电子电路设计与仿真范文

时间:2023-10-10 17:26:24

导语:如何才能写好一篇电子电路设计与仿真,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

电子电路设计与仿真

篇1

【关键词】 EDA 数字电路 电路仿真

数字电路主要有组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分组成,交通灯控制器的设计既可以涉及到这两部分的基本原理的运用,又可以锻炼学生对数电综合电路的设计和分析能力,因此交通灯控制器的设计是数字电路一个很好的教学题材,在完成电路设计的同时配合电子设计自动化(EDA)教学,学生无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,EDA可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。目前在各高校教学中普遍使用EDA仿真软件是Multisim10.1, 是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

下面介绍以Muitisim10.1 为平台设计一个十字路通控制器系统的过程.

1 设计要求

设计一个十字路口的交通灯控制器,要求主干道和支干道交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒;支干道每次通行时间都设为20秒;绿灯可以通行,红灯禁止通行;每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5秒钟(此时另干道的红灯不变);十字路口要有数字显示,作为等候的时间提示。要求主干道和支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位做减法计数。黄灯亮时,原红灯按1Hz的频率闪烁。

2 交通控制器电路设计仿真

2.1 状态控制器的设计

根据设计要求,主干道和支干道红、绿、黄灯正常工作时,只有四种可能:主干道车道绿灯亮,支干道车道红灯亮,用S0表示,绿灯亮足规定的时间间隔30秒时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态;主干道车道黄灯亮,支干道车道红灯闪烁,用S1表示,黄灯亮规定的时间间隔5秒时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态;主干道车道红灯亮,支干道车道绿灯亮,用S2表示,绿灯亮足规定的时间间隔20秒时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态;主干道车道红灯闪烁,支干道车道黄灯亮,用S3表示,黄灯亮足规定的时间间隔5秒是,控制器发出状态转换信号,系统又转换到最初种状态。可以用一个2位二进制计数器实现这四种状态:S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,本设计用74ls190连接成二进制加法计数器,电路图如图1所示:

2.2 状态译码器的设计

状态控制器已经产生了四种状态,用Q2,Q1两位二进制数组合来表示S0到S3四种状态,状态译码器要求利用Q2,Q1分别控制主、支干道上红、绿、黄信号灯的状态,红、绿、黄信号灯状态与控制器的输出Q2,Q1关心可用表1(1不是灯亮,0表示灯灭)来表示。由信号真值表可以设计出状态译码器电路,如图2所示:

74LS245为8个双向3态缓冲电路。主要使用在数据的双向缓冲,~G=0,DIR=0,B->A;~G=0, DIR=1, A->B;~G=1, DIR为0或者1,输入和输出均为高阻态;高阻态的含意就是相当于没有这个芯片。在本电路中是实现红灯的闪烁,无论是主干道还是支干道,Q1为1,可以利用Q1来控制~G,当Q1为1,~ Q1为0,~G为0,秒信号就可以输入电路,实现红灯的闪烁。

2.3 倒计时电路的设计

根据设计要求,该系统共有四种状态(S0-S3),在每种状态都要求能够自动调入不同定时时间的定时器,完成30S、20S、5S的倒计时显示。该定时器由两片74LS190构成减法计算器实现,初始值可通过三片74LS245完成预置数,显示电路用自带译码功能的两个数码管实现两位十进制数的显示。设计的定时倒计时电路如图3所示:

2.4 仿真结果

将上述各单元电路组合起来,可以得到交通控制灯的整体电路,点击Multisim 10.1 软件的“Simulate/ Run”按钮,便可以进行交通灯控制器的仿真。电路的倒计时显示首先为30 s,此时主干道绿灯亮,支干道红灯亮,进入状态S0,倒计时为0后,主干道黄灯亮,支干道红灯闪烁,闪烁的频率为1HZ,进入状态S1,倒计时从5开始计时,倒计时为0后,主干道红灯亮,支干道绿灯亮,进入状态S2,倒计时从20开始计时,倒计时为0后,主干道红灯闪烁,闪烁的频率为1HZ,支干道黄灯亮,进入状态S3,倒计时从5开始计时,倒计时为0后,又回到S0状态,如此循环下去。

3 结语

该设计通过把数字电路的分析与设计与EDA相互结合,完成交通灯控制器各个单元电路和整体电路的设计和仿真,很好的解决目前高校教育中理论教学与实际动手实验相脱节,试验室条件不足等问题。电路设计仿真成功后再构建实际电路,既可以降低成本,又大大提高了教学和专业设计的效率,对老师教学也是一个很好的提高和促进。

参考文献

[1]孙晓艳,黄萍.基于Multisim 的电子电路课堂教学[J].微电子技术,2006(24).

[2]周凯,郝文化.EWB 虚拟电子实验室——Multisim7 &Ultiboard7 电子电路设计与应用[M].北京: 电子工业出版社,2006.

[3]张艳春.数字电子系统的EDA 设计方法研究[J].现代电子技术,2009(17).

[4]郑步生,吴渭.Multisim 2001 电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

篇2

关键词:电路设计;proteus;应用

中图分类号:TN702 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)03-0248-01

二十一世纪的今天,社会科技进步较快,proteus仿真软件在电路设计中的应用也越来越广泛。该仿真软件是计算机技术发展的重要成果之一,可以对模拟电路,数字电路和电路进行仿真操作,软件自身具备先进的虚拟器,包括示波器,逻辑分析仪,信号发生器等,为了更全面的了解和更深刻的分析proteus在电子电路设计中的应用,就要在软件开启的仿真条件下,对整体电路和包含的各个零部件进行逐一研究,为之后的电路设计打下坚实的基础思路。

1 Proteus仿真软件简述

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。

2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析

在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。

3 Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试

在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。

4 Proteus仿真软件的实用电路分析

在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。

5 结语

综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并z测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。

参考文祥

篇3

【关键词】 电子电路 设计与辅助 传统电子电路的设计问题

计算机电子电路技术对于各行各业来说,起到的作用是非常明显,不仅能提高相关人员的工作效率和质量,还能对设计的电子电路进行仿真分析实验,以方便解决实际电路搭建中所遇到的各种困难。该文就电子电路的具体原理以及计算机辅助系统中一系列环节出现的问题进行分析,明确电子电路的具体原理,对计算机的辅助设计进行一系列的分析,以满足我们的日常工作需求。下文,将对电子电路对计算机辅助设计的联系展开铺设,以解决难题。

1 电子电路原理以及计算机的辅助设计

电子电路的基本原理相对来说是比较容易理解的,在电子基础中,电就像是水一样,电路类似于俗称的水路,将各种电子元件连接成相应的通路,以实现特定的功能。任何电子产品都是由电子元件组成的,所以为了更加深入的了解电子电路的原理,需要对电子元件进行一系列的辨析,也就因此掌握了电子应用。对电子电路的原则基本认识之后,能够应用一系列的电子工具,进行一系列的产品设计。

电场这个概念对于电子电路来说并不陌生。电场通常是指电产生作用力的一个范围。磁场就是磁产生作用力的一个范围,其他类似。导体就是电容易通过的物体。绝缘体,就是电比较难通过的物体。导体与绝缘体在实际生活中并没有决定化的定义,这两者的导电能力相差好几倍。有些物体,在不同的外界环境下,比如电场,磁场,温度,光照等方面的影响下会呈现出不同的导电状态,我们称这类物体为半导体。对导体、绝缘体以及半导体的具体应用就能组成各种的电子元件,我们就能对电能进行方便简单的检测与利用,开关是一个类似短路器与开路器系列的东西,电阻在零欧姆与无穷大的两个阻值上相互变化的元件,它与自来水开关的效果原理类似。任何时候,只要电流流过,就会产生一个闭合的通路系统。也就是电流回路,如果不考虑电源内部的问题,电流一定是从正极流向负极。电源类似于特殊的电子元件,在闭合通路下,才有可能产生电流,如果没有导体以及电子元件连接就不能形成闭合的通路也就不会产生电流,并且没回路就一定没有电流,有电流就肯定有回路。并且实际中对于交流电流的运用并不需要物理上的通路、真空、空气也能形成电流回路。两个不同水位线之间存在一个水差就是水压。水压之间如果存在一根管,水就会因此流动,水流动就会受到阻力。越细的水管,其阻力越大,水流进越小。如果水压越高,其水流越大。

在一系列工程设计中,计算机担当的角色是计算、制图、信息存储的功能角色,在应对不同的行业中,通常利用不同方案进行大量计算、分析与比较,以确定出其最优方案,其设计信息所谓计算机技术的一种应用,能够随时迅速的被使用者找到,有些设计人员自己构建草图,而对草图的进一步完善,需要通过电子计算机的渲染。利用计算机可以进行一些图片的操作,对其进行加工工作,利用计算机的辅助设计电子电路技术能够提升设计人员的工作效率与工作质量。并且在企业的实际运用中起到了不可缺少的关键作用。

2 计算机系统的系列构成

电子电路辅助计算机的应用需要一定的计算机基础,比如其基本图形功能应用,系统中起作用的设备为:电子计算机的主机,图形的输入板,图形显示终端,打印机,扫描仪以及给类绘图处理件等。一般来说,工程工作站指的是具有超级小型功能与三位图形处理能力的单用户交互式计算机系统。它有比较强的计算能力,比较高端的图形软件,具有高分辨率现实,并且可以在网上办公。完善的CAD系统对于日常生活的帮助是显然易见的。

图形输入输出设备不仅仅包括计算机主箱以及其他的外在连接设备,也包括其他的一系列内在软件。图形的输入输出设备主要应用于计算机辅助设计中。图形输入设备的作用,是把平面上的点坐标投射到电子计算机里。软拷贝与硬拷贝组成了图形的输出设备,前者是对于各种图形的显示装备,有利于人机互动。后者经常用作图形显示的附属设备,主要进行复印的作用。以实现整体环节中的分工协作等。

CAD软件是运用比较广泛的软件,它应用于各个行业,比如建筑业,广告设计业中,它除了具备可操作性,编译程序外,还有对一系列交互式图形显示软件,以及CAD应用软件与数据管理软件使用。交互式的图形显示软件应用于图形显示的编辑,开窗,观看与图形的变换修改,人与计算机之间的良好互动。CAD软件能够提供制图,特征计算与几何造型等功能,广泛应用于各个专业领域。构造应用软件的四个主要组成是,算法,用户界面,数据结构以及数据管理等。数据管理软件应用于存储、检索以及大量数据的处理,其中包括对文字图形信息的编辑处理。为了方便其进行处理,需要建立工程数据库系统。与一般的数据库系统相比,其拥有以下的特点,比如多样化的数据类型,实体关系的复杂管理,频繁变动的数据结构与库中数值。实际上,设计者的操作是一种具有实行性的交互处理行为。其基本的技术包括交互技术、曲面造型以及实体造型技术等。

3 对于仿真软件的举例分析

3.1 电子工作平台的应用(Electronic Workbench)

Electronic Workbench是一种比较高效的电子电路计算机辅助设计软件,它使用的是windows的平台,能对一系列信息进行模拟,数字以及模数混合电路的设计,其具有一系列的特点,比如高精确度,强悍性能,友好的界面,方面的操作等,以其虚拟仪器而闻名,它把系统管理者放在一个虚拟的电子实验室里,弥补了当面一系列高档仪器数量不足,元器件耗费等的缺陷。

3.2 MultisimX系列的仿真工具

Multisim X适用于数字电路的设计工作,基于windows平台的仿真工具。它具体包含了电路原理图的图形输入以及一系列硬件描述语言的输入,具有非常强大的仿真分析能力。通过具体操作可以进行电路图的输入以及编辑信息等的电路搭建。对于元器件挑选界面的应用,可以根据不同的需要对电路进行相应观测和分析。对于Multisim X的电路仿真来说,以仿真软件作为其平台进行一系列模拟电子电路设计,从接收任务以及到获得最终的设计结果,电路仿真软件都能够仿照前期模拟电子电路的设计进行一系列的电路的可辅助设计。可以实现硬件实验环境的具体模拟,并且对模拟过程中的现场进行记录与分析。

3.2.1 对于电路的具体分析,及其说明

对条幅电路进行模拟电路的仿真设计以及分析。为了达到目的,可以先将待搬移的信号和参考信号之间进行时域相乘,获得两者的混合频率分量,再用其滤波器滤除无用的频率分量就行。在实际运用中,由于模拟乘法器IV芯片的优点,比如小体积,低功耗,高可靠性,高性能等对于整体电路具有稳定的调整性能等。设计的时候,可以选择模拟乘法器芯片和一系列电路之间形成振幅调制等线性频谱搬移的完整电路。

3.2.2 针对整体电路的仿真设计和电路的调试

在具体的电路设计中,单纯性阻值不是电阻选择的唯一方面,在选择的时候对于高频特性也要考虑进去。在仿真设计的过程中,如果提升其工作频率,元器件分布参数也会相应变大,并且还会出现电路失控、波形失真的问题,在具体工作中想要防止因工作频率升高而导致的电路工作失常的现象,就必须使用特定规格参数的金属氧化膜电阻器,比如其很小的分布参数,这一系列都能说明仿真电路确实能够实现实际电路的模仿。在实际的硬件运行的条件下,如果出现三极管故障,就会导致工作出现问题以及整个电路工作不正常的事例。在一系列的仿真过程中,要选择各个方面性能都比较优秀的晶体三极管比如2N910以及二极管1N1204C等一系列元件,来搭建MC1596芯片内部电路,使其具有很好的电气性能。

4 电子电路计算机辅助设计与电子电路传统设计的联系

在早期的时候,模拟电路设计步骤都是比较简单的,一般分为电路形式与元器件型号,进行元件参数的大致计算,确定电路形式以及元件参数值的硬件电路实验环节,进行电路图的绘制,印刷电路板的制作,进行焊接并调制投入等,电路仿真的具体应用。这就是传统电子电路设计制作的步骤。它的好处显而易见,可以随意的实现对电路形式和元器件参数值的修改,使其满足高性能指标,这样不仅增大了实际工作的效率,而且还减少了实际元器件的消耗问题。电路的仿真设计,能够分清电子电路的一系列具体功能作用,基本分析方法与设计方法,还可以以仿真软件作为实验的平台,使用库中的电子测量仪器观测值、实验现象以及得出相应的结果,设计的电路是否能满足性能指标,是否需要进行进一步调整元件的参数进行电路优化。值得注意的是在电路的仿真设计中其仪器库里的测量仪器不过是理想性的东西,无法实现对实际电路设置的完全模仿能力。并且由于仿真软件商利用分立元件进行电路的搭建,其集成程度也会受到限制。

5 结语

根据该文所陈述的,电子电路设计必须要重视两大方面,一是对于硬件的设计,二是对于软件仿真的运用。前者是电子电路的物质基础,一切的前提,软件设置能够充分发挥硬件的功能,对于软件仿真的运用,能实现在现实环境中无法实现的一系列实验设计,从一个侧面来看,软件仿真引领电路电路的前进方法。对于电子电路中设计周期的缩短,降低成本,只有通过一系列软件仿真才能达到,软件仿真对已整体性能的发挥起到很重要的作用。需要根据实际情况,对于软件仿真进行深化剖析,找到更好的切入点,促进技术更新,完善我们的工作质量与效率的提升。

参考文献:

[1]Bassam Halabi.因特网的路由选择技术.北京:电子工业出版社.

篇4

【关键词】数字电路 模拟电路 发展

1 前言

随着国民经济的快速增长,科学技术的快速进步,电子信息产业得到快速发展,逐渐渗透到国民经济生活的各个领域,使人们的生活发生了翻天覆地的变化。电子信息产业对军事领域也有着深远的影响,改变了传统战争的作战模式,在现代国防中发挥着越来越重要的作用,其在其在国防领域的应用也彰显了一个国家的综合国防水平。

作为高新技术产业,知识、技术和资本是电子信息技术产业得以快速发展的三个重要因素,它彰显了一个国家或地区制造业的整体水平,也是一个国家或地区科学技术和制造业综合实力的重要标志。就我国目前的社会经济现状而言,我国正处于传统产业结构转型时期。如何平衡新的产业结构,达到经济的稳定快速发展,解决目前政府资本过剩、内需不足、市场疲软等宏观经济问题是我国目前经济社会发展面临的一个重要挑战。而加速电子信息产业的建设与发展,对于促进传统产业变革、改变传统产业结构、增加就业率、提升就业水平具有重要作用是应对这一挑战的最好办法。

电子电路是电子信息产业的技术支撑。是电子信息产业的发展重要限制因素。电子信息产业的快速发展离不开电子科学技术的发展及应用。生产技术的提高及加工工艺的改进加快了集成电路的更新速度,也为电子信息产业注入了蓬勃的朝气以及更加旺盛的生命力,使其得以快速发展。根据其结构、功能的不同,电子电路可以分为模拟电路和数字电路。

2 模拟电路

模拟电路是一种针对模拟信号(幅值随时间连续变化的信号)行传输或处理的电子电路。它主要是利用电流或电压对真实信号进行模拟,使其等比例的再现。如调幅/调频的收音机,接收处理无线电广播信号,然后经过一系列的混频、放大、解调等过程,最终完成音乐的播放和新闻等的报道。模拟电路在生活中的应用非常广泛,如晶体管小信号放大器,低频功率放大器,负反馈放大器,MOS 集成运放,谐振放大器,直流稳压电源等。都是用模拟电路制作的。

模拟电路的设计过程比较复杂,其设计的重点在于电路参数的实现。其设计的基本流程主要包括以下几个方面:

2.1 系统定义

系统定义是模拟电路设计的基本前提。根据设计要求,模拟电路设计工程师需要对电路系统及子系统做出相应的功能定义,并确定面积、功耗等相关性能的参数范围。

2.2 电路设计

电路结构的选择是电路设计的重要环节。模拟电路设计工程师需要根据模拟电路需要实现的功能要求、设计规范及相应的参数指标选择合适的电路结构,并在此基础上确定元器件的组合方式等。针对模拟电路的设计,目前暂时没有可以利用的比较成熟的设计软件,因此,只能是有工程师根据自己的经验手工完成。这在一定程度上增加了模拟电路设计的难度,限制了模拟电路的发展速度。

2.3 电路仿真

电路仿真是模拟电路的设计过程中必不可少的一个环节,是模拟工程师判断模拟电路是否可以达到设计要求的一个重要依据。工程师根据仿真结果,不断对电路进行修改和调整,直到模拟电路的仿真结果可以达到设定的指标及相应的功能要求。常用方法主要有参数扫描法,直流和交流分析法、蒙特卡罗分析等

2.4 版图实现

版图将电路设计转化生产的重要桥梁。在由前面的设计及仿真结果确定了模拟电路的结构及相关参数后,设计工程师对设计的模拟电路进行物理几何性的描述,将其转换成图形格式,以便于模拟电路后续的加工与制作。

2.5 物理验证

在物理验证阶段,需要对设计的模拟电路进行设计规则检查(DRC)。设计规则检查是在给定的设计规则的基础上对其最小线宽、孔尺寸、最小图形间距等限制工艺进行检查,衡量版图工艺实现上的可行性。此外,还要对版图与电路图的一致性进行检查(LVS)。可以利用LVS工具提取版图的参数,将得到的电路图与原电路设计图进行比较,保证版图与原电路设计的一致性。

2.6 寄生参数提取后仿真

在版图之前进行的电路设计的仿真称之为“前仿真”,“前仿真”都是比较理想的仿真,没有考虑到连线的电阻、电容等寄生参数。将寄生参数加入版图后进行的电路仿真称之为“后仿真”,只有当后仿真的仿真结果达到设计指标及系统功能要求,电路的设计工作才算完成。寄生参数对模拟电路的影响较大,前仿真的仿真结果满足的情况下,后仿真结果却无法满足要求。因此,设计工程师需要根据后仿真结果不断进行晶体管参数的修改,有时甚至要进行电路结构的调整,直至后仿真结果达到系统设计要求。

目前,模拟电路设计难度高且比较复杂,使用的EDA工具的功能和系统配套性又相对落后,且在设计过程中需要进行频繁的人工干预,对寄生参数等比较敏感等,这些都在一定程度上限制了模拟电路的发展,导致模拟电路发展速度相对缓慢。

3 数字电路

篇5

关键词:Multisim 仿真软件 调制与解调 分析 应用

中图分类号:TN912.3 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)10-0215-01

Multisim仿真软件又叫虚拟电子实验室。他是一个虚拟的电路电路仿真软件,可以进行原理电路设计和电路功能虚拟测试,是一个名副其实的虚拟电子实验。该软件可以虚拟测试和演示各种电子电路,可以进行详细的电路分析功能,帮助电路设计人员对所设计的电路进行性能分析,在实际的工作中Multisim仿真软件具有很大的实用价值,尤其在在多路语音信号调制与解调实验中的地位更是不可取代。本文针对Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验进行了详细的分析如下:

1 实验原理及说明

频谱变换电路是现代通信中最为重要的电路之一,同样这种电路也是最基本的电路之一。现代通信技术在不断的发展,国家的相关部门又不断的提出我们要降低通讯成本,降低能耗,建设资源节约型社会。为了应对这种发展趋势,我们进行的电路设计已经摒弃了原来的一条线路只能传输一条信号的的设计方案,那样的方案应用率太低,成本很高。我们现在设计的电路需要实现各个语言信号的整合,使其可以通过提条线路进行传输,但是又不能产生干扰现象,这就要求我们所设计的电路。

调制解调过程就是将低频信号搬移到高频段或从高频段搬移到低频段的过程。所谓的振幅调制,就是要实现低频调制信号对于高频震荡的幅度进行有效的控制,使高频震荡信号通过低频信号反应出来;解调的过程比较简单,他就是将低频信号从调幅波中取出。可以进行调幅与解调的方式有很多,随着计算机的高速发展和软件的不断进步,现在的仿真电路种类很多,但是就现阶段而言,Multisim仿真软件的市场份额还是存在其绝对优势的。Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验中的过程比较简单,该软件的调幅功能的实现借助了集成乘法器,而对于检波功能我们通过二极管实现的,在具体的实验过程中,我们把实验电路进行了有效的模块分类,实现了多路语言的调制和解调,具体设计如(图1)所示:

2 实验电路的确定及仿真结果

实验原理中我们可以清楚的看到,Multisim仿真软件中的仿真窗口中的是设计多路电路的关键所在,我们必须在这些窗口中创立创建和设计多条语音信号的调制和解调电路,只有这样才能是吸纳多条实验电路公用一条通道的设想。在此过程中,我们要注意电阻、电容这些最为基本的电路元件需要从系统的原器件库中进行统一的调用;而电路中的语音信号和被加直流电压以及载波信号的来源我们通常借助电源信号库来实现;我们系统中的的控制件器库可以为我们提供电路设计中所需要的集成加法器和集成乘法器。这是我们整体的仿真系统中各个器件的来源和设计方式,最后我们按照试验线路中的但参数对试验器件的电参数进行设置就可以了。

2.1 多路语音信号调制部分

我们所设计的多路信号调制电路中主要部分由:乘法电路、加法电路、多路加法电路、滤波电路和直流叠加电路等等。打开系统,进入仿真界面,我们可以观察到每个单元必须在输出端连接双踪示波器,之后打开我们系统的仿真开关,这时系统开始工作并进入仿真状态,对电路的实际工作进行模拟演示,我们可以通过观察示波器的输出信号,从而得出调制部分各个单元电路的电压波形,当然这个波形反应的是输出电压的情况。

2.2 多路语音信号解调部分

相对于调制电路而言,解调电路的复杂程度要简单一些,在Multisim仿真软件的工作系统中带通滤波电路、低通滤波电路、检波电路、多路加法电路共同组成了Multisim仿真软件的各端仿真波形多路语音信号解调电路。同我们的调制部分相似,把双踪示波器和各个单元的电路输出端进行连接以后,我们就可以打开模拟开关了,这时我们的仿真系统便开始工作,我们同样需要观察示波器反应出的波形,这个波形就是调制部分各单元电路的输出电压波形,这就是Multisim仿真软件的多路语音信号解调部分。

3 结语

本文针对Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验的原理和具体步骤进行了一系列的分析,可以看出该软件的设计比较合理,操作相对而言比较简单,而且该仿真系统所反应的实验结果具有很高的实际价值,在此类实验电路的模拟检测中有很重要的意义。另外,Multisim仿真软件对于其他的电路模拟分析也有着很大的优势,在实际的应用中受到了大家的青睐。

参考文献

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【关键词】电子电路设计;调试方法;步骤

当前,随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步,我国的电子行业已在市场经济领域中得到了大规模的发展,同时也得到了广泛的应用。其中,对于电子设备来说,电子电路的设计是其中的一个关键性内容,为了有效地满足社会对电子行业的需求,人们对电子电路的设计质量也提出了更高的要求,而电力的调试工作作为电子电路设计中的一个核心内容,重视和完善电路的调试工作便显得尤为重要,其对优化电子电路的设计质量具有非常重要的影响。

1电子电路设计常用的调试方法

电子电路设计常用的调试方法主要有两种,即分别为分块调试法和整体调试法。下面主要对此两种方法进行了一定的分析。

1.1分块调试法

在进行电子电路设计时,分块调试法的应用主要是将整个电子电路按照一定的规律分成不同类型的模块,然后再对每个模块进行调试。通常情况下,其主要是按照电路的不同功能进行划分的,由此则可以对不同电路部分的性能进行单独地调试。其中,在实际调试作业过程中,为了保障电子电路分块的科学合理性以及调试工作的正常开展,相关工作人员应首先对电子电路的工作方式、工作原理进行具体地掌握,然后在实际的调试过程中应严格按照电路的信号流通线路进行具体地划分,从而便可以将电子电路划分成多个级别。在此前提下,工作人员则可以对电子电路进行一级一级地作业,以更加有效地完成对电子电路的调试。此外,分块调试法还适用于边安装边调试的情况下,即在整个电子电路中每安装完一个模块就可以对其进行相应的调试工作。与在电子电路安装完毕之后再进行分块调试的模式相比较的话,虽然该调试方式会在一定程度上增加调试工作的难度,但是该工作的效果却是比较理想的,其不仅可以在电力电路安装的过程中立即发现其间可能存在的故障模块,且当电子电路安装完毕之后,与之相对应的调试作业也便同时完成了。在实际作业过程中,分块调试法常被普遍应用于较小的电路中。

1.2整体调试法

与分块调试法不同,整体调试法主要是在整个电子电路都安装完毕之后再对其进行一次性地总调试,而并不对每一模块进行单独地调试。一般情况下,整体调试法常被应用于结构简单的电子电路中,但其也可以取得良好的调试效果,尤其是对于一些无法分块调试的产品来说,整体调试法的应用在其中具有着极其重要的意义。

2电子电路设计常用的调试步骤

在对整个电子电路进行调试的作业时,相关工作人员需掌握具体的调试方法和调试步骤,以保证调试工作的正常开展。其中,在进行电子电路调试工作之前,其需做好相应的准备工作。①工作人员需准备好相关性的技术文件,这是保证调试工作正常运行的首要内容,如准备好电子电路的线路图、电力系统的设计原理、设计说明书等文件,这些重要的文件都可以为调试工作提供良好的理论依据。②在进行调试工作时,其也需要借助相应的仪器设备,因此工作人员需准备好相应的使用仪器。一般情况下,调试工作的开展需要的仪器工具主要有万用表、示波器、信号发生器等,因此在进行电路调试的时候,工作人员还需掌握仪器的性能和使用,以更加有效地完成调试工作。除此之外,在准备好相应的仪器设备后,工作人员还需检查仪器是否完好。③调试场地的准备也是调试工作中的一个重要内容,工作人员需做好调试场地的准备工作,如保证场地的清洁、无漏电风险等。在做好相应的电子电路调试前的准备工作之后,则需开始进行具体的调试步骤。一般情况下,电子电路设计常用的调试步骤主要有四步,则分别为线路检查、通电检查、功能检测以及指标检测。下面主要对此步骤进行了具体地分析。

2.1线路检查

在电子电路设计调试作业中,开展线路检查的内容主要包括两个方面。①线路检查即为直观性的检查,在该作业过程中,其主要是检查电子电路的线路连接是否正确,看是否存在错线、少线、多线的情况。此时,为了保障检查工作的质量,相关检查人员可根据电路的设计图纸进行一定的对比,并可在检查的过程中在图纸进行相应的标记,以此不仅可以保障检查工作的思路清晰性,且还能全面地提升线路检查的效果,避免出现漏查的现象。②线路检查还需对元器件的连接方式进行相应的检查,此时在作业过程中则需要借助一定的仪表检查元件的连接是否正确、元件的连接是否到位等。例如,在实际检查作业中,工作人员可以运用数字万用表进行测试,其主要需观察连线两端连接的元件引脚位置是否与设计图纸的相对应,而通过观察则可及时发现引脚与连线接触不良的故障等。

2.2通电检查

通电检查主要是对接入电源的电子电路进行通电性的检查,以保障整个电路的安全性能。其中,在实际检查作业中,通电检查是不接入任何信号源的,其主要是在接入电源之后观察整个电子电路是否存在冒烟、冒火、出现异味等一些异常的情况,且只有首先进行最初的观察与判断才利于后续的进一步检查。对于正常运行的电子电路来说,其在通电之后并不会出现发热、发烫的情况,因此当观察到通电检查中存在任何的异常情况时,相关人员也无需太过紧张,其首先需要做的事便是立即切断电源,然后根据实际发生故障的位置进行相应的处理,如可将发生故障的元器件拔出,待排除其存在的故障之后再对其进行电源测试。此时,在接入元器件时,其需认真检查元器件的引脚连接是否正确以及检查电源电压是否处于正常状态下,待确定电子电路所处的状态为正常状态时,其可再一次接通电源实行通电检查。

2.3功能检测

通常情况下,功能检测也是不需要接入信号源的。在电子电路设计调试中,功能检测的主要内容是检测电路在静态工作下的参数值,即主要是测试电路静态的工作状态,看其所显示的相关数据是否合理。例如,在实际作业过程中检测放大功能的元器件的工作状态是否处于正常的放大区域内;检测数字电子电路中的各个电路输入端、输出端的电瓶电压值是否合理,以及检测其内部的逻辑关系是否正常等;对于运算放大器来说,工作人员在检查电路中的正、负电源之外,还需进一步检查调零电路是否存在零点漂移的情况,以此保障整个电子电路的正常运行。此外,为了在一定程度上实现全面化的电子电路功能检测,在进行功能检测作业时还需在电路输入端接入一定的幅度、频率的信号源,与此同时可通过双踪示波器的运用来进一步观察输入、输出信号的波形形状、信号幅值、相位关系、频率等相应的参数值,而检测人员即可逐级对此进行全面地检测。

2.4指标检测

在经过前面几个步骤的检测作业之后,则可以基本上确定电子电路的正常运行状况。其中,指标检测是整个调试作业中的最后一个步骤,其主要是在前面三个步骤的基础上对电子电路的应用效果进行一定的检测。对于整个电子电路的设计来说,其首先便会具备一定的设计要求,而指标检测作业的开展则是根据设计的实际需求对其中的相关性技术指标进行测试。在实际作业过程中,其可以通过准确地记录测试数据来进行全面地分析与研究,以通过确定电子电路中的技术参数是否合格来实现指标检测的目标。其中,如若相关参数标准存在不合格的现象,则相关人员需对整个电子电路设计图纸进行再一次地分析与研究,以通过不断开展调试作业来实现设计图纸的合理性。

3结束语

综上所述,在电子电路的设计过程中,人们应对电路的调试工作给予高度的重视,并需在实际作业过程中加强对电路的调试管理,以根据实际情况采取有效的调试方法,从而通过对电子电路进行有效性的调试管理来优化电子电路的设计质量,以在一定程度上实现电子电路的真正实效性设计。

参考文献

[1]张泓.电子电路设计常用调试方法与步骤[J].电子技术与软件工程,2016,24:124.

[2]王向东.浅谈常用电子电路的设计和调试方法[J].科技与企业,2012,22:304.

[3]电子电路设计、安装与调试完全指导[J].现代电子技术,2013,22:34.

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关键词:Multisim 汽车尾灯 仿真软件

中图分类号:TN702 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)04-0000-00

本文设计的汽车尾灯控制电路,使得车辆在进行转弯或者急刹车时能及时对其他车辆发出信号进行预警,可有效减少交通事故的发生。通过Multisim仿真软件对电路进行仿真设计,Multisim是美国国家仪器公司推出的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件,它秉承了其前身虚拟电子工作台软件易学易用、形象直观等优点,扩充了元件库,支持VHDL和Verilog HDL语言及单片机应用电路仿真与设计,增强了软件的仿真测试和分析功能,广泛应用于电子电路的教学与设计中。在电子设计中可以利用该软件实现计算机仿真设计与虚拟实验,验证电路是否达到设计的要求,设计与仿真实验可以同步进行,一边设计一边实验,不符合要求时可以随时进行修改、调试,实验中不需要消耗任何元器件,根据仿真实验的结果再进行实际电路的制作,大大节约了成本,缩短了产品的开发周期,是现代电子设计的有效方法。

1 电路设计要求

要求设计一个控制汽车尾灯的电路,用六个指示灯模拟六个尾灯(汽车尾部左右两侧各三个灯),并用两个开关来控制汽车的运行状态,其中一个开关用于指示右转弯,另一个开关用于指示左转弯,如果两个开关都未接通,表示汽车处于正常行驶状态,如果两个开关都被接通,表示驾驶员遇到紧急情况,此时需要临时刹车,紧急闪烁车灯警示其他车辆和行人。电路的具体设计要求如下:

(1)当汽车正常行驶时,汽车尾灯全部熄灭。(2)当汽车向左转弯时,汽车左侧三个尾灯按顺序循环点亮。(3)当汽车向右转弯时,汽车右侧三个尾灯按顺序循环点亮。(4)当汽车临时刹车时,汽车后面六个尾灯一起明、暗闪烁。

2 电路设计分析

根据以上电路的设计要求可知,汽车尾灯有正常运行、左转弯、右转弯和临时刹车四种运行状态,需要用两个逻辑开关组合构成开关的控制端(此处用K1、K0表示),左侧的三个尾灯用D0、D1、D2表示,右侧的三个尾灯用D3、D4、D5表示,可以列出汽车尾灯运行状态关系表,如表1所示。

3 单元电路仿真设计

3.1 开关控制电路的仿真设计

开关控制电路通过开关K1、K0控制,选取异或门芯片74LS86N和与非门芯片74LS00N组成组合逻辑电路来实现对尾灯电路的整体控制;在电源库中选取100HZ/5V的脉冲作为电路的输入信号,用指示灯G、A表示译码控制和驱动控制两种输出状态。由此可以构建开关控制电路,如图2所示。

图2 开关控制电路

通过对开关K1、K2控制,可以仿真分析得出译码控制端G和驱动控制端A的现象,从图2可以看出:当开关K1低电平,K0高电平时,指示灯G和A均点亮,当开关断开、闭合的情况不同,则G和A的亮暗情况也有所变化,具体关系如表2所示。

3.2 尾灯电路的仿真设计

尾灯电路主要由计数器、译码器和显示驱动电路三部分组成。其中,计数器按三进制计数,用于左转弯、右转弯时控制三个尾灯按周期规律点亮,选取JK触发器74LS112N构成三进制计数器;译码器是对运行的状态进行译码,产生节拍脉冲输出,控制尾灯按循环顺序点亮,选取3线―8线译码器74LS138N构成译码电路;显示驱动电路用于驱动LED,选取与非门74LS00N构成显示驱动电路。尾灯电路中 JK触发器的时钟脉冲信号设定为100HZ/5V。由此可以构建尾灯电路,如图3所示。

根据表3的逻辑功能可以分析得出下面的结论。

(1)当K1=0,G=0,A=1,左侧尾灯和右侧尾灯均不亮,即汽车正常行驶。(2)当K1=0,G=1,A=1,左侧尾灯循环点亮,右侧尾灯不亮。(3)当K1=1,G=1,A=1,右侧尾灯循环点亮,左侧尾灯不亮。(4)当K1=1,G=0,A=CP,指示灯随CP的频率闪烁。

3.3 时钟脉冲信号

时钟脉冲信号源选用的是软件中的时钟电压源,其振荡频率设置在100HZ左右。也可以用555定时器外接电阻、电容元件构成多谐振荡器或用石英晶体多谐振荡器产生所要求的时钟脉冲信号。

3.4 总体电路的仿真设计

将前面设计好的开关控制电路和尾灯电路连接在一起后,就可以构成了完整的汽车尾灯控制电路系统。

4 结语

本文所设计的汽车尾灯电路结构简单、可靠性高、操作方便、成本低。应用Multisim13.0进行电子电路设计和仿真,可利用大量丰富的元器件库和实用的虚拟仪器,可改变电路元器件参数来调整电路,使之更好地接近设计要求,且操作简单、构建电路方便快捷、电路修改比较方便。在电路仿真设计完成后再去构建实际电路,从而大大的降低了使用成本,提高了电路设计的效率。

参考文献

[1] 张树峰.怎样使用汽车灯[J].实用汽车技术,2006(1):13.

[2] 孙晓燕.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术,2006(24):142-144.

[3] 任俊原,腾香,李金山.数字逻辑电路Multisim仿真技术[M].电子工业出版社,2013.

[4] 张新喜 等.Multisim10电路仿真及应用[M].机械工业出版社,2010.

收稿日期:2016-03-03

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EWB软件是专为电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,它是由加拿大交换图像技术有限公司根据互动影像技术而编写的,因此又被称为电子工作台模拟软件。EWB软件是电子技术实验训练的一个较好工具,尤其是在电子实验教学或者实验训练中,有很好的辅助效果。可以帮助学生理解理论知识,直观地反映实验结果,弥补课堂教学所存在的缺陷。基于此进行仿真实验,使学生不仅可以熟练地掌握电子仪器的使用,还能够对其综合分析能力的提高起到促进作用。

1 EWB电子电路仿真软件的功能和特点

1.1 使用简便

EWB电子电路仿真软件通过直观的图形界面建立起相关的电路原理图,并将实验工作台在计算机屏幕上呈现,因此对于绘制线路图所需要的组件和电路仿真测试设备就能够直接从屏幕上的图形界面选择。

1.2组件库丰富

首先,EWB软件所能供应的组件种类是相当完整和齐全,数量也比较充裕;其次,分立原件库的种类多种多样,包含数字集成电路,数字混合图书馆以及模拟集成电路等。同时,EWB软件还能对外提供虚拟的仪器和真实仪器仪表的相关操作,确保用户能够较为真实地在实验室里使用电炉仿真和虚拟仪器。除此之外,EWB软件在电路分析方法上也有较大的改进,常见的就涉及瞬态和稳态方面分析的电路、线性分析和非线性分析等。

1.3 涉及面广

EWB软件同时还涉及图书馆的虚拟仪器、完整的电子测量仪器、精密先进的仪表,这些工具是电子电路设计工作的必要条件。它不仅在一定程度能够弥补实验仪器和组件缺乏经费的弊端,也能够将原材料发生的消耗和设备的损坏情况排除在外,对于学生在学习能力方面的提升有很大的帮助,不仅能够充实课堂内容,还加深了学生对相关概念理论和实验原理的了解。

1.4 操作灵活

相比在实验室进行电路实验,应用EWB软件提供的虚拟仪器,使操作的方式更加灵活方便,有如实际操作的模拟电路。在常用电子仪器的测量环节,测量的结果能够实时地反映在EWB软件的工具控制面板上。因此,可以帮助学生较快掌握对于电子路线图的相关知识和电路硬件设计的专业知识,学生学习的主观能动性和创造性得到了充分发挥,对学习目的分析与解决问题方面的能力也逐渐得到了培育。

1.5 检测或警告相关错误

EWB软件可以在仿真过程中显示误差形式用来检测或警告相关错误,所以,不少学生可以在实验室对各种故障的模拟电路元件进行设置。例如,根据开路、短路、漏电在运行过程中的不同水平,可以观察到在工作状态下,电路出现的不同故障。

学生可以在仿真过程中改变设计,根据产生的结果,学生可以轻易立即应用程序的各种选项进行处理。

2 传统的试验教学与仿真试验的本质区别

理论教学是一种比较传统的试验教学,它的中心更趋向于对理论的验证。所以,被称为“验证”教学。因此,这种没有创造性的验证实验往往都会对学生的创新意识产生较大的限制,制约了学生主动求学和探索热情的培养。这种试验操作模式将实验目的、各种任务、接线图、数据表以及操作步骤等,都分发给学生,学生只需根据这些试验教学规定的内容、实验方法、实验步骤以及一步一步地测量仪器在表格上显示的数据进行操作,就可以完成实验的任务。该类型的实验应该说是比较传统的,虽然具有比较强的针对性,操作过程也相对简便,但是对于学生创造性思维的培养并没有起到很多大的帮助。

通过实验室组件和各种实验设备的局限性的分析可知,常见的问题有组件的规格不统一、数量不足等问题,导致了所能开放的实验项目数量受到限制,再加上更新速度未能加快,难以适应当前各种新的电路设计和调试的要求,导致学生们仅仅能够遵照老师设计的项目在规定的时间内完成,把学习看作是一项任务,并没有通过自己过多的独创性思维去深入研究。

学生在电路设计的安装、调试、测量等过程中,经常需要重复多次进行,这样的实验结果,一方面对于电路调试会相对费时费力,另一方面设备损坏的频率会有所提高,容易在实验上产生误差,导致所设计的实验未能顺利达到应有的效果,削弱了学生参与实验学习的积极性,相应也不利于学生学习效率的提高和创新意识的培养。

3 EWB应用于仿真实验教学

应用EWB可以丰富实验内容,减少实验成本。在实验中运用EWB软件,实验室中的仪器,零部件的品种、规格以及数量都不会受到相应的限制,通过快捷方便的EWB软件进行试验,可以快速取得仿真模拟结果图像,尤其是在修改电路、调试等方面,仿真试验有着较强的辅助效果。

EWB软件及其提供的各种丰富的组件,包括测量工具,使仿真实验教学打破了空间的限制,克服了传统实验教学在时间和空间方面的不足。模拟实验的开设,能够为学生创造一个相当开放的平台,使学生在实验时间上和实验室空间上不再受到限制。

综合上述,通过将EWB电子设计软件应用于相应实验教学,能在一定程度上比较有效地处理好传统实验教学上所存在的问题,增强学生对电子技术的掌握,进一步提高学生的学习能力,有利于学生综合实验能力的提高。

4 传统实验教学与仿真实验相结合

实验教学要求能够提高学生的实验能力,不仅要求学生要学会正确使用实验的仪器、提高实验动手能力,掌握实验的操作技巧,同时还要求学生在实验过程中应当熟练掌握数据分析的技能,并且能在数据分析中学会绘制图表。通过EWB软件设计出来的电路毕竟属于虚拟电路,不可能取代传统的实验。笔者建议在实验教学中应该要注意与仿真实验结合运行,这样不仅有利于提高学生的实验能力,还能够提高教师的教学热情,进而对教师的教学质量也有较大的促进作用。

5 结论

综上所述,EWB是一款功能相对齐全的软件系统。它的操作简便的优点足以使其在电子教学中的效果相对突出,一方面,它将枯燥的理论知识形象化,更易于学生的吸收和领悟,大大激发了学生的学习热情和积极性;另一方面,作为具有实操性的准备工作的练习,能够让学生掌握好扎实的实践基础,提高其创新的能力。对于教师而言,应当使用和充分发挥仿真软件的优势,同时将虚拟部分和现实部分紧密结合起来,充分发挥EWB软件在电子教学中的辅助作用,促进提高教学效率和质量。

参考文献

篇9

关键词:EDA Proteus仿真 调试

中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)06-0226-01

1 引言

随着电子技术与计算机技术的飞速发展,各种计算机仿真辅助工具也被广泛应用,比如Auto-CAD,FPGA,CPLD等等[1]。本文介绍了专门针对微控制如单片机,emu8086等的另一种软件如Proteus仿真软件。

2 Proteus仿真工具介绍

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的,完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台[2-3]。该软件不仅具有一般EDA软件的仿真功能,还能仿真单片机及其器件,所以深得师生们的青睐。具备如下功能模块[4]:

(1)智能原理图设计(ISIS);

(2)完善的电路仿真功能;

(3)独特的单片机协同仿真功能(VSM);

(4)实用的PCB设计平台。

其中Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面,包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口等。

3 Proteus环境下的电路设计与仿真实例

与Protel,EWB仿真工具类似,首先需要打开Proteus操作界面,在“File”菜单中选择“New Design”即可打开空白文件;其次,选择“P”按钮,在弹出的Pick Device 串口中的“Keywords”里输入8086,74LS273等,可从元件库中提取需要的元器件(选中双击),选择完点击OK按钮。再次,在编辑区画电路图,修改元件参数,如单击绘图工具栏中的导线标签按钮,使之处于选中状态。将鼠标置于图形编辑窗口的欲标标签的导线上,跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号,表明找到了可以标注的导线,单击鼠标左键,弹出编辑导线标签窗口。 在“string”栏中,输入标签名称,单击“OK”按钮,结束对该导线的标签标定。同理,可以标注其它导线的标签。但在标定导线标签的过程中,相互接通的导线必须标注相同的标签名。最后,保存文件。这样,原理图的绘制就完成了,如图1所示,实现了8086控制流水灯。

结合Proteus环境的emu8086仿真,编写汇编程序源代码如下:

NEXT:OUT DX,AX

CALL DELAY

ROL AX,1

JMP NEXT

DELAY PROC NEAR

MOV BX,500

LP1:MOV CX,469

LP2:LOOP LP2

DEC BX

JNZ LP1

RET

DELAY ENDP

.data

END

由于8086一般做汇编用的是汇编软件生成的文件.EXE,.bin,或.com扩展名的文件,且8086没有内存贮器,故应用KEIL生成相应文件时,需要设置内存启始地址,内存的大小和外部程序加载到内存的地址段。仿真一定要设置内存,时钟默认是1MHz,设置好后添加由MASM32或其他软件生成的扩展名为com,bin,exe的文件。Proteus自动加载到设置好的内存段中。如可配置方式为:如可设置内存大小10000H,程序下载到内存段为0200H,BIN入口为02000H,停止在int 3选择Yes。适用各种扩展名(.BIN .COM .EXE)的代码文件。

通过运行下载后的程序,确实看到16盏LED灯轮流显示。

4 结语

Proteus虚拟仿真工具的应用,使得在具体的工程实践中,降低了实验开发成本,提高了实验效率。在实验教学中,不仅激发了学生的积极主动性,提高了学生的实验兴趣,还在毕业设计的应用中收到良好的效果。

参考文献

[1]刘邹,丁青青.基于Proteus的硬件在回路仿真[J].计算机仿真,2009,02:312-314+328.

[2]王威,刘佳,张志雄,王挺,杨平.基于Proteus和Keil的单片机虚拟仿真平台的设计[J].上海电力学院学报,2009,06:607-610.

篇10

1.1调整实验项目比重

实验教学作为模拟电子技术实践教学的基础部分,对学生基本实验能力的培养有着至关重要的作用.处于附属地位的实验教学基本用来验证理论知识点,其虽然加深了学生对理论知识点的掌握深度,但一定程度上却削弱了实验教学在学生应用型能力培养中的作用.理论知识点的验证固然重要,但作为一门实践课程,结合实际,培养实际能力尤为重要.结合课程培养应用型能力,应对实验项目做调整,增加其他项目的比重.然而考虑到理论知识点验证、实际的需要以及课时的限制等,增加适当课时的同时,减少验证型实验项目用于其他实验项目.

1.1.1元器件识别、检测和应用

模拟电子技术介绍的主要内容是以半导体器件为核心元件的各种电子电路,其中的半导体器件包括半导体二极管、双极性晶体管和场效应管等.模拟电子技术实验教学环节的所有内容均和它们有关.根据新建应用型本科院校模拟电子技术实践教学大纲,开设的实验项目内容有常用电子仪器的使用,验证性实验内容,对半导体器件以及其它常用电子元器件的单独介绍很少,仅在部分实验项目中会涉及极少的该方面知识.元器件的识别、检测和应用知识的忽略得益于教具产业的发展,模块化的电路虽然节省了学校的不少开支,减少了耗材支出,但却剥夺了学生搭建电路过程中设计的元器件识别、检测和应用知识的学习.根据实际教学经验,修完整个实验课程后,仅部分同学对电子元器件知识有一定了解,大部分学生对元器件的识别和检测和应用等知识了解几乎为零.然而对于电类应用型人才培养和实际需要,该部分知识却显得十分重要,应从多个角度提升学生对元器件识别、检测和应用知识的掌握.

(1)安排二到四个左右课时进行电子元器件识别、检测和应用知识的介绍,特别是常用的电子元器件如电阻、电容、二极管和三极管等识别和检测等知识的介绍,并就其中部分内容设计相应实验项目,强化学生对该部分知识的掌握.由于课时的局限,不可能方方面面都可作出介绍,仅需对常用的基本知识点做详细说明.

(2)鼓励有兴趣的学生在业余时间通过其他方式加深和扩展对元器件识别、检测和应用知识的掌握.可指引他们参阅相关书籍或通过网络查阅各种元器件的识别、检测和应用的资料或进入各种购物网站或到实体店了解元器件,一定程度上还可激发学生的学习兴趣.

1.1.2电路仿真软件的应用

随着计算机仿真技术的发展,企业在电子电路产品的设计过程中为了提高效率,首先会进行仿真设计,一定程度上检测所设计电路的功能以及各项指标是否满足要求,具有参考价值.为了满足行业要求,培养实际能力,应在实验项目中增加相应仿真实验项目,电子电路的仿真平台有很多,电子类专业在本科阶段课本上常见的有SPICE、(EWB的高级版本)和Proteus等.三种仿真设计平台基本都可进行模拟电子技术中模拟电子电路的仿真设计,然而其实它们各有自己的应用场合.Proteus常用来在单片机原理与应用等课程中结合编译软件进行电路仿真,仿真结果直观,生动.SPICE则较多的应用在模拟电路的仿真中,但仿真结果相对不太直观.Miltisim作为课本中介绍的一款电路设计仿真平台,应用在电子技术课程等的电路设计仿真.它的功能强大,基本涵盖了电路设计所需要的所有类型电子元器件,它具备各种实际电路测试中所有的虚拟仪器仪表,提供多种电路分析工具和方法,可对模拟电子技术中所有理论知识进行仿真验证,同时可以进行其它电路设计和仿真,加深学生理论知识点的理解和运用,可培养学生独立提出、分析和解决问题的能力.Miltisim电路仿真设计平台的精通运用往往不是几节课就可以做到的,其实任何课程的学习都一样,需要教师的引导和辅助结合学生自主学习和思考才能达到较好的效果.模拟电子技术实验需增加相应仿真实验项目,但课时不必过多,可安排4到6个课时,也即2到3次实验,主要演示软件常用的使用方法并进行仿真实验内容和常用的分析方法,鼓励学生在业余时间进行仿真实验,验证课本知识,掌握各种分析方法,并进行一些小设计,激起学生的学习兴趣.

1.2注重课程设计,培养应用能力

课程设计作为模拟电子技术实践环节的另外一个方面,它应该是实验项目的升华,作为一次学生独立思考,分析和解决问题的实践机会,对创新能力的培养具有至关重要的作用.网络时代的到来,方便了人们生活的方方面面,可以很轻易的从网络获得各种信息.课程设计也不例外,各种大小论坛,文库共享了大量的电路设计报告,信息的共享可以提供知识交流和学习的机会,加快社会的发展,然而对于新建应用型本科高校,学校对课程设计的重视程度不大和学生的学习积极性不高等众多因素决定了课程设计的完成仅仅是CTRL+C和CTRL+V,使得课程设计在应用型能力培养中的作用甚微.切实的培养应用型人才,还需注重课程设计.它作为一次实践和创新能力培养的机会,不仅对模拟电子技术课程,而且对后续课程应用能力的培养均有影响,导致学生坏学习习惯和思维的养成.当然课程设计的有效实施和多种因素有关,可以试着从以下方面入手:(1)院部应强调对课程设计的重视,不能只当成一次实验来看待.(2)指导教师应指引学生切实自主的完成课程设计项目,严格要求,杜绝粘贴和复制,草草了事.(3)鼓励学生自主提出设计方案,进行设计验证,在过程中自主发现和解决问题,培养自学和创新能力.

二、强调创新,提升实践实效

2.1提高设计自由度,培养创新能力

随着科学技术的发展,为了满足人们不断提高的需求,生活的方方面面都在向着便捷化、人性化的方向发展.人性化和便捷化的发展方向在很多场合体现了其优势,然而在有些方面反而适得其反.高校扩招的不断增加,规模的不断扩大,导致对教学仪器的需求,教学仪器产业在近些年得到了很大的发展,产品不断的人性化,方便操作,与此同时也带来很多问题.对于模拟电子技术实验课程,教学仪器生产公司提供的完成实验项目的电路均是模块化成品.模块化产品确实带来了诸多好处.教学仪器公司根据课程内容设计了实验项目,方便了教师的教学活动,另外也节约了大量耗材.然而事物大多具有两面性,模块化产品给学校的主体却带来了诸多不便.应用型人才需要学生培养动手能力和创新能力,事先设定好的模块化产品在在项目实施时的设计自由度大打折扣,实验内容完全由模块确定,学生自由发挥的自由度很小,同时模块化的电路各电路参数均是事先设计好的,仅仅为完成实验项目,除了事先设计好的问题外,不会出现其他问题,减少了学生发现问题,思考问题和解决问题的机会,不利于培养学生的应用型能力.模块化实验项目也有其应用场合,随着新建本科院校应用型专业的培养方案的重新制定,实践教学教学环节课时有所提高,然而课时毕竟有限,模块化实验项目可以节约实验项目时间,同时由于模拟电子技术实验项目大部分为验证型实验项目,可适当部分使用模块化电路进行实验,部分采用自己搭建或焊接电路的方式进行,带来的问题特别是耗材问题可从如下方式解决:(1)教师科学化管理,预先准备每组所需元器件,并在实验后按组核对并收回;(2)有条件的情况下,教师可自制实验项目所需元件的元件箱,并引出端口;(3)培养学生合理正确使用的元器件的方法,减少元器件的烧毁;

2.2全民参与,提高创新能力

专业竞赛是创新能力培养的有力方式.电子类专业有很多专业类的竞赛,教育部积极倡导的有全国大学生电子设计大赛,飞思卡尔汽车赛和单片机程序设计大赛等,作为电类专业基础课程的模拟电子技术实践教学,其实践性极强,它几乎是所有专业类竞赛必须具备的基础知识,通过模拟电子技术实验课程可以使学生掌握分析和解决和调试简单电路问题的基本方法,并对理论知识点做实践验证,同时了解各种电路的功能以及应用场合.参加各类专业比赛的学生大部分集中在二年级和三年级,基本都已修过模拟电子技术实践课程.对学生而言,首先参加专业竞赛可以对模拟电子技术实践课程的学习情况进行检验,另外可以利用该课程学习所拥有的电路分析、设计和调试等能力结合到专业竞赛中,更好的参加比赛,通过基本电路的分析方法和调试方法等来分析各种大型电路的工作原理,特点等,加深对模拟电路的掌握和理解深度,并掌握其使用场合,实实在在的学到实用的和社会联系更加紧密的知识,为之后从事本专业工作奠定了坚实的基础,从而切实的培养了应用型人才.指导专业竞赛对指导教师也是一种锻炼,大部分在高校工作的专业教师,特别是新建应用型本科高校教师,大部分都是毕业后直接进入高校工作,然而传统的教育方法并没有过多的理论联系实践的机会.对他们来说,这是一次重新学习的机会,该类知识也是从零开始,极大的拓展了教师对各种规模较大电路的理解和掌握,通过实际电路调试中问题出现,分析和解决的过程,教师的业务素质得到了极大的提高,一方面为与相关企业进行产学研合作向项目,解决企业实际难题,服务地方做准备,另一方面可以应用到模拟电子技术实践教学中,结合实际进行模拟电子技术实践教学,激发学生的学习积极性,同时可以更详细生动的介绍各种电路,拓展学生的知识面,以便更好的培养应用型人才.虽然专业竞赛具有诸多优点,但竞赛的参与往往是少数人的活动,能力的培养也仅仅涉及到少部分人.为了培养应用型人才,从大众入手,应提倡全民参与竞赛培训的方式,鼓励大部分学生利用业余时间参与竞赛的培训,培养应用型能力,并最终从竞赛培训人员中好中选优,参加竞赛,一方面可在模拟电子技术实践环节的基础上培养大部分学生的应用能力,加强模拟电子技术实践环节指导作用;另一方面,全民培训必然需要众多教师的参与,可最大程度上锻炼指导教师,并反馈到模拟电子技术实践教学环节上.

三、小结