第10章 数字系统设计ppt课件.ppt

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1、第10章数字系统的设计本章课时：4学时1第10章数字系统设计2目录10.1数字系统概述数字系统的组成数字系统的研制过程10.2数字系统设计的一般方法10.3数字系统设计举例数字波形合成器的设计浮点频率计的设计第10章数字系统设计310.1数字系统概述10.1.1数字系统的组成数字系统通常包括输入、输出、信息处理与控制等部分。外部输入输入电路处理与控制输出电路对象负载第10章数字系统设计410.1.2数字系统的研制过程数字系统的研制过程一般如下图所示拟订性能指标方案设计实验与修改工艺设计样机研制试

2、生产鉴定批量生产选题第10章数字系统设计5选题：即根据客观需求提出研制课题。拟订性能指标：就是要根据实际的需要，并充分考虑当前的技术发展状况，提出对系统主要性能指标的要求。方案设计：指从接到任务书一直到样机研制成功的整个过程。工艺设计：主要包括印制电路板的设计与制作，系统各部件间的连接设计，接线图以及机箱的加工制造等。第10章数字系统设计6样机研制：对整个系统进行安装调试，进一步完善系统设计。试生产：样机研制成功后，可根据实际情况试生产若干台，交使用单位使用，并提出使用意见，为下一步鉴定工作做准

3、备。最后才能正式投入生产。第10章数字系统设计710.2数字系统设计的一般方法系统的设计没有一成不变的规定步骤，它往往与设计者的经验、兴趣、爱好等密切相关。总体来说可归纳为如图所示的5个步骤。课题分析方案论证方案实现系统仿真样机研制第10章数字系统设计8课题分析：根据技术指标的要求，做好充分的调查研究，弄清系统所要求的功能和性能指标，以及目前该领域中类似系统所能达到的水平，对课题的可行性做出判断。10.2.1课题分析第10章数字系统设计910.2.2方案论证按照系统总的要求，得到系统框图。每个框

4、即是一个单元电路，按照系统性能指标要求，规划出各单元电路所要完成的任务，确定输出与输入的关系，决定单元电路的结构。由系统框图到单元电路的具体结构应是多解的，应该经过较为详细的方案比较和论证，以技术上的可行性和较高的性能价格比为依据。最后选定方案。第10章数字系统设计10例10-1：试设计一个秒脉冲发生器。提出方案。4种方案方案1方案2交流50Hz信号整形电路50分频器秒脉冲信号RC多谐振荡器秒脉冲信号第10章数字系统设计11方案3方案4石英晶体多谐振荡器多级分频器秒脉冲信号电子手表秒脉冲信号第1

5、0章数字系统设计122.4种方案优缺点及可行性分析1）方案150Hz信号的引入及其幅值要合适，使用起来不方便，且工作稳定性及精度较差。交流50Hz信号整形电路50分频器秒脉冲信号第10章数字系统设计13方案2电路结构简单，但工作稳定性及精度差。RC多谐振荡器秒脉冲信号第10章数字系统设计14方案4电路结构非常简单，但要从手表内引出秒脉冲信号，工艺上有一定困难。手表电池电压为1.3V，而一般CMOS电路工作电压为318V，因此，不仅需两种电源供电，而且引出信号还需增加电平转换电路才能使用。电子手

6、表秒脉冲信号第10章数字系统设计15方案3电路工作稳定性及精度好，如果集成电路选择合适，电路结构也很简单。例如选择15级分频器及频率为32768Hz的石英晶体，即可方便地构成秒脉冲发生器。选择方案3石英晶体多谐振荡器多级分频器秒脉冲信号第10章数字系统设计1610.2.3方案实现数字系统的实现大致有以下几种方法：1）采用通用的集成逻辑器件组成。传统的方法，实际应用比较广泛。2）采用单片微处理器作为核心实现。所用器件少，使用灵活，也得到广泛应用。3）采用可编程逻辑器件PLD。设计的系统体积小、功耗

7、低、可靠性高、易于进行修改等，已成为当今实现数字系统设计的首选方案。4）设计功能完整的数字系统芯片(ASIC,专用集成电路）。第10章数字系统设计17第一种方法的要点是：熟悉目前数字或模拟集成电路的分类、特点，合理地选择所用芯片，方便地实现各功能块的要求，并且工作可靠、价格低廉。对所选各功能块进行应用性设计时，要根据集成电路的技术要求和功能块应完成的任务，正确设计计算外围电路的参数，对于数字集成电路要特别注意正确处理各功能输入端。第10章数字系统设计18要保证各功能块协调一致地工作。主要通过控制

8、器来完成，控制器通常由移位寄存器或计数器构成的脉冲分配器（又称节拍发生器）来组成。对该控制器的要求是严格的，不允许有竞争冒险和过渡干扰脉冲出现，以免发生控制失误。因为这一原因，控制器多采用扭环形计数器来构成。第10章数字系统设计1910.2.4系统仿真系统仿真就是利用计算机内的EDA软件对所设计的电路进行模拟仿真，这样，可以事先验证设计的正确性，排除错误。系统仿真可以大大缩短设计时间，减少故障出现的可能性，提高系统的可靠性。第10章数字系统设计2010.2.5样机研制样机研制是设计完成后，按照设