数字电路是小型、简单的数字系统,设计方法仍采用经典的数字电路理论。由功能表、卡诺图、逻辑方程等来描述数字电路的功能,还要凭借设计者对数字电路设计的熟练技巧和丰富经验,将各种不同功能的电路拼成待设计的电路,常称这种方法为试凑法。设计时有意识的向标准集成电路靠拢。
具体步骤如下:
1.选择总体方案
所谓总体方案是根据所提出的设计任务、要求和性能指标,用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体,来实现各项功能。拿到设计任务要求后,首先应查阅资料以广开思路,提出若干不同的方案,然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点,确定总体实施方案,并画出整机框图。选择方案时注意考虑可行性,还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。
2.单元电路设计
在确定了总体方案并画出详细框图后,便可进行单元电路设计。单元电路是整机电路的一个部分。只有把单元电路设计好才能提高整体设计水平。目前由于MSI、LSI器件迅速发展,许多功能部件已有现成的产品,如译码器、编码器、全加器等,只要单元设计方案向标准集成电路靠拢,会使单元电路设计工作大大简化。
设计单元电路的一般方法:
(1)根据设计要求,将总体方案分割成若干单元电路,尽量选用标准集成电路。
(2)注意各个单元电路之间的相互配合。
3.审图和仿真、测试
把各个单元电路连接起来画出总原理图初图,由于在设计过程中有些问题难免考虑不周全,画出总原理图初图后要进行审图。审图可以发现原理图中不当或错误之处,使设计少走弯路。
审图时应注意:
(1)检查总体方案有无问题,是否最佳。
(2)检查各单元电路是否正确,电路形式是否合适(www.xing528.com)
(3)各个单元电路之间的电平配合是否有问题,逻辑关系是否正确,是否存在竞争冒险。
(4)检查电路中有无烦琐之处,是否可以简化。
电子电路的设计可以通过仿真、电路测试来发现问题,解决问题,不断完善电路。电路仿真具有快速、安全、省材等特点,可以大大提高工作效率,但仍不能完全代替电路测试。
4.画总体电路图
原理电路设计完成后,应画出总体电路图。
绘制电路图时应注意:
(1)布局合理,排列均匀,稀疏恰当,图面清晰,美观协调,便于看图,便于对图的理解和阅读。
(2)注意信号的流向,一般从输入端或信号源画起,由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各个单元电路。
(3)每个单元电路的组件应集中布置在一起,便于看清各单元电路的功能关系。
(4)连接线应为直线,连线通常画成水平线或竖线,一般不画斜线。连线应尽量短,少折弯。有的连线可用符号表示,比如器件的电源一般只标出电源电压的数值,底线用符号表示。
(5)图形符号要标准,图中应加适当的标注。
(6)电路中门电路、触发器建议用门电路符号、触发器符号来画,而不用接线图形式画,更利于看懂。CMOS集成电路的输入端不允许悬空,因此CMOS不用的输入端应进行处理。
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