá)方式，依靠手工調(diào)試。隨著數(shù)字電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是專用電子集成電路的迅速發(fā)展，基于EDA技術(shù)的設(shè)計方法成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流。EDA技術(shù)就是以計算機(jī)為工具，在EDA軟件開發(fā)平臺上，使用硬件描述語言完成設(shè)計文件，然后由計算機(jī)自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、仿真等，最終對特定目標(biāo)芯片進(jìn)行適配編譯、邏輯映射和編程下載。

EDA技術(shù)的設(shè)計方法正在成為現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流，作為即將成為工程技術(shù)人員的職業(yè)技術(shù)學(xué)院的電類專業(yè)的學(xué)生只懂電子技術(shù)的基本理論和方法，而不懂如何設(shè)計電路，會限制就業(yè)的崗位。實(shí)際上數(shù)字電路和EDA技術(shù)是不能分家的，因為前者是理論基礎(chǔ)，后者是工具，將兩者整合既能學(xué)好理論又能提高實(shí)踐技能。如果作為兩個課程分別學(xué)習(xí)則不適應(yīng)高職高專的學(xué)制長度。因此，將數(shù)字電路與EDA技術(shù)有機(jī)地融為一體是高職教育的要求和未來發(fā)展的需求。

二、教學(xué)方法探討

在整合后的課程中我們把EDA技術(shù)貫穿于數(shù)字電路課程教學(xué)全過程。例如，在講授門電路時，就開始用EDA軟件仿真演示，熟悉用原理圖輸入一個簡單門電路的過程，通過編譯、功能仿真檢驗門電路的功能，可以加深學(xué)生對門電路知識的理解；在講授組合邏輯電路時，引入硬件描述語言的設(shè)計方法，并介紹基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路設(shè)計方法；在講授時序邏輯電路時，可以引入一些簡單的綜合性的電路設(shè)計，為學(xué)生創(chuàng)造一個寬闊的設(shè)計空間。在開始講解基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路設(shè)計方法時，可以通過引入簡單的數(shù)字電路的設(shè)計流程，使學(xué)生從宏觀上對EDA設(shè)計方法有一個整體的了解，讓學(xué)生在潛意識里建立這部分內(nèi)容的知識框架。下面簡單介紹組合邏輯電路中的二選一數(shù)據(jù)選擇器的EDA設(shè)計流程：

（1）編寫硬件描述語言（以VHDL語言為例）。在EDA編程軟件中輸入設(shè)計源文件，如圖1所示。

（2）邏輯編譯。邏輯編譯過程包括檢查設(shè)計源文件是否有誤，進(jìn)而提取網(wǎng)表、進(jìn)行邏輯綜合和器件的適配，最后形成編程文件。

（3）功能仿真。通過模擬仿真測試電路的邏輯功能是否達(dá)到設(shè)計要求，仿真波形如圖2所示。

（4）鎖定引腳。將程序中各端口名稱與硬件電路中的各引腳對應(yīng)。

（5）編程下載。功能仿真成功后，就可以將設(shè)計好的項目下載到邏輯器件中，實(shí)現(xiàn)既定的功能。

在課程教學(xué)中，我們采用項目教學(xué)的方法，制定一系列由易到難的項目，例如，基本門電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計、全加器的設(shè)計、數(shù)字頻率計的設(shè)計、交通信號燈控制器的設(shè)計、數(shù)字鐘的設(shè)計等。通過各個項目展開知識點(diǎn)的講解，包括數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識、EDA技術(shù)的入門、數(shù)字電路的分析方法、原理圖的設(shè)計方法、硬件描述語言的描述方法及軟件仿真和硬件下載等。在教學(xué)中盡可能地將課堂搬到實(shí)驗室，讓學(xué)生邊學(xué)邊練，將理論教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)融為一體。教學(xué)可以一部分安排在數(shù)字電路實(shí)驗室，一部分安排在EDA實(shí)驗室，比如對于一些簡單的數(shù)字電路可以安排用數(shù)字電路實(shí)驗箱進(jìn)行一般的實(shí)驗驗證，使學(xué)生知道如何搭建一個簡單的電路，如何驗證一個電路的功能，從而對數(shù)字電路產(chǎn)生一個感性的認(rèn)識。在EDA實(shí)驗室，學(xué)生可以學(xué)習(xí)用EDA技術(shù)設(shè)計數(shù)字電路，包括原理圖或硬件描述語言的輸入、編譯、功能仿真、引腳分配、下載等。