电路设计的步骤精选(九篇)

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第1篇：电路设计的步骤范文

【关键词】时序逻辑电路；原始状态；电路设计

1.引言

数字电子技术是自动化、电气、通信、电子等电类专业必须掌握的重要专业基础，是《数字电子技术》的核心内容、学习的重点和难点。而时序逻辑电路的设计是实践教学的重要内容。时序逻辑电路的分析和设计只有通过对它的研究与实践，才能真正具有设计数字电路的能力。目前同步时序逻辑电路的设计方法可按以下几个步骤进行：设计要求；原始状态图；最简状态图；状态分配；选定触发器类型，求出状态方程、驱动方程和输出方程；画逻辑电路图[1]-[3]。在数字电子技术的通用教材中，对时序逻辑电路设计方法的叙述不够具体，以至于时序逻辑电路设计实例的设计过程往往不够清晰，教学过程中学生难于理解和掌握。本文通过对具体设计实例的设计过程和步骤进行分析研究。提出强化原始状态确定在给定逻辑问题的逻辑抽象过程中的应用，使设计过程更加清晰易懂。本文通过对具体实例的设计分析，对时序逻辑电路设计的一般规律、原则、方法及步骤作了探讨和研究。

2.设计实例剖析

设计一个自动售饮料机的逻辑电路，它的投币口每次只能投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角钱硬币后机器自动给出一杯饮料；投以两元（两枚一元）硬币后，在给出饮料的同时找回一枚五角的硬币。

此设计实例是很多数字电子技术课程教材时序逻辑电路设计部分的设计实例，但其设计分析过程不甚清晰，学生在学习过程中理解困难，原因之一就是对原始状态的设定和分配没有阐述或阐述不清晰，如果通过逻辑分析和逻辑抽象首先确定电路的原始状态，那么后面的设计就会水到渠成。下面本文将从原始状态确定开始，从新对此设计实例进行设计剖析。

（1）确定原始状态

（2）原始状态化简

根据状态化简原则，首先寻找等价状态，在相同的输入下有相同的输出并转换到同一个次态的状态为等价状态。由表1-1可知，S0、S3和S4为等价状态，合并为S0状态。状态含义分别为：S0为初始状态，即等待新交易开始的状态；S1为投入一枚五角硬币后的状态；S2为投入满一元钱后的状态。从而得到化简后的状态装换表如表1-2所示。

（4）选定触发器并列状态及输出方程

3.总结

在时序逻辑电路的设计过程中，原始状态的分析和确定对于初学者来说非常重要，如果原始状态与系统的实际工作状态无法清晰地对应，后续所有的设计步骤都无从谈起，因此，无论对教或学的任何一个角度而言，在时序逻辑电路的设计的设计步骤中强化原始状态的确定都是十分重要的。本文通过对自动售货系统设计过程中原始状态的分析和确定，强化了对于给定逻辑问题的逻辑抽象过程中原始状态的重要性，使时序逻辑电路的设计思路更加清晰。另外，在设计过程中，考虑到了一元和五角同时投入的情况，即A、B同时为1时电路的工作情况，减少了系统在实际工作过程中进入混乱状态的几率，使整个逻辑系统更趋完善。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础(5版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]夏路易.数字电子技术基础教程[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]秦曾煌.电工学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2001.

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第2篇：电路设计的步骤范文

【关键词】EDA Quartus II VHDL

随着大规模和超大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA在EDA技术基础上的广泛应用，利用EDA技术把可编程逻辑器件及其设计与数字电子技术的教学有机相结合，可以提高学生学习的主动性、积极性很高，教学效果在专业课中比较突出。

一、EDA技术的特点

EDA技术是以计算机和微电子技术为先导，汇集了计算机图形学、拓扑学、逻辑学、微电子工艺与结构学和计算数学多种计算机应用学科最新成果的先进技术。EDA技术以计算机为工具，代替人完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行处理，得到设计结果，而且修改设计如同修改软件一样方便，极大地提高了设计效率。

常用的EDA软件有Quartus II，它可以开发FPGA、CPLD和结构化ASIC，是MAX+plus II 的升级版本。Quartus II提供了方便的设计输入方式、快速的编译和直接、易懂的器件编程，能够支持逻辑门数在百万门以上的逻辑器件的开发，并且为第三方工具提供了无缝接口。

二、在数字电路中引入EDA技术的必要性

一般数字电路的教学，是由理论教学、实践教学环节构成的。传统的数字电路采用自下而上（Bottom Up）的设计方法，其主要步骤是：根据系统对硬件的要求，并画出系统控制流程图；然后根对系统的功能进行分并画出系统功能框图；接着就是进行各功能模块的细化和电路设计；各功能模块电路设计调试完毕以后，将各功能模块的硬件电路连接起来，再进行系统的调试；最后完成整个系统的电路设计。

采用EDA设计方法是自上而下（Top to Bottom），其思路是：从系统总体要求出发，自上而下地逐步将设计内容细化，最后完成系统硬件的整体设计。因此，将数字电路引入EDA技术的优点有：

（一）电路设计更趋合理。对设计的每一级都进行仿真，可在系统设计早期发现设计存在问题，使电路设计更趋合理，其体积和功耗也大为缩小。

（二）降低了数字电路设计的难度。采用了HDL，就可免除编写逻辑表达式或真值表的过程，使设计难度大幅度下降，从而也缩短了设计周期。

（三）设计文件用HDL编写源代码。

三、利用EDA技术实现数字电子系统的设计

使用EDA中硬件描述语言提供的丰富语言结构的设计方法，用VHDL语言进行数字系统的设计。下面以十进制计数器的设计为例来描述EDA技术实现数字电子系统的整个过程。

在数字电路教学中，有计数器设计的内容，比如要求学生设计十进制计数器，传统方法的步骤为：根据设计要求设定状态并画状态转换图，进行状态分配并列出状态转换编码表，选择触发器类型并求出相应方程，根化，据驱动方程和输出方程画逻辑图，最后检查电路有无启动能力。如果设计有误，则需要按照刚才叙述的步骤重新来过，电路也需要重新搭建。但如果采用 EDA技术，利用上面提到的QuartusⅡ软件及硬件描述语言 VHDL 来设计十进制计数器，需要设计计数时钟信号CLK、清零信号CLR、计数使能信号ENA，4位计数输出信号CQ和进位信号CARRY_OUT。

当CLK=1，CLR=0，ENA=1时，进行计数，当计数为小于9时，无进位输出，否则有进位输出，计数器清零。程序如下：

上述程序借助QuartusⅡ软件平台，可以很直观地观察十进制计数的时序仿真图，如图1所示。

观察图1所得的仿真图，与设计的需要一致，就再次通过QuartusⅡ软件平台得到十进制计数器的逻辑图，如图2所示。

这样所得的电路，设计会无误。如果通过VHDL程序所得的波形仿真图与设计需要有误时，只需回到源程序进行修改程序，再次仿真波形，直到仿真波形正确为止。

四、结论

因此，通过QuartusⅡ软件平台，可以很直观地观察设计是否成功与否，并且很容易进行修改设计的电路是否能达到设计要求。前面只通过一个具体的例子说明了数字电路教学中应用 EDA技术，教师可将数字电路的电路设计以项目的方式展开，要学生自己动手去设计和实践，如设计抢答器、数字钟、交通灯控制器等，使学生有更多的机会动手设计电路，验证自己的想法，激发了学生的热情，为设计复杂的数字系统打下基础。充分发挥数字电子技术与EDA技术相辅相成的特点，对“教”与“学”都有积极作用。

参考文献：

[1]韩进EDA技术在“数字逻辑”教学实践中的应用[J].实验技术与管理，2005，22（5）：40一42，55.

第3篇：电路设计的步骤范文

关键词：模8计数器 Multisim2001 交通灯控制器 BCD码显示器

中图分类号:TN702 文献标识码：B 文章编号：1007-9416(2012)01-0001-03

1、交通灯控制器的功能及要求

设计目标及任务分析。

本设计的交通灯系统工作的十字路口由A、B两条交叉的道路组成，要求实现的控制过程为：

A街道绿灯亮，同时B街道红灯亮，保持3秒；3秒后A街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道黄灯与B街道红灯同时熄灭，继而A街道红等亮，B街道绿灯亮，并保持3秒；3秒后B街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道红灯与B街道黄灯同时熄灭，继而A街道绿灯与B街道红灯亮。依照上述过程如此循环。

路通灯控制系统与其他控制系统一样，划分为控制器和受控电路两部分。根据交通灯控制器的设计要求，本课题需要实现一个8秒的周期循环控制。整个系统由一个模8计数器和6个交通灯组成，为了更直观地观察模8计数器工作过程及交通灯的受控状态，电路中接入BCD码显示其显示循环过程。

2、交通灯控制器数字电路设计

2.1 模8计数器设计

74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器,功能管脚图及功能说明分别如图1和表1所示。

因为74LS160兼有异步置零和同步预置数功能，所以置零法和置数法均可采用。图2所示电路是采用异步置零法接成的八进制计数器。由于要产生8s的控制信号，所以CLK端输入1Hz的脉冲信号，而8s一循环相当于摸8计数器，即0000-0111，当计数器计成QDQCQBQA=1000状态时，非门74LS04D将QD=1的信号转化为低电平信号给CLR端，将计数器置零，QDQCQBQA回到0000状态。

2.2 显示电路

译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号或另外一个代码。在数字测量仪表和各种数字系统中得到广泛的采用，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。

本逻辑系统电路采用CTCMOSIC，这是一种采用CMOS-TTL混合集成工艺的CMOS逻辑电路。因此，它既具有一般COMS集成电路的各种特点，还具有一般CMOSIC所欠缺的强驱动特性，即所谓的低能耗、强驱动的特性，是一种COMS-TTL兼容的集成电路，具有静电功耗低（一般为微瓦数量级）；电源电压范围宽（4～15V），适宜与各种电平的电路相匹配；抗噪声能力大。直流噪声容限可达45%电源电压；负载能力强，可直接匹配驱动LED数码管等特点。完成的设计的电路图如图3所示。

2.3 交通灯逻辑表达式的设计

首先对A街道绿灯（GA）的设计进行分析。根据设计要求GA的时序波形如图4a)所示；根据波形图得到GA真值表，如表2所示；得到真值表后可以根据卡诺图的步骤进行卡诺图化简如图6b)所示。

化简后的逻辑表达式为：

同理可以得到A街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯（GB）、B街道黄灯（YB）、B街道红灯（RB）的化简后的逻辑表达式，分别为：

3、交通灯控制器电路实现及仿真

根据上述逻辑表达式，可以用门电路画出相应的电路图。在完成电路设计后就可以采用Multisim软件进行仿真分析，其步骤为：创建仿真电路原理图电路图选项的设置使用仿真仪器设定仿真分析方法启动Multisim仿真。

步骤一：按照常规方式从各元件库中调用元器件放置到电路窗口中，并按照已经计算好的参数对元器件进行相应的设置。Multisim的界面上的In Use List栏内列出了电路所使用的所有元器件，使用它可以检查所调用的元器件是否正确。放置完所有元器件后需要按照设计好的原理图对其进行线路连接，连接后的交通灯控制器电路如图5所示。

步骤二：正确连接电路及逻辑分析仪后启动Simulate菜单中的Run命令或者按下F5

步骤三：交通灯交替闪烁过程及时间显示功能的仿真结果。

如图6a)所示，上排的是A街道灯，下排是B街道灯，图6b)所示的是BCD码显示器，可以观察到的现象：BCD码显示器自0开始计数当计数到7时回到0重新计数，如此循环。与此同时A街道绿灯（GA）和B街道红灯（RB）同时亮，依照计数器的计数节奏3秒后，GA熄灭YA亮；1秒后YA与RB同时熄灭，RA与GB亮；随后相对于上半周期，3秒后GB熄灭YB 亮，并且在1秒后同RA一起熄灭。如此完成一个周期，再回到计数器0状态继续循环。

步骤四：通过逻辑分析仪对电路的工作情况进行分析，得到时序逻辑图，如图7a)所示为的仿真时序波形图，图7b)所示为的仿真时序波形图。逻辑分析仪窗口，自上到下的波形依次是，A街道绿灯（GA）、A 街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯(GB)、B街道黄灯（YB）B街道红灯（RB）。

注意事项：Simulate菜单中的Default Instrument Settings...命令，在打开的Default Instrument Settings对话框中选择“Real”或“Ideal”可调整仿真速度。逻辑分析仪的时钟设置为1Hz。

4、结语

本课题是为十字路通灯的控制而设计的，可以实现交通控制的自动化。结合课题设计的要求，确立了一个基于74LS160计数器的交通灯控制器的设计方案。交通灯控制器的设计采用的是时序逻辑电路的设计方法，按设计要求将同步十进制计数器构成为八进制计数器，通过对实际情况的分析，得出交通灯相应的时序波形图，之后得到真值表，最后通过卡诺图依次对各交通灯状态进行化简得出逻辑表达式，完成了整个设计。

为了进一步验证设计的正确性，本课题通过Multisim软件来创建电路原理图，然后再通过基本操作对电路仿真情况进行观察。通过仿真，可以看出仿真结果符合设计要求，结果正确，达到了预期的目的。

参考文献

[1]刘建沁.从零开始学电路仿真Multisim与电路设计Protsl技术[M].北京:国防工业出版社,2006.

[2]王冠华，王伊娜. Multisim 8电路设计应用[M].北京:国防工业出版社,2006.

[3]康华光.电子技术基础模拟部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]郑步生,吴渭.Multisim 2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[5]郭勇.EDA技术基础（第二版）[M].北京:机械工业出版社,2006.

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第4篇：电路设计的步骤范文

【关键词】集成电路；EDA；项目化

0 前言

21世纪是信息时代，信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求激增。我国高校开设集成电路设计课程的相关专业，每年毕业的人数远远满足不了市场的需求，因此加大相关专业人才的培养力度是各大高校的当务之急。针对这种市场需求，我校电子信息工程专业电子方向致力于培养基础知识扎实，工程实践动手能力强的集成电路设计人才[1]。

针对集成电路设计课程体系，进行课程教学改革。教学改革的核心是教学课程体系的改革，包括理论教学内容改革和实践教学环节改革，旨在改进教学方法，提高教学质量，现已做了大量的实际工作，取得了一定的教学成效。改革以集成电路设计流程为主线，通过对主流集成电路开发工具Tanner Pro EDA设计工具的学习和使用，让学生掌握现代设计思想和方法，理论与实践并重，熟悉从系统建模到芯片版图设计的全过程，培养学生具备从简单的电路设计到复杂电子系统设计的能力，具备进行集成电路设计的基本专业知识和技能。

1 理论教学内容的改革

集成电路设计课程的主要内容包括半导体材料、半导体制造工艺、半导体器件原理、模拟电路设计、数字电路设计、版图设计及Tanner EDA工具等内容，涉及到集成电路从选材到制造的不同阶段。传统的理论课程教学方式，以教师讲解为主，板书教学，但由于课程所具有的独特性，在介绍半导体材料和半导体工艺时，主要靠教师的描述，不直观形象，因此引进计算机辅助教学。计算机辅助教学是对传统教学的补充和完善，以多媒体教学为主，结合板书教学，以图片形式展现各种形态的半导体材料，以动画的形式播放集成电路的制造工艺流程，每一种基本电路结构都给出其典型的版图照片，使学生对集成电路建立直观的感性认识，充分激发教师和学生在教学活动中的主动性和互动性，提高教学效率和教学质量。

2 实践教学内容的改革

实践教学的目的是依托主流的集成电路设计实验平台，让学生初步掌握集成电路设计流程和基本的集成电路设计能力，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。传统的教学方式是老师提前编好实验指导书，学生按照实验指导书的要求，一步步来完成实验。传统的实验方式不能很好调动学生的积极性，再加上考核方式比较单一，学生对集成电路设计的概念和流程比较模糊，为了打破这种局面，实践环节采用与企业密切相关的工程项目来完成。项目化实践环节可以充分发挥学生的主动性，使学生能够积极参与到教学当中，从而更好的完成教学目标，同时也能够增强学生的工程意识和合作意识。

实践环节选取CMOS带隙基准电压源作为本次实践教学的项目。该项目来源于企业，是数模转换器和模数转换器的一个重要的组成模块。本项目从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证等流程对学生做全面的训练，使学生对集成电路设计流程有深刻的认识。学生要理解CMOS带隙基准电压源的原理，参与到整个设计过程中，对整个电路进行仿真测试，验证其功能的正确性，然后进行各个元件的设计及布局布线，最后对版图进行了规则检查和一致性检查，完成整个电路的版图设计和版图原理图比对，生成GDS II文件用于后续流片[2]。

CMOS带隙基准电压源设计项目可分为四个部分启动电路、提供偏置电路、运算放大器和带隙基准的核心电路部分。电路设计可由以下步骤来完成：

1）子功能块电路设计及仿真；

2）整体电路参数调整及优化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版图；

4）基本单元与电路的版图；

5）子功能块版图设计和整体版图设计；

6）电路设计与版图设计比对。

在整个项目化教学过程，参照企业项目合作模式将学生分为4个项目小组，每个小组完成一部分电路设计及版图设计，每个小组推选一名专业能力较强且具有一定组织能力的同学担任组长对小组进行管理。这样做可以在培养学生设计能力的同时，加强学生的团队合作意识。在整个项目设计过程中，以学生探索和讨论为主，教师起引导作用，给学生合理的建议，引导学生找出解决问题的方法。项目完成后，根据项目实施情况对学生进行考核，实现应用型人才培养的目标。

3 教学改革效果与创新

理论教学改革采用计算机辅助教学，以多媒体教学为主，结合板书教学，对集成电路材料和工艺有直观感性的认识，学生的课堂效率明显提高，课堂气氛活跃，师生互动融洽。实践环节改革通过项目化教学方式，学生对该课程的学习兴趣明显提高，设计目标明确，在设计过程中学会了查找文献资料，学会与人交流，沟通的能力也得到提高。同时项目化教学方式使学生对集成电路的设计特点及设计流程有了整体的认识和把握，对元件的版图设计流程有了一定的认识。学生已经初步掌握了集成电路的设计方法，但要达到较高的设计水平，设计出性能良好的器件，还需要在以后的工作中不断总结经验[3]。

4 存在问题及今后改进方向

集成电路设计课程改革虽然取得了一定的成果，但仍存在一些问题：由于微电子技术发展速度很快，最新的行业技术在课堂教学中体现较少；学生实践能力不高，动手能力不强。

针对上述问题，我们提出如下解决方法：

1）在课堂教学中及时引进行业最新发展趋势和（下转第220页）（上接第235页）技术，使学生能够及时接触到行业前沿知识，增加与企业的合作；

2）加大实验室开放力度，建立一个开放的实验室供学生在课余时间自由使用，为学生提供实践机会，并且鼓励能力较强的学生参与到教师研项目当中。

【参考文献】

[1]段吉海.“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J].电气电子教学学报，2007，05（29）.

第5篇：电路设计的步骤范文

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6篇：电路设计的步骤范文

关键词：高中物理；电路设计；实验能力

老师在对我们进行物理教学过程中，让我对电学实验设计产生了深厚的兴趣，在老师的引导下，我意识到了物理实验是整个高中物理学习的重难点。因此，我通过自身的思考，针对一些常规电路设计进行了分析。在老师的指导下，我对电路设计进行了一些改变，不仅提高了我自身的实验能力，同时还增强了我对物理知识学习的信心。

一、电路补偿设计方法，培养物理实验能力

我在进行电路设计学习时，发现许多同学都会遇到电流表和电压表只存在一种的情况。在这样的一个情况下，有的同学就会无法直接进行伏安法的应用。在老师地指导下，我发现在这样的情况下，我们可以利用并联或者串联电路所具有的特点，进行电路补偿设计。对于这种电路设计，我把其分为了两种不同的形式。第一种，在只提供电压表的情况下，我会考虑通过串联电路的形式来进行设计。然后我会利用好串联电流强度均等的特点，解决了没有电流表所带来的困难。比如：我现在拥有一只电压表，并且我已经知道内阻为RV，而另一外有一个电池，明确这个电池的电动势不会超过电压表量程，这样我就可以对内阻进行忽略。如果要求我利用这个电压表和电池，通过开关以及相关的实验器材来测量某个高值电阻RX。我会结合我以往的经验，绘制出相应的电路图（如图1所示）。并且会按照我自己的习惯对实验步骤进行简单地描述，同时写出RX的表达式。

我在对这个实验进行设计分析时，发现只有一只电压表，那么应该采用串联的形式来进行电路设计。利用好K1和K2的闭合，来读出电压数U1。如果我把K2进行闭合，打开K1时，就可以从电压表上读出电压数U2。那么RX的表达式应该是RX=（U1-U2）RV/U2。

第二种情况是只有一只电流表的情况，我在这种情况下，经常会以我的习惯来采用并联电路来进行设计。所利用的就是并联电路支路电压相等的特点，解决了没有电压表的问题。比如：我们针对一个已知的测量电阻的电路（如图2所示），RX为需要测量的电阻，并且在这个电路中，我们已经明确地知识了R的阻值。R1在这个电路中是保护电阻，但是其阻值未知识。E所代表的是电源，电动势未知。K1和K2是两个单刀双掷开关。A为电流表，不计内阻。

同样，按我自己的习惯，我会先对这个电路设计进行分析。因此这个实验只提供了电流表，我可以利用好并联电路的特点来进行设计。把K1和K2分别向a和d进行闭合，分别读出电流数I1和I2。这样就可以得出I1RX=I1R，从而可以得出RX=I2R/I。

二、特殊的半偏设计方法，拓展物理思维空间

除了上面所提到的设计方法之外，我个人还特别喜欢利用一些特殊的设计方法。这样可以有效地开拓我的思路，并且能够让我对物理电路实验的探索性，有一个更加深入地了解。下面我就给介绍一下我自己所经常使用的一种方法――半偏设计方法。这种设计方法，需要对电路中的某个部分的电阻进行替换，通过替换让第二次的电表的读精是第一次的1/2。结合电表中所表示的读数之间的关系，可以得出两次电阴间的关系，就可以实现得出相应的电阻。这种设计方法是一种较为另类的设计方法。并且在一些现在较为主流的实验册中，已经有了其中的一种方法的介绍。同样，半偏法也具有两种方式。一种是电流表半偏法，另一种则是电压表半偏法。当前主流的实验册中，只是针对电流表半偏法进行了介绍。对于电压表半偏法的介绍相对较少。下面我就针对我在采用半偏法进行电路设计的思路进行介绍。

比如：如图3所示，我们要对电压表V中的电阻RV进行测量，并且我们已经知道电压表的量程为15V，内阻为3000Ω。在整个实验过程中，我们拥有的是电流表A（0-0.6A）、电阻箱R1（0-9999.9Ω）、滑动电阻器R2、电池E。R2的最大阻值50Ω，额定电流1A。电池E的电动势为9V。要求写出RV的表达式。

我对这个实验进行了分析，并且按照图4进行了电路设计。通过闭合K1和K2来对R2进行调节，这样能够让电压表的指针产生一个很大的偏转。并且我要在这个时候记录下读数U。当我在断开K1时。在R2不变的情况下，对R1进行调节，让电压表的读数控制在U/2，然后记录下变阻箱的示数R1。这时就可以得出RV=R1。在这里值得一提的是，在实现这个结果，需要有一个必要的条件即：R2小于RV。

通过这样的一种特殊方式，我们就可以很容易地进行解题。不过我自己还总结出了一个更加简单的设计方法。

我通过思考设计出相应的电路图如图5所示，闭合K1和K2，记录下相应的读数U。当我断开K1并对R1进行调节时，保证电压表的读数在U/2。并记录下相应的变阻箱的读数R1，则更加快捷地得出RV=R1。

三、结语

总而言之，我在进行高中物理学习过程中，通过自己不断地思考，会针对不同的方法来进行测试。并且认真地对每一种方法进行总结，分析出其电路设计方法的可行性。在我不断地练习中发现，这样的我的这种学习方法，能够有效地提高我对物理知识的理解能力，同时也拓展了我自身的物理思维空间，不仅有利于物理知识结构的构建，还能够有效地提高电学实验的能力。（作者单位：湖南省益阳市一中1302班）

参考文献：

第7篇：电路设计的步骤范文

关键词：数字逻辑；课堂教学；实验教学

作者简介：徐银霞（1979-），女，湖北武汉人，武汉工程大学计算机科学与工程学院，讲师。（湖北 武汉 430073）

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0104-02

“数字逻辑”是计算机专业一门重要的硬件基础课程，其主要目的是使学生掌握数字系统分析与设计的理论知识，熟悉各种不同规模的逻辑器件，掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法，为数字计算机或其它硬件电路分析与设计奠定基础。[1]“数字逻辑”课程教学一般采用课堂教学与实验教学相结合的方式，使得学生掌握数字电路分析与设计的一些理论知识，同时培养学生电路设计、制作与调试以及分析问题、解决问题的能力。学生的学习效果一直是教学当中的重中之重，因此如何有效利用有限的理论与实验教学时间培养学生的综合素质是一个值得探讨的问题。笔者结合多年的教学实践经验，分别对课堂教学和实验教学环节就“数字逻辑”课程的教学方法做一次探讨。

一、“数字逻辑”课程的课堂教学

课堂教学效果直接决定学生理论知识掌握的程度，也影响随后的实验及实践能否顺利进行。在课堂教学中采用任务式教学、课堂讨论、电路仿真演示以及硬件描述语言电路设计等方式进行教学，取得了满意的效果。

1.任务式教学

明确任务，使学生掌握方法，做到举一反三。教学过程中将 “数字逻辑”课程的知识点归纳整理成若干个任务。比如数字电路按逻辑功能分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类，主要的问题是电路分析与设计两个方面。按电路规模要求重点掌握的是小规模和中规模电路，所以任务主要有小规模组合电路的分析、小规模组合电路的设计、中规模组合集成芯片、中规模组合电路分析、中规模组合电路设计；小规模时序电路分析、小规模时序电路设计、中规模时序集成芯片、中规模时序电路分析、中规模时序电路设计等等。对于每一个问题明确任务，分析解决办法，归纳一般的解答步骤及注意事项，举例证明方法的可行性。比如对于中规模组合芯片的学习，仅以数据选择器为例，引导学生上网查阅芯片资料，阅读资料找出芯片的功能表、输出表达式，逻辑图和引脚图以及典型应用。这样，学生不仅掌握了该芯片的全部知识要点，还可以掌握中规模组合集成芯片这类芯片的学习方法。此后，对于所有此类芯片学生都能够通过自行查找芯片资料来掌握，节约了课堂时间，学生也获得了自主学习的成就感。

2.增加课堂讨论

精讲多练，给予学生充分的讨论时间。为提高学习效果，在提出任务、介绍原理及方法后，布置课堂练习。学生可以一边练习一边自由讨论，已理解的同学在讨论中充当老师，可以加深印象，巩固知识；而没有理解的同学可以在讨论中积极主动地学习，同时也激发了学生后续学习的积极性，比教师反复讲解的效果好。这种方式可以避免“满堂灌”式的教学方式，活跃课堂气氛，创造学习氛围，提高学习兴趣，实践证明取得了良好的效果。

3.电路仿真演示

在数字电路分析与设计的理论教学过程中，很多学生会觉得枯燥且难以理解。借助Multisim11.0仿真软件进行数字电路的模拟和课堂演示，可以直观地显示电路的功能和时序电路的时序波形。比如在讲解中用16进制计数器74161实现12进制计数器时，其中复位法可通过置0或者异步清零两种方法使得计数器从11回0，但置0法必须在计数到1011时使得置数端为0，异步清零必须在计数器为1100时使得清零端为0才能保证计数器为12进制。如果仅用理论讲解学生比较难理解，但通过仿真演示后学生能够恍然大悟。因此仿真软件的使用可以使“数字逻辑”理论课的教学更加生动活泼，而且学生在遇到疑问时也可以通过仿真软件进行验证。学生通过直观的仿真结果，对电路的工作过程进行透彻的分析，提高了学习的兴趣和效率，促进自学能力和创新能力的提高。

4.引入硬件描述语言

硬件描述语言用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，适合大规模系统的设计。在教学的过程中将硬件描述语言Verilog HDL引入课堂，比如在讲解逻辑门、数据选择器、触发器、计数器等基本单元电路的原理之后，给出模块对应的硬件描述语言，演示仿真波形和综合结果。学生从仿真波形中观察信号的逻辑变化，对数字逻辑电路的掌握更加透彻，同时也丰富了教学内容。Verilog HDL语言是一种非常实用的硬件描述语言，易学易用，学生只要有C语言编程基础，便容易掌握。编程也可以实现电路设计，同学们感到非常新奇，将被动学习变为主动学习，提高学习兴趣，取得了很好的教学效果。

二、“数字逻辑”的实验教学

“数字逻辑”是一门实践性很强的课程。[2]通过数字电路设计实验，学生可以基本掌握数字电路的设计、制作与调试步骤，学会借助万用表、示波器等实验仪器排除实验当中遇到的各种故障，从而独立分析设计各种规模的数字电路。实践教学中将传统实验、仿真实验与硬件描述语言设计三种类型实验相结合，三者互为补充，提高实验效果，充分培养学生的综合实践能力。

1.传统实验

传统实验项目一般利用面包板及用中小规模芯片完成电路设计。其接线模式可以使学生直观了解数字电路是如何工作的，从而掌握电路测试、调试以及维修技能。但是部分学生视这一过程为简单的连线工作，往往只注重结果，不重视过程，造成实验课就是反复的接线和碰运气，学生不能驾驭整个实验过程，产生畏难和退缩心里。在实验课前要求学生书写预习报告，自主设计实验方案，进行原理图设计、芯片选型，上网查阅芯片资料，掌握阅读芯片资料的方法，进行实验方法设计，可以避免机械化操作，学会排除故障，增强操作信心。

在实验过程中，学生不可避免地会遇到种种问题，导致实验结果出错：可能是电路设计或连线过程中出现了问题，也有可能是实验设备或实验器材出现了故障。教师应该指导学生借助实验仪器找到故障点，发现问题之所在，并想出解决办法。在未来的实际工作中，学生将会遇到各种各样的问题，而实验课正是锻炼如何解决这些问题的好机会。因此实验中应该向学生讲明排除故障的必要性，并引导其对独立解决各种疑难问题的兴趣，增强其信心，令其克服畏难情绪。一旦学生掌握了排除故障的方法，独立解决了问题，他们就会很有成就感，甚至就此对排除故障产生了浓厚的兴趣。[3]实践表明学生能自主完成所有设计，自主分析讨论实验过程中碰到的问题，逐个排查故障点，最终完成电路调试。

2.仿真实验

传统实验适于以验证性实验为主的一些中小规模电路的构建与测试。对于一些比较复杂的设计性和综合性实验则比较费时，如数字钟、抢答器、拔河游戏机、彩灯控制器等。而且在实验过程中常常因一根导线连接错误、一个连接点接触不良，就致使实验受阻甚至无法完成，给学生以挫折感，影响学生的实验兴趣，不利于动手能力的培养。

Multisim11.0是一个集原理电路设计和电路功能测试为一体的虚拟仿真软件，其元器件库提供了数千种电路元器件供实验选用，其中包含了数字器件。虚拟测试仪器仪表种类齐全，如数字万用表、函数信号发生器、示波器、直流电源、数字信号发生器、逻辑分析仪等，可以设计、测试和演示各种电子电路。[4]采用Multisim11.0软件进行仿真实验，使学生能充分发挥想象力，按照自己的想法创建各种电路，从而摆脱实验箱的束缚。实践证明将Multisim11.0应用于实验教学，能够使学生提高学习的兴趣，增加学习乐趣，充分发挥学生独立思考和创新的能力，提高学生的综合实践能力。

3.硬件描述语言开发数字电路

当数字逻辑电路及系统的规模比较小而且简单时，用电路原理图输入法基本足够了，但是需要手工布线，需要熟悉器件的内部结构和外部引线特点，才能达到设计要求。当电路规模大时工作量会相当大，实验时间往往不能保证。随着可编程逻辑器件的广泛应用，硬件描述语言已成为数字系统设计的主要描述方式，采用硬件描述语言进行数字电路的设计，可以实现从传统的验证性实验到分析设计性实验课的转变。利用Verilog HDL硬件描述语言进行数字钟、抢答器、交通灯控制电路等的设计，要求学生利用课堂知识进行编程、仿真、综合和下载到可编程逻辑器件中运行以观察结果。学生还可以按照自己的想法自行设计其它数字电路进行仿真、下载调试，提高学生学习兴趣和综合实践能力。

此外还通过举办电子设计竞赛、综合设计等方式激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习、独立分析问题和解决问题的能力，也提高了学生综合应用的能力，收到了良好的教学效果。

三、结论

数字电子技术的应用已经渗透到人类的各个方面，从计算机到手机，从数字电话到数字电视，从家用电器到军用设备，从工业自动化到航天技术，都采用了数字电子技术。[5]因此“数字逻辑”课程对于计算机及相关专业来说是一门很重要的课程。笔者结合多年的教学实践经验，对“数字逻辑”课程的教学方法进行深入探讨，在课堂教学中采用任务式教学，增加课堂讨论，借助仿真软件进行电路演示，利用硬件描述语言进行复杂数字系统设计；在实验教学中将传统实验、仿真实验和硬件描述语言实验有机结合、互为补充，激发学生的学习兴趣，培养学生的综合能力，取得了很好的教学效果。

参考文献：

[1]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]孙丽君，张晓东，鲁可.“数字电子技术”课程教学改革探析[J].中国电力教育，2013，（13）：67-68.

[3]王宇，崔文华，王宁，等.兴趣导向的数字电路设计实验改革[J].计算机教育，2010，（17）：38-40.

第8篇：电路设计的步骤范文

[关键词]电路设计 技术 技巧

中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0214-01

前言：大量的事实表明，在电子产品进行生产的时候，如果在最初的电路设计方面出现了问题，那么所耗费的成本是十分巨大的，对公司所造成的损失也是相当巨大的。因此，在进行电路设计时，必须使用一定的技巧，应用比较先进的技术，这样才能使得电子产品的性能更加良好，更受用户的欢迎。本文将从电子电路设计的技术和技巧两个方面进行分析，对于电路设计的技术方面，从线路设计、线路布局、STM技术应用等三个方面进行分析，而对电路设计的技巧方面，则从电源优化、地线设计、配件安全认证等三个方面进行分析，以求能对电子产品的电路设计的优化起到作用。

1 电路设计的技术分析

1.1 电路设计中的线路分析

一般情况下，电子产品都采用的是手工布线，而手工布线包含有两种方法，一种是自动推挤，另一种是布线，这两种方法通常都是相互配合的。在电子电路设计中，布线工作十分重要，而且最讲究技巧性，因此必须备受重视。布线有单面布线和双面布线两种，其设计形式也有两种，一种是自动式设计，另一种是交互式设计。两者在应用中也有先后顺序，一般情况下先用交互式设计进行部分布线。然而在线路可能会产生反射，从而造成干扰，为了防止这一干扰，不能让输出与输入端的之间的线路平行，而且仅仅这样做还是不够的，还要增加地线，将这两路线进行隔离。寄生耦合有利于线路的运行，而要产生这样的效果，必须让布线产生垂直效果。除了以上这些工作以外，要想使得电路设计中的线路更加完美，必须消除电源带来的一些干扰，怎么做呢？要在电源和电线之间增加耦电容，还要尽可能将电源与地线之间的距离增大，同时将电线加宽，这样就可以明显地降低电源与地线之间的相互影响，使得线路运转中没有过多的额外损耗，从而使得电路能够使用更长时间，也使得产品质量大大提高。

1.2 电路设计中的布局分析

电子线路的布局设计也是十分重要的，如果布局设计产生了问题，那么，电路的运行效果就会大打折扣，甚至会严重缩短电子产品的使用时限，因此，在进行布局设计时必须十分认真，注重布局设计的合理性及效果。从整体上来说，产品的质量和外观是产品能否被大众所认可的关键因素，对于一个成功地产品来说，这两者缺一不可。要想使得线路设计更完美，就不得不注重一些细节，比如，一般走线不宜过长，而为了避免这一问题，在进行飞线连接时，要将相连的电子元件放在一起，而且放置的位置要尽量宽松一点，对器件进行散热处理，因为这些器件都是要进行焊接的，挤在一起可能会将错误的线路焊接起来；为了防止出现干扰的情况，应该将数字以及模拟器件尽可能地隔离；要更多地利用Array功能。

1.3 电路设计中的STM技术应用

SMT技术在电子电路中应用十分广泛，所以要想使得电子产品的质量得到保证，就必须要重视STM技术的研究与应用，那么接下来我们就通过对多功能灯的设计理念来具体讲解一下SMT技术。通常来说，多功能灯有以下三个重要部件：LED灯头、螺旋钢管、三防外亮灯。在应用STM技术时，可以将其分为两个过程，其一是挂胶，其二是锡膏，这两个过程在进行贴片工作之前所采用的工艺是不同的，一般情况下，挂胶过程使用的是贴片胶，而锡膏过程所使用的焊锡膏。而且贴片所起到的作用也不相同，挂胶过程只是用来固定的，锡膏过程是用来焊接的。除此之外，在进行电路设计的时候，还要注意以下几点问题：拼版的选择问题以及拼版的数量问题。通过分析，我们可以知道多功能灯主控板的关键在于双面锡膏回流焊接，那么在选择主控板时就有以下两个方案：TOP层设计方案和BOT层设计方案。至于具体要使用哪一种，则要根据具体情况进行分析，根据电子元件的特点：元件数量多、元件分布不甚合理、散热不利等特点综合考虑，应该选择BOT设计方案，因为它有很多好处：提高打件效率、节约网板、将主控板做成单面板时可以手工焊接元件。主控板采用阴阳板也有很多优点：降低成本、节省优化时间、节约辅助材料、提高生产效率、生产期间用不着换产，可以生产更多的产品、节省很多的搬运时间。因此，设计中阴阳板的使用非常广泛。

2 电路设计的技巧说明

2.1 优化电源设置

一般来说，比较大型的电子产品，诸如音响等，对电源的依赖程度较高，需要各种不同型号的电源来供应线路的运转，因此，在进行线路设计时一定要将这些电源区分开来。在选择电源时，一定要根据线路的承载力以及元件的电功承受力来选择电源，一定不能选择过大的电源，以免使得元件或者线路过度发热而造成损害，减少电子产品的使用寿命。然而还需要考虑的是，对于桥式整合电路，必须要较低杂波，以免桥式整合电路的波形被杂波干扰，这就必须要增加源滤波电路，从而过滤掉咋波，这样还可以同时起到提高产品性能的效果。

2.2 地线的设置技巧

对于一些音频电子设备来说，地线处理比较复杂，其原因是由于这些电子设备的电流较大。一般来说，电路的位置是由电源来决定的。通常情况下，FM音频、DA解码芯片等地线都会连接到功放的底线上，但不排除，有的电子产品将功放电路单点接地，并将其与滤波电源相连接，这样做比较安全。但是这样做是有局限性的，可以看以下这样一个分析：假定某电源的电压为0V，功放到电源的地线之间具有0.25R的电阻，那这段电路的电流是2A，那么功放电压就提高到0.5V。有实验证明，若AUX输入的电压为1V，接入电源后，电源与功放的电压就只有0.5V。因此，我们可以知道，功放的扩大倍数将会受到限制，除此之外，因为AUX此时属于音频信号，会产生电幅的波动，进而导致功放不稳定，很显然这会使得一些音频设备的声音十分难听。

2.3 对电路配件进行安全认证

有些电子设备属于高电压产品，所以，在出厂时必须要进行安全认证。在进行安全认证时，要使用没有受到侵漆的变压器，而测试的重点则是耐压性。假如可以在电路中安装几段保险丝，那么，就会极大地避免电路因电流过大而使得元件损坏。另外，还有一些其他的比较常用的安全认证方式，例如，在连接线上添加磁环就是一个非常简便且实用的方法。对于广大用户来说，在购买这些产品时，一定要细心查看安全认证标识，确保合格后方可购买。

结语：通过以上的分析，我们已经对电子电路的设计技术及设计技巧有所了解，能够明白其复杂性和难易程度，所以，对于从事电子电路设计的工程师而言，这是一项巨大的挑战，需要设计者尽心尽力地去完成这一设计，而且不仅仅只是完成这么简单，更要完成的更好才行，要全力以赴设计出更完美的、性能更好的电路。这就要求设计者要多多联系实际，积极探索，努力从实践中积累经验，这样才能够设计出更加有效的电路，从而能够提高公司产品的质量。

参考文献：

[1]卫永琴，刘春晖.浅谈时序逻辑电路设计中的小技巧[J].科技视界，2014，30：16+62.

第9篇：电路设计的步骤范文

关键词：数字电路 故障分析 检测 思考

中图分类号：TN407 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0238-01

1、引言

在当前，在我国从事数字电路设计的研究人员越来越多，在数字电路的设计过程中，难免会出现这样那样的问题，要见解决这些问题，就必须完成数字电路的故障检测，这样才能够保证数字电路的设计的进行。

2、数字电路故障概述

熟悉数字电路开发的工作人员都知道，数字电路主要分为时序逻辑电路以及组合逻辑电路两种。如果说按照数字电路中有没有集成元器件来看的话，数字电路就分为集成数字电路以及元件数字电路两大类。数字电路主要是依靠算术运算以及逻辑运算两种运算来实现处理的，数字电路的实现过程比较简单，能够充分保证系统的可靠性。此外，随着硅电子技术的发展，数字电路的集成程度越来越高，在功能的实现方面更容易。

随着数字电路使用的普及，而数字电路本身的种类很多，而且功能的实现颇为繁杂，给数字电路的设计带来了很多的麻烦，很容易出现各种各样的故障。在数字电路故障的检测过程中，我们通常是将数字电路的故障隔离到电路板级，然后再对故障电路板进行逐一测试。在测试的过程中，向电路输入一定的测试信号，然后在电路的输出端，测试电路的输出信号，再将输出信号和预期信号进行比对，如果和预期信号不像符合，则可断定电路出现故障。

3、数字电路故障的特点

3.1 竞争冒险

所谓竞争冒险，就是指电路诸多输入信号量中，有一个门电路的输入发生改变时，导致输出端的状态响应发生时间上的改变，这种现象就是我们所说的竞争。竞争导致的直接故障就是冒险以及现象的发生。

3.2 电平方面出现的故障

在数字电路中，由于电平输入不当也会导致电路的故障。在数字电路中，对于电压值的判定都是依赖于高低两个电平信号，也就是说，高电压（高电平）表示正逻辑，低电压（低电平）表示负逻辑。但是数字电路中各个期间对于高低电平的判断又各不相同，也就是说，可以规定一个数字电路器件的高电平是3V、低电平是-3V，我们也可以规定高电平是5V、低电平是-5V,这就导致在信号输入的过程中，各个器件对于相同的电平值会有不同的逻辑判断，从而导致设计人员想输入高电平时，出现的是低电平效果。

此外，由于电平方面因素，在数字电路的测试过程中还会出现介于0和1之间的逻辑值，出现这种效果显然不能为电路设计者所接受，而出现这样一种现象的原因在于：第一，扇出系数过小，导致负载能力较差；第二，电磁的干扰，数字电路的高度集成性决定了数字电路中各种高频信号线、接插件以及集成电路的引脚在工作过程中会体现出一定的电磁特性，形成辐射干扰源，进而影响其他元器件的工作。

4、数字电路故障分析

数字电路的故障分析过程中，我们会针对竞争冒险和电平方面两种情况讨论，不同情况，不同对待。

4.1 竞争冒险方面

我们在对待竞争风险时，主要分为如下几个步骤：

首先，我们使用代数法对电路的静态功能冒险进行相应的分析。在电路的组合逻辑中，如果有一个输入量发生了变化，而且在电路变化的前后过程中都较为稳定，那么我们就要进行相应的卡诺图分析，等那个卡诺图中有P个以上的量发生改变的时候，我们就判定有发生冒险的可能。

然后，我们对电路加上选通脉冲信号，对电路进行相应逻辑的修改，并且根据逻辑的修改情况，分析出电路的输出函数。并判断输出函数中组成元素的逻辑发生变化时，能否产生负向过渡干扰脉冲，对电路进行分析。

紧接着，我们对电路进行加修改逻辑设计操作，这一方法也被称为增加乘积项法，可以对电路的逻辑进行适当的修改，从而消除电路中存在的冒险现象，在进行逻辑的修改过程中，要保证电路函数关系的不变。

要是还是不能分析出电路的故障所在，我们就要对电路进行输出端并联电容法，改方法又被成为电容滤出发，主要是面对电路在较慢速度的环境下工作时，在电路的输出端并联上相应的电容，将竞争冒险过滤掉，在操作的过程中，要避免输出端逻辑的错误。

4.2 电磁干扰的解决

电磁干扰是数字电路设计过程中的大问题，我们要充分保证印刷板表面的绝缘，并将电路中低阻抗部分接上屏蔽层。在接入屏蔽层的环节中，我们可以将电压跟随器的同相以及反相端要和系统当中的接地相连。

4.3 电平方面的故障

设计人员在设计过程中要对各种数字元器件，特别是集成电路的输入输出特性做到心中有数，在设计过程中一定要充分考虑相连两个元器件的输入输出特性，在必要时可以再元器件中间加入适当期间，以保证电路逻辑的正确。

5、结语

数字电路设计过程中经常会出现各种故障，本文对这一方面展开了分析和讨论，并结合古筝的成因，提出了针对竞争冒险方面、电磁干扰方面以及电平方面故障的解决方法，得出相关结论。

参考文献

[1]张兰,徐红兵.一种新的数字电路故障定位算法研究[J].电子科技大学学报,2004.