【精品】電氣仿真結(jié)課論文

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1、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）電氣仿真結(jié)課報(bào)告姓名：朱超學(xué)號(hào)：04208229學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化任課老師：薛正升2010年12月7日電氣仿真結(jié)課報(bào)告隨著計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用，借助EDA工具進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為在校學(xué)生和工業(yè)設(shè)計(jì)人員的首選方案。而Mulstism就是其中應(yīng)用較為普遍的一?種仿真工具。借助Mulstism仿真軟件，用戶可以在電腦上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和驗(yàn)證集成電路，這樣可以減少不必要的開銷，從而降低成本。下而我主耍從以下幾個(gè)方面闡述電氣仿真的原則：—?電氣仿真的主導(dǎo)思想：電

2、氣仿真一般都遵循自上而下、劃分功能模塊的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。所謂的自上而下是指先總后分，先從總休上確定仿真要實(shí)現(xiàn)的功能，然后再按要求進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。例如：先有概念設(shè)計(jì)，然后做布局草圖設(shè)計(jì)，再布局草圖、拆分零件做詳細(xì)設(shè)計(jì)。自上而下的設(shè)計(jì)具有三方面優(yōu)點(diǎn)：1、整體設(shè)計(jì)分塊細(xì)化；2.整體出錯(cuò)機(jī)率??；3、設(shè)計(jì)變得更口動(dòng)化。劃分模塊就是將整個(gè)的項(xiàng)目按照功能進(jìn)行拆分，分成的多個(gè)子模塊，各子模塊有不同的功能并口相互獨(dú)立。劃分時(shí)候，要符合高內(nèi)聚低耦合的原則，高內(nèi)聚就是每個(gè)模塊內(nèi)部要聯(lián)系緊密。低耦合則是相對(duì)于模塊與模塊而言

3、的，是指模塊之間相互獨(dú)立，互不影響。這樣，整個(gè)項(xiàng)目在功能實(shí)現(xiàn)、故障檢測(cè)、硬件實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)都會(huì)方便可行。二.仿真步驟及其具體要求：1?設(shè)計(jì)任務(wù)：要設(shè)計(jì)一個(gè)電了電路系統(tǒng)，首先要了解設(shè)計(jì)任務(wù)，并且深入了解系統(tǒng)的功能、技術(shù)指標(biāo)和使用條件等。只冇這樣才能確定設(shè)計(jì)的具體方法和步驟，并冃明確各個(gè)設(shè)計(jì)階段的詳細(xì)任務(wù)。2?確定設(shè)計(jì)的總體方案：在認(rèn)真分析，了解項(xiàng)廿具體要求的基礎(chǔ)上，利用已冇的知識(shí)提出最合理的方案?？傮w方案通常是用功能框圖的形式表示的，只考慮硬件電路用什么功能電路,但不考慮具體的元器件和程序細(xì)節(jié)，因此總

4、體方案只是全局性的方案。例如用JK觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器電路的試驗(yàn)中，在此階段，我們只知道要使用JK觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器，但具體怎么實(shí)現(xiàn)還不知道。3?制定電路的硬件設(shè)計(jì)：電路的硬件設(shè)計(jì)又稱為硬件實(shí)現(xiàn)，主耍是設(shè)計(jì)者結(jié)合現(xiàn)有的條件將系統(tǒng)的原理方案框圖進(jìn)行具體化。在此時(shí)，要確定具體用什么器件（通用集成電路、PLC單片機(jī)等）和電路各部分的具休功能。碩件設(shè)計(jì)主要包括單元電路設(shè)計(jì)和總體電路原理圖設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。單元電路設(shè)計(jì)是指根據(jù)方案，將任務(wù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分解和分配，明確各單元屯路的功能。而總體電路原理圖設(shè)計(jì)則

5、是指將各個(gè)單元電路進(jìn)行組裝和連接，此時(shí)，應(yīng)該注意耍讓各單元電路的布局合理、排列清晰、連線清晰等。1?對(duì)電路進(jìn)行仿真分析：仿真分析是指在印制PCB電路板前，對(duì)電路進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，以確定電路是否正確和修改電路結(jié)構(gòu)和元器件，使其更加合理。仿真時(shí)，要先進(jìn)行單元電路仿真，再進(jìn)行整體仿真分析，正確無誤后，即可進(jìn)行電路板的卬刷了。二.圍繞交通燈設(shè)計(jì)：前面說了電氣仿真的主導(dǎo)思想以及一般步驟，卜面我就結(jié)合交通燈的設(shè)計(jì)來具體闡述：1.設(shè)計(jì)思想：采用自上而下和劃分模塊的思想，仿真的口標(biāo)是設(shè)計(jì)出實(shí)用、簡單、性能穩(wěn)定

6、、便于操作的交通燈管理系統(tǒng)。根據(jù)要求，將該交通燈管理系統(tǒng)劃分為：時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊、輸入輸出設(shè)定模塊、計(jì)數(shù)譯碼模塊、自動(dòng)/手動(dòng)選擇模塊。這樣,在設(shè)計(jì)時(shí)，先設(shè)計(jì)各個(gè)子模塊，然后組裝即可。2.仿真具體步驟：2-1.T解設(shè)計(jì)任務(wù)：2—1.1.紅綠燈管理：(1)東西方向綠燈，則南北方向紅燈，反Z亦然。(2)設(shè)冇“自動(dòng)/手動(dòng)”選擇控制開關(guān)，在“自動(dòng)”時(shí)，東四和南北方向信號(hào)燈交替出現(xiàn)。在交替前5秒時(shí)，黃燈亮。在“手動(dòng)”時(shí)，人工控制各方向紅綠燈。(3)在自動(dòng)選擇吋,交替周期可調(diào),分別為20S、30S、40S、5

7、0S、60S。2—1.2.時(shí)間牌管理：(1)當(dāng)由手動(dòng)轉(zhuǎn)換為自動(dòng)時(shí)，時(shí)間牌應(yīng)該從設(shè)定值開始，按秒顯示，直至為“0”交替，然后如此反復(fù)。(2)當(dāng)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)時(shí)，時(shí)間牌應(yīng)該熄滅。2—2.確定設(shè)計(jì)的總體方案：根據(jù)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的方案組成框圖，如下：2-3.制定電路的硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)要求，各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)如截圖所示:555產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖模塊:Cc5*T>Todboxd±JILLcutlCUBtl計(jì)教譯碼H塊電路(X2)555產(chǎn)生的時(shí)鐘棘沖權(quán)塊W8(X3)手動(dòng)目動(dòng)選篦覆塊”4)主的時(shí)狎赫沖禎塊

8、心5產(chǎn)生的聘狎蘇沖債如8輸入設(shè)定模塊:ipes?jnTodboxCUkiIcuKl

9、潦入設(shè)定仗塊m侈8(X1)

10、計(jì)數(shù)試碼穩(wěn)塊電18(X2)I555產(chǎn)生的時(shí)鐘隊(duì)觸塊m$8(X3)

11、手動(dòng)自動(dòng)選擇值塊(X4)tflW鐘躺中鎭塊禍5產(chǎn)生的時(shí)鐘廉神狽塊mW20s□—30s：□—40$：□—50s：□—60s：□—-WV??L<^