組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 1 一、數(shù)字電路設(shè)計概述1.兩種設(shè)計目的：純邏輯設(shè)計 科學(xué)研究，追求邏輯表述的最簡化工程邏輯設(shè)計 物理實現(xiàn)，追求易于實現(xiàn)性和經(jīng)濟性2.工程邏輯設(shè)計的特點： 以可以制造出電子設(shè)備為出發(fā)點，考慮現(xiàn)有元器件、設(shè) 計人員水平、可利用的設(shè)計工具、設(shè)計的便利性、可靠 性、經(jīng)濟性等諸多因素。3.數(shù)字電路設(shè)計層次系統(tǒng)級設(shè)計（大型數(shù)字系統(tǒng) 小型數(shù)字系統(tǒng)）電路級設(shè)計 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 2 4.電路級的設(shè)計方法試湊設(shè)計法用現(xiàn)有各種成熟的電路拼湊出整體電路綜合設(shè)計法先寫出整體邏輯表達式，再推導(dǎo)出各個 局部電路（電子設(shè)計自動化技術(shù)采用的 就是綜合法）5.電路級邏輯關(guān)系的描述方法電路圖描述硬件描述語言描述有限狀態(tài)機的流程圖描述 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 3 6.當(dāng)前數(shù)字電路設(shè)計的先進理念：自頂向下，由粗到細模塊劃分合理，功能單一便于設(shè)計高可靠性高可測性高速度，低功耗邏輯簡化設(shè)計自動化 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 4 7.數(shù)字電路的技術(shù)性和工程性技術(shù)性是指，數(shù)字電路可以直接用于解決生產(chǎn)和生活中 的 實際問題，是一門實用學(xué)科。工程性是指，在非理想條件下，充分了解和利用現(xiàn)有的 條件，在整體上權(quán)衡弊利，尋求可性的最佳方案，最終 到達制出電子設(shè)備的目的。數(shù)字電路的非理想 教材上的數(shù)字電路模型沒有考慮器件的延遲 數(shù)字電路可測試性差的特點 數(shù)字器件本身延遲、速度、成本等方面的限制 測試用儀表功能和精度的限制 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 5 8.數(shù)字電路設(shè)計與實驗學(xué)習(xí)指導(dǎo)：認識電路級設(shè)計和實驗的重要性認識數(shù)字電路設(shè)計的靈活性、創(chuàng)造性和實用性體會數(shù)字電路設(shè)計、測試的工程性和技術(shù)性特點認真學(xué)習(xí)和體會電子電路設(shè)計與實驗技術(shù) 書中所有的設(shè)計舉例，這些例子較全面地匯集、體 現(xiàn)了工程邏輯設(shè)計中常用的典型電路的設(shè)計思路和 技巧，同時可直接作為實驗中的題目的設(shè)計提示。 (詳見例3-1例3-35） 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 6 數(shù)字電路設(shè)計和實驗的難點如何正確地將生產(chǎn)需求抽象為邏輯表達式(例3-6）如何在設(shè)計中克服數(shù)字器件的延遲影響如何解決數(shù)字電路的測試問題 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 7 二、基于標準數(shù)字器件的組合邏輯電路設(shè)計原則1.正確將實踐需求抽象為邏輯關(guān)系（ 例3-6）2.根據(jù)電氣要求選用合理元器件（例3-1例3-5） 速度或延遲 系列 74XX,74SXX,74LSXX,74HCXX,74AFXX等 54XX 4000系列3.認真分析算法（例3-20） 考慮邏輯需求、設(shè)計的便利、器件選用、現(xiàn)有器件功能的擴展、成本、可測試性、可靠性等4.根據(jù)制圖標準，正確繪制邏輯電路圖 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 8 三、數(shù)字電路的原理圖繪制要求（P145)1.布局要求 (P153)2.電路符號繪制要求：符號方向內(nèi)含多個單元電路的小規(guī)模集成電路符號畫法中、大規(guī)模集成電路符號的畫法管腳標號方法及其重要性元件的編號和型號的標注 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 9 3.導(dǎo)線的畫法：方向交點端點4.電路圖繪制注意事項：不可畫成連線圖，否則無法表述邏輯關(guān)系，無可讀性電源和地線管腳和連線可以略去必須注明管腳號、元件編號和元件型號否則無法裝配 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 101 2 3 4 AB C D 4321 D C B A Title Number RevisionSize A4 Date: 20-Sep-2003 Sheet of File: C:WINDOWSDesktop我的文檔實驗箱數(shù)字實驗箱正式交接文檔protle文檔shuzixiang_new.ddbDrawn By: CLR2 CKA1 QA 3QB 4 QC 5QD 6 U1A MC74HC393 CLR12 CKA13 QA 11QB 10 QC 9QD 8 U1B MC74HC393 CLR2 CKA1 QA 3QB 4 QC 5QD 6 U2A MC74HC393 U27 CLR1 LOAD9 ENT10 ENP7 CLK2 RCO 15 A3 QA 14 B4 QB 13 C5 QC 12 D6 QD 11 U6 MC74HC160 A010 A19 A28 A37 A46 A55 A64 A73 A825 A924 A1021 A1123 A122 NC 1 WE27 CE20 OE22 NC 26 DQ0 11DQ1 12 DQ2 13DQ3 15 DQ4 16DQ5 17 DQ6 18DQ7 19 U4 AM2864A20DC(28) VCC VCC V1 H6 V5 V5V4 V4 V3 V3V2 V2 H1 V1 H2 H7 H3 H1 H4 H2 H5 H3H4 H5 D BCA W1W2 W3W4 AB CD 5X 7 點 陣 顯 示 4 位 動 態(tài) 顯 示A1 B2 C 3 G16 G2A 4 G2B5 Y0 15Y1 14Y2 13 Y3 12Y4 11Y5 10 Y6 9Y7 7U3 MC74HC138A VCC 9 8 U7D H6 5 6 U7C H7 3 4 U7B 1 2 U7A MC74LS04 11 10U7E 2 位 靜 態(tài) 顯 示 D BCA ABC D W1W2 W3W4 點陣顯示、 動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示電路 說明：本電路點陣顯示的是4個漢字“天天向上”， 字符點陣每次送入一列，即H1H7共7個點， 在為某一列送數(shù)據(jù)時，同時掃描到該列，即 為V1V5中的某一列加一選通信號。 字符列點陣信號 列掃描信號 位選信號 數(shù) 碼 數(shù) 碼 8421BCD碼 8421BCD碼 500Hz時鐘信號 電路原理圖的正確畫法原理圖 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 11 電路原理圖的錯誤畫法連線圖 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 12 四、裝配方法1.元件的正確插入和撥出方法 * 必須用鑷子起出元件，絕不可直接用手拔出 * 元件缺口必須朝左，在插座夠用情況下 * 集成電路的管腳數(shù)與插座管腳數(shù)一致2.元件裝配布局3.導(dǎo)線的連接4.引出測試點 * 除萬用表外，避免測試儀表的連線直接與元件管腳連接， 應(yīng)該用導(dǎo)線將元件被測管腳信號引到實驗箱的“外接儀表 ”接線柱上，儀表與接線柱連接。 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 13 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 14 五、數(shù)字電路的測試1.數(shù)字電路測試的特點：以狀態(tài)量測試為主“毛刺”測試是測試難點多變量、多狀態(tài)測試使得測試工作量極大測試目的不同測試方法不同*遍歷測試 *最小測試集測試 *功能測試本實驗課采用功能測試法2.數(shù)字電路測試注意事項 不能只注意電平的高低，還必須注意電壓數(shù)值和電位值 模擬示波器測試兩個波形時，有時會出現(xiàn)測試錯誤 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 15 2.組合電路的靜態(tài)測試方法1)測試思路2)輸入變量的提供3)輸出變量的測量4)測試工具（實驗箱）功能和使用方法（P375）5)功能測試法6)靜態(tài)測試的缺點 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 16 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 17 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 18 3.組合電路的動態(tài)測試方法1)測試思路 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 19 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 20 六、預(yù)習(xí)報告和實驗報告要求 （P137）1.預(yù)習(xí)報告 實驗名稱根據(jù)實驗任務(wù)設(shè)計的電路圖原始測試記錄數(shù)據(jù)表格波形圖 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 21 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 22 2.實驗報告（正式報告）格式寫作要求實驗名稱實驗?zāi)康臏y試用儀表及型號技術(shù)指標（實驗任務(wù)）設(shè)計過程電路圖測試數(shù)據(jù)含進行處理后的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析 實驗小結(jié) 組 合 電 路 設(shè) 計南京郵電大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心 23 3.實驗報告的格式要求三個實驗報告本本次實驗時交上次實驗報告取回教師批改好的實驗報告在另一本上寫好預(yù)習(xí)報告，下次實驗時交。