數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程范文

關(guān)鍵詞：高職 電子設(shè)計(jì) 電子線(xiàn)路CAD技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2011)12-0186-01

對(duì)于高職學(xué)生而言，要學(xué)習(xí)的不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí)，動(dòng)手能力是在學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上更高的一個(gè)層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到電子設(shè)計(jì)等問(wèn)題，因此，在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的時(shí)候需要用到的很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)他們是必須掌握的。而電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應(yīng)用就必不可少了。下面我們將對(duì)電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與探索，說(shuō)明電子線(xiàn)路CAD技術(shù)與電子設(shè)計(jì)的關(guān)系以及在電子設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用。

1、電子線(xiàn)路CAD技術(shù)與電子設(shè)計(jì)的關(guān)系

隨著電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應(yīng)用，電路在設(shè)計(jì)方面也越來(lái)越復(fù)雜與集成化，因此，對(duì)電路的要求也越來(lái)越精密。而為了達(dá)到電路在復(fù)雜與集成化方面的要求，在制作電路的時(shí)候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設(shè)計(jì)的目的了。所以，就產(chǎn)生了現(xiàn)在我們所用到的電子線(xiàn)路CAD技術(shù)。我們?cè)陔娮釉O(shè)計(jì)過(guò)程中利用它就能達(dá)到電路所要求的精密度。

2、電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電子線(xiàn)路CAD技術(shù)是使用當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以加快設(shè)計(jì)進(jìn)程、縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量等。電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要是一下幾個(gè)方面：

2.1 繪制電路圖

在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個(gè)設(shè)計(jì)，還需要有一個(gè)完善的電路來(lái)承載這個(gè)程序，讓它實(shí)現(xiàn)它本該實(shí)現(xiàn)的功能。在電子設(shè)計(jì)中，我們一般運(yùn)用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時(shí)候就會(huì)用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫(kù)，能夠?yàn)槲覀冸娮釉O(shè)計(jì)的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進(jìn)行電子設(shè)計(jì)確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過(guò)程也更為方便。比如：我們?cè)诋?huà)好一個(gè)元器件后，覺(jué)得它應(yīng)該放在其他的位置，則只要將它拖動(dòng)到我們想要放置的位置即可。

2.2 計(jì)算機(jī)仿真

電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)的應(yīng)用過(guò)程中還具備運(yùn)用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達(dá)到了我們所預(yù)期的功能，并且能夠?qū)σ恍?shù)據(jù)進(jìn)行仿真，可進(jìn)一步對(duì)電路進(jìn)行分析。對(duì)于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進(jìn)行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點(diǎn)分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進(jìn)行仿真的時(shí)候，我們首先要進(jìn)行一個(gè)功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達(dá)到了預(yù)期的功能，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真，對(duì)該電路進(jìn)行具體的分析，并改正錯(cuò)誤的地方。在進(jìn)行仿真過(guò)后，分析結(jié)果一般都是以數(shù)值或波形的方式顯示出來(lái)。

2.3 PCB板的設(shè)計(jì)

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進(jìn)行布線(xiàn)后的一種電路板。在進(jìn)行PCB板的設(shè)計(jì)之前，首先要將電路原理圖導(dǎo)入，而導(dǎo)入的電路原理圖必須是通過(guò)仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設(shè)計(jì)者就可以利用PCB板自動(dòng)布線(xiàn)以及手動(dòng)布線(xiàn)的功能對(duì)其進(jìn)行布線(xiàn)。采用該軟件對(duì)電路圖進(jìn)行布線(xiàn)，設(shè)計(jì)者可以先采用自動(dòng)布線(xiàn)功能對(duì)電路進(jìn)行大致的布線(xiàn)，然后用手動(dòng)布線(xiàn)功能對(duì)其進(jìn)行美化。這樣的過(guò)程能夠讓電路的布線(xiàn)更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設(shè)計(jì)好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點(diǎn)擊三維視圖的菜單就可以觀看設(shè)計(jì)電路板的三維視圖。

3、讓學(xué)生更好地掌握電子線(xiàn)路CAD技術(shù)

如上所述，掌握了電子線(xiàn)路CAD技術(shù)對(duì)于學(xué)生而言，可以更好地進(jìn)行電子線(xiàn)路方面的設(shè)計(jì)工作。但在學(xué)習(xí)這一項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍(lán)本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應(yīng)用的例子。學(xué)生學(xué)習(xí)后多呈現(xiàn)一種臨時(shí)性的記憶，即在課程中會(huì)用，考核結(jié)束后在不長(zhǎng)的時(shí)間后就不再掌握的現(xiàn)象。

解決這一問(wèn)題的方法以，通過(guò)實(shí)踐我們認(rèn)為采用類(lèi)似德國(guó)職業(yè)教育所推行的以行動(dòng)為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學(xué)習(xí)CAD技術(shù)時(shí)，先期進(jìn)行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認(rèn)識(shí)，打消畏難的情緒；而后開(kāi)始進(jìn)入各項(xiàng)目的的學(xué)習(xí)實(shí)踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)后應(yīng)從簡(jiǎn)而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)應(yīng)從其中入手。

(3)先規(guī)范后異型：突出異型電路板的設(shè)計(jì)制做，其目的是讓學(xué)生今后在實(shí)際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調(diào)整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點(diǎn)是，對(duì)于各個(gè)CAD制作的電路，不應(yīng)僅停留于電腦的設(shè)計(jì)，在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)讓學(xué)生的設(shè)計(jì)成為成品。這樣可使學(xué)習(xí)更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)到的技術(shù)彌久常新。當(dāng)然，這種做法也會(huì)使教學(xué)的成本大幅上揚(yáng)，但從人才培養(yǎng)的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結(jié)語(yǔ)

在電子設(shè)計(jì)中運(yùn)用電子線(xiàn)路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設(shè)計(jì)中電路原理圖繪制以及功能分析和布線(xiàn)方面的苦難。同時(shí)，讓學(xué)生通過(guò)在自主地進(jìn)行一些電子設(shè)計(jì)，并在的過(guò)程中運(yùn)用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線(xiàn)路CAD技術(shù)的實(shí)際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱潔.電子線(xiàn)路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010,(15):55～57.

第2篇：數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；教學(xué)質(zhì)量

1 課程的現(xiàn)狀

在高速發(fā)展的電子產(chǎn)業(yè)中數(shù)字電路具有較簡(jiǎn)單又容易集成的特點(diǎn)，是集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。數(shù)字電路又是現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件電路、通信電路、信息與自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)。因此，《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》是電子、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，其理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。

在當(dāng)今信息數(shù)字化時(shí)代，隨著CMOS工藝的發(fā)展，式子電子技術(shù)中TTL的主導(dǎo)地位被撼動(dòng)。在工程實(shí)踐中，數(shù)字電路的文本描述已逐漸取代圖形描述。FPGA/CPLD器件的大量應(yīng)用，也改變了數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法，使數(shù)字電子技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了新局面，不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件結(jié)合，使器件的功能更加完善，使用更靈活。因而，數(shù)字電路的教學(xué)內(nèi)容也需要不斷更新與改進(jìn)，已適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要。

對(duì)以電工基礎(chǔ)及電子電路為基本的理論基礎(chǔ)知識(shí)，由于其邏輯性極強(qiáng)、極具抽象性、并枯燥無(wú)味，對(duì)該門(mén)課程有極大興趣的學(xué)生不多，大部分學(xué)生都感到難學(xué)、學(xué)不懂、不會(huì)學(xué)，對(duì)各種電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特別是在電路結(jié)構(gòu)、電路工作原理分析方面，更是覺(jué)得困難重重。由于缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)純粹是―種被動(dòng)學(xué)習(xí)，也就是為了應(yīng)付考試，最終的教學(xué)目的很難達(dá)到。

目前，大部分年輕老師都是直接從學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋煹摹Ｔ谥v授這門(mén)課之前完全沒(méi)有任何教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，更談不上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)了。所以在教學(xué)過(guò)程中只是在簡(jiǎn)單完成教學(xué)任務(wù)，照搬書(shū)上的內(nèi)容，沒(méi)有將這門(mén)課程與當(dāng)今科研技術(shù)結(jié)合起來(lái)，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也并未起到積極的作用。在學(xué)校，數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)分為兩部分教學(xué)，分別為理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作。大部分老師只承擔(dān)某一部分的教學(xué)工作，很少同時(shí)從事兩部分的教學(xué)工作。這樣的話(huà)，會(huì)使理論與實(shí)踐脫節(jié)，老師各講各的，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也會(huì)相應(yīng)降低。因此，教師應(yīng)該重視這一狀況。教師是否了解當(dāng)前學(xué)科技術(shù)的前沿，能否更多地將當(dāng)前新工藝、新電子元件、新儀器產(chǎn)品的使用等內(nèi)容融入課堂教學(xué)是至關(guān)重要的。

考慮到上述現(xiàn)狀，針對(duì)學(xué)校專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和有關(guān)課程設(shè)置，改革數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程體系已經(jīng)成為大家的共識(shí)。

2 提高教學(xué)質(zhì)量和效果的策略

2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)與提高

課堂教學(xué)是學(xué)校教育的基本途徑，面對(duì)有些學(xué)生注意力不夠集中，自律能力較弱的狀況，怎么樣使自己的講課更有吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這是很多教師關(guān)心的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，具體實(shí)施方案如下：

調(diào)研。采用無(wú)記名答卷調(diào)查以及課間交談等方式，及時(shí)了解學(xué)生心理狀態(tài)和學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，對(duì)學(xué)生的電路基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)獲得取向等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，為制定合適的教學(xué)計(jì)劃、選取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式打下基礎(chǔ)。充分了解學(xué)生的心理狀態(tài)和學(xué)習(xí)狀態(tài)、現(xiàn)有的教學(xué)條件和實(shí)驗(yàn)條件，為課程教學(xué)質(zhì)量的提高提供理論依據(jù)。

激發(fā)動(dòng)機(jī)，學(xué)以致用。具體內(nèi)容的授課過(guò)程中，盡量將理論內(nèi)容和實(shí)際結(jié)合，尋找與人們實(shí)際生活息息相關(guān)的數(shù)字電路，讓學(xué)生有種數(shù)字電路就在身邊的感覺(jué)，拉近與數(shù)字電路的距離，而不是將數(shù)字電路作為一門(mén)距離很遠(yuǎn)的知識(shí)來(lái)學(xué)。

營(yíng)造生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)氣氛。不論是在課堂教學(xué)中還是課后與同學(xué)們的交流中，盡量從學(xué)生的角度出發(fā)，走到學(xué)生身邊，拉近與學(xué)生的距離，在教學(xué)過(guò)程中穿插一些幽默的語(yǔ)氣，適當(dāng)?shù)淖寣W(xué)生放松。

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生廣開(kāi)思路。在教學(xué)過(guò)程中，不是老師一味的講，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生自己思考。

關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生品嘗成功。積極關(guān)注學(xué)生參與學(xué)習(xí)的程度是教學(xué)成功的重要因素。沒(méi)有學(xué)生積極參與的教學(xué)應(yīng)該是失敗的。教師在關(guān)注學(xué)生的同時(shí)，要積極創(chuàng)設(shè)機(jī)會(huì)讓學(xué)生體驗(yàn)成功的。

2.2 教學(xué)過(guò)程中教學(xué)相長(zhǎng)的互動(dòng)性教學(xué)模式研究

這其實(shí)是一個(gè)在教學(xué)過(guò)程中以誰(shuí)為主的問(wèn)題，也是很多教師一直在探索的問(wèn)題，大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)較寬、內(nèi)容較豐富，要完全實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)模式會(huì)與課堂人數(shù)眾多以及課時(shí)的限制之間發(fā)生矛盾。目前一般數(shù)字電路基礎(chǔ)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，基本仍采用教師詳細(xì)講解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)和例題的模式，這是解決上述矛盾的最方便直接但卻不是最好的方法。鑒于課時(shí)的限制，挑選合適的內(nèi)容和時(shí)間逐步進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)還是切實(shí)可行的。除此之外，最大限度地將重要知識(shí)點(diǎn)、特別是在工程實(shí)際和深造過(guò)程中應(yīng)用較多的知識(shí)點(diǎn)以應(yīng)用實(shí)例體現(xiàn)出來(lái)，解決學(xué)生“有沒(méi)有用”和“怎樣用”的疑問(wèn)，也調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；條件允許還可進(jìn)行實(shí)物演示，或提供多媒體材料（如教學(xué)錄像、flash等）、書(shū)面參考資料及電子資源，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S方式，達(dá)到互教互學(xué)、學(xué)有所用、輕松愉快的學(xué)習(xí)效果。

在“教”環(huán)節(jié)，充分借鑒現(xiàn)有教改科研成果，形成本課程特色的教學(xué)方式，并在內(nèi)容上恰當(dāng)加入相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的科研成果、科研思想來(lái)豐富理論內(nèi)容、拓寬知識(shí)面以掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，力求把枯燥無(wú)味的理論公式、物理概念和科研思路通過(guò)具體的數(shù)字電路實(shí)例表現(xiàn)出來(lái)；在“學(xué)”環(huán)節(jié)，積極引導(dǎo)學(xué)生在掌握好理論知識(shí)前提下，發(fā)展分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的能力，形成“學(xué)有所用、學(xué)以致用”的科研思維方式，選取合適的內(nèi)容在合適的時(shí)機(jī)采取學(xué)生分組討論并鼓勵(lì)他們走上講臺(tái)講述各自的理解，教師則加以肯定和補(bǔ)充，從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，逐步形成互動(dòng)式教學(xué)模式。

對(duì)這門(mén)課程的知識(shí)體系、教學(xué)方法作進(jìn)一步的研究，充分利用網(wǎng)絡(luò)資料，掌握數(shù)字電路領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，了解并借鑒相關(guān)學(xué)科的現(xiàn)有科研成果，并恰當(dāng)運(yùn)用于本課程教學(xué)過(guò)程、課后習(xí)題布置以及課程考核過(guò)程中，使其跟得上科學(xué)發(fā)展的步伐。借鑒國(guó)內(nèi)外高校的先進(jìn)教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，選擇內(nèi)容進(jìn)行分組討論并鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái)、輔以教師補(bǔ)充，建立教學(xué)相長(zhǎng)的互動(dòng)性教學(xué)模式。

2.3 課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化實(shí)踐能力的研究

本課程的突出特點(diǎn)是其應(yīng)用性和工程實(shí)踐性，因此需要通過(guò)各種實(shí)踐教學(xué)手段和措施提高學(xué)生的認(rèn)知和應(yīng)用能力。在課程快結(jié)束時(shí)可安排課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程中所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題?？梢栽O(shè)計(jì)傳統(tǒng)的一些數(shù)字電路，例如：聲控器、溫控器、交通控制燈、序列碼發(fā)生器和頻分計(jì)等。學(xué)生也可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力對(duì)這些題目進(jìn)行改進(jìn)，擴(kuò)展它們的功能，或者學(xué)生可以對(duì)自己感興趣的數(shù)字電路進(jìn)行研究以及利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)某種功能的數(shù)字電路。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行電路調(diào)試和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生接受新事物的能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的技能。

根據(jù)教學(xué)大綱要求，課程配套實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這對(duì)學(xué)生科研動(dòng)手能力和知識(shí)掌握程度的要求并不高，而學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)的掌握理解和興趣不盡相同，對(duì)課程中物理概念的理解以及是否需要更深入探索的需求也不一樣，因此按照學(xué)生的上課情況及基礎(chǔ)掌握程度進(jìn)行分組課程設(shè)計(jì)，并針對(duì)各組按情況給出難度適中的課程設(shè)計(jì)題目或要求，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字電路系統(tǒng)并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和解決，這樣非常有助于學(xué)生加深理論知識(shí)理解和鍛煉理論聯(lián)系實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

大量引入實(shí)際范例以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而讓學(xué)生從被動(dòng)學(xué)向主動(dòng)學(xué)轉(zhuǎn)變，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、勇于探索、勤于實(shí)踐，利用所學(xué)理論知識(shí)，能對(duì)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析和解釋?zhuān)瑥亩由顚?duì)課堂理論知識(shí)的理解，達(dá)到“在課堂上學(xué)理論，在實(shí)踐中習(xí)真知”的效果；通過(guò)增加課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)特定功能器件的能力。

2.4 合理靈活的考試機(jī)制探索

歷年的考核方法教師沿用了期末結(jié)合平時(shí)成績(jī)的形式，期中成績(jī)占30%，期末成績(jī)占70%。從歷年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這種考核機(jī)制存在嚴(yán)重的弊端。許多學(xué)生為了能拿到高的平時(shí)分，相互抄襲現(xiàn)象非常嚴(yán)重，但是老師在認(rèn)定抄襲上相當(dāng)困難，所以不能單純從作業(yè)情況來(lái)評(píng)定一個(gè)學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。很多學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真預(yù)習(xí)，上課不認(rèn)真聽(tīng)講，課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)，為了應(yīng)付期末考試，到考前臨時(shí)抱佛腳，把過(guò)多的時(shí)間和精力放在套題和猜題上。集中考前幾天時(shí)間把歷年試卷看下，有的甚至直接背下答案。這樣的話(huà)，這門(mén)課的學(xué)習(xí)以及教學(xué)目的并未真正達(dá)到。而且這種考試機(jī)制下，會(huì)導(dǎo)致老師在教學(xué)過(guò)程中想到的只是怎么提高學(xué)生的期末成績(jī)，素質(zhì)教育已拋到腦后?；谏鲜銮闆r，教師改變這種傳統(tǒng)的考核機(jī)制，結(jié)合多種考核形式，綜合評(píng)定學(xué)生，具體方案如下：擴(kuò)到平時(shí)成績(jī)的比例，可適當(dāng)擴(kuò)到50%，平時(shí)成績(jī)包括平時(shí)作業(yè)、課堂測(cè)驗(yàn)、設(shè)計(jì)作業(yè)以及附加分。不單純的以作業(yè)情況計(jì)算平時(shí)成績(jī)，而是在教學(xué)過(guò)程中，隨機(jī)的進(jìn)行課堂測(cè)驗(yàn)，當(dāng)場(chǎng)交，將每次測(cè)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入平時(shí)分；在結(jié)束這門(mén)課程之后，學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)某個(gè)實(shí)際數(shù)字電路進(jìn)行分析或者設(shè)計(jì)某個(gè)數(shù)字電路，以大作業(yè)的形式上交，并計(jì)入平時(shí)成績(jī)；最后，還可以在課堂練習(xí)的時(shí)候，給優(yōu)先得到正確結(jié)果的學(xué)生相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)，比如平時(shí)分加5分。在期末考試出卷上，可以邀請(qǐng)外校相關(guān)學(xué)科的老師出卷，這樣避免每年試卷題目都相似，也遏制學(xué)生背題、猜題的想法。

第3篇：數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；數(shù)碼管顯示；單總線(xiàn)；DS18B20

1 引言

及時(shí)準(zhǔn)確地得到溫度信息并對(duì)其進(jìn)行適時(shí)的控制，在許多工業(yè)場(chǎng)合中都是重要的環(huán)節(jié).水溫的變化影響各種系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)作，例如冶金、機(jī)械、食品、化工各類(lèi)工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對(duì)工件的水處理溫度要求嚴(yán)格控制。對(duì)于不同控制系統(tǒng)，其適宜的水質(zhì)溫度總是在一個(gè)范圍。超過(guò)這個(gè)范圍，系統(tǒng)或許會(huì)停止運(yùn)行或遭受破壞，所以我們必須能實(shí)時(shí)獲取水溫變化。對(duì)于，超過(guò)適宜范圍的溫度能夠報(bào)警。

傳統(tǒng)的溫度采集電路相當(dāng)復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)溫度采集、信號(hào)放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換等一系列工作才能得到溫度的數(shù)字量，并且這種方式不僅電路復(fù)雜，元器件個(gè)數(shù)多，而且線(xiàn)性度和準(zhǔn)確度都不理想，抗干擾能力弱?，F(xiàn)在常用的溫度傳感器芯片不但功率消耗低、準(zhǔn)確率高，而且比傳統(tǒng)的溫度傳感器有更好的線(xiàn)性表現(xiàn)，最重要的一點(diǎn)是使用起來(lái)方便。

2. 硬件電路設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)主要思路是通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程將由溫度傳感器DS18B20采集的溫度外加驅(qū)動(dòng)電路顯示出來(lái)，包括對(duì)繼電器的控制，進(jìn)行升溫，當(dāng)溫度達(dá)到上下限蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。圖1為單片機(jī)AT89C52引腳圖。第一位到第八位地址會(huì)被P1采取是在對(duì)快速只讀存儲(chǔ)器進(jìn)行編譯和程序檢驗(yàn)的情況下。數(shù)字32到39處：都屬于P0接口，一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的集電極開(kāi)路的8位標(biāo)準(zhǔn)雙極晶體管電平的I/O口。任意的一個(gè)管腳能發(fā)動(dòng)8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極晶體管電平，如果輸出端接連的是TTL數(shù)字電路，為T(mén)TL負(fù)載，把“1”付給端口P0時(shí)，能夠成為高電阻等效電阻。若是P0口要供給DB7到DB0的數(shù)據(jù)地址復(fù)用總線(xiàn)，就需要在詢(xún)問(wèn)鏈接主程序的一個(gè)子程序和有有名隨機(jī)存儲(chǔ)器情形下，一個(gè)電阻就可以使P0口內(nèi)部不確定的信號(hào)鉗位在高電平，并且有限制電流的功效。發(fā)送指令字節(jié)是為了研究程序按正確性，測(cè)試時(shí)需要連接一個(gè)能夠使其處在高電平的電阻；指令字節(jié)讓P0端口采納時(shí)實(shí)在快速擦寫(xiě)只讀編程器編寫(xiě)數(shù)字計(jì)算機(jī)的編碼指令的次序。

同時(shí)可以在系統(tǒng)里設(shè)定溫度上限值，由于加熱停止后，加熱管還有余熱當(dāng)采集到的外界溫度高于當(dāng)前所設(shè)定溫度上限值時(shí)，程序就會(huì)進(jìn)入報(bào)警子程序，觸發(fā)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，電路原理圖如圖2所示。

發(fā)生溫度變換時(shí)，在 DQ 線(xiàn)上提供一強(qiáng)的上拉，這期間單總線(xiàn)上不能有其它的動(dòng)作發(fā)生。如圖3所示，通過(guò)使用一個(gè) MOSFET 把 DQ 線(xiàn)直接接到電源可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這時(shí)DS18B20 工作在寄生電源工作方式，在該方式下 VDD 引腳必須連接到地。

3 結(jié)論

通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我們不僅對(duì)單片機(jī)這門(mén)課程有了更深刻的認(rèn)識(shí)，懂得了如何運(yùn)用課本知識(shí)結(jié)合實(shí)際來(lái)完成定時(shí)器的顯示和編程方法以及數(shù)碼顯示電路的驅(qū)動(dòng)方法，使我能夠很快的適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展的需求，同時(shí)也提高了我們的思維能力和實(shí)際操作能力，為以后更好的走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，還讓我更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)了關(guān)于AT80C52等芯片的引腳功能以及使用方法，使我學(xué)會(huì)了應(yīng)用不同的芯片來(lái)配合完成整個(gè)設(shè)計(jì)的操作。

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作者簡(jiǎn)介

蒙琴，邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。

第4篇：數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程范文

關(guān)鍵詞：CCD; USB 2.0; CPLD; TWAIN

中圖分類(lèi)號(hào)：TN949.119

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引 言

自1970年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功第一只電荷耦合器件（CCD）以來(lái)，依靠業(yè)已成熟的MOS集成電路工藝，以及其體積小、重量輕、電壓及功耗低、可靠、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在短短不到40年的時(shí)間里得到了飛速發(fā)展。如今其應(yīng)用領(lǐng)域涉及到生產(chǎn)生活及國(guó)防事業(yè)中，如航天、航空、遙感、衛(wèi)星偵察、相機(jī)、機(jī)器人視覺(jué)等各個(gè)領(lǐng)域。尤其是近些年由于機(jī)器人視覺(jué)的快速發(fā)展，對(duì)視覺(jué)傳感器的速度、精度都提出了更加苛刻的要求，同時(shí)也促進(jìn)著CCD的發(fā)展。

1 CCD簡(jiǎn)史

美國(guó)是世界上最早開(kāi)展CCD研究的國(guó)家,也是目前投入人力、物力、財(cái)力最多的國(guó)家,在此應(yīng)用研究領(lǐng)域一直保持領(lǐng)先的地位。貝爾實(shí)驗(yàn)室是CCD研究的發(fā)源地,并在CCD傳感器及電荷域信號(hào)處理研究方面保持優(yōu)勢(shì)。麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室、宇航局噴氣推進(jìn)研究室、羅姆空間發(fā)展中心以及SRI David Sarnoff研究中心在CCD及其應(yīng)用等方面的研究保持著雄厚的實(shí)力，并形成了具有較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究中心。此外，還有無(wú)線(xiàn)電公司、通用電氣公司、仙童公司、福特航空公司及EG&G公司等。在CCD傳感器和應(yīng)用電視技術(shù)方面，美國(guó)高清晰度、特大靶面、低照度、超高動(dòng)態(tài)范圍、紅外波段等CCD攝像機(jī)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這些產(chǎn)品不僅價(jià)格昂貴，而且又受到國(guó)家的嚴(yán)格管制。

日本是目前世界上CCD的生產(chǎn)大國(guó)，在民用消費(fèi)型光電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)上堪稱(chēng)世界第一位，尤其是CCD攝像機(jī)、攝錄一體化和廣播數(shù)字化電視攝錄設(shè)備，基本上包攬了世界大部分市場(chǎng)。日本的CCD技術(shù)起步較晚，但發(fā)展極快，特別是日本的彩色CCD攝像機(jī)具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。索尼公司在1979年用三片242(H)×242(V)像素高密度隔列轉(zhuǎn)移CCD像感器首先實(shí)現(xiàn)了R、G、B分路彩色攝像機(jī)。1980年，日立公司首先推出單片彩色CCD攝像機(jī)。1998年日本采用拼接技術(shù)開(kāi)發(fā)成功了16，384×12，288像素即(4，096×30，72)×4像素的CCD圖像傳感器。由于日本本國(guó)的新產(chǎn)品更新?lián)Q代速度很快，所以無(wú)論產(chǎn)品的產(chǎn)量還是質(zhì)量都占據(jù)世界首位。

法國(guó)也是開(kāi)展CCD技術(shù)研究較早的國(guó)家之一，湯姆遜無(wú)線(xiàn)電公司(CSF)和EEV公司是世界上生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)CCD產(chǎn)品的著名廠家。

此外，英國(guó)通用電氣公司(GEC)和荷蘭的飛利浦公司在CCD技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)上也很著名。

我國(guó)的CCD研制工作起步比較晚，目前落后日歐美等先進(jìn)國(guó)家10年以上。我國(guó)自行研制的第一代普通線(xiàn)陣CCD(光敏元為MOS結(jié)構(gòu))和第二代對(duì)藍(lán)光響應(yīng)特性好的(光敏元為光電二極管陣列)CCPD已形成系列產(chǎn)品；面陣CCD也基本上形成了系列化產(chǎn)品。除可見(jiàn)光CCD外，國(guó)內(nèi)目前還研制出了硅化鉑肖特基勢(shì)壘紅外CCD。目前國(guó)內(nèi)正在研制和開(kāi)發(fā)的CCD有:512×512像素X射線(xiàn)CCD、512×512像素光纖面板耦合CCD像敏器件、512×512像素幀轉(zhuǎn)移可見(jiàn)光CCD、1，024×1，024像紫外CCD、1，024×1，024像素X射線(xiàn)CCD、微光CCD和多光譜紅外CCD等。但目前國(guó)內(nèi)CCD器件的研究進(jìn)展尚不夠迅速，與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距還很大 。

2 復(fù)雜可編程邏輯器件

CPLD是Complex Programmable Logic Device 的簡(jiǎn)稱(chēng)，一種較PLD復(fù)雜的邏輯元件。CPLD是一種用戶(hù)根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計(jì)方法是借助集成開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，用原理圖、硬件描述語(yǔ)言等方法 ，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過(guò)下載電纜JTAG 方式將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。

發(fā)展歷史及應(yīng)用領(lǐng)域 ：

20世紀(jì)70年代，最早的可編程邏輯器件――PLD誕生了。其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元，因?yàn)樗挠布Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可由軟件完成（相當(dāng)于房子蓋好后人工設(shè)計(jì)局部室內(nèi)結(jié)構(gòu)），因而它的設(shè)計(jì)比純硬件的數(shù)字電路具有很強(qiáng)的靈活性，但其過(guò)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實(shí)現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為彌補(bǔ)PLD只能設(shè)計(jì)小規(guī)模電路這一缺陷，20世紀(jì)80年代中期，推出了復(fù)雜可編程邏輯器件――CPLD。目前應(yīng)用已深入網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表、汽車(chē)電子、數(shù)控機(jī)床、航天測(cè)控設(shè)備等方面。

由于具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品小批量生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中。幾乎所有應(yīng)用中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場(chǎng)合均可應(yīng)用CPLD器件。CPLD器件 已成為電子產(chǎn)品不可缺少的組成部分，它的設(shè)計(jì)和應(yīng)用成為電子工程師必備的一種技能。

3 通用串行總線(xiàn)

USB(Universal Serial Bus) 是一種通用串行總線(xiàn)，主要用于PC與USB設(shè)備的互聯(lián)。近年來(lái)，USB接口以其快速、即插即用、使用安裝方便等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外采用USB 1.1和USB 2.0兩種規(guī)范。USB 1.1主要用于低速傳輸要求的場(chǎng)合，支持1.5Mb/s和12Mb/s兩種傳輸速率；而USB 2.0規(guī)范則提供高達(dá)480Mb/s的傳輸速率 。

4TWAIN簡(jiǎn)介

4.1引起 TWAIN 的問(wèn)題

在早期的桌面出版時(shí)代，多數(shù)出版物只包含文本和激光打印機(jī)輸出的簡(jiǎn)單黑白線(xiàn)圖。 但近年來(lái)，計(jì)算機(jī)軟硬件已經(jīng)變得更加完善。 商業(yè)專(zhuān)家和圖形藝術(shù)家現(xiàn)在能夠生成和輸出復(fù)雜的全彩色出版物。 這些接近商業(yè)品質(zhì)的作品包括黑白、灰度和彩色圖像，它們來(lái)自臺(tái)式和手持掃描儀、靜止錄像、數(shù)碼相機(jī)或圖像捕獲板。

技術(shù)的發(fā)展意味著廠商面臨挑戰(zhàn)：為客戶(hù)不斷提供用于高效易用計(jì)算過(guò)程的硬件。 但是，圖像采集仍然是一個(gè)困難的過(guò)程。 要獲得圖像并將它置于出版物中，必須使程序能夠自動(dòng)工作。 查找并打開(kāi)硬件驅(qū)動(dòng)程序，設(shè)置設(shè)備選項(xiàng)，采集圖像、將其保存到磁盤(pán)、關(guān)閉硬件驅(qū)動(dòng)程序，然后返回程序，這些是必須的步驟， 然后從磁盤(pán)中查找和讀入圖像。 此過(guò)程耗時(shí)并且繁瑣，而在按需集成實(shí)時(shí)采集圖像的要求日益增加的情況下，尤其如此。

4.2 TWAIN 如何提供解決方案

當(dāng)出現(xiàn)圖像采集問(wèn)題時(shí)，硬件和軟件開(kāi)發(fā)者開(kāi)始定義自己的圖像采集接口。 這一步驟的方向正確，但很快，大量專(zhuān)有接口不是最終解決方案這個(gè)問(wèn)題變得明顯了。 不可能要求一位軟件開(kāi)發(fā)者為需要支持的每臺(tái)設(shè)備編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。 相反，要求硬件廠商編寫(xiě)不同的驅(qū)動(dòng)程序與每個(gè)程序連接也不現(xiàn)實(shí)。 最重要的是，用戶(hù)必須應(yīng)付許多不同程序/設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序文件，這讓人無(wú)法接受。

解決方案就是開(kāi)放的業(yè)界接口，它直接從外源，同時(shí)在程序內(nèi)獲取圖像數(shù)據(jù)。 為此，每位軟件開(kāi)發(fā)者支持一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集管理器，而每位硬件廠商為其設(shè)備編寫(xiě)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。 由于硬件廠商只需要為其設(shè)備提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序，然后可用于所有支持標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集接口的程序，因此廠商會(huì)受益。 軟件廠商將從編寫(xiě)和支持設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或?yàn)樽约旱膶?zhuān)有接口請(qǐng)求支持中解放出來(lái)。

由于一個(gè)接口將支持編寫(xiě)這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的廠商、軟件廠商也將受益。 這些好處能夠?qū)⑤^少的驅(qū)動(dòng)程序置于操作系統(tǒng)級(jí)別，并且利用從大量程序中采集的圖像。

4.3 體系架構(gòu)

TWAIN 為與 TWAIN 設(shè)備普遍連接的符合 TWAIN 的程序提供一種簡(jiǎn)單的方法。 程序與輸入數(shù)據(jù)來(lái)源的交互方式模型可以通過(guò)下列四層協(xié)議加以描述： 應(yīng)用層、協(xié)議層、獲取層和設(shè)備層。

TWAIN 體系架構(gòu)的硬件接口元素是源代碼。 源代碼是 TWAIN 實(shí)體，其目的是從硬件設(shè)備獲得數(shù)據(jù)，并將它提供給兼容 TWAIN 的程序。 源代碼通常由硬件廠商編寫(xiě)，以控制外設(shè)。 盡管虛擬設(shè)備（如圖像數(shù)據(jù)庫(kù)）也符合源代碼模型，但這些設(shè)備通常是物理硬件，如掃描儀，設(shè)備可以在本地連接或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。

此體系架構(gòu)的中心元素是 Source Manager（SM）。 SM 的主要作用是建立和管理程序與來(lái)源間的連接。 SM 允許用戶(hù)選擇希望的來(lái)源，裝卸選定的來(lái)源，確保來(lái)自特定程序的所有調(diào)用都正確傳送到相應(yīng)的來(lái)源。 SM 在 Macintosh 機(jī)上作為源代碼，而在 MicrosoftWindows 中是動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）。 在 Windows 中，在任何時(shí)間，內(nèi)存中只有一個(gè)活動(dòng)的 SM 副本。 在 Macintosh 上，對(duì)于每個(gè)訪(fǎng)問(wèn)的程序，都存在獨(dú)立的 SM 副本。 當(dāng)程序需要與來(lái)源通信時(shí)，它使用正確的編址消息調(diào)用 SM， 程序從來(lái)不直接調(diào)用來(lái)源。

結(jié) 論

線(xiàn)陣CCD圖像采集系統(tǒng)：可利用CPLD作為核心控制，在為線(xiàn)陣CCD提供驅(qū)動(dòng)脈沖的同時(shí)，還要完成整個(gè)系統(tǒng)中其它部件，如A/D、USB芯片等器件之間的協(xié)調(diào)工作。軟件部分則主要基于TWAIN協(xié)議完成TWAIN源。

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