电路设计步骤

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇电路设计步骤范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

电路设计步骤范文第1篇

关键词：锅炉钢结构；原则；设计步骤

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

前言

锅炉钢结构钢结构工程具有自重小、刚度大、基础造价低、抗震性能好等优点，通常用于高层（超高层）、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。

一、锅炉钢结构设计原则

近年来，在钢结构设计中经常出现失稳事故，造成严重的人员伤亡与经济损失，主要原因是由于以下两方面造成：由于空间网架、网壳结构等新型钢结构的不断出现，造成相关设计者没有足够的时间去了解掌握这些新型结构的设计；由于钢结构设计者缺乏相关设计经验，关于钢结构和构件的整体稳定性概念理解不够清晰，成为钢结构设计中经常出现的薄弱环节。因此，稳定性成为钢结构设计中一个突出的问题，如果处理不好此类问题，将会造成不可估计的损失。所以根据稳定性问题在实际的钢结构设计中的特点，以及未来更好的保证钢结构设计中构件不会丧失稳定性，设计过程中应严格遵守以下三条基本原则：保证整体结构的细部构造和构件的稳定计算，二者必须相互配合，相互统一；在进行结构布置时，必须从整个体系和组成部分的稳定性要求出发，进行全面考虑；必须保证结构计算简图和实际计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算起着相当关键的作用。

二、锅炉钢结构设计步骤

1、方案设计

广泛开展国内外的文献、资料调研，根据设计输入文件提出的具体要求，明确设计目标，提出总体设计方案。明确工作原理、结构形式、几何尺寸等主要设计参数。 对可能影响总体性能的关键部件设计参数的提出要有依据，如借鉴国内外的设计参数、已有的实验结果、近似计算结果或经验值等。对设计方案在可靠性、可行性、维修性、有效性、适应性、经济性等方面加以分析、比较、开展综合评价，确定最终方案。

2、初步设计

在充分考虑到强度、刚度、工艺性、维修性等方面的因素的基础上， 建立关键设计的分析计算模型，开展有关方面的性能计算。 提供设计依据。 根据计算结果改进方案，调整参数。开展技术经济和安全性分析与评估， 特别是对于结构复杂的关键技术要开展详细的分析评估，完成设计报告。

（1）钢结构布置形式

钢结构主要有框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等结构形式。通常情况下，每个形式都有其独特的特点，因此在选型的时候要结合具体情况充分考虑它们的特点，在面对具体问题时要具体分析。例如，对于那些屋面覆盖跨度较大的建筑时，可以选择以构件受拉为主的悬索或索膜结构；在建筑轻钢工业厂房时，需要有较大的悬挂荷载或移动荷载，此时我们需要选择与之相适应的网架，放弃门式钢架。

（2）选择钢结构材料

材料选择原则：由于低合金钢（Q345）比碳钢（Q235）稳定性差，但强度高，价格稍贵。一般说来，钢结构杆件按构造要求的较多，刚度控制的也较多，因此，用碳钢（Q235）是合算的；但在强度控制的杆件上选用低合金钢（Q345）是合算的；同时由刚度控制、但强度也有较高要求的杆件，选用其中哪种都是不经济的，这时应选用混用。混用原则：一般情况下按杆件划分或按板厚划分。如按杆件划分，如柱、梁、垂直支撑、顶板次梁等，可采用碳钢（Q235），但对于大板梁、主柱应尽量选用低合金钢（Q345）；如按板厚划分，薄板件可采用碳钢（Q235），而厚板应尽量选用低合金钢（Q345）。但是，无论哪种选择，都应考虑市场的供应情况。

（3）截面的选择

选取合理的截面尺寸，对于降低锅炉钢结构的重量来说是非常必要的一种手段。针对柱、梁、垂直支撑、水平支撑不同的受力特点，采取不同的措施，最大程度的减小翼缘和腹板的厚度，使各杆件截面的力学性能得到充分利用。对于柱来说，应根据受力的实际情况，调整截面的尺寸，如不采用原有的宽翼缘的断面，而采用拉开的断面；对于梁来说，应灵活调整梁的断面尺寸，比如轴力大集中力小的梁，翼缘宽度应选择宽些，而轴力小集中力大的梁，翼缘宽度应选择窄些；对于垂直支撑，由于有些垂直支撑的轴力过大，采用以往的 W 型系列的工字型截面，致使部分截面的钢板厚度达到了 50 mm，针对垂直支撑垂直受力的特点，截面钢板厚度大于 20 mm 的截面改为箱型截面，端部过渡到工字型，节点连接保持不变。

3、技术设计

依据初步设计及初步评审结果完成技术设计报告及图纸，对各组件及分组件开展详细的结构设计。在完成关键组件的详细结构设计之后， 还应对其开展必要的性能分析校核。首先根据方案设计确定立柱柱距及运转层平台的布置， 立柱柱距根据锅炉本体及设计院管道位置的载荷要求合理布置；炉体露天布置或在地震区时， 水平支撑要承受风载和地震水平力的作用。 为了保证梁的稳定性和梁系统水平方向具有一定的整体刚性，应设置支撑杆件，支撑杆件一般采用节点板相连接，各杆件内力通过杆端焊缝传给节点板，水平支撑杆件传递力最后到达节点板，水平支撑应设置在承载较大的平面并尽量沿炉膛四周形成一封闭的、具有一定刚度的平面。在满足结构要求前提下，应尽可能较少刚性水平支撑的层数，一般对 10米左右设置一层刚性水平支撑。顶板的布置。顶板梁是锅炉钢结构主要的悬挂承重部件，在布置时应保证传力明确、结构稳定、易于安装。 由于受到运输的限制， 板梁的高度不能超过4000 mm， 立柱柱顶与顶板连接处一般采用铰支连接，高度超限时应进行高度分段，即做成叠梁形式。根据钢结构布置形式要求选择合理的节点连接形式，按节点的基本特性分：刚性连接，半刚性连接，和铰接， 刚性连接是指节点和其他构件一样要承受弯矩，剪力和轴力；半刚性连接一般在设计中是不采用的；铰接理论讲是不受弯矩的，不能中间拼接，只用杆件端部的连接。

4、计算分析

根据以上的准备，使用结构分析软件进行结构分析，结构分析的关键是根据规范及经验选择荷载组合工况，同时确定取值界限（应力、挠度、刚度、结构侧移等），选取合理的截面形式，经分析计算确定最经济的截面，打印计算结果（包括应力、轴力、弯矩剪力、位移、基础负荷等）。

5、节点的设计

连接节点的常用方法包括等强设计与实际受力设计两种，基于安全性的考虑，可以采用等强设计法，可以设计出焊缝、螺栓连接等。作为设计构建中的核心，结构的焊接主要有直角焊接、斜角焊接两种。通常而言，节点设计的主要内容包括焊接、栓接、连接板以及梁腹板，除此之外，还要考虑现场定位、临时固定施工过程中的便利性。应该严格按照相关规范，合理选择焊接焊缝的尺寸及形式。焊条的选用应和被连接金属材质相适应。E43 对应 Q235，E50 对应 Q345；Q235 与 0345 连接时，应该选择低强度的 E43，而不是 E50。根据传力特点的不同，节点可分为刚接、铰接和半刚接，在选用节点时，必须要正确判断节点的连接形式，做到整个设计的安全与合理。

6、绘制钢结构总图

根据以上结构布置、计算分析、节点计绘制基础负荷、钢结构总图（包括平、立面布置图、平台扶梯布置图、基础载荷图、运转层开孔图等），该图中应包括杆件布置、杆件截面、节点连接形式、杆件编号、材料、技术说明要求等信息。结束语锅炉钢结构的设计是一个非常复杂繁琐的过程，存在着许多不定的因素。在设计过程中可以采取优化设计的理念，并将次构件的作用尽可能考虑进来，同时满足钢结构设计的安全性与经济性，降低工程的成本。

总结语：

锅炉钢结构是电站锅炉的重要组成部分,它是支承和固定锅炉本体各部件, 并维持它们之间的相对位置, 需要针对它的特点，严格按步骤设计，才能保证锅炉安全运。

参考文献

[1] 陶然.锅炉钢结构设计的步骤及特点[J].电站系统工程，27 卷第5 期，2011.9.

电路设计步骤范文第2篇

关键词：板级设计；EDA工具；硬件连接检查；Perl语言

中图分类号： TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1496-02

Discussion of Hardware Connectivity validation method in Board Level Design

JIANG Yuan-jun, WU Xiu-long

(School of Electronic Science and Technology, Anhui University, Hefei 230039,China)

Abstract: Based on the developing trend of board design's high-speed and complication, it is no surprise that how to shorten the time-to-market of products is an import metric for every design company. After fixing on the architecture of system and finishing the design entry, engineers can use EDA tools to do ERC check in order to reduce design errors. But EDA tools are short of the function in hardware connectivity check. In this article, we will discuss the feasibility and superiority of using a new method to go on with the hardware connectivity check, which is based on Perl (Practical Extraction and Report Language).

Key words:board level design; EDA tool; hardware connectivity validation; Perl

1 引言

目前的电子设计大多数是集成系统级设计，整个项目中既包含硬件整机设计又包含软件开发。这种技术特点向电子工程师提出了新的挑战。

首先，如何在设计早期将系统软硬件功能划分得比较合理，形成有效的功能结构框架，以避免冗余循环过程；

其次，如何在短时间内设计出高性能高可靠的PCB板。因为软件的开发很大程度上依赖硬件的实现，只有保证整机设计一次通过，才会更有效的缩短设计周期。

众所周知，电子技术的发展日新月异，而这种变化的根源，主要因素来自芯片技术的进步，半导体工艺日趋物理极限，超大规模电路成为芯片发展主流[1]。而这种工艺和规模的变化又带来了许多新的电子设计瓶颈，板级设计也受到很大的冲击，最明显的一个变化是芯片封装的种类极大丰富，功能集成度、复杂度明显增高；另外，芯片工作频率提高，使得系统工作频率的提高成为可能。而这些变化必然给板级设计带来许多问题和挑战。首先，由于高密度引脚及引脚尺寸日趋物理极限，导致低的布通率；其次，由于系统时钟频率的提高，引起的时序及信号完整性问题；第三，工程师希望使用功能更完备的EDA工具来完成复杂的高性能的设计[2]。

据此，我们不难看出，板级设计有以下三种趋势：

1) 高速时钟频率及快速边沿的设计成为主流[3]；

2) 产品小型化及高性能必须面对在同一块板上由于混合信号设计技术（即数字、模拟及射频混合设计）所带来的分布效应；

3) 设计难度的提高，导致传统的设计流程及设计方法很难胜任当前的技术。

基于板级设计的发展趋势，目前有许多厂商从事电子设计自动化(EDA)工具的开发工作，如 Cadence, Synopsis, Mentor Graphics等EDA工具供应商。EDA所涉及的领域非常广泛，包括网络、通信、计算机、航天航空等。产品则涉及系统板级设计、系统数字/中频模拟/数模混合/射频仿真设计、系统IC/ASIC/FPGA的设计/仿真/验证，软硬件协同设计等。任何一家EDA供应商均很难提供满足各类用户的不同设计需求的最强的设计流程。

2 板级电路的硬件连接验证方法

2.1 电路原理图设计流程

我们知道原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。电路原理图设计流程如图1所示。

原理图具体设计步骤如下[4]：

1) 新建原理图文件。在进人 SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用相应的设计输入工具来画出电路原理图。

图1 电路原理图设计流程图

2) 设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

3) 放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。

4) 原理图的布线。根据实际电路的需要，利用 SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。

5) 建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。

6) 原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用工具提供的错误检查报告修改原理图。

7) 编译和调整。如果原理图已通过电气规范检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气规范检查。

8) 存盘和报表输出：电路图输入工具一般会提供利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。

2.2 硬件连接验证方法的目的和验证范围

在2.1中描述的原理图设计流程中，电气规范检查是完成原理图设计的必要条件[5]。对于一个庞大复杂的系统板级设计来说，由于设计工具在硬件连接性方面的检查功能不完善，或者由于设计人员在设计中的忽视，硬件连接方面的一些错误在通过电气规范检查并报表输出后的板级设计中时有出现。在这里所说的硬件连接方面的错误主要是指：原理图中器件symbol中的芯片引脚名称与该芯片说明书中命名的引脚名称不同；没有连接的引脚；输入/输出脚的冲突；电路设计中是否按照每个芯片说明书中规定的供电电压为该芯片供电；电路设计中是否存在芯片的某一个引脚存在重复的上拉、下拉电阻或者同时存在一个上拉电阻和一个下拉电阻的矛盾情况。其中输入/输出脚的冲突包括两个方面：一是驱动芯片和接收芯片的连接引脚的信号方向是否存在同为输入或者同为输入的相悖情况，二是驱动芯片输出脚的输出高低电平和接收芯片输入脚的高低电平是否存在过驱动或者不足驱动的情况。

为了进一步分析进行硬件连接验证的必要性，以下按照连接性错误的类型逐一阐述：

1) 电路设计中是否存在未连接的节点：进行节点连接验证通常是为了确认器件的引脚是否存在没有正确连接的情况，或者是否存在孤立节点即电路设计中是否存在某器件的一个节点没有连接到其他任何器件的情况。通常情况下，电路设计人员会对电路设计中一些故意悬空的芯片引脚标注上“NC”，这种情况则不属于未连接的节点。在分析中，我们认为未连接的节点既可以是器件的一个引脚未连接，也可以是完全没有连到其他器件；对于电容，电阻和电感这样的器件，我们也需要去确定它们的两个引脚在设计中是否都被使用。

2) 电路设计中的是否存在芯片说明书中明确指出未连接时需要进行特殊处理的输入脚：进行输入脚测试的目的和进行节点测试的目的很相似。电路图中的浮空的输入脚必须被给予特别的关注，因为由于它们处于逻辑“1”和逻辑“0”的不确定性可能会给器件带来不稳定的工作状态，或者引入了电子噪声从而影响该器件的其他功能。

3) 电路设计中的是否存在错接的电源脚或者地脚：进行电源和地脚的连接验证的目的是为了确保电路设计中的每一个器件的电源和地脚都接入到正确的电源网络上。此处的“正确”包含两个方面的含义，其一是指电源脚接到电源节点，且地脚接地；其二是指电源脚所接的电压值处在该芯片说明书要求的工作电压范围之内。此外，输入脚和输出脚是否存在重复的上拉或下拉电阻，以及是否存在冲突的上/下拉电阻这两个问题也必须予以关注。

4) 电路设计中的是否存在相悖的引脚方向：

图2 纠错流程图

我们进行此部分验证所遵循的评价标准如下：

a. 所有接收器件的输入脚都至少被一个驱动器件的输出脚驱动；

b.电路设计中的任意一个特定的节点只允许连接一个输出脚；

c.输出脚不能直接和电源/地脚连接。

5)电路设计中的是否存在数字驱动脚和数字接收脚的DC特性不匹配：我们进行此部分验证是为了检查驱动脚和输出脚的高/低电平是否匹配，防止芯片存在过驱动或者不足驱动的情况出现。

6) 电路设计中的是否存在命名不一致性的情况：我们进行此部分验证的目的是检查电路设计中引脚的功能和节点命名是否存在不一致性。不一致性通常会发生在FPGA和连接性器件上，因为这些器件的引脚功能在电路设计中没有明确提及。同时，差分信号的极性连接正确性也可以在此部分检查。

2.3 硬件连接验证方法的实现

为了完成2.2中列举的板级设计的硬件连接验证，我们需要按照以下三个步骤：

1) 首先比对原理图中所有器件的供电电压、引脚信号方向、数字脚的高低电平等一系列参数是否与对应的芯片说明书的参数一致，如图2所示：

2) 其次检查原理图中所有芯片的连接，特别是没有使用的引脚的特殊处理、Open-Drain的引脚、电源的去耦电容等是否满足其对应的芯片说明书中的特定要求。

3) 最后检查原理图中所有存在连接关系的芯片中互相连接的引脚的输入输出方向是否正确，即不存在两个输入或者输出脚对接的情况；检查设计中存在互相连接的驱动与被驱动关系的芯片之间对接的数字脚的高低电平是否匹配，即不存在过驱动或者不足驱动的情况。

为完成上面提到的硬件连接验证的三个步骤，我们需要精确地比对电路原理图中的器件参数和芯片说明书中的对应参数的数值或者范围是否一致。在日趋复杂的板级设计中要准确无误地完成参数的比对工作，单单凭借设计师的经验或者肉眼观察是很难做到的，这就要求我们必须借助有效的辅助工具进行参数处理，排除电路原理图和芯片说明书参数已经匹配的连接，缩小检查的范围，最终凭借设计经验和芯片说明书的规范来锁定设计中确实存在的硬件连接错误，整个流程如图2所示。

3 结论

本文介绍了一种新的基于Perl语言[4]的数据库处理工具进行系统板级设计中的硬件连接性验证的方法，运用此方法，我们可以在系统设计的早期阶段发现系统内潜在的芯片功能性或者参数匹配方面的错误，将硬件设计的错误降到最低，便于大大提升设计一次成功率，降低设计成本，缩短产品进入市场的周期。

参考文献：

[1] 王卫平.电子工艺基础：第2版.2003年09月.北京：电子工业出版社.

[2] 集成系统PCB板设计的新技术.[2003-11-25].上海泰齐科技网.

[3] 周润景，袁伟亭编著.Cadence 高速电路板设计与仿真（第2版）.2007年09月.北京：电子工业出版社.

[4] 李刚，王艳林，孙江宏等编著.Protel DXP电路设计标准教程.2005年06月.北京：清华大学出版社.

电路设计步骤范文第3篇

关键词：电子设计自动化技术 数字电子技术试验 应用

随着时代与科技的不断发展，新形势下各大高校数字电子技术实验教学也随之发生改变，数字电子技术属于一门实用性强的综合型学科，只有学好数字电子技术才能为接下来电子信息后续课程打好基础。电子设计自动化设计是计算机结合集成电路下衍生的产物，现今可编程逻辑器应用范围越来越广，运用计算机编程技术可对电子设计产品进行更大程度上的优化和控制，可编程逻辑器为电子电路实验提供了新的设计方法，提高了设计电子产品硬件的便捷性，使原有的系统设计方式、核心技术得到转变，促进了电子设计自动化的发展，使其具备更加广阔的前景。

一、EDA技术在数字电子技术实验教学的优势

现阶段大部分高等院校数字电子技术实验通过使用多种实验箱，让学生自行连接电路，运用仪器对连接的电路做出检验，对其验证结果进行总结和分析。此种集成芯片设计电路连接的过程中存在较多的问题，例如电路复杂、芯片短缺、查找故障难度高、仪器及其附属设施易破坏、缺乏实验设备等，致使连接电路难度较高，学生对数字电子技术实验兴趣不高，实验效果不够理想。随着时代的发展，传统的数字电子技术实验教学也应作出与时俱进的改变，为了加大学生的学习兴趣，提高连接电路的成功率，在以往的数字电子技术实验中引进电子设计自动化技术，改变原有电路设计方法，使EDA技术下的电路设计变得更加可靠而有效。以往的数字电路设计方法只能设计出完整电路的一部分，在实际连接数字电路时会因为零件不足、性能与电路设计性能不相符等问题，致使需要重复实验，再次设计完整的数字电路并操作、验证等，此种方法过于费时，对学生而言学习兴趣不高。使EDA技术下的电路设计方法是分阶段进行，首先将整体的电路划分为多个模块，然后再设计各模块，此种方法适用性强、干扰性小，从而能够进一步保证电路连接的准确性、可靠性，EDA技术有利于推动电子产品的发展。

二、EDA技术设计的步骤

EDA技术设计数字电路首先要对系统进行全面的分析，将完整的系统分为多个独立存在的模块，然后逐一设计各个模块，对应不同模块采用不同的输入方式，在系统中就可对设计模块进行仿真模拟，验证其电路连接的正确性，待验证合格后，将设计电路图下载至存储介质。

综合是指运用电子设计自动化系统中的综合器将VHDL软件设计与硬件联系在一起，形成可行的硬件电路。综合器具备源文件整合功能，可保证综合硬件的可操作性，电子设计自动化具有逻辑综合功能，并能对设计出的数字电路进行优化，可将逻辑级电路图转变为门级电路，自动生成分析文件、网表文件及其附属报告。

综合完成之后还需运用相关适配器将网表文件对目标元件作逻辑映射，此种操作方式叫做布线布局，也叫做适配，这个过程涉及到逻辑分割、布局布线、底层器件配置、逻辑优化等内容的实施，当适配通过后系统就会自动生成时序仿真网表文件、时序仿真下载文件，大部分文件格式为JEDEC、Jam，适配对象与相关元件结构细节形成直接的对应关系。

再通过电子设计自动化系统对适配生成结果测试完成后，才能作编程下载处理，这个过程就叫做仿真。在EDA设计中最关键的步骤就是仿真，仿真是整个数字电路设计的重要阶段，运用电子设计自动化系统进行时序仿真、功能门级仿真，可从两种级别分别作仿真测试。时序仿真是指对适配通过之后生成的网表文件作仿真处理，模拟各级元件在实际运作的过程中，其元件性能的仿真实验，考虑到元件、硬件性能的特点，获得仿真结果精度较高，由系统生成的时序仿真网表文件中对数字电路各元件的延迟做出了具体说明。功能仿真主要是对设计中的逻辑功能进行仿真，分析和观测仿真结果与原有的数字电路设计功能要求是否相符，功能仿真对任意一项具体元件硬件性能、延迟等均不介绍。

经仿真验证数字电路成功后，将适配通过的下载文件、配置文件下载至存储介质，将以设计成功的文件下载至FPGA 、CPLD工具当中，便于对设计硬件进行调整及验证，再将其输入系统中作统一测试，验证设计电路在实际应用中潜在的问题，减少使用电路的差错性，不断改进问题电路，优化设计。

三、在数字电子技术实验中的应用实例

将EDA设计技术应用在数字电子技术实验教学中，以设计计数译码电路为例，通过混合输入的设计方式，具体说明自动化电子设计在数字电子技术实验中的应用。首先按照原理图设计模6计数器，其编码方式为BCD码，采用通用型集成芯片将模6计数器的编码方式转变为8421BCD码，使其成为可作十进制处理的计数工具，运用计数工具中的异步清零端，将十进制改变为六进制计数工具，具体设计电路及其仿真波形如下图1，这种方式是构建数字电路实验设计的基本设想。

在系统中运用VHDL方法来设计驱动共阴极数码管七段并将其显示出来，生成完整的、不可逆的译码电路，具体方法如下，采用VHDL语言描述出译码器，将d3、d2、d1、d0看作是显示译码器的输入口，其中X为显示译码器的输出口，假设输出口X是矢量形式，可有七个不同的数量关系值，这七个数量关系值即表示为七个不同的输出设备数码管的段码。当d3、d2、d1、d0分别对应不同的8421BCD码，译码器就会自动生成与连接外端的输出数码及其不同的对应段码，最终统一由驱动数码管将其反映出来，按照原理图输入方法设计的六进制计数工具、VHDL语言输入方法共同设计的七段显示译码器成功之后，就可利用数字电路生成系统，生成顶层功能模块，运用相应的原理图文件、VHDL语言文件对其作出调整和使用，计数译码电路层次原理图见下图2。

结束语

综上所述，自动化电子设计有利于提高数字电子技术的实验效果，此种方法设计电路灵活性较高、干扰性小，不存在硬件、仪器等相关设施的影响。将整体的电路设计划分为多个模块并进行设计，此种方式适用性较强，即使在面对复杂的数字电路设计的情况下，也能将其变得简单。

参考文献：

[1]王彩凤，胡波，李卫兵.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].实验科学与技术，2011（1）

电路设计步骤范文第4篇

关键词：EDA技术；电子技术；应用研究

1引言

电子技术是电子信息类专业课程之一，通常包括数电、模电和高配电三个部分。电子技术的学习对相关专业的学生是非常重要的，将直接影响到学生的专业技术水平和实践能力，应该引起教师和学生的重视。

2传统电子技术教学的弊端

传统电子技术课程在实际教学过程中存在诸多弊端。例如：电子技术教材已无法适应当前快速发展的电子技术，不能与最新技术接轨，如果继续采用传统教材和培养模式，将对教学质量和学生实践能力产生重要影响；满足学生实际训练需求的辅助设备存在不足，导致学生进行的实验多是基于“电路模块化”的设计项目，而传统电路所使用的设计方法无法适应现代化的大型项目的设计需求；传统电子技术教学中，内容抽象，实践不足，缺乏创新设计方面的教学课程。

3EDA技术的含义和EDA技术课程特征

EDA，是ElectronicsDesignAutomation的缩写，意为电子设计自动化，是基于计算机辅助设计、辅助制造、辅助测试、辅助工程的概念发展而来的。EDA技术也被称为电子设计机动化技术，是在计算机为载体的EDA软件平台上，融合应用电子技术、计算机技术和智能化技术，采用硬件描述语言进行设计，计算机将自动完成设计语言逻辑编译、化简、分割、布局、仿真等步骤。

4EDA技术在电子技术中的设计流程

就EDA技术电子技术流程而言，主要可划分为系统划分、图形或者VHDL输入、代码级功能仿真、适配前时序仿真及AS1C实现等。

5EDA技术在电子技术中的实践运用

5.1运用仿真软件代替硬件

随着EDA技术的发展，越来越多的仿真软件开始出现，并逐步运用到实际的电路设计中，例如，SPICE/PSPICE，KELI，WEB，ANSMS，SIMULINK等。通过这些仿真软件，可以构建兼具科学化与规模化的实验、实习平台，而在这些实验平台上，电路仿真实验、交直流分析、影响频率监测、电路参数扫描分析等实验均可以进行。以仿真软件代替硬件的形式有效弥补了电路设计实训中设备不足的问题。EDA技术运用到电子技术中，以科学化、现代化的教学手段，降低了实训过程对硬件设施的依赖性，使得学生在实训过程中不再受到实验设备不足及教学硬件缺乏的影响。

5.2将硬件设计转化为软件设计

EDA技术在电子技术中的运用，降低了实训过程对硬件设施的依赖性，学生可以转化设计思路和载体，直接在EDA技术所搭建的软件平台上，进行电子产品设计。例如，Layout、PowerPCB等。通过EDA软件将硬件设计转化为软件设计，不仅提高了学生的电子技术中的综合技能水平，而且极大程度上调动学生的学习积极性。

5.3验证设计实验和电路设计方案的正确性

在EDA技术平台中，计算机可自动完成编译、分析、仿真、优化等步骤。因此，利用EDA技术时，可采用系统仿真和结构模拟方法，在确保系统各环节的子项目和子模块能够运转的情况下，对设计实验和电路设计方案的准确性和可行性进行验证。仿真完成后，对各个子电路的结构进行检测和分析，获取必要的技术参数，并以此为依据判断电路设计是否科学合理，各项性能指标是否可靠有效。EDA技术中的系统仿真和量化分析，在有效提高电子技术设计水平和相对应的电子产品质量方面具有积极影响，对于整个电子产品行业的发展也具有重要作用。

5.4优化所设计电路的特性

在EDA技术条件下，借助其自身所具有的温度分析、统计分析功能，能够有效分析出电路在各种不同条件下所具有的特征，从而确定电子元器件的最佳技术参数、系统稳定程度以及合适的电路结构，以全面优化电路设计。

5.5科学模拟测试电路特性

由于受到测试方法、仪表精度等因素的限制，在电路设计过程中，进行大量数据测试和特性分析时，会出现较大的误差，并给电子产品制作和产品质量带来一些问题。而在EDA技术条件下，模拟测试的工作量将大幅下降，大部分测试工作将直接由计算机自动完成，既减轻了测试的工作量，又提高了测试的精确性，从而实现全方位、全功能测试。

5.6EDA技术条件下，可多人同时操作

在EDA技术条件下进行电路框架构建和设计，能够保证设计方案的整体性和合理性。当设计过程中任意子环节或子模块出现问题时，设计人员都能够从问题自身开始逐步解决。基于这一优势，电子系统的设计和开发可由多人同时进行。在电子设计类竞赛培训时，在电子产品设计制作过程中运用EDA技术，能够为团队设计奠定良好的技术基础。

5.7降低设备损耗和实训成本

传统教学中的实验或设计课程中，检查试验箱和面包板链接插件是否松动、检查数据处理器是否存在灼烧、焊接设备、连接电路、调试电路等步骤都需要学生花费大量的时间去操作。而在EDA技术条件下，学生可以在实验正式开始前，依照实验设计方案和步骤进行仿真测试，减少了大量繁琐的步骤。既节省了大量实训时间，又有效降低实验设备的耗材和损耗；既节约实训成本，又提高实训效率。

6结束语

在实训过程中，采用以软件替代硬件的方式进行设计结构搭建、仿真调试和产品制作，既提高学生的开发能力和创新能力，又极大的降低了设备损害和培训成本，实训内容、学生创新思维、设计能力都将得到进一步的丰富和提高，电子技术也将得到进一步发展。

参考文献

电路设计步骤范文第5篇

【关键词】高职 应用电子技术专业 毕业设计质量 电子线路CAD

【Abstract】The graduation design of Higher vocational college is an important part of higher vocational education teaching and it also plays an essential component of higher vocational education personnel training plan. Doing a good job at graduation design is very useful for higher vocational colleges to cultivate high？鄄quality technical and skilled talents. With the introduction of Protel software to applied electronic technology specialty graduation design， it is greatly improved the quality of graduate design.

【Keywords】higher vocational college； applied electronic technology specialty； quality of graduation design；electronic circuit CAD

【基金项目】本文系绍兴市教育科学2014年度规划课题“应用电子线路CAD设计软件提高高职应用电子技术专业学生毕业设计质量的研究与实践”研究成果。（项目编号：SGJ14025，项目主持人：周旭丹）

【中图分类号】G421 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0248-02

高职院校毕业设计是高职教育教学的一个重要环节，是高职人才培养计划的重要组成部分，也是高职实现人才培养目标的最后一个阶段[1]。它既是对学生在大学期间所学知识、技术与能力的检验，也是对高职院校教育教学质量的全面、综合的检查[2]。它既是学生对理论知识综合运用的过程，也是学生理论结合实践分析解决实际问题和培养初步科学研究能力的重要阶段，又是对学生团队协作能力、创新思维能力等综合素质的全面检验。做好毕业设计，对高职培养高素质技术技能人才，具有十分重要的作用。对以培养面向现代电子产品生产企业从事电子产品的生产及组织管理的应用电子技术专业来说，在毕业设计中引入Protel软件开展“基于产品研发过程”的课题研究，意义重大。本人在指导应电专业学生开展毕业设计中积极进行了这方面的探索，取得了良好的效果。

1.将Protel软件引入应电专业毕业设计的可行性

Protel软件最早是Altium公司在80年代末推出的，经过了Protel DOS版，Protel 98，Protel 99 SE，Protel DXP等多个版本，目前最高版本是altium designer。在电子行业众多的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件。该软件具有电路原理图SCH绘制、原理图元件制作、电路仿真、PCB印制电路板设计、元件封装制作、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成等强大的电子产品开发的功能。

应用电子技术专业毕业设计内容涉及电子电路的设计，包括运用电路基础、模拟电子、数字电子、单片机、可编程逻辑器件等相关知识与理论，同时还要在万能电路板上进行元器件的安装和电路板的焊接。在这个过程中往往还需要加一个面包板的环节，就是学生要先在面包板上对所设计的电路进行验证，若电路验证成功，则再到万能电路板上进行。在毕业设计中运用Protel软件，将极大缩减电路验证的流程，并大幅提高电路的可靠性。Protel软件起到了很好的桥梁作用，有效衔接了电路设计与电子工艺制作，电路设计的合理性与否得以较可靠验证，而PCB板的制作使得电路连接简单轻松，焊接的工作也简便了不少。对学生来说，毕业设计的过程，成为检验和巩固并提高其系统专业知识的过程，同时还锻炼了逻辑思维、整体意识和时间管理能力。

2.引入Protel软件后应电专业毕业设计的步骤

学生选定毕业设计课题后，一般需经过以下七个步骤完成最终的毕业设计作品。

2.1 确定电路设计方案

根据所选课题的设计要求，结合专业已学的电子线路、单片机、PLC技术、CPLD可编程技术等相关知识，确定可实现的几个方案，通过在经济上、电路可靠性上、电路性能方面等比较各方案，选择出最佳的电路设计方案。

2.2 绘制电路原理图

根据电路设计方案，打开Protel软件，进入原理图编辑器，先设置图纸参数，后查找或制作所需元件，并把它有序放置到原理图上来，调整元器件之间的位置和间隔，再放置接插件、电源、接地符号等。然后，对电路进行连线，连线完毕放置网络标号。生成材料清单，检验所用元器件的Designator、Value、Footprint、Simulation等重要参数是否设置合理；生成网络表，检查电路信息，若发现错误及时纠正。最后，对整个电路进行编译ERC校验，确保电路正确。

2.3 电路仿真及方案修正

Protel DXP提供了10 种分析仿真方式，包括直流工作点、直流扫描、交流小信号、瞬态过程、Fourier、噪声、传输函数、温度扫描、参数扫描以及蒙特卡罗分析等。电路原理图绘制完毕后，设置仿真方式并指定要显示的数据节点，系统进行电路仿真，生成sdf 文件，同时打开窗口显示分析结果。观察电路仿真结果，分析仿真波形是否符合电路设计要求，如果不符合，则重新调整电路参数进行仿真，直到满意为止。

2.4 设计PCB板并打印图纸

电路仿真达到满意结果后，就可以进入PCB印制电路板的设计了。一般的步骤是先进入PCB编辑环境，定义PCB印制电路板，可自定义板框大小，也可以采用软件自带的PCB板制板向导来实现；接着从原理图导入网络表信息；再是对元件封装进行合理美观布局；然后进行布线规则的设置，线宽大小建议在12mil以上；最后是自动布线，布线成功后就可以使用热转印纸按1：1的比例依次选择不同层进行打印。

2.5 制作PCB板

PCB图纸打印好后，分五步完成。第一步是曝光，选择合适大小的曝光覆铜板，打开多功能制板系统抽屉式曝光机，将图和覆铜板放入，曝光约90秒左右后完成；第二步是显影，调制好一定浓度的溶液，并加热到50摄氏度左右，将线路板放入显影槽进行显影；第三步是蚀刻，蚀刻时间一般需要十几分钟；第四步是钻孔，根据焊盘大小选择不同的钻头进行钻孔；第五步是表面处理；若为双面板，还要进行第六步，过孔。线路板经过以上步骤后，可用万用表检测电路是否均连通，以保证后面的步骤顺畅进行。

2.6 元器件接插并焊接

把选用好的元器件接插到合适的位置，用电烙铁、松香等对元器件进行焊接，这里要注意不要出现虚焊、假焊和漏焊现象，要尽可能做到焊点表面完整、连续和圆滑。

2.7 电路调试

电路焊接完毕，则需要用万用表、示波器等工具对电路进行调试，发现故障，进行电路分析并排故，直到电路功能正常为止。一般来说，毕业设计的电路相对简单，在前面几个步骤都顺利的情况下，电路调试基本都能成功。有出现问题的，往往都是电路设计方案本身存在问题，并在仿真阶段也是含含糊糊过去的。

3.引入Protel软件后应电专业毕业设计的实效

将Protel软件引入到应用电子技术专业毕业设计后，总体来讲，学生毕业设计的质量大大提高。具体体现在以下四个方面。

一是学生对专业的自信加强了。毕业设计系统地考验了学生对所学专业知识的掌握和运用能力。引入Protel软件后的毕业设计里，学生既有对专业理论知识的提取、运用和消化，又有基于产品研发过程的专业实践的锻炼，理论与实践相结合，学生的专业自信明显提升。

二是学生的综合素质增强了。毕业设计过程中，碰到的可能是对某个元器件用法和功能的不熟悉，也有可能是对电路参数大小比较模糊，这些都需要学生去查找文献，提高自学能力；另外，在电路设计、电路仿真过程中，可能会出现参数不符合要求，需要修正和调整，这个过程可能是反复的，考验的是学生对某项任务的坚持不懈和百折不挠的精神；此外，还培养学生的严谨和细致。

三是学生毕业论文的内容充实了。学生对毕业设计的整个过程进行梳理和笔录的内容就可构成毕业论文的核心内容了。学生经过毕业设计的亲身实践，有过程，有感触，必然言之有物。

四是学生毕业就业的专业对口率提高了。引入Protel软件后毕业设计，不仅让学生对专业更有自信，同时学生对Protel软件的掌握也加深了，对制板的流程也熟悉了，在就业过程中，Protel绘图员工、制板工等相关岗位的工作也能承担了。

4.结束语

在应用电子技术专业毕业设计中引人Protel软件，改变了过去毕业设计只注重理论设计的纯教学性的做法，采取理论设计与实践制作相结合，动手能力与创新精神相结合[3]，充分发挥学生主体性作用的方式相比，取得了良好的效果。

参考文献：

[1]杨碧石.高职应用电子技术专业毕业设计作品化教学模式探讨[J].实验室研究与探索，2011（7）.

[2]司景萍，高志鹰.提高毕业设计质量的措施探讨[J].高等教育研究，2010（9）.

[3]吴伟雄，褚莲娣，熊远生.应用电子线路CAD软件提高毕业设计质量[J].嘉兴学院学报，2006（11）.

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