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电路设计的基本方法

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电路设计的基本方法

电路设计的基本方法范文第1篇

在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程,一方面,这些专业的学生有电子电路基础知识,又有自己本专业的知识,可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片,非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作,这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域;另一方面,对于这些专业学生的应用特点,不宜也不可能开设微电子专业的所有课程,也不宜将集成电路设计阶段的许多技术(如低功耗设计、可测性设计等)开设为单独课程,而是要将相应课程整合,开设一到二门集成电路设计的综合课程,使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程,也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此,在课程的具体设置上,应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展,采用EDA工具进行电路辅助设计,已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此,在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上,了解和掌握相关设计工具,是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中,既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践,又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习,一方面,学员掌握了一项实实在在有用的技术;另一方面,学员了解了该项技术的更深和更新的知识,有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上,对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程,因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识,如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等,而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上,这样非微电子专业的学生能够很容易入门,提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则,信息工程大学根据具体实际,在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程,根据近两年的教学情况来看,取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1)集成电路芯片设计概论:介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解,了解IC设计技术的发展历程及基本情况,理解IC设计技术的基本概念;了解IC设计发展趋势和新技术,包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2)IC产业链及设计流程:介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”,以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工,了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况,了解数字IC的整个设计流程,包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3)RTL硬件描述语言基础:主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法,了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法,并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4)系统集成设计基础:主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统(SoC)、片上网络(NoC)的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。

丰富的实践操作内容1)Verilog代码设计实践:学习通过课下编码、上机调试等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力,并通过给定的IP核或代码模块的集成,掌握大型芯片电路的集成设计能力。2)IC前端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法,主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3)IC后端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法,主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1)IC设计基本知识笔试:通过闭卷考试的方式,考查学员队IC设计的一些基本知识,如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2)IC设计上机实践操作:通过上机操作的形式,给定一个具体并相对简单的芯片设计代码,要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台,完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3)IC设计相关领域报告:通过撰写报告的形式,要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献,包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等,撰写相应的专题报告。

3结语

电路设计的基本方法范文第2篇

关键字:数字电路;组合逻辑电路;时序逻辑电路

中图分类号:TN79文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0042-01

众所周知,近年,科学技术的不断进步带动许多行业发生了翻天覆地的变化,电子信息行业走在了科学发展的前列,表现尤为突出的是数字电子技术,科学进步的浪潮中它迅速前进,已成为当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成电路(VLSI)。那么,逻辑器件的变化也会影响整个数字逻辑电路的发展。

一、数字电路的状态

数字电路顾名思义就是对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路,它只有两个状态就是0和1。在数字电路中,低电平用0表示,高电平用1表示,有时低电位也用字母L(Light)表示,而高电位用字母H(High)表示。另外在对0和1理解时,还会有时间限制,因为数字0、1表示电路状态,结合时间看电路时,要明白电路工作时序。

二、数字逻辑电路的基本定律

数字电路的设计在生活中使用非常广泛,但是怎样设计出符合要求的电路,这就是一门技术活了。因此理解数字电路设计,重点在基本概念和基本方法上。数字设计中逻辑代数基本定律、组合逻辑和时序逻辑的概念是分析和设计数字系统的基础,也是设计大规模集成芯片的基础,所以我们在说数字电路设计之前就要先了解逻辑代数的基本知识定律。逻辑代数是英国数学家乔治.布尔(Geroge . Boole)于1847年首先进行系统论述的,也称布尔代数。 所研究的是两值变量的运算规律,即0,1表示两种不同的逻辑状态,称这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系为二值逻辑。在逻辑代数中我们最先了解的就是进制的转换,计算机系统中一般二进制、八进制、十进制、十六进制是了解最多的,转换这些进制也是最容易的,掌握其中的计算方法就能得到。

三、数字电路设计―组合逻辑和时序逻辑

在做数字电路设计时主要就是组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计。从一方面说,这两种电路的设计是数字电路中的一个最基本的也是最重要的部分,只有会做这两种电路的设计才算是对数字电路入门了。所以我们先对这两种设计作下简单的介绍。

如果说逻辑电路设计是数字电路的最基础的组成部分,那么门电路就是带动这些部分运转的重要元素,就像是一部机器,门电路就是机器中的零件,大家都知道零件在机器的运转中起着不容小觑的作用,如果在某个部位因为一个小零件的出错,可能会导致整个机器出故障。逻辑电路中最基本的门电路通常是与门、或门、非门。与门是逻辑与运算的单元电路;或门是逻辑或运算的单元电路;非门,也叫反相器,是实现逻辑非运算的电路。在实际的应用中并不是把它们直接使用,而是将它们组合成复合逻辑运算与非、或非、与或非、异或、同或等常用的门来实现其功能。我们在日常生活中见得最多的就是交通灯的控制,就是用组合逻辑电路设计成的。在组合逻辑电路的设计中,利用门电路的组合完成的很多电路的设计,编码器、译码器就是组合逻辑电路中的器件,组成的液晶显示器LCD,数码显示器LED。

时序逻辑电路中,主要的零件就是集成触发器,在各种复杂的数字电路中不但需要对二值信号进行算术运算和逻辑运算,还经常需要将这些信号和运算结果保存起来,因此需要使用记忆功能的基本逻辑单元,而这种能储存信号的基本单元电路就是触发器。迄今为止,人们已经研制出了很多种触发器电路,根据电路结构形式的不同,可以分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器等。这些触发器的研制都是在前一种触发器的基础上改进而来的,通俗的说是后人在前人的研究发明中不断提炼出的新器件。因此同步触发器是建立在基本RS触发器的基础上的,基本RS触发器输入信号可以直接控制触发器的状态翻转,而在实际应用中往往要求在约定脉冲信号到来时,触发器才能翻转,所以才有同步RS触发器的出现。但是同步RS触发器有空翻现象,不能正常计数,因此人们又研制了主从触发器,同样为了克服主从触发器的一次性变化,就有了边沿触发器的产生。

四、数字集成电路

在很多人看来,数字集成电路是非常空洞的东西,因为只是一块芯片,却能实现如此多的功能。那在数字集成电路中主要有哪些电路呢?常用的数字集成电路一般有CMOS电路和TTL电路两种。CMOS电路有消耗功率低,工作电压范围广和噪声容限大的特点,虽然在CMOS电路的输入端已经设置了保护电路,但由于保护二极管和限流电阻的几何尺寸有限,它们所能承受的静电电压和脉冲功率均有一定限度。CMOS集成电路在储存运输、组装和调试过程中难免会接触到某些带静电高压的物体,所以一般要对输入的静电进行保护,另外CMOS还会出现电路锁定效应,一般为了使用安全和方便,人们一直在研究从CMOS电路本身的设计和制造上克服锁定效应方法。当然,集成电路一般的要求都非常高,它需要预先对芯片进行设计,编制一定的程序,而我们往往使用现成的电路,对它只做了一定的分析。

通过对数字电路的基本知识的解读,当然这只是很浅的一方面。而数字电路涉及到的一些专用的集成电路。由于专用集成电路(ASIC)是近期迅速发展起来的新型逻辑器件,这些器件的灵活性和通用性使它们已成为研制和审计数字系统的最理想器件。因此数字电路的发展在今后还有很大的空间,但是在发展的同时,数字电路的基础的知识是不会改变的,只会在原来的基础上得到更大的改进,这需要新新的电子人来改进数字电路的不足地方,将它所存在的每一个缺点进行弥补,使各个部分它的作用发挥到最大。

数字电路在实际运用中将越来越广泛,现在在要求普及的数字电视已经进入了千家万户,数字化已经成了必然的趋势。但是任何技术知识,基础都是最根本,最主要的,数字电路的组成刚好是是基础。数字化的时代已经到来,打好基础知识是数字电路发展的前提条件。

电路设计的基本方法范文第3篇

一、课例简介

(一)课例名称

基本RS触发器

(二)课例内容

基本RS触发器的概念及其应用。触发器是构成时序逻辑电路的基本单元,而基本RS触发器又是各种类型触发器的基本形式,因此它对整个章节的学习具有重要的意义。

二、学生特征

学生为电子技术专业一年级学生,通过前期课程《电工基础》、《模拟电子技术》和本课程前一阶段的学习,已具备了一定的电路的分析、设计及制作的能力。已在本课程学习了“与”、“或”、“非”及其复合逻辑的逻辑符号、逻辑表达式及逻辑运算规则,具备了学习本课的基本知识,对将触发器用于实际电路的设计与制作有强烈的认知愿望,因此对本节课的学习很感兴趣,但又觉得难度大。

三、教学设计

(一)教学目标分析

1.知识与技能目标。让学生了解触发器的概念及其应用;学会分析基本RS触发器的电路结构、工作原理,掌握触发器在实际电路设计中的应用。

2.方法和能力目标。让学生初步掌握分析电路的方法,进一步培养学生的电路设计与制作的能力和分析、解决问题的能力;培养学生获取数字电子技术的能力,交流表达的能力和自主学习的内在发展能力。

3.情感与态度目标。通过让学生积极参与探究,投入到课堂教学双边活动中,培养学生的合作意识;通过让学生体验成功,享受发现的乐趣,培养学生学习数字电子技术的自信心。

(二)教学重点和难点

1.重点:基本RS触发器工作原理及在实际电路设计中的应用。

2.难点:如何根据基本RS触发器的电路结构分析其工作原理。

(三)教学目标实现策略

1.通过课件中的实物图片、动画、模拟仿真等手段将学生带进形象的教学情境之中,突出教学内容中的重点、难点,激发学生学习兴趣,提高教学效率。

2.采用问题解决的教学策略,以引导式的问题循序渐进地教学,提高学生分析问题、解决问题的能力。

3.采用教师引导、启发。首先教师提出问题、然后学生讨论、发言、同学点评、教师点评;培养学生的认知能力、问题解决与处理能力及交流沟通能力,使学生在双向互动的教学活动中掌握知识。

(四)教学过程

(五)学习评价

采用过程性评价和形成性评价相结合的方法进行学习评价,注重利用学生学习质量反馈结果改进教学。

1.过程性评价。

(1)通过课堂教学中与学生的互动情况反馈。(2)学生讨论及上台演示的表现。(3)通过学生完成“在线测试”情况了解教学效果。

2.形成性评价。

通过查阅网络课程的“电路设计与制作指导”栏目,完成“由触发器构成的改进型抢答器”电路的设计与制作。要求学生能正确选择和测试所使用的元件,电路设计正确、布线合理、制作美观,电路通过检测能实现相应的功能。

电路设计的基本方法范文第4篇

关键词:组合逻辑电路;设计方法;特点

中图分类号:TN791 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0000-00

1 引言

组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路。所谓组合逻辑电路是将门电路按照数字信号由输入至输出单方向传递的工作方式组合起来而构成的逻辑电路,这种电路反映的是输入与输出之间一一对应的因果关系。在组合逻辑电路中,任何时刻输出端状态,仅取决于该时刻各个输入端的状态,而与电路原来的输出状态无关,即电路没有记忆功能。从组合逻辑电路功能特点不难想到,电路的输出与历史状况无关,那么电路中就不能包含有存储单元。这就是组合逻辑电路结构上的共同特点。当组合逻辑电路的输出与输入之间,丧失规定的逻辑功能时,组合逻辑电路就发生了故障。

常用组合逻辑的种类很多,主要有加法器、译码器、编码器、多路选择器等。组合逻辑电路主要是基本逻辑门组成的。

2 组合逻辑电路的设计方法

组合逻辑电路设计是根据给出的逻辑问题,设计出一个电路去满足提出的逻辑功能要求。下面介绍3种组合逻辑电路的设计方法。

2.1 用基本的门电路设计

一般组合逻辑电路设计通常都是依据最简逻辑函数来进行的,这种方法简单明了,容易很快给出逻辑电路图。

组合逻辑电路的基本设计流程如下:

(1)根据电路的要求,列出对应的真值表;

(2)根据真值表,写出逻辑表达式,并化简;

(3)选用合适的门器件,将逻辑表达式转换为最简逻辑电路图;

(4)通过电路仿真或实物测试,检验电路的正确性。将EWB引入组合逻辑电路的设计和仿真,实现了从验证性实验到创新型实验模式的转变,可以引导学生自行设计出很多单元电路,为完成系统设计打下扎实的基础。

2.2 用最小项译码器设计

首先需要说明的是,不是所有的译码器都能设计成任意的组合逻辑函数,只有最小项译码器可以。具有n个地址输入端的最小项译码器,其输出端为 个,分别对应n变量的全部最小项,而任意n变量组合逻辑函数都可以写成唯一的最小项之和的标准形式。因此,只要将该逻辑函数所包含的最小项按一定规则连接起来即可。

2.3 用数据选择器设计

3 结束语

比较以上三种设计方法可以看出,用门电路设计简单明了,容易很快给出逻辑电路图,但电路中通常包含较多元件;用译码器设计需要附加简单门电路,但可以方便地实现相同输入变量下的多输出逻辑函数;用数据选择器设计,电路更为简单一些,且可实现两种输入变量数目,使用比较灵活,但只能做成单一输出,如果需要多路输出,则要用多片Ic分别实现,这一点不如译码器方便和经济。总之,三种方法各有特点,应根据所设计逻辑问题的需要选择。

参考文献

电路设计的基本方法范文第5篇

关键词:Multisim ; 数字电子技术 ; 课程设计

中图分类号:G40―012.9 文献标识码:A 文章编号:1671―1580(2013)12―0058―03

一、《数字电子技术》课程设计概述

数字电子技术是计算机、电子等专业必修的重要专业技术平台课,也是理论与实践紧密结合的课程。本课程除了理论与实验教学外,通常在课程教学结束后还会安排一到二周的集中综合拓展性课程设计实践教学环节。学生需要在教师指导下通过对数电课程所学知识的系统整合与综合应用完成典型电子产品的设计、制作和调试。主要培养学生对所学理论知识综合分析应用能力、典型电子产品电路的设计方法及电路制作和调试实践能力。使学生的实践能力、创新能力、分析和解决工程技术实际问题的能力不断提高。同时培养学生独立思考、勇于探索、刻苦钻研的科学学习作风和科学素养。更好满足社会应用型岗位对人才的需求。

二、Multisim在《数字电子技术》课程设计教学中的优势

传统《数字电子技术》课程设计教学中,学生根据教师下达的设计任务要求通过理论分析、计算来设置电路参数,在纸上手工画出设计图,对电路设计的合理性、正确性以及实际运行结果只有在电路硬件制作好后才可以通电测试验证。若发现故障往往也会由于线路复杂、学校实验条件有限等原因导至排故、电路结构修改很困难。造成耗时、耗力、耗材,学生往往也会缺乏耐性,整个设计过程较枯燥难以激发学生兴趣,缺乏大胆尝试精神和创新意识。为此在设计中引入了Multisim仿真软件。Multisim开放虚拟电子实验室中提供了大量丰富的虚拟仪器仪表、元件库,不仅为模电、数电、模数混合电路、单片机电路等提供了立体化设计平台,更具有强大的仿真分析功能。学生可以做到边设计边仿真实时观察运行结果验证电路的合理、正确性。且排故和修改电路结构、增减元器件等也只需动动鼠标即可,省时、省力、省材。学生可以无所顾忌大胆尝试用不同型号元器件进行不同方案的设计。提高设计效率同时激发了学生不断探索创新的精神,设计过程充满了挑战和乐趣,从而使设计过程更加科学规范,提高了学生综合分析设计能力。

三、Multisim在《数字电子技术》课程设计教学中的应用

《数字电子技术》课程设计教学通常按教师根据不同设计题目下达主要设计任务、学生收集资料、确定设计方案、设计绘制电路图、电路制作、调试,最后撰写设计报告等步骤进行。通常一个班级会有多个设计题目如数字钟、交通灯、抢答器等。根据设计题目的不同将学生分为不同组,整个教学中以学生自主设计学习为主,以教师给予一定的理论知识与技能辅导为辅。Multisim主要应用在课程设计教师教学辅导和学生学习两方面。

(一)Multisim应用在课程设计教师教学辅导中。主要体现集中教学辅导和按课题不同分组教学辅导。集中教学辅导中教师可以通过某个电路仿真设计案例的动态演示向学生讲解电子产品电路的常规设计方法、电路设计过程及规范绘制电路图的方法并使学生掌握对Multisim软件的使用方法等。按课题不同分组教学辅导主要针对不同课题组学生对指定课题进行小组或个别教学辅导。通过对相关电路仿真案例演示,明确设计任务要求并向学生讲解单元电路功能原理和总电路结构原理、设计思路和方法,以便为学生独立设计提供帮助与参考,使学生对要设计的电子产品有系统性的认识。分组教学环境相对开放与放松,教师可以面对面对学生进行辅导。利用Multisim讲解单元电路时,要突出电路的主要功能原理分析,不用象在课堂教学中讲得那么详细,否则容易束缚学生的思维,应给学生留有充分想象、思考和拓展的空间,使其具有举一反三的能力,教师可以提供参考性的建议。

(二)Multisim应用在学生电路设计学习过程中。主要体现学生在掌握电路原理的基础上能学习和熟练使用Multisim软件并将其应用到整个电路设计中,电路设计过程严格要求学生在仿真环境下完成对单元电路、总电路的设计与绘制,并会利用虚拟仪器进行仿真测量、排故、调试,实时验证运行结果。最后,要求学生将最终调试好的电路设计图、测量数据都要记入课程设计报告中。

(三)Multisim在数字钟电路设计中的应用举例

数字钟电路是课程设计中常用的典型题目,教师可以提供预先准备的简单数字钟电路仿真实例为参考,为学生讲解各单元电路和总电路的设计过程,使学生对电路的基本功能结构框架有初步的了解和认识。以24小时制六位数字钟电路设计为例。

1.设计任务。设计一个24小时制并显示时、分、秒的六位数字钟。可以分别对时、分进行校时且具有整点报警功能。

2.任务分析。数字钟电路主要由秒脉冲产生电路、时分秒计数电路、显示电路、校时电路和整点报警等单元电路构成。其中时计数器为24进制,分、秒计数器都为60进制,校时电路采用自动校时法。整点报警电路可采用蜂鸣器发声达到报警功能。

3.单元电路的设计与仿真

(1)1HZ秒脉冲电路的设计与仿真。秒脉冲电路主要为数字钟的秒计数电路提供频率为1HZ的时钟脉冲信号,其精确度和稳定性直接决定着数字钟的走时精度。本设计简单采用555定时器构成的多谐振荡器实现,通过计算其RC的参数使其输出1HZ脉冲。根据该振荡器的输出脉冲的周期计算公式

图1 秒脉冲产生电路

由于频率低,此款电路稳定性和精度不高,若精度要求高可以采用32768HZ石英晶体振荡器经分频电路获得秒脉冲,也可以用555定时器产生1KHZ再经分频电路获得秒脉冲。由于虚拟环境中的秒信号要比现实生活中1S信号要慢得很多,因此为调试方便以下虚拟过程中都直接用脉冲电源代替秒信号电路。

(2)时分秒计数、显示电路设计与仿真。时、分、秒计数电路各采用两片74LS160十进制计数器级联构成。时计数器采用两片74LS160级联成24进制计数器,时十位利用置数法接成三进制(0-2),当十位显示2时将个位变成四进制计数器使时个位只显示0-3。这样时计数器在分计数器提供的时钟信号触发下即可在00时-23时之间循环计数(如图2所示)。分、秒计数电路原理相同,将两片74LS160接成60进制即十位接成六进制(0-5),且采用置数法使计数器回到初始计数状态。个位为十进制(0-9),个位的进位输出端作为十位的时钟脉冲端。这样在时钟脉冲的触发下可以在00-59间循环计数(如图3所示)。

图2 24进制时计数电路

图3 60进制分、秒计数电路

显示电路设计中采用四管脚的虚拟LED七段数码管,其将七段显示译码器功能与实际的七段数码管显示功能集成在一起,直接输入四位二进制数完成数码显示。在实际设计时可以用七段译码器驱动普通七段数码管显示。

(3)时、分校时电路的设计与仿真

时、分采用相同的校时电路,本设计中采用机械开关与RS触发器构成快速自动校时电路,可以分别对时、分计数电路快速自动校时,分自动校时电路,如图4所示:

图4 分自动校时电路

本设计通过机械开关S在1HZ秒脉冲信号和秒计数电路提供的时钟触发信号间实现切换输出至分个位CP时钟脉冲端,实现快速自动较时。由于机械开关在动作瞬间往往会发生抖动使输入信号产生“毛刺”干扰信号导致电路工作出错,因此,运用基本RS触发器存储记忆功能构成“防抖动”电路,无论开关如何动作,触发器的输出端均没有抖动现象。当开关S拨向A,触发器为1态(U1输出1,U2输出0),将来自1HZ秒脉冲信号输出至分个位CP端同时,阻断来自秒计数器时钟触发信号,实现自动快速校时功能。当开关S拨向B,触发器为0态(U1输出0,U2输出1),将来自秒计数器时钟触发信号输出至分个位CP端,同时阻断来自1HZ秒脉冲信号,恢复正常运行。

(4)整点报警电路

本设计整点报警电路是通过蜂鸣器发声来实现的。当分显示00时蜂鸣器开始鸣叫且只从00分00秒开始间隔响十声后停止鸣叫,如图5:

图5 整点报警电路

图中QD、QC、QB、QA分别为计数器的输出端,当整点时蜂鸣器开始间隔发声。蜂鸣器的频率可以调整,频率设置越高声音越细亮。

4.数字钟总电路图设计仿真

数字钟总电路设计仿真电路即将上述各单元模块电路合理组合连线设计而成。可以进行整体电路的调试与仿真运行,检测各单元电路功能运行效果是否正常。仿真测试电路如图6所示。

图6 数字钟仿真电路图

单元电路讲解时,教师可以对不同进制数(24小时制或12小时制)、校时方式、整点报警方式或采用元器件型号等对每个学生提出不同的功能设计任务要求;校时电路还可以尝试手动校时;整点报警电路可以采用发光管发光等不同电路实现不同的报警方式,使学生在掌握基本功能设计原理基础上还具有对电路功能的拓展创新能力。总电路设计中教师重点讲解电路组成结构和各模块间连接方法,特别是时分秒计数电路间的级联方法,通过对总电路运行、调试演示电路的运行效果,使学生对所设计的题目有系统性的感性认识。

[参考文献]

[1]邱寄帆 ,唐程山.数字电子技术[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[2]路而红.数字电子电路[M].北京:中央广播电视大学出版社,2004.

[3]程勇.实例讲解Multisim10电路仿真[M].北京:人民邮电出版社,2010.