组合电路的设计步骤精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的组合电路的设计步骤主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：组合电路的设计步骤范文

【关键词】逻辑转换仪；组合逻辑电路；化简；变换

【Abstract】The main characteristic and using method of virtual instrument-Logic Converter are introduced，There are some typical combinational logic circuit in it.Example analysis shows that，Based on design of Combinational Logic Circuit based on Logic Converter is not only convenient， concise，and greatly improve the students’ interest in learning，strengthen the teaching effect.

【Key words】Logic Converter；Combinational logic Circuit；Simplify；Conversion

0 引言

组合逻辑电路设计作为数字电路的重要组成部分，不仅是对所学过的组合逻辑电路图、真值表和逻辑函数表达式的巩固和应用，而且是后续课程学习的重要基础。然而笔者在以往数字电路的教学工程中发现，学生对组合逻辑电路的设计学习掌握比较困难，究其原因是在组合逻辑电路设计过程中，逻辑函数化简和变换环节成了学生掌握该重要知识点的拦路虎。

通过笔者十余年的教学实践证明，将Logic Converter应用于组合逻辑电路设计的教学过程中，不但可使其变得方便、简洁，而且大大提高了学生的学习兴趣，巩固了课程教学效果，为后续课程的学习进一步奠定了基础。

1 Logic Converter

Logic Converter（逻辑转换仪）是仿真工具软件Multisim特有的虚拟仪器之一，不仅在现实中没有这种仪器，而且在当前其他的仿真软件中也没有，可谓名副其实的虚拟仪器。但它可以非常方便的实现逻辑电路、真值表和逻辑函数表达式的相互转换。Logic Converter在Multisim软件中的图标和双击鼠标后的面板如图1所示。

图1所示Logic Converter面板共分为4个分区，最上面的A～H为8个输入端，如逻辑变量需要3个，需用鼠标左键点击A、B、C 3个对应输入端即可；中间左边空白区为显示区，共分3个显示栏，左边显示输入变量取值所对应的个数，中间显示输入变量的各种二进制取值的组合，右边显示逻辑函数输出对应的逻辑值；右边的Conversions区为逻辑转换区，通过点击鼠标左键方便的实现逻辑电路、真值表和逻辑函数表达式等功能的相互转换；最下面空白长条区为逻辑函数表达栏，用于逻辑函数表达式的显示或输入。

2 组合逻辑电路设计

组合逻辑电路设计是指根据提出的逻辑功能要求，设计出一个最佳的逻辑电路去满足该逻辑要求的过程。组合逻辑电路的一般设计步骤如图2所示。

在图2所示的5个步骤中，逻辑函数化简和变换之所以成为学生学习组合逻辑电路设计的拦路虎，是因为逻辑函数的代数法化简，不但要求学生熟练的掌握逻辑函数的相关定律和规则，而且要有一定的技巧，特别对于化简得到的是否为最简式往往很难以确定。此时，大家都会想到卡诺图不是可以解决是否为最简式的这一问题吗？但常常是卡诺图的逻辑相邻和“画圈”使得学生望而却步。

3 基于Logic Converter组合逻辑电路设计

下面就以数字电路中常见的血型配对指示器为例，采用Logic Converter对其进行设计。问题提出：设计一个血型配对指示器。输血时供血者和受血者的血型配对情况如图3所示，即同一血型之间可以相互输血；AB型受血者可以接受任何血型的输出；O型输血者可以给任何血型的受血者输血。要求当受血者血型与供血者血型符合要求时绿指示灯亮，否则红指示灯亮。

根据提出的逻辑问题，按照图2所示的组合逻辑电路设计步骤，首先对题目进行逻辑抽象，如表1所示。

打开Multisim软件，用鼠标左键双击Logic Converter图标后，得到其面板如图4右边所示，依据血型配对的逻辑抽象，点击A、B、C、D4个输入端，其对应的16种逻辑状态随即显示出来，同时在显示区的最右边出现了16个，如图4左边所示，此时只需按周题目的逻辑要求逐一用鼠标单击所对应的逻辑状态，即完成了图2中的列真值表的过程，其结果如图4右边所示。

根据真值表写出逻辑函数表达式，只需点击Conversions区的（从真值表到表达式）按钮，这时在面板底部逻辑表达式栏将出现对应的用标准的与或式表示的逻辑函数表达式，如图5左边所示，其中表达式中的A表示逻辑变量A反变量，即为。

从所得到的逻辑表达式可看出，其为9项4个变量的与或表达式，如果借助代数法化简，不仅工作量大，而且不易得到最简式，即使采用逻辑图化简，也需要大量时间和精力去完成，而采用Logic Converter来化简该函数，同样只需只需点击Conversions区的（从真值表到简化表达式）按钮，这时在面板底部逻辑表达式栏将出现对应的用最简与或式表示的逻辑函数表达式，如图5右边所示。

最后，只需点击Conversions区的（从真值表得到逻辑电路图）按钮，这时在Multisim编辑区的左上方得到由与门、或门和非门组成的图5右边所示的用最简与或式表示的逻辑函数电路图，如图6虚线框内所示。其中输出端Y所连接的红、绿灯为后期验证所增加的。

可见，基于Logic Converter组合逻辑电路设计，只需要轻轻的点击鼠标就可将学生在学习组合逻辑电路设计的拦路虎―逻辑函数化简变得方便、高效。

4 结束语

基于Logic Converter组合逻辑电路设计，不但使其变的简单、高效、快捷，而且提高了学的学习兴趣，同时对于巩固课程教学效果，培养学生自主学习和计算机操作能力等都具有显著效果，也符合当今教学过程中借助计算机辅助教学的趋势。

【参考文献】

[1]蒋卓勤，邓玉元.Multisim2001及其在电子设计中的应用[M].西安电子科技大学出版社，2004.

[2]闵卫锋.Multisim2001在《电子技术》教学中的应用[J].杨凌职业技术学院学报，2007.

第2篇：组合电路的设计步骤范文

关键词：卡诺图 数字电路 逻辑函数 应用

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

Abstract：Karnaugh map is a kind of geometric figure that reflects the relation between the adjacent， which is used in the representation and simplification of logic function. Though a number of examples， it shows the application of karnaugh map such as solving the inverse function of logic function， judging the phenomenon of competitive adventure and the design of combinational logic circuit and sequential logic circuit . It can greatly simplify the process of analysis and design of digital circuit by flexibly applying karnaugh map， which can have a great effect.

keywords：karnaugh map； digital circuit； logic function； application

1 引言

卡诺图是由2n个方格组成的、并能体现最小项逻辑相邻关系的几何图形。从卡诺图上能直观地找出具有相邻关系的最小项并将其合并化简，这种方法无需特殊的技巧和熟记公式，只要按照正确的步骤和一定的化简原则就能容易地得到最简结果，因此卡诺图在逻辑函数化简中得以广泛的应用。

事实上，卡诺图除了可以化简逻辑函数，还有很多其他的用途，只要灵活运用，即可大大化简数字电路的分析和设计过程。本文通过实例，阐述了卡诺图在逻辑函数化简之外的几点巧妙应用。

2 卡诺图在数字电路中的巧妙应用

2.1利用卡诺图求逻辑函数的反函数

利用反演规则可以比较容易地求出逻辑函数的反函数，但得到的表达式并一定最简。如果利用卡诺图，对逻辑函数表达式中没有出现的最小项之和进行化简，即采用包围0的方法，得到的表达式即为逻辑函数反函数的最简与或式。

例1：求逻辑函数的反函数。

解：画出逻辑函数的卡诺图（如图1），在卡诺图中对0加包围圈，可求出反函数的最简与或式，即得。

2.2利用卡诺图分析组合逻辑电路中的竞争冒险

在组合逻辑电路中，门电路的两个不同电平输入信号同时向相反方向转换的现象称为竞争，由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。为保证电路正常工作，设计时需注意判断和消除竞争冒险现象。判断和消除竞争冒险的方法有代数法、实验室法，其中利用卡诺图判断有无竞争冒险，并用增加冗余项消去互补变量的方法，直观、简便。

卡诺图法的步骤是：先画出逻辑函数的卡诺图，然后在卡诺图上画出与表达式中的乘积项相对应的包围圈，如果圈与圈之间出现相切，且相切处没有被其他圈包围，即可判断出现竞争冒险现象。

例2：判断逻辑函数是否有可能产生竞争冒险，如果可能应如何消除。

解：由逻辑函数画出卡诺图（图2），并按、画出包围圈（图2上用实线表示），从图上可看出两个圈相切，且相切处没有被其他圈包围，表明产生了竞争冒险，此时，若对相切部分的相邻项加包围圈（图2上用虚线表示），即增加冗余项，从而实现竞争冒险现象的消除。此时逻辑函数的表达式变为。

2.3利用卡诺图实现“用具有n 个地址输入端的数据选择器设计m变量（n

用具有n 个地址输入端的数据选择器设计m变量（n

卡诺图法步骤是：先画出逻辑函数的卡诺图，然后选定地址变量，并以地址变量的变化组合在卡诺图上画包围圈，再根据包围圈中出现1的方格写出除地址变量外的变量形式，该变量形式即为数据数据端的输入量Di。

例3：用8选1数据选择器CC4512实现逻辑函数。

解：画出逻辑函数的卡诺图（图3），选地址A2A1A0变量为ABC，即把ABC接在器件的地址输入端A2A1A0。然后在卡诺图上以ABC的八种取值组合画包围圈（用虚线圈表示），由每个包围圈中出现1的方格，可得数据输入端分别为：，，，按此结果可画出相应的逻辑电路图（图4）。

2.4利用卡诺图实现“用JK触发器设计时序逻辑电路”

时序逻辑电路设计步骤一般是先根据逻辑功能确定欲实现电路的状态表，再选定触发器类型，然后求取输出方程和触发器的激励方程，最后进行自启动检查，画出逻辑图。若选择JK触发器，电路的激励方程需要间接导出。借助卡诺图可快速容易地求出JK触发器的激励方程。

例4：已知某时序电路的状态表如表1所示，用JK触发器实现该电路。

传统方法：结合时序电路的状态表（表1）和JK触发器激励表（表2）可得表3，据此画出两个JK触发器的输入J、K和电路输出Y共计5个卡诺图。然后遵循卡诺图化简原则即可找到触发器的激励方程和输出方程。这种方法要求能准确写出JK触发器激励表，而且卡诺图使用个数较多。

巧妙方法：直接根据表1画出次态卡诺图（图5），在卡诺图上按变量Q1取值为1、为0把卡诺图分成两部分（用虚线划分），并在每个部分对出现1的格子画包围圈，根据每个包围圈写出与项式并相加得到次态表达式，与JK触发器的激励方程对比，则很容易地得到触发器1的激励方程，同样的方法可得到触发器0的激励方程。

3 结语

综上所述，卡诺图在数字电路中应用广泛，不仅可以化简逻辑函数，还可以在求逻辑函数的反函数、组合电路中竞争冒险判定、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计等方面体现其优越性。灵活巧妙地运用卡诺图，对提高数字电路课程的教学效果和简化数字电路的分析设计过程，都起到了事半功倍的效果。

参考文献

第3篇：组合电路的设计步骤范文

关键词： 组合逻辑电路；火灾报警；电路设计；仿真

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0063-02

0 引言

组合逻辑电路的基本构成单元是门电路，与时序逻辑电路不同，组合逻辑电路无记忆功能，输出信号仅取决于当时的输入信号[1]。组合逻辑电路的设计是根据给定的实际问题，用逻辑函数进行表达，用数字电路来实现逻辑其功能。常用的中规模组合逻辑电路有编码器、译码器、数据选择器、加法器等。

在设计硬件电路之前，常用一些虚拟软件进行仿真设计，Multisim软件是一款应用较广，功能强大的电子电路设计开发与仿真软件[2-5]。

文中，以集成与非门74LS00、译码器74LS138和数据选择器74LS151为主要元件设计了产生火灾报警控制信号的三种电路，设计平台为基于windows系统的Multisim 12.0软件，并进行了仿真测试。

1 电路设计与仿真

组合逻辑电路的设计步骤一般为：①根据设计要求，定义输入、输出的逻辑状态；②填写真值表；③由真值表，写出逻辑函数的最小项表达式并进行化简；④采用相应的元器件进行电路布线。

文中，火灾报警系统的输入为烟感、温感和紫外光感三种火灾探测器，当其中两种或两种以上探测器检测到火灾信号时，则系统发出火灾报警信号。设烟感信号为A、温感信号为B、紫外光感信号为C，报警信号为Y，当有信号时为1，无信号时为0，列出真值表，如表1所示。

1.1 基于与非门的电路设计 集成与非门74LS00有14个管脚，可以实现4个二端输入与非逻辑功能，74LS10可以实现3个三端输入与非逻辑功能。由公式（2）可见，此报警控制电路需要4个与非门，即三个二端输入与非门，一个三端输入与非门，电路连接如图1所示，其中三个探测信号输入端接入74LS00的三个二端输入引脚，三个二端与非门的输出接入74LS10的一个三端与非门输入引脚。

图1中的XLC1为逻辑变换器，是一种虚拟仪器，可以接入报警系统的输入与输出端，测试与验证其逻辑功能，从图2可见，该电路真值表及逻辑函数表达式与设计要求一致。

1.2 基于译码器的设计 译码是编码的反过程，74LS138译码器是集成有三个输入端，八个输出端的中规模组合逻辑电路，译码器的各输出端引脚信号对应于输入端二进制信号的组合情况。

依公式（4）可知，只要将译码器对应的四个输出端引脚接入74LS20芯片中的一个四输入端与非门即可，电路如图4所示。图中，译码器74LS138的G1、～G2A与～G2B为控制端，当G1接高电平，～G2A与～G2B接低电平时，芯片才能实现译码功能。系统接入逻辑变换器，对整个电路的功能进行了测试，测试结果与图2所示一致。

1.3 基于数据选择器的设计 数据选择器可以根据地址输入端的二进制信号，对输入端信号进行选择。8选1数据选择器74LS151是集成有三个地址输入端A、B、C，8个数据输入端D0～D7的中规模组合逻辑电路。74LS151数据选择器的功能用逻辑函数表示为

这样只要将数据选择器的输入端进行适当的置位便可以实现此报警功能，电路如图4所示。

图中，数据选择器74LS151的～G为控制端，低电平有效，D3、D5、D6、D7接高电平，其余数据数据输入端接低电平，地址输入端A、B、C与数据选择器的输出Y端接入逻辑变换器，以验证逻辑电路功能，验证结果与图2所示一致。

2 结论

组合逻辑电路广泛应用于各种数字电路设计中，文中给出了用集成与非门74LS00、74LS10，中规模组合逻辑电路器件74LS138译码器、数据选择器74LS151设计火灾报警控制电路的三种方法，并用最新版本的Multisim软件进行了直观的仿真验证。三种电路设计中，运用数据选择器最为有效。Multisim软件为组合逻辑电路的设计与仿真提供了强有力的计算机虚拟平台。

参考文献：

[1]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]张晶，李心广.基于multisim的电路设计与仿真[J].计算机仿真，2005，22（5）：109-110.

[3]石嘉顺.基于multisim环境下的电路设计与仿真[J].计算机仿真，2007，24（12）：306-308.

第4篇：组合电路的设计步骤范文

关键词：合理；稳定；效率；逻辑函数

继电控制线路的主要作用是为生产机械服务，是生产机械在生产过程中不可缺少的重要组成部分。在自动生产流水线上或机床控制方面很多都采用继电控制方式的电气控制线路，实际生产中，继电控制线路设计是否可靠、合理、稳定，直接影响着生产效率和生产效益。我们在从事维修电工实践教学和校企合作技能培训过程中，发现很多学生和学员，甚至是有不少实际生产经验丰富的一线电工，在如何设计出合理的继电控制电路方面都存在着较大的欠缺，这说明，具体有效的线路设计是学生和学员学习中的较大难题。

在继电控制线路设计中，不少设计人员采用的是经验设计法。此法在设计比较简单的控制线路时有较大优势，但在设计比较复杂的控制线路时显现出一定的局限性。第一，对设计者要求高，需要设计者熟悉工业系统中各种典型的控制线路和丰富的实践经验及设计技巧的积累；第二，设计效率低，在工程应用上不方便，要求设计人员在设计过程中要反复修改完善，通过不断试验论证来满足生产工艺要求，耗费大量的时间和精力；第三，设计方案不可靠、不经济，由于经验以感性认识为主，不具理性认识的系统性，经常造成所得的方案不合理、不经济现象出现。基于经验设计法在实际应用中的局限性，我们在多年的一体化教学及具体实践培训过程中，总结出采用逻辑函数设计方法进行继电控制线路的设计取得了较好的成效。

一、逻辑函数设计法应用基础

数字电路研究的是开关电路，电路中对应的两种状态是“开通”与“关断”，在逻辑函数中用二元常量“1”和“0”表示。而在继电控制线路中，控制电路主要是对受控电器进行开通、关断控制。相关交流接触器或继电器受电或失电引起触点“动断”或“动合”产生的电路逻辑状态的变化，元器件的动作状态类似于逻辑函数中的“1”和“0”的两种数字状态，故在继电控制线路的设计中可以引用数字电路中的逻辑函数的关系进行相关继电线路的设计。所谓继电线路的逻辑函数设计法，就是按照生产工艺的要求，利用逻辑代数的关系来分析设计继电控制线路。这种设计方法特别适用于较复杂的生产工艺所要求的自动生产或组合机床控制线路的设计。采用逻辑函数设计法得到的控制线路设计简要、经济、安全、稳定、可靠。在实际应用中应根据具体情况，尽可能减少所用器件数目和种类，这样可以使安装好的电路结构紧凑，达到工作可靠而且经济的目的，所得到的电路设计结果比经验设计法有明显的优点，能得到生产工艺所要求的最佳设计方案。

二、逻辑函数设计的基本原理及要求

逻辑函数的理论基础是逻辑代数，逻辑运算的三种基本形式为与（逻辑乘）、或（逻辑加）、非（逻辑反）。这三种关系的不同逻辑组合形式得到的表达式构成了继电线路逻辑电路图的基础。

逻辑电路图，是由若干个基本逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。实际生产中，设计者往往将电气控制线路中元件触点的“开通”“关断”状态的变化作为逻辑变量。就整体而言，继电控制逻辑电路的输出量与输入量之间的关系是一种因果关系，故输出的状态与输入的变量可以用逻辑表达式来描述。

1.三种基本逻辑关系表达形式

（1）逻辑与关系。

（2）逻辑或关系。

当一件事件的几个条件中只要有一个条件得到满足，这件事就会发生。图1的b中使KM得电的逻辑表达式为：KM=SB1+SB2。

（3）逻辑非关系。

当一件事情的发生以其相反条件为依据，即二者之间是处于对应的逻辑关系。图1的c中KM得电的逻辑表达式为：KM=

实际电路中，一个继电控制电路，往往是由各种元器件不同的逻辑状态组合而成。

2.逻辑规定

（1）各种电磁元件的线圈通电状态的逻辑关系为“1”，失电时的逻辑关系为“0”。

（2）各种控制按钮、开关触头、接触器或继电元件的自身触点闭合的逻辑状态规定为“1”，各触点的断开逻辑状态规定为“0”。

（3）元件的动断触点的状态均用“非”状态表示，即。

（4）X开。

（5）X关。

能使继电器失电的关断信号，若此信号由“1”“0”转变使继电器关断，取原变量；若逻辑状态由“0”“1”转变，取其反变量；当使继电器失电的关断信号不止一个时，这些判断信号的逻辑关系是“或”关系。

三、逻辑函数设计法设计步骤及应用分析

现以一个企业生产应用实例进行说明：

1.生产工艺设计要求

某自动生产流水线有两台电机M1与M2，为实际操作方便要求能够实现两地控制，第一台电机M1先行启动，运行3分钟后，第二台电机M2自动启动运行；正常生产结束时，必须第二台电机M2要先停车，否则第一台电机不能停车，第二台电机M2停车3分钟后第一台电机M1自动停车，要求线路中有必要的电气保护环节。

2.继电控制线路逻辑设计步骤

在状态表中，所有器件在初始位都不得电，上图中状态转换信号包含主令信号与执行元件动作时自身辅助触头所引起的状态变化信号。实际生产中，可根据具体需要设置中间继电器为中间记忆单元，以确保设计出的继电控制线路既可行又安全。上表中，KM1控制电机M1的通断状态，KM2控制电机M2的通断状态。

（3）根据状态表列写出各元器件动作的逻辑表达式。

①KM1的逻辑函数表达式。

（5）规范电路设计标准，完善电路设计功能。

根据以上步骤分析可知：在设计过程中，运用逻辑函数设计法，设计者就有一个比较系统的设计思路，大大提高线路的设计成效，从而缩短线路的设计时间；采用逻辑函数设计法，可简化继电控制线路，减少很多不必要的经济费用，同时还可以极大地提高线路运行的可靠性、安全性，在较复杂的生产工艺的继电控制线路上有较大的使用价值。

参考文献：

[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.

第5篇：组合电路的设计步骤范文

中图分类号:TN702文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-128-03

Application of Max+plus Ⅱ in Class Teaching of the Phenomenon of Race and Competition

MIAO Changxin1,LI Guilin2

(1.Information and Electrical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou,221008,China;

2.Electronic Engineering and Automation,Xuzhou Normal University,Xuzhou,221116,china)

Abstract:The phenomenon of the race and competition is very important and difficult in teaching the″Digital Circuit″course.In order to improve the students′ understanding and griping on the abstract point,taking an ″2 gate″ as example,through the steps of design input,compiler,time sequence simulation and timing.An assistant method by applying Max+plus Ⅱ to the class teaching is introduced.Through the timing simulation result,it can not only view the ″hurr″ in the output,but also find the reason by computing and avoid it effectively.It proves that this method has improved the teaching quality greatly.

Keywords:combinational circuit;phenomenon of the race and competition;burr;Max+plus Ⅱ;time sequence simulation

0 引 言

组合逻辑电路中的“竞争与冒险”现象是“数字电路”课程中的一个重要知识点,对该知识点的正确理解和掌握,有助于学生在设计复杂数字系统时,正确判断是否存在冒险及如何避免冒险。对该内容的讲解,一般方法是:在假设存在一定传输延迟时间的基础上,分析当多路信号同时发生变化时,输出产生 “毛刺”的原因。这种教学方法只能让学生对该知识点的理解停留在表面,为了加深学生对该内容的理解和掌握,更大地提高授课效率,笔者尝试以Max+plus Ⅱ软件为工具,采用直接演示操作的方式[1,2]来讲解该部分内容。教学实践证明,由于Max+plus Ⅱ软件操作简单,并且它提供了很好的仿真及定时分析的作用,使得学生能够理论联系实际地加以学习和思考,从而对组合电路竞争与冒险现象的成因及消除有了更清晰的认识。

1 组合逻辑电路的竞争与冒险现象与Max+plus Ⅱ

“竞争与冒险现象”产生的关键原因是导线和单元器件造成的信号传输延时,同时当输入多路信号的电平值发生变化时,在信号变化的瞬间造成组合逻辑的输出有先后顺序,并不是同时变化,往往会出现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号称为“毛刺”, 如果一个组合逻辑电路中有“毛刺”出现,就说明该电路存在“竞争冒险”现象[3-5]。

Max+plus Ⅱ是美国Altera公司推出的PLD开发系统,利用该软件系统提供的原理图编辑器、编译器、仿真器及定时分析器,可以很方便地观察输出电路中的“毛刺”,找出产生的原因并消除它[6,7]。

2 Max+plus Ⅱ在“竞争与冒险现象”的课堂教学中的应用

课堂上以最简单的与门为例进行操作演示说明。

2.1 原理图输入

打开Max+plus Ⅱ软件,新建一个原理图文件(Graphic Editor),将两输入与门(and2)及两个输入端口(input)及一个输出端口(output)从Symbol Libraries 中调出,连线,并将端口分别命名为A,B,C,如图1所示。电路设计好之后,保存文件并检查错误(“File”“Projec”“t”“save&check”)。

图1 两输入与门设计原理图

2.2 设计编译

首先打开菜单“Assign”“Device”,为所设计的电路指定某个目标器件为FLEX10K系列,型号为EPF10k10lc84-4,如图2所示。然后打开“Assign”“Pin/Location/Chip”给节点A,B,C分别分配引脚为1,2,3,如图3所示。

图2 选择器件(Device)对话框

图3 分配引脚对话框

然后运行编译器(Compiler),因为只有进行时序仿真才能观察到“毛刺”现象,所以,在编译前要设定时序仿真(ProcessingTiming SNF Extractor),编译器将进行错误检查、网表提取、逻辑综合、器件适配,并产生仿真文件。

2.3 时序仿真

Max+plus Ⅱ支持功能仿真和时序仿真。时序仿真是在选择了具体器件并完成布局布线后进行的包含定时关系的仿真[8],只有通过时序仿真才可能查看到竞争与冒险现象。

新建一个波形图文件(Waveform Editor),因为要观察由于竞争而产生的“毛刺”现象,所以这里要注意设置一个信号同时发生变化的时刻,然后运行仿真器(Simulator),添加的输入波形及仿真运行结果如图4所示。

图4 时序仿真波形图

由仿真结果可以很清楚地看到,输出C的波形有一处为“毛刺”,即理论应该为逻辑0,可它却为逻辑1。

2.4 毛刺产生的原因及宽度计算

Max+plus Ⅱ提供的定时分析器(Timing Analyzer)可以用来分析所设计电路的时间性能,打开其中的延时矩阵分析模式,见图5,可以查看源节点和目标节点之间的传播延时。

图5 传播延时矩阵

由图5可得知:由A传输到C所造成的传输延迟时间为123 ns,由B输出到C所造成的传输延迟时间为12.8 ns,假设与门的内部延时是0.2 ns,则,对信号A进行简单计算:

信号A传输到C的总延迟时间=与门内部延迟时间+连线延迟时间=12.3 ns

连线延迟时间=12.1 ns

对信号B进行简单计算:

信号B传输到C的总延迟时间=与门内部延迟时间+连线延迟时间=12.8 ns

连线延迟时间 = 12.7 ns

那么,如果假定在time=0.0时刻,信号A由逻辑0值向逻辑1值跳变,信号B由逻辑1值向逻辑0值跳变,则当time=12.1 ns时,与门输入端A的值为1,输入端B的值也为1,这使得输出C在time=12.1+0.2=12.3 ns时刻出现逻辑值1,即为图5上的“毛刺”,该逻辑1值维持的时间为time=12.7-12.1=0.6 ns(即毛刺宽度为0.6 ns)。

2.5 毛刺消除

消除毛刺的方法很多,比如输出端引入D触发器、输入端引入选通脉冲等[9,10],图6即为引入选通脉冲后,仿真得出的波形。从图6可以看出,通过控制选通脉冲P的低电平时间,并保证在信号进入稳态时,在P高电平期间可使门电路有正常的输出,能很好地消除“毛刺 ”。

图6 引入选通脉冲P后的仿真波形

3 结 语

在同一个教学内容的学习中,可能有若干个学习环节, 而不同的学习环节其学习任务和目标是不同的,这

就带来了教学方法的多样性和综合性。有针对性的、多样化的教学手段与方法可以大大提高与改善教学效果,开拓学生思路。本文即介绍了一种将Max+plus Ⅱ引入数字电路“组合电路竞争与冒险现象”这一讲的教学方法,实践证明,该方法取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]刘磊.Matlab在“数字电路”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报,2008,30(5):79-81.

[2]王B.NS-2网络仿真在“宽带交换技术”教学中的应用[J].电气电子教学学报,2008,30(5):73-75.

[3]阎石.数字电子技术基础[M].5版.北京:高等教育出版社,2008.

[4]刘军,杨悦,于湘珍.数字电路设计中竞争冒险的分析与研究[J].现代电子技术,2007,30(20):182-186.

[5]宣丽萍.FPGA 器件的竞争与冒险现象及消除方法[J].现代电子技术,2005,28(10):119-121.

[6]东方华人.Max+plus Ⅱ入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2004.

[7]老虎工作室.Max+plus Ⅱ入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[8]王金明.数字系统设计与Verilog HDL[M].2版.北京:电子工业出版社,2005.

[9]江晓安.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

第6篇：组合电路的设计步骤范文

关键词：知识背景；研究课题；研究方案

一、电力拖动课程特点

电力拖动课程的教学要以较强的理论背景为基础进行授课，实践性较强，若是单纯地灌输理论知识，则难以达到课程所制订的教学目标。因此需要更多的实践经验进行教学，从而提高学生各个方面的能力。在实践课程中，由于学生理论基础不够扎实，因此在具体实践过程中，教师需要不断地提醒以及重复讲述，针对不同学生的理解程度以及理论知识的基础，结合理论以及实践进行教学。这对于教师而言，增加了授课难度，同时教师还应在实际操作过程中辅导以及提示学生应注意的问题。首先应注意的是，在试验中应保证教师以及学生的安全问题。基于安全考虑，很多学校减少了实践操作课程，这将不利于课程的教授，也无法让学生更好地了解到课程的内容。因此，在实际的课程操作过程中，教师应与学生密切配合，提高安全意识，充分重视安全问题，避免不必要的损失，保证课程按照大纲要求顺利进行。

二、研究性学习在中职电力拖动教学中应用的必要性

1.提高学生的创新能力和意识

研究性学习是在学生基础性学习的基础之上，提高其拓展能力，推动其综合素质的提高以及个性和特长的发展。要求学生不限于课本，不墨守成规，教师在实际的教学中也应尽可能减少对学生的限制，并在适当的时候给予学生指导以及帮助，充分发挥学生的主观能动性，并积极探索实践，提出自己的新观点、新思路以及新方法。

2.培养学生的科学精神以及科学态度

研究性学习开展的最终目的在于让学生充分了解科研方法，在实际教学中创设科研工作者开展科研的情境，并通过小组合作的方式进行研究性学习。学生在课题小组中，通过与组员的团结合作开展研究性学习，寻找解决的方法。尽管中职学生的学习无法等同于科学家的科学研究，但其组织形式以及过程十分类似，这也能使学生获得亲自参与科研的积极情感，养成科学的态度，用于探索以及实践。

3.提高学生的合作精神以及人际交往的能力

当前，社会竞争与合作并存，具备积极合作的精神以及良好的人际交往能力是现代人高素质的体现。在研究性学习当中，通过小组合作学习为基本组织形式贯穿于整个学习过程当中，为了达到共同的学习目标，小组成员应相互配合、信任、尊重与支持，同时在小组成员之间建立起融洽、信任、尊重以及支持的关系，学生可通过社会调查、访谈、资料收集或者请教专家等方式获取信息，这样不仅提高了学生的合作精神，也在很大程度上提高了其人际交往的能力。

三、研究性学习的具体应用以及实施

1.准备知识背景

通过向学生介绍研究性学习的性质、目标、步骤以及意义，从而得出了一个整体性认识。同时，通过基本知识、基本设计电路方法以及普遍存在的问题的介绍，开阔了学生的视野，诱发了学生探究的动机。

2.确定研究课题

研究课题可由教师制订，也可由学生制订，在电力拖动教学当中，一般根据教学进程，结合电力拖动控制的实际生产状况制定研究的课题，学生也可自主制订研究的课题。

3.建立课题小组，制定研究的方案

每一个课题小组大约4～6人，按照自身意愿组合。并且根据组建原则、优势互补和分工协作的原则进行适当调整。例如，每组成员必须有动手能力较强的组员，也应有电路基础知识较好的组员。在确定了课题小组之后，各个小组应根据本组的课题研究方案，制定出相关的研究方案，保证研究活动的连续性以及目的性。研究的方案一般有研究的目的、意义、研究的主要内容、步骤以及研究的具体方法等等。一般可采取以下几个步骤开展：

第一，在课题研究开始之前，应向学生介绍该课题的基本状况以及注意事项，并帮助学生成立课题小组；第二，学生应根据理论知识制定课题的实施步骤，并确定各个步骤的责任人，组内的每个成员负责一个部分，但必须协作完成。第三，在完成各个步骤之后进行汇总，整组讨论设计电路，并验证电路的可行性，保证严谨认真的试验态度；第四，在论证了电路的可行性之后，应按照电路图绘制出布线图以及接线图，而后按照接线图接好电路并检查是否存在错误，应小心细致；第五，进行通电试验，检查所设计的电路是否符合课题的要求，若是不符合，则可记录并重新研究，从而实现课题的持续完善。

第7篇：组合电路的设计步骤范文

关键词：PLC；组合机床；改造

组合机床是针对特定加工而设计的一种高效率的自动专用加工设备。这类设备大多能多机多刀同时工作，并且具有工作自动循环的功能。双面钻孔组合机床主要用于在工件的两相对表面上钻孔，该机床的结构简图如图如图1所示。

一、机床的主要运动

机床由液压动力滑台提供进给动力，电动机拖动主轴箱的刀具主轴，提供切削动力，工件的定位及夹紧装置由液压系统驱动。

机床的工作循环图如图2所示。

机床工作时，工件装入定位夹紧装置，按下启动按钮SB4，工位开始定位和夹紧，然后左、有两面的动力滑台同时进行快速进给、工进和快退的加工循环，在此同时，刀具电动机也启动工作，冷却泵在工进过程中提供冷却液。加工结束后，动力滑台退回到原位，夹紧装置松开并拔出定位销，一次加工的工作循环结束。

二、机床的拖动及控制要求

1.机床动力滑台和工件定位、夹紧装置由液压系统驱动。电磁阀线圈YV9和YV10控制定位销液压缸活塞运动方向；YV1和YV2控制夹紧液压缸活塞运动方向；YV3、YV4和YV7为左机滑台油路中电磁阀换向线圈；YV5、YV6和YV8为右机滑台油路中电磁阀换向线圈。电磁阀线圈动作状态见表1。

2.机床共有4台电动机，其主电路如图3所示。

1）M1为液压泵电动机，液压泵电动机M1应先启动，使系统正常供油后，其他电动机的控制电路及液压系统的控制电路才能通电工作。

2）M2为左机的刀具电动机，M3为右机的刀具电动机，刀具电动机应在滑台进给循环开始时启动运转，滑台退回原位后停止运转。

3）M4为冷却泵电动机，冷却泵电动机可以手动控制启动和停止，也可以在滑台工进时自动启动，在工进结束后自动停止。

3.要求组合机床能分别在自动和手动两种工作方式下运行。

三、PLC控制改造

1.PLC的选择

根据机床的拖动及控制要求，PLC控制系统用需要输入信号22个，都是开关量，其中选择开关1个，按钮11个，检测元件10个；输出信号15个，其中电磁阀10个，控制4台电动机的接触器4个，指示灯1个。选择FX2N-48MR型PLC，能够满足要求，还有一定的余量。

2.PLC的输入和输出点分配

根据控制任务的分析，分配输入和输出点见表2.

表2 输入、输出分配表

3. 绘制PLC接线图

PLC控制接线图如图4所示。

4. 控制程序设计程序

双面钻孔组合机床控制要求，液压泵电动机M1先启动，在系统正常供油后，其他电动机和液压系统控制电动机才能启动，组合机床有手动和自动工作方式，通过开关SA选择工作方式。控制程序的总框图如图5所示。控制程序如图6所示。

通过对机床的PLC控制系统的改造，可以提高自动化控制，实现机床的自动化生产，不过该机床没有机械手，不能实现全自动的生产，仍然需要手工装夹和拆卸工件，所以可以认为是半自动化的改造，实现机床的全自动化生产任然需要更多的控制程序，也是今后继续改造的方向。

参考文献

[1] 王国海 可编程序控制器及其应用（第二版）[M] 北京 中国劳动社会保障出版社 2007

第8篇：组合电路的设计步骤范文

关键词：电子技术基础；课程改革；任务驱动

《电子技术基础》课程是技工院校机电类专业基础课程，安排在中级工阶段进行。一直以来，由于技工院校学生基础知识薄弱，学习习惯较差，学习兴趣不高，给《电子技术基础》课程的传统授课带来了很大困难。随着以学生为主体的教学方法的不断更新，以“一体化”教学思想为主导的教学改革的不断开展，因地制宜地对《电子技术基础》等专业基础课程的改革也势在必行。我校机械设备维修、电气设备安装与维修专业的课程体系改革在有条不紊地进行，最先完成的主要是核心课程建立与改革，而作为基础课程，还未被系统地完成课改工作。在这样的背景下，作者尝试以任务为载体，将《电子技术基础》的各相关知识点，结合中级工阶段其他专业课程对专业基础知识的要求，对本课程进行梳理设计，尝试开展课程改革。

一、任务驱动教学法较传统教学的优势

以往《电子技术基础》课程的授课主要以课堂讲授为主，也结合个别小实验课程，知识的习得主要以教师讲，学生在座位上安静地听，这样的单方向的传递为主，由于知识的抽象性较强，看不到，摸不着，很多学生听着听着就去见了周公。虽然偶尔有实验，但或因为趣味性差，或因为基础知识没掌握，不知实验到底是在做什么，为了什么而做，使得实验也不能达到很好的效果。任务驱动教学法在教学形式上以学生为主体，在教室的指导下完成某项任务，按照咨询—计划—决策—实施—检查的实施过程，学生在这个过程中是主体，通过教学任务的设计，引导学生自觉主动地投入到项目实施当中。整个过程，知识的传递是通过学生的自主活动完成的，同时培养了学生思考能力、解决问题的能力、团队合作的能力。

二、理清课程横向与纵向知识脉络

实施课程改革的前提时熟练掌握本门课程的横向知识脉络，明确对知识点的要求程度。《电子技术基础》课程包含七章内容：半导体二极管、半导体三极管及放大电路、集成运算放大器及其应用、直流稳压电源、门电路及组合逻辑电路、触发及时序逻辑电路、晶闸管及其应用电路。还要了解本课程知识点对应在本专业的纵向要求。即了解整个课程体系中后续课程对该课程的要求，这样项目设计才能有针对性。对于七章课程内容，出熟练掌握各知识要点外，可以按了解、理解、掌握等几个层次将知识点归类，以表格的形式，为以项目为载体的课程改革做准备。

三、广泛调研需求，设计教学任务

这一课程任务的设计也许依赖于广泛的调研与研讨。由于是中级工一年级阶段的专业基础课程，要求的难度不高，因此，该调研应以本专业毕业生职业为导向，以培养学生学习兴趣、提高学习积极性和主动性，掌握基础知识和基础技能为目标开展。设计的任务能够把学生引入电子技术知识之门，打开他们的兴趣之窗为后续高年级的课程学习打下基础。以此为目的，设计调研表，开展系列访谈。（1）开展毕业生的调研与访谈，了解学生工作中体会到的在技校初级学习阶段的需求。（2）开展中级工二年级阶段学生调研与访谈，了解学生学习该课程时的兴趣点，知识难点。（3）开展高级工阶段学生调研与访谈，了解哪些中级工阶段知识的对高级工阶段的学习最重要，哪些是难点。将学生反映的问题收集整理，作为任务设计时的重点。

四、依托大赛，以赛促学

学生兴趣的激发需要应用各种手段，其中职业技能竞赛在高技能人才培养、选拔和激励等方面有着不可替代的作用。教委每年都有针对中学生开展的电子技术大赛，劳动部也会开展相关内容的职业技能大赛。深入了解大赛的竞赛内容，将相关知识融入课堂教学，如电子技能大赛中寻轨器的焊接等，均可作为课题进行设计开发，融入相关知识点，使学生能够在做中学，在学中做。是参加大赛成为学生有一个短期的努力目标，促进了学生学习活动的开展。

五、任务设计举例

以第一章半导体二极管为例设计学习任务如下：具体课堂实施设计如下：学习活动1：认识二极管。

能力目标：（1）能通过观察了解二极管的结构；（2）能通过查阅资料了解制作二极管的材料、结构、型号和分类。知识目标：（1）了解半导体材料的基本知识；（2）了解二极管的结构、分类和型号。组织方式：小组学习。学习手段：下发任务书和学材。学习步骤：分析任务，了解任务要求，查看任务资料；查阅资料。了解二极管的相关知识，符号；完成任务书。可展示的结果书面成果：任务书。学习活动2：拼插二极管电路。能力目标：能设计简单电路；能正确拼插电路；能通过分析得到二极管的单向导电性。知识目标：理解二极管的单向导电性；掌握二极管两个极的判别区分。组织方式：小组学习。学习手段：下发任务书，下发学材电子百拼世界。

学习步骤：（1）分析任务制定计划，了解任务要求，查看任务资料；（2）制定计划；（3）查阅资料，了解二极管的相关知识、符号；（4）连接百拼电路，理解二极管的单向导电性；（5）检查发现问题。书面成果：任务书。实物成果：电路。学习活动3：制作个性闪光标志。能力目标：能设计简单电路；能正确连接电路；能保证电路安全。知识目标：理解二极管的参数；掌握用万用表完成二极管正负极的识别、好坏的判别。组织方式：小组学习。学习手段：下发任务书，下发学材二极管、导电胶带、电池盒、电池等。

学习步骤：（1）分析任务，了解任务要求，查看任务资料，了解二极管的参数；（2）制定计划；（3）设计标志，计算出要用到的二极管数目，电池的电动势要求；（4）万用表检测二极管的正负极与好坏；（5）连接电路；（6）检查电路，通电；（7）总结。书面成果：任务书。实物成果：标志电路。学习活动4：总结评价。能力目标：能总结任务过程，语言通顺、突出重点；能客观评价自己与他人表现。组织方式：小组学习。学习手段：总结展示。

学习步骤：（1）展示每个小组设计的标志，是否发光；（2）总结评价；（3）教师点评。

六、实施效果与反思

通过在新一级机电类专业班级中进行该课程改革实践发现，学生的学习活动参与率较之前的传统教学有了显著提高，更多的学生参与到活动中来，愿意探究相关知识，在任务的完成中获得了成就感，看到他们脸上的满足的笑容，教师也深深地感受到了教与学之中的满足感。但是，实践中仍然存在很多不足，比如，学习任务的设计是否具有实用性，如何能够更多地提高学生的积极性等问题，有待在实践中进一步完善。

参考文献：

[1]辜东莲，陈彩凤，赵志群.工学结合一体化课程教学设计荟萃[M].北京：北京师范大学出版社，2014.

第9篇：组合电路的设计步骤范文

模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同，可以划分不同的任务类型，并据此确定任务目标，设计任务结构。

关键词：模拟电路电路设计教学模式

以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来，由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性，逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的，因此，任何数字化系统都包含有模拟电路部分，模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。

模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言，模拟电子技术都处于较为底层的位置，通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。

模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于，学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路；模拟电路“数字化”、结构化程度低，表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂；模拟电路的工程技术方法很难实现程序化，常常需要依赖经验知识解决问题。

电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程，模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务，依据设计工作过程组织教学活动，能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。

1、工作过程、能力与任务类型

一个较完整的电子系统电路设计的工作过程，包括：技术指标分析，方案设计，单元电路设计与参数调整，电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析，完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型：识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。

单元电路设计与电路综合是基本任务，它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。

不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度，作为单独的任务存在，与相关的设计任务共同组成学习项目，也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如，反馈放大器设计可以作为一个学习项目，由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。

识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计，特别是在原理设计和电路结构设计时，极少原理性的创新，绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合，这种改进和组合需要阅读已有的设计资料，借鉴他人的技术经验和成果；为提高电路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在电路中采用新出现的电子元器件，例如集成电路芯片，需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。

目前，电子电路计算机辅助设计（EDA）包括电子工程设计的全过程，例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用，是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中，主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。

在电路设计的实际工作过程中，编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件，无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言，编写设计文件，是一个总结和提高的过程，有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。

2、任务目标

(1)电路识读任务，是对针对设计任务收集技术资料（主要是可供设计参考的电路）并进行分析，属于电路设计的准备工作，任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次：1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础，作为专业入门课程，对此应该给与一定程度的注意，要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件，往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元，判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成，功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路，例如放大器可分为输入级、中间级和输出级；稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析，得出对整个系统功能的判断，并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点，估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构，可以得出电路大致的技术性能指标，定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析，可以大致得出放大器的输入、输出特性；对中间级的分析，可以大致判断放大能力；依据级间耦合方式，可以判断放大器频率响应范围；甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。

(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计，在定性分析的基础上实现定量估算，自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程，可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求，分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求，正确分析和理解各项技术指标的含义，分析实现任务要求的技术途径，这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图，分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案，选用能够满足技术指标要求的核心器件，完成方案论证。对于同一个任务，实现的方案可以有多个，应具备将不同方案加以分析、比较的能力，从中确定一种相对较优的方案。

依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块，将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求，参考典型电路，确定电路结构，计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路，比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐，需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试，修改电路参数，观测性能指标，直至满足技术指标要求。5)电路联调，测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上，通常依据信号流向，逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成，系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程，也可以在计算机上模拟仿真实现。

(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性，计算分析器件容差对电路的影响量，用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度，实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上，通过仿真测试与分析加以调整，能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件，包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。

3、任务结构及实施

一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”，工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例，解决关于学习目标的问题。

3.2 任务要求

设计任务必须具备明确的工程应用背景，必须提出具体的设计要求（技术指标）。例如交流放大器设计任务，应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求，应依据由浅入深循序渐进的原则，从体现基本功能的一两个技术指标开始，逐步增加技术指标数量，提高设计难度。

3.3基础知识学习

基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的，因为它是能力的组成部分，同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力，因此应该以实现电路设计任务为依据，确定理论知识的学习内容和学习深度，力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。

提供设计参考的电路必须是工程电路，但学习是一个循序渐进的过程，基础知识的学习会使用原理电路为学习对象，原理电路不能仅有电路结构和元器件标号，也要标注元器件主要参数，使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像，逐步建立数量观念，这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。

3.4设计方法与步骤

不同功能和结构的电路，具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路，技术要求不同，设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别，但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。

以反馈放大器为例，设计步骤如下:

选择反馈组态，选择反馈深度，选择反馈级数，确定放大级数，确定输入级、中间级、输出级的电路结构，计算电路参数，仿真测试和参数调整。容易理解，上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。

3.5 电路设计

这是学生在相对独立的情况下，完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。

不同类型的学习任务，其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。

不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。

4、结语

电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算，依据模拟电路原理设计过程构建学习任务，组织和实施教学过程，不仅能够有效控制理论知识学习深度，促使学生较为自主地获取经验知识，并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力，更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。

参考文献

[1] Sergio Franco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].西安交通大学出版社,2009.

[2] 谢自美 等.电子线路综合设计[M].华中科技大学出版社,2006.

[3] 赵世强 等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.

[4] M.Herpy.模拟集成电路[M].高等教育出版社,1984.