项目9
数字电路的设计与实现
课 型
理论课
导
学
目
标
主要知识点:1.数字电路设计的基本方法;
2.数字电路实现的基本方法.
主要技能:能完成一般数字电路的设计与实现.
重 点
数字电路的设计与实现.
难 点
数字电路的设计与实现.
教学方法
多媒体教学,引导式教学.
导学过程设计
教 师 活 动
学生活动
时间
10.1 数字电路设计与制作的基本方法
10.1.1数字电路的设计方法
设计原则:从整体到局部,再从局部到整体.
在进行数字电路设计时,首先针对设计题目做认真的分析,明确任务和性能指标,然后做总体设计.在设计过程中,要根据具体情况,反复对设计方案进行论证,以求方案最佳.在整体方案确定后,可设计单元电路,选择无器件,画出原理草图,实验进行性能测试,最后画总体电路图,撰写设计说明书.
一,设计总体方案
总体设计的任务:为了完成设计任务,我们寻找一定功能的若干单元电路构成一个整体,满足题目睥各项性能指标.
因为设计的途径不是唯一的,满足要求的方案也不止一个,所以为得到一个满意的设计方案,往往要针对要求,大量查阅资料,手册等工具,将多个方案进行分析与比较,从分析中找出认识最理想的入手进行设计,这是方案论证过程,再经过设计——验证——再设计多次反复过程,才能达到目的.
总体设计方案用框图表示.主要部分和难点可详细一些,一般部分只能反映设计思想和基本原理就可能了.每一个方框表示一个小的功能单元,用表示信号流向的箭头将各功能单元连接起来,构成一个系统.
如:整点报时数字时钟原理框图:
二, 单元电路的设计
单元电路的设计是整个电路设计的实质部分.将每一部分按照总体框图的要求设计好,才能保证整体电路的质量.单元电路的设计步骤分为以下四步.
第一步:根据总体方案对单元电路的要求,明确单元电路的功能,性能指标.注意各单元电路之间的输入输出信号的逻辑关系和时序关系,尽量避免使用电平转换电路.
第二步:选择设计单元电路的结构形式.通常选择学过的熟悉的电路,或者通过查阅资料选择更合适的,更先进的电路,在此基础上高度改进,使电路的结构形式最佳.
在选择电路时充分考虑经下几个问题:
(1)电路的功能满足要求.
(2)电路的结构简单,成本低
(3)电路的性能稳定,通用性强.
第三步:计算单元电路的主要参数,从而确定元器件的类型.比如:振荡电路,无论正弦波振荡电路还时多谐振荡电路都是通过电容的充放电实现振荡的,为此要根据特定的信号频率,计算出电路中电阻,电容的大小.
第四步:画出单元电路电路图.

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