单元电路论文范文

单元电路论文范文第1篇

1.1明确任务

再设计电路时，首先要明确电路需要的功能，制定详细的任务书，确定需要的单元电路，星系拟定电路的性能指标，再通过计算电压需要放大的倍数、电路中输入输出电阻的大小，绘制执行流程图，通过设计，将电路所需的成本降到最低，提高每个单元电路、参数的精度，在提高设计电路的可靠性、稳定性的前提下，尽量简化设计电路。

1.2参数计算

计算参数是设计电路必须要进行得步骤，通过计算，来保证电路中各个单元电路的功能指标需要达到的要求，计算参数需要电子技术的相关知识，单元电路的设计需要强大的理论知识的支撑，才能做到炉火纯青。例如，在计算如下放大电路的时候，我们需要计算每个电阻的阻值、以及放大倍数，同一个电路，可能有很多数据，所以要正确的选择数据，注意方法。

1.3绘制电路图

电路设计时，需要将单元电路与整机电路相连，设计完整的具有一定功能的电路图，在连接时，需要注意单元电路间连接的简化，以及最重要的是，电路的电气连接，是否能够导通，实现预定功能。例如，设计单元电路间的级联时，各单元电路设计完成时，还要考虑这些，意在减少浪费，还要注意输入信号、输出信号、控制信号间的关系，同时还要注意一些事项：首先，注意电路图的可读性。绘图时，尽量将主电路图绘制在一张图纸上，其中较为独立的部分单元电路、以及次要部分可以绘制在另一张图上，但是一定要注意图之间的电气端口的连接，是否对应，各图纸间的输入输出端口都要提前做好标记。其次，注意信号流向以图形符号。信号的流向，一般从输入端、信号源开始，从左至右、从上到下，按信号的流向依次连接单元电路。而且，图中要加上适当的说明，如符号的标注、阻值等。最后，注意连接线画法。电路图中，各元件间的连接应为直线，且尽量减少交叉线，连接线的分布应为水平或者垂直，除非应对特殊情况，否则不要化斜线，如图中不可避免的出现交叉，要将连接点用原点表示。

2几种典型单元电路的设计方法

电子电路设计中，单元电路一定要设计合理，否则将会影响整个电路的联通，所以，电气工程师在设计电路时，应该更谨慎的致力于单元电路的设计。

2.1对于线性集成运放组成的稳压电源的设计

稳压电源的设计，一般先让输入电压通过电压变压器，然后进行整流，然后经过滤波电路，成为稳压电路。设计单元电路时，串联反馈式稳压电路可分为几个部分，调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。这样的设计能够使单元电路具有保护过流、短路电流。

2.2单元电路之间的级联设计

单元电路设计完成之后，还要考虑单元电路间的级联问题。例如，电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合、相互干扰等。其中信号耦合方式，还包括：直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光耦合。时序配合的问题，相对比较复杂，需要对每个单元电路的信号进行详细的分析，来确定电路时序。

2.3对于运算放大器电路的设计

运算放大电路在电路设计中十分常用，它能够与反馈网络连接，组成具有特定功能的电路模块，是具有很高放大倍数的单元电路。运放电路的设计，可以通过元器件的组合，也可以通过具有相应功能的芯片构成，设计时对各种参数都要整体权衡，不能盲目的追求某个指标的先进。其中，要引起重视的是，应在消震引脚间接入适当的电容消振尽量避免两级以上的放大级相连。

3结束语

电子电路种类繁多，其中涉及的理论和技巧也比较多，所以，为实现某种功能，有很多设计方法。随着集成电路的迅猛发展，很多新型元器件层出不穷，使电子设计又出现了新的格局。要求工程师在设计时，能够渐渐地脱离复杂繁多的单元电路，更多的利用集成的电路芯片，同时，还要求设计者深入了解集成芯片的功能，以及单元电路的连接，实现集成电路与单元电路的合理的连接，进而简化总体的电路设计。

单元电路论文范文第2篇

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 【摘要】在二十一世纪的今天，科学的蓬勃发展，人们的日常生活的不断提高，已经使汽车进入千家万户，而对于汽车的维修更是有了一个很大的变化，而对于职业学校汽车空调与电气专业的学生来说，看懂汽车的电路图，以及正确使用它们，对于进行维修有着非常重要的作用，常听一些学生说拿一张老师从来没有讲过的电路图时，不知如何入手分析，更谈不上维修了，因此看懂汽车的电路图，便成为学生的基本功之一。 【关键词】汽车电路图识别能力 在长期的实践和多年教学中，我给学生总结了：“一、基础知识；二：主要电气元件的通道；三、基本单元的确定及功能的分析；四、分析元件的作用；五、电源的获得。”的方法，并举例给他们讲授说明，克服了不少学生对电路图手足无措的心理障碍，较快的培养了他们的识图能力，受到学生的欢迎。一、掌握必要的基础理论知识

任何复杂的电路都是由一些基本的单元如：传感器、开关、动作元件等组成的。而汽车的基本电路又是由这些单元有机结合而成，如果不了解这些基本电路的基本的工作原理，甚至连各种元件的电气特性和电气符号等基本知识也不清楚，还谈什么识图呢？同时还应该掌握与该元件产品相关的基础知识，如：起动系的组成及各部分的作用，或仪表的组成及各部分的作用等这也是最基本的要求。所以说无论看什么电路图，首先必须掌握基础电路知识，否则就会象一个目不识丁的人拿着一张百宝箱的开启说明书一样无计可施。二、找出电气元件的主要通道

认清电气元件的主要通道是看懂一张电路图的关键，任何一张电路图都是为了实现某一特定功能而设计的，因此各电气元件构成电路图存在必然的通道。在寻找电气元件时就应注意以下几点：1、暂不考虑电源线、接地线和输出部分相连的线；2、确定电气元件的类别，是属于起动系还是充电系，是EFI部分或SRS部分等等；3、在以电气元件的输入端为起点，一直走到输出端；4、随着电子技术的发展，集成电路已经向大规模集成电路方向迈进，对于这类的电路图，只需查找到他们的输入和输出，把各集成的输入和输出有序的连接起来这便是汽车电气元件的主要通道。电气元件的主要通道找到后，将元件的的流向用箭头来表示各元件的关系。

三、基本单元的确定及功能的分析

电气元件的主要通道确定后，就要从整张电路图确定各个基本单元及分析其作用，如果是较复杂的电路图，如：EFI系统的电路图我们可以将整个电路图分成几个小部分，首先是确定输入和输出，中间应具备那些基本单元，根据所掌握的基本理论知识，在这一分析中，输出级应视为关键，因为它是目的，而前面各级则是为了达到这一目的的条件和手段。例如：一台汽车的收音机，听到节目的声音是目的，也就是说音频信号要有足够的能量推动喇叭的纸盆振动。这样如何得到某一电台的信号便是输入级要解决的问题。于是天线便是输入级，而中放、低放就是中间单元。确定了各个基本单元后，这些基本单元由那些元件组成，采用什么样的电路也由那些元件组成，采用什么样的电路也就可以分析出来了。从而知道了它们的功能。对于集成电路所组成的电路图来说，只需查一下手册，各部分的功能就可以知道了。

四、分析元件的作用

元件指基本电路单元附近的一些元件，因此区分它们并不是很困难，特别是对集成块所组成的电路图更容易，接在管脚旁边的元件即是。例如：汽车点火系统上分电器的电容器，这个电容器的作用是减少触点的火花，增强次级高压电的作用；例如：发电机上在外壳与电枢线之间安装了一个电容器，这个电容器的作用是滤波。其他的例子在这里就不一一举例了。因为为了实现某一特定的功能，采用的元件和电路的组成也就不同。可以根据具体的电路和所在的单元的功能分析它的作用。对于集成块所组成的电路图，只需要根据手册查出各引脚的功能，则元件的作用也就随之分析出来了。

五、直流电源的获得

经过前面的分析，电路图就剩下电源部分了。汽车上的设备都需要直流电压为电源才能正常工作。在汽车上一般都有两个电源，一个是蓄电池，一个是发电机，对于一个系统的电路，主要都是由这两个电源供电，通常这两个电源除发电机电枢线和起动机的主电源线外，其它系统的电源主要在保险盒获得电源，因此在教导学生对电源的获得时应注意分析保险盒内各种保险丝的型号、规格、电流以及各保险输出到那一个系统，对号入座对各个系统电源的获得进行分析。

单元电路论文范文第3篇

【关键词】ARM9 点阵显示屏 SD卡

LED显示屏是近几年全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素组成大面积显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用 本论文以ARM9高性能单片机来设计电子点阵显示屏的硬件系统。

一、电子点阵显示屏的硬件系统框图如图1所示

图1 电子点阵显示屏硬件系统框图

二、采用16个LED8*8显示屏，构成16行*64列点阵显示

点阵显示屏由16个8×8点阵LED显示模块。16片8×8点阵LED显示模块利用总线形组成一个16×64的LED点阵，用于同时显示4个16×16点阵汉字或8个16×8点阵的字母p字符或数字。单元显示屏可以接收来自控制器（主控制电路板）或上一级显示单元模块传输下来的数据信息和命令信息，并可将这些数据信息和命令信息不经任何变化地再传送到下一级显示模块单元中，因此显示板可扩展至更多的显示单元，用于显示更多的显示内容。

三、显示驱动电路

采用74HC138三-八译码器和74HC164移位寄存器。将从ARM里出来的列信号通过8个164级联而成的64位的信号输出端连接到16*64的点阵LED的输入端，作为点阵的行驱动信号。通过164移位这64位的信号，来控制显示内容的变化。再从ARM输出三个信号分别输入到2个级联的74HC138译码器，然后输出16位行信号，经过16个1K的电阻，再输入到16个PNP（8550）三极管的B极来进行对行信号的放大，其中所有的三极管的E极相连接+5V的电源，所有的C极接16个470欧姆的电阻，得到的信号作为点阵LED 的行输入信号。通过对138的三个输入信号进行控制，改变行信号。由138和164的信号，控制二极管的亮、灭来显示出所要求的字符、汉字。

行驱动电路：每个LED管亮需要7mA的电流，那么64个同时亮就需要448mA的电流，所以我们要对列进行驱动，我们采用晶体管8550对列信号进行放大。驱动电路如图2所示：

图2 点阵显示屏驱动电路

列驱动电路：此电路是由集成电路74HC164构成的，它具有一个8位串入并出的移位寄存器，可以实现在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。如图3所示：

图3 列驱动电路

四、总结

本论文完成了LED点阵电子显示屏的主要电路的设计。在系统设计中使用SD卡的扩展，是存储容量大大的增大，实现了海量存储，并具有掉电保护功能。通过和PC机的通讯，使显示的信息能实时的更新。也实现了显示屏的多字体显示。整个系统简洁，可靠性高，性能稳定。

参考文献：

[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，1995.

[2]马忠梅，籍顺心，张凯，马岩.单片机的C语言应用程序设计（第3版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.

单元电路论文范文第4篇

【关键词】流水线;加法器;布局布线

1.引言

加法运算是一种最基本的运算形式，乘法、除法甚至开方等运算都可以分化为基本的加法运算，提高加法器的运行速度可以有效地提高运算单元的速度，目前，超前进位加法器可以有效地提高加法器的运算速度，但是对于很高位数的加法运算，超前进位加法器对运算速度的提高有限[1-4]。对于高位的加法器采用流水线结构是一种很好的选择，论文以一种采用三级流水线实现的12位加法器为例，阐述了流水线加法器的设计思想，并最终对加法器进行硬件综合和布局布线。

2.流水线加法器结构

三级流水线加法器架构如图1，输入的12位数字先通过寄存器暂存，低4位通过加法器先进行计算，输出的进位与求和信号通过寄存器暂存，高8位也暂存在第一级流水线寄存器中。在第二级流水线中，将两个操作数的中4位以及低4位加法的进位输出一起做加法运算，并且将求和结果以及进位输出暂存到第二级流水线寄存器，在第一级流水线完成的低4位相加的求和结果继续暂存在第二级流水线寄存器中。第三级流水线完成相似的操作，直到输出运算结果（见图1）。

3.电路仿真与综合

利用上述架构，利用Verilog-HDL对电路进行描述，在ModelSim工具下对系统进行仿真，得到的三级流水线加法器的仿真结果如图2，从图中可以看出，三级流水线加法器功能正确。在Candence工作环境下，基于CSMC0.5μm工艺，利用DC综合工具对三级流水线加法器进行综合，得到的电路如图3所示，通过硬件综合，说明设计的可实现性。

图2 三级流水线加法器仿真

4.布局布线

在Candence工作环境下，采用Mentor公司的Encounter工具，对三级流水线加法器进行布局布线：建立并进入工作目录，输入命令encounter启动Encounter界面，调用DC生成的，sdc文件和工艺库文件等。然后对电源环，时钟树等进行布局，最后通过DRC，LVS检查，最终对电路进行寄生参数提取。整体电路版图布局如图4所示。

5.结论

论文对三级流水线加法器进行设计，并进行硬件语言描述，最终对电路进行综合和布局布线，通过研究表明，本流水线加法器设计方案合理，具有可实现性。

参考文献

[1]王仁平，何明华.64位超前进位对数加法器的设计与优化[J].半导体技术，2010，35（11）：1116-1121.

[2]李明，曹家麟.基于流水线的自检测进位相关和加法器设计[J].微电子学与计算机，2006，23（4）：48-49.

单元电路论文范文第5篇

【关键词】避障；JK触发器；红外对管

1 引言

避障是智能体按照某一性能指标在遇到障碍时选择的一种行走处理方法，并依据某一性能指标搜索一条从起始状态到目标状态的最优或近似最优的无碰闯路径，是当今避障规划中的难点。在智能小车的行驶过程中，如果在前方遇到障碍物则可向其的左侧或右侧转向，以确保小车保持直线、无碰闯行驶状态、使行驶的路径达到最优、最短状态。鉴于上述原理，特对避障系统作如下设定：若上一次智能小车转向右侧，则在当前遇到障碍物时智能小车向左转，直到未探测到障碍物时停止转动并开始向前直行；若上次智能小车转向左侧，则在当前遇到障碍物时向其向右转，直到未探测到障碍物时停止转动并开始直行。

2 自动避障系统规划

设计智能避障系统时，首先需要检测障碍物与否存在，以达到检测障碍模块实时检测的目的；其次需对检测信号进行处理，从而产生控制智能小车行走的控制信号，故需要智能避障控制中心模块处理检测到的障碍信号；通过控制小车驱动行驶电路，调控行驶电机的方向。由此特设计由三个模块组成的避障控制系统：障碍检测电路、自动避障控制系统、行驶驱动电路，其系统控制结构如图1所示。

在障碍检测电路模块中，依据红外线的反射原理，通过红外对管收发红外线，以判断智能小车的前方是否存在障碍。在自动避障控制系统中，以检测障碍电路的输出作为本模块的输入，通过JK触发器作为控制系统的存储单元，实现对小车行驶方法的选择。在小车的驱动电路模块中，通过控制电路输出的控制信号作为驱动输入驱动电机的转动，实现小车的直行、左转和右转。

3 自动避障控制系统设计

3.1 自动避障控制系统简述

智能小车在行驶的过程中能够识别并绕开障碍物，在充斥着障碍物的环境里自由行走。置前端一个红外传感器，当遇到障碍物时传感信号X为高电平，否则传感信号X保持低电平。在智能小车上有两个控制信号Z0、Z1，分别控制智能小车的左右轮的转动，当Z0、Z1分别输出高电平时，控制行走轮上的直流电机转动，从而控制智能小车的行驶方向。

本系统设计采用如下避障规则：当Z0为高电平，Z1为低电平时，智能小车左轮电机工作而右轮直流电机断电，从而控制智能小车左转；当Z0为低电平，Z1为高电平时，其右轮直流电机工作而左轮直流电机断电，从而控制智能小车右转；当Z0Z1控制端同时输出高电平时，智能小车左右轮直流电机同时供电转动，控制智能小车直行。

3.2 避障控制系统状态表及状态图

由智能避障规则的简述可知，智能小车在行驶的过程中可能会出现以下四种状态：

（1）状态S0：当前向前行驶，但上一次遇到障碍物时是左转。此时当输入信号X=0时，次态仍为S0，输出Z1Z0=00；如果输入X=1，时，表示前方检测到障碍，其次态应为S1，输出Z1Z0=01。

（2）状态S1：当前智能小车在前方检测到障碍物，智能小车向右转。此时当输入信号X=0时，表示智能小车已经绕过了前方的障碍物，其次态应为S2，输出Z1Z0=00；如果输入信号X=1时，次态仍为S1，输出Z1Z0=01。

（3）状态S2：当小车正向前行驶，但上一次遇到障碍物时是右转。此时当输入信号X=0时，次态仍为S2，输出Z1Z0=00；如果输入X=1，时，表示前方检测到障碍，其次态应为S3，输出Z1Z0=10。

（4）状态S3：当小车检测到前方障碍物，智能小车向左转。此时当输入信号X=0时，表示智能小车已经绕过了前方的障碍物，其次态应为S0，输出Z1Z0=00；如果输入信号X=1时，次态仍为S3，输出Z1Z0=10。

通过上述过程所描述的控制系统状态如表1所示，其状态图如图3所示。

3.3 避障控制系统状态分配

在数字逻辑电路中，常用“0”和“1”两种状态来描述实际电路中产生的高低电平，故需要把所得到状态表中的各个状态用二进制码表示。现假设存在可通过输入来改变其状态的存储单元Q，可用两种状态“0”和“1”表示输出的存储状态。由于本系统包含2?个状态，故该电路应选用两级存储单元Q1和Q0，其四种状态：“00”、“01”、“10”、“11”，恰符合设计的要求。通过对上述状态图的分析，并依据状态分配些规则得到如下分配方案：S0—00， S1—01 S2—11 S3—10状态分配后的状态表如表2所示。

3.4 避障控制系统激励方程和输出方程

根据状态分配后的状态迁移表，可得到智能小车避障控制系统输出端Z1、Z0的输出卡诺图，如图4、图5所示。

通过对Z1和Z0的输出卡诺图的分析，Z和Z0输出方程为

根据状态分配后的状态迁移表，通过分析可得到自动避障控制系统的两级存储单元Q1、Q0的次态卡诺图，如图6、图7所示。利用次态卡诺图可以求得各个存储单元的次态方程。

通过对两级存储单元Q1、Q0的次态卡诺图的分析，Q1、Q0的次态方程分别为：

依据上述计算，得出了系统的输出Z1、Z0的输出方程和存储单元Q1、Q0的次态方程，但还需要选用合适的元器件来实现存储单元，从而实现控制系统电路四种状态的存储，以设计出控制系统的逻辑电路图。

3.5 避障控制系统逻辑电路图

鉴于本避障控制系统中的触发器属于时序逻辑电路的范畴，而“0”和“1”两种状态，可以作为锁存器在电路中使用，故电路的状态用触发器的状态来表示。在控制设计时还需要根据触发器Q1、Q0的次态方程，求出Q1、Q0的输入激励方程。本次设计中采用的是JK触发器，结合JK触发器的标准特征方程，可得Q1和Q0的标准特征方程分别为：

根据上述激励方程和输出方程，设计相应的门电路，结合方程（1）、（2）和Z1、Z0的输出方程，则可得到智能小车避障控制系统的数字逻辑电路图。

4 结语

本论文提出了一种智能小车自动避障系统的设计方案，通过检测障碍电路、自动避障控制系统，避障控制系统输出的控制信号驱动智能小车的行驶，实现了智能小车的避障处理。该系统基于数字电路的触发器为核心控制系统，解决了小车在行驶过程中遇到障碍时的避障工作复杂的问题，使避障规则简单化，提高小车避障的可靠性。

参考文献：

[1]郭小军.LM567及其在测距中的应用. 实验室研究与探索. 2007， 26（10）：22～23

[2]来清民，张玉英.关于音频译码器LM567的使用. 河南教育学院学报（自然科学版）. 2001，10（2）：17～18

[3]刘长林，张铁中，杨丽.果蔬智能小车研究进展. 安徽农业科学. 2008，36（13）：5394～5397

[4]龙桂铃，徐磊，侯英龙.基于单片机的智能车避障的实现. 2011，39（3）：182～184

[5]郑文生，谢小平.基于LM567的红外测速方法.2008（11）：23～25

[6]李东生，张勇，许四毛. Protel99SE电路设计技术入门与应用. 北京：电子工业出版社，2002

[7]刘大健，夏哲雷，卫力.集成锁相环路解码器LM567及其在检测电路中的应用.国外电子元器件. 2000（1）：30～31

[8]闫晶.移动机器人避障系统设计. [硕士学位论文]. 沈阳：沈阳理工大学，2008

[9]杨欣，莱·诺克斯，王玉凤，刘湘黔.电子设计从零开始. 第二版. 北京：清华大学出版社，2010

[10]赵广林.常用电子元器件识别/检测/选用一读通. 北京：电子工业出版社，2007

单元电路论文范文第6篇

论文摘要：结合高职院校数字电路实验教学现状，以培养学生的电子设计能力、实践能力与创新能力为目标，对数字电路设计性实验进行了研究，提出了构建实验课程体系、加强实验教师队伍建设、完善实验考核机制等措施，取得了良好的教学效果。

随着高职院校实验教学改革的深人，实验教学已成为高职院校教学工作的重要组成部分。实验教学已从过去单纯的验证性实验逐步深人到综合性、设计性实验，从利用实验来加深对已学理论知识的理解，深人到将实验作为学生学习新知识、新技术、新器件，培养学生实践能力、创新能力的重要目的仁‘〕。

1高职院校实验教学存在的问题

数字电路实验是高职院校电子信息类、机电类专业必修的实践性技术基础课程，对培养学生的综合素质、创新能力具有重要的地位。在传统的实验教学中，数字电路实验教学多以验证性实验为主，并按实验指导书的实验步骤去完成实验，这种实验教学模式禁锢了学生的创新思维，失去了“实验”真正的含义，培养出来的学生实践技能差，无法达到高职教育人才培养的要求〔2)0

2开设数字电路设计性实验采取的措施

通过多年来的实验教学改革实践，证明了开设设计性实验有利于巩固课堂所学的理论知识;有利于提高学生电子系统设计能力、综合素质、创新能力[’]。2005年我校电子技术实验教学中心(以下简称中心)以“加强基础训练，培养能力，注重创新”为指导思想，在面向各类专业的数字电路实验教学中，开设了以学生为主、教师为辅的数字电路设计性实验教学，取得了良好的教学效果。

2. 1构建实验教学课程体系

数字电路设计性实验是一种较高层次的实验教学，是结合数字电路课程和其它学科知识进行电路设计，培养学生电子系统设计能力、创新能力的有效途径，具有综合性、创新性及探索性[[4]。数字电路设计性实验是学生根据教师给定的实验任务和实验条件，自行查阅文献、设计方案、电路安装等，激发学生的创新思维。设计性实验的实施过程，如图1所示。

为了提高学生的电子设计能力和创新能力，中心根据高职教育教学特点与规律，构建了基础型、提高型、创新型三个递进层次的数字电路设计性实验课程体系。三个实训模块的内容坚持以“加强基础型设计性实验，培养学生的电子设计能力、创新意识”为主线，由单元电路设计到系统电路设计，循序渐进，三年不断线，为不同基础、不同层次的学生逐步提高电子设计能力、创新能力的空间，如图2所示。

基础型设计性实验是课程中所安排的教学实验，学生在完成了验证性、综合性实验以后，具有了一定的实验技能，结合数字电路的基本原理设计一些比较简单的单元电路，学生按照教师给出的实验要求根据实验室所拥有的仪器设备、元器件，从实验原理来确定实验方法、设计实验电路等，且在规定的实验学时内完成实验。如表1所示。这一阶段主要是让学生熟悉门电路逻辑功能及应用，掌握组合逻辑电路、时序电路的设计方法，培养学生的设计意识、查阅文献等能力。

提高型设计性实验对高职院校来说，可认为是数字电路课程设计。它体现了学生对综合知识的掌握和运用，课题内容是运用多门课程的知识及实验技能来设计比较复杂的系统电路，如表2所示。整个教学过程可分10单元，每个单元为4学时，每小组为一个课题。学生根据教师提供的设计题目确定课题，查阅文献、设计电路、电路仿真、电路安装调试、撰写课程设计报告等，完成从电路设计到制作、成品的全部实践过程。通过这一阶段的训练，学生的软硬件设计能力进一步提高，报告撰写趋于成熟，善于接受新器件，团队协作趋于成熟。

创新型设计性实验主要为理论基础知识扎实、实验技能熟练的优秀学生选做，为“开放式”教学，实验内容主要是结合专业的科研项目、工程实际及全国或省级电子设计竞赛的课题。通过创新型设计性实验，强化学生电子系统设计能力，充分发挥学生的潜能，全面提高学生的电子系统设计能力、创新能力，为参加大学生电子设计竞赛奠定坚实的基础。

数字电路设计性实验课程体系将数字电路基本原理、模拟电路、eda技术等多门课程知识点融合在一起，从单元电路设计到系统电路设计，深化了“系统”概念的意识。在每一轮设计性实验结束后进行总结，开展学生问卷调查，对设计性实验的教学方法、手段等进行全面评估，从而了解设计性实验教学的效果。在实验过程中，实验教师鼓励学生从不同角度去分析，大胆创新，设计不同的方案。

2. 2加强实验教师队伍的建设

近年来，中心依托省级精品课程“数字电路与逻辑设计基础”、省级应用电子技术精品专业建设，合理规划，制定了实验教师队伍培养计划;专业教师定期到企业培训;专职实验教师参加实验教学改革研讨和对新知识、新技术的培训;同时制定优惠政策，吸引企业中具有丰富实践经验的工程师、技师到实训基地担任实验教师tb}，形成一支能培养高素质技能型人才、能跟踪电子信息技术发展、勇于创新并积极承担教学改革项目的专兼职结合的实验教师队伍，实现了实验教师队伍的整体优化。

2. 3开放实验室

为了保证设计性实验教学的有效实施，中心实行时间和内容两方面开放的教学方法。学生除了要完成教学计划内指定实验外，还可以根据自己的专业和兴趣，选择规定以外的实验项目。为了提高设计性实验的教学效果，学校制定了系列激励政策，调动了实验教师及学生的积极性。

2. 4建设创新实训室

为了培养学生的电子设计能力、创新能力，给优秀学生营造良好的自主学习环境，提供展现创新设计的舞台，中心先后投人了30多万元，更新了实验仪器设备，建设了一个软件环境优良、硬件条件先进的创新实训室。该实训室配置了计算机、函数信号发生器、频率计、扫频仪、数字存储示波器、单片机系统设计实验开发系统、打孔机、制版机等仪器设备〔7〕。

2. 5完善实验考核机制

对于数字电路设计性实验的考核，不能仅靠一份实验报告或作品来评定成绩，要关注设计方案的可行性、实验过程中学生的操作能力、创新能力等方面。如以100分计，分别从实验设计方案(20分)、实验方案的实施和完善(40分)、设计的创新性(20分)、实验报告或论文、成品(20分)几个环节来评定学生的实验成绩。为了激励优秀学生，激发创新欲望，中心建立了“创新设计性实验优秀论文、作品评奖制度”，对经专业教师评审选出的优秀论文、创新作品的学生给予表彰、奖励。

3结束语

单元电路论文范文第7篇

所有的奥秘都在UCLP上。UCLP由有机SOTG(海量传输门)薄膜和带有过孔(过孔是贯穿所在介质的金属化通孔,用来连接介质两面的电路引线)阵列的纸复合而成。SOTG是以聚酰亚胺薄膜为基底制造的有机晶体管逻辑阵列,阵列中的每个逻辑单元可以完成缓冲器、反相器和多路开关等3种逻辑电路,两个逻辑单元则可组合成异或、D触发器电路,从而具备了集成电路所需的所有逻辑电路单元。逻辑单元的尺寸为6mm×6mm,在其4个角上各有一个焊盘,对应其上的是上层纸上相应的直径200μm、具有导电能力的过孔。接下来要做的事情就是,按照事先设计的逻辑电路,用喷墨打印机在需要连接的过孔之间用银浆墨汁打印一条宽200μm、厚10μm的导电引线。至此,大功告成。

总体而言,在自制集成电路过程中,制造过程简单的就像平日在一张纸上打印,但设计过程则需要自制者拥有数字电路方面的专门知识,而真正的有机晶体管的集成早在自制者进行集成电路设计之前,已经被放置在UCLP纸中。

当然,这种自制的集成电路与商品化的集成电路是不可同日而语的,也不能同ASIC(专用集成电路)相提并论。这种集成电路主要是用在教学上,这时,它集成度很低的缺点反而成其显著的优势――学生们可以直观地看到集成电路内部各逻辑单元的工作状态。这项研究之所以在ISSCC受到人们关注,还在于它的创新思维。

3D集成:摩尔定律的延年术

说到摩尔定律,人们通常会将其与集成电路的制程技术紧紧地联系在一起。实际上,制程技术只是手段,提高集成度才是目的所在,因为“晶体管的集成度每18个月提高1倍”的摩尔定律只与集成度相关。

人们在惊叹摩尔定律神奇的同时,却忽略了从集成电路诞生之日起,直到现在,英特尔首任CEO诺伊斯发明的平面工艺依旧占据统治地位。50多年来,人们不断地研究新的制程技术,目的就是把更多的晶体管“塞”进芯片中。于是,45nm、32nm等新的制程技术被不断地开发出来。

但制程总有极限,晶体管的尺寸也不可能长期缩小下去,二维空间能够容纳的晶体管数总会出现饱和。于是,人们开始从平面工艺发展到立体工艺,如同高层住宅比平房能够容纳更多的人一样。最初,被引入的是3D封装技术,即在封装环节,把已经生产出来的芯片堆叠起来,将芯片之间需要连接的点用细细的金丝焊接起来,最终被放在一个封装中。从集成电路生产流程上看,堆叠中的每一层芯片采用的还是平面工艺,只是在后道的封装环节采用了3D封装。

近几年,直接在硅圆片上通过立体工艺进行制造成为集成电路制造领域研究的热点。与3D封装技术相比,3D制造技术带来的诱惑实在太大了:首先是增加了晶体管的封装密度,从而使得人们可以把更多的电路功能嵌在芯片中;二是由于互连引线缩短降低了引线电感和电阻,从而有利于工作频率的进一步提升和功耗的下降;三是采用半导体工艺比3D封装中焊接方式(属于机械连接)可靠性高很多;四是半导体工艺是迄今为止集成电路制造上规模化最好的制造工艺,由此带来的成本降低是显而易见的。在研究中的多种3D集成技术中,TSV(Through-Silicon VIA,硅过孔)技术脱颖而出。

TSV技术就是在硅片上蚀刻出贯穿硅片的过孔,通过将过孔金属化,使得上下两层芯片相应的电路引线得以互连。通常,这种过孔直径在1～5μm 之间,芯片上过孔的数量可以达到数千个。

比利时校际微电子中心、松下、高通和比利时鲁汶大学研究人员在ISSCC2010上发表的论文《低成本3D TSV技术的设计与考虑》表明,低成本3D TSV技术的主要障碍已被克服。

ISSCC 2010主办方称,低成本的3D TSV技术将给集成电路产业带来新的技术革命,从而引发一场手持、无线和计算市场新的浪潮。采用3D TSV的DRAM预计将于2011年面市,紧接着是逻辑-逻辑集成和射频-逻辑集成的芯片。

后CMOS时代

谁主沉浮

今天IT产业的辉煌,是建立在基于CMOS工艺上的集成电路制造技术。虽然3D集成技术能够延长摩尔定律的有效期,但从处理器芯片制程技术的发展上看,CMOS终将拱手让出盟主地位。

在ISSCC上,从斯坦福大学Thomas Lee的《重返王国:用于THz应用的真空微纳电子学》、德国马普研究所Peter FromHerz的《半导体芯片与大脑》、哈佛大学李晓峰(音译)的《从电子学到等离子学:一维等离子电路》和东京大学樱井孝康的《有机晶体管及电路》等论文不难看出,这些性急的研究人员已经在寻找CMOS技术的替代或者补充技术了。美国乔治亚理工学院的Joseph M. Pettit在大会主题演讲中表示,硅制程技术将会在2024年达到7.9nm,届时石墨烯技术将会启动未来的千万亿次计算时代。

石墨烯是由碳原子单层排列成蜂窝状的平面晶体,是构成碳纳米管的基础材料,2004年由英国曼彻斯特大学研究人员发现。石墨烯不仅是目前最薄最硬的材料,它的量子效应更是引起研究人员的浓厚兴趣。IBM在最新一期《科学》杂志上发文,介绍了在2英寸圆片上制造100GHz石墨烯晶体管的研究成果,其速度已经远远超过当今最快的砷化镓晶体管,这是美国国防部高级研究计划局资助的“碳电子射频应用项目”。

单元电路论文范文第8篇

1.电子技术课程设计的重点与要求

本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。

在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。

2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。

3.电子技术课程设计的步骤

在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。

4.电子技术课程设计的效果

单元电路论文范文第9篇

关键词：雷达整车智能配电 显控管理模块 CAN总线通信 触屏 液晶显示

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0001-02

1 引言

随着雷达整车系统对后级设备用电状况的信息越来越重视，对安全性和智能化管理的要求越来越高，传统的配电已经不能满足雷达整车操作的需求。为此，一套能够综合采集、监控、保护及显示各级配电设备信息的智能化、模块化的配电系统，能够极大程度的提高生产、调试、维修的效率，也给用户对雷达整车系统的供电管理带来全新的体验。

显控管理模块作为雷达整车智能配电系统的重要组成部分，主要采用现代计算机、信息处理、通信及触摸液晶屏显示等技术，完成对配电网和负载的运行进行监视、管理和控制，是整车配电系统的监视、控制和管理中心。

2 整体设计

整个配电系统是基于模块化的设计思路，显控管理模块作为系统的核心管理控制模块，主要通过CAN总线对内部执行模块进行通信、从而实现控制、配电数据的采集与实时显示。显控模块原理框图如图1所示，显控模块包括了基于ARM内核的高性能单片机、通信单元、电源转换单元、按键控制单元以及液晶显示单元。

3 单元设计

3.1 单片机介绍

显控模块的单片机采用的是基于ARM内核的STM32F407ZGT6芯片，工作频率可以达到168MHz。该芯片使用广泛，接口齐全，它最多有140个I/O口，3路12位A/D转换器，2路12位D/A转换器等，通信接口有2路CAN控制器，3路SPI串口，2路I2C，2路UART等，完全满足了本设计的要求。

3.2 通信单元

显控模块的通信单元主要包括对内通信和对外通信。对外通信使用以太网或CAN通讯方式，将配电数据传输给上位机。对内通讯采用CAN总线方式进行连接组网，实现对后级执行模块的控制与管理。

网口电路采用ARM内部MAC控制器结合以太网PHY控制器（DP83848IVV），通过RMII连接模式，经隔离变压器（H1102NL）输入输出，实现网口通信。CAN接口采用ARM内部两路CAN控制器，结合隔离CAN总线收发器（ADM3053BRZ），构成双CAN通讯网络。

3.3 电源转换单元

电源转换单元采用MINMAX公司DC/DC模块MCWI05-24S05。先将输入24V电源转换成5V，然后再使用78D33三端稳压器，转换成芯片所需要的3.3V。电路图如图2所示。

MCWI系列DC/DC模块采用SIP-8封装，具有小体积（21.8*9.3mm），较高的输出效率（83%），且具有4：1宽输入特性，输入电压范围在9V～36V，输出功率为5W。

3.4 按键控制单元

为了实现配电系统的本控加电操作，显控管理模块预留了16路本控非持续动作型按键，可以对16个执行模块进行加断电操作。此外，上位机同样有按键电平控制信号，对执行模块进行逻辑控制。

按键电路采用光耦隔离方式，可以有效的隔离按键供电对单片机控制电路的影响。电路图如图3所示。

3.5 液晶显示单元

液晶显示单元选择了英硕自动化公司的EPP320-0571-35触摸液晶屏幕。该屏幕不仅仅是一款显示器，它相当于一个小型的嵌入式显示终端，可以执行所有控制器上能运行的软件组件。可以通过Automation Studio编程工具进行编程。

该液晶终端外置了串口、网口、USB等通讯接口，便于开发和调试，从硬件资源上已经可以完全满足项目设计要求，同时其显示系统比较清晰，5.7寸的显示屏，分辨率达到了QVGA级，用户的使用体验优于一般市面上的液晶屏。此外，软件开发环境Automation Studio功能强大，使用户可以较为简单的设计出友好的操作界面，其多任务的操作系统Automation Runtime设计思路和丰富的底层库函数使用户可以写出健壮的控制显示程序。

4 软件设计

显控模块主要包含2个部分的软件设计：单片机软件设计和液晶显示器的软件设计。

4.1 单片机软件设计

单片机的软件设计主要是利用MDK-ARMKeilv4.7开发软件对STM32F407进行编程设计。

显控模块的单片机程序包含两个部分：主程序（main）和中断服务程序（ISR）。系统的主程序简单，主要完成了一些外设的初始化和TIM等设备中断的初始化，其中UART通讯速率设定为115200bit/s，CAN通讯速率设定为500kbit/s。系统的中断服务程序由三级中断嵌套而成，分别为定时器中断级别第三（最低），UART接收中断级别第二，用于液晶模块的通信，CAN接收中断级别第一（最高），用于内部CAN总线通信。

ISR中的定时器中断服务周期为100ms，所有其他功能函数以及其他中断服务函数均必须在这100ms内完成。选择该设计方式主要为了达到两个目的：其一是以100ms为控制周期的主要目的是在用户最快反应周期（0.1s）内完成对液晶模块内容的更新，使得液晶模块能够实时显示所有子设备的运行信息，提高用户体验和使用感受；其二是该设计方式可以确定系统对外部事件的响应速度，对配电系统的实时性得到一定控制和预测。

定时器中断服务函数主要完成了对液晶模块的发送数据和接收数据的CRC-16校验、对按键的防抖扫描、对液晶模块操作指令和按键操作指令的综合判断和信息同步、对CAN总线上从设备的控制指令发送和设备周期轮询，其函数流程图如图4所示。

4.2 液晶模块软件设计

液晶模块的软件设计主要是利用Automation Studio软件对EPP320屏幕进行编程，编程包括界面的设计和后台程序的编写。在Automation Studio中设计界面非常简单，软件内部已经提供了大量的显示对象供用户使用，大多数的显示对象提供了特定唯一的控制变量，通过后台的变量声明和捆绑环节，用户可以通过更改控制变量来更改显示对象的效果。软件设计的界面如图5、图6所示。图5为智能配电平台的总界面，可以显示后级设备的工作状态信息，图6是其中一个设备的详细页面，在详细页面内会具体的显示该设备的运行信息，例如电压、电流、温度等，并可以人为的复位或更改其内部保护门限参数。

5 实物展示（图7）

6 结语

该显控模块已经完成调试，并已安装于雷达整车智能配电系统之中。全系统已经顺利通过项目实测验收，在功能上，稳定性上，操作性上都满足项目设计要求。

参考文献

[1]李飞飞.基于ARM的模块化配电变压器监测终点研制[D].天津大学硕士学位文，2012.

[2]苏凯凯.智能配电监测系统的设计与开发[D].北京交通大学硕士学位论文，2012.

单元电路论文范文第10篇

目 录

摘要 ..........................................................................I

第1章绪论 .....................................................................4

1.1课题背景................................................................... 4

1.1.1智能建筑面临的机遇与挑战 .................................................4

1.1.1.1智能建筑发展现状 .......................................................4

1.1.1.2主要技术发展趋势及问题 .................................................5

1.1.2智能火灾智能火灾报警监测系统的新动向..................................... 6

1.2本论文的工作与论文结构......................................................7

第2章智能火灾报警监测系统基础..................................................8

2.1简要介绍智能火灾报警监测系统................................................8

2.2对传感器的详细介绍......................................................... 8

2.2.1与传感器有关的常见术语....................................................9

2.2.2热释红外探测器 ...........................................................9

2.2.2.1热释红外探测器的基本概念.................................................10

2.2.2.2热释红外探测器的工作原理和特性..........................................10

2.2.2.3热释红外探测器的安装注意事项............................................11

2.2.2.4热释红外探测器的调试 ...................................................12

2.2.2.5热释红外探测器的防宠物功能..............................................12

2.3对四运放集成电路LM324的介绍 ................................................13

2.4对芯片AT89C51的介绍 ........................................................15

第3章系统硬件分析与设计 .......................................................17

3.1复位电路部分 ...............................................................17

3.2时钟电路与时序 .............................................................18

3.2.1内部时钟方式 .............................................................18

3.2.2外部时钟方式 .............................................................19

3.3 AT89C51的内外程序存储器选择控制端 .........................................20

3.4系统的选址单元电路 .........................................................20

3.5系统的报警信号产生电路 .....................................................20

3.6系统的多机通讯技术......................................................... 20

第4章电路的软件设计 ...........................................................21

4.1软件程序内容 ...............................................................21

4.2软件总体流程图 .............................................................22

4.3报警信号发生子程序......................................................... 24

4.4键盘接口子程序 .................................

............................26

4.5数码显示子程序 .............................................................27

4.6本章小结 ...................................................................28

第5章电路调试与仿真 ...........................................................29

5.1硬件焊接 ...................................................................29

5.2调试....................................................................... 29

5.2.1硬件调试方法............................................................. 30

5.2.2软件调试方法 .............................................................31

5.3仿真中出现的问题及解决办法 .................................................31

5.3本章小结................................................................... 32

结论.......................................................................... 33

参考文献....................................................... ................34

源程序 .........................................................................35

致谢 ...........................................................................49