【正文】 ，明確被設(shè)計系統(tǒng)的全部功 能、要求及技術(shù)指標(biāo)。熟悉被處理信號與被控制對象的 各種參數(shù)與特點。 2） 根據(jù)系統(tǒng)邏輯功能畫出系統(tǒng)的原理框圖，將系統(tǒng)分 解。確定貫串不同方框間各種信號的邏輯關(guān)系與時序關(guān) 系。方框圖應(yīng)能簡潔、清晰地表示設(shè)計方案的原理。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 3） 選擇合適的數(shù)字器件，用電子 CAD軟件繪出各邏輯單 元的邏輯電路圖。標(biāo)注各單元電路輸入輸出信號的波形。原 理圖中所用的元件應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)號；電路的排列一般按信號 流向由左至右排列；重要的線路放在圖的上方，次要線路放 在圖的下方，主電路放在圖的中央位置 。當(dāng)信號通路分開畫 時，在分開的兩端必須作出標(biāo)記，并指出斷開處的引出與引 入點。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 然后利用電子 CAD軟件中的數(shù)字電路仿真軟件對電 路進(jìn)行仿真測試，以確定電路是否準(zhǔn)確無誤。當(dāng)電路中 采用 TTL、 CMOS、運放、分立元件等多種器件時，如果 采用不同的電源供電，則要注意不同電路之間電平的正 確轉(zhuǎn)換，并繪制出電平轉(zhuǎn)換電路。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 4） 可能設(shè)計的單元電路不存在任何問題，但組合起來后 系統(tǒng)卻不能正常工作，因此，必須充分分析各單元電路， 尤其是對控制信號要從邏輯關(guān)系、正反極性、時序幾個方 面進(jìn)行深入考慮， 確保不存在沖突。在深入分析的基礎(chǔ)上 通過對原設(shè)計電路的不斷修改， 獲得最佳設(shè)計方案。 5） 在各單元電路完成的基礎(chǔ)上，用電子 CAD軟件將各單 元電路連接起來，畫出符合軟件要求的整機(jī)邏輯電路圖。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 6） 整體電路設(shè)計完畢后，再次在仿真軟件上對整個試 驗系統(tǒng)進(jìn)行邏輯仿真，驗證設(shè)計。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)，設(shè)計出一個比較理想的數(shù)字電路系 統(tǒng)必須經(jīng)常訓(xùn)練，反復(fù)實踐才能熟練。 為使設(shè)計盡可能 優(yōu)化，必須對數(shù)字電路器件，尤其是中、大規(guī)模集成電 路器件有比較多的了解。學(xué)會查閱數(shù)字電路器件手冊， 了解不同器件之間的區(qū)別。充分明了各器件輸入端、控 制端對信號的要求，以及輸出端輸出信號的特點。這些 對設(shè)計者來說是十分重要的。熟悉電子 CAD軟件的使用， 對我們的設(shè)計十分有幫助。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 數(shù)字電路系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 數(shù)字試驗系統(tǒng)整體電路設(shè)計完畢后， 還必須通過試 驗板的安裝與調(diào)試，糾正設(shè)計中因考慮不周出現(xiàn)的錯誤 或不足。檢測出實際系統(tǒng)正常運行的各項技術(shù)指標(biāo)、參 數(shù)、工作狀態(tài)、輸出驅(qū)動情況、動作情況與邏輯功能。 因此，系統(tǒng)裝調(diào)工作是驗證理論設(shè)計，進(jìn)一步修正設(shè)計 方案的重要實踐過程。 具體可按如下步驟進(jìn)行。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 1） 制作 PCB 如果整體電路是利用電子 CAD軟件按其要求繪制的， 則可以利用該軟件繪制 PCB圖，制作出印刷電路板。采用 PCB制作數(shù)字電路系統(tǒng)可以保證試驗系統(tǒng)工作可靠，減少 不必要的差錯，大大節(jié)省電路試驗時間。 2） 在將器件安裝到 PCB上之前，對所選用的器件進(jìn)行測 試是十分有必要的，它可以減少因器件原因造成的電路 故障，縮短工作時間。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 3） 將各種器件安裝到 PCB上是一件不太困難的工作。安 裝時，集成電路最好通過插座與電路板連接，這便于不小 心損壞器件后進(jìn)行更換。數(shù)字電路的布線一般比較緊密、 焊點較小，在焊接過程中注意不要出現(xiàn)掛錫或虛焊。 4） 電路的調(diào)試可分兩步來進(jìn)行，一是單元電路的調(diào)試， 然后是總調(diào)。只有通過調(diào)試使單元電路到達(dá)預(yù)定要求，總 調(diào)才能順利進(jìn)行。調(diào)試時應(yīng)注意： 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 （ 1） 充分理解電路的工作原理和電路結(jié)構(gòu)，對電路 輸入輸出量之間的邏輯關(guān)系，正常情況下信號的電平、 波形、頻率等做到心中有數(shù)。據(jù)此設(shè)計出科學(xué)的調(diào)試方 法，包括選用的儀器設(shè)備，調(diào)試的步驟、每個步驟中檢 測的部位、如何人為設(shè)置電路工作狀態(tài)進(jìn)行測試等。 （ 2）可以先進(jìn)行靜態(tài)測量，確定 IC的電源、地、控 制端的靜態(tài)電平等直流工作狀態(tài)是否正常后再進(jìn)行動態(tài) 測量，如果電路裝配工藝比較好，也可以在動態(tài)測量發(fā) 現(xiàn)問題后再進(jìn)行靜態(tài)測量。進(jìn)行靜、動態(tài)測量時應(yīng)盡量 保證測試條件與電路的實際工作狀態(tài)相吻合。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 （ 3） 在尋找故障時， 可以按信號的流程對電路進(jìn)行 逐級測量，或由前往后 , 或由后向前；也可以根據(jù)電路的 特點從關(guān)鍵部位入手進(jìn)行；或根據(jù)通電連接后系統(tǒng)的工 作狀態(tài)直接從電路的某一部分著手進(jìn)行。 （ 4） 明確每次測量的意義， 要了解什么，希望解決 什么問題，一定要做到心中有數(shù)。從測量中掌握的各種 數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、觀測到的信號波形等入手，通過分析、試 驗（調(diào)整）再開始新的測量 , 如此循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，就可以 發(fā)現(xiàn)與排除故障，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 （ 5） 在對電路進(jìn)行檢測、 試驗或調(diào)整的過程中，應(yīng) 掌握一些實用的檢測方法，如對換法（將檢測好的器件 或電路代替懷疑有故障的器件或電路）、對比法（通過 測量將故障電路與正常電路的狀態(tài)、參數(shù)等進(jìn)行逐項對 比）、 對分法（把有故障的電路根據(jù)邏輯關(guān)系分成兩部 分，確定是哪一部分有問題，然后再對有故障的電路再 次對分，直至找到故障所在）、信號注入法（根據(jù)電路 的邏輯關(guān)系，人為設(shè)置輸入端口電平或注入數(shù)字信號， 觀測電路的響應(yīng)，判斷故障所在）、信號尋跡法（從信 號的流向入手，通過在電路中跟蹤尋找信號，找出故障 所在）。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 在數(shù)字電路中，由于不存在大功率、大電流、高電壓的 工作狀態(tài)，電路故障一般都是裝配過程中出現(xiàn)的掛錫、虛 焊、元件插錯等原因造成的，除非 IC插反了方向或電源接 錯了極性，一般情況下，有源器件損壞的可能性較小。 5） 當(dāng)電路能夠正常工作以后，應(yīng)將測試的數(shù)據(jù)、波形、 計算結(jié)果等原始數(shù)據(jù)歸納保存，以備以后查閱。最后編寫 總結(jié)報告?？偨Y(jié)報告應(yīng)對本設(shè)計的特點、所采用的設(shè)計技 巧、存在的問題、解決的方法、電路的最后形式、 電路達(dá) 到的技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行必要的分析與闡述。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 本章小結(jié) 學(xué)會采用各種中、大規(guī)模數(shù)字電路集成器件設(shè)計數(shù) 字電路系統(tǒng)，是本課程的首要任務(wù)。 本章設(shè)計制作了兩 個實用性很強(qiáng)的數(shù)字系統(tǒng)實例，由此可以深入了解數(shù)字 電子技術(shù)在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要意義，同時對如何使讀者 將課堂中學(xué)到的知識用于實踐起到很好的指導(dǎo)作用。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)采取從整體到局部， 再從 局部到整體的設(shè)計方法。通過對系統(tǒng)的目標(biāo)、任務(wù)、指 標(biāo)要求等的分析繪出系統(tǒng)的方框圖是設(shè)計的第一步；通 過對每個框圖作用的進(jìn)一步分析，通過對各種數(shù)字電路 器件的深入認(rèn)識，合理設(shè)計每個框圖中的實際電路是系 統(tǒng)設(shè)計中最重要的內(nèi)容，通過對電路的進(jìn)一步分析、仿 真、修改以使系統(tǒng)完善與優(yōu)化，是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵所在。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 系統(tǒng)裝配與調(diào)試工作是驗證理論設(shè)計，進(jìn)一步修正 設(shè)計方案的實踐過程。數(shù)字系統(tǒng)的制作必須嚴(yán)格遵守相 關(guān)工藝， 按步驟進(jìn)行。在調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)時要充分理解電 路的工作原理和電路結(jié)構(gòu)，有步驟、有目的地進(jìn)行。對 系統(tǒng)進(jìn)行檢測時，應(yīng)靈活運用“對換”、 “對比”、“對分”、 “信號注入”、 “信號尋跡”等方法。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 習(xí)題 13 13． 1 簡述圖 。 13． 2 在霓虹燈控制電路中， 13． 3 在霓虹燈控制電路中， 長度計數(shù)器在電路中的作用 是什么？如果要控制 64 13． 4 在霓虹燈控制電路中， 4個 74LS374的作用是什么， 數(shù)據(jù)是如何從存儲器傳送到每段霓虹燈的？繪出 74HC374第 11腳的波形，解釋為什么會得到這種波形。 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 13． 5 圖 ， 三極管 VT 13． 6 13． 7 簡述上述數(shù)字頻率計的基準(zhǔn)時間是如何獲得的？ 13． 8 在圖 ， 為何不將計數(shù)器與顯示譯碼器直接 13． 9 分別闡述圖 ， 各與門的作用。 13 10 圖 ， JK 13 11 在制作與調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)時， 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 ［ 1］ 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社 , 1987 ［ 2］ 李亞伯．?dāng)?shù)字電路與系統(tǒng)．北京：電子工業(yè)出版社 , 1997 ［ 3］ 陳晰．?dāng)?shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)．北京：電子工業(yè)出版社 , 1999 ［ 5］李元．?dāng)?shù)字電路與邏輯設(shè)計．南京：南京大學(xué)出版社 , 1997 大學(xué)出版社 , 1989 ［ 6］侯伯亨、 顧新編著． VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路 設(shè)計．西安： 西安電子科技大學(xué)出版社 , 1998 第 13章 數(shù)字電路課程設(shè)計 ［ 7］ 王鎖萍． 電子設(shè)計自動化 (EDA)教程．成都： 電子科技 大學(xué)出版社 , 1999 ［ 8］ 郭斌 ． 數(shù)字邏輯電路． 北京： 電子科技大學(xué)出版 社 , 1995 ［ 9］ 曹漢房． 數(shù)字電路的設(shè)計與解題技巧 . 北京：高等教育 出版社 , 1989 ［ 10］王振宇．實驗電子技術(shù)．天津：天津 大學(xué)出版社， 1989 [ 11] 程震先． 數(shù)字電路實驗與應(yīng)用． 北京： 北京理工大學(xué) 出版社 , 1989