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電路設計軟件范文1
CAD軟件系統是當下電路設計軟件中圖形設計功能作為全面的應用軟件,其在電子電路設計教學中的應用也十分廣泛。在電路設計教學的開展中,CAD軟件為課程開展提供了繪圖,幾何造型以及特征計算等功能,在進行電路設計過程中,教師能夠通過帶領學生進行元件設計,是學生進一步掌握不同電路元件的功能,并以此為基礎,使學生利用不同元件的特性進行電路的功能設計。CAD軟件在為電路教學設置元件設計功能的同時,也自帶有元件庫,電路的實際設計可以直接對元件進行調用,這也能夠有效節約電路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教學時,教師還要強調實際元件和虛擬元件的區別,并通過在教學過程中著重強調,以保證學生實際電路連接的準確性和安全性。
2EWB軟件在教學中的具體應用分析
EWB計算機軟件是一種用于電路設計與仿真的EDA工具軟件,與CAD軟件不同,EWB軟件中包含更多的高品質模擬電路元件和組件模型。教師在開展電子電路設計教學時能夠在元件調用的基礎上,引導學生利用軟件進行多種功能仿真,如對以連接的電路結構進行交流頻率特性分析,靜態分析和參數掃描分析等。EWB軟件主要結構包括函數信號發生器和仿真電路模板等,學生能夠在課程設計中通過元件調用和參數整合,完成電路設計,并通過將電路系統調用與仿真模板中,對其進行功能測試。在電路仿真教學過程中,教師應首先開展信號發生器教學,使得學生能夠依據實際電路結構設計選定對應的激勵信號,以此保證電子電路結構仿真結構的準確性和有效性。
3PSPICE仿真軟件在電路設計教學中的應用
作為現階段不同類型電路分析與設計仿真軟件之一,PSPICE軟件具有十分優越的實用性能。該軟件主要包括電子線路仿真,圖形方式輸出,模擬計算電路功能和網表生成等功能,不僅能夠對模擬電子線路進行仿真與模式實驗,也能夠與實體電路結構進行連接并開展模擬仿真。在電子電路的設計教學中,教師要將課程演示重點放在利用PSPICE軟件模擬連接電路上,使學生能夠在掌握元件參數的基礎上,更為全面的掌握電路波形和電壓電流值的檢測方法。PSPICE仿真軟件的應用,也為電路設計教學中元件參數的優化提供了科學有效的途經,教師通過對比軟件中不同模擬元件的功能,以選擇靈敏度高和容差關系穩定的軟件開展教學,這能夠極大的優化電路設計中的元件參數,并使得電子電路設計的教學質量得到有效提升。
4結束語
電路設計軟件范文2
關鍵詞:架空輸電線路;設計;軟件;效率;質量
Abstract: With the gradual advancement of China's industrialization history, overhead transmission line design software also put forward higher requirements, it would need direction toward time-sensitive, high-quality development and application. Based on the characteristics of a overhead transmission line design software, do the detail. Has certain guiding significance for the development of the software design techniques.Keywords: overhead transmission lines; design; software; efficiency; quality
中圖分類號:TM247文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012) 前言
隨著工業社會的推進,工業經濟也有了一定的發展,這樣社會對于電能的需求也就逐漸增大,相應地發展起來的還有配套的電網設施建設,這樣一來就使得越來越多的架空輸電線路設計工程出現在生活中,但是在電網輸電線路設計的過程中經常會遇見很多問題,比如相對應的失效和質量方面的問題,這些問題的出現更是引起了很多人的重視。在對輸電線路設計、施工、運行的整個過程中,就出現了基于AUTOCAD平臺的架空輸電線路設計軟件,該軟件的出現可以大大的提高設計質量技術水平,同時也在最大程度上降低了設計的周期,減輕了設計人員的勞動強度,還大大的將設計的效率與設計的質量提高。
1.電力線路工程設計現狀
在AUTOCAD平臺的架空輸電線路設計軟件推出以前,我國很多的輸電線路工程設計中,大多都是采用的人工排桿和布線方式,在排完各個桿塔之后,再繁瑣地計算出各種條件下的檔距,然后根據狀態方程制作出相應的模板,利用模板將懸鏈線連接起來。如果連接的懸鏈線不可以正常的跨越障礙物,那就需要經過多次的移動塔位和多次的調整桿高及校驗計算,直到可以滿足設計要求為止。但是經過這樣的一個過程,那就會使得設計人員在計算的時候工作量大大增加,同時設計的周期也會增加,計算的誤差也不可避免,這樣還會嚴重的影響設計的準確性,布桿和連接懸鏈線的工作多數是建立在設計人員在設計方面的經驗基礎之上,這樣一來設計的經濟性和準確性就會嚴重受到影響。
當今利用計算機輔助設計的應用在國內外都得到了普遍的應用,但是多數都是采用的普通軟件,制圖時還是需要一點一點的類似于制圖輸入,排桿和布線依舊是人工進行,而且在關鍵位置的操作依舊沒有得到有效的解決。現在新推出的以北京道亨為代表地架空輸電線路系列設計軟件,正是應用了計算機高速運轉的計算能力和精確的繪圖能力,使得排桿定位及桿塔電氣校驗自動進行運算,在這些過程中很多的校驗信息都是通過該軟件設計自動完成的,繪圖的時間甚至比數據輸入的時間還短,這樣就可以大大的縮短設計的周期,同時還杜絕了材料的消耗和設計方面的失誤率,從而可以產生巨大的經濟效益和社會效益。
2.設計思想和優點
2.1 導電線力學計算
架空輸電線路設計軟件可以根據輸入的導線型號、氣象區和相應的安全系數等工作參數,由程序自動計算出導地線荷載、臨界檔距以及定位的K值等有關數據,同時可以自動生成應力弧垂表格/曲線和導地線安裝弧垂表格/曲線;還可以進行相應的應力放松計算與弧力檔力學計算,同時繪制出相對應的表格和曲線。
架空輸電線路設計軟件設計的原理,是根據輸入相應的參數來進行計算,同時還可將相應的計算結果通過在CAD設計平臺進行繪圖,這樣一來可以從很大程度上省略人工計算的復雜過程,縮短人工計算大量數據的時間,并且可以將計算的準確性大大提高,這樣一來需要的CAD圖表也就可以更直接、更方便的繪制出來,最重要的是可以將設計的效率和設計的質量進一步提高。
2.2 線路測量
在對線路進行測量的時候,通常比較常用的方法是采用經緯儀、全站儀、GPS進行測量,架空輸電線路設計軟件兼容手工輸入,表單輸入及軟件處理后集中生成等多種模式。這樣就可以直接通過架空輸電線路設計軟件在相應的表單中輸入對應的數據和測站點,這與平時工作習慣相同。為了可以更好的保證工程的質量,還可以盡量的多一些對地形點的數據進行測量,這樣的好處是可以更完整的將地形點的整體地形呈現出來。在排桿定位時可以更方便的找出危險點。此外,在室外線路進行測量的時候,可以采用GPS手段進行測量,這樣就可以提高線路路徑圖及紅線放樣的準確度,軟件可以使得測量數據變為圖紙的過程更加方便和快捷。
線路軟件能方便處理線路間的交叉跨越、對鐵路、公路、河流等重要地段的交叉跨越是否滿足規程規定一目了然。對于一些相對特殊的地段還可進行反復的測量和比較,對于對于線路進行經濟性比較提供了技術支持。
2.3 繪制平斷面圖
在輸電線路設計軟件的命令接口,將測量之后所得的數據通過處理錄入軟件中,這樣軟件就可以自動將所得的數據轉化成為平斷面圖,路徑圖、桿塔明細表、材料表,導地線應力弧垂表等圖紙,對于連接平斷面的樁位線以及連接平斷面的相鄰線,插入跨越物的符號等操作,可根據實際要求增加和刪除,方便平斷面圖的修改。
在以前繪制平斷面圖時,需要將相對應的數據點一個一個描繪在圖紙上,這種方式不僅浪費時間更是不能保證出圖的準確性,如果出現了問題那就會嚴重的影響施工質量和進度,而且出現了錯誤也不容易進行修改,但是采用了設計軟件之后,可以將相應的數據一一讀取并自動繪制到圖中,還可以方便校對。采用這樣的方式可以保證繪制圖的準確性,同時可以呈現出一個更加標準、美觀的圖紙,最重要的是在施工的時候可以保證施工隊的準確放線施工。
電路設計軟件范文3
0 引言
隨著人類工業和經濟的快速發展,我們的環境污染越來越嚴重。除廢氣、廢水外,顆粒狀粉塵、煙塵向大氣排放所造成的污染已成為一個十分突出的問題。PM2.5,PM10,PM0.1及其吸附的重金屬粒子是霧霾的重要組成部分[1]。2012年2月,《環境空氣質量標準》新增了對PM2.5的檢測指標,PM2.5成為空氣質量標準之一。數據表明,我國空氣質量超標的城市中68%都存在可吸入顆粒物的問題[2]。由此可以看出粉塵對人類健康和生產的危害十分嚴重。所以,粉塵濃度的檢測和控制具有重要的意義。
本文介紹一種簡易粉塵濃度檢測器的設計,能夠對空氣粉塵進行采樣分析,可以測量出空氣中的粉塵濃度,測量數據直觀易懂,測量結果準確可靠。
1 系統工作原理
單片機選用ATmega328p,粉塵濃度傳感器選用夏普GP2Y1010AU0F灰塵傳感器,按鍵部分通過電阻與按鍵串聯將信號輸入模擬口,通過讀取模擬值的不同判斷按鍵值,顯示部分采用LCD1602并用采取I2C總線的8位遠程I/O擴展口芯片PCF8574進行引腳簡化。
將粉塵檢測器電源開關打開,當傳感器得到一個由粉塵濃度轉換得來的0~5V的電壓信號時,進入單片機,經過處理后轉變為十進制數通過I/O口在顯示屏上顯示出精確數值。數值量隨輸入電壓的擾動而變化。同時鍵盤設定預警值送入單片機,與測量值一同顯示出來。當采集的當前粉塵濃度大于預警值時,單片機驅動蜂鳴器報警。
2 系統電路設計
2.1 電路總體設計
以ATmega328p單片機為核心,主要包括單片機處理模塊,信號采集模塊,獨立按鍵模塊,顯示模塊和蜂鳴器報警模塊。系統通過信號采集模塊采集空氣中的粉塵,得到0~5V的電壓信號后,由單片機內部自帶的10位ADC進行模數轉換得到粉塵濃度,與此同時,通過獨立按鍵模塊設定濃度預警值,通過液晶顯示模塊將粉塵濃度和預警值同時顯示在顯示屏上。當檢測值大于預警值時就會自動通過蜂鳴器報警模塊報警。整個系統的框架結構如圖所示:
2.2 單片機處理模塊
設計選用ATmega328p單片機,該單片機配合Arduino uno使用,可以更加方便的用外接模塊進行拓展,如wifi模塊、SD卡接口模塊、基于w5100芯片的Ethernet模塊等,并且其內部自帶10位六通道ADC可以用來轉換傳感器輸出的信號,從而得到粉塵濃度。
2.3 信號采集模塊
GP2Y1010AUOF是一款由日本夏普公司開發的光學濃度檢測傳感器。此傳感器內部成對角線分布的紅外發光管和光電晶體管,利用光敏原理來工作,依靠輸出脈沖的高度來判斷顆粒物濃度。同時,傳感器內部有信號放大電路,可以對光電信號進行放大。其內部結構圖如圖2所示:
傳感器內,紅外發光二極管和光電晶體管按對角位置布置,利用發光二極管發射光線,利用晶體管接受二極管發射的光,從而引起電壓的變化,這時傳感器里的空氣傳導設備就會產生一定的作用使空氣流通。此設計能夠檢測到小的微粒,甚至非常小的煙草顆粒,測量結果比較準確。
由于GP2Y1010AUOF對驅動的LED的脈沖要求較高,輸入信號采樣周期為10ms±1ms;輸入高脈沖的寬度為0.32ms±0.02ms。所以對于采樣信號,需要等待輸入信號出現高脈沖以后再計時0.28ms進行采樣[3]。
2.4 獨立按鍵模塊
按鍵部分是通過電阻與按鍵串聯將信號輸入模擬口,通過讀取模擬值的不同判斷按鍵值。因為A/D轉換是將模擬的0~5V電壓轉換成八個二進制位,八個二進制轉換成十進制的范圍為0~255,所以只需設置三個獨立按鍵分別獨立輸入預警值的百位,十位,個位。鍵盤每按下一次則相應位上數據增加1,當數據設定完成后通過I/O口輸入單片機,通過單片機的處理轉換為三位十進制的濃度預警值,然后顯示在顯示屏上。
2.5 顯示模塊
顯示模塊采用LCD1602并用采取I2C總線的8位遠程I/O擴展口芯片PCF8574進行引腳簡化。LCD1602是工業字符型液晶,可同時顯示16×2即2行,每行顯示16個字符液晶模塊(顯示字符和數字)。因為要同時顯示粉塵濃度的檢測值和預警值,所以LCD1602的兩行顯示功能已經滿足設計。
2.6 蜂鳴器報警模塊
當采集到的環境中的粉塵濃度大于預警值時,單片機就會驅動蜂鳴器報警,然后采取相應措施降低粉塵濃度或者使人員撤離工作現場。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大,以致于單片機的I/O口是無法直接驅動的,所以要利用放大電路來驅動。我們采用三極管來放大電流。
3 系統軟件設計
軟件系統設計主要分為系統初始化模塊、驅動傳感器模塊,A/D模數轉換模塊,粉塵濃度計算和顯示等模塊,單片機通過軟件開發程序實現對硬件設備的控制,測量并顯示粉塵濃度。軟件部分設計需要利用單片機所產生的周期為10ms的脈沖波形驅動傳感器內部的LED發光,并對信號進行A/D轉換,同時進行LCD1602的顯示和定時器定時。單片機產生的脈沖波形加在GP2Y1010AU0F上,傳感器將輸出一個0~5V電壓,可通過A/D轉換得到相應的粉塵濃度值,最后通過LCD1602顯示出來,如果空氣粉塵濃度超過了預警值,系統將會報警。
4 總結
本文主要介紹了簡易粉塵檢測器的設計,在單片機的控制下,完成數據的采集、顯示、預警值設置及蜂鳴器預警等系統分模塊的程序設計,然后結合各模塊的硬件電路來實現每個模塊的功能,從而實現整個系統的功能。結果表明,該粉塵檢測儀測量結果準確可靠。
電路設計軟件范文4
關鍵詞:PowerMILL 刀路設計 仿真
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)12-0025-01
1 引言
Delcam PowerMILL 系統是一款獨立的CAM軟件,進行2-5軸加工產品軟件,其優勢集中體現在復雜形狀零件的加工方面,廣泛應用在工模具加工、汽車模具和航空零部件制造業[1-2]。
PowerMILL軟件的主要特色:(1)PowerMILL是面向完整加工對象的CAM系統,可以接受各類CAD系統的模型數據,獨立運行,便于管理,高效編制符合加工工藝的要求的加工程序。(2)Power MILL面向整體模型加工,加工對象的工藝特征從加工模型的幾何形狀中獲取。各加工部位整體相關,全程自動過切保護,先進智能。(3)PowerMILL系統提供工藝信息庫,記錄標準工藝路線,制作工藝流程模板。當系統參數發生變化時,可自動處理刀具路徑的相關信息。系統是基于工藝知識的編程。(4)PowerMILL支持高速加工,技術領先。推出進給量優化處理功能和基于殘余模型的智能化分析處理功能。
PowerMILL加工零件的一般流程為:Step 1:模型的輸入;Step 2:毛坯定義;Step 3:刀具定義;Step 4:進給率設置;Step 5:快進高度設置;Step 6:加工開始點的設置;Step 7:刀具路徑的產生;Step 8:刀具路徑的仿真;Step 9:NC程序的產生;Step 10:保存項目。
本文主要利用PowerMILL軟件對曲面凸形零件進行加工,并在此基礎上進行刀具路徑生成和加工虛擬仿真。
2 PowerMILL零件加工實例
PowerMILL系統的所有操作都是從輸入模型開始的。輸入模型可以將其他各種類型CAD軟件創建的CAD模型輸入到PowerMILL系統中。
2.1 輸入模型
凸臺零件圖1所示。
凸形臺的加工分為3步驟:粗加工-半精加工-精加工[3-4]。工藝參數表1所示。
2.2 定義毛坯
輸入模型后,要進行毛坯的定義。有了毛坯和零件,再加上指定的刀具直徑、切削用量,系統才有計算刀具路徑的原始數據。毛坯圖2所示。
2.3 刀具定x
在零件加工中,可能會用到多把刀具,這都需要在加工前根據加工工藝的要求在刀具數據庫中選擇、定義和調用。同時在編寫每條刀具路徑之前,均應設置好該條刀具路徑的進給和轉速參數,定義刀具的開始點和結束點也至關重要,尤其是3+2軸加工和五軸聯動加工編程時,稍有不當的設置,就會導致刀具進刀或退刀時與工件和夾具相撞。刀具定義圖3所示。
2.4 生成刀具路徑
加工中一般采用三維區域清除策略來計算粗加工刀具路徑。其中模型區域清除策略能計算出平行、偏置模型和偏置全部三種形式的刀具路徑,清除多余的材料,是一種常用的粗加工刀具路徑計算策略。圖4為粗加工-模型區域清除。經過粗加工去除大量的余量之后,可以安排精加工工步,不同于粗加工,半精加工和精加工主要追求的是機械加工尺寸精度和表面質量。常用的加工方法有等高精加工如圖5所示;和平行精加工如圖6所示。
2.5 刀具路徑仿真
刀具路徑規劃完成優化后,可以點擊激活-自開始仿真等菜單按照加工工藝順序對零件進行加工仿真,如圖7為粗加工仿真,圖8為半精加工仿真,圖9為精加工仿真。
2.6 生成數控代碼
加工仿真確定加工正確性后,生成相應的數控代碼,借助于傳輸介質,在數控機床上進行零件的數控加工,如圖10為NC代碼的樣例。
3 結語
本文運用PowerMILL軟件,從零件的輸入模型到CAM數控加工的流程進行了分析探討。通過選擇合理的加工方法、設置合理的工藝參數得出典型零件的數控加工程序和工藝參數,并進行虛擬數控加工,驗證加工代碼的正確性。通過不同的CAM軟件的加工運用,可以比較不同軟件的異同,合理選用軟件來進行零件的CAM加工。
參考文獻
[1]朱克憶.PowerMILL高速數控加工編程導航[M].北京:機械工業出版社,2012.
[2]朱克憶.PowerMILL多軸數控加工編程實例與技巧[M].北京:機械工業出版社,2013.
電路設計軟件范文5
關鍵詞:Proteus仿真軟件;555時基電路;D觸發器;編碼器;譯碼器
一、引言
數字電路課程設計是電子專業類脈沖與數字電路課程的一個綜合運用,遵循中職“做中學、做中教,理實一體化”的指導思想,在這門課程的教學過程中,筆者采用了搶答器的設計來進行這門課程的課程設計,通過完成這個課程設計來提高學生的知識整合能力。因此,我們需要一種形式多樣、色彩豐富、能滿足學生動手欲望的教學方式,在教學中筆者引入了仿真技術進行教學。通過仿真,學生不僅整合了脈沖與數字電路知識,也提高了自己分析電路故障、了解電路工作原理的能力,為后續課程的學習提供了有力的保證。
二、PROTEUS仿真軟件的介紹
現代計算機應用技術的高速發展,催生了多種應用于電子電路設計的仿真軟件,Proteus軟件就是其中很成功的一種。該仿真軟件具有以下功能特點:
(一)組成。
包括ISIS、ARES 等模塊,ARES 模塊主要用來完成PCB的設計,而ISIS 模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其電路組成系統仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真等功能;帶有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。
(二)功能。
Protues可以實現原理圖的捕獲、電路分析、交互式仿真、電路板設計、仿真測試、射頻分析、單片機等高級應用。我們在實際應用中,更多的是使用 Proteus ISIS 模塊完成數字電路中原理圖的繪制與仿真。是因為它具有以下兩大功能特點:
(1)具有強大的原理圖繪制功能。它有著直觀的操作界面,能方便快捷調整電路參數,Proteus能模擬真實的電路板在通電后工作情況是否正常,并且可以方便快捷的修改電路設計及參數及對電路進行調試,同時可以看到修改參數后的效果。它有著豐富的元器件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段、強大的仿真能力、完美的兼容能力,Proteus 能提供數量龐大的電子元件(分立元件和集成電路、模擬和數字電路)的電路符號、仿真模型和外形封裝??傊?,該軟件是一款集單片機和spice分析于一體的仿真軟件,功能極其強大。
(2)提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能,同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態。同時支持第三方軟件繪編譯和調試環境,如Keil 51 uVisiin2等軟件。
Proteus VSM 的核心是 ProSPICE,這種仿真系統組合了 SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅動的數字仿真器。它主要的特點是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連接該微處理器的任何模擬和數字器件協同仿真。SPICE 內核的使用使用戶能采用 數目眾多的供應廠商提供的SPICE 模型,它界面易學,在調試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。這特點針對單片機系統設計極為有利。
三、用PROTEUS仿真軟件進行課程設計的應用實例
筆者在課程中引用仿真軟件進行這一課程綜合設計。下面以項目“四路搶答器”的 Proteus 仿真設計來進行這個課程設計。四路搶答器在PROTEUS7.8環境下設計并仿真,設計電路如圖1所示。
該電路包括四個部分:振蕩電路、觸發鎖存電路、編碼電路及譯碼顯示電路。電路由NE555、4D觸發器74LS175、4個搶答按鍵、4輸入或非門74LS20、2輸入與非門74LS00、CD4532編碼電路、74LS47譯碼顯示電路、1個清零復位按鍵和4個發光二極管、一個共陰極數碼管組成。搶答開始前,主持人按動“復位”鍵清零復位,作好搶答準備,搶答隊員開始搶答。若“SB1”鍵按下,對應的指示燈LED1點亮,同時數碼管顯示“1”,此時,其它按鍵按下,均不改變顯示狀態,維持LED1燈亮,1隊回答完問題后,開始下一題搶答前,主持人必須按動“復位”健清零。
圖1四路搶答整機仿真電路圖
(一)單元電路的設計及元器件的選擇。
1.555振蕩電路。電路如圖2所示,采用一塊NE555及電阻、電容來實現,它的周期由圖中R10、R11以及C1的參數大小決定,它們的關系是T=0.7(R10+2R11)C。這個脈沖信號經3腳輸出送到與非門7400的4腳,經6腳送到4D觸發器的圖2555振蕩電路仿真CLK觸發端。由于74LS175是D觸發器,需要時鐘脈沖的上升沿觸發,所以電路中使用一片7400,使時序滿足觸發器的要求。從圖2的仿真中可以看出輸出信號的頻率是14Hz。該設計中取R10及R11的值為1KΩ,電容C1的電容量是33μF,經計算周期大約是69ms,頻率是14.4Hz,與仿真得到的數值基本一致。該電路為搶答鎖存電路提供一個上升沿觸發信號。
2.搶答及鎖存電路。
(1)搶答準備。搶答及鎖存電路采用D觸發器74175、4輸入與非門7420、2輸入與非門7400構成。接通電源時,輸入狀態為零,輸出顯示為零,但由于觸發器在電源接通瞬間,輸出狀態有不確定因素(由于本設計無開機復位電路),所以,在搶答前,主持人必須按一下“復位”鍵清零,作好搶答前的準備。在沒有按下搶答按鍵的情況下,D觸發器輸入全部為零,此時無時鐘脈沖信號,D觸發器仍保持原“0”狀態。
(2)搶答按鍵。四個隊分別控制四個搶答按鍵,對某一個問題進行搶答時,其中一個隊按下按鍵,如“SB1”鍵,D觸發器4腳輸入為“1”電平,對應輸出2腳為“1”電平,而與其對應的反相輸出3腳為“0”電平,為對應的指示及鎖存作好了準備。
(3)邏輯電路。555振蕩電路為D觸發器提供一時鐘脈沖的上升沿觸發信號。當某一按鍵如“SB1”鍵按下,3腳“0”信號加入U2A的一個輸入端,其輸出“1”,經U3A輸出“0”,封鎖了上升沿觸發信號,也就封鎖了其它選手的搶答按鍵,即使此時有鍵按下,對D觸發器沒有影響,不能改變輸出指示狀態。電路如圖3所示。
3.編碼電路。
在此電路中采用編碼器CD4532來實現,這是八——三編碼器,電路如圖4所示。輸入高電平有效,即在輸入數據端出現高電平時進行編碼。因為電路只是采用了四路進行搶答,所以在此設計中只采用D1到D4這四個輸入,其余沒有用到的四個輸入端做了接地處理,不能空著也不能接高電平。如果選手按了“SB1”按鈕,相應的發光二極管LED1亮,同時CD4532的D1端(11腳)為“1”電平,對應Q2Q1Q0輸出為“001”。
圖3搶答及鎖存電路仿真
圖4CD4532編碼電路
CD4532編碼的原理如表1所示:
表1CD4532邏輯功能真值表
4.譯碼及顯示電路。電路采用譯碼器74247及共陽數碼管構成,電路如圖5所示。把編碼器的Q2Q1Q0分別與譯碼器74247的CBA相接,因為本電路只是用到四組搶答,顯示的數字只是“1、2、3、4”,對應的編制碼是“0001、0010、0011、0100”,所以高位“D”接地,74247是低電平輸出有效,它的邏輯功能如表2所示。
表274247邏輯功能真值表
圖5七段譯碼與顯示仿真電器
(二)電路的仿真。
1.新建設計文件。打開Proteus ISIS工作界面,選擇菜單“文件”——“新建設計”命令,彈出選擇模板窗口,從中選擇“DEFAULT”模板,單擊“確定”按鈕。這樣一個新的設計文件就建立起來了。
2.元件選擇。在畫原理圖之前,應將電路圖中所用元件從庫中選擇出來從庫中選擇元件時,可輸入所需元件的全稱或部分名稱,元件拾取窗口可以進行快速查詢。本設計要用到的器件有:元件中的555定時器、電阻 Resistor、地線 GROUND、電容 CAP、七段數碼顯示器、顯示譯碼器74247、與非門 7400、7420、按鈕、發光二極管。在模型選擇工具欄中選元件(默認),單擊 P 按鈕,出現挑選元件窗口,篩選出所需器件,雙擊將其放入元件列表中。
3.放置元件。(1)元件的放置。在元件列表中左鍵選取某元件,在原理圖編輯窗口中單擊左鍵,該元件就到原理圖編輯窗口中,同樣放置其他各元件。用鼠標右鍵單擊元件會出現該元件的快捷菜單,此快捷菜單中有移動、以各種方式旋轉和刪除命令。
(2)電源和地的放置。單擊元件工具箱中的終端按鈕圖標:則在對象選擇器中顯示各種終端,從中挑選出地 GROUND,電源POWER,并在原理圖編輯窗口中左擊放置到原理圖編輯窗口中。
(3)連線。將光標靠近一個對象的引腳末端,該處將自動出現一個紅色小方塊,單擊鼠標左鍵,拖動鼠標,放在另一個對象的引腳末端,該處再出現一個紅色小方塊,再單擊鼠標左鍵,就可以在兩個引腳間畫出一根線來,如果需要拐彎,則只需要拐彎處單擊一下鼠標左鍵即可。
4.仿真運行。電路原理圖畫好并檢查通過后,就可以仿真運行,仿真電路圖如圖1所示。仿真時,元件引腳上的紅色代表高電平,蘭色代表低電平,灰色代表懸空。電路中555定時器提供秒脈沖信號,其參數要經過多次調試才能滿足設計要求。采用 Proteus 軟件仿真的方法體現出了明顯的優勢。
四、結語
從上述課程設計可以看出,引入仿真技術之后,真正把課堂還給了學生,學生成了教學活動的主角,整個教學活動是學生在教師引導下的實踐、總結、分析、討論,沉悶的課堂變得生動,學生的動手欲望得到了滿足,學生的學習熱情被充分的調動起來。他們對知識有了較為全面的整合,分析電路故障的能力也有了極大的提高。
同時,通過虛擬實驗平臺上提供了大量的虛擬儀器和虛擬電子元件供學生使用,激發了學生的創造性,在數字電路課程設計中起到了極其重要的作用。
參考文獻:
[1]孔凡才, 周良權.電子技術綜合應用創新實訓教程[M].北京:高等教育出版社,2008.
電路設計軟件范文6
[關鍵詞]計算機;電路設計;分析;輔助;方法
中圖分類號:TP391.7;TN702 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)35-0284-01
一、 計算機輔助電路設計的優點
電路設計,是指按照一定規則,使用特定方法設計出符合使用要求的電路系統。在進行計算機輔助電路設計的過程中,主要是利用計算機能夠模擬的特點取締傳統采用搭接方式進行電路實驗的方法。利用計算機之后,可以在電路設計階段可以大量減少驗證電路正確過程中使用的時間和工作量,讓進行整個電路設計過程的進程比傳統電路設計的進程速度快得多,同時還保障了電路設計的效率。
在很多相關電路設計的專業軟件里面都會設置有電路設計中會涉及的許多參數數據庫以及圖形數據庫,在進行電路設計的時候,設計人員可以通過這些數據庫中選取到所需用到的電子元件模型,即使數據庫中沒有所需要的電子元件,也能電路設計之前在相關界面中設計出所需的電子元件模型,并設置其參數,然后再將其放入進對應數據庫中,很多電子元件都可以在數據庫中直接拿出來使用。另外在對電路板設計進行印刷的時候,也可以找到相關專業的印刷電路板設計的軟件,這些軟件可以對其電路設計中的電子元件間布線布局的自動進行,還可以起到后期處理的作用。在電路圖紙進行繪制的時候,也能使用專業的軟件進行制版??傊?,在計算機的輔助下,讓電路設計更加簡便,大大縮短其設計周期,同時在一定程度上會可以節約電路設計的成本費用。
二、 計算機輔助電路設計的方法
設計一個完整的電路,并讓其實現一個功能,其前提就是要設計好一個完整有效的電路原理圖。通過計算機進行電路設計是非常快捷的,而且還能很容易的將設計好的電路進行再次的修改,通過計算機的相關軟件自帶的自動布線就能夠很容易的把電路原理圖生成電路板版圖。
1、 電路原理圖設計
首先設計人員通過調用電路設計軟件,建立新文件并對其命名,然后加載所需要的原理圖器件庫,因為在電路設計中電子元件的種類存在千差萬別的差距,所以有些時候所需要的元件在對應數據庫中沒有,所以設計人員就要通過元器件生成軟件或者電路設計軟件中自帶可以設計元器件的選項,創造出需要的元器件,然后根據設計電路構思的結構進行電路原理圖的設計,將有電性能元件的管教利用線連接起來,如果是總線電路就可以由一條總線連接,這樣可以有效減少線路太多所造成不必要的麻煩,而總線的兩端始終會分出很多條線,就有必要將其明確的標注,有節點的話在電路上應該必須標上節點,否則在后期電路查看和系統會將兩條線認為不相連。
在將電路原理圖設計完畢之后,就應該創建網絡表。網絡表是作為原理圖和印制線路版圖間的橋梁,只有通過網絡表才能將電路原理圖轉換為對應的電路板版圖。調用PCB圖生成軟件,在其加載相關的元器件庫,通過在禁止布線層上畫好PCB圖的外形,然后更改其自動布線,讓其達到前期的設計要求。通過自動布局命令將加載到PCB圖中的組件擺好,然后對其進行自動布線,該過程會需要一段時間,因為有的時候自動布線并不是完全合理有效的,所以在進行自動布線之后還要對其進行手工調整。
2、 電路板版圖設計
電路板廠都是按照用戶設計的PCB圖對電路板進行生產的,針對成型的一塊電路板,想要再制一塊或者多塊的話,就要利用計算機輔助進行電路設計了,通過形成的PCB圖再次進行電路板的生產。
利用刻度尺度量成型的電路板,將對應數據進行記錄后將數據輸入進計算機中,這類方法主要使用在線路簡單的電路板上,在線路上尋找一個點來作為原點,將電路板上的其他點一原點為參照,對照PCB圖左下角的橫縱坐標,將元器件放在對應的PCB圖上。而對于元器件較多且線路復雜的電路板則通常使用掃描儀將其數據輸入進計算機中,因為用尺度量就會太花費時間,且制作也會相比掃描儀粗糙,在對電路板進行掃描的時候也要注意正確的放置電路板的位置,不然會影響掃描效果。
三、結束語
計算機輔助電路設計的出現,讓電路設計擺脫了傳統以手工為主的設計方式,而且在使用計算機進行電路設計的時候,不僅節省設計時間,還能在電路設計出現錯誤的時候方便及時的對其進行修改,大大提升了電路設計的效率,還可以做大程度保障設計的電路產品的性價比。
參考文獻
[1]葉勇盛. 計算機輔助電路設計教學方法研究與實踐[J]. 職業教育研究,2010,03:90-91.
[2]王秀娟. 行動導向法在《計算機輔助電路設計》課程中的應用[J]. 科技信息,2010,30:618.