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电子设计技术范文1
【关键词】技工院校；设计竞赛；电子信息；应用能力
引言
新课程改革开放以来，不少技工院校的办学方式和教学机制都在发生转变，这就使得电子教学的改革渐渐浮出水面，受到有关技工院校的重视。电子设计竞赛作为推动学生掌握电子技能的一项重要活动，考验学生的随机应变能力和综合素质能力，需要电子信息类院校予以关注。大学生电子设计竞赛的概念是从1993年提出的，到今天为止已有相当长的历史，历届电子设计大赛都取得了圆满的成果。由此可见，电子设计类的竞赛对促进技工院校学生的信息技术能力和教学体系的改革有着重要的作用，为学生综合职业技术能力的培养提供了有利条件。全国性的大学生电子设计竞赛是基于面向大学生这一群体提出的，对培养大学生的创新精神、团队协作精神、手动操作能力有益，关注电子设计竞赛对电子教学的作用，可以为学生专业能力的提高制定出有针对性的举措。
1设计竞赛对教学制度的作用
电子信息技术不断发展，传统的教学模式已无法适应变化的教育局势，旧的管理模式也逐渐被新的管理方式所替代。现如今市场需要的是高素质的人才，无论是职业素养还是技术水平都是重点关注的内容，所以，实行教学改革对提高整体教学质量有重要意义。学校从具体条件出发，结合学生实际，提出培养方案，在教学改革的过程中占据了举足轻重的作用。
1.1完善师资队伍建设
设计类的竞赛不仅可以提升学生的实际操作能力，还能对电子教学中教师素质进行检测。学生光光有理论储备是不够的，在电子设计竞赛的过程中，经过系统的培训和实战经历的积累，才能够保证学生在这个过程中提高自身综合能力，教师在这个竞赛活动中的作用是不可小觑的，评价学生的综合能力和发挥状况，为他们今后积累更多经验奠定基础。此外，部分院校在电子竞赛的过程中也会增派专业教师，在竞赛中对学生进行更好指导。年轻的学科教师也可以完善自身的教学研究目标，在一定程度上扩大了教师队伍建设，形成更好的学术氛围。
1.2建立完善的教学体系
在电子技术基础课程中，有部分知识点是需要掌握的。例如模拟电路设计的整个过程和电路模拟过程的顺序是不能够被忽视的。电子设计竞赛推出之后，新的教学理念和内容也随之出现，分析单元集成电路变得简单易行。电子技术是一项专业性很强的学科，考验学生的动手操作能力和团队协作能力，在电子竞赛的过程中，学生学到的知识要比听课时学到得多。教学过程中利用系统性更强的专业知识，可以保证学生在学习过程中能够更快适应和掌握知识脉络，这对学生综合能力的培养有重要意义。电子设计类竞赛可以帮助教师形成较为完善的教学体系，为今后更好的设计相关教研活动打下基础。
1.3加强电子设计自动化
这个方面主要指的是利用前沿的电子科技，从而在电子竞赛的过程中，保证学生能够学到更多的东西，这实际上是对电子技术的更新和升级，对学生进一步接触电子设计有关的设备有重要意义。ASIC和EDA是两项最受欢迎的电子技术，熟练的使用可帮助学生快速学会电子设计，让他们在电子竞赛中取得良好成绩，进而形成良性循环，也就是利用技术在比赛中获得胜利。目前，虽然我国有少部分高校已开通EDA的课程，但是设计数量较少。电子竞赛是学生发散创新思维，挖掘自我潜力的重要平台，不少学生在竞赛中更加容易找到自己的人生目标和方向，竞赛对他们的教育意义是相当大的。通过开展EDA式教学模式，建立专业的电子设计实验室和科学化的研究方案，可以促进学生电子设计能力迈上一个台阶。
1.4改革考察制度
考试对所有在校学生来说，都是相当重要的。这是由我国现阶段教育体制所决定的。但是，国内的就业形势又在朝着培养全能型人才目标的方向前进着。这就说明，对考试制度进行变革，在一定程度上可以使学生综合素质得到提高。电子设计竞赛这项实践活动，可以培养学生的动手操作能力，不管是初赛的准备工作还是决赛的心理素质考验，都在潜移默化的改变着学生的整体素质。往往创新性竞赛中出众的学生都会被企业所看重，学校将电子设计竞赛作为期末考试成绩的衡量指标之一，有条件的把学生传递到电子竞赛的环节中去，学生积极参与到电子设计竞赛，从而为他们的实践能力打下良好基础。
2设计竞赛对电子教学活动的作用
电子设计竞赛促进教学制度更新，而关注电子设计比赛过程对改变教师原有的教学方法也有关键性影响。通过研究电子竞赛的整个过程，结合课堂中的授课要点、重难点知识和讲课方法来对教学方法进行改造，据此归纳出的教学方法对教学质量的提升也有较大益处，主要体现在以下几个方面。
2.1对实践内容进行改造
实验对提高学生动手操作能力有积极意义，学生在电子竞赛活动中，经过不断的实践操作，掌握一些实验要领和电子技术的重要知识点，促使他们在今后的学习活动中树立起看待问题的正确态度和科学的分析方法论。例如在讲授《计算机控制技术》的课程时，教师通过改变原有的实验模式，让学生先进行自主实验，实验之后保留学生的疑问，之后再向他们讲述课程要领，以此来加深他们的印象。
2.2对课堂活动进行改造
这个部分主要体现在对教学方法的改造上，教师将电子竞赛活动中对学生影响较大的成分贯穿于教学中，能够起到事半功倍的教学效果。教学方法主要有多媒体教学、实验直观式教学、应用型教学等几种，其中，多媒体教学是指运用现代有利的优秀教学模式和资源，在进行计算机教学的过程中，利用网络上已有的优秀教学课件，能够比教师自己重做课件来得轻松，效率也会比之前的高，从而达到更好的教学成果。实验式教学主要是通过教师携带教学器材，让学生真实感知计算机原理的直观性，增加教学中的实验成分，利用实验加强学生对抽象概念的理解，电子设计原理也不再模糊和晦涩难懂。课程标准的改革将学生的知识掌握和实际应用结合在一起，在对计算机相关课程进行讲解的过程中，教师要是能够及时关注到工程设计和课堂学习之间的密切联系，在讲述知识点之前设计出和工程有关的编程，从而获得良好的教学效果，这样学生理解起来更清晰，另外，使用这种教学方法之后，学生将来也能迅速适应工作需求。
3结束语
电子设计竞赛是改变教学方法和掌握学生学习情况的重要平台。对学生而言，参加电子竞赛活动是挖掘自己潜力的方式，也是将来发展的契机。对学校而言，加大理论和实践教学的相互贯通，能够建立起科学的人才培养方案。此外，有关教师也应该积极重视教学引导的作用，关注学生的学习状态，投身于创新型的师资队伍建设，只有教师在教学活动中关注到创新的作用，学生才能以创新的精神要求自己，真正成为创新型人才。
参考文献
电子设计技术范文2
关键词：现场可编程门阵列（FPGA）；电子设计；可编程片上系统
中图分类号：TN409 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01
FPGA即现场可编程门阵，是一种半定制专用集成电路（ASIC），这个可编程器件的研发主要是为了解决ASIC的不足和PLD电路数的缺点。其包含了可配置逻辑模块、输出输入模块和内部连线三个部分。由于其新的特点和高的运用价值，所以在电子设计中得到了十分广泛的运用。本文就基于FPGA的一些特点结合电子设计的运用进行探讨，得出FPGA在电子设计中的运用方面的结论。
一、FPGA的简介和特点
FPGA是以可编程阵列逻辑、通用阵逻辑、可编程逻辑器件为基础发展起来的，从简单的接口电路设计到复杂的状态机，甚至系统级芯FPGA都扮演着十分重要的角色。其主要的特色就是现场可编程序性，这一点运用到电子设计中，可以灵活地进行控制，缩短产品上市的时间。其采用了逻辑单元阵列的概念，与传统的编辑电路和门列阵相对比而言，FPGA具有不同的结构，它运用的是小型的查找表实现了组合逻辑的编辑，每一个表对应一个D触发器，而这个触发器正好驱动相匹配的I/O，这样的组合模式正好完成了既可实现组合编辑又可以进行时序编辑的功能，这些每一个相邻模块运用金属线连接。通过内部静态存储单元和编程数据，实现逻辑编辑的功能。
FPGA的特点：（1）FPGA特有的可编程片上的特点，就是指设计专用的集成电路的时候，用户不需要投片生产，可直接合成芯片；（2）FPGA以其可由简单接口到复杂接口的设计特点可以作为全定制或者半定制的专用集成电路的中试样片；（3）就其特殊的结构而言，其内部含有极为丰富的触发器和I/O引脚；（4）设计周期短，开发费用低，风险小。
二、电子设计
电子设计技术是指面向专用集成电路设计的计算机技术，在和传统的ASIC的相对比而言，电子设计的性质更加偏向于自动化，所以它具备了几个很突出的特点：（1）设计时是全过程的设计，在整个集成电路中的电路系统、硬件、软件和仿真等包括在内都由计算机完成；（2）与传统的设计不同，电子设计主要担任了两方面的角色，一个是主动的设计者一个是被动的使用者，二者结合就可以直接运用于客户了；（3）实现的途径相对而言更加具有选择性，除了FPGA以外还有CPLD等可编程器件来运用于电子设计当中，但是FPGA的运用较为广泛。电子设计由于其可大规模地进行编程，并且实现了自动化，在用户体现上的优势，所以成为了近年来主要的技术。
三、FPGA在电子设计中的运用
由于市场的竞争十分地激烈，在相应的集成电路的设计中，要有一席之地就需要在电子设计中运用很好的可编程器件，这些器件和传统的相对比而言需要更好的适应市场的能力。
（一）符合电子设计要求的器件的发展
可编程逻辑器件即PLD在电子设计中的运用应该是数百万门的大规模的器件，其中为代表的就是将近10万门宏的FPGA。FPGA的主要结构中包括了一个复杂的电路系统，这样的电路系统是为了迎合电子设计中的需要一个或者多个嵌入式系统处理器，以及控制模板和对应实现控制的通信口而存在的。FPGA正好满足所有的针对于电子设计的关于大规模器件的要求，再加上其独有的可编程片上系统，可以直接装入一个芯片，不需要投片生产，即能满足所谓的SOPC的设计。
电子设计和传统的专用集成电路设计最大的不同就是它的多种专用端口，在FPGA中的一些开发的型号器件，这些器件的主要特点就是其嵌入式的系统块设计，一切的功能都是采用系统块的嵌入式结合而实现的，在这样的一种将处理器和传统器件的优势相结合，创造出的性价比极高的FPGA，适用于电子设计上是十分有利的，针对于自动化的专门集成电路的设计，这样一来可以避免很多不必要的缺点，包括其中的成本问题和高挥发性的问题。总之，FPGA的开发适应了针对于电子设计的一系列的要求是很好的可编程器件。
综上可知，FPGA的研发，结合了传统的各类可编程器件的优势和作用，真正地运用于专门集成电路的自动化设计即电子设计是十分有用的。其可自带编程片上系统，可以就复杂或者简单的芯片的使用，其能耗低可以节省运行的成本，其多种专用端口和附加功能模块的使用可以更加适用于多端口的电子设计上。
（二）植入了嵌入式系统处理器后的FPGA运用于电子设计
在FPGA中植入嵌入式系统处理器是很有必要的，来解决系统的体积、能耗和可靠性等问题。在现行的嵌入式系统中大多都是采用了ARM的32位知识产权处理器核的器件，但是在运用于电子设计领域之中，主要的还是要迎合其对于处理器多接口的要求，如果直接就将二者结合，那么系统运行时的体积和能耗必然会增加而系统可靠性就相应地减少了。将嵌入式系统直接植入到电子设计所使用的FPGA中可以很好地解决这个问题，一般采用的是将知识产权核以硬核的形式植入，和FPGA的可编程逻辑资源以及IP软核相融合，代替原来的FPGA中的硬核的功能。运用于电子设计之中，就是将FPGA的硬件设计和实现了硬件和处理器的强大的软件功能相结合起来，相辅相成实现了一种高效的全新的SOC。
（三）以FPGA为基础的DSP系统在电子设计中的运用
在电子设计当中的DSP处理器必不可少的，但是在过去的电子设计行业中，大多都是利用DSP应用系统，但是其存在的缺点在市场快速发展的过程中得以显现，比如处理的速度、硬件的灵活性或者是效率等方面。
FPGA具有大容量、高速度D的优良特性。所以FPGA为基础而开发的DSP系统可以借助其数字信号处理的能力以及灵活的配置特性来弥补传统的工具的不足，配套的嵌入式先进工具的开发是很好的一种和传统相衔接又进行优化的形式。
电子设计的流程都是自顶向下的顺序，这样的一种特点就表示它是与硬件完全无关的一种系统设置，以FPGA为基础发展起来的DSP系统就是基于这种设计流程的，在仿真测试上，利用了Matlab提供的IP核来完成，接着的转型是通过SignaiCompiier来进行的，将设计的模型转化成了RTL，在此基础上进行时序的仿真，实现硬件DSP系统的仿真测验。
以FPGA为基础的DSP系统，是结合了FPGA的大容量、高速度的优势发展起来的，并且与电子设计中的自顶向下的结构顺序相适应，对于现今市场上存在的硬件灵活性、开发效率和知识产权等许多方面存在难以克服的缺点来进行的改进，很有市场利用价值。
（四）在电子设计的处理器上运用
在通信领域的电子设计技术运用是十分广泛的，将FPGA和一般的处理器相结合来实现通信是稀松平常的一件事。但是真正地将二者相结合还是十分有挑战的，利用FPGA实现高性能的处理器是很有前景的。
如果采用FPGA直接来武装电脑，就会形成超级电脑的概念，由于FPGA拥有独特的嵌入式的微处理器，所以结合他的可重配置的特性就可以对于现场的具体情况来配置整理文件。从而使得同一硬件电路结构在不同的时间段，形成不同的等效硬件结构以高效地对付不同的处理任务。例如，此类超级计算机某一段时间可以用于预报全球天气状况，下一时间则能用于根据某一公司的主要利率对冲情况来评估债券市场的风险，然后又可进入基因组合核对的分析等等。利用FPGA发展的电子设计的处理器虽然还研究地不够深入，但是真正的研究出来的成果是十分符合现今的电子设计市场对于处理器的功能需求的。
四、总结
FPGA技术，即现场可编程门阵，在电子设计领域的运用可以说是十分重要和广泛的。本文就FPGA的主要特点进行了简单的描述，其具有的片上可编程序性是很有特色的一个特点，基于这样的一种设计也可以开发出很好的功能。在电子设计上的运用，主要体现在器件的革新，嵌入式的处理器在设计FPGA时的运用和电子设计相结合，还有DSP系统的革新，以及电子设计处理器的运用等，这些运用足以见得FPGA在电子设计领域的重要性。
参考文献：
[1]朱明程.FPGA原理及应用设计[M].北京：北京电子工业出版社，1994.
[2]刘丽华，辛德禄，李本俊.专用集成电路设计方法[M].北京：北京邮电大学出版社，2000.
电子设计技术范文3
关键词：全国大学生电子设计竞赛，教学改革，电子技术，本科
0.引言
作为全国最高规格的学生电子类竞赛，全国大学生电子设计竞赛一直引导高校在实验教学中注重培养大学生创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。[1]每一届的竞赛都涌现出许多优秀的、动手能力强的电子人才，但另一方面，也暴露了现今高校电子类本科教学的许多不足之处。
在全国大学生电子设计竞赛中，参赛的大多是每所高校最具动手能力的学生。但从交作品的情况看，即便是优秀学生，某些学生的电子设计水平还是明显不足：有的学生拿不出一点成果，既没有硬件电路，也没有软件程序，甚至没有设计论文；有的参赛学生虽然把一些硬件电路板做出来了，却因为程序调试不通过，即使设计论文写得再好，也没有达到题目的基本要求。而从这些学生的参赛过程，可以分析其在电子设计方面存在的主要问题。
1.知识面窄
面对竞赛题目，方案选型、实际产品制作，学生表现出知识面非常狭窄，思维不够活跃，不能够提出多种设计方案来选择。根本原因在于学生甚至个别教师，在教与学过程中都过于注重教科书的个别经典案例，而对实际应用、设计思路却知之甚少，导致面对设计题目时不知所措。论文大全。
因此，电子专业教学中就要加入大量的关于电子设计、应用的内容。应该在保证基础知识的前提下，适当剔除对实际应用意义不大而偏重理论研究的内容，将这些内容留给考研学生或研究生学习。另外，集成技术和芯片封装飞速发展，要求我们在教学过程中强调基本原理、基本分析方法的同时，增加新器件和专用集成电路内容，使基本原理和实际应用有机结合，进而着重分析由功能单元构成的通用集成电路的应用。因此，应该根据社会的需求和电子设计竞赛的内容增加介绍一些新集成电路和可编程器件等教学内容。同时，还可以组织开展一些跟电子设计有关的选修课、讲座以及技能训练活动，以提高学生的专业水平、开拓学生的专业视野。
2.实践动手能力较弱
部分学生虽然做过相关课程的实验、实习，但制作实际产品时却不知从何做起，基本的电子制作技能较差，不能做到布线规范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一个电子设计者不掌握这些技能，那么他不可能把自己的设计成果做成实物来调试，也就不能验证其设计的合理性。论文大全。因此，这些都是把电子产品付诸实际的基础技能。而部分学生缺乏技能锻炼，能力亟待提高。
要解决这个问题，建议压缩纯理论的教学内容，把时间留给学生多做实验、多做实习、多做电子产品的设计，而且学生要有足够的时间把这些实践练习仔细做、重复做。譬如电子工艺实习时，制作电子产品的每一步骤都应该让学生操作：从电子元器件（包括贴片元件）的识别与检测，到印制电路板的设计、制作，再到电子元器件的安装、焊接（包括拆焊），整机调试、测试，最后写出总结报告。整个过程缺一不可，而且应该在实习中安排若干件电子产品，让学生通过这几件产品把每个步骤都重复几遍。只有这样，学生才会练就制作电子产品的功底，在真正设计电路的时候，就会减少因为制作上的失误而导致调试失败、产品完成不了的机会。
3.综合运用知识能力差
一个电子产品的开发，包括方案论证、器件选取、单元电路调试、电路图的设计、电路板的制作、程序编写、调试及系统测试等内容。这一方面要求设计者有很强的系统概念，对整个方案的选取有宏观的把握；另一方面，又要求设计者对每个单元电路有相当的把握。在电子系统的设计中，部分学生会因一个很小的细节问题而导致整个系统最终失败或开发停滞不前。而另外一些学生，虽然对每个知识点都熟悉，但是多个知识点结合起来，关系错综复杂，多个模块组合成一个系统的时候，驾驭能力明显力不从心，综合应用所学知识的能力不强。论文大全。
学生出现此问题，归根结底是因为他们缺乏电子设计的锻炼。所以，可以改变以理论带动教学的传统思维，尝试以典型产品来带动电子技术理论课程的教学，能使理论与实践结合，提高教学效果。譬如以电子时钟作为主题，当学生学习数字电子技术时，教师引导学生利用数字集成电路芯片设计一款电子时钟；当学生学习单片机技术时，教师引导学生采用软件和硬件相结合的思想重新设计一款电子时钟，用与之前完全不同的电路结构实现同样的功能；随着课程的继续，在基本的电子时钟的基础上逐步加入闹钟、整点报时、语音报时等等功能。用这种方法推广到以多个典型产品来带动教学，学生就既能掌握到理论知识，又能掌握到设计技术，更对基本的电子产品烂熟于胸，这不止对其比赛，对其以后的工作或深造也是极为有利的。
4.眼高手低
全国大学生电子设计竞赛极能检测学生的电子设计功底。若学生在课外不花大量时间浸在电子设计的世界中，很难锻炼出设计实际产品的能力。很多学生在校学习过程中，老师布置的作业、实验、实习、小设计等都能很好地完成，考试也能高分通过，就觉得自己能自如地参与竞赛。但实际上，在有限的四天三夜的竞赛时间里，真正能踏踏实实做出实物，调试成功的却凤毛麟角。这反映出学生缺乏对自身能力的审视，眼高手低。
针对此情况，可以开展校内电子设计大赛，这样既可形成学习气氛，提高学生的实际动手能力，让学生有审视自身能力的机会，也可为学生提供施展才能的空间，为更多的优秀学生脱颖而出创造条件，更能为全国大学生电子设计竞赛选拔优秀学生。其次，建立电子设计竞赛训练中心，定时开展课外活动，让学生在教师的指导下根据自己的兴趣，自己或组队选题、设计，进行电子制作，培养学生自主学习和合作能力。
5.结束语
“重理论轻实践”一直是高等教育中的问题。[2]大学生电子设计竞赛再一次证实了问题的存在，也正在促进各大高校的教学改革。而教学改革又会提高竞赛的水平。竞赛与教改，必将互相要求、互相促进，共同为培养优秀的电子人才而持续发展。
【参考文献】
[1]侯蕊,刘国通.电子设计竞赛对高职实践教学改革的启发[J].中国电力教育,2009，（147:145-146
[2]巩恩福,江兴盟.从全国电子设计大赛谈第二课堂与人才培养[J].电子制作,2008,1:7-9.
电子设计技术范文4
EDA技术即电子设计自动化的英文简写，其发展趋势极其迅猛，应用范围也不断地在扩展。该项技术以规模巨大的可编程逻辑器件（PLD）作为进行电子设计的载体，硬件描述语言（HDL）作为系统逻辑描述的一种主要表达方式，通过它来完成对系统逻辑的描述，再依托具有强大功能的计算机，通过运用与EDA技术相应的工具软件，完成电子系统的自动化设计。这种技术的应用使设计人员得以高效快速地完成设计任务，使设计所用周期时间得以缩短，减少了设计所需的投入成本。20世纪70年代由于计算机及集成电路的急剧发展，使电子技术受到剧烈的冲击，其更新换代的周期不断缩减，而专用的集成电路却不断提升其设计难度，致使两者之间的矛盾逐渐扩大，这就使得电子技术要不断地更新，从而满足电子产品生产的需要，经过近几十年的发展，电子设计技术大致经历了三个主要的发展阶段，从初期的CAD阶段到CAE阶段再到现在的EDA阶段，电子设计技术取得了飞跃性的发展。EDA技术最特别之处在于它的设计流程，与传统自下而上的电子设计流程恰恰相反，EDA技术选择使用自上而下的设计流程，它从电子系统设计的整体出发，在进行设计之前就将系统中各部分之间的结构规划好，在对方框图进行划分时完成相关的仿真和纠错工作，使用HDL对高层次逻辑进行描述，并运用综合优化方法完成所有有关工作，然后通过使用EDA技术，可以帮助用户实现对系统中任意一项硬件功能进行系统描述，最后再利用现场可编程门阵列（FPGA）或复杂可编程逻辑器件（CPLD）来实现电子系统设计的结果。这种先进的电子技术有效地解决了传统电子设计技术的弊端，减少了实际应用中出现故障的几率，从而使设计效率得以大幅度提升。
2EDA技术在电子线路设计中的应用
2.1分频器的设计要求
分频器作为最基本的电子线路之一，采用哪种类型的分频器应根据设计具体的要求进行选择，通常在设计中下会遇到是选用半整数分频还是整数分频等的情况，有时设计也会对是使用等占空比还是非等占空比提出要求，并且在一种设计中也存在同时使用多种形式分频的情况，这要按照设计要求来决定。结合EDA技术在具体设计中的运用情况，本文以实现基准信号整数分频作为设计目标。
2.2分频器的设计思路
将电子系统的输入信号假定为时钟信号，再分别对其频率及周期进行设定，并将占空比设为60兆赫、20微妙和30%，然后把输入信号当做敏感信号进行4分频处理，这样就可以获得与输入信号相应的输出信号。与此同时，还应在另外一个系统中设置一个相关的复位信号，并设置与之相配的记数器，然后使之进入运行过程之中就可以达到实现设计的目的。
2.3分频器的设计实现
将分频器分成六个步骤可以使设计顺利实现，首先，找到允许程序通过的QuartusII标志，点击标志从而打开并进入程序；然后创建新的工程项目，基于现有的已完成工程项目，可以执行单击“OpenExistingProject”的操作，并选择项目所要保存的路径，这时可以使用已有的文件夹，也可以根据实际需要另建新的文件夹，之后将与项目相应的名称输入进去，这样就可以对已完成的文件在项目中进行加载，这一系列操作完成后根据试验箱芯片的型号选择需要用到的FPGA芯片，并对其进行从芯片封装到引脚数到速度的自上而下选择，对芯片的选取范围作进一步的缩小。完成对芯片的选择之后，选择需要对其进行调用的EDA工具，然后点击出现的工程对话框即完成这一步的具体操作；第三步硬件描述语言文件的建立，通过单击工具栏中File菜单栏正下方的New图标，将已编写好的语言程序输入到框内，完成后对其进行保存并确定相应的文件名，单击工具栏中的编译图标出现确定并单击即可，如果出现错误警告，则检查警告信息中的设计问题；第四步是仿真波形图的建立，可参考上一步进行操作，在对New中的波形文件进行选择时则有所不同，这时鼠标移至其下面的空白处并进行双击，由此进入到时序仿真的端口中，然后单击OK完成对仿真端口的选择；第五步仿真设置，在菜单栏中设置仿真的截止时间，一般设为20微妙即可，然后在时钟对话框中设置其起始时间、运行周期及结束时间，完成输入设置，最后选择低或者高电平的数据范围，完成选择后进行保存并注意文件与名称的一致性；最后一步是完成编译设置，编译仿真波形图并使其按照每隔四个时钟的周期，从输出端口获得等占空比的四分频波形，然后对占空比或者记数器的技术状态值进行更改，从而实现多种形式的分频。
3结语
电子设计技术范文5
题目：数字电子钟课程设计
系
别
电气工程系
专业班级
电气班
学生姓名
指导教师
提交日期
2011年X月X日
一、设计目的
3
二、设计要求和设计指标
3
三、设计内容
4
3.1方案设计与选择
4
3.2原理设计和功能描述
4
3.2.1数字计时器的设计思想
4
3.2.2数字电子钟总体框架图
5
3.3单元电路的设计
6
3.3.1数字电子钟原理效果图
6
3.3.2晶体振荡器电路
6
3.3.3分频器电路
7
3.3.4时间计数器电路
8
3.3.5数码管
8
3.3.6扬声器
9
3.4元器件清单
9
3.4.1数字电子钟仿真
10
四、本设计改进建议
11
五、感想
11
六、主要参考文献
12
附录
12
一、设计目的
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
二、设计要求和设计指标
1、设计一个能显示时、分、秒的数字钟，显示时间从00：00：00到23：59：59
2、设计的电路包括产生时基信号，时、分、秒的计时电路，显示电路。
3、扩展功能：能实现校时、教分、教秒；整点报时。
三、设计内容
3.1方案设计与选择
数字电子技术的复杂性和灵活性决定了数字电子钟的设计方案有多种，如下是我总结的部分方案。
方案一：
脉冲信号源的选择。用555定时器制作的多谐振荡器，信号发生器，脉冲芯片等方式都可以作为脉冲信号源，在此我选择的是多谐振荡器，主要考虑的是它的易于制作和很好的稳定性。
方案二：
时分秒计数器的选择。时分秒计数器的选择同样有多种，74160N和74161N都是不错的选择，74LS160和
74LS161,
74LS190和74LS191等等也都可以，考虑到其简单易用和作为课本上重点内容在此我们选择的是74160N。
方案三：
译码显示器的选择。DCD_HEX或7448加上SEVEN_SEG_COM_K等也是多种方案，这里我选择的是DCD_HEX。
3.2原理设计和功能描述
3.2.1数字计时器的设计思想
要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
3.2.2数字电子钟总体框架图
图2-2
3.3单元电路的设计
3.3.1数字电子钟原理效果图
图2-3-1
3.3.2晶体振荡器电路
晶体振荡器是电子钟的核心，晶体振荡器设计的质量直接影响了整个电的好坏。这里我用555定时器制作了一个多谐振荡器。
其中R1=57.72
kΩ,
R1=115.4
kΩ,
C=100nF,Cf=10nF,
f=1/0.7(Rw+2R)C=1/[0.7(57.72+2*115.4)*103*100*10-9]≈50Hz。
其产生的频率为50Hz,然后经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如图：
图2-3-2
3.3.3分频器电路
分频器是由两个74160N组成的50进制计数器。则输出端的频率则是将原来的50Hz分成1Hz的频率输出，实现分频效果。
图2-3-3
3.3.4时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器，其原理图如下：
图2-3-4
3.3.5数码管
数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管DCD_HEX，其已内含译码器功能，所以不用再另加译码器。
图2-3-5
3.3.6扬声器
该扬声器的额定频率为200Hz，额定电压为3V，额定电流为0.05A。
图2-3-6
3.4元器件清单
元件名称
数量(个)
DCD_HEX
74160N
555_VIRTUAL
4049BT_5V
74LS00D
57.72kΩ电阻
115.4kΩ电阻
5V直流电源
BUZZER
100nF电容
10nF电容
导线
6
8
1
3
3
1
1
1
1
1
1
若干
表2-4
3.4.1数字电子钟仿真
下图为仿真结果，仿真开始时，多谐振荡器产生50Hz的正弦脉冲信号，然后经过分频器后其输出的频率变为1Hz。计数器接收到脉冲信号后开始计数，计数结果显示在数码管上。当分秒计数器达到59分59秒，然后再来一个脉冲信号时扬声器开始发声，也就是整点报时。下面为其中的一张仿真图。
图3-1
四、本设计改进建议
1、应选用石英晶体振荡器，为了简化电路分频选用CD4040。
2、本设计校时电路是将各个位上的使能端引出接一个单刀双掷开关，一端（1端）接低位的进位信号，另一端（2端）接校时电路。校正某位上的时间时，可以将相应位的开关接到2端，通过拨动校时电路就能实现校时功能。
3、没有校时电路。
五、感想
（1）
布局设计：要先根据主体电路图和扩展电路图想象各个元件的分布位置，哪块电路板该放哪些元件，如何最大限度利用电路板的空间，怎么样才能使走线明朗、简洁。
（2）
布线工艺：一开始看到电线像蜘蛛网一样，密密麻麻的，非常难看懂和检查，后来看了预先设计的线路，而且用各种颜色的导线区分，显得明朗清晰。
（3）
课题核心及使用价值：该课题用一个生活中的实力展示了振荡电路、计数电路、译码电路的作用与衔接过程，揭示了电子钟内部电路图及其各部分的作用。我们通过此课题，结合上学期学习的模拟电子、数字电子技术的理论课知识，可以系统地学习电子设计与测试的流程、方法、原理，为我们以后设计更加专业、复杂的集成电路打下雄厚的基础。
六、主要参考文献
[1]
清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编：《
模拟电子技术基础
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M
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第四版
）.北京：高等教育出版社,2006.5（2009重印）
[2]华中工学院电子学教研室编，康华光主编：《电子
基础——数字部分》
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清华大学电子学教研组编，阎
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[4]辽宁工程技术大学电工与电子技术实验中心组编，马玉芳、朴忠学、张国军主编：《
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[5]朱清慧、张凤蕊、翟天蒿、王志奎编著：《
Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真
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北京：清华大学教育出版社，2008.9
[6]熊幸明主编：《电子电工技能训练》
[M].北京:电子工业出版社，2005年
电子设计技术范文6
1什么是高速数字电路
高速数字电路就是一种根据高速变化的信号，在电路中所产生的包含比如：电感、电容等模拟性质效果的电路。它主要是由分布参数系统与集中参数系统两个系统构成。分布参数系统可被使用高速数字电路设计过程中，分布在熟悉度更靠近该系统对信号时间和其存在的位置对应的特性有关键性作用，因此对信号特性产生影响的关键因素是元器件间的信号长度，此外线路中的信号传输过程也会产生相应的延迟。而集中参数系统在高速数字电路技术中并不适合高速数字电路，而被普遍使用于低速数字电路设计（胡文涛，计算机高速数字电路设计技术点滴谈，数字技术与应用,2015年第12期235页）。
2影响计算机高速数字电路设计技术的问题分析
对电子设计领域来讲，计算机高速数字电路设计技术的发展与研究是其重要突破，也对计算机电子技术的进一步发展优化有重要促进作用。但是，在当前阶段的计算机高速数字电路设计技术发展过程中，仍旧存在很多影响严重的问题，下面重点讨论三个方面的问题（黄一曦，计算机高速数字电路设计技术探讨，山东工业技术,2016年第12期154页）。
2.1阻抗不匹配的问题
信号传输线上抗阻是其关键因素，但是在当前阶段计算机高速数字电路设计技术使用过程中，时常出现信号传输位置上的抗阻部匹配的问题，抗阻不匹配会导致反射噪声的产生，反射噪声会对信号的形成产生一定的破坏，导致信号的完整性受到严重影响。
2.2电源平面间电阻和电感的影响
从实际情况出发，根据当前先进的电子技术设计出来计算机高速电路设计技术，并且该技术在很多领域被充分使用。在当前阶段的计算机高速数字电路设计中，来自电源平面间电阻与电感的影响，会让传输过程中产生大量电路输出同时动作的问题，从而让整个电路出现很大的瞬态电流，这一电流会对极端集高速数字电路地线和电源线上的电压造成严重的影响，还可能会造成波动的情况（王威，计算机高速数字电路设计技术及优化策略，通讯世界,2016年第20期244-245页）。
2.3信号线间距离的影响
在计算器高速数字电路设计技术中，信号线间距离的影响普遍存在。通常来讲，信号线间的距离会跟着印刷版电路密集度的增大而产生相应变化，该变化会越来越小，并且在这个变化过程中也会致使信号与信号间的电磁耦合逐渐变大。因此就不能再对其忽略处理，信号间还会产生串扰现象，而且该问题还会随着时间的变化而逐渐加重。以上几个关键问题如果不得到及时解决，则计算机高速数字电路设计技术无法在当前多个领域中得到进一步充分使用，严重阻碍我国电子科技行业的创新与发展（贾萍，探析计算机高速数字电路设计技术，智能城市,2016,年第10期44页）。
3优化计算机高速数字电路技术的有效措施
3.1优化电路信号设计，确保电路信号的完整性
为全面提高计算机高速数字电视信号的完整性、准确性与可靠性，在对整个计算机高速数字电路的布局时就要重视其合理性。就当前的实际使用情况来看，计算机高速数字电路设计技术中，抗阻不匹配问题一直无法得到有效的解决，这严重影响了电路信号的完整性，为了使得抗阻不匹配这一问题得到有效解决，可以从以下几个方面来研究解决：第一，仔细研究不同电路信号在传输过程中的具体情况，并对其中的干扰问题和反射情况进行具体研究；第二，传输过程中，对不同信号源传输时的电路信号产生的干扰情况做具体分析。抗阻不匹配问题会让计算机高速数字电路运行时的电路信号传输效果产生严重影响，不管抗阻值偏大还是偏小，其影响的程度都非常严重，会给电路信号得传播产生一定的干扰，还会阻止电路正常合理运行，使得计算机高速数字电路传输信号的完整性产生偏差。为了有效解决抗阻不匹配问题，还需对计算机高速数字电路设计技术进行深层次研究，并根据其设计理论找到高速数字电路设计中临街阻抗与电路的匹配原因，从而优化抗阻配置方式，让其始终保持过阻抗状态，如此一来就能确保电路在运行过程中，不会由于阻抗不匹配问题而导致整个电路信号传输的完整性受到严重影响。该问题的解决，使得系统的可靠性能有效提高（潘元忠，高速数字电路设计技术的应用研究，数字技术与应用,2017年第12期162-163和165页）。
3.2优化电路电源设计，减少电源系统阻抗
根据电路设计理论研究发现，若电路系统中不存在任何阻抗因素，那么电路设计的运行状态将会呈现理想模式，由于在整个信号回路中没有任何抗阻的影响，也会使得整个运行状态的能量消耗大幅减少，而且系统内的所有元件所流经的电压与电流都能维持恒定状态。计算机高速数字电路的构成元件当中，电源是其构成元件的重要组成部分。从上面的内容可以得知，电源平面范围内存在电感和电阻，那么在运行过程中，整个电脑的电源部分都会由于电压的问题而使得电源电压出现波动状态，该情况会使得计算机高速数字电路的运行可靠性严重下降，也会让电源电压的稳定性出现问题。所以，为了提高整个系统在运行过程中的可靠性与稳定性，在设计电路系统的过程时，就应该将电源电阻和电感的因素考虑在内，从一开始就减少由于电源内部的电感和电阻给整个系统运行所带来的不良影响，利用有效措施减少抗阻。从目前使用于计算机高速数字电路的电源材质来看，多数使用的是铜质材料，而根据计算机高速电路的具体情况来看，铜质材料的电源无法满足其具体需求（孙丽华，高速数字电路设计技术的应用，电子技术与软件工程,2018年第16期90页）。所以才会导致整个运行过程中系统的正常运行无法得到保障，使得电路系统的稳定性与可靠性受到严重影响。在考虑以上因素对系统的正常运行影响程度后，可以考虑把电容技术使用的电路中，电容技术的加入会让电源面电感和电阻对系统运行的影响程度大幅降低，从而也会让整个计算机高速数字电路系统的运行安全性与完整性得到保障（杨瑞萍,孙海波，计算机高速数字电路设计技术探讨，电子技术与软件工程,2015年第5期137页；杨涛,李成文,陈国,范超，机载计算机高速数字电路系统的硬件抗干扰设计，大众科技,2015年第6期1-4页）。
结语：
