江南APP电子系统的种类较多，从总体上可分为模拟系统、数字系统和模/数混合系统三大类。在数字系统中，又可分为以标准数字集成电路(如TTL、CMOS器件)为核心的电子系统以及以MPU、MCU、PLD、ASIC为核心的电子系统。在模/数混合系统中，以SOC为核心的电子系统发展最为迅猛。以模拟器件为核心的电子系统是基本的，该设计环节对于学生巩固及应用已学电子技术理论和基本技能，进一步提高实际工作能力和培养创新能力具有不可替代的作用。

　　(1)满足系统功能和性能指标要求，这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。

　　(2)电路优化。在满足功能和性能要求的情况下，通过优化的简单电路系统既经济又可靠。

　　(4)可靠性高。电子电路系统的可靠性要求与系统的实际用途、使用环境等因素有关。

　　(5)系统集成度高。最大限度地提高集成度，是电子电路系统设计应当遵循的一个重要原则。

　　(7)生产工艺简单。生产工艺是电子电路系统设计者应当考虑的一个主要问题，无论是批量产品还是样品，生产工艺对电路的制作与调试都是相当重要的一个环节。

　　二、电子系统的设计方法根据电子系统的功能和结构上的层次性，通常有如下三种设计方法。

　　1.自顶向下的设计方法这种设计方法就是设计者根据原始设计指标或用户需求，从整体上规划整个系统的功能和性能，然后对系统进行划分，分解为规模较小、功能较简单且相对独立的子系统，并确定它们之间的相互关系。这种划分过程可以不断进行下去，直到划分得到的单元可以映射到物理实现，实现可以是具体的部件、电路和元件，也可以是VLSI的芯片版图。

　　这种设计方法就是设计者根据要实现系统的各个功能的要求，首先从现有的可用的元件中选出最合适的，设计成一个个的部件，当一个部件不能直接实现系统的某个功能时，需设计出由多个部件组成的子系统去实现该功能，上述过程一直进行到系统所要求的全部功能都实现为止。该方法的优点是可以继承使用经过验证的、成熟的部件与子系统，从而可以实现设计重用，减少设计的重复劳动，提高设计生产率。其缺点是设计过程中设计人员的思想受限于现成可用的元件，故不容易实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计。

　　随着SOC(单芯片系统)的出现，为了实现设计重用以及对系统进行模块化测试，通常采用以自顶向下方法为主导，并结合使用自底向上的方法，这样既能保证实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计，又能充分利用IP核，减少设计的重复劳动，提高设计生产率，因而得到普遍采用。

　　基于模拟器件的电子系统设计的流程如图1所示。模拟电路种类较多导致系统的设计步骤将有所差异，流程图中的环节应随设计的实际作调整或交叉进行、重复。

　　该阶段是对系统的设计任务进行具体的分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，掌握系统的基本特征，以便明确系统应完成的任务。

　　该阶段针对所提出的任务、要求和条件，从全局着眼，用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，来实现系统的各项性能。通常符合要求的总体方案不止一个，设计者应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，广开思路，提出若干种不同的方案，然后逐一分析每一个方案的可行性和优缺点，再加以比较，择优选用。

　　在确定总体方案后，便可以画出详细框图，设计单元电路。设计单元电路的一般方法和思路如下:

　　(1)根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，明确对各单元电路的要求，必要时应详细拟定出主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

　　(2)拟定出各单元电路的要求后，应全面检查一遍，确定无误后方可按一定的顺序分别设计各单元电路。

　　(3)选择单元电路的结构形式。最简单的办法是从以往学过的和了解的各种电路中选择一个合适的电路，但一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到适合的电路。具体设计时，在符合设计要求的电路基础上适当改进或进行创造性的设计。

　　电路设计中参数的计算方法主要在于正确运用课程中已经学过的分析方法，搞清电路原理，灵活运用计算公式。对于一般情况，计算参数应注意以下几点:①各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许范围内，并留有适当裕量;②对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑;③对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般按额定值的1．5倍左右考虑;④电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值;⑤在保证电路达到功能指标的前提下，应尽量减少所用元器件的品种、价格、体积、数量等。

　　从某种意义上讲，电子电路设计就是选择最合适的元器件，并把它们最好地组合起来。首先要根据具体问题和方案，考虑需要哪些元件、每个元件应该具有哪些功能和性能指标;其次所需的元件哪些实验室有，哪些市场上能买到，价格如何，指导学生关心元器件的信息和新动向，多查资料。以下概括地说明设计中元器件的选择思路。

　　(1)阻容元件的选择。电阻和电容的种类很多，正确选择电阻和电容很重要，不同电路对电阻和电容的性能要求也不一样。设计是要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。

　　(2)分立元件的选择。分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电管、晶闸管等，根据用途、参数等进行选择。

　　(3)集成电路的选择。集成电路的品种很多，选用的方法一般是“先粗后细”，即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路，然后考虑具体的性能，最后根据供货、价格等因素选用某种型号的集成电路。

　　在电路的设计过程中必然会有考虑不周的地方，各种计算也会出现误差甚至错误，所以在画出电路总图后，要进行全面审查。审查时要注意先从全局出发检查总体方案是否合适，各单元电路的原理是否正确，电路形式是否合适，再检查各单元电路之间的电平、时序配合是否合适，电路图中有无烦琐可优化之处，接着根据电路图中所标出的各元器件的型号、参数等验算是否能达到性能指标，有无恰当的裕量，同时需注意电路中各元件是否工作在额定值范围内，以免实验时损坏。

　　一个电路的设计是一个复杂的过程，在这个过程中需要考虑很多的因素和问题，设计中难免会出一些差错。实验检测是设计电子电路必不可少的环节，通过实验检测可以发现设计中存在的问题，通过解决实验中所发现的问题，逐步完善设计，最终达到设计目标。在实验中所需要检测的内容主要有:各元件的性能和质量、各单元电路的功能和主要指标、各个接口电路的功效、总体电路的功能等。

　　电子电路的安装和调试在电子工程技术中占有重要的地位。它是把理论付诸实践的过程，是把人们的主观设想转变为电路和电子设备的过程，是把设计转化为产品的过程。任何一个好的设计方案都是经过安装、调试和多次修改才形成的。安装主要涉及到结构布局、元器件的安排布置、线路的走向及连接等问题。电子电路系统的调试是电子电路设计中的重要内容，它包括电子电路的测试和调整两个方面。测试是对已经安装完成的电路进行参数及工作状态的测量，调整是在测试的基础上对电路元器件的参数进行必要的调整，使电路的各项性能指标达到设计要求。电子电路的调试通常有两种方法，其一是分块调试法，这是采用边安装边调试的方法，其二是统一调试法，即在整个电路系统安装完成之后，进行一次性的统一调试。以上两种方法的调试步骤基本一致，具体有:通电前的检查，主要内容是检查元器件、检查连线、检查电源进线;通电检查;静态调试;动态调试。例如，对于数字电路的动态调试，一般先调整好振荡电路，以便为整个电路提供时钟信号，然后再分别调整控制电路、信号处理电路、输入输出电路及各种执行机构，在调试过程中要注意各部分的逻辑关系和时序关系，应对照设计时的时序图，检查各点的波形是否正常。对于调试过程中出现的故障，常用的诊断方法有直接观察法、静态工作点测量法、信号寻迹法、对比法、元件替换法、旁路法、短路法、断路法、电子干扰的抑制措施等。

　　数字电子技术是一门应用性很强的技术基础学科。随着现代电子技术的迅速发展,中、大规模和超大规模数字集成电路在电信、计算机等信息类领域得到广泛应用,逐渐从过去单纯的电子技术理论中分立出来,形成独立的学科,作为高职院校电子信息、电气自动化、通信工程、机电一体化、汽车电子等专业一门重要的技术基础课程,该学科教学目的就是培养技能型、实用型人才,注重他们的技术能力和工作过程适应能力的培养,注重职业素质和创新能力的培养,更是适应新的高等职业教育发展的需要。

　　学生刚刚接触数字电子技术这门学科时,学习起来感到十分的困难,抽象的逻辑条件,习惯于十进制的运算被二进制运算所替代,难免一时适应不了这门课程。教师也往往是言之无物,教学严重脱节,就会导致数字电子技术课程的教学难度。

　　在此教学矛盾存在的前提之下,针对数字电子技术课程的特殊性进行教学改革,要从教学方式、学生学习形式和考核评定标准进行调整,应采用教学的“简”与“略”,提高数字电子技术课程的质量。

　　简:即是教的简单方法。略:即是学的学习策略。简单方法不等同于在教授知识中的“偷工减料”,而是依照教育规律的深入浅出,化腐朽为神奇的做法。学习策略也不是“弄虚作假”,而是学生在掌握知识过程中的经验总结,用相应的学习对策来巩固学习的内容。

　　在运用教育规律,进行数字电子技术的教学,首先应该转变思维方式,采用简单方法教授该课程。转变思维,也就是转变常规教学模式,用科学发展观来思考,具体问题,具体分析,知识就能融会贯通。

　　数字电子技术课程强调的是逻辑理论,故而要将课程前后知识串联起来,在教学过程中一定要联系后面的课程内容,这与其它课程的教学有所不同,难以借鉴。

　　在教学之初一定要介绍晶体管的开关特性,这是数字电子技术学科的基础和来源。数字电子技术要学习关键的两个字,就是“开关”,也就是0和1的关系。

　　晶体管的开关特性,在《模拟电子技术》和《电路基础》课程中讲过,内容相互重叠,我们可以简单的介绍晶体二极管的单向导电性,以及使用晶体三极管“边角余料”,即饱和及截止区,放大区解决的问题是另一学科模拟电子技术的内容。

　　数字电子技术的进步,可引申到电信业的发展上去讲,可以从电话的产生到广泛应用说起,玩具话务员转接机械转接(步进式交换机和纵横交换机)电子转接(准电子交换机)数字通信(程控交换机),这样便能连接起从手动半自动自动,开关的自动化控制过程介绍清楚,加深学生对逻辑关系的理解。

　　在讲解逻辑概念和推理条件,主要应体现在步骤的落实上。只要遵循规律,按步骤来分析和设计,使其有章可循,一步一步进行,就不至于混乱,也就避免了重复利用规则,浪费时间,比如卡诺图化简,只要按照步骤进行,即:(1)从大到小。(2)圈尽量大。(3)可重复圈。(4)减多余圈。就不会遗漏化简的结果。

　　数字电子技术不同于其它的课程,它除了基础门电路部分与后面内容相关联,其它的章节都具有相对的独立性,只要按照步骤引导学生来求解,学习就显得轻松和简单。

　　有些求解可以在书上直接做结论,如上图所示,可督促学生将其每个步骤得出的结果写到每一个门电路的输出端,最后就不难看出Y1、Y2、Y3的结果从何而来,这样既直观,又让学生看得一清二楚。

　　在教授数字电子技术课程中,可适当简化课堂教学的过程,就可以节约时间,让学生充分地发挥主观能动性,多做课堂练习,教师起到指导教学作用,只要学生与之配合,便可以达到课堂教学目的。

　　在教材利用上,笔者与很多教师的意见相反,笔者认为应减少或删除主要参数和使用中的注意事项,而着重于工作原理和逻辑关系的讲解,还要注重组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。

　　可以把编码器、译码器、加法器、比较器、寄存器和计数器等典型电路,当成例题、习题来做,这样就可以减少课堂教学的时间,让学生们自己动脑,增加了师生的互动环节。

　　在学习过程中,通过基础内容的教学,不必过多的浪费大量板书书写的时间,只要在基本条件上添加后面的学习内容,就可以让学生触类旁通。考核评定的标准主要是看结果,而不看学习的过程。

　　比如在学习集成触发器一章,只要熟练掌握了基本RS触发器原理及表示方式,后面的RS 触发器、 JK 触发器及 D 触发器问题便可迎刃而解。在这些电路上都有着逻辑联系,只要了解其延续与发展,都是建立在解决问题基础上,如钟控触发器存在着“空翻”现象,解决办法有两种,一个是用物理办法来缩小脉宽,而最理想的脉宽是窄到一条线上,那么就要考虑另一种在电路上解决问题的办法,也就是边沿触发器形成的基本条件,在上升沿和下降沿上触发,如此一来,主从触发器便应运而生。

　　数字电子技术不同于其它学科,数字电子技术体现在具像化上,教材多为晦涩难懂,很难体现出具体的意思来,不适合学生自学。这往往要求教师做到课堂问题要在课堂上解决,尽量要求学生不要去看教材,而只能拿教材来作为课后的参考。课后的作业甚至都要在课堂上完成,故而,课后总结就显得尤为重要,要总结出精髓,适合学生的理解和记忆。

　　结论的文字一定不要太多,以点带面,举一反三。比如说在总结异或门关系,只用“相异为1”做结论,巧妙运用的异或门中的那个“异”字,而不必强调相同为什么,让学生联想到另一个条件明显就是“相同为0”。这也可以省去对应的同或门的功能记忆,因为同或门使用的是同一个记忆方法,就是利用“同”字来做结论的。在结论中只要记住一个条件,理解其原理,就可以省略其它的原理的死记硬背。

　　与上述理论不同之处,文章所讲的“略”字,并非是省略的意思,而是在学生在数字电子技术课程中讲究的学习方法,即学习的策略。

　　如何让学生面对数字电子技术课程学习增加兴趣,摆脱枯燥无味,这就需要教师讲究教法,学生讲究学法,彼此之间产生共鸣,增添互动环节,学生才会取得良好的学习效果。对于数字电子技术学科,学生应用三种学习策略。

　　英国联想主认错心理学认为学习是形成观念间的联想,鲍尔和希尔加德(G.HBower&E.R.Hiligard,1981)将学习重新定位为:“由一个主体在某个规定情境中的重复经验引起的、对那个情境的行为或行为潜能的变化。而且这种变化不是根据主体的先天反应倾向、成熟或暂时状态来解释的。”

　　数字电子技术主要是以二进制数码运算及应用,要抓住学生学习的兴奋点,增进他们的学习热情,就要从数字入手,以做游戏方式增进友谊加他们的学习兴趣,加深对教学内容的理解,也就是高等教育学习理论中的“对那个情境的行为或行为潜能的变化”,充分利用其心理的反应,才能达到有效的学习效果。

　　比如在学习七段数码显示译码器时,那些“0”和“1”就成了具体的发光管的“灭”与“亮”,虽然只是数码的设计,却让学生在数字中得到乐趣。再就是用现实事件说明与、或、非真值表中的“数字”关系,这让可以让学习在实际的生活中理解二进制条件的广泛应用。还有卡诺图的化简,只要掌握了化简的规则,学生对于那些数字关系及化简就会如鱼得水、轻松自如地完成。

　　在数字电子技术教学中,特别重要的一点,就是发挥学生学习的主观能动性,让学生自主自觉的思考,提高学生利用所学知识分析问题和解决问题的能力。

　　故而,教学内容应突出现实电路设计,多讲应用在各个领域中的电子信息的数字电路,引导学生的学习兴趣,让他们感到学有所用,可以学有所成。

　　在数字电子技术基础理论教育形成后,结合学生专业的实际,选用一些实用性、趣味性较强的案例,指导学生自己设计一些简单电路,让他们亲手设计交通岗灯,表决器,多路抢答器,楼上楼下双向开关等电路,开拓学生的思路,充分发挥学生的想象力,让学生从电路功能角度出发,进行真值表的排列组合,化简以求最简式,画出电路图。

　　掌握设计的经验、技能和技巧,进一步深化理论学习,将理论转化为实践,从而提高学生的电路设计、分析能力,充分调动学生的主动性和参与意识。

　　数字电子技术是一门实践性很强的课程,抽象理论要在实验室中转化为实际应用,在对基础的知识学习过后,通过实验环节,直观地展示在学生的面前,在数字电路测试箱上,根据给定或是设计电路图进行连线,让学生验证实验结果和理论结论对错与否,这样就可以“看得懂,听得到,摸得着”,以此培养学生的实践能力、创造能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。

　　用现代化的教学手段、实验设备进行实际的操作与应用,让学生在设计性、综合性、创造性实验中得到锻炼和提高,在数字电子技术课程完成后,要进行一次综合练习实习,至少要在一周以上,提供的数字器件设计制作一个实用的数字系统,制作数字电子钟,这样把学到的数字电子技术学科各个单元电路有机地结合起来,要求学生学会使用常用数字电路器件构建简单的数字电路,构成一个具有脉冲单元电路、数字组合电路和时序电路组成的具有一定功能的实用系统,使学生学习和逐步掌握工程设计、电路分析、组装、调试及故障处理动手能力。

　　通过数字电路的综合实验分析与训练,将所学的数字电子技术列入其中,加强了各章节的联系,培养了学生解决实际问题的能力,提升综合设计能力和对新技术的应用能力。

　　我们从上述的教学体会中,不难总结出教学的简单方法和学习策略,指导数字电子技术的教学。通过切合实际的作法,可以培养学生的自主创新的学习能力,开拓学生的思路,极大激发学生学习的积极性,提高学生的分析能力与设计能力,使学生由被动的接受变为主动的学习,促进学生综合素质的培养,从而真正实现高职教育的目的。

　　在我国，电子技术是随着我国的改革开放发展起来的，虽然起步晚，但是当今的发展也在世界发展水平之列。经过几十年的发展，电子技术从电路的设计和应用的领域都发生了翻天覆地的改变，应用范围越来越广，对于我国的电子电路的工程师和设计人员来说，合理的设计出一个符合要求的完整的电路图是非常重要的。

　　所谓的电子技术，就是在我们解决实际的电路问题时，电路工程师根据电子学的原理，将电子的某种特性设计在一个实际的电子器件上的一门新兴的技术。电子技术主要分为电子信息技术和电子电路技术两大类。在电子信息技术中，从前只有电子模拟技术，但是最近几年又新发展出一门数字电子技术，后者处理电路的能力更强，因此，成为现今社会电子技术的主流。在电子电路中，组成电子电路系统的一个主要部分就是我们要分析的单元电路。单元电路很复杂，对电子工程师要求的技术严格，为了将电子电路设计的水平不断的进行提高，我们电子工程师就要对单元电路进行设计的研究，通过这些来增加单元电路的经验。

　　在传统的电路设计时，一般的步骤有三步。单元电路在设计上也一样，都是明确设计任务、计算单元电路的参数以及画出最后的单元电路图。

　　在单元电路设计前，一定要明确设计的目的和任务。主要考虑的是设计出的单元电路的性能，在单元电路设计时，我们要将电压、电阻、电流设计为最佳的状态，以使设计出的单元电路的性能达到最好，当然，在设计时，还要考虑到设计出的电路体积要小，成本要低，结构要简单，方便使用和维护、

　　在计算单元电路参数时，我们一定要运用我们电子工程师的专业知识，将设计的参数计算准确，保证设计出的单元电路功能达到预期的目标。举例说明，当我们在设计单元电路中的放大器电路时，我们一定要计算准确电阻值及其放大的倍率，这样才能保证放大器电路正常的工作。在参数计算时，我们要计算不止一次，将计算的结果进行比较，在误差范围内才能使用。

　　在单元电路设计参数计算出来后，接下来就是画单元电路图。画出完整的单元电路图主要是让我们能总体的了解单元电路和整机电路间的相互联系和转换。在画单元电路图时，要确保所画的电路图简单、明了、准确。尽可能的将电路图画在一张图纸上，这样方便电子工程师检查其中的问题和错误，单元电路的主要部分要在图纸上标明，有必要的还要画出主要部件的详细电路图。

　　前面详细的讲解到单元电路的设计步骤，这都是为单元电路的设计方法做准备，一个单元电子电路正常运行与否，根本还要看单元电路的设计是否合理，因此单元电子电路的设计方法尤为重要。下面主要讲三种实际生产中常用的设计方法。

　　第一种就是线性的集成运放组成的稳压电源的设计方法，在稳流网络，稳压电源中的电压变压器只有通过输入电压才能借助滤波网络进入最后的稳压网络中去，因此，在电子工程师设计电路时，要将电流的短路保护考虑在内，防止负载的电流超过额定电流，对电路产生损害，一般的稳压电路都是串联式，因此在设计时，要将负载区的纹波系数降低，保证电路的稳压效果，带动负载一定不能选用直流电，防止出现短路。

　　第二种就是单元电路的级联设计方法。在将各个分单元的电路设计好后，就要设计他们之间的级联图了，一些涉及的是模拟电路的联系，一些是数字电路的联系，更多的是两者结合的综合电路，这些电路总体是要提高电路的放大倍数和提高其负载能力，因此，我们设计时要综合考虑对电路进行匹配设计。在耦合信号的设计中，要考虑不同耦合种类的相互影响，对电路进行最优设计。对于电路中的时序配合，要总体的先对系统进行分析，确定电路系统的时序，在按照最简原则进行设计。

　　第三种就是对电路中的放大器的设计。放大器在电路中的作用主要是放大电路中的单元倍数，加强电路中某个模块的功能。放大器要考虑的因素主要是电源的单、双供电，电源的最优电流，最佳输入和输出电压等，在放大器设计中，一定要处理好各个参数的关系，在设计中要避免出现两级以上的放大级别，减少出现的消振问题。

　　现在的电路中的单元电路种类很多，因此在设计方法上会有很多版本，随着科学技术的不断发展，集成电路逐渐成为电子市场的新宠，并且已经形成集成电路的新兴器件，这对电路的单元电路设计要求提出了更加严格的要求。这就需要我们电子工程师在电路的设计上要积极地积累设计经验，参考国外的先进技术，将我国的电子设计推向一个新的台阶。

　　[1]徐雷.关于电子技术单元电路的级联问题[J].电子制作，2013，（9）：17-19.

　　组合逻辑电路其特点是功能上无记忆，结构上无反馈，即电路在任意时刻的输出状态只取决于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。本文通过实例介绍组合逻辑电路的设计方法，并通过电子设计自动化EDA(Electronic Design Automation)进行仿真分析，使组合逻辑电路的设计变得更方便，更实用。

　　在工程上为了使电路结构简单和使用元器件少，往往要求逻辑表达式尽可能简化。一般来说在保证速度、稳定、可靠的逻辑正确的情况下，尽可能使用最少的器件，降低成本是逻辑设计者的任务。

　　现有A、B、C三个举重裁判对运动员成绩进行判决（A为主裁判）当两个以上裁判（必须含有主裁判）认可时，运动员成绩有效。试设计实现这样一个举重裁判裁决电路。

　　1）分析设计要求，列出真值表。设A、B、C三个裁判对运动员成绩进行判决，同意用1表示，不同意用0表示，Y为表决结果，同意用1表示，不同意用0表示，同时还应考虑A为主裁，具有否决权。

　　3) 由卡诺图化简后，变换为与非表达式 4) 根据输出逻辑函数画逻辑图。

　　Multisim软件是一种电路设计与仿真软件。它可以对模拟、数字和混合电路进行电路性能仿线)采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上模拟仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件。

　　2) 提供了庞大的元件数据库。Multisim有16000多种元件、模型，包括有实际元件和虚拟元件。

　　3) 强大的虚拟仪器功能。为用户提供多种面板与实际仪器相似的虚拟测仪器，在平台上可随时调用进行电路测试、分析。

　　1)在元器件库中单击电源Sources，列表中选中VCC和GND，单击OK按钮，取出电源5V。

　　将三个单刀双掷开关做如下设置：J1中Key=A、J2中Key=B、J3中Key=C。启动 Multisim的仿线V上，J3中Key=C接到GND上，这时指示灯Y发光，就可以实现三人表决电路中A（为主裁）和B两个裁判判决运动员成绩有效的情况之一（其他情况可以通过设置实现）。

　　通过组合逻辑电路的设计和Multisim软件的应用，可使学生初步掌握仿真软件技术，内容可以紧密联系课本知识，能全面地概括和反映所学的组合逻辑电路设计的知识点，将课堂内容具体化，又利用了计算机的优势，发挥其直观、动态模拟的优势。

　　[1]王廷才，李怀刚.电子技术实训[M].北京：高等教育出版社，2008.05.

　　对电子电路性能的规划和测试，以前往往采用两个方法，运用数学的方法根据公式进行计算或者将电路图制成电路板进行测试，但是这两种方法都太麻烦了，一是计算量大，二是电路板的设计过程中不可控因素太多，因此这两种方法都不能满足现在电子产品大规模集成化的需求。在计算机上进行电路的设计及仿真等各项指标的测试已经成为主流。在这样的大环境下，加拿大nteractivi Image Technologies公司设计出了用于电子设计与仿真的软件Electronics workbench，而Multisim模块是最具特色的，其操作页面简单易学，分析功能强大，在菜单栏中提供了本软件所有的指令，深入电子线 Multisim的组成及功能加拿大Interactive lmage Technologies公司在E1ectmnicS Workbench的基础上推出专门用于电子电路设计与仿真的软件Multisim，包括VHDL/Verilog编辑/编译模块。根据自己的设计目的，在Multisim里画出完整的电子线路图，进行模拟、数字或者模数混合的电路仿真，对整体的电路图进行定性的分析。Multisim不需要学习计算机控制语言，也不需要编写电子电路图的程序，本身软件的环境就适合实验环境的要求。仿真分析是对电路估算的一种数学方法。每一个元件都是一个“数学模型”。

　　1）直观的图形操作页面。整个软件犹如windos下的一个软件似的操作简单，易于上手。Muhisim基本界面由菜单栏、使用中的元件列表、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪表工具栏、仿真开关、电路窗口、状态栏构成。与所有的Windows应用软件类似，菜单栏提供了本软件几乎所有的命令。在元件库中选取所需的元器件，直接拖到拖放到屏幕上，用鼠标进行连线，用于仿真的虚拟仪器相当多，操作页面与实物一样。

　　2）强大的元器件库。在用户界面的最左侧分为实际元件库和虚拟元件库，实际元件库里包含13个元件库，而虚拟元件库包含10个虚拟元件库，这些强大的元件库，足够电子线路设计者使用，为设计者既节省了时间和经费。按着逻辑分又包含l4个元器件箱，每个元器件箱又含有多个元件数据库。

　　3）强大的仿真功能。Multisim可以对数字电路、模拟电路、数模混合电路以及射频电路进行仿真，显示出仿真的结果，其中包括错误的信息和出错的原因。例如节点错误或者未找到、设计规则不对等错误提示。

　　4）强大的分析能力。Multisim提供了失真度分析、最坏情况分析、交流分析、直流工作点分析、射频分析等18种分析能力，提高了设计者的整体分析能力和电子自动化水平。

　　5）强大的虚拟仪器。虚拟仪器种类繁多，可以支持各种各样的电子线路的仿真实验。如逻辑分析仪、函数发生器、波特图示仪等，这些虚拟仪器的操作面板与实物相同，易于上手。

　　6）VHDL、Verilog及SPICE设计输人和仿真。Muhisim软件里包含SPICE、VHDL、Verilog等模型，实现了大规模可编程器件与普通电路的连接问题，控制仿真器之间的数据传输，提高了电子线）与电路板设计的无缝连接。Muhisim软件可以将已经完成的电子系统络表文件和.plc元件文件输出到输出到Ultiboard PCB进行电路板走线，最终输出PCB图形文件。

　　8）支持远程控制功能。Muhisim软件具有远程控制功能，可以进行交互式教学，实现一对多的实验教学，在网上实现设计、讨论和仿线 Multisim的仿线）电子线路的输入。在Multisim的页面上，“Basic”里选取和放置元器件，“Source”里选择信号源、接地端，右侧仪器箱中选择虚拟仪器。按着电路图放置元件，用鼠标进行布线。双击修改需要设计参数的激励源、虚拟仪器等。

　　3）仿真分析。对电子电路检查后，点击虚拟电源开关，双击虚拟仪器，调整所用的数据，然后在虚拟显示仪器上便可以得出图像曲线 Multisim仿线 仿真过程中的问题及解决办法

　　1）元器件缺失。在布置电路图的过程中，设计者有时找不到仿真的元件，虽然Multisim大量的实际元件库和虚拟元件库，仍不能满足所有用户的需求，缺少一个元件都会影响仿真，提示仿真错误。因此提出了几个解决的办法：①用相近的元器件代替，但性能上会有差异。②自建元件，这个过程较为复杂，还需要设计者懂得SPICE语言。③利用元件编辑工具，对已有的相近元器件进行修改。④在n 网站中购买器件模型。

　　2）仿真提示错误。设计者在仿真电子线路时，有时会提示仿真失败。一般引起仿真失败的错误有以下几点：①节点错误：对照电路图分析，找出错误的节点，进行修正。②设计规则错误：设计的仿真图与设置的电气规则不同，根据实际情况进行修改。③提示“No convergence in Dc analysis”：找到Miscellaneous options菜单，将ITL1改为500～1000之间的数。④提示“Time step too small”或者“No convergence inTtransient analysis”：找到Miscellaneousoptions菜单，将ITL4改为15～20之间的数。

　　本文对Multisim软件做了简略的介绍，作为电子仿真软件，功能强大、操作简单，易于修改电路图，对各种电路无论是数字电路还是模拟电路都能够进行设计与仿真。将Multisim与Ultiboard结合在一起，最终制成印刷电路板。同时也能解决高校经费不足，设备落后等情况，顺利地进行有关电工方面的教学。对于这样多样化的仿真软件是当今电子仿真软件的发展趋势。

　　[1]于波，吕秀丽，李玉爽.Multisim11在高频电子线路教学中的应用[J].现代电子技术，2011，34（10）：29-30.

　　[2]王子玲，刘福太，林洪文.丛瑜.基于仿真技术的电子线路课程教学优化[J].现代电子技术，2013（16）：41-42.

　　[3]吴冬妮.浅谈电子线路设计中仿真设计软件的应用[J].电源应用技术，2013（2）：16-17.

　　在微电子技术飞速发展的背景下，数字电子电路的设计的难度也在不断加大，电子产品翻新的速度也在不断加快，这给数字电子电路设计带来了较大的压力。EDA技术是数字电子电路的设计中较为先进的技术，具有其他技术不具备的优势，使数字电子电路的设计得到了革命性的发展[1]。EDA技术的优势在于当程序修改错误时，不需要使用额外的硬件电路，且在使用EDA技术进行电子产品设计时能够使电子产品的成本降低和设计周期缩短。因而，EDA技术在数字电子电路设计中得到了越来越广泛的运用，也推动了数字电子电路的设计领域的变革，促进电子产品的发展。对此，我们需要EDA技术在数字电子电路的设计中应用有所了解。

　　EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术是逐渐从计算机辅助测试、计算机辅助制造、计算机辅助设计以及计算机辅助工程中发展而来的[2]。该技术主要是将计算机作为载体，在EDA软件平台上，设计者主要采用硬件描述语言VHDL进行设计，进而由计算机自动完成各项工作。EDA技术是一种融合了当前多种新型技术的新技术，它以计算机为载体，将计算机技术、信息技术、电子技术以及智能技术相互融合起来，进而完成电子产品的自动化设计工作，这样有效促进了电路设计的可操作性以及效率性，不仅保障了电路设计的质量和效率，同时也极大地减轻了设计者的工作强度，同时也降低了电子产品的生产成本。具体来说，EDA技术的特点以及EDA技术设计流程如下。

　　相比于传统的CAD（ComputerAidedDesign，计算机辅助设计）技术而言，EDA技术具有显著的特点。首先一点，EDA技术在硬件电路选择软件设计方式方面上，它可以选择多种设计输入，如VHDL语言、波形等等，它在完成下载配置前能够在没有硬件设备的情况下能够自行完成。与此同时，它在修改硬件设备也是非常简单、易于操作，这种修改硬件设备的方式和软件程序修改方式非常接近，采用软件测试的方法对其进行测试，这样就能科学有效地设计特定功能的硬件电路[3]。第二点，EDA技术能够仪自动化的形式进行产品直面设计。它可以通过HDL语言和电路原理图等自动化的逻辑编译的相关程序输入其中，并生成相应的目标系统。简单说来，这种技术能够以计算机为依托，从电路功能模拟、电路性能分析、电路的设计以及优化、电路功能的测试和完善等全部流程都可以以自动化的形式实现。第三点，EDA技术具有较高的集成化特点，并可以自身构成片上系统。EDA技术在数字电子电路设计中是以芯片为载体进行设计的一种设计方式。因而，当前大规模集成线路的不断发展能够有效促进繁杂的芯片设计工作的完成，同时也能够完成专业化的集成电路设计[4]。第四点，EDA技术可以大大提高系统升级的工作效率，它能够当场进行目标系统的编程，实现有效的系统升级。第五点，EDA技术具有自动化的特点，且进行技术开发的时间并不长，且能够有效节约设计的费用，避免了资源的浪费，同时EDA技术也具有极大的灵活性和实用性，可操作性较强。

　　EDA技术对于数字电子电路设计的意义可以认为是它将推动了数字电子电路设计的一个发展变革，使其进入了一个发展的新时期。传统的电路设计的模式多是以硬件搭试调试焊接的方式，而E-DA技术以计算机自动化的设计模式对传统的电路设计模式进行了创新。EDA技术设计流程主要包含8个流程依次为[5]：设计指标设计输入（将电路系统采用一定的表达式输入计算机，其中包括图形输入以及文本输入）逻辑编译（将设计者在EDA中输入的图形或文本进行有效的编排转化）逻辑综合（将电路中高级的语言转化为低级的，并与基本结构相应射）器件适配（将由综合器产生的网表文件配置到指定文件中，使之能够下载文件）功能仿真（跟进吧算法和仿真库对涉及进行模拟，以验证其涉及是否和要求一致）下载编程（将适配后生成的配置文件和下载文件以编程器下载）目标系统。

　　2可编程逻辑器件数字逻辑编辑器具有自身的发展历程，一般可以将其分为分立元件、中小型标准芯片以及可编程逻辑器件等三个阶段。对逻辑器分类方面可以将其分为固定逻辑器和可编程逻辑器。其中固定逻辑器的电路是固定的、不可变的，而可编程逻辑器则可以为使用者提供多种逻辑能力，也可以在不同的时间内进行改变，进而完成不同的功能[6]。可编程逻辑器件（programmablelogicdevice，PLD）产生于通用集成电路，根据使用者对器件编程来确定其逻辑功能。可编程逻辑器件具有较高的集成度，一般能够满足大多数数字系统设计的需求。在科学技术快速发展的情况下，可编程逻辑器件也随之不断发展。当前，可编程逻辑器件已经成为解决逻辑方案的首选，这主要是因为它能够根据用户的需求进行相应的产品功能增加以及产品升级，且操作较为简便，具有低成本、低消耗、多功能、高集成性等优势。与此同时，当前一些公司也在不断对其进行研究，不断完善可编程逻辑器件的功能，并获得了较为显著的效果，如Altra公司的FLEX10K的系列产品、Xilinx公司的XC4000的系列产品[7]。

　　VHSIC硬件描述语言（Very-High-SpeedInte-gratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，VHDL）是电路设计中使用的一种高级语言，主要在20世纪80年代由美国国防部认定的标准硬件描述语言，之后其他公司纷纷推出了VHSIC硬件描述语言设计环境。对此，我们需要对VHSIC硬件描述语言具有一个较为清晰的了解。数字电子电路设计的第一步就是使用EDA技术以及相应的软件开发工具进行设计输入。简单地说就是简要描述电路设计、硬件设计以及测试方法。在设计一些规模不大的数字电子电路时，一般硬件描述的方式为原先的时序波在设计一些大规模的数字电子电路时，其描述方式就需要采用具有较强针对性的硬件描述语言。VHSIC硬件描述语言不仅能够详细描述硬件电路的功能、定时与信号连接的关系，而且还能采用简洁的模式准确描述硬件电路中逻辑较为抽象的部分[8]。由于VHSIC硬件描述语言具有详细准确描述硬件电路功能的特征，因而，VHSIC硬件描述语言成为EDA技术在数字电子电路设计中最为常用的设计输入方式和描述语言。在数字电子电路设计中，VHSIC硬件描述语言已经成为使用最为广泛的硬件电路应用描述语言。这主要是因为VHSIC硬件描述语言具有硬件特点的语句，其结构和语法具有高级计算机具有高度相似性。除此之外，VHSIC硬件描述语言在程序结构上也有着十分明显的优势，它进行实体设计时能够将其设为可视部分和不可视部分。从中可以发现，VHSIC硬件描述语言与综上所述，可以看出VHDL硬件描述语言比传统的其他硬件描述语言相比，如AHDL、VBLE，具有强大的描述功能，能够有效规避器件的复杂结构，进而对数字电子电路设计进行有效的描述[9]。具体说来，与其他硬件描述语言相比，VHSIC硬件描述语言的特点主要有以下几个方面：其一，具有强大的功能以及灵活的设计。这主要是VHSIC硬件描述语言有着功能强大的语言结构，能够采用简短的语言进行复杂逻辑的描述；同时，它也具备多层次的设计功能，支持多种设计方法。其二，具有广泛的支持性，且易于修改。由于VHSIC硬件描述语言已经成为使用最为广泛应用描述语言，因而具有广泛的支持性；由于其结构化和易读化的特征，因而易于修改。其三，系统硬件描述能力强大，VHSIC硬件描述语言可以进行结构描述、寄存器传输描述、行为描述，也可以进行三者混合描述。其四，与器件设计相对独立，在进行VHSIC硬件描述语言可以不用考虑器件设计情况，专心用于VHSIC硬件描述语言设计的优化。其五，移植能力强，能够共享。VHSIC硬件描述语言设计完成后可以将成果进行分享，避免电路的重复设计。除此之外，VHSIC硬件描述语言还具有其他的特征：其一，VHSIC硬件描述语言属于设计输入语言，它能够通过计算机详细描述硬件电路的运行状态，并将其与数字电路的设计系统自动综合。其二，VHSIC硬件描述语言是常用的测试语言，它能够以测试基准对数字电子电路进行可以仿真与模拟，进而判断其功能情况。其三，VHSIC硬件描述语言是标准化语言，它是当前设计语言中使用最为广泛的语言之一，也是当前电子领域普遍认可的标准化语言。其四，VHSIC硬件描述语言是可读性语言，它不仅可以被计算机识读，同时也可以被设计者识读。其五，VHSIC硬件描述语言一种网表语言，它独特的语言结构让其在计算机设计中工作较好，同时它在设计工具间联系的格式中属于低级设计工具，即它在门级网表文件形成中具有相互转化的功能和高度兼容性。

　　我们可以通过设计一个数字钟电路来展现E-DA技术在数字电子电路设计中的应用，该数字电路钟能够显示秒、分、时。

　　依照EDA技术的设计规范进行分层设计，其内容包括数字钟；时计数、分计数、秒计数以及译码显示；24进位制计数器、60进位制计数器以及译码显示电路。在VHDL语言描述上，要使用VHDL语言对60进位制计数器、24进位制计数器进行描述编程，并将两者进位标准进行调整，使其一致。关于译码显示电路的设计。在设计中可以使用动态译码扫描处理电路进行处理，这能够某个时间点点亮单个数字码而达到6个同时显示的视觉效果，这样不仅将电路能耗降到最低，同时也节约了器件资源，并延长了器件的使用寿命[11]。关于顶层设计，在这一设计中需要建立在底层设计模块的基础上，通过原理图方法将两者进行有机的融合，进而获得一个完整电路。

　　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：

　　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：

　　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。

　　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。

　　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。

　　(1)采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。

　　(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。

　　(4)作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。

　　(5)EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。

　　EWB软件的工作界面具备美观大方、简捷明了的特点。在基本工作区上方有菜单栏、工具栏、元件库栏。从菜单栏可以选择所需的各种命令，从元件库栏中根据图标选择所需要的的元件或仪表，使用鼠标拖放操作安放元器件到工作平台，完成实验电路连接。选中虚拟仪器图标，通过使用鼠标拖放操作，可以安放仪器仪表，设置好仪器仪表的参数后，按下仿真开关控制电路的运行与停止，即可观察测试结果，在基本工作区下方是电路描述窗口，可根据需要输入有关电路的介绍或说明。EWB提供了丰富的元器件库，根据不同类型可分成：信号源和电源库，基本元件库、二极管库、三极管库、模拟集成电路库、数字集成电路库、逻辑门电路库、数字触发器库、指示器件库、控制器件库、杂元件库和自定义库。

　　在设计电路时，设计人员根据需要从该库中进行查找与选取元器件，对选中的元件用鼠标左键将其拖放到电子平台工作区，同时可利用旋转、平翻、直翻调整元件方向。为了使电路便于连线，图形整齐，还可以通过鼠标操作对元件进行移动、复制与删除。为了使电路连接简单明了，还可以将一些常用电路定为子电路，子电路相当于用户自己定义的小型模块电路，存放在自己定义的元件图标库里，供以后反复调用。

　　EWB提供七种虚拟仪器，每种只有一台，在电路设计中，每种仪器只可使用一次，这是其软件设计的局限性，而目前其升级版本Multisim已将虚拟仪器增加到11个，而且同一种仪器可以多次取用。

　　模拟仪器仪表主要包括万用表、函数发生器、示波器、波特图仪(扫频仪)以及电压表、电流表，数字仪器仪表包括数字发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器。这些仪器仪表(除波特图仪)，在接入电路后，开启仿真开关，若改变电路的测试点，则显示的数据和波形也会相应变化，而不用重新启动电路。EWB的虚拟测试设备能提供快捷简单的分析，主要包括直接工作点，瞬态，交流频率扫描，付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、交流灵敏度、最差情况、蒙特卡洛法等14种分析工具，可以在线显示图形并具有很大的灵活性。

　　EWB软件是一款优秀的EAD软件，推出后得到了社会各界的好评。尤其是在教育领域取得了巨大的成功，许多院校把EWB作为电子类专业课教学和实验的各种辅助手段，最大限度的满足了广大学生和工程技术人员的迫切需求。针对软件的这种特殊效能，近年来在广播电视技术领域中，EWB也同样得到了普遍应用，尤其是许多单位把EWB 软件应用在了技术队伍培训工作中收效显著。广播电视高新技术的快速发展，对广播电视技术从业人员的整体素质提出了更高要求，需要广泛开展技术培训工作，但是在职教育和在校学习有着很大的差别，资金、场地、设备、设施等诸多因素制约了技术培训工作的良性发展，EWB软件的应用不仅较好的解决了这一问题，而且体现了三个优越特点：(1)节约资金、高质高效；(2)功能强大、直观形象；(3)操作简便、方便普及。许多单位还把EWB软件应用在了广播电视技术能手竞赛中，更是得到了意想不到的效果。通过对软件的应用不仅克服了客观条件给技术竞赛多形式、多层面开展带来的制约，同时也可以全面的考查参赛选手的实践技能，为展示技术人员的综合技术水平搭建了最佳平台。

　　EWB的优越性能为激发广大技术人员的潜在智能提供了广阔空间。利用EWB可以设计简单、复杂、模拟、数字等各式电路。这为广大技术人员开展技术改造、技术革新工作提供了非常实用的工具。尤其是广播电视发射设备的固态化、数字化、自动化的发展方向，使计算机辅助设计、测量、维护等在广播电视技术领域得到广泛的应用，EWB软件的出色性能表现，也得到了广大技术人员的青睐。下面仅以双音报警器电路的仿真实验为例，向大家简单介绍其电路设计与分析。首先设计电路原理图(见图1)并根据电路需要选择所需元件参数。

　　用鼠标将元件、仪器拖到电子工作平台，根据电路原理图调整元件，仪器布局，并设定元件标值，调整仪器设置的选项，按通仿真开关，即可进行仿真实验，如果电路设计、连接正确，此时扬声器应该发出“滴、嘟、滴、嘟”…..的双声音，用示波器观察IC1、IC2的输出波形，应该是频率不同的两个方波(见图2)，可通过打印机打印出来，进行实际电路的组装。

　　此电路原理主要是应用555时基电路组成两个多谐振荡器，用IC1输出的方波信号通过R5去控制IC2的5脚电平，当IC1输出高电平时，IC2的振荡频率低，当IC1输出低电平时，IC2的振荡频率高，因此IC2的振荡频率被IC1的输出电压调制为两种音频频率，所以扬声器发出双音声响。此电路可应用在发射台铁塔匹配间防盗报警，也可在改进后应用于水箱上水报警等其他方面。

　　本文主要分析了一种以单片机为核心的八路数字抢答器系统，分别从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法， 并经过调试和运行使该系统达到预期目的， 具有反应快、功能齐全、实用性强的特点和优点。

　　电子抢答器是一款能在第一时间准确、直观、公正的判断出第一抢答者的电子应用设备。本文主要分析具有结构简单、可靠、实用等特点的以单片机为核心技术的八路抢答器。

　　抢答器的电路能够优先判别出竞赛参赛选手抢答问题的先后次序，参赛选手可分为若干组，在抢答问题阶段，对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并且需要在第一时间按下抢答按键回答相应问题。八路无线抢答结果可由八路按键中任意一键首先按下后将其他各路按键闭锁来判断出抢答是否成功。在答题阶段采取倒计时的方式，设定抢答时间，在按下抢答键后，规定时间内抢答有效，超过规定时间后封锁各路按键，抢答视为无效。设置警报提示，在设定时间结束之前5s发出警报信号，来提示答题者有效剩余时间。该电路包括输入开关、声光显示、判别控制以及组号锁存等部分。

　　主体电路需要两项功能设计：第一个功能是快速辨别选手按键的次序，并将最先抢答者的编号锁存，用编码、译码、及数码显示电路显示出抢答者的序号；第二个功能是防止其他选手无效的按键操作。抢答器没有被主持人按下之前，抢答开关是无效的；当抢答器按钮被主持人按下之后，随即进行倒计时，若有选手抢答指示灯亮并且显示出该组序列号；若在规定时间内没有选手抢答，计时指示灯熄灭代表时间已到。由主持人将抢答器清零，而后继续新一轮的抢答。电路原理图如图1所示。

　　定时电路顾名思义就是一种可事先设置好答题的时间，这一方式可由主持人控制。主持人设定抢答问题的时间可根据问题的难易程度来决定，并且通过预置时间电路对计数器进行设置。由秒脉冲电路提供给计数器的时钟脉冲。选用十进制同步加减计数器74LS192对可预置时间进行电路设计。2.3 设计时序控制电路

　　对于抢答器设计最主要方面就是对时序控制电路的设计。要完成时序控制电路的设计需要满足三项基本的功能：

　　（1）当电路控制开关被拨到开始状态时，抢答电路、定时电路进入到抢答工作状态，同时扬声器开始发声。

　　（2）当抢答按键被参赛者按下时，抢答电路、定时电路则停止运行，扬声器继续发声。

　　（3）在已设定的抢答时间结束时依然无人抢答的情况下，抢答电路、定时电路停止运行，扬声器继续发声。

　　音频放大电路的主要功能是在单片机执行中断后，输出信号在很短的时间内使扬声器继续工作一定的时间。在抢答器的程序响应之后，导通三极管并接通蜂鸣设备放大电路，同时喇叭发出声响。TDA2030音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构电路的特点：外接元件少、输出功率大，Po=18W （RL=4Ω）；采用小型封装（TO-220）组装密度高，冲击小；保护电路设施完备，工作安全性较高。

　　通过LED六位七段显示器来完成显示电路设计，具有亮度高、简单实用的优点；声音警报系统的发光电路可使用发光二极管，具有简单耐用的特点。

　　抢答器整体的电路设计是由按钮式开关、电阻、二极管、三极管、R S 触发器、扬声器与发光二极管、七位八段数码管等基本元件构成。

　　主程序的功能设计目标主要是完成内部各寄存单元的初始化，对接口电路、内部定时器、中断的初始化；调用显示程序对初始状态的显示以及对外部信号的等待处理，主程序的主要功能就是完成前期准备工作并随时等待与外部信号对接。

　　在抢答按键被按下后参赛选手开始进行抢答，采取中断的程序方式对抢答信号做进一步处理，并在中断处理程序中完成相对应的操作程序。同时对计时系统的数据做出修改并使指示灯处于工作状态。

　　共有两种方式对行列键盘进行扫描，第一种方式为扫描法，对键盘按行（或列） 逐行（或列） 扫描查询，其优点是结构清晰，但对处于最后行列的按键需要进行经反复的扫描；第二种方式是反转法，它先使行（或列） 全为零，读入列（或行） 的状态暂存，然后使列（或行） 全为零，读入行（或列） 的状态保存，对两次保存数据进行查询即可得知按下键的行列数从而确定键值。在程序设计中常采取反转法对键盘进行扫描。键盘扫描程序在确定键值后保存等待后续处理。

　　本抢答器的设计用单片机作为核心数据处理器， 由数码管显示状态、结果和若干数据输入按键组成；在元件的选用上以低耗、高能、耐用、精确、易操作等条件作为优先考虑因素. 经对实验样机的多次检验，分析出如下结论：本抢答器的设计合理、结构简单、功能可靠、反应灵敏、成本相对较低，不仅达到了设计的预期目标且具有良好的通用性。

　　[1]康华光.电子技术基础.数字部分[M].北京：高等教育出版社，2003.

　　[2]梁超.一款基于单片机技术的电子抢答器[J].机电工程技术，2005，34.

　　李凤琴（1986-），女，贵州省凯里市人，华南理工大学硕士。现为贵州电子信息职业技术学院助教。研究方向为电子技术。