數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】集成電路； 生產(chǎn)； 測(cè)試； 技術(shù)

集成電路測(cè)試貫穿在集成電路設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)、封裝以及集成電路應(yīng)用的全過程，因此，測(cè)試在集成電路生產(chǎn)成本中占有很大比例。而在測(cè)試過程中，測(cè)試向量的生成又是最主要和最復(fù)雜的部分，且對(duì)測(cè)試效率的要求也越來越高，這就要求有性能良好的測(cè)試系統(tǒng)和高效的測(cè)試算法。

一、數(shù)字集成電路測(cè)試的基本概念

根據(jù)有關(guān)數(shù)字電路的測(cè)試技術(shù)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)取決于數(shù)字邏輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)字電路的模型，因此測(cè)試輸入信號(hào)和觀察設(shè)備必須根據(jù)被測(cè)試系統(tǒng)來決定。我們將數(shù)字電路的可測(cè)性定義如下：對(duì)于數(shù)字電路系統(tǒng)，如果每一個(gè)輸出的完備信號(hào)都具有邏輯結(jié)構(gòu)唯一的代表性，輸出完備信號(hào)集合具有邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性，則說系統(tǒng)具有可測(cè)性。

二、數(shù)字集成電路測(cè)試的特點(diǎn)

（一）數(shù)字電路測(cè)試的可控性 系統(tǒng)的可靠性需要每一個(gè)完備輸入信號(hào)，都會(huì)有一個(gè)完備輸出信號(hào)相對(duì)性。也就是說，只要給定一個(gè)完備信號(hào)作為輸入，就可以預(yù)知系統(tǒng)在此信號(hào)激勵(lì)下的響應(yīng)。換句話說，對(duì)于可控性數(shù)字電路，系統(tǒng)的行為完全可以通過輸入進(jìn)行控制。從數(shù)字邏輯系統(tǒng)的分析理論可以看出，具有可控性的數(shù)字電路，由于輸入與輸出完備信號(hào)之間存在一一映射關(guān)系，因此可以根據(jù)完備信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相應(yīng)的邏輯。

（二）數(shù)字電路測(cè)試的可測(cè)性 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，是要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的邏輯行為功能，為了證明數(shù)字電路的邏輯要求，就必須對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，通過測(cè)試結(jié)果來證明設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。如果一個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上屬于優(yōu)秀，從理論上完成了對(duì)應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，但卻無法用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明證實(shí)，則這個(gè)設(shè)計(jì)是失敗的。因此，測(cè)試對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說是十分重要的。從另一個(gè)角度來說，測(cè)試就是指數(shù)字系統(tǒng)的狀態(tài)和邏輯行為能否被觀察到，同時(shí)，所有的測(cè)試結(jié)果必須能與數(shù)字電路的邏輯結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。也就是說，測(cè)試的結(jié)果必須具有邏輯結(jié)構(gòu)代表性和邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性。

三、數(shù)字電路測(cè)驗(yàn)的作用

與其它任何產(chǎn)品一樣，數(shù)字電路產(chǎn)出來以后要進(jìn)行測(cè)試，以便確認(rèn)數(shù)字電路是否滿足要求。數(shù)字電路測(cè)試至少有以下三個(gè)方面的作用：

（一）設(shè)計(jì)驗(yàn)證 今天數(shù)字電路的規(guī)模已經(jīng)很大，無論是從經(jīng)濟(jì)的角度，還是從時(shí)間的角度，都不允許我們?cè)谝粋€(gè)芯片制造出來之后，才用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法對(duì)這個(gè)“樣機(jī)”進(jìn)行測(cè)試，而必須是在計(jì)算機(jī)上用測(cè)試的方法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，這樣既省錢，又省力。

（二）產(chǎn)品檢驗(yàn) 數(shù)字電路生產(chǎn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致數(shù)字電路不合格。因此，在數(shù)字電路生產(chǎn)的全過程中均需要測(cè)試。產(chǎn)品只有經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試后才能出廠。組裝廠家對(duì)于買進(jìn)來的各種數(shù)字電路或其它元件，在它們被裝入系統(tǒng)之前也經(jīng)常進(jìn)行測(cè)試。

（三）運(yùn)行維護(hù) 為了保證運(yùn)行中的系統(tǒng)能可靠地工作，必須定期或不定期地進(jìn)行維護(hù)。而維護(hù)之前首先要進(jìn)行測(cè)試，看看是否存在故障。如果系統(tǒng)存在故障，則還需要進(jìn)行故障定位，至少需要知道故障出現(xiàn)在那一塊電路板上，以便進(jìn)行維修或更換。

由此可以看出，數(shù)字電路測(cè)試貫穿在數(shù)字電路設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用的全過程，被認(rèn)為是數(shù)字電路產(chǎn)業(yè)中一個(gè)重要的組成部分。有人預(yù)計(jì)，到2016年，IC測(cè)試所需的費(fèi)用將在設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試總費(fèi)用中占80%-90%的比例。

四、數(shù)字電路測(cè)試方法概述

（一）驗(yàn)證測(cè)試 當(dāng)一款新的芯片第一次被設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來時(shí)，首先要接受驗(yàn)證測(cè)試。在這一階段，將會(huì)進(jìn)行全面的功能測(cè)試和交流（AC）及直流（DC）參數(shù)測(cè)試。通過驗(yàn)證測(cè)試，可以診斷和修改設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，測(cè)量出芯片的各種電氣參數(shù)，并開發(fā)出將在生產(chǎn)中使用的測(cè)試流程。

（二）生產(chǎn)測(cè)試 當(dāng)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方案通過了驗(yàn)證測(cè)試，進(jìn)入量產(chǎn)階段之后，將利用前一階段調(diào)試好的流程進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試。生產(chǎn)測(cè)試的目的就是要明確地做出被測(cè)數(shù)字電路是否通過測(cè)試的決定。因?yàn)槊繅K數(shù)字電路都要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試，所以降低測(cè)試成本是這一階段的首要問題。因此，生產(chǎn)測(cè)試所使用的測(cè)試輸入數(shù)（測(cè)試集）要盡可能的小，同時(shí)還必須有足夠高的故障覆蓋率。

（三）老化測(cè)試 每一塊通過了生產(chǎn)測(cè)試的數(shù)字電路并不完全相同，其中有一些可能還有這樣或那樣的問題，只是我們暫時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)，最典型的情況就是同一型號(hào)數(shù)字電路的使用壽命大不相同。老化測(cè)試為了保證產(chǎn)品的可靠性，通過調(diào)高供電電壓、延長測(cè)試時(shí)間、提高運(yùn)行環(huán)境溫度等方式，將不合格的數(shù)字電路篩選出來。

（四）接受測(cè)試 當(dāng)數(shù)字電路送到用戶手中后，用戶將進(jìn)行再一次的測(cè)試。如系統(tǒng)集成商在組裝系統(tǒng)之前，會(huì)對(duì)買回來的數(shù)字電路和其它各個(gè)部件進(jìn)行測(cè)試。只有確認(rèn)無誤后，才能把它們裝入系統(tǒng)。

五、數(shù)字電路測(cè)試的設(shè)計(jì)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，檢測(cè)一個(gè)故障并排除它，所需要的代價(jià)若以芯片級(jí)為1的話，則電路板級(jí)為10，系統(tǒng)級(jí)為102，使用現(xiàn)場(chǎng)級(jí)為103。隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)集成電路的測(cè)試變得越來越困難。雖然對(duì)測(cè)試?yán)碚摵头椒ǖ难芯恳恢睕]有間斷或停止，但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集成電路發(fā)展的需求。過去先由設(shè)計(jì)人員根據(jù)功能、速度和電性能要求來設(shè)計(jì)電路，然后再由測(cè)試人員根據(jù)已設(shè)計(jì)好的電路制定測(cè)試方案，這種傳統(tǒng)的做法已經(jīng)不能適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需求。

第2篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；思路；方法

1世紀(jì)是信息化時(shí)代，信息化時(shí)代又被稱為數(shù)字時(shí)代，數(shù)字地球、數(shù)字化生存等概念已經(jīng)被人們耳熟能詳，今天的人們已經(jīng)越來越多的與數(shù)字聯(lián)系在一起，從個(gè)人的身份證號(hào)，手機(jī)號(hào)到IP地址、QQ號(hào)、信用卡密碼等無不打上數(shù)字的烙印，數(shù)字已經(jīng)不完全是1、2、3了，他已經(jīng)用數(shù)字標(biāo)記和管理的社會(huì)。今后，我們的生活可能就是用數(shù)字代碼來管理的，復(fù)雜的信息資料將是用類似的1110011001這樣的簡(jiǎn)單數(shù)字代替，所有這一切的基礎(chǔ)就是我們的各類生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)資料都必須轉(zhuǎn)化一系列的數(shù)字，承擔(dān)這一任務(wù)的就是以數(shù)字電路為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集、分析和處理系統(tǒng)，該文章就是從數(shù)字信號(hào)的基本概念入手來認(rèn)識(shí)我們的生活密切相關(guān)的數(shù)字電路。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電路課程從體系結(jié)構(gòu)到內(nèi)容組成均進(jìn)行了較大力度的教改，筆者就從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：

一、了解數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)

1.基本概念：工作在數(shù)字信號(hào)下的電路統(tǒng)稱為數(shù)字電路

2.模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別:顯然，模擬電路和數(shù)字電路的差異是很大的，初學(xué)者應(yīng)當(dāng)在學(xué)習(xí)方法上作一些改變，以適應(yīng)數(shù)字電路的特點(diǎn)，才能取得良好的效果。

（1）在數(shù)字電路中，所有的變量都?xì)w結(jié)為0和1兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài)。通常，我們只需關(guān)心信號(hào)的有或無，電平的高或低，開關(guān)的通或斷，等等，而不必理會(huì)某個(gè)變量的詳細(xì)數(shù)值。比如電平幅值的微小變化就可能毫無意義。

（2）數(shù)字電路的研究方法以邏輯代數(shù)（又稱布爾代數(shù)）作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。它主要研究輸入，輸出變量之間的邏輯關(guān)系，并建立了一套邏輯函數(shù)運(yùn)算及化簡(jiǎn)的方法。布爾代數(shù)又稱雙值代數(shù)，由于其變量取值只有0和1兩種可能，比之模擬電路，數(shù)字電路中沒有復(fù)雜的計(jì)算問題。

（3）由于數(shù)字集成電路技術(shù)的高度發(fā)展，數(shù)字電路更鮮明地體現(xiàn)了管路合一的特點(diǎn)。初學(xué)者應(yīng)充分注意這一特點(diǎn)。一般來說，學(xué)習(xí)電路結(jié)構(gòu)不是我們的目的，目的是掌握電路功能。

3.數(shù)字電路的特點(diǎn)：

（1）數(shù)字電路中只處理二進(jìn)制中的“0”和“1”兩種信號(hào)，“0”表示信號(hào)無，“1”表示信號(hào)有。從電路硬件這一角度上講，電子電路中的元器件特別是三極管只工作在有信號(hào)和無信號(hào)兩種狀態(tài)，也就是數(shù)字電路中的三極管多伴工作在開關(guān)狀態(tài)，不像模擬電路中的三極管工作在放大狀態(tài)。 （2）數(shù)字電路中，用三極管的飽和狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)分別對(duì)應(yīng)于數(shù)字信號(hào)中的“0”和“1”，可用三極管截止時(shí)輸出的高電平表示數(shù)字信號(hào)的“1”狀態(tài)，而用三極管飽和導(dǎo)通輸出的低電平表示數(shù)字信號(hào)中的“0”狀態(tài)。三極管的這一工作狀態(tài)與模擬電路是完全不同的，在進(jìn)行數(shù)字電路識(shí)圖時(shí)電路分析方法就不能與模擬電路中三極管放大狀態(tài)的分析方法相同。 （3）由于數(shù)字信號(hào)只有“1”和“0”兩種，那么對(duì)數(shù)字電路的工作要求就是能夠可靠地區(qū)別信號(hào)為“0”和信號(hào)為“1”兩種狀態(tài)，因此對(duì)數(shù)字電路的精度要求不高，這適合于對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行集成化，加上對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理和運(yùn)算都是相當(dāng)復(fù)雜的過程，所以數(shù)字電路中都是采用集成電路，且許多是大規(guī)模集成電路，這一點(diǎn)又使數(shù)字電路工作的分析增加了一份神秘的色彩。 （4）數(shù)字電路是實(shí)現(xiàn)邏輯功能和進(jìn)行各種數(shù)字運(yùn)算的電路。數(shù)字信號(hào)在時(shí)間和數(shù)值上是不連續(xù)的，所以它在電路各只能表現(xiàn)為信號(hào)的有、無（或信號(hào)的高、低電平）兩種狀態(tài)。數(shù)字電路中用二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”來代表低電平和高電平兩種狀態(tài)，數(shù)字信號(hào)便可用“0”和“1”組成的代碼序列來表示。因此，學(xué)習(xí)數(shù)字電路首先要了解有關(guān)二進(jìn)制數(shù)知識(shí)，否則對(duì)數(shù)字電路的分析將寸步難行。

二、學(xué)習(xí)數(shù)字電路的方法

1.閱讀——課后要認(rèn)真閱讀教材及相應(yīng)的參考書，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。無論學(xué)什么都要看看和教材的相關(guān)課外書，這是必備的。課外書是教材的延伸，是這個(gè)行業(yè)的基本拓展，不要以為簡(jiǎn)單就不看課外書了。一定要看如下幾類課外書：1、教材輔導(dǎo)叢書，比如習(xí)題書，答案書，不要以為你會(huì)做書上的所有習(xí)題，就萬事無憂。2、實(shí)驗(yàn)書本。教材相配套的實(shí)驗(yàn)書有助于動(dòng)手能力的培養(yǎng)，對(duì)書本知識(shí)的加深和理解。3、相關(guān)交叉書籍。比如數(shù)電學(xué)習(xí)要看看單片機(jī)和模電書本，及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換，數(shù)電與電子技術(shù)，數(shù)電與邏輯門4、專業(yè)與行業(yè)書籍。以上所列書籍必不可少，多讀精讀。 轉(zhuǎn)貼于

2.思考——不求多深，但求思考，課上緊跟老師，課下積極思考、開闊思維，找出各個(gè)章節(jié)之間的聯(lián)系，力爭(zhēng)對(duì)知識(shí)的理解、掌握達(dá)到融會(huì)貫通的程度。

3.提問——無論課上還是課下，多向教師提出問題與教師互動(dòng)，徹底弄明白問題的根源。

4.作業(yè)——課后多做練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，尤其自我檢測(cè)題能夠檢測(cè)出各章節(jié)的知識(shí)的掌握程度。

5.實(shí)驗(yàn)——在學(xué)習(xí)完相關(guān)的理論知識(shí)后，要做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過實(shí)驗(yàn)過程，不僅鞏固所學(xué)的數(shù)字電路基本理論，而且要加強(qiáng)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、分析實(shí)際問題和解決問題的能力，鍛煉實(shí)踐技能，培養(yǎng)工程意識(shí)。本課程實(shí)驗(yàn)也可在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)電路的能力。

三、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)數(shù)字電路的體會(huì)

在設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí)，不同設(shè)計(jì)模電需要考慮許多參數(shù)及溫度等各方面的影響，只要滿足相應(yīng)的電路和它的連接即可，正明有此數(shù)字芯片的連接腳只能接地或電路的腳就僅能懸空。在設(shè)計(jì)一個(gè)電路時(shí)往往都是知道是否滿足的功能，無論是數(shù)電還是模電都是如此。就像在電子設(shè)計(jì)大賽當(dāng)中都是告訴電路的功能和要求。讓你做出相應(yīng)的電路并將其調(diào)試。而設(shè)計(jì)數(shù)電就更簡(jiǎn)單，只要在設(shè)計(jì)時(shí)把一些小問題都考慮到的話在調(diào)試時(shí)就沒有什么問題了。我的建議是利用解析法來做，將要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行分析和解后，得到相應(yīng)的邏輯表達(dá)式和各個(gè)相應(yīng)的模塊。再將表達(dá)式理論上的分析及邏輯仿真等一些操作再得到你設(shè)計(jì)的原理圖在機(jī)上仿真看能否得到你要的功能。最后一不就是將其制成板子，硬件仿真及調(diào)試操作也是最關(guān)鍵的一步。還要注意在制板時(shí)應(yīng)注意高頻對(duì)其的影響，應(yīng)注意頻蔽等措施。還有就是要注意工藝問題。應(yīng)盡量做到美觀等要求。

四、學(xué)習(xí)數(shù)字電路要打好基礎(chǔ)

在數(shù)字電路的教材上，有許多章節(jié)在設(shè)計(jì)上都非常重要，比如組合邏輯電路，章節(jié)中編碼器，譯碼器，觸發(fā)器，章節(jié)中的幾種常見觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路中，寄存器，和存儲(chǔ)器還有就是脈沖產(chǎn)生和整形電路，以及D/A，A/D電路.時(shí)序邏輯電路與FPGA 聯(lián)系非常緊密，時(shí)序邏輯電路要用VHDL語言設(shè)計(jì)，而且在很多設(shè)計(jì)中應(yīng)用頻繁，脈沖產(chǎn)生和整形電路是非?；A(chǔ)但也是非常重要 的，只要是應(yīng)用到單片機(jī)的基本上都要應(yīng)用到脈沖產(chǎn)生電路，整形電路在模電設(shè)計(jì)上應(yīng)用廣泛，A/D，D/A轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換我們現(xiàn)代化就是數(shù)字化應(yīng)用時(shí)代，所以說模儀信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)在許多設(shè)計(jì)中是常見的，在通信中都是先模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，在通過信道，最后經(jīng)過數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)數(shù)字電路設(shè)計(jì)應(yīng)用中大多數(shù)，都是我們非常常見的而且應(yīng)用也非常多，我感覺我們應(yīng)該把這些基礎(chǔ)打好，以備見來之需.

第3篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；探索

數(shù)字電路作為電氣類專業(yè)的專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，是電氣類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)核心課程的最為重要的基礎(chǔ)之一，至關(guān)重要。然而，隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA，Electronic Design Automation）技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以采用EDA平臺(tái)的相關(guān)軟件[1]，利用硬件描述語言（HDL，Hardware Description Language）在可編程邏輯器上實(shí)現(xiàn)數(shù)字器件的功能[2]。然而，在數(shù)字電路的教學(xué)中，硬件設(shè)計(jì)才是課程的主體內(nèi)容，也是軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，沒有硬件作為支撐，軟件代碼即使寫得再好，沒有硬件有效地穩(wěn)定地執(zhí)行，功能實(shí)現(xiàn)也是空談。

目前，國內(nèi)大部分高校的數(shù)字電路教學(xué)越來越偏重學(xué)生HDL軟件代碼編寫的講授，反而使得在數(shù)字電路教學(xué)中重視HDL教學(xué)的電氣類專業(yè)的學(xué)生在工作中不僅不能發(fā)揮自身專業(yè)在硬件設(shè)計(jì)方面的特長，更在與計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生在軟件設(shè)計(jì)方面的競(jìng)爭(zhēng)中體現(xiàn)不出自身的優(yōu)勢(shì)所在。為提高電氣類專業(yè)學(xué)生的人才競(jìng)爭(zhēng)水平，體現(xiàn)自身專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)數(shù)字電路教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

1. 理論教學(xué)改革

理論的教學(xué)的首要任務(wù)應(yīng)是使學(xué)生明了數(shù)字電路課程對(duì)其以后學(xué)習(xí)、工作的意義；其次，結(jié)合當(dāng)前數(shù)字電路所涉及的技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展、課程所涵蓋的內(nèi)容以及課程的學(xué)習(xí)的方法來讓學(xué)生減少對(duì)課程的畏懼心理，同時(shí)達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情的目的。

1） 理論講授

理論講授是學(xué)生獲取課程知識(shí)的最為主要的途徑，也是學(xué)生建立該門課程知識(shí)體系能力的最重要的來源。筆者通過三年來在數(shù)字電路課程的講授經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)，如果在課程的理論講授階段，先將整個(gè)數(shù)字電路課程所涵蓋的內(nèi)容先進(jìn)行區(qū)域劃分，讓學(xué)生了解該門課程所需要講解的內(nèi)容；然后再具體講授所劃分的每一個(gè)部分，并給出知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系；這種講授方法，學(xué)生接受起來也相對(duì)較為容易，效果也較好。

2） 教學(xué)內(nèi)容

鑒于當(dāng)前數(shù)字電路偏重EDA軟件的教學(xué)現(xiàn)狀[1]；筆者認(rèn)為在教學(xué)內(nèi)容方面，應(yīng)該加重硬件電路的講解，軟件或HDL代碼編寫部分應(yīng)分留待學(xué)生課后學(xué)習(xí)及驗(yàn)證。具體為：數(shù)字電路課堂講授時(shí)，從數(shù)字信號(hào)開始，逐步講解門電路的具體組成形式，然后引入模塊化的概念，以功能模塊的形式來講解整體功能性電路的構(gòu)建形式，最后以具體的數(shù)字芯片來講解芯片的構(gòu)架、使用以及芯片與芯片連接時(shí)所需要注意的問題。從而使得學(xué)生能夠?qū)W完數(shù)字電路后首先在硬件方面能夠構(gòu)架出實(shí)現(xiàn)具體的功能的電路。

3） 教學(xué)方法

當(dāng)前數(shù)字電路的教學(xué)方法多種多樣，筆者在三年來的數(shù)字電路的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，在數(shù)字電路的講授方法上，遵循由整體到部分，先講解整體的知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性，然后對(duì)每一個(gè)部分進(jìn)行具體地知識(shí)的講授，講授時(shí)要特別注意盡量能在每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都告訴學(xué)生此知識(shí)的重要性，以及在與其他課程或者現(xiàn)實(shí)生活中的聯(lián)系；在講完每部分時(shí)對(duì)此部分進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)，同時(shí)，輔以作業(yè)、答疑、課堂討論以及軟件仿真、實(shí)驗(yàn)等多種方法來對(duì)所講授的知識(shí)進(jìn)行鞏固；最后，在講授完所有部分的知識(shí)后，再對(duì)所有的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體的系統(tǒng)性地串聯(lián)回顧復(fù)習(xí)；這種講授方法更容易降低甚至于消除學(xué)生對(duì)數(shù)字電路的畏難情緒，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的潛能。

2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革

由于數(shù)字電路課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，且知識(shí)點(diǎn)更新快，教學(xué)難度大[4]。做好理論和實(shí)踐的結(jié)合將進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路的效果[4]。筆者在實(shí)踐中探索發(fā)現(xiàn)在數(shù)字電路課程講授中引入軟件仿真環(huán)節(jié)，可以大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路知識(shí)的難度，還可以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)模擬電路知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固。具體做法是引入仿真軟件，給出一些具體的硬件電路，讓學(xué)生軟件中進(jìn)行仿真實(shí)踐。同時(shí)，輔以課后的答疑和講解，以解決學(xué)生在使用軟件和仿真過程中的問題。這樣做，不僅使得學(xué)生能夠直觀地了解所講授的電路的輸入輸出形式，增加所學(xué)知識(shí)的穩(wěn)固性，更可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)對(duì)先期課程，如電路理論的相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)。

3. 評(píng)價(jià)體系改革

理論與實(shí)踐的改革必然需要伴隨著評(píng)價(jià)體系的改革才能達(dá)到預(yù)期的效果。筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，實(shí)行多重考核制度可以取得良好的教學(xué)效果。筆者實(shí)踐中所實(shí)行的評(píng)價(jià)方式具體為，課堂考勤占總評(píng)成績(jī)的10%，作業(yè)占10%，課堂討論（含小測(cè)驗(yàn)）占10%，實(shí)踐作業(yè)占10%，期末考試占60%；三年來，學(xué)生聽課認(rèn)真程度和到課率均有大幅度提高，學(xué)生也更重視課程的學(xué)習(xí)，課堂氣氛以及學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性均有相當(dāng)大的改善。

4. 結(jié)語

數(shù)字電路課程的教學(xué)是一項(xiàng)艱巨但成就感很強(qiáng)的工作，在課程教學(xué)中，教師應(yīng)該不斷提高自身業(yè)務(wù)能力，注重將理論與實(shí)踐相結(jié)合，多結(jié)合實(shí)際講解課程知識(shí)，同時(shí)結(jié)合科學(xué)的評(píng)價(jià)體系必能使得學(xué)生良好地掌握這門課程的知識(shí)。教師在教學(xué)過程中，也應(yīng)不斷引入思考教學(xué)方法，探索教學(xué)模式，順應(yīng)時(shí)代和科學(xué)發(fā)展的需求，結(jié)合素質(zhì)教育培養(yǎng)出更優(yōu)秀的人才！

參考文獻(xiàn)

[1] 劉元超. 數(shù)字電路教學(xué)改革探索[J]. 長江大學(xué)學(xué)報(bào). 2009， 6（3）： 318-319

[2] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第5版）[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006

第4篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù) 數(shù)字電子技術(shù)試驗(yàn) 應(yīng)用

隨著時(shí)代與科技的不斷發(fā)展，新形勢(shì)下各大高校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也隨之發(fā)生改變，數(shù)字電子技術(shù)屬于一門實(shí)用性強(qiáng)的綜合型學(xué)科，只有學(xué)好數(shù)字電子技術(shù)才能為接下來電子信息后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)結(jié)合集成電路下衍生的產(chǎn)物，現(xiàn)今可編程邏輯器應(yīng)用范圍越來越廣，運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)可對(duì)電子設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行更大程度上的優(yōu)化和控制，可編程邏輯器為電子電路實(shí)驗(yàn)提供了新的設(shè)計(jì)方法，提高了設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品硬件的便捷性，使原有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式、核心技術(shù)得到轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展，使其具備更加廣闊的前景。

一、EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段大部分高等院校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)通過使用多種實(shí)驗(yàn)箱，讓學(xué)生自行連接電路，運(yùn)用儀器對(duì)連接的電路做出檢驗(yàn)，對(duì)其驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析。此種集成芯片設(shè)計(jì)電路連接的過程中存在較多的問題，例如電路復(fù)雜、芯片短缺、查找故障難度高、儀器及其附屬設(shè)施易破壞、缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備等，致使連接電路難度較高，學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)興趣不高，實(shí)驗(yàn)效果不夠理想。隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)作出與時(shí)俱進(jìn)的改變，為了加大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高連接電路的成功率，在以往的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中引進(jìn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，改變?cè)须娐吩O(shè)計(jì)方法，使EDA技術(shù)下的電路設(shè)計(jì)變得更加可靠而有效。以往的數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法只能設(shè)計(jì)出完整電路的一部分，在實(shí)際連接數(shù)字電路時(shí)會(huì)因?yàn)榱慵蛔?、性能與電路設(shè)計(jì)性能不相符等問題，致使需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)，再次設(shè)計(jì)完整的數(shù)字電路并操作、驗(yàn)證等，此種方法過于費(fèi)時(shí)，對(duì)學(xué)生而言學(xué)習(xí)興趣不高。使EDA技術(shù)下的電路設(shè)計(jì)方法是分階段進(jìn)行，首先將整體的電路劃分為多個(gè)模塊，然后再設(shè)計(jì)各模塊，此種方法適用性強(qiáng)、干擾性小，從而能夠進(jìn)一步保證電路連接的準(zhǔn)確性、可靠性，EDA技術(shù)有利于推動(dòng)電子產(chǎn)品的發(fā)展。

二、EDA技術(shù)設(shè)計(jì)的步驟

EDA技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字電路首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，將完整的系統(tǒng)分為多個(gè)獨(dú)立存在的模塊，然后逐一設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，對(duì)應(yīng)不同模塊采用不同的輸入方式，在系統(tǒng)中就可對(duì)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行仿真模擬，驗(yàn)證其電路連接的正確性，待驗(yàn)證合格后，將設(shè)計(jì)電路圖下載至存儲(chǔ)介質(zhì)。

綜合是指運(yùn)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)中的綜合器將VHDL軟件設(shè)計(jì)與硬件聯(lián)系在一起，形成可行的硬件電路。綜合器具備源文件整合功能，可保證綜合硬件的可操作性，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化具有邏輯綜合功能，并能對(duì)設(shè)計(jì)出的數(shù)字電路進(jìn)行優(yōu)化，可將邏輯級(jí)電路圖轉(zhuǎn)變?yōu)殚T級(jí)電路，自動(dòng)生成分析文件、網(wǎng)表文件及其附屬報(bào)告。

綜合完成之后還需運(yùn)用相關(guān)適配器將網(wǎng)表文件對(duì)目標(biāo)元件作邏輯映射，此種操作方式叫做布線布局，也叫做適配，這個(gè)過程涉及到邏輯分割、布局布線、底層器件配置、邏輯優(yōu)化等內(nèi)容的實(shí)施，當(dāng)適配通過后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成時(shí)序仿真網(wǎng)表文件、時(shí)序仿真下載文件，大部分文件格式為JEDEC、Jam，適配對(duì)象與相關(guān)元件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)形成直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

再通過電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)適配生成結(jié)果測(cè)試完成后，才能作編程下載處理，這個(gè)過程就叫做仿真。在EDA設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的步驟就是仿真，仿真是整個(gè)數(shù)字電路設(shè)計(jì)的重要階段，運(yùn)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)序仿真、功能門級(jí)仿真，可從兩種級(jí)別分別作仿真測(cè)試。時(shí)序仿真是指對(duì)適配通過之后生成的網(wǎng)表文件作仿真處理，模擬各級(jí)元件在實(shí)際運(yùn)作的過程中，其元件性能的仿真實(shí)驗(yàn)，考慮到元件、硬件性能的特點(diǎn)，獲得仿真結(jié)果精度較高，由系統(tǒng)生成的時(shí)序仿真網(wǎng)表文件中對(duì)數(shù)字電路各元件的延遲做出了具體說明。功能仿真主要是對(duì)設(shè)計(jì)中的邏輯功能進(jìn)行仿真，分析和觀測(cè)仿真結(jié)果與原有的數(shù)字電路設(shè)計(jì)功能要求是否相符，功能仿真對(duì)任意一項(xiàng)具體元件硬件性能、延遲等均不介紹。

經(jīng)仿真驗(yàn)證數(shù)字電路成功后，將適配通過的下載文件、配置文件下載至存儲(chǔ)介質(zhì)，將以設(shè)計(jì)成功的文件下載至FPGA 、CPLD工具當(dāng)中，便于對(duì)設(shè)計(jì)硬件進(jìn)行調(diào)整及驗(yàn)證，再將其輸入系統(tǒng)中作統(tǒng)一測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路在實(shí)際應(yīng)用中潛在的問題，減少使用電路的差錯(cuò)性，不斷改進(jìn)問題電路，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三、在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用實(shí)例

將EDA設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)譯碼電路為例，通過混合輸入的設(shè)計(jì)方式，具體說明自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。首先按照原理圖設(shè)計(jì)模6計(jì)數(shù)器，其編碼方式為BCD碼，采用通用型集成芯片將模6計(jì)數(shù)器的編碼方式轉(zhuǎn)變?yōu)?421BCD碼，使其成為可作十進(jìn)制處理的計(jì)數(shù)工具，運(yùn)用計(jì)數(shù)工具中的異步清零端，將十進(jìn)制改變?yōu)榱M(jìn)制計(jì)數(shù)工具，具體設(shè)計(jì)電路及其仿真波形如下圖1，這種方式是構(gòu)建數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本設(shè)想。

在系統(tǒng)中運(yùn)用VHDL方法來設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管七段并將其顯示出來，生成完整的、不可逆的譯碼電路，具體方法如下，采用VHDL語言描述出譯碼器，將d3、d2、d1、d0看作是顯示譯碼器的輸入口，其中X為顯示譯碼器的輸出口，假設(shè)輸出口X是矢量形式，可有七個(gè)不同的數(shù)量關(guān)系值，這七個(gè)數(shù)量關(guān)系值即表示為七個(gè)不同的輸出設(shè)備數(shù)碼管的段碼。當(dāng)d3、d2、d1、d0分別對(duì)應(yīng)不同的8421BCD碼，譯碼器就會(huì)自動(dòng)生成與連接外端的輸出數(shù)碼及其不同的對(duì)應(yīng)段碼，最終統(tǒng)一由驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管將其反映出來，按照原理圖輸入方法設(shè)計(jì)的六進(jìn)制計(jì)數(shù)工具、VHDL語言輸入方法共同設(shè)計(jì)的七段顯示譯碼器成功之后，就可利用數(shù)字電路生成系統(tǒng)，生成頂層功能模塊，運(yùn)用相應(yīng)的原理圖文件、VHDL語言文件對(duì)其作出調(diào)整和使用，計(jì)數(shù)譯碼電路層次原理圖見下圖2。

結(jié)束語

綜上所述，自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)有利于提高數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)效果，此種方法設(shè)計(jì)電路靈活性較高、干擾性小，不存在硬件、儀器等相關(guān)設(shè)施的影響。將整體的電路設(shè)計(jì)劃分為多個(gè)模塊并進(jìn)行設(shè)計(jì)，此種方式適用性較強(qiáng)，即使在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)字電路設(shè)計(jì)的情況下，也能將其變得簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)：

[1]王彩鳳，胡波，李衛(wèi)兵.EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011（1）

第5篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：EDA VHDL 自動(dòng)化 數(shù)字電路

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

數(shù)字電路EDA也是電子信息工程學(xué)院各個(gè)專業(yè)的一門必修課，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是實(shí)踐教學(xué)中不可缺少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，EDA實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解通過軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，初步掌握自頂向下的設(shè)計(jì)方法、EDA設(shè)計(jì)流程等，會(huì)用原理圖輸入和硬件描述語言VHDL設(shè)計(jì)邏輯電路。

數(shù)字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的實(shí)踐課程，具有理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，優(yōu)化該課程的實(shí)踐教學(xué)，對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要，由注重傳授知識(shí)向注重培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方向轉(zhuǎn)變，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，電子類高新技術(shù)的開發(fā)也更加依賴于EDA技術(shù)的應(yīng)用，通過實(shí)踐課程，學(xué)生掌握使用EDA工具設(shè)計(jì)數(shù)字電路的方法，包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程。

1 優(yōu)化課程的實(shí)踐教學(xué)

數(shù)字電路課程引入EDA技術(shù)，不僅極大地豐富課程選題，而且同一課題出現(xiàn)多種實(shí)現(xiàn)方案，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，對(duì)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導(dǎo)的作用。

2 綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)，解決工程實(shí)際應(yīng)用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，原理圖輸入法、硬件描述語言（VHDL）為設(shè)計(jì)語言，可編程邏輯器件為實(shí)驗(yàn)載體。

自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法就是從系統(tǒng)的總體要求出發(fā)，自上而下地逐步將設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)化，最后完成系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的三個(gè)層次如下。

第一層次是行為描述。實(shí)質(zhì)上就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的描述（抽象程度高）。

第二層次是RTL方式描述，又稱寄存器傳輸描述（數(shù)據(jù)流描述），以實(shí)現(xiàn)邏輯綜合。

第三層次是邏輯綜合，就是利用邏輯綜合工具，將RTL方式描述的程序轉(zhuǎn)換成用基本邏輯元件表示的文件（門級(jí)網(wǎng)絡(luò)表）。在門電路級(jí)上再進(jìn)行仿真，并檢查定時(shí)關(guān)系。

完成硬件設(shè)計(jì)的兩種選擇，由自動(dòng)布線程序?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASIC芯片制造工藝，做出ASIC芯片。將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成FPGA編程代碼，利用FPGA器件完成硬件電路設(shè)計(jì)。

3 應(yīng)用實(shí)例

首先建立一個(gè)新的工程，然后建立新文件并輸入如下的代碼：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再編譯，之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進(jìn)行仿真。最后配置引腳，下載并運(yùn)行。

4 營造良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境并建立科學(xué)的評(píng)價(jià)方法

基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)主要由計(jì)算機(jī)，EDA軟件開發(fā)工具，可編程芯片及實(shí)驗(yàn)硬件開發(fā)系統(tǒng)組成，該院已建有EDA 實(shí)驗(yàn)室，配有多臺(tái)安裝Quartus開發(fā)軟件的PC機(jī)，為每人或者小組完成課題提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。

如何評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)成果，客觀，合理的給出成績(jī)，既能反映出真實(shí)水平又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)，不以最終結(jié)果正確性作為評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)設(shè)計(jì)過程的每個(gè)環(huán)節(jié)都給出量化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中引入EDA技術(shù)，蘊(yùn)含著數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新思路、新方法，代表了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方向，EDA技術(shù)采用“自上向下”設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的方法，通過設(shè)計(jì)邏輯功能模塊來實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)功能，不僅大大提高了工作效率，而且提高了系統(tǒng)的可靠性，使設(shè)計(jì)更加靈活，學(xué)生在大二期間，就能夠通過數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn)，掌握EDA技術(shù)，對(duì)將來后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及對(duì)學(xué)生提高創(chuàng)新能力，工程設(shè)計(jì)能力都是十分有利，數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用EDA技術(shù)可使學(xué)生突破硬件資源，制作耗時(shí)的限制，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)出別具特色的作品來，使課程設(shè)計(jì)的效果大大提高，應(yīng)用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字電路，可為實(shí)驗(yàn)的選題拓寬范圍，增加了課程的趣味性、綜合性、創(chuàng)造性，以不同類型，不同難度的設(shè)計(jì)任務(wù)供學(xué)生選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒虹.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2008.

第6篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：仿真軟件Multisim 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0220-02

在電子專業(yè)數(shù)字電路課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，通過理論知識(shí)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的方法，在提升教學(xué)效果的同時(shí)也提升了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，而在傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，完全依靠的是純硬件實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種方法存在許多弊端，而現(xiàn)今在結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上，讓數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)變得更加靈活方便，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的綜合動(dòng)手能力，而且還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文主要分析探討的是在底值緶分校計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用。

1 仿真軟件Multisim的概況

計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim是根據(jù)美國國家儀器公司電子線路仿真軟件EWB升級(jí)而來，其主要目的就是對(duì)電路進(jìn)行原理設(shè)計(jì)，對(duì)電路功能進(jìn)行測(cè)試等，在計(jì)算機(jī)中，Multisim軟件不僅界面清晰，簡(jiǎn)單直觀，而且操作起來也較為簡(jiǎn)便，易學(xué)易用。仿真軟件Multisim將原理圖的創(chuàng)建，電路的測(cè)試分析以及結(jié)果顯示通過集成的方式統(tǒng)一顯示到一個(gè)電路窗口當(dāng)中，對(duì)數(shù)字電路和模數(shù)混合電路等進(jìn)行仿直模擬，而且在可視化界面上，其仿真出來的電路環(huán)境與真實(shí)情況一般無二，整個(gè)操作界面操作起來完全就像是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，非常具有可實(shí)操性，在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，深受廣大教師以及學(xué)生的喜愛[1]。

2 在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)首先要了解的是電路的工作原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)電路中的模塊電路以及每個(gè)模塊的具體功能都要有一個(gè)具體清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還要明確每個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸關(guān)系等，在對(duì)這些基礎(chǔ)設(shè)施了解清楚之后，再結(jié)合相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)以及實(shí)驗(yàn)所需的電路元器件，通過仿真軟件Multisim對(duì)各個(gè)電路模塊的初步設(shè)計(jì)，最后在仿真模擬的過程中邊選擇邊測(cè)試，邊修改邊對(duì)比，不斷地分析判讀，直到實(shí)驗(yàn)出真正的數(shù)字電路，因此在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

2.1 繪制電路原理圖

本次數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以在時(shí)鐘控制下實(shí)現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例，這個(gè)數(shù)字電路主要有三個(gè)功能模塊，即LM555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖模塊，4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS163構(gòu)成的計(jì)數(shù)器模塊和數(shù)據(jù)選擇器74LS151構(gòu)成的并轉(zhuǎn)器電路模塊[2]，待這三個(gè)功能模塊分步設(shè)計(jì)完成后，這個(gè)轉(zhuǎn)換電路的原理圖就設(shè)計(jì)完成了，然后再結(jié)合仿真軟件Multisim中豐富的元器件資源快速的完成所需元器件的找尋工作，其次再將這些元器件進(jìn)行連接，對(duì)一些必要的元器件參數(shù)屬性等進(jìn)行相應(yīng)的修改，同時(shí)對(duì)元器件標(biāo)注出相對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽，最后這個(gè)轉(zhuǎn)換電路的原理圖繪制工作也就完成了，如圖1所示，為繪制的此次實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換電路的原理圖。

2.2 電路的仿真分析

在上述的轉(zhuǎn)換電路實(shí)驗(yàn)中，通過仿真軟件Multisim可以提供出虛擬的儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，在仿真分析中，主要用到的分析儀器包括示波器，邏輯分析儀，字信號(hào)發(fā)生器以及邏輯轉(zhuǎn)換器等，其仿真分析主要分為兩部分進(jìn)行：首先仿真分析的是第一個(gè)模塊，針對(duì)第一個(gè)功能模塊LM555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖模塊，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生加深對(duì)其的理解與學(xué)習(xí)，可以用仿真軟件Multisim提供的示波器來觀察555定時(shí)器充放電的電容波形和輸出時(shí)的脈沖方波信號(hào)波形等，最后發(fā)現(xiàn)其充電時(shí)間要大于放電時(shí)間，其仿真波形與理論分析計(jì)算得出的結(jié)果保持一致；其次仿真分析的是第二個(gè)功能模塊和第三個(gè)功能模塊，針對(duì)這兩個(gè)模塊可用仿真軟件Multisim提供的邏輯分析儀進(jìn)行分析，主要觀測(cè)分析的是第二個(gè)模塊計(jì)數(shù)器的時(shí)序波形和第三個(gè)模塊數(shù)據(jù)選擇器輸出的波形，如圖2所示，為計(jì)數(shù)器時(shí)序波形的仿真圖，通過圖2可以看出，在脈沖作用下，計(jì)數(shù)器的低三位循環(huán)計(jì)數(shù)產(chǎn)生000到111這八種狀態(tài)，而假設(shè)計(jì)數(shù)初始的狀態(tài)為000時(shí)，那么數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端D0將被選通，而151的輸出將變成1，再來一次CP脈沖上升沿后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)就變成了001，而這時(shí)數(shù)據(jù)輸入端D1將被選通，151的輸出就又變成了0，同理待第七個(gè)脈沖來之后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)就變成了111，這時(shí)的就是D7被選通，同樣的151的輸出也變成了0，151的8位并行輸出數(shù)據(jù)在時(shí)鐘脈沖的控制作用下，來一個(gè)時(shí)鐘脈沖上升沿就送出一位數(shù)，相應(yīng)的8位并行輸入的數(shù)據(jù)也就一個(gè)一個(gè)地被串行輸入送出來，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)能夠并行輸入到串行輸出的轉(zhuǎn)換[3]。

2.3 邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在組合邏輯電路中，對(duì)于組合邏輯電路而言，其特點(diǎn)就是沒有存儲(chǔ)記憶功能，而其設(shè)計(jì)就需要根據(jù)邏輯命題，再列出邏輯真值表，寫出邏輯表達(dá)式，然后選擇所用器件，即可完成組合邏輯電路的設(shè)計(jì)工作，但是在輸入變量增多時(shí)，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)工作就變得繁復(fù)多雜，經(jīng)常出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，在這時(shí)利用仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器就可以對(duì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行簡(jiǎn)化，提高電路的設(shè)計(jì)效率[4]。

仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器支持8輸入變量與單輸出的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)，根據(jù)邏輯轉(zhuǎn)換器可以將組合邏輯電路中的真值表進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將真值表與邏輯表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將直值表與簡(jiǎn)單表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將邏輯表達(dá)式與邏輯電路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及將邏輯表達(dá)式與非門邏輯電路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。

2.4 譯碼器的仿真應(yīng)用

在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程中，譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有著極為廣泛的用途，其在代碼之間的轉(zhuǎn)換，終端的數(shù)字顯示，同數(shù)據(jù)分配，存儲(chǔ)器的尋址以及組合控制信號(hào)等都能起到非常重要的作用，在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，以仿真軟件Multisim提供的74LS138譯碼器為例，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)地過程中更好的掌握譯碼器的外特征，如圖3所示，通過利用開關(guān)K1，K2和K3來模擬二進(jìn)制數(shù)，來對(duì)74LS138譯碼器的譯碼功能的仿真電路進(jìn)行驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)可以看出，在輸出端接上小燈泡后，可以對(duì)二進(jìn)制數(shù)經(jīng)過譯碼器后的輸出結(jié)果進(jìn)行直接觀測(cè)，從而使學(xué)生在這一過程中可以更好的理解與掌握譯碼器的邏輯功能[5]。

3 在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中利用仿真軟件Multisim的優(yōu)勢(shì)

在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的純硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法一般都是事先查找大量的相關(guān)資料，對(duì)電路原理進(jìn)行硬性理解，然后再根據(jù)電路指標(biāo)要求對(duì)元器件的具體參數(shù)進(jìn)行估算，最后在紙上畫出大概的硬件電路圖，在實(shí)驗(yàn)時(shí)一般也是通過面包板或?qū)嶒?yàn)箱來搭建完成，然后在觀察分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，也是通過實(shí)驗(yàn)室有限的儀器儀表等來進(jìn)行，這樣的實(shí)驗(yàn)方式很難檢查出實(shí)驗(yàn)過程中的某項(xiàng)具體問題，比如所選用芯片是否合適，哪一根線路出現(xiàn)問題等，而一旦真的發(fā)現(xiàn)問題這整個(gè)電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也要推倒重來，耗時(shí)耗力不說而且還沒有起到應(yīng)有的教學(xué)效果，而利用計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim，學(xué)生只需要在對(duì)數(shù)字電路的基本原理了解清楚的情況下，利用仿真軟件Multisim直接選出實(shí)驗(yàn)所需的元器件，然后直接進(jìn)行電路搭建，在計(jì)算機(jī)操作界面直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作，而不用擔(dān)心芯片的選擇是否錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)消耗材料是否浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)是否不足以及元器件等是否出現(xiàn)老化等種種問題，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果還可以通過界面直觀的顯示在學(xué)生面前，同時(shí)通過不斷反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在理解力得到增強(qiáng)的同時(shí)，實(shí)踐動(dòng)手操作能力也得到了提升，而且這種虛擬的實(shí)驗(yàn)空間也使得學(xué)生的自由創(chuàng)造能力得到了充分的發(fā)揮，最重要的是節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提升了數(shù)字電路的教學(xué)效果[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim進(jìn)行概況分析，探在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用，其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，以在時(shí)鐘控制下實(shí)現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例探討了仿真軟件Multisim的兩種應(yīng)用，即電路原理圖的繪制以及電路的仿真分析，其次還探討了仿真軟件Multisim的邏輯轉(zhuǎn)換器與譯碼器的具體應(yīng)用，最后還分析了在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中仿真軟件Multisim的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，希望本文的分析探討對(duì)我國電子專業(yè)中數(shù)字電路教學(xué)以及計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim的實(shí)際應(yīng)用能起到相應(yīng)的幫助作用。

參考文獻(xiàn)

[1]尹波.淺談仿真軟件Multisim及其在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（18）：121.

[2]王爾申，龐濤，，鄭丹.Multisim和Proteus仿真在數(shù)字電路課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013（03）：78-81.

[3]郭映.Multisim10仿真軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（07）：162-165.

[4]孫曉艷.基于multisim的虛擬仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2007（11）：152-154.

第7篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì),教學(xué)模式,教學(xué)方法,實(shí)踐教學(xué)

一、三本院校課程教學(xué)現(xiàn)狀

三本學(xué)生中多才多藝的較多，平時(shí)開展各種社團(tuán)活動(dòng)比較頻繁，學(xué)生自主創(chuàng)新思維活躍，但能夠有條不紊自主學(xué)習(xí)的學(xué)生可能只有一少部分，許多學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)沒有興趣，課余時(shí)間幾乎不學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，剛開始學(xué)生還可以接受一些新知識(shí)，但隨著教學(xué)的深入，學(xué)習(xí)難度的增大，學(xué)生感到了困難，隨之學(xué)習(xí)的興趣也越來越低，主動(dòng)學(xué)習(xí)便是一句空話，學(xué)生也就是為了應(yīng)付考試，甚至不少學(xué)生都是考前突擊。這一特點(diǎn)在《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)中也同樣存在。要提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)诙ㄎ唤虒W(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，采用教學(xué)手段和方法的時(shí)候都必須以這一實(shí)際情況為前提。

二、教學(xué)理念，教育目標(biāo)

三本教學(xué)有別于一本和二本，教學(xué)注重于學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，教學(xué)過程中突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)，分析解決實(shí)際問題的能力，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以教學(xué)為主線，樹立能力培養(yǎng)目標(biāo)為重中之重的思想，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式多元化，努力培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”，適應(yīng)國際競(jìng)爭(zhēng)和社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。三本教育要加強(qiáng)通識(shí)教育，注重文理滲透理工結(jié)合，體現(xiàn)本科教育的基礎(chǔ)性和可發(fā)展性。努力探索人才培養(yǎng)新舉措，深入推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革，實(shí)現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)新格局，大力實(shí)施“育人為本，全面發(fā)展”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，拓寬基礎(chǔ)學(xué)科的范圍和基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)涵。

三、教材選取

考慮到三本學(xué)生理論基礎(chǔ)較差，教材選取不應(yīng)選擇理論研究或理論推導(dǎo)比較復(fù)雜的教

材，否則會(huì)讓學(xué)生還未涉及到重要的知識(shí)點(diǎn)就已經(jīng)因?yàn)殡y度過大而喪失信心。教材選取要以應(yīng)用為宗旨，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點(diǎn)和難點(diǎn)采取闡述與比喻相結(jié)合，例題與習(xí)題相結(jié)合，實(shí)例與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，針對(duì)數(shù)字電路課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，增加了與教材相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。

四、教學(xué)內(nèi)容

在三本的《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》教學(xué)中，應(yīng)該注重基礎(chǔ)教學(xué)，要求學(xué)生熟悉布爾代數(shù)的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡(jiǎn)法；掌握數(shù)字電路中常用的基本單元電路和典型電路構(gòu)成、原理與應(yīng)用；掌握常用的中小規(guī)模組合邏輯電路和集成電路功能和設(shè)計(jì)方法。具有查閱集成電路器件手冊(cè)，合理選用集成電路器件的能力。對(duì)集成芯片，重點(diǎn)分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊(cè)、資料等，使學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中正確選擇和使用集成芯片[11]。

對(duì)于三本學(xué)生而言，在電路設(shè)計(jì)中要求學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)方法，但可以適當(dāng)降低對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求，增強(qiáng)電路分析方法的教學(xué)。學(xué)生可以分析較復(fù)雜的電路，并且能夠利用已有的電路進(jìn)行修改，使電路滿足自己設(shè)計(jì)的需要。

五、教學(xué)手段與教學(xué)方法

（一）采用現(xiàn)代化教學(xué)

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程的特點(diǎn)就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書形式教學(xué)，既浪費(fèi)課堂時(shí)間也達(dá)不到好的教學(xué)效果。教學(xué)過程中采用多媒體教學(xué)，可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象，易于學(xué)生接受。對(duì)于集成電路的分析和設(shè)計(jì)，為了增強(qiáng)演示效果，除了在PPT中添加更多的動(dòng)畫效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動(dòng)畫效果，使電路的變化過程一目了然。

（二）結(jié)合實(shí)際教學(xué)

在授課過程中，針對(duì)三本學(xué)生可以結(jié)合生活中的應(yīng)用舉例，如目前LCD顯示、數(shù)字溫度計(jì)、十字路通燈控制、數(shù)字頻率計(jì)、多媒體PC機(jī)里的顯示卡、聲卡是用數(shù)電中的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)圖像顯示和聲音播放、制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床等都應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)。通過這些實(shí)例的介紹，可以使學(xué)生真正了解數(shù)字電路課程的重要性，從而提高對(duì)數(shù)字電路學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)積極性。

（三）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可有兩種方式，一是上傳教師課堂教學(xué)過程的視頻到校園網(wǎng)；二是教師制作圖文并茂的課件，以及與該課程有緊密關(guān)系的資料一起上傳到網(wǎng)上。目前大部分三本學(xué)生宿舍都可以登錄校園網(wǎng)，學(xué)生可以在任何時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式解決了學(xué)生傳統(tǒng)的看書自學(xué)枯燥無味的問題。

六、實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)一般分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩大部分。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。教師給出實(shí)驗(yàn)步驟、電路圖，學(xué)生按部就班、驗(yàn)證結(jié)果，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)于課堂所學(xué)基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精神和方法，訓(xùn)練嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)是理論和實(shí)際相互聯(lián)系的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，但是僅僅是這種以教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑荒芗ぐl(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，學(xué)生仍然不善于綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題。課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是為了加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、發(fā)展個(gè)性、啟發(fā)創(chuàng)新、加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，自行設(shè)計(jì)電路和測(cè)試方案，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手，解決問題的能力大大提高[12]。

除此之外，還可以設(shè)置一些電子設(shè)計(jì)大賽，成立電子設(shè)計(jì)興趣小組，在教師的指導(dǎo)下開展設(shè)計(jì)性和專題研究性實(shí)驗(yàn)，為希望進(jìn)一步發(fā)展的學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和創(chuàng)新研究場(chǎng)所，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

七、結(jié)束語

隨著高等教育的普及，三本學(xué)生的數(shù)量和質(zhì)量也在日益增高，同時(shí)隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛

普及，數(shù)字化社會(huì)已經(jīng)到來，大規(guī)模、超大規(guī)模數(shù)字集成電路以其低功耗、高速度等特點(diǎn)， 應(yīng)用越來越廣泛。因此如何在有限的時(shí)間內(nèi)使三本的學(xué)生扎實(shí)掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)理論和基本操作技能，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，是教師在教學(xué)過程中需要認(rèn)真思考的問題。使學(xué)生在傳統(tǒng)的數(shù)字電路邏輯分析、邏輯設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立起現(xiàn)代數(shù)字電路的應(yīng)用與設(shè)計(jì)思想，掌握現(xiàn)代電子技術(shù)的新技術(shù)和新器件，為走向?qū)嶋H工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝麗.《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》教學(xué)改革實(shí)踐.吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012年第02期

[2] 李琰，張翌嚦. 數(shù)字電路的教學(xué)改革與創(chuàng)新.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011年第22期

[3] 李小珉，葉曉慧.深化《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程改革[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2OO4(4)

[4] 田東.數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的改革與探討.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006年05期

[5] 馬達(dá)靈，張?jiān)圃?《數(shù)字電路》課程教學(xué)改革之我見.集寧師專學(xué)報(bào)，2008年12月第30卷第4期

[6] 鄧朝霞.《數(shù)字電路》課程整合與優(yōu)化的改革.廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006年第6期

[7] 張麗.高職《數(shù)字電路》課程教學(xué)方法的探索.讀與寫(教育教學(xué)刊)，2010年04期

第8篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】高職教育 數(shù)字電路與仿真 教學(xué)改革 項(xiàng)目化教學(xué)法

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）20-0094-01

數(shù)字電路與仿真是高職電子類專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。一直以來，數(shù)字電路與仿真都是采用黑板和實(shí)驗(yàn)兩種教學(xué)模式。在進(jìn)行理論講授時(shí)是以老師為主體，學(xué)生總是被動(dòng)地接受知識(shí)；而在實(shí)踐環(huán)節(jié)教師仍以傳授知識(shí)為目的，實(shí)踐課程被作為課堂理論知識(shí)的驗(yàn)證。一般的教學(xué)方法造成了在教學(xué)過程中教師一手包辦、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)較少的現(xiàn)象。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生就會(huì)缺乏對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，抑制學(xué)生的創(chuàng)造力和主動(dòng)性，所以必須對(duì)數(shù)字電路的教學(xué)方式進(jìn)行改革，引入項(xiàng)目化教學(xué)法。項(xiàng)目化教學(xué)法是將該課程的知識(shí)轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，然后老師和學(xué)生通過共同完成一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，這就是一種真正的理論與實(shí)踐相結(jié)合。在數(shù)字電路與仿真的課程改革中引入項(xiàng)目化教學(xué)，不僅打破了理論課、實(shí)驗(yàn)課的界限，也將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、企業(yè)的相關(guān)要求融為一體，達(dá)到了高職教育與企業(yè)生產(chǎn)的零距離，而且實(shí)現(xiàn)了以就業(yè)為導(dǎo)向、以技能為核心的辦學(xué)宗旨。

根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合高職高專教學(xué)改革的要求，本著“工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)做一體化”的原則。全書共有八個(gè)項(xiàng)目，包括三人表決器電路、搶答器電路、數(shù)碼顯示電路、計(jì)數(shù)分頻電路、觸摸式防盜報(bào)警電路、溫度檢測(cè)電路、數(shù)字鐘電路等的設(shè)計(jì)與裝調(diào)以及用FPGA實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器等。通過項(xiàng)目任務(wù)的完成，提高學(xué)生對(duì)數(shù)字電路的理解，使之能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成小型數(shù)字系統(tǒng)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)制作，包括查閱資料、確定電路設(shè)計(jì)方案、計(jì)算與選擇元器件參數(shù)、安裝與調(diào)試電路，能使用相關(guān)儀器進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試和編寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

數(shù)字電路主要課程內(nèi)容為數(shù)制與碼制、邏輯函數(shù)、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、存儲(chǔ)器、數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換、脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路及應(yīng)用內(nèi)容。因課程內(nèi)容不集中，學(xué)生學(xué)后不加以運(yùn)用，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完后容易忘記。所以，在課程改革中要以項(xiàng)目為單元、以應(yīng)用為主線，將理論知識(shí)融入實(shí)踐項(xiàng)目中。讓學(xué)生在做中學(xué)、在學(xué)中做，鞏固每個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)，提高自己的動(dòng)手能力。

一 項(xiàng)目任務(wù)的選取

項(xiàng)目化教學(xué)法有別于一般的教學(xué)方法，課程中理論知識(shí)和實(shí)踐技能的傳授是通過完成具體的項(xiàng)目來實(shí)施的。因此，在數(shù)字電路的項(xiàng)目化教學(xué)中，項(xiàng)目任務(wù)的選取力求具有典型性和可操作性，數(shù)字電路項(xiàng)目化教學(xué)的任務(wù)為：（1）三人表決器的設(shè)計(jì)與制作；（2）搶答器電路的設(shè)計(jì)與制作；（3）數(shù)碼顯示電路設(shè)計(jì)與制作；（4）觸摸式防盜報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與制作；（5）數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作。

二 項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施過程

項(xiàng)目任務(wù)在教學(xué)實(shí)施的過程中是要讓所有學(xué)生的參與教學(xué)活動(dòng)，項(xiàng)目化教學(xué)注重的不是最終的結(jié)果，而是完成每個(gè)項(xiàng)目的過程。在數(shù)字電路的項(xiàng)目化教學(xué)過程中，要以項(xiàng)目為教學(xué)單元，采用分組的方法，每組包含4～5名學(xué)生，每個(gè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)子任務(wù)，在每個(gè)子任務(wù)里要明確學(xué)生應(yīng)掌握的每個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，子任務(wù)的實(shí)施要以學(xué)生為中心，老師充當(dāng)技術(shù)支持的角色，主要由各個(gè)小組成員一起探討問題和解決問題，老師可對(duì)學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助，逐步培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自己思考的習(xí)慣。項(xiàng)目實(shí)施的過程為：（1）引入項(xiàng)目；（2）老師和學(xué)生共同分析項(xiàng)目，明確電路功能，確定若干個(gè)子任務(wù)；（3）學(xué)生通過查閱資料和所學(xué)的知識(shí)對(duì)每個(gè)子任務(wù)提出實(shí)施方案；（4）學(xué)生根據(jù)每組討論結(jié)果制定電路方案；（5）學(xué)生利用Multisim 10仿真軟件檢測(cè)所設(shè)計(jì)的電路是否符合要求，來依次完成各子任務(wù)；（6）學(xué)生把各子任務(wù)進(jìn)行級(jí)聯(lián)，通過綜合調(diào)試完成整個(gè)項(xiàng)目；（7）老師檢查設(shè)計(jì)及調(diào)試結(jié)果，然后進(jìn)行教師評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)；（8）書寫電路設(shè)計(jì)報(bào)告，分析電路設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。

三 項(xiàng)目化課程學(xué)習(xí)的管理制度

為了使每個(gè)項(xiàng)目順利進(jìn)行，老師專門制作了項(xiàng)目進(jìn)度表和子項(xiàng)任務(wù)卡。學(xué)生根據(jù)進(jìn)度表了解本次任務(wù)要求和內(nèi)容。老師在進(jìn)行學(xué)習(xí)管理時(shí)，采用學(xué)生實(shí)踐任務(wù)進(jìn)度公示的方法，對(duì)那些進(jìn)度較慢的學(xué)生給予輔導(dǎo)和幫助；對(duì)動(dòng)手能力較強(qiáng)、完成項(xiàng)目快的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)老師對(duì)理論知識(shí)的講授時(shí)間和實(shí)踐技能的演示時(shí)間也作了合理安排。這樣項(xiàng)目化教學(xué)的設(shè)計(jì)，不僅使學(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)，還減輕了老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

四 考核方式的改革

考核分為兩部分：理論考試和實(shí)踐考試，其中理論考試占30%，實(shí)踐考試占70%。對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)能力的考核以筆試的形式進(jìn)行；對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的考核，參考制作過程的考查記錄和學(xué)生作品。這種綜合考核方式評(píng)價(jià)比較全面，更能體現(xiàn)高職教育培養(yǎng)目標(biāo)。

第9篇：數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵字：Multisim10；數(shù)字電路；仿真

數(shù)字電路課程是我國高職院校電子、通信、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等同類型工科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，地位十分重要。隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)該課程的教學(xué)手段也提出了新的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)手段已不能滿足人才培養(yǎng)質(zhì)量的需要。本文將在教學(xué)中引入當(dāng)今世界上著名的電路仿真標(biāo)準(zhǔn)工具M(jìn)ultisim 10進(jìn)行教學(xué)，通過將枯燥的知識(shí)形象化，復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，增加學(xué)生的動(dòng)手能力，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

1 數(shù)字電路課程特色及當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字電路課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念，理解數(shù)字邏輯電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法，熟悉相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)解決數(shù)字邏輯問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和開展電路設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)。該課程所具有的“核心性”、“基礎(chǔ)性”、“專業(yè)性”、“大面積性”及實(shí)驗(yàn)教學(xué)所具有的“直觀性”、“實(shí)驗(yàn)性”、“科研性”、“綜合性”等特點(diǎn)，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占舉足輕重的地位。因此，數(shù)字電路課程的教學(xué)如何達(dá)到良好的效果是各高校該課程教師不斷探索的關(guān)鍵點(diǎn)。

從課程本身和教學(xué)環(huán)節(jié)來講，數(shù)字電路課程具有內(nèi)容多、更新快、實(shí)踐性強(qiáng)，且有實(shí)驗(yàn)設(shè)施不足、課時(shí)相對(duì)較少的特點(diǎn)。從授課方式看，多數(shù)教師的教學(xué)方法還是“教師講學(xué)生聽，教師做學(xué)生看”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生的興趣不濃，積極性不高。從學(xué)生的情況來看，高職學(xué)生自身基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，很多同學(xué)認(rèn)為數(shù)字電路比較枯燥、抽象且難理解，從一開始就對(duì)這門課沒有信心。特別是近幾年，各高校工科專業(yè)文理兼收的生源，既給基礎(chǔ)不一的學(xué)生增加了學(xué)習(xí)的難度和壓力，也給任課教師提出了新的課題。

2 Multisim的主要功能和特點(diǎn)

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的在Windows下運(yùn)行的電路設(shè)計(jì)和仿真分析軟件，它將電路原理圖、電路仿真及PLD設(shè)計(jì)三者合一，利用該軟件可以建立模擬、數(shù)字及其混合電路，并進(jìn)行仿真。其特點(diǎn)是：易學(xué)，實(shí)用性強(qiáng)，界面簡(jiǎn)潔，元件庫齊全，仿真功能強(qiáng)大，支持遠(yuǎn)程控制。學(xué)生普遍反映電子類課程難學(xué)，主要問題是概念抽象、課程教學(xué)的直觀性差。隨著多媒體教學(xué)的普及，在教學(xué)中引入電路設(shè)計(jì)和仿真分析軟件Multisim 10在課堂進(jìn)行演示，可以解決數(shù)字電路課程概念抽象、課程教學(xué)直觀性差等普遍問題，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，降低教學(xué)難度，提高教學(xué)效果【1】。

3 Multisim10在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 實(shí)例一：驗(yàn)證JK觸發(fā)器的邏輯功能

3.1.1 原理圖。JK觸發(fā)器是數(shù)字電路教學(xué)中的重難點(diǎn)，電路如圖1所示。

圖1 JK觸發(fā)器電路圖

3.1.2 在Multisim10中創(chuàng)建電路

(1) 在元(器)件庫中單擊TTL，再單擊74系列，選中JK觸發(fā)器7473N。

(2) 在元(器)件庫中單擊Sources(信號(hào)源)，選中方波發(fā)生器V2、電源V1和地。方波發(fā)生器V2設(shè)置電壓為5V，頻率1 kHz。電源V1設(shè)置電壓為5V。

(3) 在元器件庫中單擊Basic(基本元器件)，然后單擊SWITCH，再單擊SPDT，選取開關(guān)J1、J2和J3。為了便于控制，選擇不同字母符號(hào)或者數(shù)字符號(hào)來表示對(duì)應(yīng)的開關(guān)的開關(guān)鍵。J1用空格鍵控制，J2用A鍵控制，J3用B鍵控制。

(4) 在儀器庫中選取邏輯分析儀。

(5) 在圖3中，JK觸發(fā)器的輸入端1J、1K，清零端1CLR分別由開關(guān)J1、J2、J3控制。CLR是清零端，低電平時(shí)清零。時(shí)鐘1CLK由信號(hào)源方波發(fā)生器V2提供。為了便于觀察，可將時(shí)鐘信號(hào)1CLK、JK觸發(fā)器輸出信號(hào)Q和分別接邏輯分析儀的管腳1、2、3。

3.1.3 觀測(cè)輸出

通過三個(gè)開關(guān)改變輸入數(shù)據(jù)，按對(duì)應(yīng)開關(guān)的開關(guān)鍵符號(hào)，即可改變開關(guān)位置，從而改變輸入數(shù)據(jù)，電源V1和地分別表示數(shù)據(jù)1和0。

(1) 改變開關(guān)J3，使1CLR=0，觀測(cè)清零，輸出波形如圖2所示?？梢娸敵鯭清零。

圖2 輸出波形

(2) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=K=0，輸出波形如圖2所示?？梢娸敵鯭保持原態(tài)。

(

3) 清零端ICLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=0，K=1，輸出波形如圖2所示?？梢娸敵鯭置0。

(4) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=1，K=0，輸出波形如圖3所示?？梢娸敵鯭置1。

圖3 J=1，K=0時(shí)的輸出波形

(5) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=K=1，輸出波形如圖4所示?？梢娸敵鯭翻轉(zhuǎn)。

圖4 J=K=1時(shí)的輸出波形

通過上例，可知利用Multisim軟件進(jìn)行仿真分析的基本步驟為：根據(jù)原理和設(shè)計(jì)需要，創(chuàng)建仿真電路原理圖，然后根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置好電路圖選項(xiàng)，設(shè)定仿真分析方法，打開仿真開關(guān)，運(yùn)行所設(shè)計(jì)好的電路，借助仿真儀器，即可得到仿真結(jié)果，同時(shí)還可以對(duì)輸出的文件和數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理【2】。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，講解本文所列JK觸發(fā)器的邏輯功能，照本宣科讓學(xué)生自由發(fā)揮想象去學(xué)習(xí)的較多。在條件好的高職院校，大多數(shù)只能通過多媒體給學(xué)生展示電子教案，學(xué)生感知到的只是靜態(tài)?？v然加上動(dòng)畫效果，保證了形象、直觀，學(xué)生卻不能親自設(shè)計(jì)電路，對(duì)知識(shí)的掌握存在局限性。那么，使用Multisim10仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，利用其仿真效果，幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解和對(duì)重難點(diǎn)問題的掌握，使教學(xué)內(nèi)容更加形象、直觀、完善，課堂教學(xué)更加生動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性明顯提高。特別是作者在機(jī)房上課時(shí)，學(xué)生主動(dòng)參與使用Multisim10軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和演示，思考問題、解決問題的能力明顯增強(qiáng)，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提高教學(xué)效果起到了有利的促進(jìn)作用。

4 結(jié)束語

通過將Multisim10軟件應(yīng)用在數(shù)字電路課程教學(xué)中的改革，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)條件有限、生源知識(shí)基礎(chǔ)不一、學(xué)生參與少等問題，提高了教學(xué)效果。當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路課程的教學(xué)方法和手段也將不斷改革，教師需要不斷尋求最適合學(xué)生的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)出與時(shí)俱進(jìn)的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張寧;;基于Multisim的電子線路分析與仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年02期

[2] 鼓燕標(biāo);;Multisim2001在電子類課程教學(xué)中的應(yīng)用;職業(yè)教育研究;2005年第10期

作者簡(jiǎn)介：