電子電路設計方案精選(九篇)
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第1篇：電子電路設計方案范文
關鍵詞：集散控制；可編程控制器；工業網絡；通信技術；真空自耗電弧爐
前言
隨著鈦及鈦合金在國防、航空、核設施、能源、化工等高精尖領域的廣泛應用，國內外用戶對鈦產品生產的質量跟蹤、實時監控、生產工藝現場控制、設備安全聯鎖等提出了更高的要求，這也是電弧爐電氣自動控制的發展方向。
傳統繼電控制系統穩定性差、可靠性降低，系統控制方式落后，控制精度低等問題，落后的控制方式使鑄錠生產處于熔化不均勻，表面質量較差等低性能高成本運行狀態，對生產管理、工藝質量和設備安全運行產生不利的影響。
隨著計算機可靠性不斷提高以及電氣自動控制水平的發展，集散控制系統彌補了傳統的集中式控制系統的缺陷，實現了控制室與集散控制站或PLC之間的網絡通訊，實現系統監控的實時性，并且大量的減少了控制室與現場之間的電纜數目、設備故障率低。因此，通過運用集散式控制方案、采用自動控制的先進技術解決了真空自耗電弧爐目前存在的工藝和設備方面的問題，提高了鈦鑄錠產品的質量和生產的水平。
1 電控系統控制要點
真空自耗電弧爐的主要組成包括：由爐體、坩堝、電極桿及傳動裝置組成的機械系統；還包括真空系統、冷卻水系統、液壓系統、氣壓系統、電源部分及其以上系統的電氣控制系統。
2 電控系統構成
真空自耗電弧爐電氣控制系統由計算機控制系統、電氣設備、儀器傳感器等三個部分組成。系統采用集散控制方案設計，包括西門子S7300可編程控制系統，循環冷卻水控制系統，皮拉尼電阻真空傳感器，電子稱重系統，伺服控制系統，直流調速系統，攝像監控系統，計算機控制系統。
下位控制器采用西門子S7-300控制系統。采用主從現場總線的工作方式，包括CPU中央處理器，24V直流開關電源、輸入輸出模塊，ET200總線模塊。
3 電控系統設計
根據集散控制模式（DCS），采用上位計算機、可編程控制器（PLC）、伺服電機、直流調速器等組成。電控系統用于控制整個工作過程，熔煉過程可采用計算機自動控制，具有自動引弧，自動補縮、弧壓自動跟蹤、自動開停真空泵組、自動檢測、記錄、工藝參數等功能。設有水、氣、壓力、電壓、電流、真空度的異常報警及必要的聯鎖保護功能。一旦熔煉開始，所有的相關熔化及設定數據都在屏幕上顯示出來，激活的圖形顯示熔煉進展情況，并顯示相關參數數據。與此同時，每10秒將所得到的工藝數據在硬盤上記錄一次。每次熔煉打印的報告包括鑄錠編號，工藝號，表頭，以及開始對話信息，熔煉工藝有關開始階段，熔化階段，熱補縮階段的細節。眉頁寫有熔煉循環有關數據參數和大小的信息。每一頁打印出的熔煉報告頂部都重復寫有這樣的眉頁。在打印出的熔煉報告上將出現的所要求的參數。
4 電氣系統
分為三個部分：（1）電極桿自動與手動控制系統。（2）冷卻水系統。（3） Profibus-DP網絡通信。
5 下位控制器控制程序
控制系統采用西門子S7 V5.4編程軟件編寫所有的控制程序，實現了系統的邏輯連鎖、冷卻水系統、真空系統、電源系統的連鎖、整個自動運行過程的自動完成。
6 安全報警系統
由于真空電弧熔煉有潛在的爆炸危險，因此爐子主體必須置于防爆墻包圍之中，并設有泄爆通道。設備在熔煉過程中一旦出現水壓、流量降低到一定值、水溫過高以及真空突降、壓縮空氣壓力達不到要求等任一情況，先報警提示；如果水壓、流量、水溫、真空達到跳閘設定值時，電源跳閘，停止熔煉。
7 觀察攝像系統
采用彩色攝像機從爐蓋上對稱的兩個觀察孔分別對坩堝中的電弧進行觀察，并把兩個半弧圖像合成一個完整的畫面，以方便操作人員掌握爐內的熔煉情況及電弧的穩定情況。采用工業專用攝像機并設有信號屏蔽處理系統，以獲得穩定的圖像。
8 電子稱重系統
稱重系統是精確計算熔化速率所不可缺少的工具。為了達到所需要的精度，必須使稱重系統以最大可能的靈敏度反映機械和電器指令。因此采取了下述措施：具有導向系統的精確的水平向稱重平臺，即浮動架，這個平臺只處理水平力，而剩下的垂直力由稱載部件測量；設計系統時使摩擦力成為系統的內力，減少電極輸送系統中的摩擦力的影響；使用了高精度，溫度補償，電屏蔽稱載部件；使用高精度電測量系統，具有1，000，000分辨率的信號處理元件快速計算熔化速率；使用載波頻率向稱載部件輸送信號，接收調制信號，以避免噪聲和零點漂移問題。
9 控制關鍵技術
電極桿在熔煉控制中的兩套控制參數。電極桿運動由調速器提供直流手動與直流自動兩套控制參數。當采用直流手動時依據下位機來控制調速器的給定值，直流手動時由于電極桿需要快速啟停，所以調速器的啟動與制動時間需要設置比較小；當采用直流自動時依據弧壓實際值通過下位機的PID調節器來輸出調速器的給定值，來達到控制電機轉速的目的。在調速器中直流手動與直流自動的參數切換由下位機控制。
10 結束語
通過集散控制模式在真空自耗電弧爐上的應用，運用先進的西門子工業網絡通信技術和西門子可編程控制器、直流調速器結合現場高性能變送器實現了真空自耗電弧爐整個生產過程中的自動化控制，使用西門子上位軟件完成自動化工藝管理、現場監控、報警顯示功能。
參考文獻
第2篇：電子電路設計方案范文
關鍵詞：電子電路設計 創新 路徑
中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0115-02
科技的不斷進步和發展，電子產品逐漸的滲透到生產和生活的各個領域，成為國家科技生產水平的主要組成因素，推動者計算機技術的不斷進步，成為國家發展的動力，為技術的全面進步提供必要的條件。但是現階段我國進行電子電路設計的過程中存在一定的問題，創新能力不足，自主知識產權意識較弱，造成整體發展水平出現滯后性，因此在今后的發展中需要對電子電路設計的創新路徑進行分析，全面的掌握創新方法，保證電子電路自主研發能力的提升，促進我國科技水平的全面進步。
1 電子電路設計概述
1.1 電子電路設計的原則
電子電路設計需要遵循相關的原則，這樣才能更好地保證設計的科學性，首先需要對電子電路內部的各項原件相互之間的關系進行全面的分析，掌握設計的內部結構以及外部結構，整體上對原件內部的各項構造進行分析，綜合地對電子電路的各項類型進行分析，全面地掌握各項設計類型。其次需要關注設計的功能性原則，在進行設計的過程中需要將電子電路系統進行更加細致全面的劃分，掌握不同模塊的實際功能，考慮到實現這些模塊和功能的途徑，從而在設計中了解掌握原件的情況，實現電子電路設計的規范性。在進行電子電路設計的過程中需要保證各項功能的完整性，在進行設計的過程中需要針對每一個部件的實際使用效果進行分析，確定整體的設計成果符合實際使用的效果，這樣才能進一步提升設計的科學性與合理性，在實際使用中保證使用的質量。
1.2 電子電路設計的技術
進行電子電路設計需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進行設計的過程中將關注的焦點放在需要解決的問題上，針對性地進行代碼設計，對需要解決的問題進行相應的編程，這樣的方式可以在進行程序編制的過程中避免因為競爭機制帶來不同遺傳操作和交叉變異的問題，滿足現實情況下的管理機制，對其中較差的個體進行替代，保證代碼的使用更加符合技術的需要，不斷地滿足現實條件，對結果進行更加全面的管理，對實際問題進行整體解決。而現場可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進行應用，采用在線編程的方式，將存儲芯片設置在RAM內，在需要編程的過程中通過原理圖和硬件對語言進行描述，然后將數據存儲到RAM內，這樣將數據進行存儲的方式使得相關的邏輯關系得到更加科學的處理，一旦對其中的FPGA開發軟件進行斷電之后，就會出現RAM的邏輯關系空白，為整體的數據存儲節省較多的空間，提升FPGA系統的使用效率，將不同的數據流灌入到硬件系統中，提升電子電路設計的整體質量，便于對設計方法進行全面的創新。
2 電子電路設計的創新基本方法
2.1 對電子電路進行層次化的設計
進行電子電路層次化的設計首先需要將基本構造分成相應的模塊，對不同的模塊進行分層次的設計描述，整體設計過程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結構進行轉換，直到實現硬件單元描述為止，層次化設計在進行管理設計的過程中相比較而言較為靈活，可以根據實際特點選擇適宜的設計方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂的方式，具體情況需要按照實際情況進行分析，對電子電路的設計進行全面科學的管理。
2.2 對電子電路進行漸進式設計
漸進式設計也是電子電路設計中經常出現的情況，這種設計方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設計的相關指標使用到設計中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數字電子線路的結構設計，然后依據實際情況設計相應的單元電路結構，將電子電路工作的特點和運行方式融入到設計中，并將線路設計進行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關系，保證電路設計的規范性，將電子電路設計得更加便于操作。同時在進行設計的過程中需要對漸進式設計的步驟M行分析，根據應用型電子電路的功能，及時地對電子電路進行組合，在進行拼裝時需要關注連接點信號連接的強度、幅度以及電壓值之間的關系，將整體電路進行更加科學的設計。
2.3 硬件語言描述設計
在進行電子電路設計的過程中還可以使用基于硬件語言描述的形式，首先需要對設計目標進行全面的管理，熟悉電子設計中對信號進行控制的相關原理，保證信號處理的各項參數。在具體信息確定完成之后需要對系統進行分解，找出硬件的總體框架，之后對設計圖進行仿真設計，將較為重要的位置使用相關的記號進行標注，然后借助CAD軟件對設計進行仿真測試，保證電子電路設計的邏輯關系、正負極值、時序等的正確性，提升方案設計的規范性。
3 電子電路設計的創新路徑
3.1 電子電路構架設計
進行設計創新首先需要對整體的設計構架進行管理，在設計中對FPGA系統進行重新定義，在硬件單元內部建立連接，找出更加明確的構建系統，對設計途徑進行創新。在設計結束之后需要對設計目標以及設計結果進行對比，可以采用錯誤的代碼，驗證系統在進行甄別過程中的效果，對于出現問題的地方及時進行改進。在結束之后選擇適宜的子系統，其中一部分保持原本的運行狀態，一部分按照遺傳算法進行一定的修改，這樣可以對系統進行更加完善的處理，使操作的適應性更強。進行改進之后再對系統進行整體的驗證，不斷地對設計方案進行改進，使得設計更加符合方案的需要。
3.2 對設計環境進行創新
在設計過程中需要對系統的環境進行創新，用于測試的環境需要將測試的硬件與顯示的FPGA構架和硬件進行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計算機在使用的過程中可以通過通信電纜將數據從計算機下載到FPGA系統中，使用規范化的儀器對數據采集中的硬件和軟件進行連接，對設計方案進行全面的評估，并將數據轉化進行應試實驗，對軟件進行仿真處理，提升系統整體運行環境。
4 結語
電子電路設計對于科技的發展具有較為關鍵的作用，需要對系統進行全面的管理，對設計方法進行不斷的創新，使設計在多變的環境中實現自我重構，提升設計的科學性，使抽象的理論形象化、復雜的電路實際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設計能力。通過設計和模擬仿真可以快速地反映出所設計電路的性能，使設計更加生動、直觀、實時、高效，更好地為人類造福。
參考文獻
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第3篇：電子電路設計方案范文
電子系統的種類較多，從總體上可分為模擬系統、數字系統和模/數混合系統三大類。在數字系統中，又可分為以標準數字集成電路(如TTL、CMOS器件)為核心的電子系統以及以MPU、MCU、PLD、ASIC為核心的電子系統。在模/數混合系統中，以SOC為核心的電子系統發展最為迅猛。以模擬器件為核心的電子系統是基本的，該設計環節對于學生鞏固及應用已學電子技術理論和基本技能，進一步提高實際工作能力和培養創新能力具有不可替代的作用。
一、電子系統設計的基本原則
電子電路系統設計時應遵循以下幾個基本原則:
(1)滿足系統功能和性能指標要求，這是電子電路系統設計時必須滿足的基本條件。
(2)電路優化。在滿足功能和性能要求的情況下，通過優化的簡單電路系統既經濟又可靠。
(3)電磁兼容性好。電磁兼容性是現代電子電路系統應具備的基本特性。
(4)可靠性高。電子電路系統的可靠性要求與系統的實際用途、使用環境等因素有關。
(5)系統集成度高。最大限度地提高集成度，是電子電路系統設計應當遵循的一個重要原則。
(6)調試簡單方便。
(7)生產工藝簡單。生產工藝是電子電路系統設計者應當考慮的一個主要問題，無論是批量產品還是樣品，生產工藝對電路的制作與調試都是相當重要的一個環節。
(8)操作簡便、性價比高。
二、電子系統的設計方法根據電子系統的功能和結構上的層次性，通常有如下三種設計方法。
1.自頂向下的設計方法這種設計方法就是設計者根據原始設計指標或用戶需求，從整體上規劃整個系統的功能和性能，然后對系統進行劃分，分解為規模較小、功能較簡單且相對獨立的子系統，并確定它們之間的相互關系。這種劃分過程可以不斷進行下去，直到劃分得到的單元可以映射到物理實現，實現可以是具體的部件、電路和元件，也可以是VLSI的芯片版圖。
2.自底向上的設計方法
這種設計方法就是設計者根據要實現系統的各個功能的要求，首先從現有的可用的元件中選出最合適的，設計成一個個的部件，當一個部件不能直接實現系統的某個功能時，需設計出由多個部件組成的子系統去實現該功能，上述過程一直進行到系統所要求的全部功能都實現為止。該方法的優點是可以繼承使用經過驗證的、成熟的部件與子系統，從而可以實現設計重用，減少設計的重復勞動，提高設計生產率。其缺點是設計過程中設計人員的思想受限于現成可用的元件，故不容易實現系統化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護性好的設計。
3.以自頂向下方法為主導結合使用自底向上的設計方法
隨著SOC(單芯片系統)的出現，為了實現設計重用以及對系統進行模塊化測試，通常采用以自頂向下方法為主導，并結合使用自底向上的方法，這樣既能保證實現系統化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護性好的設計，又能充分利用IP核，減少設計的重復勞動，提高設計生產率，因而得到普遍采用。
三、基于模擬器件的電子系統設計流程
基于模擬器件的電子系統設計的流程如圖1所示。模擬電路種類較多導致系統的設計步驟將有所差異，流程圖中的環節應隨設計的實際作調整或交叉進行、重復。
1.明確設計任務
該階段是對系統的設計任務進行具體的分析，充分了解系統的性能、指標、內容及要求，掌握系統的基本特征，以便明確系統應完成的任務。
2.總體方案選擇
該階段針對所提出的任務、要求和條件，從全局著眼，用具有一定功能的若干單元電路構成一個整體，來實現系統的各項性能。通常符合要求的總體方案不止一個，設計者應當針對任務、要求和條件，查閱有關資料，廣開思路，提出若干種不同的方案，然后逐一分析每一個方案的可行性和優缺點，再加以比較，擇優選用。
3.單元電路設計
在確定總體方案后，便可以畫出詳細框圖，設計單元電路。設計單元電路的一般方法和思路如下:
(1)根據設計要求和已選定的總體方案的原理框圖，明確對各單元電路的要求，必要時應詳細擬定出主要單元電路的性能指標。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉換之類的接口電路，以簡化電路結構、降低成本。
(2)擬定出各單元電路的要求后，應全面檢查一遍，確定無誤后方可按一定的順序分別設計各單元電路。
(3)選擇單元電路的結構形式。最簡單的辦法是從以往學過的和了解的各種電路中選擇一個合適的電路，但一般情況下，應查閱有關資料，以豐富知識、開闊眼界，從而找到適合的電路。具體設計時，在符合設計要求的電路基礎上適當改進或進行創造性的設計。
4.計算和調整參數
電路設計中參數的計算方法主要在于正確運用課程中已經學過的分析方法，搞清電路原理，靈活運用計算公式。對于一般情況，計算參數應注意以下幾點:①各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應在允許范圍內，并留有適當裕量;②對于環境溫度、交流電網電壓等工作條件應按最不利的情況考慮;③對于元器件的極限參數必須留有足夠的裕量，一般按額定值的1．5倍左右考慮;④電阻、電容的參數應選計算值附近的標稱值;⑤在保證電路達到功能指標的前提下，應盡量減少所用元器件的品種、價格、體積、數量等。
5.元器件的選擇
從某種意義上講，電子電路設計就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來。首先要根據具體問題和方案，考慮需要哪些元件、每個元件應該具有哪些功能和性能指標;其次所需的元件哪些實驗室有，哪些市場上能買到，價格如何，指導學生關心元器件的信息和新動向，多查資料。以下概括地說明設計中元器件的選擇思路。
(1)阻容元件的選擇。電阻和電容的種類很多，正確選擇電阻和電容很重要，不同電路對電阻和電容的性能要求也不一樣。設計是要根據電路的要求選擇性能和參數合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。
(2)分立元件的選擇。分立元件包括二極管、晶體三極管、場效應管、光電管、晶閘管等，根據用途、參數等進行選擇。
(3)集成電路的選擇。集成電路的品種很多，選用的方法一般是“先粗后細”，即先根據總體方案考慮應該選用什么功能的集成電路，然后考慮具體的性能，最后根據供貨、價格等因素選用某種型號的集成電路。
6.審圖
在電路的設計過程中必然會有考慮不周的地方，各種計算也會出現誤差甚至錯誤，所以在畫出電路總圖后，要進行全面審查。審查時要注意先從全局出發檢查總體方案是否合適，各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適，再檢查各單元電路之間的電平、時序配合是否合適，電路圖中有無煩瑣可優化之處，接著根據電路圖中所標出的各元器件的型號、參數等驗算是否能達到性能指標，有無恰當的裕量，同時需注意電路中各元件是否工作在額定值范圍內，以免實驗時損壞。
7.實驗檢測
一個電路的設計是一個復雜的過程，在這個過程中需要考慮很多的因素和問題，設計中難免會出一些差錯。實驗檢測是設計電子電路必不可少的環節，通過實驗檢測可以發現設計中存在的問題，通過解決實驗中所發現的問題，逐步完善設計，最終達到設計目標。在實驗中所需要檢測的內容主要有:各元件的性能和質量、各單元電路的功能和主要指標、各個接口電路的功效、總體電路的功能等。
四、電子電路的安裝和調試
電子電路的安裝和調試在電子工程技術中占有重要的地位。它是把理論付諸實踐的過程，是把人們的主觀設想轉變為電路和電子設備的過程，是把設計轉化為產品的過程。任何一個好的設計方案都是經過安裝、調試和多次修改才形成的。安裝主要涉及到結構布局、元器件的安排布置、線路的走向及連接等問題。電子電路系統的調試是電子電路設計中的重要內容，它包括電子電路的測試和調整兩個方面。測試是對已經安裝完成的電路進行參數及工作狀態的測量，調整是在測試的基礎上對電路元器件的參數進行必要的調整，使電路的各項性能指標達到設計要求。電子電路的調試通常有兩種方法，其一是分塊調試法，這是采用邊安裝邊調試的方法，其二是統一調試法，即在整個電路系統安裝完成之后，進行一次性的統一調試。以上兩種方法的調試步驟基本一致，具體有:通電前的檢查，主要內容是檢查元器件、檢查連線、檢查電源進線;通電檢查;靜態調試;動態調試。例如，對于數字電路的動態調試，一般先調整好振蕩電路，以便為整個電路提供時鐘信號，然后再分別調整控制電路、信號處理電路、輸入輸出電路及各種執行機構，在調試過程中要注意各部分的邏輯關系和時序關系，應對照設計時的時序圖，檢查各點的波形是否正常。對于調試過程中出現的故障，常用的診斷方法有直接觀察法、靜態工作點測量法、信號尋跡法、對比法、元件替換法、旁路法、短路法、斷路法、電子干擾的抑制措施等。
第4篇：電子電路設計方案范文
【關鍵詞】FPGA Quartus II EDA 計數器
隨著全球經濟的高速發展、科學技術的不斷創新，電子設計自動化EDA（系Electronic Design Automation的縮寫）技術，在電子信息工程領域成為了當今世界上最先進的電子電路設計技術。它依靠功能強大的電子計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL（系Hardware Description Language的縮寫）為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、仿真，直至下載到可編程邏輯器件如現場可編程門陣列FPGA或復雜的可編程邏輯器件CPLD（系Complex Programmable Logic Device的縮寫）或專用集成電路ASIC（系Application Specific Integrated Circuit的縮寫）芯片中，從而實現既定電子電路的功能系統設計。因此，在電子工程應用領域，用EDA技術來完成電子系統的設計，已成為現代電子設計技術的核心。
1 設計方案
本文提出的系統設計方案采用自頂向下的設計方法，從系統設計入手，在頂層對計時器整體電路系統進行功能方框圖的劃分和結構設計，在方框圖一級進行仿真、糾錯，用硬件描述語言（HDL）對高層次的系統行為進行描述并于功能一級進行驗證；系統電路的設計依托于FPGA硬件平臺，采用超高速集成電路硬件描述語言―VHDL（系Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的縮寫），設計在Quartus II開發環境下進行；設計出的計時器計時范圍為00.00--59.00秒，精度為0.01秒，具有秒加和秒減計時、清零、計時―停止―繼續計時等功能，對百分之秒和秒的計數信息采用四位LED數碼管進行友好界面顯示。系統設計框圖如圖1所示。
2 核心模塊設計
2.1 輸入配置模塊設計
依據加減計時器設計系統框圖圖1所示，輸入配置模塊包括反向器邏輯門、與邏輯門兩部分。基于設計功能需求，反向器邏輯門、與邏輯門的VHDL描述設計如圖2所示。
2.2 加/減計數模塊設計
加/減計數模塊包括0～59秒秒加/秒減減計數器、精度0.01秒秒加/秒減計數器。該模塊的主要功能是：根據模塊的輸入控制信號，來實現計時器的計數加或計數減的操作。如系統框圖圖1所示，在輸入端口信號的控制下，精度0.01秒秒加/秒減計數器的進（借）位輸出信號，作為后續0～59秒秒加/秒減計數器clk端口的輸入信號，從而實現計時器的加/減計數工作。設計中，0～59秒秒加/秒減計數器為六十進制加/減計數器，其用VHDL描述設計如圖3所示。
精度0.01秒秒加/秒減計數器的設計為百進制加/減計數器，其用VHDL的描述設計思路類似于六十進制的加/減計數器，此處不再復述。
2.3 掃描譯碼顯示模塊設計
本模塊為加減計時器系統設計的輸出模塊，其功能在于對前級模塊的計數信號進行動態掃描、譯碼，并進行數字信息顯示。包括動態掃描電路、譯碼電路、LED顯示器。動態掃描器電路VHDL描述設計如圖4所示，譯碼電路VHDL描述設計如圖5所示。另外，LED顯示器采用的是四個共陰極的數碼管來實現數字信息的友好顯示。
3 系統驗證及測試
3.1 系統波形仿真驗證
在Quartus II開發平臺下，逐一完成各模塊設計，并將各模塊依次按照設計系統框圖構建起來，得到整個計時器的系統設計電路。按照設計系統功能要求，完成波形正確仿真驗證如下：
（a）秒加計時波形仿真驗證：
Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=1 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見圖6）
（b）秒減計時波形仿真驗證
Input ：Clk=clk_1hz=100hz ，fuwei=1，s=1，clr=0，k=0，L=0 Output：Mm，sc，LEDN，WX（見圖7）
3.2 FPGA硬件平臺測試
通過Quartus II開發平臺，將編程設計文件下載到型號為EP1C12Q240C8（Altera公司Cyclone系列）的目標芯片上，用達盛科技有限公司的FPGA硬件實驗箱EDA-V+平臺進行正確測試圖片如8。
4 結語
整個加減計時器系統的設計過程，采用自頂向下的設計思路。首先，確定系統構架框圖，根據各模塊功能，依次進行VHDL程序設計。然后，采用原理圖輸入法，將各模塊的設計元件連接起來，從而實現加減計時器系統電路的多層次設計。最后，對設計系統進行波形仿真驗證和FPGA硬件平臺測試。通過軟硬件驗證測試表明，本文提出的設計方案確實可行。
參考文獻
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作者簡介
陳龍險（1986-），男，白族，貴州省盤縣人。大學本科學歷。現為青海建筑職業技術學院助教。
第5篇：電子電路設計方案范文
電子電路是無線電工程等專業重要的基礎課程之一，是一門實踐性很強的課程。本文結合教學經驗，分析了該課程的教學背景與現狀，并從高校的教學設施、教師自身素質及教學內容等方面詳細闡述了該課程相關的教學策略。
【關鍵詞】：
電子電路教學
一、課程教學背景分析
《電子電路》這門課程對于與信息工程、無線電工程專業以及其他電類專業都是非常重要的專業基礎課。它涉及許多理論知識、電路中常用的基本功能部件以及實際電路，是一門實踐性很強的課程。
課程教學現狀
目前，國內很多高校都開設有工程專業，而電子電路作為該專業的基礎課程之一，其教學雖然取得了一定成績，但在某些程度上，仍然存在一定的問題。
學校教學實驗設施
計算機機房
大部分高校的計算機機房仍是很多年前的設備，計算機配置相對落后，運行速度較慢，上機操作形同虛設。
電工實驗室
電工實驗仍然使用十幾年前的儀器設備，與現代工業的發展及電路設計的要求脫節，實驗質量在一定程度上受到很大影響。
教師教學方法
目前，很多高校使用的教材仍然是十多年前的舊版教材，雖然很多專業知識在理論上并無太大變化，但隨著科技的進步，很多新型電子元器件與儀器產品已經應用到各個行業，如果仍以陳舊的教學課程來培養學生，顯然達不到社會對人才的需求標準。
另外，本課程的實踐環節也非常重要，但是由于我國高校大部分教師是應試模式教育中培養出來的，本身即缺乏一定的實踐經驗，所以在教學過程中，有意無意的避開實驗教學環節，不能達到培養學生實踐能力的目標，更不用說培養學生的思維能力、創新能力。
學生學習理念
由于課程本身比較抽象，而學校的教學設施相對落后，教師授課枯燥乏味，就會極大的影響學生的學習興趣，尤其是遇到某些困難和問題時，就會出現厭學現象，僅僅在考前突擊復習，應付考試，對很多理論概念掌握不夠深刻，實際動手應用能力也很難達到要求。
綜上所述，各種原因綜合導致了很多學生畢業參加工作后，很難適應企業的對人才要求的標準，不能勝任工作需求，需要再次參加培訓。所以對于高校教學人員來說，如何能夠培養出思維靈活、動手能力強且有創新意識的新一代專業人才，是一項艱巨的任務。
教學策略分析
（一）改善教學設施
高校要合理增加對教學實驗設施的投入，建設符合現代要求的實驗室，增加教學實驗環節，把理論培養與實踐創新放到同等重要的地位。
（二）提高教師自身素質
教師要充分了解學科技術的前沿，將當前更多的新工藝（現代新產品設計流程）、新電子元件（目前廣泛使用的新器件）、新儀器產品（現代電子儀器的使用）等內容融入課堂教學，提高學生的學習興趣，變被動學習為主動學習，激發創新思維、提高動手能力。
（三）課程教學內容
1.要突出對學生能力培養。
能熟練使用焊接工具和常用儀器儀表；
能對典型電子電路進行分析，并進行簡單電子產品功能分析、設計；
能進行電子電路原理圖的繪制；
了解產品的成本核算方法，會進行電子產品成本估算；
熟練掌握基本的、規范的操作技能，能進行小型電子電路的制作；
能進行電子電路調試并熟練檢查、排除故障；
能進行信息查詢和資料整理；
能進行中間調試過程的記錄并編寫最終技術文檔；
能以團隊合作形式完成電子產品的開發；
會使用各種信息媒體對制作成果進行演示。
2．以典型電子產品為載體實施教學，增強學生的學習興趣。如選擇競賽搶答器、LED數字顯示器、運動小車、信號燈、數字鐘、電子秤、電子鎖、報警器、穩壓電源等常見的、學生易于接受的電子產品作為設計分析的對象，使學生更容易進入電路分析的氛圍中，同時有利于學生形成個性化的設計方案。
3．學習情境重點突出，能力培養有所側重。學習情境的設置依托了數字電路和模擬電路各關鍵知識點，教學任務的安排不僅考慮到了本課程在專業課程體系中的位置，同時以電路分析、設計能力，電路接線、制板能力，技術指標分析編制能力為能力培養的主線，從淺入深、由易至難，循序漸進地培養學生全面技能。
4．在工作任務實施過程中，促進學生的自主創新意識，在工作任務確定的知識領域中引導學生進行自主性的電子產品單元電路設計、制作、調試。在引導學生自主創意設計的過程中，把握學生設計思路的難易程度、理論范圍，充分體現學生的創新思想，豐富學生制作的多樣性，提升學生設計制作的興趣和積極性。同時，在多個工作任務的實施過程中，通過創新思考、理論分析與設計、電路制作調試、功能實現報告展示的學做練一體的教學模式，加強了學生的創新能力、制作技能、團隊配合和個體表達能力；同時反復而不斷提升的設計、制作、驗證、報告過程，讓學生的電子電路設計制作的基本技能得到了鞏固。評價采用分階段分重點評價的模式，重點評價學生的職業能力，兼顧重要的理論知識點。
5.在實驗教學和實驗室科學化管理中加強計算機的應用。引入包括多媒體演示、電子教案、計算機仿真技術、局域網教學在內的多種教學手段，將直接影響實驗教學質量。
第6篇：電子電路設計方案范文
關鍵詞：EDA技術；“項目教學法”；教學實施
EDA是電子設計自動化(Electrontic Design Automation)的縮寫,它是隨著微電子技術和計算機技術的不斷進步而發展起來的現代電子系統設計方法。它在電子技術設計領域的貢獻主要包括：1.通過軟件編程實現對硬件解構和工作方式重構實現IC設計；2.以計算機為平臺，EDA軟件為工具實現PCB板的布局布線設計；3.通過EDA仿真軟件確定電子電路級設計方案的正確性和可行性。EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率，減輕了設計者的勞動強度。目前在各大公司、企事業單位和科研教學部門廣泛使用，如汽車、電子、機械、軍事、礦產及醫學等。作為高等職業院校的電子類學生掌握現代電子電路的設計方法就顯得尤為重要。另外，為了實現高技能應用型人才培養的目標，各高職院校都在進行新的教學方法的改革，項目教學法以其自身的優點被很多課程教學所采用。本文介紹了我院對電子信息工程專業EDA技術課程項目教學改革的嘗試。
一、“項目教學法”
教育專家弗雷德•海因里希教授提出的項目教學法，是指師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。來源于工程實踐中的項目，是指生產一件具體的、具有實際應用價值的產品；該產品在生產的過程中應該具備以下條件：1.該工作過程可分解出適合學生學習的教學內容，并且能夠將理論知識和實際技能有效地結合在一起；2.與企業實際生產過程或現實的商業經營活動有直接的關系；3.要學生發揮主觀能動性，對項目進行計劃，組織和實施，并且在工作過程結束后要有明確而具體的成果，這里不以成果的正確性作為惟一的評價標準；4.在項目實施過程中，學生不僅要運用新學習的知識、技能，而且還要調用已經學過的知識、技能并能將散碎的知識點融匯使之變成我們所能夠使用的產品；5.對于工作過程中出現的問題，需要同學們通力合作，共同克服困難；6.項目完成時，師生共同交流學習經驗和方法，并對項目工作成果作出公正的評價。在項目教學過程中，發揮了學生的自身潛力，增進了師生的感情，提高了學生團隊合作精神，同時在學習過程中完成了學生的素質教育。
二、“項目教學法”在EDA技術中的應用
EDA技術是一門工程實踐性很強的專業課，要求學生具有電子小系統設計及制作的能力，根據學生認知規律、對電子產品熟悉的程度，專業知識的儲備情況，并且注意到了項目的難易程度，知識的關聯性等因素，綜合考慮進行項目載體的篩選，最終確定了第一信號鑒別電路、流水燈以及CPLD開發板等項目作為本門課程的工程載體，下面就以CPLD開發板為例，介紹“項目教學法”在該門課程教學中的應用。
1. CPLD開發板學習情景設計
根據CPLD開發板電路功能，將其劃分為4個學習子情景，包括供電電路設計制作、顯示電路設計制作、開關電路設計制作以及串口電路設計制作。CPLD開發板設計的軟件環境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開發板項目的解構和重構如圖1所示。
2.子情境教學實施過程
(1)子情境電路元件制作
①供電電路設計制作
供電電路由開關型穩壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲能電感、輸入和輸出電容等元件構成。在PowerLogic5.0中，繪制電源電路元件的邏輯封裝并且建立相應元件的元件類型，同時為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為TO-220。
②顯示電路PCB設計制作
顯示電路由LED點陣顯示電路和LED動靜態顯示電路組成，其中LED點陣采用4個8×8點陣拼在一起組成16×16點陣，可以顯示一個完整的漢字。2片74HC138組成4-16譯碼器做行掃描，2片74HC595級聯做列掃描，它們的PCB封裝為DIP16。
③開關電路PCB設計制作
開關電路由20個獨立按鍵電路和矩陣鍵盤電路組成，其中輕觸開關組成4×4矩陣鍵盤電路，程序對矩陣鍵盤進行掃描，如果有任意鍵按下，立即讀出其鍵值，并在數碼管上顯示相應數值，PCB封裝采用SW(6×6)。20獨立按鍵作為數據輸入開關，按鍵被按下時接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶熟悉數字系統中的0，1以滿足中規模數字電路設計要求，其PCB封裝采用DPDT-6。
④串口電路PCB設計制作
串口通信電路由PL2303及電路，如50M晶體振蕩器、電阻、電容以及USB轉RS232插針等。其中PL2303采用28腳SSOP封裝，其余元件為常用插針封裝，串口通信電路如圖2所示。當子情境中各個電路元件的類型建立完成后，進行CPLD開發板的綜合PCB設計。
(2)CPLD開發板的綜合設計
根據紙質電路原理圖，將新建立的元件類型調入原理圖繪制軟件PowerLogic5.0中,進行電氣連線。原理圖繪制完成,根據設計要求將其生成網絡表并傳送到PowerPCB5.0中進行PCB設計,布局布線結果如圖3所示。
3.考核方案
CPLD開發板電路設計由4個子情境構成，根據子情境承載的知識點、項目性質不同，考核比例分別占總項目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項目質量考核(70%)+平時成績考核(15%)。其中理論知識考核主要考核學生新知識運用和已學過知識點調用的情況，一般可以通過研究性的習題完成；項目質量考核主要考核項目工作過程中每位同學的表現以及完成項目的成果展現；平時成績考核包括考勤、平時學習態度及能力表現等。
三、結束語
基于建構主義的“項目教學法”使學生成為了認知的主體，是知識意義的主動建構者；學生通過主動搜集和處理信息，培養了獲取新知識的能力，分析問題、解決問題以及交流合作能力。“項目教學法”在高等職業教育教學中的應用，對高技能創新型人才培養具有重要的意義。
參考文獻
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第7篇：電子電路設計方案范文
關鍵詞： 項目教育 CDIO理念 教學改革 實驗教學 《電路實驗》
CDIO是在多年的教學過程中形成的教育教學改革的新成果。自2000年以來，CDIO（構想、設計、實施、操作）以產品實現為周期，以產品的開發為主導，以學生自主設計為目的的教學模式，以培養工程應用能力、知識構建能力、團隊相互合作能力、系統設計能力為基本原則，在這個四個方面體現人才培養的創新性。
1.基于CDIO思想的教學方法改革與實踐
1.1傳統的電路實驗課程教學常見的問題
傳統實驗教學方法的研究表明，實驗教學是對理論知識的整合，培養學生發現問題、分析問題、解決問題、創新和實踐的能力。創新實驗教學平臺是實驗課程教學的重要組成部分。目前，電路實驗教學內容及方法在高等教育體系普遍存在的現象是：
1.1.1實驗內容主要以驗證課本的理論為主。目前，主要是為了驗證電路理論實驗項目，將書本知識傳授給學生，學生只對實驗結果的實驗現象進行觀察和記錄，無法達到培養學生自主創新能力的實驗教育模式。
1.1.2課程的考試方法按照傳統方法考核，教學方法沒有創新。本文在實驗教學的傳統教學方法的基礎上，闡述了實驗教學的原則和注意事項，提出了實驗報告的多樣化、自由化。
1.1.3實驗教學環節相對理論部分是比較薄弱的。實驗教學常常作為理論課的輔助部分，實驗學時安排比理論少很多。在實驗過程中，學生只是按照實驗指導書接線，記錄實驗結果，實驗過程過于簡單，獨立思考的機會少。學生對實驗課程積極性不高，只是為了應付完成任務，缺乏主動參與精神。
1.1.4團隊意識培養不夠。一個簡單的驗證實驗方案，沒有強調實驗設備的整合與學生的自主學習，沒有團隊意識與現代企業對人力資源的需求不能適應。所以，通識教育CDIO理念應用在實驗教學過程中，建立強調項目設計，對工程應用人才的培養具有重要意義。
1.2教育改革理念
在課程計劃和發展概況的基礎上，主要對電路課程內容：電路的分析方法、電路的基本定理、含有運算放大器的電阻電路、一階電路和二階電路的時域分析、正弦穩態電路的分析、含有耦合電感的電路、電路的頻率響應、線性電路的復頻域分析等進行闡述。學生不僅要掌握深厚的理論知識，而且要具有實際動手能力才能確立設計理念和形成設計能力。CDIO教學思路主要體現在以下幾個方面：
1.2.1建設項目設計面向CDIO教育模式，針對全面建設、設計、優化、實驗中的應用，創新性地開展實驗項目。在設計的實驗中強調部分對應難度較大常用的電路的增加一次分析，尤其是頻率響應，讓學生在設計項目的基礎上進行早期研究。在一個典型的實驗中，綜合設計項目的深層設計，對電路設計的原則，培養學生的動手能力非常重要。
1.2.2豐富實驗教學方式，利用計算機輔助設計、項目驅動實驗，將競賽引入教學方式，充分利用PROTEL、MULTISIM，AUTOCAD等軟件進行電路設計和仿真，實驗項目由學生自由組合的團隊獨立完成，該項目完成后，各組之間進行充分討論，討論各自的設計方案，對設計報告的撰寫按照要求完成，組織分工等。對培養學生的各種能力都有幫助，尤其是團隊之間的相互配合能力、主動思考能力、電路的分析調試能力和語言表達能力。
1.2.3加強創新學習的培養。每年省內都有電子電路方面的競賽，競賽題目都不同程度地體現了創新思想，可以借助賽題培養學生的創新思維，把賽題引入實驗，達到良好效果。
1.3教學改革的措施
我院建設完成了開放實驗室和創新實驗室，實驗室里配備了電子電路所需的實驗儀器設備和常用的電子元器件，供學生使用，而且采取以老帶新的制度，全天由往屆在電子電路設計競賽方面取得較好成績的學生值班，負責解答疑問，同時安排老師值班，以解決學生在學習工程中出現的問題。安排歷年賽題的解答任務，要求學生熟悉歷年賽題的設計思路、設計方法，真正做到項目驅動教學，豐富實驗課題，激發學生興趣，提高實驗課堂教學效率。
2.該實驗教學改革的效果
基于CDIO的教學理念，調整了實驗內容，實驗室也進行了配套建設，改進了教學方法，豐富了實驗教學形式。實驗課程內容、實驗過程、老師的教學方法都做了相應的改革，實驗的最后考核方式都進行了相應的改革，尤其是開放實驗室和創新實驗室建設。學生的實驗積極性有了很大的提高，學生參加省內和國內的電子電路競賽也取得了較好的成績。由此可見，在注重理論知識的同時，更要注重學生團隊合作能力、工程能力、創新能力的培養，這是現代企業對人才的必然要求。
電路課程是高等院校工科一門重要的必修專業基礎課，對實驗的要求較高，如果只知道理論而不懂實驗，那么只能停留在表面的認知階段，要改變目前高校重理論而輕實驗的現象，不是一朝一夕能做到的，不僅僅需要教育理念的變化，更需要大量實驗室經費的投入，改善實驗條件，同時也要對實驗指導老師進行系統的培訓，提高老師的實踐能力。文章闡述了當前高等學校工科電路實驗存在的共性問題，探討了CDIO理念的電路實驗教學改革方式，從課時安排、實驗要求、實驗方法、實驗具體要求做什么及做實驗培養什么樣的能力等方面進行了改革。從改革結果看，在電路實驗教學中采用無論是競賽賽題還是日常常見電路為驅動的CDIO教學模式，都能形成CDIO要求的能力，取得了預期的效果，如果同類課程教學采用相應的教學模式，相信就會取得令人滿意的效果。
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第8篇：電子電路設計方案范文
一、電子電路的調試
一般的測試的步驟和方法如下：
1．不通電檢查。檢查連線電路安裝完畢后，不要急于通電，先認真檢查接線是否正確，包括錯線、少線、多線。多線一般是因接線時看錯引腳，或者改接線時忘記去掉原來的舊線造成的，在實驗中經常發生，而查線時又不易發現，調試時往往會給人造成錯覺，以為問題是由元氣件造成的。例如TTL兩個門電路的輸出端無意中接在一起，引起電平不高不低，人們很容易認為是元器件壞了。為了避免做出錯誤判斷，通常采用2種查線方法：一種方法是按照設計的電路圖檢查安裝的線路，把電路圖上的連線按一定順序在安裝好的線路中逐一對應檢查，這種方法比較容易找出錯線和少線；另一種方法是按實際線路來對照電路原理圖，按照2個元件引腳連線的去向查清，查找每個去處在電路圖上是否存在，這種方法不但能查出錯線和少線，還能檢查出是否多線。
2．通電觀察把經過準確測量的電源電壓加入電路，但信號源暫不接入，電源接通之后不要急于測量數據和觀察結果，首先要觀察有無異常現象，包括有無冒煙，是否聞到異常氣味，手模元件是否發燙，電源是否有短路現象等。如果出現異常現象，應立即關斷電源，待排除故障后方可重新通電。然后再測量各元件引腳的電源電壓，而不是只測量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。
3．分塊調試調試包括測試和調整兩個方面。測試是在安裝后對電路的參數及工作狀態進行測量，調整是指在測試的基礎上對電路的參數進行修正，使之滿足設計要求。為了使測試順利進行，設計的電路圖上應標出各點的電位值、相應的波形以及其它數據。測試方法有2種：第一種是采用邊安裝邊調試的方法，也就是把復雜的電路按原理圖上的功能分成塊進行安裝調試，在分塊調試的基礎上逐步擴大安裝調試的范圍，最后完成整機調試，這種方法稱為分塊調試。采用這種方法能及時發現問題，因此是常用的方法，對于新設計的電路更是如此。另一種方法是整個集成電路安裝完畢，實行一次性調試。這種方法適用于簡單電路或定型產品。本文僅介紹分塊調試。分塊調試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一個模塊。比較理想的調試程序是按信號的流向進行，這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的聯調創造條件。分塊調試包括靜態調試和動態調試。
二、系統的精度及其可靠性
測試系統精度是設計電路很重要的一個指標。測量電路的精度校準元件應該由高于測量電路精度的儀器進行測試后，才能作為校準元器件接入電路校準精度。例如，測量電路中，校準精度時所用的電容不能以標稱值計算，而要經過高精度的電容表測量其準確值后，才能作為校準電容。對于正式產品，應該就以下幾方面進行可靠性測試：抗干擾能力；電網電壓及環境溫度變化對裝置的影響；長期運行實驗的穩定性；抗機械振動的能力。四、電子電路的故障分析與處理在實驗過程中，故障常常是不可避免的，分析和處理故障可以提高分析和解決問題的能力。分析和處理故障的過程就是從故障現象出發，通過反復測試，做出分析判斷，逐步找出問題的過程。
三、調試中應注意的事項
在調試過程中，自始至終都必須具有嚴謹細致的科學作風，不能存在僥幸心理，當出現故障時，不要手忙腳亂，要認真查找故障的原因，仔細分析作出判斷，切忌一遇到故障，解決不了問題就要拆掉線路而重新安裝，或者盲目的更換元器件。因為即使重新安裝，線路的問題可能依然存在，何況在原理上，問題并不是重新安裝就能夠解決的。再則，重新安裝而找不出原因，會使自己失去一次分析和解決問題的鍛煉機會，要認真查找故障原因，仔細分析判斷，根據原電路原理找出解決問題的辦法。
第9篇：電子電路設計方案范文
（赤峰學院 物理與電子信息工程學院，內蒙古 赤峰 024000）
摘 要：本文通過電路實例介紹了Multisim10軟件的設計、仿真操作過程.在數字電路的理論課教學中應用Multisim10軟件，可以使理論與實驗相結合，使教學更靈活、更有效，可以培養學生的自學能力、創新能力和綜合分析能力，進一步增強學生的自主學習性，充分激發學生的創新潛能，大大提高數字電路的課堂教學質量.
關鍵詞 ：數字電路設計；Multisim10軟件；電路仿真；應用
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）03-0231-03
1 引言
數字電路課程是電子技術、信息通信、自動化控制和其他部分專業的一門專業基礎必修課程，其傳統的教學方法是首先進行理論學習，然后進行實驗操作驗證所學理論知識，目的是為了培養學生在數字電子電路的設計、實現過程中，分析問題、解決問題的能力，從而提高學生在數字電子技術領域的綜合設計能力.利用Multisim軟件分析和設計數字電路,可以方便的修改電路和元件參數,優化設計方案,加快設計過程,節約設計費用.通過教學實踐已經證明了利用Multisim軟件進行數字電路教學，可以提高學生的綜合分析能力和解決問題的能力，從而提高了數字電路的教學質量.
2 Multisim10軟件介紹
Muhisim10軟件是一種電子設計自動化（簡稱EDA）軟件，專門用于電子電路的設計與仿真.Muhisim10軟件是以Windows為操作平臺，它不僅提供了電路原理圖輸入和硬件描述語言模型輸入的接口和比較全面的仿真分析功能，同時還提供了龐大的元器件模型庫和一整套虛擬儀表（包括示波器、信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器和波特圖繪圖儀等等），可以滿足一般的模擬/數字電路以及數字-模擬混合電路的分析與設計.
Multisim10軟件的突出優點是用戶界面友好、直觀，使用非常方便，只要是熟悉Windows的用戶，很容易掌握其用法；而且系統高度集成，元器件和測試儀器豐富，電路分析和仿真功能強大，可以完成各種模擬電路、數字電路以及模擬/數字混合電路的設計仿真.
3 Multisim10軟件在數字電路教學中的應用
數字電路的理論內容包括：邏輯代數、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖信號的產生與整形電路、模數、數模轉換電路等等.其中對組合邏輯電路、時序邏輯電路的分析與設計是數字電路課程的重要內容.利用Multisim10軟件中豐富的元器件模型可以進行電路設計，再利用Multisim10軟件提供的各種虛擬儀器進行電路仿真，直接將把理論知識與實驗結果進行對照，加深了對抽象的理論知識的理解，從而使課堂教學效果大大改善.
3.1 Multisim10軟件在組合邏輯電路分析與設計中的應用
組合邏輯電路的特點是即刻輸入決定即刻輸出，電路中不包含記憶性元件.組合邏輯電路的分析過程包括：首先根據邏輯電路圖寫出輸出邏輯函數，在進行邏輯函數的化簡和變換，最后列出真值表或說明其邏輯功能；而組合邏輯電路的設計過程則是：根據邏輯功能描述抽象出真值表，寫出輸出邏輯函數表達式，再進行化簡、變換，最后畫出邏輯電路圖.在進行包含集成器件的組合邏輯電路的分析與設計時，學生覺得較難理解.而利用Multisim10軟件提供的虛擬儀表——邏輯轉換器，可以在邏輯函數的各種表示形式（如邏輯電路圖、真值表、邏輯表達式）之間進行相互轉換，使得組合邏輯電路的分析和設計變得更為簡單.
比如，分析圖1所示電路的功能，要求列出邏輯真值表，并寫出電路的邏輯函數式.
圖中74HC151是8選1數據選擇器，傳統的解題過程是先寫出74HC151的輸出函數，再將輸入變量MNP和Q代入公式中的最小項和數據輸入端，寫出輸出變量Z關于MNPQ的表達式，再進行化簡得到最簡與或表達式；最后將所有的變量取值組合代入最簡輸出邏輯函數表達式中算出輸出變量Z的值，并列在表中，即可得到真值表.
現在利用Multisim10來實現，先啟動Multisim10程序，出現用戶界面后首先需要建立圖1所示的邏輯電路圖.我們從CMOS集成電路器件庫中找出74HC151、74HC04、VDD和接地端的符號，將它們放在合適的位置連成與圖1完全相同的電路圖，如圖2所示，注意圖2中的G、A、B、C與圖1中的S、A0、A1、A2相對應.然后從用戶界面上的儀器欄中將“邏輯轉換器”擊出，將電路的輸入變量M、N、P、Q依次接到邏輯轉換器最左邊的四個輸入端ABCD，同時將電路的輸出端Z接到邏輯轉換器最右邊的一個輸出端，如圖2所顯示的那樣.雙擊邏輯轉換器圖標，便彈出圖3所示窗口，點擊窗口右側上方第一個按鈕，邏輯表就出現在左側的表格中，再點擊右側上方的第三個按鈕，在窗口的底部出現化簡后的邏輯表達式BD+ABD+BC，對應圖1電路的輸出函數式為Z=NQ+MNQ+NP，至此完成題目要求，分析過程十分簡便.
3.2 Multisim10在時序邏輯電路分析與設計中的應用
時序邏輯電路的特點是某一時刻的輸出不僅與該時刻的輸入有關，還與電路存儲的狀態有關，也就是電路中一定包含記憶性元件.時序電路的分析與設計比組合邏輯電路更復雜，學生難以理解，尤其是對計數器的分析與設計更是如此.下面我們利用Multisim10軟件中的虛擬儀表——邏輯分析儀進行實時的電路仿真，觀察電路的輸入輸出波形圖，畫出電路的狀態裝換圖，直接了解電路的邏輯功能，明顯提高了課堂教學效果.
分析圖4所示計數器電路，畫出電路的時序圖，說明這是幾進制計數器.
在Multisim10中選用TTL器件庫中的74LS160、反相器7404及與非門7420構成圖4中的電路，并接入信號發生器XFG1和邏輯分析儀XLA1如圖5所示，圖5中QAQBQCQD的與圖4中的Q0Q1Q2Q3對應.利用Multisim10中的邏輯分析儀XLA1對計數器的時鐘脈沖和輸出信號波形進行觀察，得到圖6，由此圖可以發現，每隔五個時鐘周期輸出信號波形就重復變化一次，并在7420的輸出端產生一個進位脈沖，因此這是一個五進制計數器.根據邏輯分析儀給出的輸出波形畫出電路的狀態轉換圖如圖7所示.
分析圖4的計數器電路發現計數器采用了同步預置數的工作方式，當計數器處于QDQCQBQA= 0100狀態時，用7404和7420譯出LDc=0的信號，將計數器預置為Q3Q2Q1Q0=0000狀態，作為計數循環的起始值.進一步分析可知這是一個五進制計數器.
由此可見，通過Multisim10中的邏輯分析儀能夠得到直接的輸入、輸出信號波形，邏輯功能一目了然，相比于常規教學教學效果更好.
4 總結
在數字電路課堂教學中使用Multisim10軟件，一方面可以使理論課的教學更加生動有趣，另一方面在課堂進行實驗演示可以更好的吸引學生的注意力，提高學生的學習興趣.學生通過直接觀察實驗仿真結果，可以更加透徹的理解數字電路的工作過程，有助于提高學生的自學能力和創新能力.
總之，利用Multisim10軟件對數字電路進行建模與仿真，不僅使學生明白了數字電路的功能，更清楚的掌握了數字電路的設計方法，既加深了對理論的理解，又對電路功能建立起動態、形象、直觀的感性認識；因此，在數字電路課堂教學中使用Multisim10軟件進行電路建模、仿真、調試，通過優化電路結構和參數得出最佳的電路設計方案，使教學過程更加直觀、明了，學生容易獲得明確的結果，提高了數字電路的質量.
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