中职数字电路范文

中职数字电路范文（精选10篇）

中职数字电路 第1篇

数字电路是中职电子信息专业同学的一门专业基础课程, 也是集成电路、单片机原理和应用、电子产品整机装配与维修等课程的前提。中职学生, 文化基础薄弱, 思维方法比较单一, 遇到复杂问题有畏难情绪, 往往不能将一个完整的数字电路分析设计出来, 更谈不上创新了。作为教师, 应当重实践, 重视学生动手能力的培养, 多实验而且常注意培养课堂气氛, 提高学生学习兴趣。

二、传统数字电路实验中的弊端

在很多的高校学习数字电路, 也就是让学生进入实验室, 老师将试验的内容和要求写在黑板上, 学生按部就班接线, 最后得出结果, 填写好表格, 记录好数据就算是实验完成了。在这样的过程中学生追求的是数据的正确性, 而忽略了问题的探究和思考, 试问这样的一种学习方式, 怎能体现出学生的自主性, 然而我们现在面临的又是中职的学生, 没有高校学生敏捷的思维和良好的理解能力, 连得出实验结果可能也会存在困难, 实验效果也就可想而知了。这样无法开发学生的创新思维, 久而久之, 学生便产生厌学的情绪, 同时对教学也带来了很大的影响。

三、教学形式的改革

1、数字电路理论部分的教学

数字电路逻辑分析比较乏味、复杂, 中职学生耐性比较差, 一小阶段的讲解后学生的注意力往往就不集中了, 这样明明简单的问题变得特别复杂, 学生不愿配合教师完成教学任务, 因为他们渴望生动、形象、有趣的东西。在刚开始教学时, 有私下问学生为什么学起来那么困难, 学生的回答让我很震惊, 他说是在学“天书”。这对我打击很大。我反思我的教学, 其实是我没有注重我的对象, 即我面对的是中职学生的这样一群体。于是在我的课堂里, 让学生真的“活”起来。

在课堂里, 让学生来“表演”。比如:设计具有优先权的八路抢答器。课题列出来后, 教师将问题列在多媒体上:1、如果要你设计, 这八路抢答器你想设计出什么样的功能, 或者你在生活中见过什么样功能的抢答器?2、实现这样的抢答器需要用到什么核心芯片, 芯片起的作用是什么?3、你能画出电路图吗?4、你能分析出它的逻辑原理吗?5、你能代表你们的小组上台讲述你的设计吗?6、你对今天自己的表现满意吗?小组同学开始讨论, 每个问题可以点名、自愿也可以抢答, 教师在同学们兴奋的同时讲解新的知识, 效果会很好。

同时在教学手段上, 改变枯燥的讲授, 将计算机辅助教学带进课堂, 用声音、图像、视屏的手段将学生的注意力集中在课堂, 知识也会变得直观, 简单、生动有趣。

2、变验证性实验为实践性实验

现在所开设的实验, 基本上都是以验证性实验为主。

验证性的实验在教学中是必要的, 它强化了学生对基础知识的理解和消化, 但是, 我们不能完全停留在验证的阶段, 因为知识的相关性和层次性, 教师可以多设计出具有递进型的问题, 不断的引导学生, 促进能力的发展和知识的掌握, 比如:1、你能用555设计出楼道灯光的定时吗?当按下点触开关后, 6秒后熄灭2、你能用555设计出闪烁灯吗?当按下点触开关后, 灯以1HZ的频率闪烁3、你能用555设计出频率为1KZ的报警吗?4、你能用555设计出两种频率声音的叮咚门铃吗?5、请完成“两只老虎”的音乐演奏。这几个任务可以说是前后相联系, 又是逐渐加深, 对学生的能力要求是越来越高。但是学生是在完成前面的任务基础之上来完成更高的任务的, 符合学生能力发展和认知的规律, 教学效果就水到渠成了, 当然, 这对教师的课前备课提出了更高的要求, 要结合学生的知识水平和年龄特点确定任务, 任务实施如果出现完成不了或者相对简单了, 再做适当的调整。

多设计综合性的实验, 特别是在一小阶段的课程结束后, 需要检验学生的学习效果时。教师提供可选择的课题, 有学生自己完成综合性课题的分析、设计、画图、焊接、调试、报告的撰写。尽管对于中职学生来说, 开始会比较困难, 但是在老师的指导, 同学的帮助下能力会不断的得到提高。这也是企业对于新时代专业人才的要求。

四、教学内容的改革

实验教学教材的改革, 教材的内容主要体现:

1、基础性实验

基础性实验以最典型的案例为主, 强化学生对基础知识的认识和理解。

2、设计性实验

设计性实验是体现出学生动手、联系实际和创新的部分。这个部分多以生活中的实际应用为课题, 让学生体会到知识的实用性, 在设计过程中学生可以求助老师同学, 也可以借助于网络和图书馆的资料, 不仅在课上, 大量的课余时间是学生专业知识水平提升的关键。这个部分的效果检验显然是非常重要的。

3、大型实验

这部分主要面向学有余力、参加市级省级比赛的学生, 这样的实验于强化了学生创新设计能力和实践动手能力, 在实验过程中, 学生独立完成从选题到方案设计, 以及购买元器件、组装调试、报告撰写设计。

五、实验考核模式的改变

反复的实践教学中我还体会到, 利用课题答辩的方式, 由系部主任, 专业老师和学生组成的专家评审团, 对同学制作的课题提问, 学生当场答辩展示, 这种方式极大的提高了学生的学习积极性, 利用课上、课余的时间探索, 发现新知。

六、结束语

在教学中我们只有抓住中职学生的特点, 搞清楚面对的对象, 编写有针对性的教材, 变传统的教师讲授为学生的主动“表演”, 增强课堂的趣味性才能吸引学生, 变纯粹的验证性实验为设计性实验才能符合新课改对学生能力发展的要求, 变百分制考核为课题答辩, 全面提升学生的综合能力。相信这些改变会极大程度影响我们的教学。

参考文献

[1]姚本先:《高等教育心理学》, 合肥工业大学。

[2]王玫:《电子技术技能训练》, 高等教育出版社。

[3]陕西省地方电力 (集团) 公司:《变电运行标准化作业指导书》, 中国水利电力出版社, 2006年。

[4]国家电力公司发输电运营部:《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》, 中国电力出版社, 2001年。

项目化教学在中职数字电路中的试行 第2篇

关键词：项目化教学；课程改革；实践应用

长期从事中职电子专业教育的工作者一定都有这样的深刻体会：看似简单的理论知识，学生理解起来却颇费力气，而且这样的现象一直贯穿在整个的教育教学工作中，让主动教育者很是被动。如何让学生能够对这枯燥的理论知识在感官上接受并在主观上能认可，学好专业课，爱学专业课，这是我们这些教育工作者在教育工作中不断思考、改革、改进、突破的一个研究课题。中职教育电类专业的学生，要培养成为能够直接面向工作岗位、推向生产第一线的技术性人才，这就要求学生在掌握理论知识的同时，要充分地锻炼自己的实践操作能力。当然，在动手能力加强的同时，学习兴趣自然也会随之提高。

社会对中职学生的操作能力提出要求，教育工作者们也深深地感觉到，传统的一支粉笔、一本书的教学模式已经远远无法满足学生能力提高的要求，项目化教学正是在这样的大环境下产生的，本文主要介绍了本人在13级电子技术应用班级实施项目化教学的尝试过程，在教学成果上还是有成效的，共同学习、探讨，以求更大的进步。

在新形势下，各大院校在教学方法上都在实施摸索性的改革，项目化教学是目前很盛行的方法之一，其主旨是将数字电路模块化，即将整本书的内容整合成为几个和生活相关的学生容易理解的实例，把书本乏味的知识贯穿其中，让学生先在具体的生活感受中体会这个项目的成果，在大脑中有一个产品的轮廓，在做中学，在学中做，让离散的知识点，在实例中串烧起来，让学生在操作过程中逐步地去感知书本知识的真正含义和价值，并能够主动地把理解了的知识应用到实践操作中去，恰如其分地做到理论和实践相结合，把被动学习变成真正意义上的主动学习，学生此时就成为主导，成为学习的主人。项目化教学是“行为导向”教学方法的一种，它有固定的开始时间和结束时间，是有目的、有计划的团体合作独立操作的教学模式。教师需要做的工作就是策划、引导、指导、总结的工作。项目化教学策划很重要，教师要根据书本的知识结构，根据大纲的具体学习指南，根据学生的实际情况包括兴趣爱好，对知识点难易程度的理解、学生的知识水平的掌握等情况，提出具有可实施性的项目计划，制订相对应的项目课程。这样的教学理念对于中职的老师来说，是教学手段的一个改革，更是一种突破和挑战，对教师的要求也进一步提高，尤其体现在对书本知识的恰当的把握，能提出合理的项目计划，并且这个计划能够激发学生的学习兴趣和协作意识，之后对整个教学环节能很好地引导和控制，对中职生来说，表面上是拥有了一个较好地而且是相对轻松的学习氛围，但实际上是迎来了更具有挑战性的学习过程，因为中职生本身知识水平有限，整体知识构架的基础薄弱，对知识点的深入理解和变通还需要一个实践过程，这就需要老师的不断指引和同学之间的团队合作相互配合，经过多次的尝试和锻炼，方能见成效。

为了寻找更加行之有效的教学方法，获得很好的教学效果，提高教学的质量，更为了能够激发学生对专业课的学习兴趣，本人在13级电子技术应用班级简单尝试实施了项目教学法，就数字电路的某些章节项目化，以变音门铃的设计和制作为例，其实施步骤如下：

1.明确项目任务：教师分析项目的要求之后给学生下达任务书，让学生根据任务书的要求查阅相关的资料，通过自主学习的方式和团队的合作力量，做好对任务的理解、准备等工作，如果遇到解决不了的问题，可以通过请教老师的方式或者保留到后继的实践中逐步解决，最终能够成功地设计和制作出一个符合任务书要求的变音门铃电路系统。而此次实践的变音门铃就是用NE555集成电路组成的多些振荡器，其任务很简单，就是利用电容的充放电的时间来控制门铃声音的长短。

2.制订计划：学生仔细研读任务书，根据任务书的要求，查阅相关资料之后，制订符合要求的实践操作过程的目标和计划，组员之间可以进行讨论交流，教师参与其中指导，组内成员分工明确，教师审查并给予相应的指导。

3.实施计划:根据制订的工作计划和任务，学生四人一组分成若干组，明确分工。各自再制订符合自身模块要求的计划加以实施，在实施过程中出现的难点，可以通过组内交流和协作的方式消化，经过组装、调试、检测、维修的过程，以期达到制订计划和教师任务书的要求。

4.检查评估:变音门铃电路制作完成之后，学生根据任务单中的各项任务标准和要求，先自我评估，包括焊点的要求、连线是否合理，各个元器件位置是否准确，电解电容的极性与图纸要求是否一致，NE555集成芯片各个引脚接法是否正确，按下按钮时，能否听到符合预先设定的铃声（任务书中的长短音），如何调节门铃的铃声的长短等基本的情况，然后教师再评价，评价时一方面对学生的作品做表面的工艺分析，对学生在制作的过程中出现的问题和需要注意的事项进行分析和点评，另一方面对变音门铃的工作原理进行讲解，对所涉及的理论知识进行分析和总结归纳。

5.总结：教师对这次项目工作整个的过程进行总结，肯定学生认真学习研究的合作精神，不足之处给出中肯的意见和建议。学生同样也对作品、对自己及合作团队在这个项目中的表现进行回顾分析和总结，做好记录和反思。

变音门铃电路的制定和实施，采取项目教学法的理念，通过这样一个小小的而且简单的项目尝试的理念，确实取得了不一样的教学氛围和效果，至少在学生的自主学习和兴趣方面明显是一个跨越，学生真正体会到了自己是学习的主人，自己必须动脑动手才能完成这项任务，分工明确，也就不存在抄袭、模仿等现象了。看到学生个个都在为了自己的计划努力寻找答案埋头苦干的样子，还是很让教师欣慰的。

项目教学法打破了传统的教学方式，相对来说是一种行之有效的教学方法，它具有典型的实践性、自主性、合作性，是一个综合性的教育教学手段。对于中职教育中较为枯燥的专业课程，采取这样的教学手段，学生自主学习的意识越发增强，学生的思维能力得到锻炼，学生的动手操作能力更是明显提高，教学质量自然而然走向一个新的台阶。只有不断地加强教师的教学能力和水平，使项目化教学更加细化和完善，这样一个行之有效的教学方法在中职教育专业课中的应用会更恰当。

中职数字电路 第3篇

在书中的数字电路部分,先讲述了基本逻辑门电路,在此基础上逐步展开集成触发器与时序逻辑电路的阐述。我作为一名中职电子专业教师,经多年的教学实践,发现在讲授数字电路集成触发器这一章节时,学生对集成触发器的电路结构、逻辑功能、实际应用等知识的掌握存在着困难。为了更好地实施有效教学,让学生在有限的学习时间里能更加深刻地掌握更多的触发器知识,本人在教学过程中对数字电路触发器实验验证教学方法进行了尝试。

尝试一:实验验证基本

RS触发器逻辑功能

触发器是一种具有记忆功能并且其状态能在触发脉冲作用下迅速翻转的逻辑电路,现在电路应用中大量使用的是集成触发器,而基本RS触发器,又是各种触发器的基础,故在该知识点的讲授上必须做到细、实、清。现用四2输入与非门74LS00构成逻辑功能验证性电路。

基本RS触发器逻辑功能验证:实验中(图1)按钮开关SB1与SB2处于常开状态,74LS00集成电路2号与4号脚与电源+6V相连,即基本RS触发器R、S脚处于高电平状态 “1”;如果当SB1或SB2闭合时,则74LS00集成电路2号与4号脚与地相连,即基本RS触发器R、S脚处于低电平状态“0”。6脚与3脚为Q与Q输出端,通过限流电阻接V1与V2两发光二极管,输出高电平时二极管发光。按真值表(表1)的顺序按下SB1或SB2,验证触发器输入端R和S相互四种组合,使触发器分别处于置0、置1.不变、不定的工作状态。

尝试二:实验验证

JK触发器逻辑功能

JK触发器是在基本触发器的基础上发展而来的一种单元电路。在集成触发器的各个种类中,JK触发器的功能最为齐全。JK触发器具有置0、置1.保持和翻转功能。在实际应用中,它有着很强的通用性,并且能灵活地转换为其他类型的触发器。如由JK触发器可以构成D触发器和T触发器等,因此对于熟练掌握主从型JK触发器的功能特点就显得尤其重要。用74LS73A双JK触发器(带清除端)集成电路构成逻辑功能验证性电路。

如图2所示,74LS73A是一款双JK触发器,集成电路7.10脚双别为J、K输入端,5.6脚分别为时钟脉冲输入端与清除端,将以上四脚通过四个电阻R1、R2、R3、R4接电源正极,相当于输入高电平。集成电路9、8脚分别为输出端Q和Q ,接发光二极管V1与V2,按下SB4给触发器输入清除信号,按下SB3一次相当于输入一个负触发脉冲。再根据真值表(表2)的顺序按下SB1或SB2,验证触发器输入端J和K互四种组合,使触发器分别处于置0、置1.不变、翻转的工作状态。

尝试三:实验验证

D触发器逻辑功能

D触发器是时序电路中的基本记忆单元,广泛应用于各种时序逻辑电路之中,目前国内生产的D触发器主要是维持阻塞型触发器,能有效地克服空翻现象,现用集成电路74LS741构成D触发器逻辑功能验证性电路。

如图3所示,集成电路74LS741是具有置位和复位功能的双D触发器,为时钟脉冲上升沿触发有效,现将集成电路2号引脚(D1脚)和3号引脚(CP1脚)上端通过电阻与电源相接,相当于接高电平,下端通过SB1.SB2与地相连。输出端5.6号引脚(Q、Q)通过限流电阻与发光二极管V1.V2相连。置位端RD、SD接于高电平,下端通过SB3.SB4与地相连,按下SB3或SB4,可以将触发器直接置0或置1。再根据真值表(表3)的顺序按下SB1.SB2,验证触发器输入端D的两种组合,使触发器分别处于Qn+1=D的工作状态。

有关数字电路创新教学的思考 第4篇

【关键词】 数字 电路 创新 教学

前言：

21世纪是一个信息化的时代，这个信息化我们又称为是数字化时代，在当今的数字化的地球中，人们对数字化这个概念以及是很了解了，现在的人们已经是和数字紧密的联系起来了，像我们每一个人的身份证号码、手机号、银行卡号等等，现在的数字已经不完全是1、2、3了，他已经发展到了用数字标记以及管理社会。今后，我们的生活就是用数字代码来运用以及管理的，这些复杂的信息资料是可以用一些简单的数字来代替的，因此有了这些的基础就会给我们的生产以及生活带来很大便利，担任这项任务就是运用数字电路为基础的一些数据的采集以及分析等等管理系统。

1. 数字电路教学现状

1.1我们传统的数字电路实验教学是依照课程的顺序来进行开课的，就是根据实验的目的以及课程的设计实验等，这些都是围绕着一些基础的理论性的东西来设计的实验的，这样的实验一般是小规模的电路实验，大规模的实验是比较少的，同时也不会考虑到每个实验之间的连接，学生往往缺少大型数字电路实验的训练机会，这样都是不会培养出学生的综合能力。这样的实验是不会培养出当代高素质人才的，也不符合我国素质教育以及创新能力陪养的要求。现代的新型实验的实验结构这些都是在实验的内容上在不断的深化，而且还需要体现实验的系统性综合性和创新性。

1.2当前我们所开设的数字电路实验的一些基本的内容，几乎都是对某些理论性教学来进行的简单验证和基础实验的技能训练，在实验的内容上是很老化的，在手段的运用上也是比较单一的。以往传统的验证性实验虽然可以加深学生对理论知识的理解，但仍届于获取间接知识的渠道。当学生进行传统的验证性实验时知识结论已先入为主地占据了学生的头脑，当实验数据与理论不相符合时，学生往往不去追求事实的真相，而是违背认识以理论为本，去修正实验数据，重蹈理论第一的覆辙的规律。而高校人才的培养则应使学生通过实验亲身体验直接知识的获取，并从中接受和理解间接知识，真正懂得实践才是获取真知的主要渠道。

2. 数字电路的特点：

数字电路中只处理二进制中的“0”和“1”两种信号，“0”表示信号无，“1”表示信号有。从电路硬件这一角度上讲，电子电路中的元器件特别是三极管只工作在有信号和无信号两种状态，也就是数字电路中的三极管多伴工作在开关状态，不像模拟电路中的三极管工作在放大状态。数字电路是实现逻辑功能和进行各种数字运算的电路。数字信号在时间和数值上是不连续的，所以它在电路各只能表现为信号的有、无两种状态。数字电路中用二进制数“0”和“1”来代表低电平和高电平两种状态，数字信号便可用“0”和“1”组成的代码序列来表示。因此，学习数字电路首先要了解有关二进制数知识，否则对数字电路的分析将寸步难行。

3. 数字电路技术教学创新改革具体方案

3.1加强实验环节，培养学生分析、设计、组装及调试数字电路的基本技能。除了要求学生独立完成验证性实验和综合性、设计性实验外，还要求学生掌握小型实用数字系统的设计方法，能够独立的完成设计和调试过程，提高学习横的科学素养，增强创新意识，为后续专业课的学习和今后的工作打下良好基础。

3.2课程实验作为课程教学的一部分，起着巩固所学理论知识、培养动手能力的重要作用，实验教学改变了以验证理论实验为主的模式，硬件电路、基础实验到电子系统设计实验和创新实验的不同层次的实验。将电子设计竞赛等课外科技活动与实验教学紧密结合，注重培养学生的综合应用能力、工程实践能力和创新能力。实践环节以设计性为主，较好地培养了学生的动手能力与创新意识。通过更新实验内容、使实验和课程设计向综合性、设计性和开放性发展。课程设计题目多样性和自创性，针对不同层次的学生，提供多个可选择的设计题目，鼓励学生自创课题。课堂教学与课外教学相结合。利用我校多个实习基地，带学生到现场考察利用数字技术生产的各种通信和家电产品，通过对现场工艺文件和图纸资料的学习，进一步理解数字技术的应用，并引导学生提出自己的电路改进措施和方案。

3.3加强师资队伍建设。建设一支高水平的师资队伍不仅是搞好课程改革的前提，也似乎整个高等教育改革发展的重点和难点。为此，本课程在教学队伍组成上，注意选拔治学严谨，敬业奉献，热爱教育的教师承担教学任务。同时，定期开展教学研究活动，加强教学研究交流，为年轻教师制定切实可行的培养计划，配备教学经验丰富的指导教师。

3.4现代教育教学技术的使用。利用网络实施教学已经成为数字电路实验教学改革的内在需求。建立课程网站，充分发挥现代教育技术的优势，可以激发学生的学习兴趣和能动性。通过网站，可以为学生提供全部课题的相关资料、参考文献、网络实验内容，为学生的课前预习、课堂实验、课后总结和实验报告的撰写创造条件。学生还可以在网上进行虚拟实验解决实验室空间和时间有限的问题，将课堂进行有效的延伸。另外，网站还为教学交流提供了良好的环境，教师可及时发布教学信息，包括教学资料、教学安排、教学内容等，学生也可以及时反馈意见，教师进行在线辅导，拓宽了师生交流的平台。

3.5数字电路实验教材的建设。根据数字电路实验教学内容的改革，应该编写一套能体现现代教学思想和教学内容、体现数字电路实验教学特色的教材。以适用于不同的专业和不同层次的学生。在编写实验教材过程中，应明确教材使用对象所处实验技能训练阶段，引入新器件、新技术、新工艺和新方法。所选实验内容的次序及所选实验，教师都要反复验证过，以达到真正培养学生实验能力的目的。

结语：

总之，在数字电路的教学过程中，我们老师应该充分的加强对实验的教学，以及还有一些创新的教学方法，这些都会大大的提高我了学生的学习兴趣，进而使学生学习的效率得到了很大的改善，从而真正的达到了掌握这门课程教学的目的。

参考文献：

[1] 罗亚辉 李旭 康江 匡迎春.论电子学实验教学与创新能力的培养口[J].夸目科苑.2008.01.

[2] 熊娟 张晓伏.谈数字电路实验教学的改革[J].天中学刊.2010.04.

[3] 张兢 李成勇 李雪梅 徐伟.基于虚拟仪器技术的数字电路实验系统的设计与实现[J].重庆理工大学学报（自然科学）.2010.06.

中职数字电路 第5篇

由于学生在模拟电路的实习中已做过模拟循环灯电路, 为了使学生更好地掌握新的知识内容, 现将模拟循环灯与数字循环灯电路 (见图1、图2) 进行对比讲解。

将两个电路放在一起, 对学生进行提问:哪个电路简单?哪个电路的元器件少?有谁了解计算机的发展史?

由计算机的发展史让学生了解到, 集成芯片是在模拟元件之后发展起来的。集成芯片是把电子器件集成在一块半导体材料上制作而成的。集成芯片的出现和发展将使电子产品朝着越来越小的方向发展。

二 了解集成芯片

在对电路图有了了解之后, 对电路中主要元件 (集成芯片) 进行讲解。

首先, 介绍芯片555的管脚图 (见图3) 。以555芯片为例, 讲解芯片管脚及管脚顺序的识别方法 (见图4) 。

其次, 以4040、4017为例, 介绍芯片的电源、接地、CLK、RST、ENA管脚的功能。

最后, 总结芯片中电源、接地管脚位置 (大部分芯片的最大管脚为电源脚、电源脚对角线的管脚为接地脚) 。芯片正常工作电源与接地必须连接好。对于芯片, 需要了解输入、输出的管脚, 输入信号与输出信号之间关系, 以及芯片正常工作需具备的条件。

三 电路分析

在学生了解数字芯片的管脚和功能之后, 对每个芯片及周围元件组成的电路进行分析讲解。

1. 电路框图 (见图5)

2. 电路工作原理

第一, 时钟信号电路。该电路的主要器件是555定时器, 由它外接R1、R2、C1和C2构成, 是一个多谐振荡器, 产生的数字周期信号T=0.7 (R1+2R2) C1, 该周期信号送到分频器CD4040的CLK端。

第二, 分频器。分频器的作用是将时钟信号电路产生的信号进行频率变换。CD4040计数工作时, Q1是CP脉冲的二分频;Q2又是Q1输出的二分频……所以有T1=2T, T2=2T1=4T, …, TN=2nT。

第三, 分配器。分配器的作用是将连续的周期信号一一取出来, 然后顺序输出。CD4017输出高电平的顺序分别是3、2、4、7、10、1、5、6、9脚。本电路只接3、2、4、7脚作输出, 10脚接复位端RST, 工作中当10脚为高电平时电路复位, 输出又可以按3、2、4、7脚的顺序输出高电平, 这样发光二极管被循环点亮。

第四, 四路发光二极管。选用不同颜色的发光二极管构成循环彩灯。

四 调试电路

在电路原理讲解完之后, 引导学生去思考电路的调试方法和调试步骤。并总结如下:第一, 通电前检查。用万用表检查元件管脚有没有错连、没连上, 各芯片是否都接电源和地, 检查+5V电源与接地端是否有短路现象。第二, 通电中检查。按照电路信号流程, 从左到右检测每一部分电路的信号输出是否正常。如果输出不正常, 检查芯片正常工作的条件是否具备。

五 提问

问1:如何能加快循环灯的循环速度?问2:要增加一路发光二极管, 应如何修改电路?问3:如何减慢循环灯的循环速度?通过以上提问检查学生对电路的掌握程度, 同时可以引导学生对电路的进一步分析。

六 结束语

通过数字循环灯电路的实习教学, 让学生了解数字电路的特点, 并掌握数字电路的分析方法。过程中注意培养学生独立思考和分析的能力, 使学生从被动接受到自主学习, 真正提高学生能力。

摘要：在职业技术学校电子实习的教学中, 模拟电路实习结束后, 将开展数字电路的实习教学。为了使学生在数字电路实习中掌握得更好, 现以“数字循环灯电路”为例来探究此教学进程。

中职数字电路 第6篇

关键词：成型设计,接口设计,安装调试

电子电路的成型设计,是产品走向市场十分关键的一步。当年, 三星手机正是凭借其美观实用的外形设计赢得了大量的客户群,为它迅速攻占手机市场奠定了重要的基础。

1电路成型设计

电路成型设计就是要把电路做成什么样子。电路成型设计依据的是产品的需求,一般来说是产品的外形需求,当然要考虑到产品的可靠性,制作的可行性,安装调试维修的便利,还有价格等等诸多方面。本电路设计成为功能控制板和显示板这两部分,板上的元件都选用贴片元件,板间用通孔排针(座)相连。这样设计,显示板还可以用来连接其他种类的功能控制板(如单片机控制),以实现更多的功能。

1.1 LED显示板设计

既然是实用教学数字电路时钟,即在教室或家庭房间里使用, 一般要求在10米开外能够清晰的看清显示数字。这里,兼顾了美观和实用以及电路设计制作的可行性,设计每个显示数字的高度为8厘米,宽度为6厘米,形成整机面板(PCB)的高度为11厘米, 宽度为24厘米。而面板及背板配以6mm的茶色亚克力板,用装饰螺杆螺帽组装成整机外壳,既美观大方又是的显示字看上去比较柔和。

根据所定显示字的尺寸和电路功能,整个显示电路设计成为四位共阴动态扫描显示电路。而每个笔段时间成用四个5050贴片LED一字排列而成。5050贴片LED的内部有3个超高亮LED。 这里的LED工作压降为3.2V-3.6V,工作电流为5m A-20m A,若以每个LED电流为10m A计算,每个字的笔段全亮电流可以达到960m A,这里选用了标称电流为1500m A的贴片三极管8050和8550来驱动LED,如图1所示。图中,选取电阻R的不同阻值, LED中的电流就不同,发光亮度也不同。

1.2电路接口设计

本电路设计成为功能板和显示板两部分,这两块板之间的接口,以及功能板上的电源接口的设计就要考虑周到。

两块板之间的接口,功能上分段码接口和位码接口,这里把段码和冒号驱动合在一起一字排开,把位码接口和电源、地线接口合在一起一字排开,形成两个直排8位接口。虽然功能板和显示板都设计成贴片元件为主,这里段码接口和位码接口还是设计成为100mil间距的通孔排针(座)SIP8,两组排针(座)的摆放位置也尽量排在班子的边缘,这样设计的目的是既可以保证控制信号传输的可靠性,又可以用排针(座)来固定功能板。

本电路的功能板上,板子的正面和反面各有一组段码接口和位码接口,这样就可以在用固定排针(座)连接一块显示板的同事,用杜邦线连接功能板和另一块显示板,可以实现“一拖二”, 做成双面显示时钟。

本电路在电源设计上也有新颖之处,采用贴片USB-MINI座作为电源接口,这就可以用现在随处都可以找到的USB-MINI线连接手机充电器的转换头对电路供电。

本电路还合理的安排了外接按钮接口和遥控接口的位置,便于整机安装调试和维护。

2电路安装调试

经实际安装测试,本电路设计得很可靠,只要元器件摆放位置正确,焊接时无虚焊、漏焊、短路现象,无需调试,电路制作都能够成功。但学生制作往往是新手,贴片元件的焊接不过关, 也会出现这样那样的问题,出现了问题学生一时不一定能够排除。

常见故障现象一:通电只有一个数码管显示“0”。问题出在秒产生电路,往往是晶振不振荡,可能是晶振焊接有问题,或振荡、 分频芯片摆错、摆反或焊接有问题,也有可能是芯片在焊接时被过烫损坏。

常见故障现象二:通电只有四个数码管显示“0”,冒号正常跳动,校时校分正常,但不能正常时分计数(钟不走)。问题出在秒计数电路上。查时什么原因秒计数电路不工作,或分信号传输是否有问题。

常见故障现象三:每个数码管上都在相同的位置上少一笔。 是对应的那笔的信号传输出问题,或对应的驱动三极管出问题了。

常见故障现象四:无法校时或无法校分。这是相应的二极管或门电路出问题了,查一下是否有元器件漏焊、虚焊, 是否有二 极管接反,是否有二极管杯烫坏。

3结束语

高速数字电路系统概述 第7篇

高速数字电路通常是指由于信号的高速变化而使得数字电路中的模拟特性如导线的电感、电容等发生作用的电路。一般认为, 工作频率超过50MHz的电路是高速电路。还有一种定义方法是根据信号边沿变化的速度来定义。信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高, 是信号快速变化的上升沿与下降沿 (或称信号的跳变) 引发了传输的非预期结果。因此, 通常约定如果线传播延时大于驱动端数字信号上升时间的1/2, 则认为此类电路是高速电路, 并产生传输线效应。

高速信号的定义也可以由信号的上升沿速度决定, 设Tr为信号上升时间, Tpd为信号线传播延时, 定义为:当Tr≥4Tpd, 为安全区域;当2Tpd≤Tr≤4Tpd, 信号落在不确定区域;当Tr≤2TPd, 信号落在问题区域。

对于落在不确定区域及问题区域的信号, 会出现信号质量的突变。一般认为, 上升时间小于4倍信号传输延迟时间的信号可视为高速信号, 设计时应采用高速数字电路的设计方法。

2 时间和频率

在低频时, 普通互连线可有效地将两电路短路。而在高频时情况则不同。在高频时, 仅有宽而平的导体能短路两个电路。相同的一根导线在低频情况下能有效地短路电路, 而在高频时这根导线会产生太大的电感以至于它不能用来使电路短路。我们可以用它作为高频电感线圈而不能作为高频短路电路。一个10-12Hz的正弦波需要30C联]年完成一个周期。在10-12Hz时, 晶体管-晶体管逻辑门电路 (TTL) 的正弦波在一天变化少于l V的百万分之一。这是一个非常低的频率, 但也不是全为0。如果把频率大幅度提高, 时间周期会变得非常短, 某些电气参数将会发生变化。例如, 在1KHz时, 一段短的接地导线经测量得到的电阻是0.01Ω, 而由于趋肤效应, 在1GHz时其电阻增加到了1.0Ω。不仅如此, 还得到了50Ω的感抗。

为了从频谱角度分析问题, 引入转折频率 (记为几动的概念。对于任何数字信号, 转折频率与其数字边沿的上升 (和下降) 时间有关, 而与它的时钟速率无关。

上式中, Fknee为转折频率, 数字脉冲的大部分能量集中在该频率以下。Tr为脉冲上升时间。上升时间越短, 转折频率越高;上升时间越长, 转折频率越低。

任何数字信号的时域特性主要由Fknee频率以下的信号频谱决定, 根据这一原理, 我们可以定性地推导出数字电路的两个重要特性:任何在Fknee频率以内 (包括Fknee频率) 具有一个平坦频率响应的电路, 可以允许一个数字信号凡乎无失真地通过。数字电路在Fknee频率以上的频率特性对于它如何处理数字信号几乎没有影响。

3 时间和距离

电信号在导线和印刷电路板走线中的传播速度取决于其周围的介质。传播延迟的大小以皮秒瑛寸印s方对为单位, 它是传播速度的倒数。导线的传播延迟与其周围介质的介电常数的平方根成比例增加。导线的时间延迟仅指信号传播过整个线长所用的时间总量。下列公式表明了传播速度、传播延迟、时间延迟和介电常数之何的关系:

其中, v为传播速度, c为光速, εt为介电常数, x为传输线长度, PD为传播延迟, TD为信号在传输线上传播x长度的时间。

布线的几何结构决定了其电场是驻留在电路板内还是进入空气中。当电场停留在电路板中时, 实际的介电常数增大, 因而信号传播较慢。当一个电路走线的环绕电场被封闭在电路板内两个地平面间时, 其环绕电场完全驻留在电路板内。对于典型的FR-4印刷电路板材料, 形成的实际介电常数为4.5。当电路走线位于印刷电路板的外表层时 (外层走线) , 它的电场一部分存在于空气中而另一部分存在于FR-4基板材料中, 由此形成的介电常数一般在2.8和4.5之间。因此, 印刷电路板外层走线的传播速度比内层走线快。

4 四种类型的电抗

有四个电路概念将高速数字电路与低速数字电路区分开来, 它们是电容、电感、互容和互感。这四个概念是描述和理解数字电路元件在高速电路中的特性的基础。

在高速数字电路中通常使用阶跃响应来研究电容和电感。通过观察阶跃响应并运用以下三个经验法则, 可描述出被测设备的特征:电阻器显示的是一个平坦的阶跃响应。在计时起点, 输出电压上升到一个固定值并保持不变。电容器显示的是一个上升的阶跃响应。在计时起点, 阶跃响应从零开始, 但随后上升为一个满幅值的输出。电感器显示的是一个下降的阶跃响应。在计时起点, 输出立即升至满幅值, 随后逐渐衰减到零。阶跃响应作为时间的一个函数, 我们可以根据其是否保持为常数, 上升还是下降, 就可以描述任何一个电路元件的特性, 并且分别将这些元件划分为电阻性的、电容性的或电感性的。电抗的效应 (电容和电感) 可以进一步细分为普通的和相互的两种类型。普通类型的电容和电感描述的是独立电路元件似端器件) 的特性。互容和互感的概念描述的是一个电路元件对另一个电路元件的影响。在数字电路中, 互容和互感通常会引起不必要的串扰, 我们应该尽量使其最小化。

5 高速数字电路的信号完整性定义

信号完整性 (Signal Integrity, 简称SI) 是指在信号线上的信号质量。差的信号完整性不是由单一因素导致的, 而是板级设计中多种因素共同引起的。主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等。源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射, 负载会将一部分电压反射回源端。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素均会导致此类反射。

信号的振铃和环绕振荡由线上过度的电感和电容引起, 振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。在电路中有大的电流涌动时会引起地弹, 如大量芯片的输出同时开启时, 将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过, 芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声, 这样会在真正的地平面上产生电压的波动和变化, 这个噪声会影响其它元器件的动作。负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。串扰是两条信号线之间的祸合, 信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性祸合引发祸合电流, 而感性祸合引发祸合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。

6 特性阻抗

传输线的特性阻抗与定义为线上任意点电压波和电流波的比率, 即V/I=Z0。图1所示为一条传输线的二种表示法。图1a所示为用RLCG*单元建模的长度为dz的传输线微分段, 并且用一个阻抗为Z0的器件终结。RLCG单元的特性阻抗被定义为电压V和电流I的比率, 如图1a所示。假定负载而完全等于RLCG单元的特性阻抗, 图1a所示可以用图4b所示的无限长传输线表示。图1a中的终端岛简单表示了组成整个传输线模型的无限个阻抗为Z0的附加RLCG片段。从电压源看过去, 图1a和b是没有区别的。利用这个简化就可以导出无限长传输线的特性阻抗。

为了导出传输线的特征阻抗, 必须分析图2.4a, 假定线的特征阻抗等于终端阻抗Z0, 求解图4a的等效电路的输入阻抗得到等式:

其中, R为每单位长度欧姆, L为每单位长度亨利, G为每单位长度西门子, C为每单位长度法拉, 而ω为每秒弧度。

摘要：随着微电子技术的快速发展, 高速数字电路器件不断涌现, 在如今的电子设计领域, 高速数字电路设计已逐渐成为主流。当系统工作在如此高的速度时, 将产生传输线效应和信号的完整性问题。合理设计电路, 消除或者减小以上影响信号完整性的因素, 提高高速数字信号的信号质量, 是目前高速数字电路设计工程师所面临的主要问题。

关键词：高速数字电路,阻抗,频率

参考文献

[1]陈飞.PCB高速数字设计中的阻抗控制IJ].电子产品世界.2003, 4

[2]郝志松, 阂洁, 陈晖.高速数字电路的传输线效应分析[J].无线电通信技术.2005, (5)

数字电路如何抗干扰 第8篇

一、探讨形成干扰的三个基本要素

(1) 干扰源, 指产生干扰的元件、设备或信号, 用数学语言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

(2) 传播路径, 指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3) 敏感器件, 指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器, 单片机, 数字IC, 弱信号放大器等。

二、抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源, 切断干扰传播路径, 提高敏感器件的抗干扰性能。抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt, di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则, 常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。

三、抑制干扰源的常用措施如下:

(1) 继电器线圈增加续流二极管, 消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后, 增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。

(2) 在继电器接点两端并接火花抑制电路 (一般是RC串联电路, 电阻一般选几K到几十K, 电容选0.01u F) , 减小电火花影响。

(3) 给电机加滤波电路, 注意电容、电感引线要尽量短。

(4) 电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容, 以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线, 连线应靠近电源端并尽量粗短, 否则, 等于增大了电容的等效串联电阻, 会影响滤波效果。

(5) 布线时避免90度折线, 减少高频噪声发射。

(6) 可控硅两端并接RC抑制电路, 减小可控硅产生的噪声 (这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的) 。

四、按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。

所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同, 可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播, 有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大, 要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离, 用地线把它们隔离和在敏感器件上加屏蔽罩。

五、切断干扰传播路径的常用措施如下:

1) 充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好, 整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器, 以减小电源噪声对单片机的干扰。比如, 可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路, 当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。

(2) 如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件, 在I/O口与噪声源之间应加隔离 (增加π形滤波电路) 。控制电机等噪声器件, 在I/O口与噪声源之间应加隔离 (增加π形滤波电路) 。

(3) 注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近, 用地线把时钟区隔离起来, 晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

(4) 电路板合理分区, 如强、弱信号, 数字、模拟信号。尽可能把干扰源 (如电机, 继电器) 与敏感元件 (如单片机) 远离。

(5) 用地线把数字区与模拟区隔离, 数字地与模拟地要分离, 最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则, 厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。

(6) 单片机和大功率器件的地线要单独接地, 以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。

(7) 在单片机I/O口, 电源线, 电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器, 屏蔽罩, 可显著提高电路的抗干扰性能。

六、提高敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取, 以及从不正常状态尽快恢复的方法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下:

数字电路项目化教学全过程 第9篇

【摘 要】本文以数字电路课程当中的实训项目《八路抢答器》为载体，详细阐述了项目化教学的全过程。

【关键词】数字电路；项目化教学

1、引言

我国高职教育的人才培养目标多年来一直处在变化不定之中，从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”到后来的“实用型人才”，再到现在提出的“高技能人才”。但是我想不管是哪一种，都离不开“动手”二字，所以培养学生的动手能力是高职院校的教师教学很关键的一个环节。而如何让学生更愿意动手并且有条理、有目的地动手呢？本文引入“项目化教学”[1]，项目化教学，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目化教学把学生由被动接受知识的客体转变为参与教育过程的主体，教师只是起咨询和引导的作用，项目的内容和任务由学生和教师共同讨论确定，因而能够受到大部分学生的喜爱，激发学生的学习兴趣。

2、《数字电路》项目化教学的实施步骤

本文就通过《数字电路》这门课程的项目化教学来具体阐述。本文以《八路抢答器》这个项目为载体，具體设计教学方案。教学方案包含以下五个步骤：提出项目任务、知识梳理、资料查阅、项目实施、检查评估。在具体教学实施过程中，由教师先布置工作任务要求，介绍项目的应用环境，讲解预备知识，学生自己通过图书馆、电子阅览室、互联网查找相关的资料知识，形成设计思路，制定出方案，之后学生自己设计实施，用multisim仿真软件验证方案。学生在具体实施过程中要随时填写过程检查记录单，教师最后进行检查和评估。检查的形式可以有多种，比如可以让每个小组向其他组讲解设计思路，可以起到引导学生取长补短、互帮互学、进一步提高分析和解决问题的能力，然后教师给出评价结果，并指出设计中的亮点和不足，提出进一步改进的方案，使项目的评价总结过程成为学生一个学习、提高的过程。

《八路抢答器》[2]教学设计案例

教学领域——数字电路（如表）

3、《数字电路》项目化教学的教学效果和反思

和传统的教学模式相比，项目化教学不仅能够帮助学生从总体上把教材的知识点连接起来，使之构成一个应用整体，从而让学生更好的掌握并运用相关的理论知识，而且大大提高了学生学习《数字电路》课程的兴趣，具体体现在课余时间提问和主动学习《数字电路》的学生人数增多了，期末考试总评成绩也提高了。但是项目教学法作为一种新型的教学方式，对学生和教师都有一定的挑战性，有待于在不断的探索和实践中逐渐完善。本文将项目化教学引入到数字电路的教学过程中，取得了良好的效果，但是也发现了一些问题值得进一步的探索和研究。

作者简介：

余丽萍（1985-），女，汉族，江西进贤人，南昌航空大学自动化学院06级信号与信息处理硕士研究生，研究方向：图像处理与模式识别。

文辉（1979-），男，汉族，江西萍乡人，江西信息应用职业技术学院计算机技术系网络教研室教师，研究方向：计算机应用。

参考文献：

[1] 程有娥.浅谈项目教学法在高职课程教学中的应用[J].吉林工程技术师范学院学报，2006（08）：52-53.

[2] 白静. 数字电路逻辑设计课程的教学实残研究[J]. 电气电子教学学报，2007.

数字电路的功耗优化分析 第10篇

1.数字电路低功耗分析

为降低数字电路总体功耗,对其低功耗技术进行分析时,主要可以从低功耗电路设计和低功耗EDA软件两个方面着手,其中低功耗电路设计关键是速度、面积等因素,就电路实际运行现状,选择适当手段进行优化,降低电路运行功耗。将低功耗技术应用到电路设计不同阶段,可以对数字电路设计进行划分,包括系统级、算法级、寄存器传输级、逻辑门级、版图级、电路级,每个层次均对应着低功耗技术,优化效果也存在一定差异。电路低功耗设计层次越高,则具有越大的优化空间,对应不同设计层次,多选择用动态功耗优化和静态功耗优化两种方法。其中,动态功耗大小受电路电压、电路翻转次数、电容等影响,在设计时可以针对降低供电电压、减小电路负载电容、降低时钟频率以及降低电路平均翻转次数等方面优化[1]。静态功耗形成主要受工艺影响,设计时需要重点控制工艺参数,优化技术如工艺控制阀、输入向量控制阀、阈值电压控制法以及电源电压控制法等。

2.数字集成电路低功耗优化技术

■2.1工艺级功耗优化

2.1.1封装技术

对电路芯片进行封装处理,使其与外界环境保持隔离,避免环境中存在的杂质腐蚀芯片而影响其电气性能,同时对芯片功耗也有较大影响。对芯片进行合理封装处理后,可以提高其散热效果,降低功耗。例如多芯片系统,芯片间接口单元占据较大比重功耗,应用MCM技术可以降低I/O功耗,减少片间互连线长度以及互连寄生电容,减少电路延时同时降低系统功耗[2]。

2.1.2比例缩小技术

数字电路集成度不断提高,器件尺寸与电容减小,且芯片间通信量降低,能够有效降低功耗。应用按比例缩小技术,不仅可以对晶体管进行比例缩小,还可以对互连线进行按比例缩小设计。缩小器件关键参数一个无量纲因子时,器件性能不变,且可以应用紧缩小沟道长度,其他参数不变的栅压缩技术对器件进行横向缩小,达到缩短延时时间及降低功耗目的。互连线比例缩小一般是缩小所有尺寸,或者是不改变线高,同时会造成边缘电容增加,存在延迟问题。如果选择应用此种技术降低电路功耗,需要重点分析其对电路可靠性的影响,并且尺寸缩小会加重噪声。

■2.2版图级低功耗优化

版图级低功耗优化需要同时对器件和互连进行优化,在数字电路集成度提高基础上,器件优化技术水平也在提高,器件尺寸越来越小,功耗也逐渐降低,开关速度增加,从此方面对电路进行优化设计时,需要根据实际情况来选择合适的器件优化。互连即连接各个器件的导线,对整个系统性能有着重要影响。数字电路集成度提高,晶体管开关速度增加,且导线横截面积降低,互连阻抗增加,导致导线RC延迟增加。同时导线间距减小,相互间串扰与感应耦合更为严重,设计时需要提高此方面重视。在对信号进行布线时,可以将电源、地和关键信号,以及高活动性信号以横截面大、间距大顶层金属布线,来降低系统运行功耗,并缩小延时。

■2.3电路级低功耗优化

2.3.1动态逻辑

数字电路存在多种逻辑结构,如静态逻辑、动态逻辑等,之间存在明显的差异。静态数字电路每个输入都要连接到一个MOS管上,逻辑功效大。而动态数字电路逻辑分为N沟道动态MOS逻辑与P沟道动态MOS逻辑,逻辑功能主要包括NMOS管陈列组成的PDN,所需晶体管数量比较少,且因为负载电容低且无短路电流,开关速度更快[3]。另外,电源与地之间无电流通路,不存在静态功耗,进而能够降低电路功耗。

2.3.2异步电路

异步电路受严格统一全局时钟控制,完成逻辑状态翻转。时钟频率分析需要结合电路延时特点,进而会产生不必要的功耗。异步电路用于时序电路时无统一时钟,输入信号基本上是在稳定状态下才会翻转,避免了输入信号间造成的竞争冒险,减少了功耗的同时避免伪跳变。

■2.4门级低功耗优化

2.4.1公因子提取

逻辑综合过程中,应用公因子提取方法可以实现逻辑网络的简化设计,且减小电路翻转、降低逻辑深度,对提高电路稳定性,降低功耗具有重要效果。在电路设计中,对于相同逻辑功能,可以选择不同逻辑结构设计,但是不同逻辑结构实现,高翻转率信号越接近输出端,经过器件越少,信号驱动负载也越少,电路功耗越低,且电路运行稳定性增强。

2.4.2单元映射

单元映射的实现,即电路设计时从门级网表到逻辑单元布局布线过程。基于图模式匹配逻辑单元映射等合理映射算法,以及合理映射而工具,可以有效降低电路功耗。对单元映射来说,手工输入对电路进行门级综合时,应用低功耗特性单元库可以从一定程度上降低电路损耗。并且,较小负载电容逻辑单元内部安排较高活动性节点,也可以达到降低电路总体功耗的效果。

3.结束语

随着专业技术水平的不断提高,近年来数字电路芯片集成度不断提高,但是芯片总体功耗一直持高不下,已经成为数字电路专业重点研究内容。结合数字电路特点,分析其常用低功耗技术,从多个层次对电路系统进行优化设计,对系统进行优化效果分析,确定数字集成电路低功耗设计方法,在提高电路运行稳定性的同时,降低其综合功耗。

摘要：功耗作为数字电路设计研究的要点,需要从技术角度出发,对各影响因素进行分析,运用低功耗技术对电路进行优化设计,提高电路性能。本文结合数字电路功耗特点,确定了电路低功耗设计方向,并重点分析了低功耗技术要点以及其在数字电路优化设计中的应用方式。

关键词：数字电路,功耗优化,电路设计

参考文献

[1]蒋文栋.数字集成电路低功耗优化设计研究[D].北京交通大学,2008.

[2]王璐璐.数字电路功耗分析及优化的研究[D].吉林大学,2013.