数字电路
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数字电路范文第1篇
关键词 寄存器 译码器 计数器 模 波形
中图分类号：TN79 文献标识码：A
1设计要求
汽车在夜间行驶过程中，其尾灯变化规律如下：
（1）正常行驶时，车后6个尾灯全部点亮；
（2）左转弯时，左边3个灯依次从右向左循环闪动，右边3个灯熄灭；
（3）右转弯时，右边3个灯依次从左向右循环闪动，左边3个灯熄灭；
（4）当车辆停车时，6个灯一明一暗同时闪动。
2分析
此电路的设计需要用到译码器74138，计数器74192，移位寄存器74194。用L、R代表输入逻辑变量，L、R的状态表示汽车行驶状态，其值由用户通过控制器设置。用L1，L2，L3，R1，R2，R3表示输出逻辑变量，L1，L2，L3代表左边的三个尾灯，R1，R2，R2代表右边的三个尾灯。
3数字电路
汽车控制电路设计中，计数器74192采用置数法设计为模3计数器，每来3个CP脉冲，Q1，Q0（计数器74192状态输出）输出一个1，使得LD=0， Q1，Q0（计数器74192状态输出）又从00开始计数。即Q1，Q0（计数器74192状态输出）的变化规律是001001001，其周期长度是P=3的序列信号。这一信号将作为移位寄存器74194的串行输入。
（1）汽车正常行驶时。L=0，R=0，译码器74138输出Y0=0，Y1=Y2=1，两移位寄存器74194的S1S0=11（寄存器74194控制端），进行置数操作，由于G2输出为1，所以且取用的并行数据输入端均为1，所以74194（Ⅰ）的QBQCQD（寄存器74194状态输出）与74194（Ⅱ）的QAQBQC（寄存器74194状态输出）均为111，故6个尾灯全亮。
（2）汽车左转弯时。L=0，R=1，这时74138的输出Y1=0，Y0=Y2=1，移位寄存器74194（Ⅱ）的异步清零端D=0，其QAQBQC=000，右灯R1，R2和R3全部熄灭；而74194（Ⅰ）的S1S0=10，将进行左移操作，其左移串行输入端DSL的数码来自计数器74192的Q1端的“001001001…”序列信号。故QDQCQB的变化规律为：100010001100…（假设初始状态为100），所以汽车左转时其尾灯亮灯将这样变化：L1L2L3L1…。
（3）汽车右转时。L=1，R=0，这时74138的输出Y2=0，Y0=Y1=1，移位寄存器74194（Ⅰ）的异步清零端RD=0，其QBQCQD=000， 左灯L1，L2和L3全部熄灭；而74194（Ⅱ）的S1S0=01，将进行右移操作，其右移串行输入端DSR的数码来自计数器74192的Q1端的“001001001…”序列信号。故QAQBQC的变化规律为：100010001100…（假设初始状态为100），所以汽车右转时其尾灯亮灯将这样变化： R1R2R3R1…。
（4）汽车和J薄L=1，R=1，这时74138的输出Y0=Y1=Y2=1，两移位寄存器的S1S0=11，进行置数操作，其并行数据输入端74194（Ⅰ）的B，C，D和74194（Ⅱ）的A，B，C的数值完全由74192的Q0来确定。当Q0=0时，这6个输入端全为1，在时钟CP作用下，6个尾灯同时点亮；而当Q0=1时，6个并行输入端全为0，在时钟CP作用下，6个车灯同时熄灭。由于Q0波形是随CP以两个连续0和一个1交替变化，因此，6个尾灯随CP两个周期亮，一个周期暗的方式闪烁。
数字电路范文第2篇
【关键词】数字电路设计；常见问题；注意事项
近年来，科学技术的突飞猛进引发了很多行业深刻的变革和翻天覆地的变化，数字信息行业在很多方面都处在科学技术发展的前端，其中显而易见的是数字电子科学技术，在科学大发展大繁荣的浪潮中，数字电子科学技术得到狂飙式的发展，当前毫无疑问已经成为了发展最快和影响力最大的学科之一。数字逻辑器件从20世纪60年代以小规模集成电路为主发展到前的中、大规模集成电路，甚至是超大规模的集成电路。数字逻辑器件的不断发展和应用更新，势必会推动着整个数字电路的继续前进。
1.数字电路的噪讯干扰处理
在数字电路中我们会经常采用布尔代数的数学方法，用来描述事件之间相互的逻辑关系。和一般普通代数层面中的变量不一样，逻辑变量则是用来描述逻辑关系中的二值变量， 即用1和0这两个值来表示对立的逻辑状态。数字电路依照0和1的稳定情况来作为运算基础，所以这其中就会存在噪讯界限。相对于模拟电路而言，数字电路有着非常强大的噪讯。数字电路中，数字信号因为与电流变化中磁数变化的诱导电压的影响，电流变化就会在某个地方形成了噪讯的产生地，这又与电路长度、回路的面积息息相关。数字信号转变时会带来过渡性的电路，进而带动导体产生噪讯电压，再加上噪讯电流的流动会容易造成数字电路的误动作。电路的阻抗越高受到外部噪讯干扰就越容易，对抗噪讯的干扰除了控制噪讯电压以外，还应该加大结合阻抗，同时减少输入阻抗。数字IC中如果空端子表现出open的状态就会使阻抗变高，这进而又会导致数字电路极容易受到噪讯的误动作干扰。所以，数字IC的空端子需要连接电阻与电源。多层板信号线的阻抗，因为导线系设在背景的表面上，所以也可以减低阻抗的效果。
2.数字技术与模拟技术的融合
因为LSI和IC本身的高速化，为了能够使机器能够同时达到正常运行的目标，所以这就难免会使得技术的竞争越来越激烈。尽管系统构成的电路不一定有clock的设计，但是毋庸置疑的是系统是否可靠必须要考量到选用电子组件、电路设计和成本、封装技术、防止噪讯产生、防止噪讯外漏等综合因素上。数字或模拟电路的极其小型化、多功能化、高速化会使得小功率信号与大功率信号、低输出阻抗与高输出阻抗、小电流与大电流等问题常常会在同一个密封密度的电路板中出现，设计人员置身于这样的环境就将面对如此高难度和富有设计思维的挑战。比如，十分稳定的电路和吵杂的电路相依时，一旦没有把噪讯侵入到十分稳定的电路对策看做成设计的重点，那么事后尽管进行很多次设计也将难免会陷入无解的局面。又如， 假设将小型的模拟信号增幅后， 利用10bitA/D的数字转换器转换成数字信号，但是就因为分割辐宽是4.9mV，但是要把该电压的level正确的读取出来就不会是一件容易的事情，很多事情就会使得超过10bit的A/D转换器陷入了不能正常顺利运行的困境。
3.数字集成电路的选择
基本门电路是由简单的分离元件构成，虽然设计起来比较容易简单，但是运行和反映的速度很多时候相对较慢，负载承受的能力也较差，电气的性能也有待进一步提高。目前使用得最为广泛则是数字集成电路。其优点是：体积较分立元件设备小几百倍，抗干扰能力强，故障率和功耗率都很低，输出电阻低，输出特性好，稳定性强。数字集成电路中又以是CMOS和TTL系列电路这两种为主。COMS系列器件的工作电压在3～18V之间，TTL系列的工作电压是5V，所以CMOS电路的工作范围相对较广，其噪声的容限也较大， 所需要消耗的功率相对较低。尽管CMOS的电路输入端进行了保护电路的设置，但是因为限流电阻的尺寸有限和保护二极管，这就会难免使得其承受的脉冲功率和静电电压受到限制。CMOS电路在运输、组装和调试中因为不可避免的会接触到静电和高压的物件，所以要保护好输入的静电。此外，CMOS还会产生电路锁定效应，为了安全和方便的使用，人们一直在致力于从设计和制造上排除锁定效应的研究。因为，集成电路的要求都比较高，需要先进行芯片的设计和程序的编制，但是更多的时候在使用现成数字电路中进行了简单的分析，这是非常不够的。专用的集成电路是一种新型的逻辑器件，因为其具有灵活性和通用性的特点，所以成为了对数字系统进行设计和研制的首选器件。总的来说，数字电路在今后的发展中还有广阔的空间，但是其基础知识不会发生改变，如何进行进一步的改进，这就迫切需要新型的数字人才去发现并改进当中不大完善的地方，完善和弥补电路中的每一个缺点和不足，使得当中各个部分和环节都能发挥最大的作用。
4.数字电路系统设计
数字电路设计是从原理方案出发，把整个系统按照一定的标准和要求划分成若干个单元电路，将各个单元电路间的连接方式和时序关系确定下来，在这个前提下进行数字电路系统的实验，最终完成总体电路。数字系统结构由时基电路、控制电路、子系统、输出电路、输入电路五部分构成，当中数字系统的核心是控制系统。数字电路系统的设计有分析系统要求、设计子系统、系统组装和系统安装调试等步骤组成。数字电路系统的设计也不是一次两次就能完成，需要设计人员进行反复的调试和探究，通过自上而下的设计方法和自下而上的设计方法进行数字系统的设计， 依托RTL传输语言等常用工具完成。数字电路系统设计包含了很多问题，比如，电路的简化可能会使得电路性能降低，但是电路性能指标提升难免会以牺牲电路简化为条件。所以，数字电路系统的设计过程有很多因素需要考虑和兼顾。
5.数字电路的抗干扰措施
在利用TTL或CMOS这两种逻辑门电路作为具体的对象进行设计时，还需要注意到下面几个问题。
5.1多余端的处理
数字集成逻辑门电路在正常的使用时是不允许多余端悬空的，不然就极有可能十分容易的把干扰信号引入到数字电路中。所以，在数字电路的设计中，针对多余端的处理，我们则是按照不改变数字电路的正常工作状态以及确保其性能稳定和可靠为基本原则。
5.2去耦合滤波器
数字电路一般都是由多数片逻辑门电路组成，他们供电则来自于公共的直流电源。所以，这种电源并不是很理想的，很多时候是依靠整流稳压的电路进行供电，所以也会存在一定程度的内阻抗。数字电路正在处于运行时， 就会产生很大的尖峰电流或者是脉冲电流，这些电流流经到电路的公共内阻抗时，必然相互间会产生一定的影响，情况严重时会使得数字电路的逻辑功能发生混乱，甚至是陷入崩溃状态。所以数字电路在设计中针对这一情况的处理办法一般都会使用耦合滤波器去应对，常常会使用10-100μF范围之内的大电容器和直流电源再联合去滤除多余的频率成分。值得注意的是，还需要将每一集成芯片的电源与地之间接一个0.1μF的电容器，用来滤除掉开关带来的噪声干扰。
5.3接地和安装防范
科学的接地和安装工艺是数字电路设计中比较有效的措施。在实际操作中，可以把信号地和电源地分开出来，将信号地集中到一点，再把这两者用最短的导线相互连接起来，用来避免大电流流向其他器件的输入端，进而导致系统的逻辑功能失效。如果电路设计中同时有（下转第206页）（上接第75页）数字和模拟这两种器件，也需要将它们分开，再选择一个符合条件的共同点接地，皆宜消除相互之间的影响。当然也可以设计出数字和模拟两块电路板， 分别给他们配上直流电源，再把两者合适的连接起来。在电路板的设计和安装中，也必须要注意尽量将连线缩短，这就能很大程度的减少接线电容带来的寄生振荡。
数字电路范文第3篇
关键词：数字电路 发展趋势 特点
中图分类号：TN79+1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0120-01
随着社会的不断发展，计算机技术也在不断的发展，在社会中，用到数字电路来进行信号上的处理，这些优势也显得更加的突出。我们可以利用数字电路在信号处理上可以很好的发挥出自身的强大功能，首先，就需要将模拟的信号按照比例将其转换为数字信号；其次，就是在将其送到数字电路上进行相应的处理；最后，就是将处理的结果根据需要将其转换成为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，在电子技术应用领域中，运用这种数字电路进行处理模拟信号，也就是所谓的“数字化”已经被广泛应用。
1 数字电路的发展
数字电路也称数字系统，是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路是由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成的，逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从20世纪60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件，随后发展到中规模逻辑器件；20世纪70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。
数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。
逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展，TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件所取代的趋势。
近几年来，可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更完善，使用更灵活。
2 数字电路的主要特点
2.1 同时具有算术运算和逻辑运算功能
数字电路中的数学基础主要是以二进制逻辑代数为主，主要运用了二进制的数字信号，不仅可以很方便的进行与、或、非、判断、比较、处理等逻辑运算，还可以进行算术运算，因此，二进制逻辑代数可以应用到运算、传输、控制、决策、储存以及比较当中。
2.2 实现简单，系统可靠
数字逻辑电路只要以二进制作为基础，其自身的可靠性比较强。其中对该电路上，电源电压较小使，对其不产生影响，而温度与工艺偏差对该电路的工作可靠性的影响上，也比模拟电路要小的很多。
2.3 集成度高，功能实现容易
数字电路具有功耗低、体积小以及集成度高的特点，其中还包含了：电路设计、维修、维护上比较灵活方面，随着社会的不断发展，集成电路的相关技术也在断的发展，其中数字逻辑电路的集成度也相对的变高，同时随着SSI（小规模）、MSI（中规模）、LSI（大规模）、以及VLSI（超大规模）等方面的集成电路的发展，集成电路块的功能也从元件、部件、器件、板卡级而上升到了系统级。而电路的设计则是采用了一些比较标准的集成电路块单元来连接形成。对于一些非标准的电路还可以选择可编程序逻辑来陈列电骡，通过运用编程的方法来实现对特殊电路任意的逻辑功能。
3 新技术条件下数字电路的发展趋势
在新技术条件下，半导体技术与工艺、平板刷技术等的发展为数字电路的发展提供了技术保证。数字电路逐渐向着高度复杂化、集成化及智能化发展，其运算速度也越来越高。能够集成数亿的微处理器，闪盘的容量可达64GB，部分ASIC所拥有的门电路数量也可达1000万以上，而FPGA的门电路数量也达到了300万以上。将来无论是台式电脑还是移动终端的CPU时钟频率将会更高，而CPU体积的缩小使得一块芯片上可以放置更多的CPU，高速缓存至少能达到三级。这样就使得CPU对外部存储器的读写数量不断减少，提高了CPU的数据吞吐量，对处理器性能的提升十分有利。如今，六十四位的处理器已日臻成熟，很多公司正试图把几个甚至几十个嵌入式处理器的内核提高到一个新的水平。DSP芯片正在向更高的结构转变，在多数场合指令字方式是非常常见的方式―― 在同一芯片上有多过个处理器单元存在，即单指令阵列处理。在现阶段，处理器的结算能力在持续提升，由于众多新型的存储结构单元相继出现，对于快闪存储器的单元来讲，密度也有很大的提高。不论是多级的存储单元还是镜像为存储单元，这两个方式都是这项技术的最前沿技术，在多级存储中，有很多方法在使用。各比特在编码的过程中使用的是四个电荷级，能够随时对任何一个存储单元进行数据的存取，并且镜像位的方案都是把每一个比特存在一个绝缘栅上。
虽然DRAM存储器的密度不会一下子跳到GB级别，但是，可以对下一代的DRAM 运算速度进行预设，其运算的速度也会越来越快。此种存储器会使用下一代的DDR接口。与此同时，人们会不断地开发出存取速度更快的接口，为更高带宽的引进打下坚实的物理基础。
非动态的随机存储器（SRAM）在密度方面也在进行不断的升级。现如今，6MB 的芯片已经投入市场，相信用不了多长时间，16MB的芯片乃至32MB的芯片甚至更大容量的芯片都可能会投入市场。对SRAM来讲接口运行速度的加快是至关重要的。
目前，通过降低绝缘材料的介电常数来提升电路性能也是重要的手段。
综上所述，在存储器领域。新型非易失性技术为电路设计人员提供了较多新的选择。铁电存储器技术也在快速发展，这提供了一种可能―― 把易失性的存储器从理想走向现实，可以在无电源的情况下对数据进行无限期保存，而且不会出现任何形式的数据损耗，运算器能够在极小的空间进行几乎无尽的复杂运算。
参考文献
[1] 孙子健.数字电路技术及其应用[J].齐齐哈尔大学学报，2013（10）.
[2] 陈小艺，张昌凡.数字电路技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.
数字电路范文第4篇
关键词：数字电路；测试；故障
中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
用来取得定量或是定性信息的基本方法就是测试。测试不仅是信息工程的源头，还是它的重要组成部分。随着如今大规模集成电路的广泛应用以及计算机网络、微电子技术以及通信技术的发展，各种先进装备系统设计还有制造都离不开测试。据资料显示，目前研制设备的总成本中，测试成本所占比重已达50%，甚至70%。能否使电子设备处于完好状态，使其维修更加准确、快捷，都与电路的测试有着紧密的关系。电路一般有模拟和数字两种，相应的可以把电路的测试分成模拟电路的测试和数字电路的测试两种。数字电路的测试基本思想是在电路输入端加上二进制测试矢量，再比较期望值和电路的实际响应，看其是否一致。
一、数字电路测试中关键技术
（一）数字电路的故障模型。模型在工程上是数学抽象与物理实体之间的桥梁，而故障模型是测试中最重要的模型，它是一系列故障或是所有可能发生的失效行为的故障的集合。故障建模需要遵循纪既要有准确性、典型性和全面性，又要具有简单和易处理性。一般建模很难同时满足以上两个相互矛盾的原则，大都采取折衷方案。数字电路中的故障种类多、数目差异大，因而数字电路系统的建模费时费力且不具有通用性。以下只介绍几种数字电路中的几种常见故障。
首先是桥接故障，通常为晶体管或门级的故障模型，一组信号间的短路用一个桥接故障来表示。短路网点的逻辑值可以是0、1或是不确定状态，取决于电路的实现技术。有反馈的桥接故障产生与组合逻辑不同的存储状态，而无反馈的桥接故障通常用固定故障测试，有很高的覆盖率，是组合逻辑。导致电路的组合延迟超过时钟周期的故障叫做延迟故障，有门延迟故障、路径延迟故障、线延迟故障、段延迟故障和传输故障几种。若将MOS晶体管视为理想的开关，则它的故障模型就是开关永久处于短路或是开路状态的固定短路和固定开路故障。固定故障是电路中较为常见的故障，最常见的是单固定故障，指的是每条线上有固定的0或1两个故障，当然也会有多种故障同时出现的情况，一个n条线的电路所有可能故障数=3^n-1。
（二）数字电路的故障仿真。故障仿真是故障诊断技术中不可或缺的重要环节，主要有四种方法，即并行故障仿真、串行故障仿真、并发故障仿真和演绎故障仿真。其中后两种故障仿真通常采用面向实践的表格驱动仿真器，而并行故障仿真一般采用编译驱动仿真器。
（三）数字电路的故障压缩。电路中所有故障的集合可以被划分成若干等价的子集，每个等价子集中的故障是相互等价的。故障压缩是从每一个等价集中选择一个故障的过程。它可以将电路中的故障总数进行压缩，使之达到一个相对较小的值，可以减少产生测试集过程中的工作量。压缩后的故障数与所有故障总数的比值就是压缩比。
（四）数字电路的可测试性度量。可测试分析具有线性复杂度和属于静态类型两个特征。信号的可观测性和可控制性称为数字电路的可测试性度量，其概念起源于自动控制理论。可观测性指观测逻辑信号状态的难度，而可控制性指的是设置特定逻辑信号为1或0的难度。
二、数字电路的测试生成方法
（一）布尔差分法。布尔差分法通过对数字电路布尔方程式进行差分运算来求得测试，可求出所给故障的全部测试矢量，获得测试集的一般表达式。主路径法是在布尔差分法的发展中具有代表性的方法，它将通路敏化的概念引入其中，使布尔差分法的效率得以提高。布尔差分法的理论价值较高，主要是因为它可以将电路描述抽象为数学表达式再进行严密的数学推导。布尔差分法的缺点在于测试复杂性较高的电路时运算量大，处理困难。
（二）D算法。相对于布尔差分法来说，D算法一般只用来测试一个或是一些测试矢量而不是全部，比较贴近实际。电路中的各节点状态用5个值（0，1，x，D， ）来表示。算法步骤主要有故障激活、故障驱赶以及线相容等。D算法具有算法上的完备性，便于在计算机上实现，是目前应用最为广泛的测试生成算法之一。具有代表性的是PODEM（面向通路判定）算法，它具有穷举算法的优点，避免了许多的盲目试探，减少了D算法中判决与回溯的次数。D算法的缺点在于测试生成时的盲目试探时间占用太长，在规模较大的组合电路中太复杂、效率低。
（三）FAN算法。FAN算法是为加速测试生成而提出的，具有以下特点：头线和扇出源节点构成搜索空间；故障值分配给故障唯一确定或隐含的地方；尽可能多的在每一步中确定已唯一隐含的信号值；D边界元件唯一时，敏化通路的选择也是唯一的；知道搜索的启发性信息使用SCOAP；主导线处停止反向蕴涵，其值可以到最后再确认；扇出源的处理采用多路回退的办法。FAN算法的运算速度相对于PODEM算法来说有所提高，回溯次数少、故障覆盖率高，丰富和发展了测试生成算法的基本思想，目前具有代表性的测试性能较好的是SOCARATES算法。
三、数字电路测试的发展趋势
集成电路的设计与生产中电路测试的地位越来越重要，近年来人们不仅完善了已有的测试算法，同时还提出多种新的算法。目前数字电路测试生成发展有以下几个方向：一是对已有测试生成算法的效率进一步提高，同时研制新的测试技术和方法，如降低搜索空间、研制更加有效的搜索策略等；二是研制并行处理方法和专家系统，被测电路中可以相互独立处理的故障若能实现并行处理将会十分省时省力，测试生成若能有效结合专家经验和启发方式也会十分有益；电路与系统越来越复杂，若仍旧依照以往那种测试人员根据已经设计或是研制完毕的电路来研制测试方案的做法已实用，如今需要设计人员设计电路时充分考虑电路的可测试性，进行可测性设计。
如今电路复杂度和集成性都不断提高，这使得电路的测试困难不断加大。人们应开展可测性设计技术的研究，寻找降低集成电路制造、使用和维护成本的方法，提高故障诊断定位的效率，提高数字电路设计、生产以及测试生成的速度。
参考文献：
数字电路范文第5篇
【关键词】数字电路；教学体会；电子专业
目前在各高职院校相关专业都开设了数字电路课程，通过数字电路课程的教学，学生基本能够掌握数字电路的基本知识和基本技能。近年来，随着技术的发展，专业课的教学存在固有的滞后性，学生毕业上岗后就开始显现出知识陈旧，必须不断学习新技术才能适应新岗位的要求。这一现状对数字电路技术教学提出了新的挑战。发展的课程要求我们的教学必须与时俱进，学生只有掌握坚实的专业基础知识才能适应新技术、新岗位，学生自主学习尤其格外重要。因此，专业基础课教学要适应实际的需要，必须不断的进行教学思路、方式方法的创新和改革，才能培养出适应行业需要的应用型人才。
1 现行数字电路课程教学存在的问题
数字电路技术是一门应用技术课程，具有较强的理论性和实践性。传统的教学模式往往偏重理论知识的教学，使用的教材跟不上数字技术的发展，采用按部就班的教学模式，力求对教材讲细讲透，学生习惯于被动接受老师灌输的知识，学习一些枯燥乏味的理论，而且很多学生在学习中不能灵活掌握要点，而去死记硬背，学生的学习兴趣在学习过程中逐渐消失。理论课往往只注重对教材知识的分析和灌输，在广度上对知识没有拓展和延伸，必定会影响对知识深度的剖析。而实践课程通常被放在了次要的位置，很多时候是在走形式，学生只管按老师实验要求做出结果，而不探究实验的原理和方法。这就造成了理论课没有起到为实践课打基础的作用，实践课也没有起到巩固、应用理论课的作用。学生在学习中处于被动的接受知识的地位，没有机会主动参与到学习中来，导致学习兴趣不浓，学习停留在表面，对所学知识一知半解。由于接受的多是课本知识，所以动手能力差、应用能力差，不能把自己所学的知识应用到实践中去。这样就达不到教学的目的，培养出来的学生也不能满足社会的需要。
2 对数字电路课程教学的改进思路
作为电子技术课的教师，如何适应新的形势，如何引导学生学好理论，练好技术，真正实现专业基础课程的价值和作用是我们研究的重要课题。数字电子技术是随着电子技术的发展而发展的，我们不可能在有限教学时间内，解决学生以后遇到的所有数字电路问题，因此必须对课程的内容进行必要的提炼和加工，对学生进行基本的思维和操作训练，培养自主学习的能力和创新能力，去学习和处理专业课学习和工作中遇到的各种各样数字电路问题。在多年的教学过程中，笔者尝试多种教学方式，不断总结教学经验，探索新的教学方法。
2.1 了解我们的学生
教学的主体是学生。目前，由于国家教育形式的发展，高职教育中学生的基础和水平都比较低，这一点必须正视，如果不能正确对待这一点，将学生的基础与水平估计过高，学生上课听不懂，那么无异于拔苗助长；如果估计过低，则会造成教育的浪费。正确估计学生的水平，是课程定位的前提和基础。其次要明确高职教育的培养层次，因材施教，对于专科课程，应以实用够用为原则，培养应用型专业技术人才。
2.2 上好第一节课，激发学生的学习动力
第一节课是最基础的理论知识课，如介绍数字电路的发展历程、课程的发展、特点、知识的应用、前期课程后续课程的相互联系作用等内容，授课中对学生的学习、纪律、作业要求等。这些往往不被老师所重视。上好第一节课至关重要，他关系着学生是否会对学习产生兴趣，渴望进行后续内容的学习问题，所以绝对不能照本宣科。让学生了解本课程在电类及相近各专业中的举足轻重地位，如果不打好该基础，学生将无法学好计算机硬件、仪器仪表、自动控制系统等相关课程。
2.3 详细讲解基础知识，注重知识的连续性，激发学生的学习兴趣，始终要理论联系实际，用生动活泼的教育语言，将灌输式教学方法改为启发式、理论和实际相互渗透式的教学方法
使学生掌握各种基本电子器件的工作原理和使用，要使学生熟练掌握各种组合逻辑电路和时序逻辑电路器件的工作状态的条件、特点和应用。要对基本电子器件的结构、原理有所了解，基本电子器件的特性、参数要讲透并深刻理解，这对于电路分析、选择、使用器件以及不同型号器件的替代是必不可少的，也是实际工作中分析处理数字电路问题所必需的。比如对于组合逻辑电路中的编码器和译码器，时序逻辑电路中的计数器和寄存器，在学习中可对他们的结构、工作原理等进行比较，了解其各自的特点，这样学起来就简单轻松多了。
2.4 在实践教学中进行教学的创新
目前在课程实践教学上，由于我们老师编写的实训指导书详尽有余，明明白白，加之所做的实训、实验都是简单验证性或机械重复性方面的项目，学生在实验中只需要按照实验指导书电路图，要求的步骤简单操作即可顺利完成。学生在实验中动脑少，能力培养的效果不够明显。在实践教学中要增加综合性、设计性实验，启发学生创新思维，培养学生自主学习能力，突出数字电路知识的实用性。职业学校的学生是一个学习基础、学习习惯和学习动机差异很大的一个群体，这就要求我们职业学校的老师无论是理论教学还是实训教学，都要努力做到因材施教。因此在实训教学时采用分层教学法，即按学生的能力分组。学习能力差的学生在规定的时间内只需做完基本实训项目即可，而学习能力好的同学除了做完基本实训项目外，还要安排一定量的选修实训项目，促使学生自主的分析实训中存在的问题，自己独立的找出解决问题的办法。
2.5 改进教学形式，提高教学效果
其一，引入多媒体教学，教师既能减轻教师板书工作，又节约了教学时间，更重要的是多媒体教学可以用形象的手段来表达一些抽象的教学内容。其二，鼓励教师同时承担理论教学和实验教学，加强理论教师和实验教师的教学交流。其三，理论与实践相结合，将理论教学与融入到实践教学中来，逐渐模糊两者之间的界限。
3 结语
为了适应数字电路技术的高度发展需要，我们要从课程设置总体优化的角度出发，整合教学内容，解决好“基础与应用”、“理论与实践”、“重点内容与知识面”等矛盾，使课程内容体系具有系统性、先进性、实用性。目前数字电路课程教学中仍然有很多需要改进的地方，如何提高实践教学质量，使理论与实践相结合，仍需要在教学过程中不断的探索与改革。
数字电路范文第6篇
“数字电路”是中职学校电工、电子、机电、信息、通信等专业的一门非常重要的专业课。在实际教学中，多数中职学校的教师们往往只是在黑板上进行电路分析和逻辑分析，实际效果非常抽象，学生难于理解和掌握有关知识点。目前，针对这门课程所用到的实验、实训设备，要么是实验箱，要么是实训桌。这些设备存在成本较高（数千元甚至上万元）、操作不够灵活等问题，一般条件不够好的学校都没有能力配备使用。在使用这些设备的学校中也普遍存在损坏严重、使用率不高等现象。更主要的是，这种实验箱、实训桌开发创新的功能不够强，基本上只能按部就班进行操作，对学生的创新思维培养极为不利，而且对学生的专业能力和动手能力培养的效果也不是很好，更谈不上让学生进行数字电路的开发。为解决这些问题，我经过不断查找资料，不断与学校老师、企业技术人员探讨，不断改进，最终设计出这种数字电路开发板。
开发板结构及工作原理实现过程
总体结构
完成后的开发板如图1所示。此开发板采用层叠结构，整个开发板分为主板和扩展板（可多块），扩展板可用4个螺丝固定在主板的上方。开发板的主板上设置了稳压电源、可调电源、信号发生、触发脉冲、BCD译码、数码显示、二极管显示、按键、开关等电路，扩展板上设置了众多的电子元件扩展接线柱或集成电路测试座。各电子元件的连接是通过固定在开发板上的铜鸡眼进行插按的，具有结实耐用、直观明了的特点。图1显示的是开发板上安装了1块NE555和1块CD4017集成电路以及几个阻容元件，安装了1个十进制闪烁电路。图1中，1块扩展板已经装在主板上，主板和扩展板也能分开放置。扩展板还可以进行多层构建。
电源电路
稳压电源、可调电源电路如图2所示。
三极管V101、V102、可控硅T、红色发光二极管LEDl以及电阻R101、R102、R103、R104、R105、R106、电容C103等组成过载保护、过载指示电路。三极管V101、V102组成复合三极管。平时可控硅T截止，复合三极管通过R101、R102得到电流而工作。当流过负载的电流达到300mA以上时，R105上的压降达到0.7V左右，导致可控硅T被触发导通，对应复合三极管截止，切断电源输出，同时红色LEDl发光指示。此时，只有先切断开关S101，对负载进行检查后，再闭合S101才能使电源恢复输出。电路中，三端稳压器7805内部具有过流保护、热保护和调整管安全工作区保护功能，由于保护措施完善，所以即便使用过程中发生输出端瞬时对地短路，也不会烧毁。二极管D101可确保外按的直流电源只能是上正下负。二极管D102可防止三端稳压器的输出端电压比输入端电压高。经过多次用导线对5V电源进行短路测试，过载保护电路每次均能可靠工作，确保5V电源安然无恙。通过调节RW101电位器的阻值，可改变0～5V的输出电压。
信号发生电路
用1块NE555时基集成电路和1块CD4069六反相器中的2个反相器，以及电位器、电阻电容等元件，组成脉冲信号发生电路。改变电位器阻值，可改变脉冲信号的频率。由于此脉冲信号是加给数字集成电路作为控制信号的，所需的负载电流很小，因此在脉冲信号输出端处设置了限流电阻，可有效防止学生因按线错误而导致开发板的损坏。
触发脉冲电路
用1块NE555时基集成电路和上文所述CD4069六反相器中的另外3个反相器，以及常开按钮、电阻电容等元件，组成触发脉冲发生电路。每按一次按钮，就可同时输出1个正脉冲、1个负脉冲。由于此脉冲信号是加给数字集成电路作为控制信号的，所需的负载电流很小，因此在脉冲信号输出端处按照与信号发生电路的相同处理方法，也设置了限流电阻，可有效防止学生因接线错误而导致开发板的损坏。
BCD译码与数码显示电路
BCD译码与数码显示电路如图3所示。
CD4511是1块用于驱动共阴极LED数码管显示器的BCD码7段译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、7段译码及驱动功能。它能提供较大的拉入电流，可直接驱动LED显示器。开发板上设置了2组BCD译码、数码显示电路。每组电路都设计了4个BCD码输入插口及7个扩展输出插口。在输入插口和扩展输出插口处也都设置了限流电阻R401—404和R405R411，可有效防止学生因接线错误而导致开发板的损坏。
二极管显示、按键与开关电路
LEDI—EDl0发光二极管可作为数字集成电路输出高电平时的显示，LEDlI—ED20发光二极管可作为数字集成电路输出低电平时的显示。每个发光二极管电路中都串按有1个1的限流电阻，因此，无论学生如何错误接线也不会导致开发板的损坏。
按键电路中按键未按下时，输出为高电平；按键按下后，输出为低电平。按键与开关电路中同样设置有保护用限流电阻。
使用
使用时，不用其他任何电子元件，仅仅利用主板就可以进行有关555振荡、555触发延时、BCD译码、数码显示等电路的探究。
利用主板，外加相应的集成电路，可以进行有关数字集成电路以及555时基电路的实验验证、电路探究。
如果再利用扩展板，外加相应的电阻电容、晶体管以及集成电路等电子器件，就可以有效、方便地进行众多有关数字电路方面的电路设计、开发创新，有效实现行动导向教学、项目教学等。
例如可利用此开发板进行各种逻辑门电路包括与门、或门、与非门、或非门等的设计与创新开发，各种组合逻辑电路包括编码器、译码器、数码显示器、译码驱动器、数据选择器和数据分配器等的设计与创新开发，各种集成触发器包括基本RS触发器、同步触发器、边沿触发器等的设计与创新开发，各种时序逻辑电路包括寄存器、计数器的设计与创新开发，脉冲波形的产生、整形及其应用设计与创新开发，555时基电路及其应用设计与创新开发，等等。
项目特点及创新性
此开发板不仅能有效地进行数字电路的实验验证，更重要的是能有效地进行数字电路的创新开发。与传统的实验箱、实训桌平面化、符号化的形式不同，这种开发板是开放的，元器件以及它们的连接全部展现在学生眼前。这种开发板可用于常见的各种数字集成电路的教学实验和创新开发，输入/输出信号都能用发光二极管指示或数码管显示，具有功能较全、构造简单、价格低廉、体积小巧、不易损坏、开放直观、创新性强、易于推广等特点。教学中使用这种开发板，能真正实现理论与实践相结合，非常适合行动导向教学法、项目教学法和系统分析法的开展，对学生行动能力开发、关键能力培养非常有效，可以大大提高学生的实践能力、操作能力、创新能力和解决实际问题的能力。此开发板的优点和创新性体现在如下几个方面：
功能较全。几乎所有中职数字电路课程教学中讲到的电路都能进行实验、验证。
构造简单。只要具备当前一般中职学生的基础，都能很快熟练操作使用，顺利进行创新开发。
价格低廉。每套成本不到100元，一般的中职学校都能实现人手一套，确保行动导向教学法、项目教学法的顺利开展。
体积小巧。采用层叠结构，可以在较小的面积内进行更多的电路连接、电路设计。
不易损坏。多重的短路保护、限流保护，一改传统实训桌、实验箱的娇气，能有效防止开发板因线路按错而造成损坏。
开放直观。开发板上各部分的电路组成直观明了，而不必像传统实训桌、实验箱那样“暗箱操作”。
此开发板经过1年多在多个中职学校使用，感觉效果很好。对学生学习兴趣的培养、行动能力的开发，以及对实践能力、操作能力和创新能力的提高都非常有效。
数字电路范文第7篇
【关键词】PLC；抢答器；梯形图
1.引言
可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是采用微电脑技术制造的自动控制设备，是一种数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、判断、顺序控制、定时等操作的命令，通过数字式、模拟式的输入和输出，控制不同类型的生产机械或其它工作过程。随着微电子技术和计算机技术的发展，PLC已广泛应用于机械制造、电力、交通等工业领域。另外在实验教学中，也可运用PLC的控制技术对一些实验进行改革。本文利用PLC功能对数电综合实验抢答器显示系统进行了新的设计，这有助于加深学生对PLC的认识和理解，培养他们用PLC来解决实际问题的能力。
2.三菱PLC在抢答器显示系统中的应用
2.1 抢答器基本控制要求
实验要求：
（1）4组人组成的竞赛抢答，有四个对应的按钮，编号分别为1，2，3，4，当某一组按下按钮后，显示器显示出该组编号，并使铃发出响声，同时锁住其他组的抢答器（使其他组抢答无效）。抢答器设有复位开关，复位可重抢答。
（2）当第一组抢答时，LED数码显示器应显1，即图1中的B、C亮，显示数字1；当第2组抢答时，就是A、B、G、E、D亮，显示数字2；第3组抢答时应是A、B、G、C、D亮，显示数字3；第4组抢答时应是F、G、B、C亮，显示数字4。
2.2 LED数码显示控制实验面板图（如图1所示）
2.3 I/0分配
设定按钮SB1-SB4对应输入点为X1-X4，复位开关X0.Y0为铃，Y1-Y7分别对应数码管的A-H段，见表1。
2.4 I/0接线图
根据I/0分配表，其I/0接线图如图2所示。
2.5 抢答器梯形图程序（见图3）
程序中，输入继电器X1控制辅助继电器M1状态，X2控制M2状态，X3控制M3状态，X4控制M4状态。输出电路中设置触点的互锁及自锁。根据I/0分配及控制要求，Y2、Y3均工作显示“1”，Y1、Y2、Y7、Y5、Y4均工作显示“2”，Y1、Y2、Y7、Y3、Y4均工作显示“3”，Y6、Y7、Y2、Y3均工作显示“4”。
程序中，X1～X4分别控制M1～M4，M1～M4这四个辅助继电器的不同组合分别控制着Y1～Y7。无论哪个组先按下按钮，Y0都会工作响铃，2秒后停止。在此程序基础上，还可设计成5人组，6人组，7人组，8人组，9人组的抢答器，或者增设抢答器的一些必要条件，如主持人宣布抢答开始后方可答题，若10秒内无人回答，答题作废等。
应用Gx-Developer编程软件进行编程，把控制梯形图输入编程区，把编译转换后的程序下载到PLC里，抢答器就可工作了。
3.结束语
通过对实验教学的改进，使同学们初步掌握了PLC的控制技术和使用方法，提高了学习积极性，为学生拓宽知识面，提高解决实际问题的能力打下良好的基础。
参考文献
[1]张伟林.电气控制与PLC应用[M].北京人民邮电出版社，2009.
数字电路范文第8篇
关键词：数字电路；模拟电路；问题；改进；探讨
中图分类号：TN79-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02
1 课程性质
高职院校教育是以服务为宗旨，以就业为导向，走产学结合发展道路，为社会主义现代化建设培养高素质技能型专门人才。《数字电路》、《模拟电路》课程属传统的经典课程，国内各类高校，包括职业技术学院、中专等一般都有通信、计算机应用技术等专业，所有大电类学生都必须开设本课程。
2 传统教学存在的问题
《数字电路》和《模拟电路》是我校通信专业的专业基础课程，在整个人才培养方案中起着承上启下的作用，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性。传统讲授式的教学方法主要由老师讲解一些事实、原理、特点和推理过程；在描述一个电路时，老师一般只从理论上讲解电路的原理及运行结果，学生只需要认真听讲，课后在练习本上做些习题。[1]这种教学方法虽然注重了教学的系统性和完整性，但没有把课程与专业结合起来，对知识内容都是面面俱到，贪多以及不加甄别的给学生灌输，学生只能被动地接受知识，学习兴趣得不到有效激发。教学的另一个重要组成部分是实验，如果学生的兴趣激发不起来，势必会影响实践应用能力的培养和发挥。现有的教学模式已不适用于基于通信专业应用型人才培养目标下的“数字电路”和“模拟电路”课程教学。为了提高我校通信专业应用型人才的培养质量，改进传统的教学模式势在必行。本文围绕通信专业应用型人才培养目标，对“数字电路”和“模拟电路”课程在课程内容和教学模式的改革上进行探讨。
3 优化改进
针对以上问题，笔者结合自己一些教学的经验，针对数字电路和逻辑电路教学，从优化理论教学和改革实验教学两方面着手进行探讨。
3.1 优化理论教学
（1）由于高职院校学生的特点，加上外部的很多原因导致现在大部分学生已经做不到“课前预习，课后复习”了。如果仍然采用老师一来就开始灌输一大堆的理论知识，没有一个缓冲的时间，很难有好的教学效果。如何转变成让学生化被动为主动的教学是非常值得研究的课题。笔者在教学过程中进行了大胆尝试：把下节课要涉及和掌握的知识点以问题的形式提出，并作为学生课后作业，上课时灵活采用分组讨论、学生解答、老师点评并加入考核机制的交互式学习方法。实践表明，由于采取倒“逼”着学生去预习、去了解的教学方法，有效提高了学生的学习热情和学习效果。
（2）《数字电路》、《模拟电路》课程属传统的经典课程，是高校所有大电类学生都必须开的课程，所以在以前教材的编辑和选用上大同小异，没有考虑到学生层次和专业的针对性。针对我校高职高专通信专业的学生来说，可以把《数字电路》、《模拟电路》定位于专业基础课，对理论知识的了解和掌握程度以通信专业够用为好，对那些难理解、难掌握、用不上的理论知识进行舍去。甚至可以把2门课程的内容进行优化整合为一门课程。这样既保证了专业初期的够用性，也对学生的学习兴趣和积极性进行了保护。
3.2 改革实验教学
有些老师可以将理论课讲的深人浅出发人深省，却终究难以改变学生对理论知识学习的印象，要想上出一堂优质课尤其是理论性十分强的课程，离不开符合时宜的导入，本文就优化实践项目的选取进行讨论。
（1）应用型人才的培养必须落实到课程教学中，[2]而课堂教学是学生获取知识、培养能力的重要途径，如何构建有效课堂、体现学生的主体地位，使学生不仅能掌握较为系统的专业知识，而且能提高实践、创新能力。基础理论知识由工作项目带动，体现边学边做，理论促进实践，实践加深理论学习的特点，改变以往理论与实践脱节，实验只是对定理、定律验证的情况。
（2）精心选取工作项目，每个项目的选取贴近生活。针对高职院校学生的特点，学生对理论知识的理解不是很好，但是对贴近生活的一些电子产品和电子现象比较感兴趣，所以在实验项目的选取上，争取每个项目贴近生活，选取一些如：光电控制器开关的制作、带音调控制的音频功放的制作、24键电子琴的制作等，这样从而提高学生学习的兴趣，调动学生的积极性与主动性，改变电子基础课程难学易忘得情况。
（3）因材施教，角色互换
由于学生来自五湖四海，各种层次都有，理论知识和动手能力参差不齐，要在有限的实验时间里理解理论知识并应用于实际操作中，还需要因材施教，角色互换，即教师要尽早培养一些基础好，理解能力较快和动手能力较强，实验完成较快的学生，使之尽快建立工程技术思维，提高故障排查能力。而对于那些理论知识较薄弱，动手能力较差的学生，教师一方面需要耐心指导，还可以创造机会，放手让那些动手能力较强的学生甚至是高年级学生充当老师的角色，帮助其他学生排查故障，既指导了学生，加深了同学友谊，自身的实验技能与自信心也得到了进一步提升，形成了良性竞争与带动。还可以增加设计性实验和综合性实验，把学生分为若干项目小组，由好的学生带动差的学生，这有利于激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力，从而使学生更好的掌握各知识点，并把各知识点整合链接，形成一个整体知识体系从而实现真正意义上的学生分层互动，达到整体实验水平的迅速提高。
高等专科职业学校在培养创新人才的系统中，教学是一个重要的环节，如何突破传统的教学模式，开展创新实验教学，针对学生的总体素质，结合通信专业对这两门课程的掌握程度，对理论知识和实验教学在内容的选取和组织上，进行探讨，使理论教学和实验活动更具直观性实践性和创新性，发挥其在学生素质教育和培养学生创新能力方面的重要作用，是一个十分值得积极探讨的课题。
参考文献：
[1]和玉梅.基于Multisim的数字电路课程的教学改革[J].数字技术与应用，2011（12）：109，111.
[2]蒋胜永，杨慧瑛，刘世荣.地方院校应用型人才培养方案构建的实践探索——以绍兴文理学院为例[J].中国大学教学，2010，（10）：30-32.
[3]郑冰，方华丽.数字电子技术课程项目化教学改革[J].广西轻工业，2010，（7）：139-140.