电路设计的基本流程精选(九篇)
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第1篇：电路设计的基本流程范文
【关键词】电子；电路设计；常用；调试方法；步骤探讨
伴随时代的不断发展和科学技术的不断进步，人们越来越关注社会生产力的提升。采取科学的方式进行电子电路的设计与工作流程的部署和管理，能够满足当下社会生产力发展的基本需求，也能够促进行业的生产进步。当下我国电子行业发展的过程当中都越来越重视相关的技术升级，采取高效率的生产和设计模式才能够实现对理论的进一步应用，也能够满足实际的生产工作需求。模拟的设计构想在实践工作的验证体系下常常显示出各种问题，需要以更加科学、安全、有效的方式实现对相关工作体系的完善，并在具体的工作当中以实践经验论证设计理念，保证电子行业发展的前景要求。
1电子电路设计的原理
电子电路的设计工作具有相关的工作原理和原则，需要遵循一定的制度和规律进行相关工作的设计，以此实现对工作体系的完善性需求。首先，电子电路的设计工作原理要求，设计的相关内容需要符合整体性要求，在实际的设计工作当中要针对电路工作的各个节点进行监督与功能实践。其次，设计的工作要保证具体功能的落实，针对每个电路的工作职能进行细致的划分。再者，应当进行电路设计的最优化选择，保证电路设计的稳定性和完善性，在实际的工作应用中具备可靠的特征。最后，应当实际的考量到市场经济的价值和效益需求，进行性价比的研究分析并最终完成设计。
2电子电路设计的流程
电子电路的设计工作流程比较复杂，具体的工作内容也具有较高的严谨性和准确性。在实际工作进行的过程当中，应当重视对设计目标的确认，在具体工作中明确电子功能的设计。针对电子产品的核心功能应用进行整体的考量，设计的电路能够符合单一操作的要求，进行优化的职能选择。在设计形成初期进行整体研究，包含对电子电路的测试实践。重视对电子电路的调试和功能定位，保证未来工作进行的顺利要求。重视电子电路功能的设计才是保证产品能够高效率工作和服务的基础，也是确认核心功能和辅助功效的重要工作内容。实现设计初期的检查和测试，能够保证设备未来使用的优越性。
3调试仪器概述
具体的电子电路设计功能测试与调节工作要求的比较准确和细致，在实际的工作过程当汇总需要进行相关仪器的使用和完善，避免当中一些环节出现问题。在调试仪器使用的过程中涉及到众多的零部件，包含万能用的工具表，显示波动幅度的器械，以及信号发出的设备等。针对具体的调试工作进行观察，玩能用的工具表主要是为了测量设备使用期间的电流量和电压力，以及存在的电阻等元素。显示波动幅度的器械主要是为了更准确的测量信号，关注波动变化。信号的发出设备是为了在监测过程中收集信息，确定监测工作准确性和保证基本交流。
4电子电路调试具体流程
电子电路的调试工作可以划分为诸多细致的流程，在具体工作开展的过程中还需要进行整体工作的完善和优化。调试的工作需要进行电路的线路监测，在实际的工作验收中观察通电的效果。调试的工作还需要确保对电子设备的功能监测，保证实际的工作过程能够正常的运作，充分实现对信息传播的要求。在实际工作开展的过程当中要进行电源的调试，减少工作阻碍，进行指标的规范和数据的验收。除此之外，调试工作还可以划分为两种方式，分别是整体和分区域的调试工作。细致的划分主要是为了给保证验收工作的严谨性要求。最后需要针对环境进行监测，考量实际工作需求进行优化处理。
5调试工作需要重视问题
在调试工作进行过程当中还需要重视对工作细节的优化处理，保证人员施工的科学性安排，在实际的操作过程当中需要进行设备功能的优化，确保功能的准确性要求。重视对细节工作的监督和管理，在调试的信息记录中掌握数据中存在的差异，为维护系统工作提供良好的基础，也有助于及时的解决系统工作出现的问题。除此之外，还需要认识到系统调试工作反复执行的重要性，针对测量工作进行反复的操作才能够保证电子电路的设计符合实际生产需求。
6结论
综上所述，本次研究针对电子电路设计的相关工作展开分析和研究，希望在实际的工作过程当中掌握实践的工作经验，在未来的电子电路设计工作当中采取先进的科学手段，实现对相关工作内容的整合，满足时展的进步要求。在传统电子电力设计的相关工作基础上实施切实有效的完善策略，保证基本工作的流畅性原则，在实施科学有效的方式和方法进行相关设计工作的管理，满足实际工作的需要，进行不同线路的测试和验收，保证电子电线设计工作的优越功能。重视对电子电路工作的设计工作，在实际工作开展的过程中进行调试工作的监督与管理，进一步促进我国现代化生产效率的提升。
参考文献
[1]许小飞,方桦.电子电路设计的原则、方法以及步骤探讨[J].电子制作,2016(10):45.
[2]丘嵘,涂用军.基于工作过程的学习情境设计的关键要素及途径与方法——以“电子电路调试与应用”课程为例[J].职教通讯,2013(12):5-8.
第2篇：电路设计的基本流程范文
关键词：集成电路设计；应用型人才；课程改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）14-0059-02
一、引言
在过去的20多年来，中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育，基本扫除青壮年文盲的目标；第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段，高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1]，在2011年毕业的大学生中，有近57万人处于失业状态，10多万人选择“啃老”；即使工作一年的人，对工作的满意率也只有47%。2012年，全国普通高校毕业生规模达到680万人，毕业人数再创新高，大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境，国家相关部分提出了一系列的举措，其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上，以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例，介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。
二、集成电路设计专业特点
进入本世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要，国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展，集成电路设计专业特色也越来越明显。
首先，集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步，集成电路芯片的尺寸不断下降，芯片功能不断增强，功耗越来越低，速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降，组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础，电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识，而这些流程环环相扣，任何一个环节出现问题，很难想象芯片能正常工作[6]。因此，对于一个合格的电路设计人员，深厚的专业基础知识是必不可少的。
其次，集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉，实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展，在电路设计的每一个阶段，电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面，电子设计自动化工具的相关比较多，即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快，集成电路设计工具种类繁多，而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。
再次，集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍，要完成一个电路芯片的设计，需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识，同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求，但从现有的情况看，相关专业的课时数目难以改变，所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。
最后，集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高，投入资金成本高。从现有的情况看，国际上有4大集成电路设计EDA公司，还有很多中、小型EDA公司。每个公司的产品各不相同，即使针对相同的电路芯片，设计自动化工具也各不相同。在硬件方面，软件的安装通常在高性能的服务器上，因此，硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。
三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题
在集成电路设计专业课程设置方面，不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类：基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面，每个学校的定义各不相同，主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看，基础课主要包括：《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等；专业课主要包括：《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等；选修课主要包括：《集成电路EDA》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。
从现有的课程设置可以看到，针对国家应用型人才培养目标，现有的课程设置还存在很多问题，具体地说：
首先，课程设置偏于理论课程，实践内容缺乏，不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到，各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学，缺乏实践内容。比如：《模拟集成电路设计》课程总学时为48，实验学时为8，远远低于实际需求，难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广，但并不深厚，因此，浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的，也不符合我国大学生的现状。
其次，实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合，实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明，对于本科教学情况，90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路，学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复，与集成电路设计业界实际需要完全不相关，这对学生以后的就业、择业意义不大。
最后，没有突现学校的专业特色，不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界，如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力，各大高校需要有自己的专业特色，但现在各个高校的现状仍然是“全面发展，没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。
四、面向应用型人才培养目标的课程改革
针对上面阐述的相关问题，本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案，具体地说：
首先，削减理论课的课时，加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端，这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象，唯一的方法就是改变授课内容，适当削减理论课的课时，加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标，也符合创新型本科生的特点。
其次，积极推进“校企联合办学”，让学生更早接触业界发展，指导择业、就业。正如前面介绍，现在各大高等院校的教学内容理论性太强，学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态，工作效率差，影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间，比如大学三年级或更早，推进“校企联合办学”，使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点，这对于学生后续进入工作非常有利，同时也能推进学校科研工作。
最后，实现优质教学资源的共享。这里的教学资源，除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容，但真正取得的成效还相对比较小。另外，针对集成电路设计专业来说，跟随业界发展的相关知识更新较快，配套的软硬件代价较高，如果能实现高校软硬件教学资源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，这将更有利于提高毕业生的整体水平。
五、结论
本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点，并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况，指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时，文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下，如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。
参考文献：
[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理，2012，（29）：117-119.
[2]殷树娟，齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-66.
[3]侯燕芝，王军，等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（10）：124-126.
[4]张宏勋，和荫林，等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索，2012，（10）：162-165.
第3篇：电路设计的基本流程范文
关键词：电子设计；教学改革；大学生创新；考核机制；微课程
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）30-0126-03
Teaching Reform and Exploration of Electronic Design Course
MA Hong-xing， FAN Rong， ZANG Ling， DING Li-ming
（Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021，China）
Abstract：Electronic design course plays an important role in electronic information engineering， information engineering， automation and other professional， as well as the design and completion of electronic innovative projects of university students. Faced with the problems in the teaching process of electronic design， we have carried out reform and exploration in the teaching content， the arrangement of class hours and the examination system. These reforms make the course and the circuit， electronic circuits， digital circuits， SCM and other courses of theoretical teaching， and college students to declare the project and the completion of the project is more closely linked. From the view of the teaching effect， the electronic design courses after rescheduled not only promotes the related courses of study， but also helps the students' practical ability， innovation ability.
Key words： electronic design； teaching reform； college students' innovation； examination system； micro curriculum
1 引言
电子设计课程是电子信息工程、信息工程、电气工程及其自动化、自动化、测控等专业的一门必修专业课程，通过该课程的学习，学生可对电路、数字电路、模拟电路等课程的理论深入学习和强化，培养出学生电路设计中的分析能力和解决问题能力；同时，对诸如单片机、微机原理等其它后续专业课程的学习打下扎实的实践基础；另外，也是相关专业大学生创新能力培养中不可或缺的一门承上启下的课程，是学生由理论过渡到实践，再到创新的课程，可促进大学生创新能力的培养与提高；也为相关专业的学生从事电子系统设计和开发应用打下坚实的基础[1-5]。
2 当前电子设计课程教学存在问题
目前，电子设计课程中存在着诸如课程衔接不够，或者重复教学，或者滞后于实际需要等诸多问题，归纳起来，主要有下面这些方面。
第一，为了提高教学质量，培养学生的动手能力与创新能力，学院在电路、电子线路、数字电路的实践教学中安排有大量的实验器材、也投入了很多人力和物力，也曾在数字电路中做过相关改革，如在数字电路实验课程中加入电子作品制作等，但因诸如经费问题、课时问题、学生不易理解和掌握等问题而未坚持下来；电路与模拟电路的相关实验，因其特殊性，只能在实验室环境中进行相关实验，无法很好地加以拓展。
第二，电子设计课程在培养方案中是安排在大二第二学期和大三第一学期，此时学生已经将电路、电子线路、数字电路等相关课程修完，初步具备了电路设计的基本知识，但是学生在学习这些课程的时候，由于受课时限制等原因，这些课程基本上都属于理论教学，学生设计与仿真电路的环节很少，或者几乎没有。因此，在电子设计课程教学过程中，还要花费较多的学时做一些基本电路的仿真，但由于这些课程开设有前有后，在实际教学过程中发现学生已经对自己所学的电路、电子线路、数字电路等课程的内容有所遗忘，再次讲解又会耽搁教学时间，实际教学效果不好。
第三，学校在大二已经开展大学生创新项目申报工作，由于学生在申报之前接触的电子基础知识的欠缺及电子作品制作流程的不了解，学生比较困惑于创新项目的申报与完成，最终导致学生所申报的创新项目题目要么比较简单，要么比较难于实现，要么不切实际，严重影响了大学生创新的积极性，导致创新项目质量不高，创新力度不够，学校陷入投入经费虽然大，产出却很小的困境。
3 电子设计课程教学改革
O置电子设计课程的目标是使学生在学习电路、电子线路、数字电路的基础上，掌握电子电路系统的分析与设计的方法和流程，熟悉现代电路系统设计过程中常用的辅助工具及其使用方法，培养学生电子电路系统的设计能力和创新意识，促进大学生电子类创新项目的申报、制作和完成，提高大学生的创新能力。因此，要根据电子设计课程的目标，在其课时安排、授课内容、考核机制、教学模式等方面进行改革与探索。
3.1 课时安排
目前，电子设计课程教学课时为32个课时，涉及的内容有两大块，第一为电子电路的仿真，包括电路、模拟电路、数字电路、单片机电路及综合电路的设计与仿真；第二为电路板的制作。
但在实际教学过程中发现，在做电路、模拟电路、数字电路时，由于电子设计课程安排在电路、模拟电路、数字电路之后，学生在设计与仿真电路时，已对原理不甚清楚，特别是综合电路设计时，电路设计原理掌握不到位，电子设计课程的任课老师还得安排一些课时来使学生继续学习电路方面的基础知识，严重影响电子设计课程的教学任务，达不到学生在电路设计方面技能的提高，实际教学效果不是很好。另外，电子设计课程最终要锻炼学生的电路设计能力，因而在实际教学过程中会加入一些综合电路的设计，由于课时及经费问题，都流于电子设计软件中电路的仿真与PCB制作，并有形成实物，也与大学生创新项目关系不大。
由此可见，电子设计课程一方面要达到教学目的，提高教学质量；另一方面要与大学生电子创新项目的完成相辅相成。因此，可将电子设计课程的内容分解为多个部分，将每一部分都嵌入到相关课程中，如表1所示。
这些课时安排也不要绝对，可根据实际需要来适当调整，但实际教学中，最终的电子设计课时不能少于14学时，否则达不到教学目的。
3.2教学内容
由于电子设计课程更加侧重于电路的设计与仿真，注重实践，因而实际电路设计与理论有些出入，可由于电子设计的基础内容为电路、电子线路、数字电路，这些课程教学过程中由于理论授课课时紧张，而实验又以最基本的实验为主，不会或者很少加入电路设计与仿真，致使学生基本处于电路的理论分析阶段，对电路的设计与仿真理解与掌握不够，因此在电子课程教学过程中又要花费大量的课时来对电路、电子线路、数字电路中的一些基础电路再次进行仿真，最终影响电子设计课程的其它内容教学。
授人以鱼，不如授人以渔，针对这种情况，在实际教学中，我们对其内容进行下面的修改。
第一，结合表1中的课时安排，我们对电子设计课程的相关内容做了相应调整，将基础电路的设计与仿真嵌入到相关课程的理论教学中，使得学生在理论学习的教程中，注重实际电路的设计与仿真，从而将电子设计课程的基础电路设计与仿真溶入到其它课程的理论教学中，使得学生理论与实践学习同时进行，并使电路仿真来促进各门课程的理论学习是，从而达到实践与理论相互促进，学生的电路设计与仿真不在囿于课时限制，变成一种自主学习行为。
第二，根据第3学期的大学生创新项目申报工作，在实际教学内容中加入创新项目申报讲座内容，重点讲解如何进行创新项目的选题，申报，注意事项及电子作品制作流程。通过这样的讲座形式，使得学生知道在后续课程中会有相关课程来引导创新项目的完成工作，不在困惑于创新项目的申报，从而选题更合理，申报更有目的性，创新质量更高。
第三，电子设计课程中，增加综合电路的设计与仿真制作。该项内容重点围绕学生的创新项目，包括电路的设计、仿真、PCB制作、电子作品实物等。
通过教学内容的改革，使得电子设计课程教学不再是因教学而教学，更注重于实际、并将所学课程前后连贯起来。通过这样的教学，使得学生学以致用，提高了学生的学习积极性。
3.3考核机制
原有电子设计课程的考核以课堂考勤及期末课堂考试为主，不注重学生的学习过程。考核机制改革后，更注重学生的学习过程，过程分值参见表1所示，其各分值又根据情况细化，如表2所示。
通过考核机制改革，学生的学习成绩取决于整个课程的学习态度及学习过程，考核方式由最终的考试为主，转向学习过程考核，杜绝了一部分学生临阵磨刀的作法，在一定程度了更体现出了以人为本的思想，使得考核更为客观，公平。
4 课程改革效果及不足
通过上述教学改革，选取两个行政班进行电子教学改革实验，一个班为普通教学班，一个班为改革班，教学效果如表3所示。
通过上表，可以看到，普通教学班在电路、电子线路、数字电路等课程的教学过程中，成绩平均分要低于改革班，究其原因是，在这些课程的学习教程中，由于加入了仿真实验课时，促进了学生的学习兴趣，一部分学生会额外增加学习时间，理论与实践相互促进。更为关键的一点是，在大学生创新项目的申报工作中，学生的创新项目题目难度适中，并且都能完成最基本的功能，几乎没有撤项的情况出现，而在普通班的创新项目完成度不是太好，有部分项目完成不了，需要撤项。
5 结论
电子设计课程在电子信息及其相关专业中扮演着重要的角色，更在大学生电子类创新项目的完成中起着重要的作用。面对电子设计课程实际教学过程中存在的问题，在教学内容、课时安排及考核机制方面进行了改革与探索，使得电子设计课程的教学过程与电路、电子线路、数字电路、单片机等课程的理论教学相结合，并且与大学生创新项目的申报与完成的联系更为紧密，有助于大学生的实践能力，创新能力的培养。
参考文献：
[1] 刘颖，侯建军，黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报，2008.30（2）：3-4.
[2] 杨志忠.电子技术课程设计[M].北京：机械工业出版社，2009.
[3] 王波，张岩，王美玲，等.电子技术课程设计教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2013（10）：380-382.
第4篇：电路设计的基本流程范文
【关键词】数字电路 模拟电路 发展
1 前言
随着国民经济的快速增长，科学技术的快速进步，电子信息产业得到快速发展，逐渐渗透到国民经济生活的各个领域，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。电子信息产业对军事领域也有着深远的影响，改变了传统战争的作战模式，在现代国防中发挥着越来越重要的作用，其在其在国防领域的应用也彰显了一个国家的综合国防水平。
作为高新技术产业，知识、技术和资本是电子信息技术产业得以快速发展的三个重要因素，它彰显了一个国家或地区制造业的整体水平，也是一个国家或地区科学技术和制造业综合实力的重要标志。就我国目前的社会经济现状而言，我国正处于传统产业结构转型时期。如何平衡新的产业结构，达到经济的稳定快速发展，解决目前政府资本过剩、内需不足、市场疲软等宏观经济问题是我国目前经济社会发展面临的一个重要挑战。而加速电子信息产业的建设与发展，对于促进传统产业变革、改变传统产业结构、增加就业率、提升就业水平具有重要作用是应对这一挑战的最好办法。
电子电路是电子信息产业的技术支撑。是电子信息产业的发展重要限制因素。电子信息产业的快速发展离不开电子科学技术的发展及应用。生产技术的提高及加工工艺的改进加快了集成电路的更新速度，也为电子信息产业注入了蓬勃的朝气以及更加旺盛的生命力，使其得以快速发展。根据其结构、功能的不同，电子电路可以分为模拟电路和数字电路。
2 模拟电路
模拟电路是一种针对模拟信号（幅值随时间连续变化的信号）行传输或处理的电子电路。它主要是利用电流或电压对真实信号进行模拟，使其等比例的再现。如调幅/调频的收音机，接收处理无线电广播信号，然后经过一系列的混频、放大、解调等过程，最终完成音乐的播放和新闻等的报道。模拟电路在生活中的应用非常广泛，如晶体管小信号放大器，低频功率放大器，负反馈放大器，MOS 集成运放，谐振放大器，直流稳压电源等。都是用模拟电路制作的。
模拟电路的设计过程比较复杂，其设计的重点在于电路参数的实现。其设计的基本流程主要包括以下几个方面：
2.1 系统定义
系统定义是模拟电路设计的基本前提。根据设计要求，模拟电路设计工程师需要对电路系统及子系统做出相应的功能定义，并确定面积、功耗等相关性能的参数范围。
2.2 电路设计
电路结构的选择是电路设计的重要环节。模拟电路设计工程师需要根据模拟电路需要实现的功能要求、设计规范及相应的参数指标选择合适的电路结构，并在此基础上确定元器件的组合方式等。针对模拟电路的设计，目前暂时没有可以利用的比较成熟的设计软件，因此，只能是有工程师根据自己的经验手工完成。这在一定程度上增加了模拟电路设计的难度，限制了模拟电路的发展速度。
2.3 电路仿真
电路仿真是模拟电路的设计过程中必不可少的一个环节，是模拟工程师判断模拟电路是否可以达到设计要求的一个重要依据。工程师根据仿真结果，不断对电路进行修改和调整，直到模拟电路的仿真结果可以达到设定的指标及相应的功能要求。常用方法主要有参数扫描法，直流和交流分析法、蒙特卡罗分析等
2.4 版图实现
版图将电路设计转化生产的重要桥梁。在由前面的设计及仿真结果确定了模拟电路的结构及相关参数后，设计工程师对设计的模拟电路进行物理几何性的描述，将其转换成图形格式，以便于模拟电路后续的加工与制作。
2.5 物理验证
在物理验证阶段，需要对设计的模拟电路进行设计规则检查（DRC）。设计规则检查是在给定的设计规则的基础上对其最小线宽、孔尺寸、最小图形间距等限制工艺进行检查，衡量版图工艺实现上的可行性。此外，还要对版图与电路图的一致性进行检查（LVS）。可以利用LVS工具提取版图的参数，将得到的电路图与原电路设计图进行比较，保证版图与原电路设计的一致性。
2.6 寄生参数提取后仿真
在版图之前进行的电路设计的仿真称之为“前仿真”，“前仿真”都是比较理想的仿真，没有考虑到连线的电阻、电容等寄生参数。将寄生参数加入版图后进行的电路仿真称之为“后仿真”，只有当后仿真的仿真结果达到设计指标及系统功能要求，电路的设计工作才算完成。寄生参数对模拟电路的影响较大，前仿真的仿真结果满足的情况下，后仿真结果却无法满足要求。因此，设计工程师需要根据后仿真结果不断进行晶体管参数的修改，有时甚至要进行电路结构的调整，直至后仿真结果达到系统设计要求。
目前，模拟电路设计难度高且比较复杂，使用的EDA工具的功能和系统配套性又相对落后，且在设计过程中需要进行频繁的人工干预，对寄生参数等比较敏感等，这些都在一定程度上限制了模拟电路的发展，导致模拟电路发展速度相对缓慢。
3 数字电路
第5篇：电路设计的基本流程范文
关键词微电子技术；课程建设；实验教学
中图分类号：G434文献标识码：A
前言微电子技术是现代电子信息技术发展的重要前沿领域，取得了很好的经济和社会效益。微电子技术的发展和应用为促进了电子产品设计及制造领域的变革。微电子技术是以半导体工艺为设计载体，通过器件电路或者硬件描述语言描述硬件电路的连接，再利用专业的开发和设计仿真软件进行工艺仿真、电路仿真和版图设计，最终完成半导体工艺流程、电路硬件集成。在实训教学的过程中，容易将学生带入到工作环境的实景，能够提高学生主动学习的兴趣，激发学生的求知欲。在微电子技术的实训教学过程中，利用设计辅助软件让学生加深对专业理论知识的深度理解，通过实训内容的合理安排，验证所学的专业知识，掌握设计方法和实现手段，从而达到理论和实践有机结合的教学目的，实现本专业学生素质教育培养的最终目的。
1现阶段微电子技术教学模式分析
微电子技术具有抽象、层次化、流程复杂的特点，在教学过程中，应该根据微电子技术的特点，在器件模型、硬件描述语言、配套软硬件、实验内容及课程内容设置等几个方面进行课程教学的改革。
目前，微电子技术的实训教学，主要围绕集成电路工艺、硬件描述语言、可编程器件等环节开展。硬件描述语言具有设计灵活、电路设计效率高的特点。大规模可编程逻辑器件通过编程来实现所需的逻辑功能，与采用专用集成电路设计方法相比，具有更好的设计灵活性、设计周期短、成本低、便于实验验证的优势，在实训环节得到了广泛的采用。现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray，FPGA）能够提供更高的逻辑密度、最丰富的特性和极高的性能，因此，数字集成电路的实训内容，主要围绕FPGA的内部结构以及资源分布做相应介绍。
微电子技术的实训教学在本科教学中具有极强的实践特点，尤其是作为电子科学本科教学，对学生的电子设计思维模式的构建有着重要作用。实践教学离不开大量的实训反馈。目前大多数高校微电子技术的授课课时数一般安排为48课时，其中实验课占10课时，实践课和理论课的课时数比例约为1：3.8，且课程多安排在三年级。从课时安排来看，存在重理论轻实践的弊端，容易让学生产生盲目应试的想法，导致学生只注重考试，而忽略了至关重要的实践环节。另外，微电子技术课程最好作为专业基础课程，为学习其它多门课程打下良好基础。在微电子技术课程开展教学和实训的时候，最好与学生的其它专业实习的时间错开，让学生能够更加专心对待，避免专业知识和概念的混乱。如果将微电子技术课程课实训安排在四年级第一学期，非常容易与毕业实习、求职环节发生冲突，导致学生对微电子技术课程和实训内容认知不足，仓促应付课程和实训内容，不利于对学生电子设计能力的培养，也会降低学生的就业竞争能力。
微电子技术的实训环节对于本科生而言，会给学生产生软件编程的想法，不能真正将电路设计的理念深化，会造成实验内容的创新性不够，教学成果难以达到预期。
2微电子技术实践环节教学
本课题对现阶段微电子技术课程和实训环节做了深入分析，总结了教学过程中存在的问题及改进需求，对未来的微电子技术实训教学模式进行的理论和实践探索。自动化设计软件是的设计人员可以在计算机上完成很多复杂计算工作。微电子技术软件通常在服务器或者多线程工作站运行，自动化程度很好，具有很强大的功能和丰富的界面。在高校中开展的微电子设计类实训课程是一门实践性很强的专业基础性课程，既可以由学生独立完成，也可以设计成分工协作的实验项目。
为了提高学生对微电子技术的理解和设计能力的掌握，微电子实训由32个课时组成，其中课内实验分配了16学时、微电子设计实训分配16学时，重点提高学生的动手能力和主动思考能力，激发学生的创新思维。
2.1课内实验设计
微电子技术课程的课内实验包含基础验证性实验和研究型实验，其目的是掌握基本的硬件描述语言的编程方式及技巧，并能够采用模拟器件设计模拟集成电路，让学生能够具备独立设计集成电路的能力，熟悉集成电路设计计算机辅助设计手段，结合以往的电子电路知识，完成基本器件的设计和调用。
课内实验设计以工艺器件仿真、电路设计仿真手段为主，利用准确的工艺和器件模型，准确模拟集成电路工艺的流程和半导体器件的电学特性。软件仿真已经成为新工艺、新器件、新电路设计的重要支撑手段，可以在短时间内建立实验环节、调节参数、修改电路结构，弥补实验室硬件投入不足以及对多种实验室耗材的依赖，有利于学生建立系统性的知识结构。另外微电子技术的课内实验也包含综合性实验环节，通过调用基本功能模块，设计一个适当规模的数模混合集成电路，提高整体电路的综合性能指标，实现良好的信号控制和传输，提高学生的综合设计能力。
例如，半导体工艺演示实验可以快速呈现不同工艺流程和工艺环境对工艺结果的影响，能够设定不同的偏置条件来研究器件的能带、电场、载流子浓度分布、伏安特性等内部特征，避免恶劣繁杂的对物理过程的解析建模，具有直观和形象的特点，加深学生对理论知识的理解和提高学习的积极性。可以针对成熟工艺，利用仿真软件进行器件和电路设计。实际过程中，参照经典的器件结构和电路模块单元，开展新特性、新功能的设计性实验，锻炼学生综合知识的能力，面向工程实践，对专业知识进行融会贯通。这个过程需要授课教師根据学生的已开设课程和知识结构来编写适宜的实验辅助教材，对实验内容进行精巧的设计及和细致地指导。
2.2实训环节设计
微电子技术实训环节旨在锻炼学生的实践动手能力，掌握集成电路设计开发流程，能够根据系统的性能指标进行分层分级设计，根据硬件电路的额性能特点来构建规模化电路。在实训环节中，强调综合设计能力的培养，利用微电子设计的计算机辅助设计工具完成一定规模电路的设计、仿真、版图设计、版图检查等环节。通过微电子技术实训环节的练习，学生能够培养独立设计能力、系统分析能力、电路综合能力等，为将来进入研发设计类型的工作岗位打下坚实的基础。
对实训环节的考核，采用大作业或者设计报告的形式，让学生通过查阅参考文献进行设计选题，发挥学生的主观能动性。通过对参考文献的参考和综述，掌握课题的结构和流程设计，充分了解系统的模型，理解各模块对系统设计的影响。实训环节是的一次较为系统的设计方法训练，不仅可以巩固课堂和教材上的内容，还可以引入实际工程系统的指标要求，锻炼学生的综合规划和设计能力。
3微电子技术教学改革实施效果
通过微电子技术的教学和实训模式的改革，在实践中积极总结得失，发现微电子技术的教学该给能够帮助学生提高微电子设计的专业素养，主要体现在以下方面：
1）学生对微电子技术课程内容的理解程度大幅提高，原先学生对课本的知识抱有敬畏的心理，在课程和实践环节之后，都产生了很大程度的自信。微电子技术课程、实验、实训考核成绩的优秀率也大大提高，表明通过微电子技术的教学和实践改革，学生能够比较好地掌握课程大纲所要求的内容。
2）通过细致地设计实践环节，能够调动学生学习专业知识的积极性，实验项目的完成情况比较理想，报告内容的撰写也更加细致、全面。
3）通过综合设计实验和实训，让学生勤于动脑，在多种手段和方法中，寻找最优的方案，优化设计过程。
4结束语
第6篇：电路设计的基本流程范文
1明确教学目标
不管是哪一门学科的教学，明确教学目标都是非常重要的。只有明确了教学的目标，课堂教学才能够有序的进行。例如，某个高职机电院校的教师，其所教育的学生有一些基本的电子产品装配的经验，他们对新鲜的事物有较强的接受能力，并且十分喜欢亲自动手进行试验操作。由此，这名教师就通过对教材的分析和研究，为学生确立了“了解组合逻辑电路设计的步骤及其设计思维”的教学目标。这一教学目标需要学生积极的参与课堂内容，并且对课堂的内容进行简单的动手操作，制作出简单的电子产品。在教学进行的过程中，教师采用分组进行的教学方式，将学生固有的实习经验应用在课堂之中，从而提高学生的团队合作精神和学生对课堂的兴趣。
2改进教学方法
教学方法是应该不断的改进和创新的，固有的教学方法会随着时代的发展和特定情况的出现而受到影响，出现弊端。只有不断更新教学方法，才能避免旧方式弊端的出现。而且教学方法的巧妙运用能够明确学生学习的内容还能够提高课堂的积极性和学生的学习兴趣。例如，某校教师在课堂教学中采用情景教学的方式，在教学的过程中为学生设立各种问题，通过各种方式启发学生自主寻找答案。这种方法大大提高了学生的学习能力。除此之外，采用分组合作的方法或者任务驱动的方法也对课堂教学的效率提高有所帮助。
3教学的组织和实施
3.1情景设置，任务导入
对于情景的设置可以通过播放视频和图片的方式来进行。例如，为学生播放中国达人秀的视频，让同学们对节目海选中评委所使用的表决器进行观察，其后通过图片的方式对这种表决器的优点及其实用性进行分析和说明：这种表决器在各类综艺选拔类节目中普遍应用，不仅如此，在体育竞赛或者人大表决的时候也时常会应用到这种表决器。在视频和图片的帮助和引导之下，学生会逐渐的对课堂产生兴趣，从而开始对表决器的组织结构进行思考和分析。这种方式就大大的提高了学生的课堂效率和对课堂的集中程度。此外，还要做好课堂任务的布置。视频和图片的说明再具体详尽也不如学生亲自动手操作来的直观具体。所以，除了观看视频和图片之外，教师还可以鼓励同学进行简单的动手操作。以表决器为例，教师可以为学生播放表决器制作的的基本流程和理论，通过教师的讲解和学生自主的观察，在教师的引导下使学生运用组合逻辑电路设计的知识理论进行表决器的基础设计，从而使学生带着任务学习，激发学生在学习过程中的探索精神。
3.2实施任务
组合逻辑电路设计大约分为四个步骤：通过对逻辑问题的分析和理解列出真值表、通过真值表来进行逻辑表达方式的书写、再将逻辑表达方式进行简化和变换的输出、最后画出电路逻辑图。在教学过程中，为了使学生顺利的完成教学任务，一定要让学生合理有序的进行组合逻辑电路的设计，并且在教学的过程中对学生加以启发，使学生能够自主的思考问题并且提出问题。鼓励学生进行积极的思考，活跃自己的思维。也可以采用分组的形式对教学任务进行实行。将学生分成固定人数的小组，对小组内的各个成员进行合理具体的分工，这些分工可以包括采供部、销售部、产品研发部等等。其中采购部主要负责实验操作中所需要零件和工具的采集购买，以及对零件、仪器和制作出来的成品进行效果检测。
销售部的成员可以负责小组制作的产品在目前市场中的市场调研和信息采集。产品研发部可以负责查阅各项资料和相关的文献，对所要制作的产品进行深入的研究，并且及时对其所具有的新功能、这个物品在市场上的反馈以及其上一次进行的改良时间进行了解和分析，使小组将要制作的物品能够适应现代市场的需求，有合理的实用性。通过合理的分工合作和职能分配，可以将学生全部带入到动手操作的过程之中，并且使学生在各项调查和分析的过程中了解到更多关于组合逻辑电路设计的知识，使学生在学习组合逻辑电路设计的时候有更加清晰的认识，提高学生的动手能力和思考能力，调动了学生在课堂上学习的主观能动性。除此之外，在任务计划推行的过程中，教师也要对学生的操作能力和实践经验充分的了解和考虑，在课堂上教师主要负责引导学生，而学生作为课堂的主体来展开教学内容。教师可以通过多媒体讲解等方式来对学生作出示范，从而引导学生进行正确的实践流程。
此外，教师还要对学生无法掌握的重点和难点进行归纳和总结，将这些重点、难点详细的为学生进行讲解，还要对学生容易出现操作错误的部分进行及时的纠正和正确的操作演示。在学生遇到操作瓶颈的时候给予学生适当的启示和帮助，避免学生产生消极情绪。将自己的经验以及一些操作技巧传授给学生。例如，在进行操作的时候发现某一个小组的成员只懂得理论逻辑，并没有具体的实践经验，这就需要教师帮助学生对电路的设计进行构建以及变量的输出处理等等问题。在教师的协助之下学生通过自己的思考得出答案。在任务完成之后，小组成员之间要进行经验的交流和总结，归纳出本组所出现过的问题和情况。并且将小组作品进行班级内的展示，选派一位同学对本组产品的构造原理、设计思路等内容进行阐述和分析。最后教师对各组的产品进行分析和评价，及时向学生反馈学生操作中所出现的各类常见问题。对优秀的小组进行鼓励和赞赏，增强学生学习的自信心。
4结束语
第7篇：电路设计的基本流程范文
“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量，因此，优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历，总结经验，开拓创新，形成了一套特有的教学方法，旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。
一、“电子设计自动化”课程教学的特点
电子设计自动化是一个较为宽泛的概念，它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分，即采用硬件描述语言设计数字电路。因此，该课程的教学具非常突出的特点。
1.既要有广度，又要有深度
有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解，从而使学生从整个产业链的角度出发，把握电子设计自动化的真正含义，以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点，着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路，使学生具备电路设计的具体技能，并能够应用于实践和工作当中。
2.突出硬件电路设计的概念
在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中，多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言，与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此，在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别，并通过实例，如CPU的设计及制造过程，让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途，并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。
3.理论与实践并重
“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程，必须两者并重，才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想，[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固，同时在实践中锻炼学生的创新能力。
二、“电子设计自动化”课程教学方法总结
良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此，针对“电子设计自动化”课程的教学特点，笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。
1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界
电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中，并了解这个世界的大概，从而对这个领域产生兴趣，是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术，让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念，因此，可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入，通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频，让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法，并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比，引出EDA的概念，并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中，通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用，提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解，更激发了学生的学习兴趣，使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。
2.以实例展开理论教学
“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分：[3]硬件描述语言（以VHDL语言为学习对象）、开发软件（以QUARTUSII为学习对象）和实验用开发板（以FPGA开发板为学习对象）。硬件描述语言的学习属于理论学习部分，是重中之重。对于一门编程语言的学习来说，语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中，通常都是将语法作为主线，结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中，不仅不能学到精髓，还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法，又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念，将编程思想的学习作为教学主线，在理论学习过程中，以具体电路实例为基础，引导学生从分析电路的功能入手，熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程，并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中，不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上，而语法的学习就显得不那么突兀，也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记，因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象，以避免学生遗忘，以此让学生明白，学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践，学生体会到语言学习的成就感，进一步提高了学习兴趣，此方法收到了良好的教学效果。
3.将硬件电路设计的概念贯穿始终
硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点，在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中，这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此，在教学过程中，从最初引入到最后设计电路，都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时，需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系，并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例，在VHDL语言中，if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路，不完整的if语句将产生时序电路，如果应用不当，会在电路中引入不必要的存储单元，增加电路模块，耗费资源。[4]而对于软件语言，并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性，可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。
如以下两个程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsifa<btheny<='0'；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsey<='0'；endif；endprocess；end；（1）（2）两个程序唯一的不同点在于：程序（1）中使用的是elsif语句，是一个不完整的if语句描述，而程序（2）使用的是else语句，是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。（1）综合的结果是一个时序电路，电路结构复杂，如图1所示。而（2）综合的结果是一个纯组合电路，电路结构非常简单，如图2所示。通过综合后的电路图比较，学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想，可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格，培养一个优秀的硬件电路设计工程师。
4.通过实践拓展强化学生动手能力
“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程，学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力，因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识，并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法，让学生强化实践能力，收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四，此时他们的毕业设计已经开始进入选题，开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目，比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等，让学生体会电子设计自动化课程的实用性，激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队，让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统，比如遥控小车、温度测控系统等，鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程，有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐，也培养了他们的团队协作精神，为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。
第8篇：电路设计的基本流程范文
关键词：电梯模型；单片机控制；程序设计；仿真系统
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）01-00-02
0 引 言
随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯进入人类的生活已经150年有余，并已与人们的日常生活密不可分。当今电梯控制普遍采用继电器或可编程控制器（PLC）的方式，其针对性较强，需要根据每个个体的设备进行设计，并且存在噪声大、成本高等缺点[1]。本文采用单片机芯片进行电梯控制，不像PLC那样具有针对性，并且其价格十分便宜，可以大幅降低成本，同时该设计可以进行不断的更新修订和完善，更好的使设备升级。
本文研制了一套基于单片机控制的八层楼电梯模型，选择51单片机作为基本控制单元，具体介绍了电梯模型的总体结构和基本功能，同时也介绍了电梯模型各个基本功能，包括按键电路、显示电路、报警电路、复位电路等。经仿真调试，该设计通过步进电机的正反转实现电梯的上升、下降，能通过按键选择想要到达的楼层并把该楼层在数码管上实时显示，结果表明该电梯模型可靠性高、系统成本低、能够较为真实的模拟出一台八层电梯控制系统的运行状况，具有重要的现实意义。
1 四层电梯模型
1.1 电梯的组成
电梯是现代高层建筑中必不可少的垂直代步设备，结合教学的需要，我们研发设计了八层电梯模型，该电梯模型基本反映了电梯的结构和使用功能，效果直观，可操作性好；选用功能较强的51单片机作为控制单元，研制出一台对建筑楼层数的变化适应性较强，设计和安装成本较低的电梯模型[2]。
1.2 电梯控制系统实现的功能
电梯控制系统可实现如下5项功能：
（1）一台电梯控制上升和下降，开始时，电梯处于任意一层。
（2）当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到时达该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门自动打开，延时3秒后自动关门。
（3）当有内呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门自动打开，延时3秒后自动关门。
（4）在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再无其它呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号。例如，电梯在一楼，将要运行到三楼，经过二楼时可以响应二层向上的外呼梯信号，但不响应二层向下的外呼梯信号[3]。
（5）电梯具有最远反向呼梯响应功能。例如，电梯在一楼，而同时有二层、三层及四层向下呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。
1.3 整体设计流程的确定
电梯控制系统的整体设计流程分以下5步进行：
（1）根据设计要求，分析系统控制功能；
（2）选用单片机为控制核心，进行总体设计；
（3）系统硬件设计；
（4）系统软件设计；
（5）系统调试分析。
1.4 电梯控制系统的总体设计
设计的基本思路是以STC89C51单片机为核心，利用其灵活的I/O接口和电路与控制的多样性优势进行配合控制。主要由以下几部分构成：单片机最小系统电路、按键电路、电机驱动电路、楼层显示电路和报警电路。利用独立按键实现电梯的内外选择，利用延时功能控制电梯位置验证，利用数码管实时显示楼层。总体设计如图1所示。
图1 系统总体框图
2 系统硬件电路设计
八层电梯模型控制系统主要由CPU（STC89C51RC）、复位电路、时钟振荡电路、独立式键盘电路、楼层显示电路、目的楼层显示电路、电梯上下指示电路、步进电机等主要部分组成。
2.1 主控模块设计
核心控制模块中使用了STC89C51RC单片机，它由复位电路和时钟电路组成。它不仅可以用串口在线下载且可靠性高，价格便宜。由于STC89C51RC单片机内部继承了程序存储器和数据存储器，只要增加时钟电路和复位电路就具备了工作的基本条件，单片机就可以正常运行了。该主控模块电路如图2所示。
图2 主控模块电路连接图
2.2 步进电机模块设计
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。该电路采用两组发光二极管，表示换向电机的状态，也就是正反转。用I/O端口的P2.0、P2.1、P2.2做输出驱动发光二极管组。而上行灯表示电机正转，就是向上的意思；下行灯表示电机反转，就是向下的意思；如果两个灯都灭表示电机不转。电机驱动电路如图3所示。
2.3 按键和显示模块设计
本系统分别利用独立按键和数码管进行楼层信号输入和显示功能。独立式按键的各按键相互独立，每个按键都有一个输入线，各按键的状态互不影响，CPU需对按键状态分别检测，只适用于按键数量较少的场合，本设计用P3口与按键进行连接。共阴极数码管实现实时层站数显示，数码管由发光二极管组成，并连接在单片机的P0端口，由其控制。其显示电路如图4所示。
图3 电动机驱动电路
图4 楼层显示电路图
3 系统软件电路设计
本设计的基本思想是采用STC89C51单片机作为核心，利用其丰富的I/O接口与电路配合进行控制。采用延时函数来控制电梯的位置校验，采用数码管静态显示来实时显示电梯所在楼层。采用独立键盘作为外呼内选电路来实现八层电梯控制。当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，进而继续运行。单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫，电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。整个程序的流程图如图5所示。
图5 总程序流程图
电梯运行方向的判断是整个设计项目成功运作的重要保证。如在一楼，电梯将自动调用这个函数，它具有较高的效率、耗时少和合理的调度。结合现实状况，合理安排电梯运行，最后电梯要确定下一个要到达的目的地。电梯判决流程相当于总流程图中的键盘扫描阶段。电梯的判决流程图如图6所示。
图6 电梯判决流程图
4 结 语
本次设计的八层电梯模型基本上反映了电梯的结构和使用功能，效果是比较直观的，而且可操作性好；该模型采用STC89C51单片机进行控制，所设计的八层电梯模型基本功能均可实现，克服了教学模型功能单一，仅以演示为目的的局限性，为教学和科研提供了比较理想的实验平台[4]。
参考文献
[1]陈滨.电梯教学模型的研制[M].北京：机械工业出版社，2001： 5-6.
[2]彭登峰.PLC在电梯控制系统中的应用[J].南昌航空航天大学学报，2000（2）： 23-24.
第9篇：电路设计的基本流程范文
LNK500的工作原理一般包含有电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程。现本文主要对其工作原理进行一一分析。
1.1电源启动当该电源开关器件在电路中连通后，就会有输入电压通过该电源开关器件。为了满足控制极内部连接高压电流源的充电需要，控制极的相应电容就会将漏极与控制极内部高压电流源连接[3]。而对于源极来说，高压电流源的限制电压为5.6v，一旦控制极的电压达到这个数值，高压电流源就会被关断，同时激活内部的高压电路，推动内部MOSEFT工作。而为了弥补内部芯片的损耗，就会调用储存在相应电容中的电荷。
1.2恒定电流工作电源开关工作后会输出电压，并在电压器与电压输出间产生了相应的初级线圈。另外，也加大了通过初级线圈的反馈控制电流。当输出电压与输入电压相等时,内部电流就会限制输出电压的增加[4]。相反，如果输出电压增高，为了保证输出电流时的恒定功率，就会用内部的电流来限制输出电压。
1.3稳压工作当输入电压超过输出电压后，器件内部的占空比也会相应的减少。而电源所输入的电压决定了输入电压的取值，依据LinkSwItch内部的峰值电流实现对占空比的控制，并将占空比控制在内部电流的限制值内，此时恒压工作取代恒流工作。相关设计经验表明，在电源开关的典型设计中，在对输入进行设计时，往往将占空比30%处设计为最小电压的转换值。本设计中，在进行输入设计时，主要将占空比设置在40%左右，减轻了开关的负重，并为减少能量的消耗提供了可能。
1.4自动重启工作自动重启的设计是为了防止电路处于开路或短路状态时，控制极处流入过量的外部电流，进而引起相应电容产生放电。在对自动重启工作进行设计时主要将电容放电的值控制在4.7V，一旦电容放电达到这个数字，就会激活自动重启装置，及时关闭MOSEFT管，将控制电路的电流控制在低电流备用状态当中。此时，LinkSwItch依然能够提供电源，且提供的电源能够被储存，并正常应用到电源正常工作状态中。
1.5选择次级反馈新型LNK500开关电源器件主要运用光耦反馈来改进和调整输出电压。电路中的成分会受到加入的电压的影响，电压反馈信号主要依靠VR1和U1LED提供。VR1的使用主要是依靠TL431，并将输出电压的容许偏差控制在5%左右。另外R4的出现提供了VR1所需要的偏压。VR1的电压与Y1LED所降下的电压之间的值约等于调节的输出电压。在对U1/LED峰值电流进行限制时主要用R5的低值电阻，并输出U1/LED的纹波。图2为是简单电阻分割器的反馈构造。有R1、R3、D1、R2、C1、C2调整，对线圈的电压信号起到滤除和平滑的作用。在R1处通过的直流电流能够被光耦进行有效的调整，同时，通过LinkSwitch控制极的反馈电流也能够被很好的接收。如果该电阻分割器处于恒流工作状态时，电压反馈电压的阈值会高于输出电压的值。而此时，输出电压的值有U1和VR1共同定义，光耦不能对其起到作用。一旦出现这种状况，LNK500的内部电流限制会调整到提供一个近似恒流输出的特性。但是，当电压反馈电压的阈值符合输出电压的值时，光耦就会发挥其作用。U1晶体管内电流就会受到输出电压的影响，若输出电压增加，U1晶体管内的电流也会增加，而通过R1的反馈电压也会相应的增加。
2、LNK500开关电源电路的设计
LNK500开关电源器件的设计者是美国Powerint公司。在对其进行电路设计时，我们要充分的分析该器件的特性，设计出多路输出的开关电源电路设计。在对该器件进行电路设计时，可从以下七个方面入手，依次是输入电路、滤波整流电路、变压器、LNK500开关电源器件、光耦反馈、主输出、辅助输出。其理论模型图构建如图3所示。
3、结束语
