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電子電路設計范文第1篇

計算機系統所要求解決的問題日趨復雜，與此同時，計算機系統本身的結構也越來越復雜。而復雜性的提高就意味著可靠性的降低，實踐經驗表明，要想使如此復雜的實時系統實現零出錯率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統的容錯性能：即系統在出現錯誤的情況下的適應能力。對于如何同時實現系統的復雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍本。人體是迄今為止我們所知道的最復雜的生物系統，通過千萬年基因進化，使得人體可以在某些細胞發生病變的情況下，不斷地進行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機理，科學家們研究出可進化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可進化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構消除錯誤，而且可以在設計要求或系統工作環境發生變化的情況下，通過自我重構來使電路適應這種變化而繼續正常工作。嚴格地說，EHW具有兩個方面的目的，一方面是把進化算法應用于電子電路的設計中；另一方面是硬件具有通過動態地、自主地重構自己實現在線適應變化的能力。前者強調的是進化算法在電子設計中可替代傳統基于規范的設計方法；后者強調的是硬件的可適應機理。當然二者的區別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個方面的問題。

對EHW的研究主要采用了進化理論中的進化計算（EvolutionaryComputing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設計算法，在數字電路中以現場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設計中以現場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進行的。此外還有建立在晶體管級的現場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時設計數字電路和和模擬電路提供了一個可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現場可編程門陣列的相關知識，并以數字電路為例介紹可進化硬件設計方法。

1．1遺傳算法

遺傳算法是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程的一種自適應全局優化算法，它借鑒了物種進化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個體。先通過初始化隨機產生一群個體，稱為種群，它們都是假設解。然后把這些假設解置于問題的“環境”中，根據適應值或某種競爭機制選擇個體（適應值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個體，即重疊種群），如此進化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優解為止。

1．2現場可編程邏輯陣列(FPGA)

現場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT,LookupTable)結構的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態，工作時需要對片內的RAM進行編程。當用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個邏輯電路以后，FPGA開發軟件會把設計方案通過編譯形成數據流，并將數據流下載至RAM中。這些RAM中的數據流決定電路的邏輯關系。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA能夠反復使用，灌入不同的數據流就會獲得不同的硬件系統，這就是可編程特性。這一特性是實現EHW的重要特性。目前在可進化電子電路的設計中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2進化電子電路設計架構

本節以設計高容錯性的數字電路設計為例來闡述EHW的設計架構及主要設計步驟。對于通過進化理論的遺傳算法來產生容錯性，所設計的電路系統可以看作一個具有持續性地、實時地適應變化的硬件系統。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導致的錯誤，設計要求和規則的改變，環境的改變（各種干擾的出現）等。

從進化論的角度來看，當這些變化發生時，個體的適應度會作相應的改變。當進化進行時，個體會適應這些變化重新獲得高的適應度。基于進化論的電子電路設計就是利用這種原理,通過對設計結果進行多次地進化來提高其適應變化的能力。

電子電路進化設計架構如圖1所示。圖中給出了電子電路的設計的兩種進化，分別是內部進化和外部進化。其中內部進化是指硬件內部結構的進化，而外部進化是指軟件模擬的電路的進化。這兩種進化是相互獨立的，當然通過外部進化得到的最終設計結果還是要由硬件結構的變化來實際體現。從圖中可以看出，進化過程是一個循環往復的過程，其中是根據進化算法（遺傳算法）的計算結果來進行的。整個進化設計包括以下步驟：

（1）根據設計的目的，產生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數據串）來表示，其中每個個體表示的是設計的一部分。染色體轉化成控制數據流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關狀態，從而確定可重構硬件內部各單元的聯結，形成了初步的硬件系統。用來設計進化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數據流下載，而不會導致器件的損害。

（2）將設計結果與目標要求進行比較，并用某種誤差表示作為描述系統適應度的衡量準則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個體，根據適應度進行排序，下一代的個體將由最優的個體來產生。

（3）根據適應度再對新的個體組進行統計，并根據統計結果挑選一些個體。一

部分被選個體保持原樣，另一部分個體根據遺傳算法進行修改，如進行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產生更具適應性的下一代。把新一代染色體轉化成控制數據流下載到FPGA中對硬件進行進化。

（4）重復上述步驟，產生新的數代個體，直到新的個體表示的設計方案表現出接近要求的適應能力為止。

一般來說通過遺傳算法最后會得到一個或數個設計結果，最后設計方案具有對設計要求和系統工作環境的最佳適應性。這一過程又叫內部進化或硬件進化。

圖中的右邊展示了另一種設計可進化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進化或軟件進化。這種方法中進化過程完全模擬進行，只有最后的結果才在器件上實施。

進化電子電路設計中，最關鍵的是遺傳算法的應用。在遺傳算法的應用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關系到個體變異的程度，也關系到個體對環境變化做出反應的能力，而這兩個因素相互抵觸。變異因子越大，個體更容易適應環境變化，對系統出現的錯誤做出快速反應，但個體更容易發生突變。而變異因子較小時，系統的反應力變差，但系統一旦獲得高適應度的設計方案時可以保持穩定。

對于可進化數字電路的設計，可以在兩個層面上進行。一個是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎上進行進化設計，一個是在功能塊如觸發器、加法器和多路選擇器的基礎上進行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業應用。有人提出了一種基于進化細胞機（CellularAutomaton）的神經網絡模塊設計架構。采用這一結構設計時，只需要定義整個模塊的適應度，而對于每一模塊如何實現它復雜的功能可以不予理睬，對于超大規模線路的設計可以采用這一方法來將電路進行整體優化設計。

3可進化電路設計環境

上面描述的軟硬件進化電子電路設計可在圖2所示的設計系統環境下進行。這一設計系統環境對于測試可重構硬件的構架及展示在FPGA可重構硬件上的進化設計很有用處。該設計系統環境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發系統板、數據采集軟硬件、適應度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。

遺傳算法由計算機上運行的一個程序包實現。由它來實現進化計算并產生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計算機下載到有FPGA器件的實驗板上。然后通過接口將布線結果傳回計算機。適應度評估建立在儀器數據采集硬件及軟件上，一個接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設計方案在此得到評估。同時還有一個圖形用戶接口以便于設計結果的可視化和將問題形式化。通過執行遺傳算法在每一代染色體組都會產生新的染色體群組，并被轉化為數據流傳入實驗板上。至于通過軟件進化的電子電路設計，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運行情況，通過相應軟件來評估設計結果。

4結論與展望

進化過程廣義上可以看作是一個復雜的動態系統的狀態變化。在這個意義上，可以將“可進化”這一特性運用到無數的人工系統中，只要這些系統的性能會受到環境的影響。不僅是遺傳算法，神經網絡、人工智能工程以及胚胎學都可以應用到可進化系統中。雖然目前設計出的可進化硬件還存在著許多需要解決的問題，如系統的魯棒性等。但在未來的發展中，電子電路可進化的設計方法將不可避免的取代傳統的自頂向下設計方法，系統的復雜性將不再成為系統設計的障礙。另一方面，硬件本身的自我重構能力對于那些在復雜多變的環境，特別是人不能直接參與的環境工作的系統來說將帶來極大的影響。因此可進化硬件的研究將會進一步深入并會得到廣泛的應用而造福人類。

電子電路設計范文第2篇

關鍵詞：印制電路板；實用性；可制造性

前言：對于電子產品設計人員來說，線路板的設計可以說是整個設計中的重點，在很多情況下，即便電子產品的設計原理圖沒有問題，如果印制電路板的設計不合理，同樣會在很大程度上影響電子設備的生產可靠性。與此同時，電子產品的可制造性也是設計師必須考慮的重要因素，如果設計出來的線路板無法滿足生產所需要的可制造要求，便會使生產效率大大降低，從而提升成本。所以，在進行印制電路板設計的過程中，需要掌握相關設計技巧，更應該注意運用正確的設計方法。

一、印制電路板設計的布局技巧

在進行印制電路板設計的過程中，布局是其中非常重要的一個環節，對后期的布線效果會產生很大影響，所以，能否對印制線路板進行合理布局是設計成功與否的關鍵。一個產品的設計需要內在質量與外在美觀兼顧，兩者的完美結合才是一個成功的產品。在此基礎上，印制電路板設計的還需要注意以下幾方面的問題：

第一，印制電路板布局的根本原則是要將布通率盡可能提升，如果需要對相關器件進行移動，一定要保證連接飛線，并且將存在連線關系的器件集中起來，從而將走線盡可能縮短。第二，在印制電路板布局的過程中，還需要將模擬器件與數字器件分離，并且將距離盡可能拉長，從而避免器件之間產生干擾[1]。第三，去耦電容要離器件的電源越近越好。第四，在器件放置的過程中，一定要充分考慮整體性的后期焊接，散熱問題也是不可忽視的，因此器件的放置不能過于密集。第五，充分利用設計軟件中所提供的數組與聯合等功能，提升印制電路板設計的布局效率。

二、印制電路板設計的布線技巧

一般情況下，印制電路板的設計軟件都會提供非常強大的手工布線功能，而自動布線則是由全自動布線器中的布線引擎進行控制，布線時常常會將兩種方法聯合起來，一般采用先手工，再自動，再手工的方式。

（一）布線技巧

在印制電路板設計的過程中，布線也是其中的重點環節，一切前期準備活動全部都是圍繞布線進行的，布線也是整個設計過程中最為精細、限定最高的一個步驟。印制電路板的布線主要分為單面、雙面、多層三種，其布線方式則主要分為交互式與自動式[2]。對于要求湘桂較高的布線作業，可以在進行自動式布線時，先運用交互式布線，在這個過程中，輸出與輸入兩端的邊線需要保證不平行或相鄰，從而降低產生反射干擾的可能性。

（二）電源與地線的相關處理

另外，即便能夠良好的完成印制電路板中的布線工作，如果電源與地線的處理沒有達到要求，還是會產生一定的干擾，從而在一定程度上降低產品性能，更有甚者，還有可能降低產品的成功率。因此，在處理電源與地線的過程中，需要加上去耦電容。與此同時，還要盡可能的加寬電源與地線，使信號線、電源線、地線三者的寬度呈遞增關系，以降低其產生的噪音干擾，從而保證產品質量。

在使用大面積同層作為地線時，需要在印制板上將未使用的部分與地相連接，將其作為地線進行公分利用，也可以將其作為多層板，讓地線與電源兩者各占用一層，從而避免干擾。

（三）模擬與數字兩種電路的共地處理

當前，絕大多數的印制電路板都不是傳統單一的功能電路，都是由模擬與數字兩種電路組成的，所以在進行布線的過程中就需要綜合考慮，避免兩種電路之間的相互干擾，尤其是地線上所產生的噪音干擾。

三、相關可制造性研究

在當前條件下，絕大多數電子電路產品的生產都以表面組裝技術為依托，所以，在進行產品設計的過程中，就一定要將表面組裝技術的制造過程充分考慮進去，只有這樣，才能保證設計出更加符合生產要求的電子電路產品。本文便以多功能燈為例進行相關分析：

（一）表面組裝技術

多功能燈主要由燈頭、燈頭支臂、外殼、充電電池、導線、電源插座、控制按鈕以及主體控制板等裝置組成。在表面組裝技術的生產流程中，一般情況下都會將表面組裝技術分為錫膏支撐與掛膠支撐兩部分[3]。兩者的區別主要體現在貼片前后：貼片前，前者使用的是焊錫膏，后者使用的是貼片膠；貼片后，前者通過回流爐的方式來完成焊接，后者雖然也過回流爐，但其作用只是固定，真正焊接時還要過波峰焊。除此之外，在對主控板進行設計與選擇時，還需要注意陰陽板在拼版過程中的使用、陰陽板的優缺點、使用拼版的個數等方面。

（二）拼版方案

通過對具體情況以及設計生產分析，多功能燈的主體控制板主要運用的是雙面錫膏回流焊接工藝。所以通過選擇多功能燈主體控制板元件，可以對配置圖中的頂面線路層和地面線路層進行分析，并設計出預支相對應的拼版圖[4]。設計時可以采取正面與背面同方向，或正面與背面相交叉兩種拼版方案。

由于主體控制板正面的元件相對較多，如果采取正面與背面同方向的拼版設計，便會產生元件分布不均的問題，元件分布過于集中會造成局部區域散熱不良，溫度升高過快，從而使主體控制板在進入回流焊接的過程中形成板子翹曲[5]。因此，采用正面與背面相交叉的拼版方式更加合理。

（三）拼版方案選擇原因及優勢

選擇正面與背面相交叉拼版方式主要有以下三方面原因：其一，能夠將表面組裝技術的長線優勢充分發揮出來，從而提升打件效率；其二，能夠有效節省網版；其三，如果將其做成單面板，需要運用手工方式進行元器件焊接，在一定程度上降低了生產效率。

采用正面與背面相交叉拼版方式的優點在于以下四方面：其一，能夠有效節省生產成本；其二，采用這種方式在程序編制初期便可以有效節省程序優化時間，相當于將兩面程序當做一個程序進行編制，只需要針對一個程序進行優化條件的考慮；其三，對于一部分產品來說，采用這種方式可以在很大程度上節省輔料，還能夠減少附加工具的使用頻率，如能夠少做一片鋼網等；其四，采用這種方式能夠有效提升生產產量，其原因在于在生產過程中不用經常換產，節省生產時間，另外，這種方式實際上是一種裝貼程序，與兩面程序相比，能夠減少一半的基板搬運時間。

結論：

以上技巧在進行印制電路板設計學習的過程中常常會被忽視，但作為一個專業人員來說，卻是必須要掌握的基本技能，因此，在學習與運用過程中，都需要重視電子電路的實用性設計，以提升電子產品的生產效率，降低生產成本。

參考文獻：

[1]吳小花，李殊驍.基于虛擬技術的電子電路設計與仿真[J].廣東水利電力職業技術學院學報，2014.11（16）：155-156.

[2]張君昌，張丹，崔力.融合Burg譜估計與信號譜平坦度的語音端點檢測[J].西安電子科技大學學報，2012.12（11）：247-248.

[3]張君昌，劉海鵬，樊養余.一種自適應時移與閾值的DCT語音增強方法[J].西安電子科技大學學報，2013.19（05）：132-134.

電子電路設計范文第3篇

關鍵詞：電路設計；proteus；應用

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0248-01

二十一世紀的今天，社會科技進步較快，proteus仿真軟件在電路設計中的應用也越來越廣泛。該仿真軟件是計算機技術發展的重要成果之一，可以對模擬電路，數字電路和電路進行仿真操作，軟件自身具備先進的虛擬器，包括示波器，邏輯分析儀，信號發生器等，為了更全面的了解和更深刻的分析proteus在電子電路設計中的應用，就要在軟件開啟的仿真條件下，對整體電路和包含的各個零部件進行逐一研究，為之后的電路設計打下堅實的基礎思路。

1 Proteus仿真軟件簡述

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件。它是目前比較好的仿真單片機及器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。該軟件包含ISIS和ARES兩個軟件部分，這兩個部分在大環境下扮演著兩個不同的重要角色，都有著舉足輕重的作用。在日常工作中，ARES部分是用來當PCB設計工作的助手，進行有效輔佐，而ISIS則是主要負責在仿真開啟的環境下對電路原理和模擬電路的設計工作。

2 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的過程分析

在電子電路實訓過程中，proteus仿真軟件在進行仿真電路設計時，要在軟件編輯界面，按照需要模擬的實際電路思路，設計出一套最符合實際情況的電子電路圖，再通過許多相關數據計算，盡可能在最短的時間內完成對電路的初步設計和對數據的測量與計算整理，最后完成整體的模擬電路設計，然后利用軟件的電路生成功能，輸出最后的電路設計圖。為了確保電路設計的順利進行，仿真電路設計過程可以這樣：先確定核實設計項目，然后運行proteus軟件，繪制初步的電路原理圖，然后根據原理確定需要的元件種類和數量，啟動仿真系統，用虛擬儀器檢測然后讀出數據，分析結果，如不符合要求，對元件或者電路作適當修改然后再次檢測，當符合要求時，要對電路進行完善，確定無誤后敲定最終設計方案，然后系統自動生成電路圖。

3 Proteus仿真軟件的仿真電路設計與調試

在進行電路工作前，相關人員要檢查虛擬測量儀器與被測量點的兩個終端是否處于正常連接狀態，還要確定信號源良好的接地情況，其中還要注意示波器與地線的連接狀況。測量結束后要確保測量結果是GND的相反波形，有利于后續對電路的研究。實驗過程中，要時刻注意電壓表，電流表的指針位置，而在仿真電路時，要注意串聯電路中電流指針的指數，如有任何問題，要及時地在相應的執行操作界面，通過網絡，對電壓作出適當調整，然后繼續進行仿真電路的研究試驗，推動proteus仿真軟件在電子電路設計應用中的發展。

4 Proteus仿真軟件的實用電路分析

在今后的與電路設計有關的工作當中，我們不光要充分發揮并發展proteus仿真軟件，還要通過合理的方法來判斷研究proteus仿真軟件在未來電路研究中的發展趨勢，然后進行相應改進。而proteus軟件還需要通過傳感器電路，正弦電路等實用電路中不斷的進行試驗和探索，最后才能把此項技術落實到實際電子科技產品的生產環節當中去。所以，我們再使用該軟件進行電路設計和分析時，要把重點放到傳感器電路和正弦電路等電路的實用性上，結合實際情況探究，才能更好地讓軟件適用于各種實用電路的應用。還能開發出仿真系統的其他用法和功能，促使電子行業發展，為以后的研究工作打下堅實的基礎。

5 結語

綜上所述，現階段proteus仿真軟件的應用已經十分廣泛，而其使用功能也十分便利和強大，在進行電子電路設計時，為了能夠更深刻研究電路的工作情況，更準確地對電路中存在的不足之處進行調整，我們要進一步對軟件進行挖掘研究，明確操作規范，開發出更實用的功能以便使用。還能改善傳統的電子電路設計工作，并z測出其中的缺陷，為降低電路實驗成本，更有效地完成實驗和縮短實驗時間等方面，都有積極的推進意義。

參考文祥

電子電路設計范文第4篇

隨著電子電路復雜程度越來越高、更新速度越來越快、設計規模越來越大、推向市場時間越來越短，這就迫切需要實現設計工作的自動化。電子設計自動化（EDA）技術的出現，改革了傳統的電子電路設計方法。

2 Multisim仿真軟件的功能及特點

Multisim是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，可實現原理圖捕獲、電路分析、電路仿真、仿真儀器測試等功能；具有如下特點：界面設計人性化、操作簡潔明了、元件庫規模龐大、儀器儀表庫種類齊全（包括函數信號發生器、示波器、邏輯分析儀等）、分析功能強大（包括直流工作點分析、交流分析、噪聲分析等）。

3 應用實例

以數字搶答器的設計為例，闡述采用Multisim仿真軟件進行電子電路設計的過程。

設計任務和要求 用中、小規模集成電路設計一個數字搶答器，設計要求：

1）搶答器可同時供8名選手參加比賽，每個選手擁有一個搶答按鍵，分別用按鍵J0～J7表示，按鍵編號和選手編號相同；

2）主持人扳動控制開關J8，可控制系統的復位和搶答的開始；

3）搶答器具有第一搶答信息的鑒別、鎖存和顯示功能，搶答開始后，第一搶答者按動搶答按鍵時，該選手的編號立即被鎖存，并顯示在LED數碼管上，控制電路使揚聲器發出報警聲音，并對輸入電路進行封鎖，使其他選手的搶答不起作用；

4）搶答器具有定時搶答功能，主持人通過設定一次搶答時間，控制比賽的開始和結束[1]。

電路組成 搶答器由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路由主持人控制開關、搶答按鍵、控制電路、優先編碼器、鎖存器、譯碼器、編號顯示器和報警電路構成，完成基本搶答的功能；擴展電路由秒脈沖產生電路、定時電路、譯碼器和定時顯示器構成，完成定時搶答的功能。

搶答器工作過程：首先，接通搶答器電源，主持人將開關J8置于復位位置，禁止搶答器工作，編號顯示器被熄滅，定時顯示器顯示定時時間；然后，主持人將開關J8置于開始位置，允許搶答器工作，計數器進行減計時；當選手在定時時間內搶答時，計數器停止工作，編號顯示器顯示搶答選手的編號，定時顯示器顯示剩余搶答時間，并禁止其他選手隨后的搶答；當定時時間到，但無人搶答時，系統報警，并禁止選手超時搶答。

電路設計及仿真

1）搶答器電路。搶答器電路如圖1所示。優先編碼器74LS148能鑒別第一搶答者的按鍵操作，并使其他選手的操作無效；RS鎖存器74LS279能鎖存第一搶答者的編號，并經譯碼器74LS48譯碼后顯示在LED數碼管上。

搶答器電路仿真波形如圖2所示。借助于Multisim仿真軟件中的邏輯分析儀，可對搶答器電路的多路邏輯信號同步進行高速采集和時序分析。將邏輯分析儀的輸入端口相應地連接到電路的如下測試點上：開關J8，74LS279的輸出端Q4、Q3、Q2、Q1（EI、BI），按鍵J7、J6、J5、J4、

J3、J2、J1、J0。被采集的輸入信號將顯示在屏幕上。

由圖2可知，在第一個Clock脈沖的上升沿，主持人將開關J8置于復位位置時，74LS279被復位，禁止鎖存器工作，其輸出Q4Q3Q2Q1=0000。于是，74LSl48的選通輸入端EI=0，允許優先編碼器工作；74LS48的消隱輸入端BI=0，編號顯示器被熄滅。在第一個Clock脈沖的下降沿，當主持人將開關J8置于開始位置時，允許優先編碼器和鎖存器工作。在第二個Clock脈沖的下降沿，將J6按鍵按下時，74LSl48的輸出A2A1A0=001，GS=0，經RS鎖存后，Q4Q3Q2Q1=1101。于是，Q1=1，使BI=1，允許74LS48工作；Q4Q3Q2=110，經譯碼顯示為“6”。此外，Q1=1，使EI=1，禁止74LSl48工作，封鎖了其他按鍵的輸入（即在第三個Clock脈沖的上升沿J3按鍵的輸入）。在第四個Clock脈沖的上升沿，當按下的J6鍵松開后，GS=1，此時由于仍為Q1=1，使EI=1，所以仍禁止74LSl48工作，封鎖了其他按鍵的輸入（即第五個Clock脈沖的下降沿J0按鍵的輸入），從而實現了搶答的優先性，保證了電路的準確性。在第六個Clock脈沖的下降沿，主持人將開關J8重新置于復位位置，以便進行下一輪的搶答。

2）定時電路。將兩片同步十進制可逆計數器74LSl92級聯，以串行進位方式構成百進制計數器；計數器的計數脈沖由555定時器構成的秒脈沖電路提供；通過預置時間電路，主持人對計數器進行一次搶答時間的預置；74LS48譯碼器和定時顯示器構成譯碼顯示電路。當主持人將開關J8置于復位位置時，計數器預置定時時間，并顯示在定時顯示器上。當主持人將開關J8置于開始位置時，74LS279的輸出Q1=0，經非門反相后，使555定時器的時鐘輸出端CP與74LSl92的時鐘輸入端CPD相連，計數器進行減計時；在定時時間未到時，74LS192的借位輸出端BO2=1，使74LSl48的EI=0，允許74LSl48工作。當選手在定時時間內搶答時，Q1=1，經非門反相后，封鎖CP信號，計數器停止工作，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統復位為止；同時，EI=1，禁止74LSl48工作。當定時時間到無人搶答時，BO2=0，EI=1，禁止74LSl48工作，禁止選手超時搶答；同時，BO2=0，封鎖CP信號，計數器停止工作，定時顯示器上顯示00[2]。

3）報警電路。報警電路由555定時器、三極管推動級和揚聲器構成。由若干電阻、電容和555定時器接成多諧振蕩器，將時序電路控制信號PR接至555定時器的清零端，以控制多諧振蕩器振蕩的起停，多諧振蕩器輸出信號控制三極管的導通、截止，從而推動揚聲器發出報警聲音。

根據上述設計思路，畫出各單元電路的仿真電路圖，先對各單元電路逐個進行仿真調試，再將各單元電路連接起  isim仿真，觀察各部分電路之間的時序配合關系，測量電路各項性能指標，調整部分元器件參數，檢查電路各部分功能，使其滿足設計要求；最后進行電路焊接與裝配，并對實際電路進行測試。

4 結語

Multisim是電子電路計算機仿真設計與分析的基礎，在電子電路設計中應用Multisim仿真軟件，把虛擬仿真和硬件實現相結合，可以節約設計成本、縮短開發周期和提高設計效率，有利于培養學生工程實踐、綜合分析和開發創新能力，提高學生運用現代化設計工具的能力。

參考文獻

電子電路設計范文第5篇

關鍵詞：電子電路；單元電路；設計方法

1 前言

在我國，電子技術是隨著我國的改革開放發展起來的，雖然起步晚，但是當今的發展也在世界發展水平之列。經過幾十年的發展，電子技術從電路的設計和應用的領域都發生了翻天覆地的改變，應用范圍越來越廣，對于我國的電子電路的工程師和設計人員來說，合理的設計出一個符合要求的完整的電路圖是非常重要的。

2 電子技術和單元電路的概念

所謂的電子技術，就是在我們解決實際的電路問題時，電路工程師根據電子學的原理，將電子的某種特性設計在一個實際的電子器件上的一門新興的技術。電子技術主要分為電子信息技術和電子電路技術兩大類。在電子信息技術中，從前只有電子模擬技術，但是最近幾年又新發展出一門數字電子技術，后者處理電路的能力更強，因此，成為現今社會電子技術的主流。在電子電路中，組成電子電路系統的一個主要部分就是我們要分析的單元電路。單元電路很復雜，對電子工程師要求的技術嚴格，為了將電子電路設計的水平不斷的進行提高，我們電子工程師就要對單元電路進行設計的研究，通過這些來增加單元電路的經驗。

3 單元電路的設計步驟和方法

3.1 單元電路的設計步驟

在傳統的電路設計時，一般的步驟有三步。單元電路在設計上也一樣，都是明確設計任務、計算單元電路的參數以及畫出最后的單元電路圖。

在單元電路設計前，一定要明確設計的目的和任務。主要考慮的是設計出的單元電路的性能，在單元電路設計時，我們要將電壓、電阻、電流設計為最佳的狀態，以使設計出的單元電路的性能達到最好，當然，在設計時，還要考慮到設計出的電路體積要小，成本要低，結構要簡單，方便使用和維護、

在計算單元電路參數時，我們一定要運用我們電子工程師的專業知識，將設計的參數計算準確，保證設計出的單元電路功能達到預期的目標。舉例說明，當我們在設計單元電路中的放大器電路時，我們一定要計算準確電阻值及其放大的倍率，這樣才能保證放大器電路正常的工作。在參數計算時，我們要計算不止一次，將計算的結果進行比較，在誤差范圍內才能使用。

在單元電路設計參數計算出來后，接下來就是畫單元電路圖。畫出完整的單元電路圖主要是讓我們能總體的了解單元電路和整機電路間的相互聯系和轉換。在畫單元電路圖時，要確保所畫的電路圖簡單、明了、準確。盡可能的將電路圖畫在一張圖紙上，這樣方便電子工程師檢查其中的問題和錯誤，單元電路的主要部分要在圖紙上標明，有必要的還要畫出主要部件的詳細電路圖。

3.2 單元電子電路的設計方法

前面詳細的講解到單元電路的設計步驟，這都是為單元電路的設計方法做準備，一個單元電子電路正常運行與否，根本還要看單元電路的設計是否合理，因此單元電子電路的設計方法尤為重要。下面主要講三種實際生產中常用的設計方法。

第一種就是線性的集成運放組成的穩壓電源的設計方法，在穩流網絡，穩壓電源中的電壓變壓器只有通過輸入電壓才能借助濾波網絡進入最后的穩壓網絡中去，因此，在電子工程師設計電路時，要將電流的短路保護考慮在內，防止負載的電流超過額定電流，對電路產生損害，一般的穩壓電路都是串聯式，因此在設計時，要將負載區的紋波系數降低，保證電路的穩壓效果，帶動負載一定不能選用直流電，防止出現短路。

第二種就是單元電路的級聯設計方法。在將各個分單元的電路設計好后，就要設計他們之間的級聯圖了，一些涉及的是模擬電路的聯系，一些是數字電路的聯系，更多的是兩者結合的綜合電路，這些電路總體是要提高電路的放大倍數和提高其負載能力，因此，我們設計時要綜合考慮對電路進行匹配設計。在耦合信號的設計中，要考慮不同耦合種類的相互影響，對電路進行最優設計。對于電路中的時序配合，要總體的先對系統進行分析，確定電路系統的時序，在按照最簡原則進行設計。

第三種就是對電路中的放大器的設計。放大器在電路中的作用主要是放大電路中的單元倍數，加強電路中某個模塊的功能。放大器要考慮的因素主要是電源的單、雙供電，電源的最優電流，最佳輸入和輸出電壓等，在放大器設計中，一定要處理好各個參數的關系，在設計中要避免出現兩級以上的放大級別，減少出現的消振問題。

4 結語

現在的電路中的單元電路種類很多，因此在設計方法上會有很多版本，隨著科學技術的不斷發展，集成電路逐漸成為電子市場的新寵，并且已經形成集成電路的新興器件，這對電路的單元電路設計要求提出了更加嚴格的要求。這就需要我們電子工程師在電路的設計上要積極地積累設計經驗，參考國外的先進技術，將我國的電子設計推向一個新的臺階。

[參考文獻]

[1]徐雷.關于電子技術單元電路的級聯問題[J].電子制作，2013，（9）：17-19.