数电实训指导

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1、第一章数字电子技术综合训练基础知识2第一节电子技术综合训练的口的2第二节电子设计与制作的一般工作流程3第三节数字电路的设计方法6第二章数字电了技术综合训练实例15第一节数字钟的设计15第二节智力竞赛抢答计时器的设计27附录1：有关时钟信号的两种设计方案33附录2：发光二极管（LED）限流电阻计算法35附录3：数字电路设计题目参考汇集36第一章数字电子技术综合训练基础知识第一节电子技术综合训练的目的一、电子技术综合训练的目的和意义在电子电气类专业课程屮，电子线路是最重要的专业基础课程之一，也是该专业整个知识和能力体系的重要支柱之一。它的特点是内容多，

2、处理问题的方式多、要领多，学习和理解的难度大，而R对实践性方而的能力要求也很高。如何在有限的时间内，既能使授课者完整而顺利地完成电了线路课程的教学任务，又能使学生根很好地掌握与理解，并具冇较强的实践技能，一直是困扰广大专业教师的一大难题。电子线路综合训练则是解决这一问题的很好的教学形式。它将理论教学和实践教学紧密地结合在一起，使学生既加深了对理论的认识，又捉高了实践技能，并具备简单电了电路或产品的设计能力，其重要性是显而易见的。电了线路综合训练是一门综合性实践课程，它集电子线路设计、软件设计与编程、系统综合、元器件参数计算和选择、电路仿真与调试、印

3、刷电路板（PCB）设计、电路安装与调试于一体，目的是使学生通过解决儿个实际问题，巩固和加深在“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程屮所学的理论知识和实验技能，掌握常用电子线路的一般设计方法，提高电了线路的设计和实验技能，促进其工程应用，并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观。电子线路综合训练是对电子线路产晶设计的局部模拟和过程仿真，其总体要求一般要比电子线路产品设计低得多。二、电了线路综合训练的基木耍求（1）了解电子产品设计与制作的一般过程。（2）能在教师指导下根据课题要求选择电路。（3）初步掌握一般电子线

4、路分析和设计的基本方法。（4）掌握一般电子线路仿真调试的基本方法并能解决出现的问题（5）掌握一般电了线路PCB图设计的基本方法。（6）掌握-•般电子线路装配的基本方法。（7）掌握一般电了线路实际调试的基本方法并能解决出现的问题。（8）能编写简单的工艺文件。（9）能撰写综合训练报告书并作简单、流畅的答辩。第二节电子设计与制作的一般工作流程一、传统电子设计的工作流程完成一个电子产品的设汁必须经过原理设计、初步验证、大批量生产等几个过程。对于电子产品设计工程师而言，必须保证理论设计、初步验证两个过程完全正确。才能将电路设汁图绘制成PCB图，并进行进一步的

5、生产。早期电子产品设计的验证工作很多是按照设计完成的电路图在面包板或PCB板上进行安装，然后再用电源、信号发生器、示波器等各种测试仪表来加以验证。这种方法的最大缺点是制作测试电路板的过程既费时、费力又消耗材料，如果结果有误，则要花大量的精力去弄清是设计的错误还是电路制作的问题。这种方法在早期小世电路的设计屮，还是可以应付的，但随着电路规模越来越大，复杂度越来越高,它已经不能适应现代设计的需耍。手工设计PCB图也是一个比较复杂的工作，它需要经过器件布局、绘制草图、修改草图，最后再绘制出需要的PCB图等过程。随着器件的数量增多、PCB尺寸的减小、PCB

6、板的层数越来越多，已经无法用手工进行设计；另外，随着器件的数量增多，相互Z间的干扰、耦合也就变得更加复杂，这就需要PCB设计者具有丰富的经验和理论水平。二、现代电子设计的工作流程随着计算机软件技术的发展及对电子器件的进一步研究，人们可以对各种器件进行数学建模，并借助计算机软件对其进行分析、计算，在计算机上可以仿真出近似于实际结果的数据及各种波形。这种由软件进行验证的设计方法克服了传统方法的缺点，解决了传统设计和调试中存在的问题，而且由于这种方式可以事先排除人部分设计上的缺陷，使设计工程师将大量的精力用于设计而不是调试。因此大大提高了设计速度，使新产

7、品可以更快地推出，为企业取得更好的经济效益。20世纪70年代初，计算机软件设计人员就开始解决电子设计方而的另一个问题，即PCB设计问题。与此同时设计出许多种PCB设计软件。从最早的仅仅将图纸上的人工布线变成借助于计算机的人工布线，到现在的自动布线，并且将器件之间的各种相互干扰(电磁干扰、热干扰)建立数学模型，PCB设计软件的性能产生了质的飞跃。由于电路板设计完成后不必进行实物的电磁兼容测试或热兼容测试，借助于计算机就可以将其模拟，并进行调整，因此，即使不是PCB设计专家也可以设计出合格的PCB图。20世纪80年代开始出现了一类新器件PLD,这种器件

8、采用了大规模集成电路技术，其功能由用户来设计、定义，使得一个系统通过用户编程放置在一个芯片中成为可能。20世纪90年代末，