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数字电路论文范文

数字电路论文

数字电路论文范文第1篇

关键词:数字信号处理器;三电平;PWM整流器;功率因数校正

引言

三电平(ThreeLevel,TL)整流器是一种可用于高压大功率的PWM整流器,具有功率因数接近1,且开关电压应力比两电平减小一半的优点。文献[1]及[2]提到一种三电平Boost电路,用于对整流桥进行功率因数校正,但由于二极管整流电路的不可逆性,无法实现功率流的双向流动。文献[3],[4]及[5]提到了几种三电平PWM整流器,尽管实现了三电平,但开关管上电压应力减少一半的优点没有实现。三电平整流器尽管比两电平整流器开关数量多,控制复杂,但?具有两电平整流器所不具备的特点:

1)电平数的增加使之具有更小的直流侧电压脉动和更佳的动态性能,在开关频率很低时,如300~500Hz就能满足对电流谐波的要求;

2)电平数的增加也使电源侧电流比两电平中的电流更接近正弦,且随着电平数的增加,正弦性越好,功率因数更高;

3)开关的增加也有利于降低开关管上的电压压应力,提高装置工作的稳定性,适用于对电压要求较高的场合。

1TL整流器工作原理

TL整流器主电路如图1所示,由8个开关管V11~V42组成三电平桥式电路。假定u1=u2=ud/2,则每只开关管将承担直流侧电压的一半。

以左半桥臂为例,1态时,当电流is为正值时,电流从A点流经VD11及VD12到输出端;当is为负值时,电流从A点流经V11及V12到输出端,因此,无论is为何值,均有uAG=uCG=+ud/2,D1防止了电容C1被V11(VD11)短接。同理,在0态时,有uAG=0;在-1态时,有uAG=uDG=-ud/2,D2防止了电容C2被V22(VD22)短接。

右半桥臂原理类似,因此A及B端电压波形如图2所示,从而在交流侧电压uAB上产生五个电平:+ud,+ud/2,0,-ud/2,-ud。

每个半桥均有三种工作状态,整个TL桥共有32=9个状态。分别如下:

状态0(1,1)开关管V11,V12,V31,V32开通,变换器交流侧电压uAB等于0,电容通过直流侧负载放电,线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。

状态1(1,0)开关管V11,V12,V32,V41开通,交流侧输入电压uAB等于ud/2,输入端电感电压等于us-u1。电容C1电压被正向(或反向)电流充电(u1<us,或放电us<u1),C2通过直流侧负载放电。

状态2(1,-1)开关管V11,V12,V41,V42开通,输入电压uAB=ud,正向(或反向)电流对电容C1及C2充电(或放电),由于输入电感电压反向,电流is逐渐减小。

状态3(0,1)开关管V12,V21,V31,V32开通,交流侧输入电压uAB等于-ud/2,输入电感上电压等于us+u1。电容电压被正向(或反向)电流充电(或放电)。

状态4(0,0)开关管V12,V21,V32,V41开通,输入端电压为0,电容通过直流侧负载放电,线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。

状态5(0,-1)开关管V12,V21,V41,V42开通,交流侧电压为ud/2,正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电),电容C1通过负载电流放电。

状态6(-1,1)开关管V21,V22,V31,V32开通,uAB=-ud,正向(或反向)线电流对两个电容C1及C2充电(或放电),由于升压电感电压正向,线电流将逐渐增加。

状态7(-1,0)开关管V21,V22,V32,V41开通,交流侧电压电平为-ud/2,正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电),电容C1通过负载电流放电。

状态8(-1,-1)开关管V21,V22,V41,V42开通,输入端电压为0,升压电感电压等于us,两个电容C1及C2均通过负载电流放电。电流is根据电压us的变化而增加(或减小)。

2硬件电路设计

从图2可以看出,在输入电压频率恒定的情况下,要在变换器交流侧产生一个三电平电压波形,输入电压一个周期内应定义两个操作范围:区域1和区域2,如图3所示。

在区域1,电压大于-ud/2,并且小于ud/2,在电压uAB上产生三个电平:-ud/2,0,ud/2。同理,在区域2,电压绝对值大于ud/2,并小于直流侧电压ud,在电压正半周期(或负半周期)上产生两个电平:ud/2和ud(或-ud/2和-ud)。相应电平的工作区域如表1所列。

表1相应电平的工作区域

工作区域

1

2

1

2

us>0

us<0

us>0

us<0

高电平

ud/2

ud

-ud/2

低电平

-ud/2

ud/2

-ud

为方便控制,这里定义两个控制变量SA及SB,其中

根据表1可以设计一个开关查询表,如表2所列,将其存储在DSP中,当进行实时控制时,便可根据输入电压、电流信号,从表中查询所需采取的开关策略。

表2查询表

SA

SB

V11

V12

V21

V22

V31

V32

V41

V42

uAB

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

ud/2

1

-1

1

1

1

1

ud

1

1

1

1

1

-ud/2

1

1

1

1

-1

1

1

1

1

ud/2

-1

1

1

1

1

1

-ud

-1

1

1

1

1

-ud/2

-1

-1

1

1

1

1

整个控制系统以一片DSP为核心,控制框图如图4所示。

锁相环电路产生一个与电源电压同相位的单位正弦波形,ud的采样信号通过低速电压外环调节器进行调节,电流is的采样信号通过高速电流内环G1进行调节,电容C1端直流电压u1与电容C2端直流电压u2分别通过两个PI调节器进行调节,补偿环G2用于补偿两只电容电压的不平衡。

检测的线电流命令is与参考电流is*比较,产生的电流误差信号送至电流内环G1,以跟踪电源电流变化,产生的线电流波形将与主电压同相位。

3软件设计

系统采用两个通用定时器GPT1及GPT2来产生周期性的CPU中断,其中GPT1用于PWM信号产生、ADC采样和高频电流环控制(20kHz),GPT2用于低频电压环的控制(10kHz),两者均采用连续升/降计数模式。低速电压环的采样时间为100μs,高速电流环采样时间为50μs。中断屏蔽寄存器IMR,EVIMRA和EVIMRB使GPT1在下降沿和特定周期产生中断,GPT2则仅在下降沿产生中断。

整个程序分为主程序模块、初始化模块、电流控制环计算模块、电压控制环计算模块、PWM信号产生模块等五大部份。程序流程如图5所示。

4仿真结果及实验

仿真参数如下:输入电压us交流220V,50Hz,输出功率1kW,开关管GTO,开关频率500Hz。整流状态和逆变状态下电源电压us、电源电流is、交流侧电压uAB波形分别如图6及图7所示。实验结果也证实了设计的正确性,在采用GTO管、开关频率较低(500Hz)时,输入侧电流波形仍然非常接近正弦,装置得到了接近1的功率因数,同时开关上的电压应力减少了一半。

数字电路论文范文第2篇

1.1 信号线间距离的影响

计算机高速数字电路设计技术的发展是电子设计领域一次新的突破,对计算机电子技术的发展有着极大的作用。但是,在现阶段计算机高速数字电路设计技术中却存在一定的问题。例如,信号线间距离对计算机高速数字电路设计的影响,一般情况下,信号线间的距离会随着印刷版电路密集度的增大而变化,越来越狭小,而在这个过程中,也会导致信号之间的电磁耦合增大,这样就不会对其进行忽略处理,会引发信号间的串扰现象,而且随着时间的推移会越来越严重。

1.2 阻抗不匹配的问题

阻抗是信号传输线上的关键因素,而在现阶段计算机高速数字电路设计的过程中,却存在信号传输位置上的阻抗不相匹配的现象,这样极易引发反射噪声,而反射噪声将会对信号造成一定的破坏,使得信号的完整性受到极高速数字电路设计是电子技术行业发展的重要结晶,通过多个电子元件组成,更是将电子技术发挥的淋漓尽致,而且,计算机高速数字电路技术的应用也极为广泛。但是,在实际的应用中,计算机高速数字电路设计技术却受到一些因素的影响,例如,信号线间距离的影响、阻抗不匹配的问题、电源平面间电阻和电感的影响等,都会对计算机高速数字电路技术的运行效率产生影响,要提升计算机高速数字技术的应用效率,必须解决这些影响因素,对此,本文主要对计算机高速数字电路设计技术进行研究。摘要大的影响。

1.3 电源平面间电阻和电感的影响

计算机高速数字化电路设计技术是根据实际的情况,利用先进的电子技术设计而成,在诸多领域都得到广泛的应用。现阶段计算机高速数字电路设计中,由于电源平面间存在电阻和电感,使得大量电路输出同时动作时,就会使整个电路产生较大的瞬态电流,这将会对极端级高速数字电路地线以及电源线上的电压造成极大的影响,甚至会产生波动的现象。

2计算机高速数字电路技术的研究分析

2.1 合理设计,确保计算机高速数字电路信号的完整性

通过以上的分析得知,现阶段计算机高速数字电路设计技术中,由于受到阻抗不匹配的影响,对电路信号的完整性也造成一定的影响,因此,要对计算机高速数字电路技术进行合理的设计,确保计算机高速数字电路信号的完整性。主要分为两方面研究,一方面是对不同电路之间电路信号网的传输信号干扰情况进行研究,也就是以上所提到的反射和干扰的问题,而另一方面,要对不同信号在传输的过程中,对电路信号网产生的干扰情况进行分析。计算机高速数字电路在运行的过程中,会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率,而且,现阶段计算机高速数字电路运行的过程中,阻抗很难控制,经常会出现阻抗过大或过小的现象,都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰,从而对计算机高速电路传输信号的完整性产生直接的影响。为了避免这类情况的发生,要对计算机高速数字电路设计技术展开研究,从正常理论来看,高速数字电路设计难以使电路与临街阻抗的状态相互符合,可以对计算机高速数字电路设计技术进行改进,保持系统处于过阻抗状态,这样就能保证计算机高速数字电路设计不会受到阻抗不等的状态而影响到计算机高速数字电路信息传输的完整性。

2.2 对高速数字电路电源进行合理设计

电源是计算机高速数字电路技术的重要组成元件,通过以上的分析得知,计算机高速数字电路设计中,由于受到电源平面间电阻和电感的影响,使得电源运行过程中会出现过电压的故障,也就是电源的波形质量受到影响,严重影响到计算机高速数字电路运行的可靠性。从理论上来看,如果高速数字电路设计中,电源系统中不存在阻抗的话是电路设计最理想的状态,这样整个信号的回路也不会存在阻抗耗损的问题,系统中的各个点的点位就会保持恒定的状态。但是,在实际中却不会存在这种理想状态,计算机高速数字电路系统运行的过程中,就必须要考虑到电源的电阻和电感因素,而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响,就必须对其采取降低的处理措施。从当今计算机高速数字电路系统电源材质的分析了解到,电路系统中大多数都是采用大面积铜质材料,如果结合电源系统要求来分析的话,这些材料远远达不到计算机高速数字电路电源的标准要求,这样在系统正常运行的过程中势必会受到一定的影响,对此,要将所有影响因素进行综合性的考虑和研究,可以采用楼电容应用到电路中,这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响,从而有效的提高计算机高速数字电路系统运行的可靠性。

3总结

数字电路论文范文第3篇

1.1当前我国有线数字电视增值业务

存在的问题随着我国传媒行业和娱乐行业的发展,数字电视节目的内容越来越丰富,拥有大量的客户群体。另一方面,我国有线数字电视增值业务的开展不够理想,存在着诸多问题。首先,网络的覆盖范围不全面,一些可以拥有稳定客源的地区并没有充分覆盖网络,导致部分业务流失。同时由于价格预算不合理,导致收入在中等水平的家庭对价格不满意。加之业务获取渠道不方便,时间不够充裕的客户选择放弃。增值节目内容不够新颖,节目可以在网络获取等因素,导致客户选用其他更划算的模式代替了有线数字电视增值业务。

1.2我单位数字电视基本情况

我单位于2011年完成数字电视整体转换,全市现有数字电视用户约35万户,已开通数字电视双向互动和云宽带业务。现有数字电视平台传输节目160多套标清节目,19套高清节目,1套广播节目,其中70多套为基本节目,100多套付费节目且付费节目可自由组合。我台现已开通的非盈利增值业务:建设村级便民服务和“三务公开”信息平台,该平台能让村民详细了解村级党务、村务、财务的公开信息,以及村级便民服务、村情概况、镇乡新闻、阳光政务等公共信息,该功能的应用进一步增进了广大村民的知情权,使村里的工作更加公开透明化。盈利的增值业务:宽带业务、互动点播业务。有多种套餐模式可供用户选择,比如:互动电视(CHC高清+卫视高清+互动点播节目)、广电云宽带(6M云宽带)、一部到位云套餐(CHC高清+卫视高清+互动点播节目+6M云宽带)等套餐模式。

2有线数字电视增值业务的发展思路

2.1发展数字电视增值业务的方式

数字电视增值业务的方式主要包括宽带业务和高清互动点播业务,宽带业务主要为居民提供宽带网络连接,将上网与电视业务一同办理,十分方便,但网速和网络覆盖率问题依然需要得到优化。高清互动电视即通过有线数字电视双向网络,基于高清交互型机顶盒,可以提供高清晰度数字节目的影视点播、电视回放、新闻位移、休闲娱乐以及自助营业厅、便民缴费等服务,是有线数字电视与计算机、宽带网络技术相结合的产物。是电视观众从“你播-我看”的被动接受转变成“我点-你播”的自主选择,真正成为电视的主人。互动电视是一种新兴的传媒方式,是数字电视的未来。但是由于部分点播内容可以在网络上直接观看,面临着比较大的挑战。发展数字电视增值业务的目的,就是在数字电视完成整体平移后,下一步获得盈利的支撑点。因此,增值业务是关乎数字电视经济效益和可持续发展的重要业务,应得到高度重视。

2.2有线数字电视增值业务的发展思路

(1)开发更广泛的业务内容业务内容越丰富,商业前景就越广阔。国内外的投资者都十分看重网络增值服务的内容,开发商应该把握机遇,开发和利用社会资金达到发展壮大的目的。同时,开发和使用分支系统,开辟新型的基本的网络服务,避免建设成本的浪费,并定期进行绩效评价。(2)加强政府的资金扶持力度政府的激励对于数字电视增值业务的不断发展有着很大的正向作用,政府应出台相关扶持政策,不论是财政方面的还是制度方面的,都有利于增值业务的顺利开展。例如,加大对增值业务执行渠道的开发,对多元化增值业务的鼓励,为增值业务减税免税等,(3)善于提取客户的宝贵意见只有找准了增值服务开发的方向性,才能为营销工作提供不竭动力,而开发的方向性主要来源于客户的需求,了解其对生活品质的追求和对娱乐项目的兴趣。通过这种方式,有利于有线数字电视的转型和产业链的壮大稳固,完善有限数字电视的各项配套设施。

3结论

数字电路论文范文第4篇

关键词:TSA5526;频率合成器;分频器;电荷泵

1概述

频率合成技术是近代无线电技术发展中的一门新技术,也是现代通信系统中的关键技术之一,它通常利用一块晶体或少量晶体组成标准频率源,然后通过合成方法产生各种所需的频率信号。这些频率信号与标准频率源具有相同的频率稳定度和准确度。使用该技术构成的电路在通信设备中称为频率合成器。频率合成器的种类很多,目前普遍采用的是数字式频率合成器。数字式频率合成器由晶体振荡器、固定分频器、鉴相器、滤波器和VCO等组成,晶体振荡器输出的频率信号经固定分频器后得到标准频率,而VCO输出的频率信号经可变分频器分频后得到实际频率信号,两信号在鉴相器中经相位比较产生的环路锁定控制电压将通过滤波器加到VCO上,以对实际频率信号进行控制和校正,直到环路锁定。当所需信号频率较高时,该电路的设计、制作和调试难度较大,通常只能依靠专业厂家来完成,不仅成本高,而且生产周期长。TSA5526芯片是Philips公司推出的通用数字频率合成集成电路,它将晶体振荡器、固定分频器、鉴相器、滤波器等电路集成在一块芯片上,其主要特性参数如下:

输入射频信号的频率为:64~1300MHz;

输入射频信号的电平为:-28~3dBm;

输出误差调整电压为:4.5~33V;

具有锁定检测功能;

内置可编程的15bit分频器;

通过程序控制可在512、640和1024中选择基准信号分频比,在外接4MHz晶振时,则可获得3.90625kHz、6.25kHz和7.8125kHz的频率精度;

可选择I2C总线和3总线进行数据传输;

采用单电源供电,电源电压为4.5~5.5V。

2引脚功能

TSA5526有SSOP16和SO16两种封装,引脚排列如图1所示,各引脚功能见表1所列。

表1TSA5526的引脚功能

引脚名称功能应用说明

1RF射频信号RF输入通常接本振输出

2VEE地

3VCC1电源电压1芯片电源,接+5V

4VCC2电源电压2开关控制电源,通常接+12V

5BS4电子开关BS4输出PNP三极管OC输出

6BS3电子开关BS3输出PNP三极管OC输出

7BS2电子开关BS2输出PNP三极管OC输出

8VS1电子开关BS1输出PNP三极管OC输出

9CP环路滤波器外接RC滤波网络

10Vtune误差控制电压输出通过上拉电阻输出直流电压并加到VCO

11SW总线选择开关接地时选择I2C总线方式;悬空时选择3总线方式

12LOCK/ADC锁定标志/ADC输入3总线方式时为锁定标志,低电平有效;I2C总线方式时5为电平ADC输入端

13SCL串行时钟下降沿时将SDA输出的数据锁存

14SDA串行数据在3总线方式时,18bit、19bit和27bit三种数据可供选择

15CE片选信号高电平有效

16XTAL基准振荡输入通常外接4MHz晶体

表2写状态数据格式

字节MSB数据字节LSB

地址字节(ADB)11000MA1MA0

分频字节(DI1)0N14N13N12N11N10N9N8

分频字节2(DB2)N7N6N5N4N3N2N1N0

控制字节(CB)1CPT2T1T0RSARSB0S

电子开字节(BB)空空空空BS4BS3BS2BS1

3内部结构和工作原理

TSA5526的内部结构框图如图2所示,它包括射频信号处理单元、基准信号处理单元、相位比较和输出单元以及接口控制单元等四部分。射频信号处理单元对输入的射频小信号进行放大和8分频,再送到15bit可编程分频器,分频比的大小可根据输入射频信号的频率来确定。基准信号处理单元中的基准振荡器通过外接晶体产生基准信号,同时经基准分频器产生基准信号。基准分频器通过编程可选512、640和1024三种分频比。经过分频处理后的两路信号同时加到数字式相位比较器,然后经电荷泵、放大器和驱动三极管后得到误差控制电压输出。接口控制单元用于实现微处理器与该器件的通信,它一方面接收微处理器送来的数据并在内部处理以形成各种控制指令;另一方面将本器件的状态送往微处理器。通过SW端信号的不同连接,可选择两种串行通信方式:I2C总线方式和3总线方式。

图2

3.1I2C总线方式

a.写状态R/W=0

在写状态时,对TSA5526编程需要四个数据字节,并应在地址字节传输后将数据字节送入芯片。当地址字节第一字节传输后,I2C总线的收发会使地址字节和数据字节连在一起,并在一个传输过程中传输完毕。如果地址字节后的第一个数据字节为分频字节或控制字节,则芯片将被部分编程。表2是其数据字节定义。表中,MA1和MA0是可编程地址位,用于控制加到片选端的电压。N14~N0为可编程分频比,其分频比为:

N=N14×214+N13×213+…+N1×2+N0

CP为控制电荷泵电流大小位,CP为0,对应电流为60μA,CP为1时,电流为280μA缺省值。T2~T0代表测试位。RSA和RSB为基准分频比选择位。0S为可调放大器控制位,0S位为0时,可调放大器接通缺省值,0S位为1时断开。BS4~BS1是PNP电子开关控制位,其对应关系是:当BSn为0时,电子开关n接通;当BSn为1时,电子开关n断开。

表3读状态数据格式

字节MSB数据字节LSB

地址字节11000MA1MA2R/W=1

状态字节PORFLACPS11A2A1A0

表43总线方式数据格式

数据形式D0D3D4D17D18D19D20D21D22D23D24D25D26

18位BS4BS1N13N0

19位BS4BS1N14N1N0

27位BS4BS1N14N1N0-CPT2T1T0RSARSB0S

b.读状态R/W=1

表3所列为读状态数据格式。当辅助地址位被识别之后,将自动产生一个响应脉冲到SDA线上。SDA线上的数据在SCL时钟信号为高电平时有效,数据字节在SDA线上产生应答信号之后从器件中读出;如果没有主应答信号产生,传输过程就会结束,此时芯片将释放数据线从而使微控制器产生终止条件。当上电时,POR标志被置为1,当检测到数据结束标志时,POR标志被复位读周期的结束。FL为进入锁存标志,用于表示何时循环建立起来。通过对FL置1或清零可对循环进行控制。ACPS为自动充电电流转换标志,当自动充电电流转换打开且循环锁定时,此标志为0,此时充电电流被强制为低。在其它条件下,ACPS为逻辑1。在I2C总线状态下,内置的A/D转换器可将自动频率微调模拟电平转换成数字量并送往微控制器。

3.23总线方式

在3总线方式下,该器件接收的数据有18位、19位和27位三种,参见表4。在该方式下,当片选引脚CE由低电平变为高电平时,SCL引脚输入时钟脉冲的下降沿会将SDA引脚上的数据送入数据寄存器,数据的前四位用来控制电子开关的通断,在第五个时钟脉冲的上升沿,这四位数据被送入内部电子开关控制寄存器。如果传输的是18或19位数据字,那么,在片选线上电平由高向低转换时,频率位将被送入频率寄存器。在上电复位状态下,电荷泵电流为280μA,调谐电压输出被关断;而在标准模式下,当ACPS标志为高电位时,测试位T2~T0被置为001,此时将禁止TSA5526输出。当传输的是27位数据字时,在时钟脉冲的第20个上升沿到来时,频率位将被送入频率寄存器,而控制位则在片选引脚CE从高电平向低电平转换时送入控制寄存器。在这种方式下,基准分频比由RSA和RSB位确定,测试位(T2、T1、T0)、电荷泵控制位CP、分频比选择位(RSA、RSB)以及0S位只能进行27位的传输。图3所示是3总线方式时的时序图。

表5AT89C51内RAM中20H、21H、22H、23H的定义

字节地址D7D6D5D4D3D2D1D0

20HBS4BS3BS2BS1N14N13N12N11

21HN10N9N8N7N6N5N4N3

22HN2N1N011000

23H01000000

4应用

TSA5526在某航空电子设备检查仪中的应用电路如图4所示,图中,单片机与TSA5526采用3总线方式进行通信。P1.0与SCL引脚相连,用于串行时钟输出。P1.1与SDA引脚相连,用于串行数据输出。P1.2与CE引脚相连以进行片选控制;电子开关BS1~BS4用于通过VCO产生4种不同频率信号,VCO的输出将通过C6送到TSA5526的RF引脚,并经分频后与基准信号进行相位比较。Vtune输出的误差控制电压经电阻R3、电容C5加到VCO。R1、C4的数值可用于决定微调的快慢。当频率锁定后,LOCK引脚将变为低电平,并将该电平通过AT89C51的P1.3引脚送入单片机进行检测。本电路采用27位数据格式,发送的数据存放在单片机AT89C51中RAM的20H、21H、22H、23H四个单元中,各位定义见表5所列。其具体程序清单如下:

Rfegadj:CLRP1.0

SETBP1.2

MOVR0,#08H

Fregadj1:MOVA,20H

CLRC

RRCA

MOVP1.1,C

SETBP1.0

NOP

CLRP1.0

DJNZR0,Fregadj1

MOVR0#08H

Fregadj2:MOVA,21H

CLRC

RRCA

MOVP1.1,C

SETBP1.0

NOP

CLRP1.0

DJNZR0,Fregadj2

MOVR0,#08H

Fregadj3:MOVA,22H

CLRC

RRCA

MOVP1.1,C

SETBP1.0

NOP

CLRP1.0

DJNZR0,Fregadj3

MOVR0,#03H

Fregadj4:MOVA,23H

CLRC

RRCA

MOVP1.1,C

SETBP1.0

NOP

CLRP1.0

数字电路论文范文第5篇

除了目前铁路信号电缆芯线接续主要采用的压接端子冷压法之外,现采用了一种国际领先的液态金属核心技术,其液态金属材料为铟基、铋基合金,安全无毒,不腐蚀铝和铜,且热导率高,在高于5℃的温度条件下为液态。基于这种液态金属,结合先进的工业封装设计手段,设计开发了一种低熔点金属电缆芯线连接端子。这种低熔点金属电缆芯线连接端子的结构特征在于:端子外观为一个封闭的圆筒,两端有能插入低熔点金属电缆连接端子三维结构示意图电缆的小孔。端子由充注低熔点金属的腔体、一对硅胶密封圈、一对金属弹片以及一对单向卡子组成。端子腔体内充注的低熔点金属在常温下为液态,是实现两电缆导电连接的连接材料;硅胶密封圈置于低熔点金属腔体的两端,用于密封低熔点金属,防止泄漏,同时起到防潮防水的作用;金属弹片可防止硅胶密封圈的松动,进一步保证低熔点金属的密封性;单向卡子置于端子两端,使电缆插入后不会向外脱落,起到固定电缆芯线,防止电缆芯线脱落的作用。其接续效果如图2所示。这种低熔点金属电缆芯线连接端子的工程应用特点在于:接续操作不需要使用任何工具;螺旋卡片防松设计可以提供一个很大的抗拉强度;由于硅胶塞具有优越的弹性和密封效果,可以将导线面、液态金属与空气隔绝,保证良好的气密性,防止接触面氧化,有效减少接触电阻的产生;由于液体在固体表面有 润湿性,能使导线与液态金属以最大的面积接触,接触电阻小,可以保证端子接续后接触电阻的稳定。

2内屏蔽层接续工艺改进

目前内屏蔽层接续工艺主要有2种,一是采用双铜环对屏蔽铜网和内屏蔽层进行压接,此种方式的缺陷在于容易造成芯线“皮-泡-皮”绝缘层的损伤。二是采用一截铜网与待接续的内屏蔽层重叠搭接,再用塑料扎带进行绑扎紧固,该方式不能保证内屏蔽层与铜网之间的可靠连接,尤其是当灌入冷封胶时,冷封胶逐渐渗入到内屏蔽层与铜网之间的接触面形成绝缘层。在这种情况下,如果有外界干扰电流在内屏蔽层上引起较大的纵向电动势,就会在内屏蔽层与铜网的接续处造成发热,甚至产生烧损电缆的严重后果。因此,必须采取技术手段实现内屏蔽层与接续铜网之间的可靠电气连接。为保证可靠接续,采用一种含有低熔点金属的焊锡膏进行快速焊接。具体方案如下:将内屏蔽层剥开2cm,在内屏蔽层与四线组之间缠绕一圈云母纸。在内屏蔽层与接续铜网接头处的接触面上,均匀涂抹一种含有低熔点金属的焊锡膏。将排流线(内屏蔽层与四线组间或在内屏蔽层外有一根铜导线称为排流线)缠绕绑扎在铜网与内屏蔽层的接头处,起到一定的固定作用。4.用电子气焊枪加热使焊锡膏熔化,实现内屏蔽层、接续铜网、排流线三者的可靠接续。经过反复实践操作,得出“锡膏焊接法”的特点:一是焊锡膏可以直接涂抹在屏蔽层与铜网的接触面上,比使用普通焊锡丝操作起来更方便;二是焊锡膏含有助焊剂和焊料粉,与普通焊锡丝相比更易融化,所需加热时间更短,四芯组外包裹云母纸,起到隔热、防火和绝缘的作用,仅这两点就可以避免损坏芯线绝缘层;三是焊锡膏在加热过程中有较强的去氧化膜功能和较好的粘附性能,焊接质量可靠。

3成端工艺改进

内屏蔽铁路数字信号电缆在结构上与普通铁路信号电缆相比,增加了内屏蔽层及排流线。内屏蔽铁路数字信号电缆引入室外信号箱盒进行成端时,要求将内屏蔽层及排流线引出并接地,这就是内屏蔽铁路数字信号电缆成端工艺的关键点。目前,施工单位常用的工艺,是采用铜压接管来压接内屏蔽层、排流线和引出线。然而,内屏蔽铁路数字信号电缆芯线的“皮-泡-皮”绝缘层在外力作用下容易损伤,作业人员难以掌握恰当的压接力度,一旦力度过大就会损伤芯线绝缘层,如果施工时只是破皮而未完全破损,那么这一隐患点就难以及时发现,只会在日后的运营过程中随着列车震动造成的摩擦最终破损而导致芯线对地绝缘不良。因此,解决这一问题的关键在于施工过程中要尽量避免对芯线“皮-泡-皮”绝缘层的挤压。经过大量工程实践摸索,建议采用一种含有低熔点金属的焊接材料进行焊接,来替代原来普遍采用的铜环压接或普通焊锡丝焊接工艺,具体操作如下:首先将内屏蔽层与四线组剥离开,再采用一种基于低熔点金属构成的焊锡膏将7×0.52塑料铜芯线与内屏蔽层进行焊接,焊接完成后认真整理内屏蔽层,可采用棉布隔离内屏蔽层与四线组,以防铜屏蔽层割伤芯线,由此杜绝损伤电缆芯线。

4结束语

数字电路论文范文第6篇

关键词:数字电路;EDA技术;项目教学法

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2016)09C-0073-01

一、教学整合的意义

根据高等职业教育培养目标的要求,结合教育部大力推行的高职高专教学改革,高职院校电类专业对部分课程进行了教学改革。《数字电路与EDA技术》这门课程就是将数字电路和EDA技术的教学进行整合。

数字电路课程是电类专业的专业基础课,通过对本门课程的学习,使学生掌握典型的数字电路的组成、工作原理和工作特性,能够设计一些逻辑功能电路,并为专业主干课程的学习打下基础。对于数字电路的设计,传统的设计方法是以逻辑门和触发器等通用器件为载体,以真值表和逻辑方程为表达方式,依靠手工调试。随着数字电子技术的迅速发展,特别是专用电子集成电路的迅速发展,基于EDA技术的设计方法成为数字系统设计的主流。EDA技术就是以计算机为工具,在EDA软件开发平台上,使用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、仿真等,最终对特定目标芯片进行适配编译、逻辑映射和编程下载。

EDA技术的设计方法正在成为现代数字系统设计的主流,作为即将成为工程技术人员的职业技术学院的电类专业的学生只懂电子技术的基本理论和方法,而不懂如何设计电路,会限制就业的岗位。实际上数字电路和EDA技术是不能分家的,因为前者是理论基础,后者是工具,将两者整合既能学好理论又能提高实践技能。如果作为两个课程分别学习则不适应高职高专的学制长度。因此,将数字电路与EDA技术有机地融为一体是高职教育的要求和未来发展的需求。

二、教学方法探讨

在整合后的课程中我们把EDA技术贯穿于数字电路课程教学全过程。例如,在讲授门电路时,就开始用EDA软件仿真演示,熟悉用原理图输入一个简单门电路的过程,通过编译、功能仿真检验门电路的功能,可以加深学生对门电路知识的理解;在讲授组合逻辑电路时,引入硬件描述语言的设计方法,并介绍基于EDA技术的数字电路设计方法;在讲授时序逻辑电路时,可以引入一些简单的综合性的电路设计,为学生创造一个宽阔的设计空间。在开始讲解基于EDA技术的数字电路设计方法时,可以通过引入简单的数字电路的设计流程,使学生从宏观上对EDA设计方法有一个整体的了解,让学生在潜意识里建立这部分内容的知识框架。下面简单介绍组合逻辑电路中的二选一数据选择器的EDA设计流程:

(1)编写硬件描述语言(以VHDL语言为例)。在EDA编程软件中输入设计源文件,如图1所示。

(2)逻辑编译。逻辑编译过程包括检查设计源文件是否有误,进而提取网表、进行逻辑综合和器件的适配,最后形成编程文件。

(3)功能仿真。通过模拟仿真测试电路的逻辑功能是否达到设计要求,仿真波形如图2所示。

(4)锁定引脚。将程序中各端口名称与硬件电路中的各引脚对应。

(5)编程下载。功能仿真成功后,就可以将设计好的项目下载到逻辑器件中,实现既定的功能。

在课程教学中,我们采用项目教学的方法,制定一系列由易到难的项目,例如,基本门电路的设计、数据选择器的设计、全加器的设计、数字频率计的设计、交通信号灯控制器的设计、数字钟的设计等。通过各个项目展开知识点的讲解,包括数字电路的基础知识、EDA技术的入门、数字电路的分析方法、原理图的设计方法、硬件描述语言的描述方法及软件仿真和硬件下载等。在教学中尽可能地将课堂搬到实验室,让学生边学边练,将理论教学与实验教学融为一体。教学可以一部分安排在数字电路实验室,一部分安排在EDA实验室,比如对于一些简单的数字电路可以安排用数字电路实验箱进行一般的实验验证,使学生知道如何搭建一个简单的电路,如何验证一个电路的功能,从而对数字电路产生一个感性的认识。在EDA实验室,学生可以学习用EDA技术设计数字电路,包括原理图或硬件描述语言的输入、编译、功能仿真、引脚分配、下载等。

三、教学效果

数字电路和EDA技术的教学整合后,学生不光能够掌握数字电路和EDA技术的理论知识,而且可以将这些知识应用到实际中。通过对本课程的学习,既可以提升学生的专业基本技能,又可以使学生具备创新、分析及解决问题的能力,还可以提高学生的工程实践能力。这样做不仅体现了高职教育的培养目标,而且满足了目前招聘企业对高职学生岗位能力的需求。

数字电路论文范文第7篇

关键词:数字逻辑;课堂教学;实验教学

作者简介:徐银霞(1979-),女,湖北武汉人,武汉工程大学计算机科学与工程学院,讲师。(湖北 武汉 430073)

中图分类号:G642.421 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0104-02

“数字逻辑”是计算机专业一门重要的硬件基础课程,其主要目的是使学生掌握数字系统分析与设计的理论知识,熟悉各种不同规模的逻辑器件,掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法,为数字计算机或其它硬件电路分析与设计奠定基础。[1]“数字逻辑”课程教学一般采用课堂教学与实验教学相结合的方式,使得学生掌握数字电路分析与设计的一些理论知识,同时培养学生电路设计、制作与调试以及分析问题、解决问题的能力。学生的学习效果一直是教学当中的重中之重,因此如何有效利用有限的理论与实验教学时间培养学生的综合素质是一个值得探讨的问题。笔者结合多年的教学实践经验,分别对课堂教学和实验教学环节就“数字逻辑”课程的教学方法做一次探讨。

一、“数字逻辑”课程的课堂教学

课堂教学效果直接决定学生理论知识掌握的程度,也影响随后的实验及实践能否顺利进行。在课堂教学中采用任务式教学、课堂讨论、电路仿真演示以及硬件描述语言电路设计等方式进行教学,取得了满意的效果。

1.任务式教学

明确任务,使学生掌握方法,做到举一反三。教学过程中将 “数字逻辑”课程的知识点归纳整理成若干个任务。比如数字电路按逻辑功能分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类,主要的问题是电路分析与设计两个方面。按电路规模要求重点掌握的是小规模和中规模电路,所以任务主要有小规模组合电路的分析、小规模组合电路的设计、中规模组合集成芯片、中规模组合电路分析、中规模组合电路设计;小规模时序电路分析、小规模时序电路设计、中规模时序集成芯片、中规模时序电路分析、中规模时序电路设计等等。对于每一个问题明确任务,分析解决办法,归纳一般的解答步骤及注意事项,举例证明方法的可行性。比如对于中规模组合芯片的学习,仅以数据选择器为例,引导学生上网查阅芯片资料,阅读资料找出芯片的功能表、输出表达式,逻辑图和引脚图以及典型应用。这样,学生不仅掌握了该芯片的全部知识要点,还可以掌握中规模组合集成芯片这类芯片的学习方法。此后,对于所有此类芯片学生都能够通过自行查找芯片资料来掌握,节约了课堂时间,学生也获得了自主学习的成就感。

2.增加课堂讨论

精讲多练,给予学生充分的讨论时间。为提高学习效果,在提出任务、介绍原理及方法后,布置课堂练习。学生可以一边练习一边自由讨论,已理解的同学在讨论中充当老师,可以加深印象,巩固知识;而没有理解的同学可以在讨论中积极主动地学习,同时也激发了学生后续学习的积极性,比教师反复讲解的效果好。这种方式可以避免“满堂灌”式的教学方式,活跃课堂气氛,创造学习氛围,提高学习兴趣,实践证明取得了良好的效果。

3.电路仿真演示

在数字电路分析与设计的理论教学过程中,很多学生会觉得枯燥且难以理解。借助Multisim11.0仿真软件进行数字电路的模拟和课堂演示,可以直观地显示电路的功能和时序电路的时序波形。比如在讲解中用16进制计数器74161实现12进制计数器时,其中复位法可通过置0或者异步清零两种方法使得计数器从11回0,但置0法必须在计数到1011时使得置数端为0,异步清零必须在计数器为1100时使得清零端为0才能保证计数器为12进制。如果仅用理论讲解学生比较难理解,但通过仿真演示后学生能够恍然大悟。因此仿真软件的使用可以使“数字逻辑”理论课的教学更加生动活泼,而且学生在遇到疑问时也可以通过仿真软件进行验证。学生通过直观的仿真结果,对电路的工作过程进行透彻的分析,提高了学习的兴趣和效率,促进自学能力和创新能力的提高。

4.引入硬件描述语言

硬件描述语言用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式,适合大规模系统的设计。在教学的过程中将硬件描述语言Verilog HDL引入课堂,比如在讲解逻辑门、数据选择器、触发器、计数器等基本单元电路的原理之后,给出模块对应的硬件描述语言,演示仿真波形和综合结果。学生从仿真波形中观察信号的逻辑变化,对数字逻辑电路的掌握更加透彻,同时也丰富了教学内容。Verilog HDL语言是一种非常实用的硬件描述语言,易学易用,学生只要有C语言编程基础,便容易掌握。编程也可以实现电路设计,同学们感到非常新奇,将被动学习变为主动学习,提高学习兴趣,取得了很好的教学效果。

二、“数字逻辑”的实验教学

“数字逻辑”是一门实践性很强的课程。[2]通过数字电路设计实验,学生可以基本掌握数字电路的设计、制作与调试步骤,学会借助万用表、示波器等实验仪器排除实验当中遇到的各种故障,从而独立分析设计各种规模的数字电路。实践教学中将传统实验、仿真实验与硬件描述语言设计三种类型实验相结合,三者互为补充,提高实验效果,充分培养学生的综合实践能力。

1.传统实验

传统实验项目一般利用面包板及用中小规模芯片完成电路设计。其接线模式可以使学生直观了解数字电路是如何工作的,从而掌握电路测试、调试以及维修技能。但是部分学生视这一过程为简单的连线工作,往往只注重结果,不重视过程,造成实验课就是反复的接线和碰运气,学生不能驾驭整个实验过程,产生畏难和退缩心里。在实验课前要求学生书写预习报告,自主设计实验方案,进行原理图设计、芯片选型,上网查阅芯片资料,掌握阅读芯片资料的方法,进行实验方法设计,可以避免机械化操作,学会排除故障,增强操作信心。

在实验过程中,学生不可避免地会遇到种种问题,导致实验结果出错:可能是电路设计或连线过程中出现了问题,也有可能是实验设备或实验器材出现了故障。教师应该指导学生借助实验仪器找到故障点,发现问题之所在,并想出解决办法。在未来的实际工作中,学生将会遇到各种各样的问题,而实验课正是锻炼如何解决这些问题的好机会。因此实验中应该向学生讲明排除故障的必要性,并引导其对独立解决各种疑难问题的兴趣,增强其信心,令其克服畏难情绪。一旦学生掌握了排除故障的方法,独立解决了问题,他们就会很有成就感,甚至就此对排除故障产生了浓厚的兴趣。[3]实践表明学生能自主完成所有设计,自主分析讨论实验过程中碰到的问题,逐个排查故障点,最终完成电路调试。

2.仿真实验

传统实验适于以验证性实验为主的一些中小规模电路的构建与测试。对于一些比较复杂的设计性和综合性实验则比较费时,如数字钟、抢答器、拔河游戏机、彩灯控制器等。而且在实验过程中常常因一根导线连接错误、一个连接点接触不良,就致使实验受阻甚至无法完成,给学生以挫折感,影响学生的实验兴趣,不利于动手能力的培养。

Multisim11.0是一个集原理电路设计和电路功能测试为一体的虚拟仿真软件,其元器件库提供了数千种电路元器件供实验选用,其中包含了数字器件。虚拟测试仪器仪表种类齐全,如数字万用表、函数信号发生器、示波器、直流电源、数字信号发生器、逻辑分析仪等,可以设计、测试和演示各种电子电路。[4]采用Multisim11.0软件进行仿真实验,使学生能充分发挥想象力,按照自己的想法创建各种电路,从而摆脱实验箱的束缚。实践证明将Multisim11.0应用于实验教学,能够使学生提高学习的兴趣,增加学习乐趣,充分发挥学生独立思考和创新的能力,提高学生的综合实践能力。

3.硬件描述语言开发数字电路

当数字逻辑电路及系统的规模比较小而且简单时,用电路原理图输入法基本足够了,但是需要手工布线,需要熟悉器件的内部结构和外部引线特点,才能达到设计要求。当电路规模大时工作量会相当大,实验时间往往不能保证。随着可编程逻辑器件的广泛应用,硬件描述语言已成为数字系统设计的主要描述方式,采用硬件描述语言进行数字电路的设计,可以实现从传统的验证性实验到分析设计性实验课的转变。利用Verilog HDL硬件描述语言进行数字钟、抢答器、交通灯控制电路等的设计,要求学生利用课堂知识进行编程、仿真、综合和下载到可编程逻辑器件中运行以观察结果。学生还可以按照自己的想法自行设计其它数字电路进行仿真、下载调试,提高学生学习兴趣和综合实践能力。

此外还通过举办电子设计竞赛、综合设计等方式激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习、独立分析问题和解决问题的能力,也提高了学生综合应用的能力,收到了良好的教学效果。

三、结论

数字电子技术的应用已经渗透到人类的各个方面,从计算机到手机,从数字电话到数字电视,从家用电器到军用设备,从工业自动化到航天技术,都采用了数字电子技术。[5]因此“数字逻辑”课程对于计算机及相关专业来说是一门很重要的课程。笔者结合多年的教学实践经验,对“数字逻辑”课程的教学方法进行深入探讨,在课堂教学中采用任务式教学,增加课堂讨论,借助仿真软件进行电路演示,利用硬件描述语言进行复杂数字系统设计;在实验教学中将传统实验、仿真实验和硬件描述语言实验有机结合、互为补充,激发学生的学习兴趣,培养学生的综合能力,取得了很好的教学效果。

参考文献:

[1]康华光.电子技术基础(数字部分)[M].第5版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]孙丽君,张晓东,鲁可.“数字电子技术”课程教学改革探析[J].中国电力教育,2013,(13):67-68.

[3]王宇,崔文华,王宁,等.兴趣导向的数字电路设计实验改革[J].计算机教育,2010,(17):38-40.

数字电路论文范文第8篇

关键词:数字电子技术;时序电路;串行序列;仿真;EDA

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)06-0131-02

串行序列检测在通信领域应用广泛,因此,教材中对这种电路的设计进行介绍是有必要的。但是目前大多数的数字电子技术教材介绍的串行序列检测电路都存在一定的问题,作者在2003年全国高校电子经验交流会上就指出了问题并提出了多种修订方案[1],该文也引起了一些老师对该问题的注意[2]。但当时论文中给出的修订方案与时序逻辑电路状态图描述不一致。同时,作者最近在图书馆查阅了最新出版的数字电子技术教材,其中的串行序列检测电路设计仍然是采用以往教材中的设计方法,都没有进行功能验证,问题依然存在。因此本文有必要进一步讨论这一问题。另外,串行序列检测电路设计作为数字电子技术的一个经典实例,欠缺一定的基础知识,比如串行通信的概念、异步串行通信帧格式概念、串行通信的检测和同步问题等。作者在教学中,首先让学生查找资料熟悉上述基本概念,然后设计串行序列检测电路,掌握上述基本概念后,个别同学自己就会发现以往教材中设计存在的问题。这种教学方式执行多年,效果很好。

一、传统串行序列检测电路仿真

大多数数字电子技术教材都是设计了110或111的串行序列检测电路,多数教材中得到的111序列检测电路(要求检测到连续的3个1时输出Z=1)如图1(a)所示,利用MaxplusⅡ仿真的结果如图1(b)所示。图1(b)中箭头表示在CP的上沿检测串行输入X,检测到第一个有效的1时进入01,检测到第二个有效的1时进入11状态,此时输出Z在检测到连续两个1时输出变量Z就1,显然与设计命题要求不符。其他序列的检测也有类似情况,即不是在有效的检测时刻输出1。

二、改进的串行序列电路设计方法

参考文献[3]中提出了这一问题的解决方案,分别给出了Mealy型和Moore型状态图,这样可以得到正确的设计电路。但这种方法的状态图与传统时序逻辑电路状态图不一致。传统状态图是反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的一种图形,在状态转换图中以圆圈及圈内的字母或数字表示电路的各个状态,以箭头表示状态转换的方向,相应输入/输出标注在转换箭头上,图2给出了传统的两状态变量的部分状态图。本文根据串行序列检测的特点,即输出是由检测状态S确定的,当检测到有效序列,无论下一个串行输入X为0还是为1,都输出1。则可以将状态图表示为如图3所示的传统形式,进行可重叠序列检测,图4是医电93班吴鹏同学按照改进方法设计的111序列检测电路及仿真结果,由图4(b)可见,只要检测到有效数据串就输出1,结论完全正确。

三、实例安排顺序和教学方式的改变

这一实例所有教材都是安排在基于触发器的时序电路设计部分,因此限制了学生的思路。最近几个学期在时序逻辑电路分析、设计、寄存器等所有知识介绍完之后,让学生开始查串行通信资料、做序列检测电路设计、仿真验证电路功能,并做PPT在课堂上介绍。多数学生对串行通信概念、帧格式、波特率、帧同步等问题都介绍的比较清楚,个别同学对序列检测电路还设计了几种方案,其中包括了参考文献[1]中提到的用移位寄存器、输出与检测时刻同步等方法,拓展了学生的思路,部分学生对设计的电路进行了仿真和分析。这种方式激发了学生学习数字电子技术的热情,对数字电子技术设计产生了浓厚的兴趣。因此,建议各教材在补充相关基础知识的同时,将这一实例放在时序逻辑电路一章的最后,由学生根据自己所学知识进行设计。

通过以上分析可见,即使再多教材使用了再久的实例,也需要进行实践检验;建议教材中基于触发器的时序电路设计步骤中,应该增加“电路功能验证”一步,如果有这一步,就可以避免之前教材所设计电路存在的问题。

参考文献:

[1]宁改娣,杨栓科.串行序列检测同步时序电路设计探讨[C].全国高校电子经验交流会论文集,2003.

[2]陈文楷等.讨论式教学方法如何引入课堂[C].全国高等学校电子技术教学研究会年会,2005.

[3]张克农,宁改娣.数字电子技术基础(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

数字电路论文范文第9篇

关键词:数模结合 综合性实验 数控风扇 数字温度计

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(b)-0090-02

数字电路课程和模拟电路课程是电子学领域的两门非常重要的专业基础课程,实验对于学生理解这两门课程的理论知识及进行创新应用来说是至关重要的。为了实现“以学科知识为基础,以综合应用为核心,以培养创造性思维为重点”的培养目标,近年来,深圳大学信息工程学院将数字电路和模拟电路教学都放在了大学二年级上学期开展,同时将数字电路实验室和模拟电路实验室合并,成立了数模复用实验室,为学生加深电子学领域的理论认识,培养学生的综合动手能力建立了一个良好的学习环境和氛围。相应的,这两门课程的实验内容也进行了改进,增加了数模结合的综合性实验项目。本文以数控迷你小风扇和数字温度计为例,具体阐述数模复用实验室综合设计性实验项目的实现过程。

1 数模结合的综合性实验设计原则

传统的数字电路实验和模拟电路实验的开展一般都是以特定的目的、孤立的功能单元而开设。数字电路的实验包括各种常用芯片的功能测试及简单应用,不涉及任何模拟电路部分;模拟电路实验包括分立元件(三极管)放大电路和集成运算放大电路的性能及简单运用,不涉及任何数字电路部分。这种传统的实验设计方案存在以下两大问题:一是实验的目的一般都是理论知识的实验验证,缺少对学生兴趣的考虑,不能激发学生的自主创新能力;二是数字电路实验与模拟电路实验“各自为政”,致使学生在完成实验后感到知识不连贯,不能综合理解和运用数字电路和模拟电路的知识体系,以至于很难达到融会贯通,学以致用的目的。

基于以上问题,数模综合实验设计原则主要体现在以下两个方面:一是兴趣主动性;二是数模综合性。古代教育家孔子曾说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。培养学生对课程的兴趣主动性,使学生愿意开始干,愿意投入干,干完后有成就感,就能起到事半功倍的教学效果。在兴趣的驱动下,学生对完成实验的主动性更强,对所学数字电路理论知识和模拟电路理论知识的融会贯通性就会更好,从而能够保证综合设计性实验能够达到最初的实验设计目的,即加深学生的理论认识,提高学生的实践动手能力,为学生创新能力的培养打下基础。

体现数模综合性设计原则的实验应包括数字电路部分、模拟电路部分、以及数模(模数)转换电路部分。一般有两种形式,如图1、图2所示。在数模转换(DAC)综合实验中,通过输入数字控制信号,如调节风扇遥控器,该信号经过数模转换电路,转换成模拟信号,一般的数模转换电路输出的模拟信号都比较微弱,无法驱动外部执行装置,因此,该微弱信号需要再通过模拟放大电路,进行电流或者电压等功率放大,最终驱动模拟执行系统,如调节风扇转速等。在模数转换(ADC)综合实验中,通过采集外界环境中的模拟信号信息,如风扇转速等,一般,传感器采集到的信号比较微弱,需要通过模拟放大电路进行放大,再经过模数转换,最终将该信号进行数字显示。模拟放大电路不仅能放大模拟信号,还能够减小模数转换电路部分的转换误差,从而更精确的进行数字显示。

2 实验项目数控迷你小风扇的设计

风扇在现实生活中普遍使用,学生对这个项目不会产生陌生感,而且该项目具有很大实用性,容易学生的兴趣和主动性。本项目的设计要求是:设计并制作一个数控迷你小风扇,风扇的转速控制通过数字输入。电路设计框图如图3所示。参考电路设计如图4所示。大二学生还没有接触过键盘输入控制电路,因此,本项目采用自锁式开关这种简单的器件进行数字输入控制。例如,希望转速能够达到100转/分,就可以利用8个自锁式开关输入“01100100”,开为“1”,关为“0”。数模转换电路应用DAC0832数模转换芯片:根据输入的八位二进制,输出该二进制所代表的电流值。框图中的驱动部分对应电路设计中的一个射极跟随器,输入微电流控制发射极输出电压,在发射极端接负载小风扇,驱动其运转。三极管可以采用最普通的9013。

3 实验项目数字温度计的设计

温度计在日常生活中也很多见。本项目的设计要求是设计并制作一个数字温度计。为了保护大二学生的实验积极性,不让他们产生畏难情绪,测量温度范围定位20~29摄氏度。设计框图如图5所示。十进制的“2”为固定数字,学生只要设计并实现温度个位数的显示即可,参考电路设计如图6所示。温度传感器LM35可以探测周围环境温度从而输出不同电压,输出的电压值随温度的变化呈线性变化,例如,20摄氏度,LM35输出0.20 V,25摄氏度,LM35输出0.25 V。LM741运算放大器电路部分虽然没有电压放大,但是增加了电路的带载能力,增强了模数转换部分的输入稳定性。ADC 0809模数转换芯片根据输入的电压值,输出代表其电压值的八位二进制。74LS573锁存器:OE脚为使能端,LE为锁存端,当LE为1时,D端的数据输出到O端,当LE为0时,D端的数据无法输出到O端,O端输出上一个状态的数据。74LS283全加器对输入的四位二进制数进行加减法,实现转码功能。74LS48根据输入的四位二进制数驱动数码管,显示相应数字(0~9)。

4 结语

数模结合的综合性实验可以促进学生电路领域的理论认识,提高学生的实践动手能力,为学生创新能力的培养打下基础。本文作者所在的深圳大学信息工程学院将数电、模电实验室合并,成立了数模复用实验室,为数模综合性实验开展提供了良好的环境和氛围。本文提出了数模综合性实验的设计原则,并提供了实际实验教学的两个项目供兄弟院校电学实验室参考,希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1] 周静,刘杰.数模、模数转换电路的综合实验研究[J].安庆师范学院学报:自然科学版,2010,16(3):115-118.

[2] 陈林,潘旭,陈乔,等.虚拟仪器技术在电子技术课程设计中的应用[J].实验技术与管理,2011,28(8):83-86.

[3] 王美玲,付佳,肖煊.创新型实验项目 ―― 数字温度计的设计[J].实验室研究与探索,2010,29(9):125-127.

数字电路论文范文第10篇

关键词:数字电子技术;逻辑电路;实践教学;软件仿真

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

“数字电子技术”是计算机专业学生必修的一门专业基础课。本课程的主要目的是使学生掌握数字系统分析和设计的基本知识与原理,熟悉各种不同规模的逻辑器件,掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法,为数字计算机和其他数字系统的硬件分析与设计奠定坚实的基础。

为了使学生能够真正将课本上的理论知识与实际的数字电子技术电路融会贯通,我校“数字电子技术”课程组授课教师在课堂教学的基础上,精心组织、设计该课程的相关实验,让实践教学环节成为理论教学的有力支撑,使学生更好地将理论与实际结合,高效率地吸取本学科的前沿知识。

2实验教学现状

数字电子技术主要包括小、中和大规模数字电路的分析与设计、可编程逻辑器件和现场可编程门阵列器件、数字系统分析与设计。其教学侧重整个电路的逻辑功能及其应用。在以往相当长一段时间内,由于不具备支持大规模实验的设备,数字系统仿真软件也不成熟,因此国内大多高校只基于“SD―2型数字电子技术实验设备”开设了传统的中、小规模电路的实验,均未开设体现现代电子技术的中、大规模电路的实验。这导致本课程的理论不能全面与实验交融,更不能体现现代数字电子技术的核心,显然不利于学生接受该门课的知识,也与计算机技术的发展格格不入。

近年来,多功能专用硬件实验设备的投产给“数字电子技术”课程提供了全方面的基础实验平台,使“数字电子技术”大规模硬件实验的开设具备了基本条件。另外,为了让学生掌握EDA核心技术,一种可行的方式是在PC机上利用VHDL实现硬件功能,仿真其工作过程,根据时间波形图分析、改进和完善逻辑电路。这种软件仿真模式为学生掌握现代技术,适应社会需求提供了极大的帮助。

3实验教学目标

对逻辑变量、逻辑运算、逻辑函数、逻辑电路的感性和理性认知,能描述各种逻辑问题,并基于逻辑设计和物理设计的层次给予实现,这是学生在“数字电子技术”课程中必须达到的水平。为此,授课教师在给学生提供理性认知帮助的基础上,必须精心设计配套的实验课程,让学生通过实践环节透彻感性地掌握教学内容,进而掌握数字逻辑电路的设计与实现方法,以及性能分析、评价的手段。

“数字电子技术”实践教学内容的设计是在验证性实验和开放性课程设计并存、“软硬兼施”的模式下实施的,目标是使学生感性地认识、理解数字逻辑的基本概念、并能灵活运用,还能掌握先进的数字电子技术,实现复杂数字电路的分析和设计。

4实验教学内容

为了使学生全面地了解和掌握数字电子技术,在具体实践中加深对所学理论知识的理解,针对“数字电子技术”课程教学中的重点难点,我们安排了两类实验:基于硬件的验证性实验和基于软件仿真的实验。

4.1硬件实验

硬件实验采用了浙江大学方圆科技有限公司开发生产的“SD-2型数字电子技术教学实验系统”实验箱作为实验平台,用来达到验证性实验的目的。本课程选择开设如下硬件实验。

① 集成逻辑门的测试

实验目的:掌握TTL集成与非门逻辑功能的测试方法;了解TTL与非门主要参数的意义及其测试方法;学习用与非门实现其他逻辑门的逻辑功能。

在这个实验中,要求学生74LS00芯片完成TTL与非门的逻辑功能,高低电压等测试,以及实现与、或、非、异或等逻辑关系,达到感性理解逻辑变量、逻辑运算的目的。

② 利用SSI设计组合逻辑电路

实验目的:掌握用SSI器件设计组合逻辑电路的基本方法;学习用给定的SSI器件设计组合逻辑电路。

在这个实验中,要求学生利用74LS10等小规模芯片实现一个保密电子锁、产品质检器和一个灯控电路,达到掌握小规模组合逻辑设计的能力。

③ 利用MSI设计组合逻辑电路

实验目的:掌握用MSI器件设计组合逻辑电路的基本方法;学习用给定的MSI器件设计组合逻辑电路。

在这个实验中,要求学生利用74LS138、74LS151和74LS283等中规模芯片实现一个数字判断电路、多功能组合逻辑电路和一个代码转换器,达到掌握中规模逻辑设计的能力。

4.2软件仿真实验

如前所述,数字电子技术的硬件实验只能提供中、小规模电路的设计,而且实用数字逻辑器件的电路一般较复杂,连线繁多,学生在实验中极易出错,且难以及时查错,导致实验效率不高,同时无法实现大规模电路的设计,也不能为学生提供掌握现代数字系统设计技术的条件。为此,我们在硬件实验的基础上采用MAX+PLUSⅡ在PC上进行仿真,实现各种规模的数字电路和简易系统。这既能开拓学生的创新设计能力,又方便可行。具体开设的实验分别在验证性实验的后阶段和开放性课程设计阶段完成,具体来说以下实验①②为实验内容,③④⑤为课程设计内容。

① 移位寄存器

实验目的:掌握软件MAX+PLUSⅡ的安装方法;掌握软件的初步使用方法;掌握原理图输入方法;熟悉FPGA设计流程和相关步骤的主要命令;掌握移位寄存器的逻辑功能及其测试方法;学习移位寄存器的应用。

在这个实验中,要求学生在PC机上用MAX+PLUSⅡ验证74LS194芯片的功能,并用来实现环行脉冲分配器、分频器,达到熟练运用MAX+PLUSⅡ的水平。

② 计数译码显示电路

实验目的:进一步熟悉软件的使用和原理图输入法FPGA设计流程;掌握层次设计方法;掌握中规模TTL集成计数器74LS161的逻辑功能及其应用;学习使用74LS48BCD―7段译码/驱动器和共阴极七段显示器;学习设计计数译码显示电路,并了解其计数、译码显示过程。

在这个实验中,要求学生用层次设计方法,先用74LS00、74LS161和74LS48等芯片实现模10的计数器,再级联扩展成模100的计数器,并用十进制显示,达到能设计中规模时序电路的能力。

③ 数字电子钟的设计

实验目的:熟悉使用VHDL文本输入法设计PLD芯片的流程;学习数字电子钟的秒信号源及秒、分、时、星期计时器的设计;学习秒、分、时、及星期译码,显示电路的设计;掌握对波形图的量化分析方法以及调试技术,提高设计能力。

在这个课程设计实践中,让学生主动学习,开拓创新,在老师的指导下掌握方便的VHDL文本设计方法。

④ 控制器的设计

实验目的:掌握控制器的ASM图描述方法;熟练掌握控制器VHDL文件的建立。

在这个课程设计实践中,学生可以利用各种资料学习现成的程序代码,并加以改进后实现自己确定的控制功能,实现大规模集成电路的设计,达到训练学生收集资料和合理运用资料的能力。

⑤ 十字路通管理器

实验目的:进一步掌握ASM图的应用;编写十字路通管理器的VHDL文件;深入理解层次化描述的基本要领;进一步掌握对时间波形图的量化分析方法。

以上课程设计内容只是学生在选题时的一个启发,抛砖引玉,学生还可以自由发挥,结合实际应用和自己的兴趣确定很多实用有效的选题,并完成相应的任务。

5实验教学效果

实践教学环节的实施表明,“数字电子技术”实验课程很受学生欢迎。以上硬软两部分实验将传统简单的数字电子方法和现代先进的数字电子技术有机地结合起来,让学生既深入理解了成熟的理论,又掌握了现代化数字电路的开发技术。特别是基于软件仿真的课程设计,调动学生的自主创新激情,学生将抽象的理论与实际相结合,对书本的理论知识有了更深入、更具体的认识,并掌握了量化分析方法,最后达到从数字逻辑部件整体功能的角度来研究、评价数字系统的目的,这使得学生在学好“数字电子技术”专业基础课后,为后续的课程学习打下坚实的基础。

 本门课程的实践教学从06级学生开始改革实施。06级学生在“数字电子技术”的实践教学环节中表现出强烈的兴趣和积极性,他们按照要求很好地完成了每一个实验。在调查问卷中,学生们对于“数字电子技术”课程的实践教学给予了高度认可。

调查问卷中也体现出学生对软件仿真实验的兴趣和收获大于硬件实验。经分析,原因在于硬件实验平台对实验内容有一定的局限,没有软件仿真实验那么充分的设计和创新空间,也不如仿真实验那么灵活方便。

6结束语

我校“数字电子技术”课程组在教学中,本着理论结合实践的宗旨,突破传统数字电子技术实验平台的局限,

开设各类规模电路的设计,软硬兼施,提供可行的实验环境,设计可操作的实验内容。实施效果表明它很好地支撑了理论教学,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力,开拓了学生的创新思维。

下一步我们将着重研究和设计如何把模拟仿真正确的代码、文档下载到CPLD,使其更有设计性和创新性,为“数字电子技术”课程的教学构建更有利的实验平台。

参考文献:

[1] 欧阳星明. 数字逻辑(第二版)[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2005.

[2] 汪国强. EDA技术与应用(第二版)[M]. 北京:电子工业出版社,2007.

数字电路论文范文第11篇

中图分类号:G64 文献标识码:A

关键词:数字电路;课程建设;EDA;新体系

文章编号:1672-5913(2007)16-0035-03

1引言

电子技术的发展使与之对应的基础课程的教学内容也不断地发生变化。教学应领先于应用,而不能落后于应用,这是我们教育研究的动力。数字电路的教学内容的改革,也同样伴随着当今的电子科学和电子工业发展而发展。课程的内容体系,研究的范围与方法,学科的内在理论体系与应用型人才培养的大众化教育要求等,都大大促进了课程的体系和内容的改革。但就目前的数字电路这样一门专业基础课课程内容的设置问题,如何构建出适合我国国情和与当今科学技术对应的数字电路课程体系,仍要不断探索。本文通过对这门专业基础课的发展过程的回顾,分析近年来众多的教学改革的现状,就合理设置数字电路课程内容进行了一些探讨。

2发展与现状

数字电路的发展是从开关逻辑电路开始的,人们在厂家控制电路中的继电器和开关构成的电路与信号,创建了开关电路理论与脉冲技术。在20世纪60年代这一门技术由于电子元件替代了机械开关元件,使之逐渐成为电子技术的基本内容,得到研究和发展。随着半导体元件的快速发展,电子技术把研究信号的连续性和离散性的研究理论体系和研究方法进行了分类,形成了以数字逻辑代数和离散数学为基本理论的数字电路。最早期以晶体管脉冲技术为核心的数字电路课程,研究的方法与模拟电路的晶体管电路研究方法基本相同。

随着数字技术主要研究逻辑和算术运算、时间控制和计时等方面的应用,集成电路技术在数字逻辑电路的应用,出现了中小规模的数字逻辑电路标准器件。这时的数字电路研究的基本理论并没有新的发展,但研究的方法则是以标准逻辑电路的选用为基础的数字电路的分析与设计方法。

由于计算机应用于电子线路的辅助设计,超大规模的数字集成元件的分析与设计方法,成为新的数字电路的研究方向。EDA的工具软件与PLD元件的结合,使得数字电路的研究方法发生了新的变化。那种以中规模标准逻辑电路为基本单元的,自下而上的数字电路系统的研究与分析设计方法,已不适应当前的数字系统的集成电路设计要求。利用HDL语言为基础的自上而下的数字电路系统设计方法得到各种EDA软件的支持,使得数字电路研究方法出现了新的飞跃。

大量的学者与教育工作者认识到,以HDL为描述语言的数字电路设计方法将成为现代数字电路研究的发展方向。与之对应的研究成果把数字电路分为二层进行教学,数字电路基础和数字电路系统设计自动化。作为基础课,是为了深入学习后续课程来准备基本的理论知识和基本的研究与设计方法等技术基础。原有的自下而上的数字电路的课程中,增加了HDL语言的电路描述部分内容,保持原有的课程体系不变。随着EDA技术在数字电路的研究、分析和设计上的应用,数字电路系统设计自动化成为第二层面的教学内容。之所以称之为第二层面,对于数字电路而言,研究内容大致一样,研究方法上不在同一层面之上。一个是以逻辑单元为基本研究对象,对数字电路系统设计是自下而上的,另一个是直接以系统为对象,用HDL语言描述,在EDA软件平台上,自上而下的逐步综合实现的。

3新体系的设想

把EDA作为数字电路的主体分析设计工具。在教学内容上确立其中心位置。以单元电路学习形成的基本概念为基础,以自上而下的电路系统设计方案为思路,以HDL语言为描述方法,构建的教学内容新体系。

改革原有的以逻辑代数为基础的思路,把逻辑代数与HDL语言并行为基础。改革由单元电路开始自下而上的知识构建思路,变为引入EDA软件的工具学习为开始的自上而下的知识构建思路。

4新体系建立的基本思路

数字电子技术在数字集成电路集成度越来越高的情况下,开发数字系统的实用方法和用来实现这些方法的工具已经发生了变化。特别是可编程逻辑器件的大量应用,使原来中小规模的标准器件在应用系统的设计中应用减少。

尽管传统的基本单元电路对于理解数字系统基本构成模块的工作原理具有重要意义,但是必须认识到电子技术的新进展使系统和数字逻辑电路的工作过程出现了新的描述方法。未来的数字系统设计,对描述方法的理解可能比具体的硬件结构更加重要。

从数字电路课程的性质,专业基础课看。如果这个基础工业的应用范围变了,中规模的标准逻辑器件相对应的研究方法,占实际应用的比例少到一定程度,而取而代之的现代电子技术的研究方法应该定位成课程的基础。

从旧体系中的课程目的是针对从晶体管电路发展而来的研究方法与学习内容,在中规模电路中进行了改革与发展。引进HDL语言的描述,使研究的层面从单元电路发展为系统级的层次。

旧的数字系统是在手工设计流程,一般都是先按电子系统的具体功能要求进行功能划分,然后对每个电路模块画出真值表,用卡诺图进行手工逻辑化简,写出逻辑表达式,得到相应的逻辑线路图。再进行单元器件的选择,设计电路板,最后进行实测与调试。而复杂电路的设计、调试十分困难,无法仿真在设计中存在问题,查找和修改十分不便,只有在设计出样机后才能进行实测,设计周期长。

新的数字系统是在EDA中使用HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述,到具体的内部线路结构描述,从而使设计的各个阶段,各个层次在EDA软件环境中模拟验证,保证其正确性,周期短。由于逻辑设计仿真测试技术是EDA的突出功能,形成的现代电子设计技术的重要特征。适应了大规模的系统级电子设计的自动化程度。

对于知识构建的认识。可以从实际的需求,即专业人才应具备的素质和能力。在构成这样的素质和能力的知识体系,确定应具有理论的系统性和完整性去构建课程的内容。

从大众教育与精英教育关系上看,原有的教材所形成的课程内容,是以理论研究为目的的课程体系。不适应现在的学习群体的实际应用能力培养的需要,所以课程的内容要从研究型的专门人才,向应用型的技术人才相适应。其内容处理的方向是注重民应用为目的的“必须”与“够用”为度。

因为新的课程内容所提出的结构体系,更加符合大众教育的特点,和人们认识规律,将大大降低学习难度。

传统的数字电路教学内容中的课堂与实践的关系。是以课堂教学内容为主,实验只是为了验证课堂教学,而采用EDA为中心的数字电路教学内容的课堂与实践是同步进行了。因为这种教学与实验是一个整体的EDA软件,课堂的演示就可以解决验证的问题,学生在EDA软件的环境之下,可能随时随地在计算机上进行实验研究。

数字电路论文范文第12篇

关键词:Multisim; 序列信号发生器;教学;仿真

中图分类号:TN794文献标识码:A文章编号:1005-3824(2014)03-0062-03

0引言

数字电路是通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术等专业的一门重要专业基础课程。随着电子技术的快速发展,对数字电路的教学也提出了越来越高的要求,而数字电路本身又是一门理论性和实践性都极强的课程[1]。学生对该课程的理解掌握程度直接影响到后续课程的学习。传统的理论教学方法主要在课堂上进行,由于不能搭建具体的电路进行动态演示,遇到一些功能原理复杂的电路,学生对其理解掌握就显得力不从心了,慢慢地就会失去学习的兴趣。作者所在的学校是一个三本院校,相对于一本、二本的学生,三本院校的学生基础较差,而且学习的主动性也较差。针对上述问题,如何改进教学方法,提高教学质量、激发学生的学习兴趣,成为教师亟待解决的问题[2]。

近些年来,随着计算机仿真技术的进步,电子设计自动化已成为数字电路分析和设计的重要工具。其中Multisim仿真软件以其形象直观、简单易学的特点,尤为适用于数字电路教学。它的引入让传统教学中学生只能想象的东西变得形象直观。这样既能让学生容易理解掌握,又能激发学生的学习兴趣。还能让学生有意识地亲自动手学会一种仿真工具,从而提高其创新能力和实践能力[3]。

1Multisim简介

Multisim 是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为平台的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的仿真设计。它包含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。可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真分析[4]。目前为止,Multisim已经推出了多种版本,本文以最新版本Multisim 13仿真软件结合课堂实例进行仿真演示。

1.1Multisim13主要特点

1) 直观的图形界面。整个操作界面就像一个电子实验台,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放到屏幕上,点击鼠标可用导线将它们连接起来,可以灵活、直观地创建和修改电路。

2)丰富的元器件。它提供了超过17000多种元件,同时能方便地对元件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)强大的仿真能力。支持模拟电路、数字电路、数模混合电路以及射频电路的设计仿真,支持汇编语言和C语言,使得虚拟仿真显得更加灵活[5]。

4)丰富的测试仪器。该软件提供了22种虚拟仪器进行电路动作的测量:如Multimeter(万用表),Function Generatoer(函数信号发生器),Oscilloscope(示波器) ,Bode Plotter(波特仪),Logic Converter(逻辑转换仪)等,这些仪器的设置和使用与真实的一样,可以动态交互显示。除了Multisim提供的默认的仪器外,还可以创建LabVIEW的自定义仪器,使得图形环境中可以灵活地测试、测量及控制应用程序的仪器。

1.2Multisim在理论教学中的应用

这里通过序列信号发生器的例子说明Multisim在数字电路理论教学中的应用。从传统的教学结果来看,学生对序列信号发生器的掌握并不理想,对其序列信号产生的方法也理解得不够透彻。

序列信号是指在时钟脉冲作用下产生的一串周期性的二进制信号。序列信号发生器在数字设备中具有重要的作用,它分为2种类型:一种为计数型,它由计数器辅以组合电路组成;另一种为移存型,它由移位寄存器辅以组合电路组成[6]。

下面通过具体实例说明Multisim13在数字电路教学中的应用。

实例1:试设计一个能产生序列信号为0101101的计数型序列信号发生器。

方法1:利用计数器和组合逻辑电路实现序列信号发生器

由状态表可得输出方程。Z=Qn2Qn0。由Multisim13搭建仿真电路,如图1所示。图1中74LS160采用同步置数法构成模7计数,在计数脉冲作用下,其输出Z依次输出0101101。

为了让学生能直观地看到输出是0还是1,这里用探针指示0或1,亮为1,灭为0(下同)。仿真结果与理论分析一致。

图174LS160构成序列发生器仿真图(一)方法2:利用计数器和数据选择器来实现序列信号发生器

原理是利用计数器(74LS160)的输出作为8选1数据选择器(74LS151)的地址变量控制端,将要产生的序列依次接入74LS151的7个数据输入端,在脉冲信号的作用下,74LS151依次输出0101101。仿真电路如图2所示,仿真结果也与理论分析相符。

图274LS160构成序列发生器仿真图(二)实例2:试设计一个能产生序列为00011101的移存型序列信号发生器。

由于该序列长度为8,故考虑采用3位移位寄存器。若选用双向4位移位寄存器74LS194,则仅用其中的3位:Q0,Q1和 Q2。由于该序列最左边3位为000,故电路中必包含一个状态为Q0Q1Q2=000,设为S1,依次右移一位,得到S2=001,S3=011,……,S8=001。由此知该电路具有8个状态,其状态转移表如表2所示,表2中Y表示移位寄存器所需的右移串行输入信号(即DSR)。Q2依次输出所需序列信号00011101。

综合上述2种类型序列信号发生器的仿真演示,既能让学生直观看到仿真过程与结果,又能让学生很清晰地理解掌握以上几个电路的工作原理,并能进一步对所学过的芯片功能加深印象。在不知不觉中,激发了学生的学习兴趣,使学习不再是枯燥乏味的行为。这样长期下去,教学质量将会有很大提高。

2结语

实践表明,将Multisim 13仿真软件用于《数字电路与逻辑设计》理论课程的辅助教学,能把较为复杂难懂的电路设计过程形象直观地展现学生面前,对提高学生的学习兴趣和效果,提高教师的教学质量等方面都有重要意义。同时,促使教师不断地将理论与实践相结合,从而提高老师的教学水平。

参考文献:

[1]刘太刚,韩琳.Multisim在数字电路理论课教学中的应用[J].牡丹江大学学报,2013,22 (7):161162,187.

[2]赵庆.三本院校EDA课程教学方法实践与思考[J].现代商贸工业,2013(7):144145.

[3]卢厚元.multisim11在电子技术教学中的应用[J].十堰职业技术学院学报,2013,26(3) 98101.

[4]黄菊. 基于共发射极电路Multisim仿真教学的好处研究[J].中国电子商务,2013(17):140,142

[5]肖杰,曾玢石,赵晋琴.Multisim在数字电子技术课程教学中的应用[J].当代教育论坛,2011(6):4143.

数字电路论文范文第13篇

关键词:数字逻辑;Multisim12.0软件;仿真

中图分类号:642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0233-02

“数字逻辑”是计算机及电子类专业的一门重要的专业基础课程,其具有很强的理论性和实践性,要求学生通过学习既掌握数字电路分析与设计的理论知识,也能够自己动手设计调试实用的数字电路。在理论教学过程中,教师借助Multisim12.0仿真软件进行数字电路的模拟和演示,对电路的工作过程进行透彻的分析讲解,可以帮助学生深刻理解和掌握理论知识。采用Multisim12.0软件进行仿真实验,为学生提供更加灵活方便的实验环境,使学生能充分发挥想象力,按照自己的想法创建各种电路,摆脱实验箱的束缚。Multisim12.0软件的使用使得数字逻辑理论课的教学更加生动活泼,实验操作更加灵活方便,提高学生的学习兴趣和学习效率,同时也能够培养学生的自学能力和创新能力的[1]。

一、Multisim 12.0软件的特点

Multisim12.0是一个集电路原理图设计和电路功能测试为一体的虚拟仿真软件,它为数字电路仿真提供了丰富的元器件模型,如时钟信号、各类门电路、各种集成组合逻辑器件、时序逻辑器件等,同时提供了种类齐全的虚拟仪器,如函数信号发生器、示波器、数字万用表、逻辑分析仪、逻辑转换仪和直流电源等。Multisim12.0仿真软件具有详细的电路分析功能,可以设计、测试和演示各种电子电路,它将原理图的创建、电路的测试分析、结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中,具有和真实环境一致的可视化界面,整个操作界面就像一个实验工作台,与实物操作几乎相同[2]。

二、Multisim12.0应用于“数字逻辑”课堂教学

在“数字逻辑”课程的课堂教学中,对于数字电路分析与设计的理论知识很多学生会觉得枯燥且难以理解,借助Multisim12.0仿真软件进行数字电路的模拟和演示,可以直观地显示电路的功能和波形,把理论知识和电路运行结果加以对照、分析,可以提高课堂教学效率。同时还可以提出问题进行课堂讨论,活跃气氛,激发学生学习兴趣。

在讲解用逻辑门设计小规模组合电路时,一般是按照逻辑功能分析、真值表、表达式和逻辑图的顺序设计电路,然后举例讲解。以一个三人表决电路设计为例,假设用A,B,C分别表示三个输入变量,同意用1表示,不同意用0表示,F表示结果,通过用1表示,不通过用0表示。通过列真值表、表达式和化简等步骤得到输出表达式F(A,B,C)=AB+BC+AC,若用与非门实现,则F(A,B,C)=,可以画出相应的逻辑图。如果教师仅仅在黑板上或者多媒体课件中画出逻辑图,相当于纸上谈兵,学生可能只能被动地接受这种解题方法,甚至是死记硬背设计步骤,很难留下深刻的印象。可以在multisim12.0仿真软件中绘制出电路原理图,将输入端分别连接3个开关用于输入高低电平信号,输出端连接一个发光二极管用于显示结果。通过切换开关状态,按照真值表的顺序改变输入高低电平信号,观察发光二极管亮、熄的规律,直观形象地演示电路工作结果,之前讲解的设计方法便很容易得到学生的认可。同时还可以利用仿真软件中的逻辑转换仪得到组合逻辑电路的真值表,快速判断电路的正确性。

此外,还可以讨论一下如果用其他类型的逻辑门实现该逻辑功能电路,比如与门和或门或者或非门,又该如何将表达式变形?如何绘制电路原理图?能不能达到同样的效果?学生在课堂上都会积极参与讨论,课后也会迫不及待地去利用Multisim12.0软件进行验证。同时,鼓励同学们联系生活实际用数字电路制作一些小发明,充分发挥自己的想象力,大胆创新,并利用Multisim12.0软件实现和验证自己的一些想法。

三、Multisim12.0应用于“数字逻辑”实验教学

“数字逻辑”课程实验中传统实验项目一般利用面包板及用中小规模芯片完成电路设计,适于以验证性实验为主的一些中小规模电路的构建与测试,对于一些比较复杂的设计性和综合性实验则比较费时,如数字钟、抢答器、交通灯控制器、密码锁等。而且在实验过程中常常因一根导线连接错误、一个连接点接触不良,致使实验受阻,甚至无法完成,影响学生的实验兴趣。利用Multisim12.O可以实现数字电路设计虚拟仿真实验,修改调试方便。学生可以随时在任意装有该软件的计算机上进行实验设计和测试,充分调动了学生的学习积极性和主动性,取得较好的实验效果[3]。

在时序电路设计中有一个实验项目是数字秒表电路设计,这是一个综合性的实验,理论分析可知,整个电路由秒脉冲产生电路,计数电路和译码显示电路三部分组成。第一步用555定时器和电阻电容构成多谐振荡器,由公式T=0.7(R1+2R2)计算求得适当的电阻值,使得输出波形频率为1kHz,利用3片74LS90芯片级联构成1000倍分频器将多谐振荡器输出信号进行分频,从而得到秒脉冲信号。虽然可以通过理论计算得到电阻值,但是要想调试出精确的秒脉冲信号,需要在电路搭建好之后利用示波器或逻辑分析仪等仪器观察输出波形,测量输出频率或周期,根据实际情况调整电阻值。第二步选择两片74LS161芯片实现60进制计数电路。74LS161芯片为16进制计数器,利用清零法分别实现6进制和10进制计数器,然后用乘数法实现610进制计数器。将第一步调试好的秒脉冲信号作为输入计数脉冲,计数器的输出可以连接8个发光二极管,运行过程中通过观察发光二极管的亮熄规律判断电路输出是否满足要求,也可以通过逻辑分析仪观察计数器输出的8路波形判断结果的正确性。第三步采用两个共阴极七段数码管进行秒表显示,由两片74LS48芯片作为七段字型译码器,将第二步中两个计数器的输出信号分别送译码器,两个译码器的输出分别连接两个七段数码管,通过译码器译码和驱动七段数码管显示相应的数字。

由设计步骤可知,整个数字秒表电路的设计制作需要用到10个以上的集成芯片,电路连线多且复杂,调试过程需要调整电阻值,需要用到电源、示波器和逻辑分析仪等设备。如果采用传统的硬件实验方法,学生需要事先查找大量资料,画出粗略的硬件电路图,准备所需芯片和足够的导线,然后在面包板或者实验箱上直接搭建硬件实物电路,借助实验仪器观察结果。由于实验室只能提供有限的元器件和示波器、万用表等仪器,若所选用芯片不合适,或者电路设计本身就存在问题,或者哪个芯片有问题,又或者哪一根线不通,有时候很难检查出具体问题,即便检查出来又可能要重新设计电路,在四个学时内实验很难完成。不少学生往往会为了完成任务直接照搬其他同学的电路或者要求老师直接给出可行的电路图,然后只是机械按照硬件电路图连线。连线完成后如果发现电路不能正常工作,也只是简单地直接拆除和重新连线,因为不理解电路工作原理,根本就不会分析问题解决问题,整个实验过程就变成了重复地拆线和连线的简单劳动。大多这样的学生即便实验做完了,可电路工作原理却完全不懂,根本达不到通过设计性实验锻炼学生实际动手能力、培养分析问题和解决问题能力的目的[4]。

相反,如果使用仿真软件,学生在了解基本原理后就可以在仿真软件平台上选择元器件直接搭建电路,可以任意选择芯片而不必理会材料消耗、可以放心大胆地连接电路而不用担心电路连接错误而造成器件损坏的问题。仿真软件中提供的电源、函数发生器、示波器和逻辑分析仪等可以任意选取使用,这样就可以留出更多的时间去理解电路工作原理,分析问题和调试电路。比如在秒表电路设计制作过程中,可以任意调整电阻值,借助仿真软件提供的示波器调试出精确的秒脉冲信号;可根据个人喜好选择各种型号的计数器芯片设计分频器和60进制计数器;也可以采用共阳极数码管和相应的译码器设计显示电路。

通过软件仿真实验,选择符合要求的元器件,设计出满意的电路,然后在实验箱或面包板上搭建硬件实物电路,通过实物电路验证实验结果,可以保证实验结果的正确性,大大提高实验教学的效率。利用仿真软件的另一个好处是学生可以大胆地发挥自己的想象,尝试各种设计方案,有效激发学生的实验热情和培养创新能力。

四、结论

在课堂教学中借助Multisim12.0仿真软件进行电路演示,验证理论的正确性和可行性,使得数字逻辑理论课的教学更加生动活泼。在实验教学中利用Multisim12.0仿真软件进行仿真实验,使得实验操作更加灵活方便,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的自学能力和创新能力[5]。因此,有效利用Multisim12.0仿真软件能够对数字逻辑课程教学起到积极作用。

参考文献:

[1]徐银霞.“数字逻辑”课程教学方法探讨[J].中国电力教育,2013,(28):104-105.

[2]黄智伟.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京:电子工业出版社,2011.

[3]康华光.电子技术基础(数字部分)[M].第5版.北京:高等教育出版社,2006.

数字电路论文范文第14篇

关键词:数字电子技术;EDA技术;结合;仿真

中图分类号:TP331.2文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)20-120-03

Discussion on Combination of Digital Electronic Technique and EDA Technique

CAO Lijie,LI Songsong

(Dalian Fisheries University,Dalian,116023,China)

Abstract:Because of research on the combination of "Digital Electronic Technique"and "EDA Technique" is shortage,advantages of the combination between them are mon EDA software Max+Plus Ⅱ is introduced,and advantages of the combination of digital electronic technique and EDA technique are analyzed with examples and simulation.From the analysis,it is clearly that the combination of two classes has advantages such as:realization of hardware design with software,analysis ofthe circuit condition,realization of the "open" digital circuit laboratory.Through the combination of two classes,teachers can explain the theory clearly,students have more chance to examine circuit.It has positive effect in teaching and learning.

Keywords:digital electronic technique;EDA technique;combination;simulation

在信息社会中,数字化是电子产业发展的必然趋势,因此在电子信息及相关专业的教学中也越来越看重数字技术,数字电子技术作为数字技术中一门极其重要的学科基础课在本科教学中很受重视。EDA(Electronic Design Automation)技术作为数字电子技术的延伸,已经引入到电子信息类本科教学中[1-3]。目前,单独针对数字电子技术课程和EDA课程的教学改革比较多,但是对于将两门课程结合起来有何优势的研究还有待教师探索[4-6]。因此,通过使用常用的EDA工具软件,结合实例,就数字电子技术与EDA技术相结合做一探讨。

1 常用EDA工具软件简介

常用的EDA软件有加拿大IIT公司推出的EWB(Electronics WorkBench),在EWB基础上形成的Multisim以及美国Altera公司开发的Max+Plus Ⅱ [7]。

目前,我校EDA实验室所使用的软件是美国Altera公司开发的Max+Plus Ⅱ,所以本文中的例子都是基于此平台进行的。

Max+Plus Ⅱ(Multiple Array and Programming Logic User System)具有Windows操作系统的程序界面,采用全菜单操作和鼠标操作方式,是一个方便、易学易用、功能全面的EDA工具。Max+Plus Ⅱ支持原理图、VHDL语言和Verilog语言文本文件,以及波形EDIF等格式化的文件作为设计输入[7]。使用Max+Plus Ⅱ进行电路设计的流程简单,经过设计输入、设计编译、设计仿真、下载即可完成。

2 数字电子技术与EDA技术相结合的几点益处

2.1 将数字电子技术中难以实现的硬件设计转换为软件设计

在传统的数字电子技术教学中,讲授组合逻辑电路设计时,首先分析设计要求,按照要求列出真值表;然后进行逻辑函数表达式的化简,得出表达形式最简的输出函数表达式,最后画出逻辑图。当输入变量比较少时,这种方法无疑是简单有效的,但是,当输入变量比较多时,这种方法就显得很吃力。下面以设计8位奇校验电路为例进行说明。

若采用传统的设计方案,首先需要画出8变量真值表,8变量真值表需要28行(即256行),这就非常麻烦,而逻辑函数的化简更是难上加难。如果借助Max+Plus Ⅱ软件,使用VHDL语句,按照8位奇校验逻辑功能,用软件方法来实现硬件设计。8位奇校验电路的VHDL程序如下所示[8]:

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity p_check is

port(a:in std_logic_vector (7 downto 0);

y:out std_logic);

end p_check;

architecture art of p_check is

begin

process(a)

variable tmp:std_logic;

begin

tmp:='1';

for i in 0 to 7 loop

tmp:=tmp xor a(i);

end loop;

y

end process;

end art;

其中:a表示8位输入信号;y表示奇校验输出,通过观察该程序可以发现,程序逻辑性强,简单易读。

对上述程序进行仿真,仿真波形如图1所示。

图1 8位奇校验电路仿真波形

通过观察可以看出,该仿真波形完全符合奇校验逻辑功能。在Max+Plus Ⅱ软件下进行综合,可以得到8位奇校验电路的逻辑符号,当其他的设计工作中需要用到8位奇校验功能时,可以直接调用此元器件,不必重新设计,简化了设计工作。

通过EDA技术实现数字电路设计,可以让学生尝试用软件代替硬件,实现硬件电路软件化。学生应用EDA技术除了可以实现小规模的电子电路设计,还可以通过对CPLD,FPGA编程,设计复杂的电路系统。

数字电路论文范文第15篇

关键词:数字电子技术;课程教学;教学改革

作者简介:陈柳(1979-),女,湖北丹江口人,武汉工程大学电气信息学院电子学教研室,讲师;戴璐平(1969-),女,湖北武汉人,武汉工程大学电气信息学院电子学教研室,讲师。(湖北 武汉 430073)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0096-02

一、“数字电子技术”课程特点

“数字电子技术”课程是电类、信息类等专业学生进入本专业时首先开始学习的一门专业基础必修课程,该课程与后续开设的“微机原理”、“单片机原理”、“EDA技术”等诸多专业课程密切相关,是学生专业素质形成的关键性课程之一,在课程体系设置中有着重要的基础性地位。教学目的是让学生积累丰厚、扎实的数字电子技术基础知识,为后续课程的学习打下良好基础,同时培养学生的自主学习能力和创新能力。近年来,数字电子技术的应用已发展到甚大规模集成电路,随着现代电子技术、计算机技术以及通讯和网络技术的迅速发展,使得课程内容日趋分化,分析方法更加多样,授课内容愈加复杂,目前课程教学正处在优化、调整、整合的时期,涌现了大量的关于教学研究和教学改革的探索文章。

二、教学改革研究现状

根据CNKI数据库的统计数据,从时间分布来看,近十年来,关于“数字电子技术”教学方面的文章数量总体呈逐年上升趋势如图1所示。从文献内容上来看,这些对“数字电子技术”课程教学改革的研究和探索有以理论教学为主的,有侧重实践教学的,也有将理论和实践教学结合的,涉及教学方法、教学设计、教学手段等各个方面,出现了很多卓有成效的教学改革尝试。典型的几个研究方向有:研究性教学在数字电子技术中的应用;[1]EDA软件在“数字电子技术”教学中的应用;[2,3]多媒体辅助教学在“数字电子技术”课程中的应用;[4,5]“数字电子技术”远程网络教学的设计与教学系统开发;[6]理论实践一体化教学模式的探索;[7]数字电子技术双语教学研究;[8]其他,如案例教学、[9]国内外教学比较等。[10]

三、“数字电子技术”教学方法改革探索

在武汉工程大学电子学教研室教学组教师的教学过程中,通过积累多年教学经验,结合对教学理论和教学过程的体会,对电类本科“数字电子技术”课程的教学改革做出以下几点探讨。

1.在教学内容的安排上,以“三基”为核心,重视知识的体系化教学

(1)强调“基本知识、基本方法、基本思想”的“三基”核心,“以不变应万变”的学习思路。由于电子技术的发展日新月异,数字电子电路的构成方式从早期的以逻辑门、触发器为基础,发展到现在以集成电路为基础,其常用分析和设计手段从早期的逻辑表达式、卡诺图等,发展到现在以EDA计算机辅助技术为主流,数字电子技术的知识体系也日益庞大。因此,目前我国高校的“数字电子技术”课程,更严谨一点来说应该称为“数字电子技术基础”,从根本来说讲的是数字电子电路在分析、设计方面的基本知识、基本方法和基本思想。所以在教学中首先要让学生认识到课程的性质和特点,同时让学生知道,电路的具体形式是变化无穷的,但是分析和设计电路所用到的“三基”是始终不变的,这样学生在学习中才能“透过现象看本质”,从千头万绪的知识点中找到最重要的部分,把精华牢牢掌握。

(2)重视知识的体系化教学。“数字电子技术”的知识点很多,学生在初学时往往很难抓住主线,搞清各个知识点之间的关系,容易失去学习的信心和兴趣。因此教师在教学中就要特别重视知识的体系化教学。这种体系化教学的实现可以从以下几个方面入手。首先,在绪论课上,通过对学科发展历史和应用领域的介绍,把教材上的各个章节所讲的内容和作用简略说明一下,使学生在学习具体知识点之前,了解数字电子技术的发展过程、知识构成体系和各种有趣有价值的应用,从而调动学生的学习兴趣,提高学习的积极性。其次,在各个章节讲解过程中,特别是每一章起始和结束时,注意承上启下,将章节内和章节间的内容串联起来,帮助学生理清知识的“点、线、面”。这样,可以帮助学生在整个学习过程中始终保持清醒的头脑。

2.在教学设计上,强调学生的主动学习,引入问题导向型教学,增强学生主观能动性,培养学生的创新意识

问题导向教学与传统的“知识讲授型”教学不同,强调学生为主体,教师只是引导者和组织者。教师通过一定的方式来提出问题,而分析问题和解决问题两个关键环节则由教师引导学生来完成。教师要精心设计导入问题的教学环节,可通过设计实例导入法、设疑导入法、示错法等方式导入需要讲解的问题,激发学生自主学习的欲望和兴趣,然后引导学生分析问题,通过查阅资料、思考、讨论等方式寻求解决问题的方案,之后再结合知识讲解,让学生对相关知识点做到系统化的理解。

例如,在讲述时序逻辑电路设计之前,教师可先在大屏幕上演示知识竞赛抢答现场的录像。然后请学生思考,这种多路抢答电路是如何实现的,需要那几个部分,利用这种生活中熟悉的场景,激发学生的好奇心。让学生通过查阅资料、思考、分析讨论来逐步完成电路的架构和设计。在这样的学习过程中,教师既完成了教学任务,同时激发了学生的好奇心和求知欲,学习的效果大幅提高。

问题导向型的教学模式提倡学生自己思考、自己动手,并且鼓励学生把学习过程从课内延伸到课外,对培养学生的创新思维能力,提高学生的实践能力都有帮助。

3.在教学媒体的运用上,善于运用多媒体和传统教学方式的结合,恰当运用必要的现代教育技术和信息资源

在“数字电子技术”教学中,单纯的传统黑板板书+口头讲解的教学方式有其固有的不足。例如绘制大量图表费时费力、显示内容不变缩放、不利于教学中知识点的前后对比和复习引用、抽象的原理和具体的电路或元器件不易演示等等。此时,多媒体辅助教学就体现出了很大的优势。这里所说的“多媒体”不仅指用电脑PPT课件讲解,还有图片、动画、视频、音频演示、EDA仿真软件的直观演示等等。PPT课件的精心设计,结合各种其他媒体的演示,能有效提高课堂效率和学生学习的兴趣。

例如,针对学生学完了电子技术仍然不认识电子元器件的问题,教师可以将大量各种规格、型号的电子元器件实物图显示给学生,介绍典型器件的结构、功能、应用、当前市场价格等等。多媒体教学不仅方便快速,信息量大,而且会让学生有更直观的认识,能看到所学课程与市场、实践应用的关联,学生的学习兴趣也会大大提高。再如,在讲解编码器74LS148时,教师可以在Multism或Proteus软件界面上直观地演示输入信号和输出代码之间的关系并译码为字符显示出来,甚至还可以让学生自己动手操作,改变电路输入,查看电路输出的变化。一方面可以帮助学生理解芯片的功能,另一方面可以给学生更接近实验环境的演示效果,使学生在后续的实践环节能迅速上手。

实践证明,在“数字电子技术”课程中引入多媒体工具能使教学内容形式丰富、灵活,课堂信息量大,有利于解决“学时短、内容多”的矛盾。但同时也要看到单纯依赖多媒体或多媒体使用不当所带来的问题,例如讲课速度太快,学生跟不上,或者讲课沦为用PPT演示文字和图表的单调过程等等。因此,多媒体在电子技术课程教学中的应用应以人为核心,教师要围绕教学目标地实现,适时合理地选取,扬长避短才是使用好多媒体的关键。例如,一些公式推导或者波形图的绘画,不便用动画分步骤一步步演示的,还是应该使用黑板板书来完成。

在计算机和网络飞速发展的今天,教师要不断学习,跟上潮流,充分利用各种现代教育技术和信息资源,改善教学效果,增强与学生的课内外交流。例如,本校为“数字电子技术”校级精品课程建立了网站,在电子学教学组老师的不断建设与完善下,成为学生课外学习的有效平台。在教学过程中,笔者使用Email、QQ等工具,将课堂课件与学生共享,并开辟了课外答疑和讨论的渠道,受到学生的普遍好评。除此之外,论坛、博客、微博等也是非常有效的知识共享与交流的手段。

4.在各个教学环节中,注重理论与实践有机结合

对于电类和近电类本科专业学生,许多高校的电子技术的理论教学与实践教学是分开进行的。本校与“数字电子技术”有关的实践教学主要包括“电子技术实验”(数字部分)和“数字电子技术”课程设计两门单独设课的课程。但是在以往的教学过程中,有学生反映,理论教学太枯燥,难学懂;实验课机械地完成,搞不清原理。这种情况主要是理论与实践脱节造成的。实际上,“数字电子技术”是一门实践性非常强的课程。在理论教学的过程中,若能结合具体实验案例,则能给予学生感性认识,提高学习兴趣,进而通过理论学习上升到理性认识,再到实践环节中,验证理论,又可促使学生真正理解理论知识,进一步深化理论。

因此,在课堂教学内容的把握上,在强化基本理论的同时,应突出知识的应用,减少对中、小规模器件内部电路的分析,着重对外部逻辑功能的描述、分析和应用,并且把查阅器件手册和阅读技术资料作为学生必须掌握的基本技能。同时在课堂上应注意和实验课的衔接,适当讲解实验课的理论原理,然后在实践教学中让学生体会理论知识,让实践与理论紧密结合。

除了传统习题,适当布置课外实践和仿真作业,鼓励学生进行课外电子小制作,积极参与电子设计相关竞赛,增加动手能力锻炼机会,也能激发学生的学习兴趣和热情。

参考文献:

[1]任希,侯建军,李赵红,等.研究性教学在“数字电子技术”课程中的探索[J].电气电子教学学报,2010,(4):28-29.

[2]戴丽萍.EDA在“数字电子技术”课程教学中的应用[J].高教论坛,2006,(6):92-93.

[3]张钰玲,甘昕艳.Proteus仿真在数字电子技术课程中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2008,(6):530-532.

[4]陈柳,周伟.运用多媒体技术优化《电子技术基础》课堂教学[J].高师理科学刊,2008,(2):74.

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