電路設計步驟范文

導語：如何才能寫好一篇電路設計步驟，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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在現今的市場經濟環境下，任何的消費者都是追求性價比最大的原則。在使用一些電子元件的時候，一方面要注意產品的質量，同時還要在選擇產品元件的時候注意價格因素，在價格和質量之間找到一個完美的結合點，這樣的產品才是最受歡迎的和市場競爭力高的產品。

2電子電路設計的基本步驟

電子電路設計的基本步驟的了解也是進行電子電路調試的一個重要的環節，這樣的話在調試的過程中間，我們也可以利用設計的步驟進行相反的推演。

2.1分析設計課題，明確功能要求

在看到設計的課題的時候，我們應該認真的研究課題，找到課題的重心，和中心，然后對課題進行深入的研究，確定課題的每個方面，考慮到每個細節，最后確定設計的電路的功能，所需要的元件，各個元件的功能，制造出顧客滿意的電子電路。

2.2確定核心功能器件和總體設計方案

在明確設計課題的思路之后，對課題的設計的電子電路有一個明確的定位，根據設計的電子電路的具體功能有了具體的了解，我們才好確定所需要的功能器件，再采購功能器件，最后設計一整套的設計方案，當然方案的設計最好多設計幾套，畢竟方案是理論的產物，現實的需要中可能會出現偏差，這也是有備無患，況且也可以在這些方案中間選擇一個最優的方案實施。

2.3功能單元電路的設計與選擇

在設計功能單元電路的時候，我們要明確對各個單元的電路的要求，針對這些具體的要求在制定出準確的指標參數。選擇各個單元的功能的時候我們要注意的是不是單純的選擇，還要根據這個元件的連接的各個元件之間的配合來選擇這樣的單元電路的設計才是符合整體性的要求，設計出來的電路不是單純的零件的組合，而是各個零件的相互的配合，最后形成的一個有機的結合體。

2.4初步形成整體設計

在完成以上步驟的前提之下，就要形成一個相對完整的設計方案，這個方案要求是考慮到各個方面的因素，不會出現低級的錯誤，加上加工整理形成一個電路設計的雛形，建立一個宏觀的框架。

2.5電路試制

在電路圖的設計定稿之后，就可以進行電路的試制，制作出相應的電路板，焊接相應的電路元件，最后檢查相應的元件是否完好，連接的是否緊密，安裝好之后還可以進行通電調試，看看是否需要優化。

2.6電路的調試和定性

最后在以上的各個步驟完成之后，就要在制作的樣品中間進行測試調節，然后選出最好的電路設計，在這個過程中間首先是進行調試，對其中的問題進行檢查維修，在交友相關的部門試用，確定適合以后在定性生產，在調試定性的過程中間我們要詳細的記錄下來各種數據。本文來自于《電子科技》雜志。電子科技雜志簡介詳見

3調試儀器的介紹

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關鍵詞：可靠性仿真技術；課改要求；任務驅動；電路設計

1基于可靠性仿真技術的電路設計需求分析

基于可靠性仿真技術的電路設計主要是以虛擬儀器設備替代現實電子元器件，從而為電子電路的實踐教學提供有效支撐，從而更好了踐行“理實一體化”的教學理念，促進學生實踐技能的提升，促使課程回歸教學的本質。1.1實踐性教學開展的內在需求?；诳煽啃苑抡婕夹g的電路設計，學生可以參與擬訂設計方案、仿真模擬等環節，從電路的設計方案、仿真模擬等環節，能夠將晦澀難懂的理論知識與實踐知識相結合，幫助學生提升實踐技能。1.2實現層次化和差異化教學的必然選擇。關涉電路設計的技術型教學內容涉及的元器件較為繁雜，且不同元器件性能、參數、封裝形式、價格、功耗等存在較大區別，在教學過程中需要反復的實驗、測試，這增加了設備投資成本，而且因為學生個性化差異，學習、接受能力各不相同，加之電子元器件復雜程度的不同，應該據此分層次設定目標，以貼近生活、學生所喜愛的教學內容，以“任務驅動”的形式引導學生進入知識和技能的學習，但這勢必增加電子元器件的投入，而仿真模擬電路的設計可以利用仿真軟件呈現電子電路的操作面板和功能，并通過交互式操作完成相應測試任務，不僅滿足了教學需求，而且控制了教學成本。

2基于可靠性仿真技術的電路設計方案

2.1電路設計的整體流程?？煽啃苑抡婕夹g可以檢驗電路存在的故障并發現設計的薄弱環節，從而有針對性的進行改進，為了遵循由簡入繁的原則，以有效調動學生學習熱情和積極性，本文以典型電路電源模塊設計為例，設計過程中首先應該進行可靠性仿真實驗，其具體的流程如圖1所示。2.2電路設計的具體步驟。2.2.1設計信息采集。為了實現電源電路的優化設計，應詳細搜集其應用環境和使用方法等信息，具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數字樣機建模。電路設計中數字樣機建模須采用專業軟件實現，但因為學生學習、接受能力存在差異，應該目標層次，將設計過程進行分解，并以“任務驅動”的形式，將不同設計知識分配到各個任務之中，讓學生通過分步設計完成理論知識的實踐應用，由此才能確保電路設計學習的效果，通常存在熱設計信息和振動設計信息兩類建模方式，具體的建模步驟為：首先根據將所獲取的電路信息進行簡化，完成CAD數字樣機模型的構建，并依據熱設計信息建立CFD數字樣機模型，而后依據振動設計信息建立FEA數字樣機模型。其次，為確保CFD數字樣機與物理樣機的一致性，須對其進行修正與驗證，利用對電源模塊工作狀態熱測量的方式，獲取其關鍵元器件點溫度測試數據，并根據所得結果修正電源模塊CFD數字樣機的邊界條件、期間參數，由此實現對CFD數字樣機的修正。再次，同理，也須采用相同的方法對FED數字樣機進行修正，且測試過程中，應該在約束條件下對電源模塊重點部位，關鍵元器件進行模態分析，并依據結果完成修正。2.2.3應力分析。溫度應力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計算電源模塊CFD數字樣機模型，經過分析可知，電源模塊設計中如元器件排布不合理，則會導致電路設計存在熱分布過度集中的缺陷。分析中，平臺環境溫度70℃設定為第一參考溫度條件，電源模塊表層軍溫度72℃設為第二參考溫度條件，經過分析，為電源模塊所在分級提供5V工作電源的功率器區域，是熱分布較集中的部位，需要修正電路設計方案。而對于振動應力分析，則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計算電源模塊FEA數字樣機模型，分析結果顯示，電源模塊中元器件數量和重量排布、安裝方式設計不合理，使得電源模塊產生局部共振的設計問題，應該據此進行及時修正，以優化電路設計。

3結束語

本文將可靠性仿真技術引入電路設計之中，將電路細化分類，并根據學生個體差異由簡入繁、逐步引導，實現了教學目標的分層實現，也將培養學生的實踐技能真正落實到實處。

作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機電職業技術學院

參考文獻

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1.電子技術課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計，內容側重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養學生創新實踐的能力。電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求，通過查閱資料、調查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試，并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。

具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統的概念，綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計；掌握電子系統設計的基本方法，了解電子系統設計中的關鍵技術；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結報告；培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

2.電子技術課程設計的教學過程

電子技術課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。教學環節可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環節中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調試環節。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據技術指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內容如下：題目分析、系統結構設計、具體電路設計。學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試，指標測試等。

在安裝與調試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調試，達到任務書的各項技術指標。預設計經指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結報告，總結交流與討論。

撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結，而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面：系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結果，存在的問題及改進意見，等等?？偨Y報告具體內容如下：課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調試的內容，包括使用的主要儀器和儀表；調試電路的方法和技巧；測試的數據和波形并與計算結果比較分析；調試中出現的故障、原因及排除方法?？偨Y設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現實際操作能力，而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現象，是否達到技術要求。（安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神，等等。

3.電子技術課程設計的步驟

在“電子技術基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統設計（總體電路由哪些單元電路構成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術的發展，各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現，電子系統的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發，課程設計仍應保留一定的單元電路內容。電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

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關鍵詞：組合邏輯電路設計 競爭冒險現象 門電路多余輸入端

中圖分類號：TN492 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0155-01

組合邏輯電路的設計是根據給定的邏輯功能要求，用最少的邏輯門加以實現的過程，通常以電路簡單，所用器件最少為目標。

1 組合邏輯電路的設計

在教學過程中，學生對組合邏輯電路的設計過程覺得比較難，不知從何入手。筆者經過多年的教學，總結組合邏輯電路的設計步驟大致如下：

（1）根據對電路邏輯功能的要求，列出真值表；

（2）簡化和變換邏輯表達式；

（3）畫出邏輯圖。

當然，上述設計步驟不是一成不變的，有些邏輯問題較簡單，某些設計步驟就可以省略。這三個設計步驟中，最關鍵的是第一步，即根據邏輯要求列真值表。在列真值表時需弄清楚以下三個方面的概念：1）輸入、輸出變量是什么？2）0、1代表的含義是什么？3）輸入輸出的關系是什么？

下面通過具體例子來說明組合邏輯電路的設計步驟與方法。

例如設計一個交通燈故障報警電路，用與非門實現。交通燈有紅、黃、綠三色，只有其中一只亮為正常狀態，其余情況為故障狀態。

第一步：由題意找出輸入、輸出變量，列真值表。

題中出現紅、黃、綠三色交通燈，可分別用三個變量A、B、C來表示，其中每個變量1表示燈亮，0表示燈滅；Y表示電路是否報警，其中1表示報警，0表示不報警，根據題意，列出真值表，如表1所示。

第二步：將真值表寫入卡諾圖如圖1所示，化簡并轉換成與非結構。

第三步：根據輸出邏輯式畫邏輯圖，如圖2所示。

綜上所述，可看出設輸入、輸出變量是邏輯電路設計的第一關鍵，只有變量設得恰當，才能根據題意順利地列出正確的真值表。

2 組合邏輯電路設計中注意事項

上面介紹的是組合邏輯的一般設計方法，實際遇到的問題往往比較復雜，所以設計時應注意以下幾點。

2.1 注意組合邏輯電路的競爭冒險

組合邏輯電路設計時，都沒有考慮邏輯門的延遲時間對電路產生的影響。實際上，信號在通過連線和邏輯門電路時，都有一定的延時。延時的大小與連線的長短和邏輯門的數目有關，同時還受器件的制造工藝、工作電壓、溫度等條件的影響。信號的高低電平轉換也需要一定的過渡時間。由于存在這兩方面因素，多路信號的電平值發生變化時，在信號變化的瞬間，可能與穩態下的邏輯功能不一致，產生錯誤輸出，這種現象就是電路中的競爭冒險。冒險現象降低了邏輯電路的可靠性，因此在設計組合電路時要盡量地發現和消除冒險現象。

2.2 注意門電路多余輸入端的處理

利用邏輯門電路（CMOS或TTL）實現具體的電路時，應注意邏輯門多余端的處理。

集成邏輯門電路在使用時，一般不讓多余的輸入端懸空，以防止干擾信號引入。對于多余端的處理一是將它與其他輸入端并接在一起。二是根據邏輯要求，與門或與非門的多余輸入端通過1～3kΩ電阻接正電源，對CMOS電路可以直接接電源；或門或者或非們的多余輸入端接地。對于高速電路的設計，并接會增加輸入端等效電容性負載，而使信號的傳輸速度下降，最好采用如圖3所示。

參考文獻

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[2]許小軍.電子技術試驗與課程設計指導[M].南京：東南大學出版社，2004.

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數字電路教學設計項目教學學習興趣現代化電子技術飛速發展，數字電路更是以系統集成化、設計自動化、用戶專業化和測試、智能化的趨勢出現。數字電路教學中如何能應對電子技術的發展，同時又遵循高等職業教育以職業為基礎、以能力為本、理論夠用為度的原則，圓滿完成課程的教學任務，用項目教學法是行之有效的手段。

一、關于項目教學法

1.項目教學的概念

項目教學法，是圍繞一個實踐項目而展開的教學活動，其目的是在項目實施過程中使理論與實踐教學同步進行，從而充分調動學生參與的積極性，提高學生解決實際問題的綜合能力。

2.項目教學法的關鍵

項目教學法的關鍵，是把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個合適的項目教學方案。這樣，不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更重要的是培養他們的職業能力。

3.項目教學法的優點

項目教學法，是讓學生實施一個具體的項目，學生學習的目的很明確，能極大地調動學生的學習積極性，提高學習興趣。項目教學法大多要分小組完成，通過小組內及小組間的充分交流、討論、決策等，提高學生合作能力，強化學生的團隊意識。而合作能力和團隊意識，恰恰是當前社會化大生產所要求的基本素質。項目教學法在實施過程中會涉及到很多學科知識，能促進課程間的整合。

二、項目教學法的教學實踐

數字電路課程是高職電氣專業一門承上啟下的專業基礎課，具有較強的邏輯性、應用性和工程實踐性。內容包括數字電路基礎、組合邏輯電路基礎、組合邏輯集成電路、時序邏輯電路基礎、時序邏輯集成電路、半導體存儲器與可編程邏輯器件、數模和模數轉換器和脈沖信號的產生與整形共8章節。按照“以能力為本位，以職業實踐為主線，以項目課程為主體的模塊化專業課程體系”的總體教學設計要求，本門課程以培養靈活應用常用數字集成電路來實現邏輯功能的能力為基本目標，打破學科課程的設計思路，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的聯系，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識，增強課程內容與職業崗位能力要求的相關性，提高學生的就業能力。本課程可以分成6個項目完成，分別是：全加器電路設計、搶答器的設計與制作、同步計數器電路設計、數字鐘電路的設計與制作、用可編程邏輯器件設計數字鐘電路和A/D 和D/A 轉換功能仿真。第1到3章劃為第一個項目，內容是：全加器電路設計。以下就以第一個項目為例完成教學設計。

1.教材分析

這部分內容包含3個章節：數字電路基礎、組合邏輯電路基礎、組合邏輯集成電路。每章節后面都有本章小結、思考題與習題、技能要求和實訓內容以及書最后的實驗內容部分。很顯然，編者也在強調技能和實訓的重要性，但在進行教學設計時采用項目教學法能很好地體現實踐能力為主。

2.教學設計

此部分內容重點是掌握邏輯函數的表示方法，會進行邏輯函數的變換和化簡；能正確理解基本門電路邏輯功能；會用基本邏輯門電路設計簡單組合邏輯電路。如何把內容連貫，用某個項目來體現，我們可以結合實驗內容以及常見的電路來解決。那么，學習項目選取的基本依據是該門課程涉及的工作領域和工作任務范圍，在具體設計過程中，還以相關專業的典型產品為載體，使工作任務具體化，產生具體的學習項目。項目的難度要適中，要適合學情，讓學生都能動手參與，能充分調動他們的積極性，使學習更有目的性，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識。本項目內容是全加器的電路設計。采用全加器的設計這樣的項目內容，那么，組合邏輯集成電路，此部分章節中的編碼器、譯碼器與數碼顯示器等內容暫時就使用不到，我們可以把這些內容劃分到下一個項目中去，而只是涉及到它的前面一部分內容二進制加法器。這樣，不會顯得項目量過大，知識太擁擠，學生學習困難的問題。

3.教學過程的組織實施

項目教學法的教學步驟，具體是以下六個步驟：情景設置，操作示范，獨立探索，明確項目，協作學習，學習評價。本項目可以包含這幾個模塊：（1）完成基本門電路的測試；（2）用74LS00實現多種邏輯功能；（3）用基本門電路設計全加器電路。每個模塊參考學時都可以是4學時，它們的學習目標不相同，由淺入難，循序漸進，慢慢引導學生掌握理論知識，增加實踐經驗。每個模塊除了列出的工作任務以外，根據學生層次的不同，還可添加相應的拓展知識。模塊一邏輯門電路測試工作任務包含測試TTL門電路74LS00、74LS04、74LS20、74LS32、74LS86邏輯功能并記錄測試數據和整理歸納總結，列出74LS00、74LS04、74LS32、74LS86 邏輯表達式，狀態真值表。它相關的理論知識：基本邏輯運算和復合邏輯運算，基本門電路邏輯功能，邏輯函數的基本表達式。模塊二用與非門電路實現多種邏輯功能工作任務有用74LS00實現下列邏輯功能：或非F=A+B、與或F=AB+CD、4輸入與F=ABCD、異或和同或。相關理論知識：邏輯代數的基本定律和規則，邏輯函數的化簡方法，邏輯函數表達式。模塊三全加器的設計與制作工作任務：用基本門電路設計判奇電路，用基本門電路設計半加器電路，用基本門電路設計全加器電路。相關理論知識：組合邏輯電路的分析方法，用基本門電路實現組合邏輯功能。全加器是能夠計算低位進位的二進制加法電路，全加器的邏輯圖如圖所示。

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本文簡要分析了電子電路設計中關鍵的設計原則、設計方法，以及設計和制作的過程。

【關鍵詞】電子電路 設計 制作 調試

【關鍵詞】電子電路 設計 制作 調試

隨著科技的發展和社會的不斷進步，越來越多的新型電子產品不斷涌現。電子電路作為這些電子產品的核心部分，直接關系到電子產品的性能及質量。因此，對電子電路的設計原則、設計方法、設計步驟以及制作調試過程進行研究分析，具有重要的意義。

1 電子電路的設計原則

1.1 整體性原則

在電子電路的設計中，既要以整體為出發點，也要注重考慮其內部的各個組成部分之間的相互關系，同時還應注意電路的整體受到外部環境影響的因素。在設計的過程當中，應該注意以綜合為前提，以分析為主。在對電路進行分析時要局部綜合考慮，而在綜合時也要對各元件的功能具體分析。

1.2 功能性原則

將整個的電子電路系統劃分成幾個不同的模塊，每個模塊能夠獨立完成一項或者幾項功能。設計電子電路時，對各個模塊分別進行設計分析，然后再將之組合成最終所需要的系統。

1.3 最優化原則

當電子電路的設計初步完成時，系統已能夠初步實現所需要達到的功能，但該系統的各個模塊在相互配合的過程中可能還存在著一些問題，使功能不能實現最優化。這就需要對各個模塊或者各個調整元器件的參數進行調整分析，從而找到最優值，實現系統功能的最優化。

2 電子電路的設計方法

2.1 層次化設計方法

該方法的設計思路就是對電子電路系統分模塊、分層次的進行設計。層次設計中的子模塊可以調用現有的、比較成熟的模塊，也可以對模塊進行創新性設計。電子電路系統的層次設計包括了系統級的頂層設計、電路級的中層設計以及物理實現級的底層設計這三個不同的設計層次。

2.2 漸近式的組合設計方法

該設計方法是在基礎單元電路熟練掌握之后，按照電子電路的功能要求，快速完成組合圖的設計。具體過程是首先根據設計要求確定電子電路的功能指標以及技術參數，然后以此來提出設計思路并按照設計思路畫出組合圖。在設計的過程中，邊設計邊完善，最終達到設計要求。

2.3 最佳化設計方法

對于集成電路等難以調整的電路來說，在設計的時候就需要綜合考慮各種因素，對電路進行準確設計。因該種設計精度要求高，且計算較為復雜，因此就需要選擇計算機輔助設計來實現。該方法的關鍵是構建目標函數數學模型。

3 電子電路的設計步驟

3.1 明確電子電路設計的基本要求

在設計之前，首先要對設計的電路所需實現的功能以及性能指標等進行認真分析，明確設計要求。根據分析確定各元器件的技術參數并盡量使之精準。

3.2 制定總體設計方案

在對電子電路進行設計時，綜合分析所要實現的功能，然后根據自己掌握的知識及查閱資料，建立幾套備選方案。設計方案時，在滿足要求的前提下，應盡量使得設計的電路經濟、簡潔、實用。然后對這幾套方案進行認真分析研究，反復比對，找出最優方案。

3.3 各個單元電路的設計

在對各個單元的電路進行設計的過程中，要確定各單元的性能指標及技術參數等，注意各單元之間的相互關系，保證所設計的電路簡單可靠。在設計時，盡量使用現成電路，若實在找不到，則在現有基礎上加以改進。

3.4 電路接線圖的設計

電路接線圖的設計是整個設計過程當中的關鍵環節。一旦電路接線圖有問題，不但達不到需要的功能，還很有可能會造成危害。在對電路接線圖進行設計時，要考慮到各種各樣的因素，其中包括各元器件的位置尺寸、電路板之間的相互關系、功放管散熱問題以及是否便于維修等。綜合考慮這些因素之后，就可以根據所確定的電路板的尺寸以及安裝方式等，對電路圖進行設計。

在對電路接線圖進行設計時，應該滿足一下幾個要求：一是要保證電路的有序排列，以減少各部分間的影響，使效果最優；二是將地線安裝在電路板中間，以減少相互干擾；三是可調整元件的安裝位置要便于調節，功耗大的部件靠近外側，便于散熱；四是電阻器的安放盡量選擇平臥，以提高電子電路系統的可靠性。

4 電子電路的制作、安裝和調試

4.1 電子電路的制作及安裝

在電子電路設計圖完成之后，需要以此制作印刷電路板，然后測試選用的元器件，測試無誤后安裝到印刷電路板上，完成制作。各元器件以插座的方式與電路板相連接，以便于損壞后的更換。焊接時，還應該盡量避免掛錫以及虛焊現象的發生。

4.2 電子電路的調試

在電子電路安裝完畢之后，必須對其進行調試，使之達到設計要求，才算最終完成。電子電路的調試分以下幾步：（1）對電路進行仔細檢查，看其連接是否正確，包括電容極性、元器件的安裝位置以及電源的正負極連接等。（2）對電路進行通電檢測，看是否有元器件發熱以及冒煙等現象發生，一旦發現，立即斷電檢查，問題解決后重新檢測，直到無異?，F象發生為止。（3）對電子電路進行分塊調試，把電子電路劃分為幾個不同的功能模塊，然后分別對其調試，首先對其進行靜態調試，合格后再做動態調試。（4）對電子電路進行聯機調試，分塊調試完畢后，將各模塊聯接起來做聯機調試，看其運行結果是否已達到設計要求。

5 總結

電子電路與人們的生活息息相關。隨著其發展，電子電路的設計方法越來越得到完善，但是仍然存在著需要改進的地方。對電子電路的設計加以研究，有利于提高電子產品的性能及使用壽命，為今后電子電路的設計提供了參考依據。

參考文獻

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關鍵詞：電子電路設計 創新 路徑

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不斷進步和發展，電子產品逐漸的滲透到生產和生活的各個領域，成為國家科技生產水平的主要組成因素，推動者計算機技術的不斷進步，成為國家發展的動力，為技術的全面進步提供必要的條件。但是現階段我國進行電子電路設計的過程中存在一定的問題，創新能力不足，自主知識產權意識較弱，造成整體發展水平出現滯后性，因此在今后的發展中需要對電子電路設計的創新路徑進行分析，全面的掌握創新方法，保證電子電路自主研發能力的提升，促進我國科技水平的全面進步。

1 電子電路設計概述

1.1 電子電路設計的原則

電子電路設計需要遵循相關的原則，這樣才能更好地保證設計的科學性，首先需要對電子電路內部的各項原件相互之間的關系進行全面的分析，掌握設計的內部結構以及外部結構，整體上對原件內部的各項構造進行分析，綜合地對電子電路的各項類型進行分析，全面地掌握各項設計類型。其次需要關注設計的功能性原則，在進行設計的過程中需要將電子電路系統進行更加細致全面的劃分，掌握不同模塊的實際功能，考慮到實現這些模塊和功能的途徑，從而在設計中了解掌握原件的情況，實現電子電路設計的規范性。在進行電子電路設計的過程中需要保證各項功能的完整性，在進行設計的過程中需要針對每一個部件的實際使用效果進行分析，確定整體的設計成果符合實際使用的效果，這樣才能進一步提升設計的科學性與合理性，在實際使用中保證使用的質量。

1.2 電子電路設計的技術

進行電子電路設計需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進行設計的過程中將關注的焦點放在需要解決的問題上，針對性地進行代碼設計，對需要解決的問題進行相應的編程，這樣的方式可以在進行程序編制的過程中避免因為競爭機制帶來不同遺傳操作和交叉變異的問題，滿足現實情況下的管理機制，對其中較差的個體進行替代，保證代碼的使用更加符合技術的需要，不斷地滿足現實條件，對結果進行更加全面的管理，對實際問題進行整體解決。而現場可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進行應用，采用在線編程的方式，將存儲芯片設置在RAM內，在需要編程的過程中通過原理圖和硬件對語言進行描述，然后將數據存儲到RAM內，這樣將數據進行存儲的方式使得相關的邏輯關系得到更加科學的處理，一旦對其中的FPGA開發軟件進行斷電之后，就會出現RAM的邏輯關系空白，為整體的數據存儲節省較多的空間，提升FPGA系統的使用效率，將不同的數據流灌入到硬件系統中，提升電子電路設計的整體質量，便于對設計方法進行全面的創新。

2 電子電路設計的創新基本方法

2.1 對電子電路進行層次化的設計

進行電子電路層次化的設計首先需要將基本構造分成相應的模塊，對不同的模塊進行分層次的設計描述，整體設計過程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結構進行轉換，直到實現硬件單元描述為止，層次化設計在進行管理設計的過程中相比較而言較為靈活，可以根據實際特點選擇適宜的設計方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂的方式，具體情況需要按照實際情況進行分析，對電子電路的設計進行全面科學的管理。

2.2 對電子電路進行漸進式設計

漸進式設計也是電子電路設計中經常出現的情況，這種設計方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設計的相關指標使用到設計中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數字電子線路的結構設計，然后依據實際情況設計相應的單元電路結構，將電子電路工作的特點和運行方式融入到設計中，并將線路設計進行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關系，保證電路設計的規范性，將電子電路設計得更加便于操作。同時在進行設計的過程中需要對漸進式設計的步驟M行分析，根據應用型電子電路的功能，及時地對電子電路進行組合，在進行拼裝時需要關注連接點信號連接的強度、幅度以及電壓值之間的關系，將整體電路進行更加科學的設計。

2.3 硬件語言描述設計

在進行電子電路設計的過程中還可以使用基于硬件語言描述的形式，首先需要對設計目標進行全面的管理，熟悉電子設計中對信號進行控制的相關原理，保證信號處理的各項參數。在具體信息確定完成之后需要對系統進行分解，找出硬件的總體框架，之后對設計圖進行仿真設計，將較為重要的位置使用相關的記號進行標注，然后借助CAD軟件對設計進行仿真測試，保證電子電路設計的邏輯關系、正負極值、時序等的正確性，提升方案設計的規范性。

3 電子電路設計的創新路徑

3.1 電子電路構架設計

進行設計創新首先需要對整體的設計構架進行管理，在設計中對FPGA系統進行重新定義，在硬件單元內部建立連接，找出更加明確的構建系統，對設計途徑進行創新。在設計結束之后需要對設計目標以及設計結果進行對比，可以采用錯誤的代碼，驗證系統在進行甄別過程中的效果，對于出現問題的地方及時進行改進。在結束之后選擇適宜的子系統，其中一部分保持原本的運行狀態，一部分按照遺傳算法進行一定的修改，這樣可以對系統進行更加完善的處理，使操作的適應性更強。進行改進之后再對系統進行整體的驗證，不斷地對設計方案進行改進，使得設計更加符合方案的需要。

3.2 對設計環境進行創新

在設計過程中需要對系統的環境進行創新，用于測試的環境需要將測試的硬件與顯示的FPGA構架和硬件進行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計算機在使用的過程中可以通過通信電纜將數據從計算機下載到FPGA系統中，使用規范化的儀器對數據采集中的硬件和軟件進行連接，對設計方案進行全面的評估，并將數據轉化進行應試實驗，對軟件進行仿真處理，提升系統整體運行環境。

4 結語

電子電路設計對于科技的發展具有較為關鍵的作用，需要對系統進行全面的管理，對設計方法進行不斷的創新，使設計在多變的環境中實現自我重構，提升設計的科學性，使抽象的理論形象化、復雜的電路實際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設計能力。通過設計和模擬仿真可以快速地反映出所設計電路的性能，使設計更加生動、直觀、實時、高效，更好地為人類造福。

參考文獻

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【關鍵詞】容錯技術硬件冗余 VHDL代碼

1 引言

數字硬件電路設計越來越精密，但其故障的檢測也越來越難。而數字電路的設計大都是用VHDL語言來描述的，因此提出了一個在VHDL描述中自動插入故障容錯結構的工具。采用這種工具來做容錯電路的設計，用戶可以根據不同的需求在VHDL源碼級自動做電路故障容錯設計。

2 電路源碼級故障容錯的插入工具

數字電路自動化實現故障容錯，也就是在用VHDL語言設計數字電路時，自動化的加入故障容錯結構，并且最后得到具有容錯功能的VHDL描述的數字電路。這個自動化的過程用一個工具來實現，也就是故障容錯結構自動插入工具。該工具由六部分組成，如圖1所示。

VHDL源碼經過分析器轉化成一種特殊的中間數據格式，存儲在設計庫中；這種數據格式以有向無環圖（DAG）的形式組織起來，保存了VHDL完整的語義信息。用戶通過用戶接口輸入某些信息，來定位所需容錯的關鍵部件及從故障容錯器選擇所用的容錯器件。容錯后的數據重新送回到設計庫中，用反編譯系統再次恢復成VHDL代碼。本文對基于硬件冗余技術對源碼級容錯結構插入過程進行闡述。

3 硬件冗余技術

硬件冗余技術采用在系統中多加的硬件資源，包括被動冗余、主動冗余及主被動相結合三種形式。

被動冗余又稱為靜態冗余（Masking Redundancy ），它不改變系統的結構，靠附加的元器件來屏蔽掉故障元器件的作用。常用的被動冗余稱為三模冗余（Triple Modular Redundancy， TMR）結構。系統由相同功能的三個模塊及表決器構成，三個相同模塊同步運行，三個模塊的輸出作為表決器的輸入，系統的輸出是多數表決的結果。

所謂的主動冗余技術，就是能讓系統配置動態的改變，從而消除故障對系統的影響，同時補充系統冗余。當系統模塊發生故障時，依靠存儲多個模塊和故障檢測機構，通過系統內部的一次重組來切除或替換故障模塊。

4 硬件冗余的插入過程

數字電路設計者在使用該工具時，首先需要編寫電路的VHDL源碼、同時要提供采用的容錯技術類型及想要的容錯的位置（設計單元名和需復制的對象名）這些信息。

此處假定需要容錯的位置是：設計單元A，需復制的對象RESULT，而容錯技術采用硬件被動冗余中的三模冗余技術。插入技術主要由以下過程來實現。

4.1 三個新信號的拷貝

如圖2所示，首先通過設計庫的search（pname，sname）函數從庫中找到用戶所輸入的設計單元A，然后再使用符號表的 search（object_name，global）函數從符號表中查找目標對象RESULT，進行相對應的屬性修改后，清空temp。經過這些步驟后，完成了三模冗余技術所需要的新對象的聲明。

4.2 語句的復制

如圖3所示，該流程圖是對于語句的修改。

經過上面的步驟，完成了三模冗余技術的對象復制部分，將這些信息修改完成后再返存入設計庫中，實現了在數字電路的VHDL源碼級進行故障容錯結構的插入。

5 結語

利用自動化工具在數字電路的VHDL源碼級進行故障容錯結構的插入，能夠有效的提高設計者的工作效率。

參考文獻

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篇9

自主式課題教學法

針對目前課堂教學的現狀，提出自主式課題教學法。其基本理念就是改革課堂教學，即在課堂上系統地講授電路設計方法，而不是僅僅教會學生解題。此外，將學生分成若干個學習小組，給每個小組布置不同的電路模塊設計課題，通過完成自己的課題達到初步實踐電路設計方法的目的。同時，由于學生都是帶著設計課題聽課的，這樣也會提高學生自主學習理論知識的積極性。具體實施步驟如下：

在課程教學初期，指導學生自由組成學習小組，提供若干模塊設計課題供各小組挑選。選定的模塊設計任務伴隨該小組整個課程學習過程。這個階段的教學要點如下：①盡量保證學生按照自己的意愿組合形成學習小組，這樣小組成員在課題設計過程中才能有較好的默契，相互配合，依靠團隊的力量完成設計任務。②該階段是課程教學初期，學生對各個模塊設計課題還不了解，教師應占用一定的課堂時間對課題進行解釋和指點，充分激發學生自主學習的積極性，使學生自發地利用課余時間收集資料，選定設計方案。③當學習小組初步完成課題資料的收集和整理后，則安排一次課堂報告，由各個小組制作幻燈片向全班同學匯報其對課題的理解以及初步選定的設計方案，并由任課教師進行點評，指出其下一步工作重點。④模塊設計課題應涵蓋所講授課程的各個章節，這樣利于在講課過程中通過講解各個模塊設計方法串聯課程各章節的知識點。同時，講課內容與學生正在進行的設計任務相關聯，容易調動學生自主學習的積極性。

在課程教學中期，將模塊設計課題融入到各個章節的課堂教學中，教會學生具體的電路設計方法，同時在實驗課上指導學生進行電路調試以及指標測試。這個階段的教學要點如下：①要求各小組通過課堂學習不斷改進自己初期擬定的電路設計方案以及元器件參數計算方法。充分體現了自主式課堂教學法的教學理念，即激發學生的學習主動性，從而自主采用課堂講授方法改進自己的電路設計，使其感受到如何將課堂所學理論知識運用到實際的電路設計中。②向學生灌輸團隊設計的理念，針對電路設計和調試過程中團隊成員間的溝通和討論，使學生認識到如何進行團隊協作，同時在教師和團隊間建立暢通的交流渠道，使學生的問題能得到解答，從而有信心完成課題設計任務。③安排課堂報告，各小組制作幻燈片向全班同學匯報課題設計進展，由任課教師對學生的設計進行中期考核并指出下一步工作重點。

在課堂教學后期，對各學習小組制作的模塊電路進行驗收和總結。這個階段的教學要點如下：①督促各學習小組做好指標測試工作，驗證自己設計的電路是否達到設計要求，同時總結整個設計過程的經驗教訓。②安排課堂報告，各小組制作幻燈片向全班同學匯報課題制作成果，由任課教師對設計成果進行總結。③各小組提交課題設計報告，詳細介紹整個電路設計原理、參數計算過程，并記錄系統的性能指標，總結電路調試過程中發現問題、解決問題的經驗教訓。

自主式課題教學法的應用實例

我們在通信電子線路課上使用了這種教學法。首先，根據整個課程內容設計8個模塊的設計課題，將該課程的主要知識點都融合在這幾個課題中，課題名稱。

第一階段：由學生自由組合形成學習小組并從這8個課題中選擇一個，作為該小組在課程學習期間的設計任務。由小組成員相互配合進行資料收集以及設計方案的論證。在課程開始后的第二個教學周，組織各小組制作幻燈片報告該小組擬定的設計方案以及設計時間安排。需要說明的是，各小組進行方案設計的時候，相應的知識點還沒有在課堂上進行系統地講授，完全由學生先自學各自課題相關基礎知識，然后進行資料收集整理，通過內部討論，最終確定課題的初步設計方案。這個階段需要學生充分發揮自己的主觀能動性去熟悉課題、討論方案以及確定初步方案。從實際情況來看，學生在這個階段常常表現出很大的學習積極性，進行方案匯報時的現場氣氛也很熱烈。此外，由于設計課題涵蓋了這門課程的主要知識點，相應課題方案的初步確定過程也是學生對課程知識的預習階段。這樣可以充分激發他們的求知欲，當教師在課堂上講到相應的知識點時，能抓住學生的注意力，獲得較好的教學效果。

第二階段：主要完成各個章節知識點的講授，這一階段應該注意在課上重點講解如何充分運用教材中的知識完成模塊設計課題，讓學生意識到，這些書本知識并不是抽象的理論知識，只要稍加變通就可以有效地指導生產實際。例如在講到求解高頻功率放大器的題目時，計算電路輸出功率用到公式(1)：200cmVPR=(1)其中P0為電路輸出功率，Vcm為電路輸出電壓幅值，R0為電路負載電阻。而在真正設計功放電路時，電路的輸出功率及輸出電壓幅值常常是已知條件(見表1)，而具體的電路以及電路中所采用元器件的參數如電阻阻值是需要進行計算的。因此只需要將公式(1)轉化為公式(2)：200cmVRP=(2)轉化后即可用于電路中所采用負載電阻的計算。整個課程講授過程都要將知識點具體化，讓學生意識到，只要將這些公式進行簡單的變化(常常是翻轉)就可以用于電路設計過程中元器件的參數計算，從而使學生可以一邊學習課堂知識，一邊將所學知識應用起來，真正做到活學活用。此外，在實驗課中要指導各小組的電路焊接以及調試工作，并監督其設計進度，從而掌握學生對所學內容的理解程度。在這個階段，真正實現了本教學法所強調的理論聯系實際，即學生可以做到邊學習，邊使用，邊檢驗，整個課程的教學效果良好。最后一個階段是課程的結束階段，主要做好各小組課題的驗收工作，并對各小組所設計的模塊進行點評，最后安排一次期終匯報作為整個課堂教學的結束。本教學法已經實踐了兩年，學生對這種教學法的滿意度較高。此外，學生的平時成績與模塊設計課題制作情況掛鉤，因此各學習小組都投入了較多精力用于電路模塊制作，成功率也較高。并且學生通過電路模塊的制作過程也了解到了如何運用課堂所學知識進行電路設計。

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關鍵詞： 組合邏輯電路；電路設計；Multisim；仿真；交通信號燈；監控器

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）29-6625-04

1 概述

數字電子技術已廣泛應用于各個專業技術領域，組合邏輯電路是數字電路重要的組成部分，也是時序邏輯電路設計的基礎，在實踐中被廣泛應用。組合邏輯電路的輸出僅與當前的輸入狀態有關，而與輸入之前的信號狀態無關，因此組合邏輯電路沒有記憶功能，在其電路中沒有反饋延遲電路[1-2]。

Multisim的前身是EWB（Electronics Workbench）軟件，是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的交互式SPice仿真和電路分析軟件，專用于原理圖捕獲、交互式仿真、電路板設計和集成測試[3-5]。Multisim軟件包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

本文以交通信號燈監控器為例，分別運用與非門74LS00、中規模集成數據選擇器74LS151和中規模集成譯碼器74LS138為主要元件設計三種實現監控交通信號燈狀態的控制電路，并利用Multisim 12.0軟件進行仿真測試。

2 組合邏輯電路的設計

2.1 組合邏輯電路設計的一般步驟

組合邏輯電路設計主要是將用戶的具體設計要求用邏輯函數加以描述，再用具體的電路加以實現的過程。組合邏輯電路的設計可分為小規模集成電路、中規模集成電路、定制或半定制集成電路的設計[6]。其設計的一般步驟可用圖1來表示：

1）首先對命題要求進行分析，確定輸入變量、輸出變量的個數和狀態，并以真值表的形式列出；

2）根據真值表寫出邏輯函數表達式；

3）通過邏輯化簡，寫出最簡的邏輯函數表達式；

4）根據邏輯功能要求以及實際情況，選擇合適的門器件，把最簡的表達式轉換為相應的表達式；

5）根據表達式畫出該電路的邏輯電路圖。

2.2 組合邏輯電路的設計方法

組合邏輯電路可以采用分立元件實現，隨著微電子技術的迅速發展和集成電路工藝水平的提高，單塊芯片的集成度越來越高，價格越來越便宜，也可用通過小規模集成電路SSI，中規模集成電路MSI、定制或半定制集成電路等來實現[7]。

本文以監控交通信號燈工作狀態的監控器為例分析組合邏輯電路的設計方法。交通信號燈是交通信號中的重要組成部分，是道路交通的基本語言，每一組交通信號燈由紅、黃、綠三盞燈組成。正常工作情況下，任何時刻必有一盞燈點亮，而且也僅有一盞燈亮。當出現其他狀態時，電路發生故障，這時監控器發出故障信號以提醒維護人員前去修理。

2.2.1 命題分析

根據交通信號燈監控器的工作原理，確定紅、黃、綠三盞燈的狀態為輸入變量，分別用A、B、C表示；取故障信號為輸出變量，用F表示。

假設：A、B、C取1時，表示燈亮，A、B、C取0時，表示燈不亮；F為1時，表示工作狀態正常，F為1時表示發生故障。

2.2.2 列寫真值表

根據命題分析列出邏輯真值表，如表1所示。

計算機工程應用技術＼jxy02.jpg> （1）

運用卡諾圖化簡，可得簡化的邏輯函數表達式：

2.2.4把最簡的表達式轉換為相應的表達式

邏輯電路圖是根據邏輯函數表達式得出的，因此畫邏輯電路圖之前要根據邏輯功能要求以及實際情況確定元件，將最簡的表達式轉換為與所選用元件相對應的表達式。

1）選用與非門實現

選用集成與非門74LS00、74LS20實現交通信號燈監控器，將輸出與輸入之間的邏輯關系轉換為與非表達式。通過表達式變換，得到式3。

數據選擇器是一種多路輸入、單路輸出的邏輯部件。它在控制信號作用下，從多個輸入數據中選一個送到輸出端。式4給出了數據選擇器輸出與輸入的邏輯關系，其中，A0、A1、……Ak表示控制信號，Y表示輸出信號，Di為數據輸入信號，mi為控制信號的最小項表示，2k=n。

從表達式4中可以看出，其輸出實際上是數據輸入與地址輸入的最小項相與的關系，所以數據選擇器可以實現各種組合邏輯功能。選用中規模集成數據選擇器74LS151可實現交通信號監控器。74LS151是八選一數據選擇器，對式1進行變換，可得式5：

[F =ABC+ABC+ABC+ABC+ABC =m0+m3+m5+m6+m7 =m0?1+m1?0+m2?0+m3?1+m4?0+m5?1+m6?1+m7?1] （5）

由式5可以看出，選用74LS151實現交通信號監控器需使F=Y，A=A2，B=A1，C=A0，則有D0=D3=D5=D6=D7=1，D1=D2=D4 =0。

3）選用變量譯碼器實現

變量譯碼器是組合邏輯電路中一個重要的器件，它是一個將n個輸入變為2n個輸出的多輸出端的組合邏輯電路。變量譯碼器的輸出與輸入之間的邏輯關系可用式6表示：

（6）

其中，Yi 是輸出端，mi是關于輸入變量An-1，An-2，……，A0的最小項，0

由于譯碼器電路的輸出列出了該電路的所有最小項表達式，而任何一個組合邏輯電路都可以寫成最小項表達式的形式，因此我們可運用譯碼器電路實現各種組合邏輯電路。選用中規模集成譯碼器74LS138來實現交通信號燈監控器。由于74LS138的輸出是反變量形式，低電平有效，因此變換式1得：

[F=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC=m0+m3+m5+m6+m7 =m0+m3+m5+m6+m7=m0?m3?m5?m6?m7] （7）

使74LS138的三個數據輸入端分別為：A=A2，B=A1，C=A0，且三個使能端有效，則74LS138中的8個輸出可分別與交通信號燈監控器輸出的最小項一一對應。

2.2.5 根據表達式畫出邏輯電路圖

為了便于邏輯電路圖的驗證，利用Multisim 12.0設計邏輯電路圖。根據2.2.4小節中三種設計方法的相應表達式：式3、式5、式7畫出邏輯電路圖，分別如圖2、圖3、圖4所示。

圖2～圖4中的XLC1 為邏輯轉換儀，它是Multisim軟件的一種虛擬裝置，可以接入交通信號燈監控器的輸入與輸出端，測試與驗證其邏輯功能。通過邏輯轉換儀中的“邏輯電路轉換為真值表”的功能分別驗證了圖2～圖4的邏輯功能，得到的真值表相同，如圖5所示，該電路真值表及邏輯函數表達式與設計的要求一致。

2.3設計方法分析比較

選用不同的元件最后設計出的電路形式雖然差別很大，但是實現的邏輯功能卻相同。選用如本文選用的74LS00、74LS20等SSI來實現電路，所用的集成電路芯片數量多，線路復雜，通用性不強，僅能夠適應某一特殊的函數要求。在用SSI設計電路時，要力求邏輯門電路的數量、種類以及輸入端的數量均應達到最少。

選用MSI設計組合邏輯電路，如本文選用的74LS151、74LS138，可以減少元件的數目，具有較強的通用性，可靠性高，易于設計、生產、調試和維護[8]。

3 組合邏輯電路的仿真

對于設計好的組合邏輯電路，不僅可以通過 Multisim中的邏輯轉換儀來驗證，還可以在Multisim窗口中搭建電路來仿真。從Multisim元件庫在已經繪制好的邏輯電路圖中添加電源、地、電阻、發光二極管等電器元件并進行連線，得到仿真電路圖。由于篇幅有限，文中只給出了用74LS138實現交通信號燈監控器的仿真電路圖，如圖6所示。

在仿真過程中，S1、S2、S3三個開關在全部打開、全部閉合以及任意兩個閉合的情況下，發光二極管就會亮，此時表示交通信號燈出現故障。

4 結束語

本文以交通信號燈監控器為例分析了組合邏輯電路設計的過程并進行了Multisim仿真測試?？梢钥闯鼋M合邏輯電路設計中，要實現相同的邏輯功能可根據實際情況選用不同的設計方法；同時，借助于EDA軟件Multisim，可以顯著提高電路設計工作的效率，為組合邏輯電路的設計仿真提供了一定的借鑒方法。

參考文獻：

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