时间：2023-10-17 16:10:49
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电路设计原则，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。
2非微电子专业集成电路设计课程实践
根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容
1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。
2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。
3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。
4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。丰富的实践操作内容
1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。
2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。
3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制
1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。
2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。
3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。
3结语
关键词:电子电路设计；创新；路径
科技的不断进步和发展,电子产品逐渐的渗透到生产和生活的各个领域,成为国家科技生产水平的主要组成因素,推动者计算机技术的不断进步,成为国家发展的动力,为技术的全面进步提供必要的条件。但是现阶段我国进行电子电路设计的过程中存在一定的问题,创新能力不足,自主知识产权意识较弱,造成整体发展水平出现滞后性,因此在今后的发展中需要对电子电路设计的创新路径进行分析,全面的掌握创新方法,保证电子电路自主研发能力的提升,促进我国科技水平的全面进步。
1电子电路设计概述
1.1电子电路设计的原则
电子电路设计需要遵循相关的原则,这样才能更好地保证设计的科学性,首先需要对电子电路内部的各项原件相互之间的关系进行全面的分析,掌握设计的内部结构以及外部结构,整体上对原件内部的各项构造进行分析,综合地对电子电路的各项类型进行分析,全面地掌握各项设计类型。其次需要关注设计的功能性原则,在进行设计的过程中需要将电子电路系统进行更加细致全面的划分,掌握不同模块的实际功能,考虑到实现这些模块和功能的途径,从而在设计中了解掌握原件的情况,实现电子电路设计的规范性。在进行电子电路设计的过程中需要保证各项功能的完整性,在进行设计的过程中需要针对每一个部件的实际使用效果进行分析,确定整体的设计成果符合实际使用的效果,这样才能进一步提升设计的科学性与合理性,在实际使用中保证使用的质量。
1.2电子电路设计的技术
进行电子电路设计需要采用合适的方法,具体的方法包括遗传算法。这种方法在进行设计的过程中将关注的焦点放在需要解决的问题上,针对性地进行代码设计,对需要解决的问题进行相应的编程,这样的方式可以在进行程序编制的过程中避免因为竞争机制带来不同遗传操作和交叉变异的问题,满足现实情况下的管理机制,对其中较差的个体进行替代,保证代码的使用更加符合技术的需要,不断地满足现实条件,对结果进行更加全面的管理,对实际问题进行整体解决。而现场可编程逻辑阵列是将逻辑电路方式进行应用,采用在线编程的方式,将存储芯片设置在RAM内,在需要编程的过程中通过原理图和硬件对语言进行描述,然后将数据存储到RAM内,这样将数据进行存储的方式使得相关的逻辑关系得到更加科学的处理,一旦对其中的FPGA开发软件进行断电之后,就会出现RAM的逻辑关系空白,为整体的数据存储节省较多的空间,提升FPGA系统的使用效率,将不同的数据流灌入到硬件系统中,提升电子电路设计的整体质量,便于对设计方法进行全面的创新。
2电子电路设计的创新基本方法
2.1对电子电路进行层次化的设计
进行电子电路层次化的设计首先需要将基本构造分成相应的模块,对不同的模块进行分层次的设计描述,整体设计过程中需要按照从硬件顶层抽象描述向最底层结构进行转换,直到实现硬件单元描述为止,层次化设计在进行管理设计的过程中相比较而言较为灵活,可以根据实际特点选择适宜的设计方式,既能够是自顶向底的方式,也可以是自底向顶的方式,具体情况需要按照实际情况进行分析,对电子电路的设计进行全面科学的管理。
2.2对电子电路进行渐进式设计
渐进式设计也是电子电路设计中经常出现的情况,这种设计方式主要是将一些附加功能带入到管理中,将设计的相关指标使用到设计中,其中包括高频、低频模拟电路、数字电子线路的结构设计,然后依据实际情况设计相应的单元电路结构,将电子电路工作的特点和运行方式融入到设计中,并将线路设计进行全面的整合,注重输入与输出之间的相互关系,保证电路设计的规范性,将电子电路设计得更加便于操作。同时在进行设计的过程中需要对渐进式设计的步骤进行分析,根据应用型电子电路的功能,及时地对电子电路进行组合,在进行拼装时需要关注连接点信号连接的强度、幅度以及电压值之间的关系,将整体电路进行更加科学的设计。
2.3硬件语言描述设计
在进行电子电路设计的过程中还可以使用基于硬件语言描述的形式,首先需要对设计目标进行全面的管理,熟悉电子设计中对信号进行控制的相关原理,保证信号处理的各项参数。在具体信息确定完成之后需要对系统进行分解,找出硬件的总体框架,之后对设计图进行仿真设计,将较为重要的位置使用相关的记号进行标注,然后借助CAD软件对设计进行仿真测试,保证电子电路设计的逻辑关系、正负极值、时序等的正确性,提升方案设计的规范性。
3电子电路设计的创新路径
3.1电子电路构架设计
进行设计创新首先需要对整体的设计构架进行管理,在设计中对FPGA系统进行重新定义,在硬件单元内部建立连接,找出更加明确的构建系统,对设计途径进行创新。在设计结束之后需要对设计目标以及设计结果进行对比,可以采用错误的代码,验证系统在进行甄别过程中的效果,对于出现问题的地方及时进行改进。在结束之后选择适宜的子系统,其中一部分保持原本的运行状态,一部分按照遗传算法进行一定的修改,这样可以对系统进行更加完善的处理,使操作的适应性更强。进行改进之后再对系统进行整体的验证,不断地对设计方案进行改进,使得设计更加符合方案的需要。
3.2对设计环境进行创新
在设计过程中需要对系统的环境进行创新,用于测试的环境需要将测试的硬件与显示的FPGA构架和硬件进行全面的控制,制定适宜的仿真软件。计算机在使用的过程中可以通过通信电缆将数据从计算机下载到FPGA系统中,使用规范化的仪器对数据采集中的硬件和软件进行连接,对设计方案进行全面的评估,并将数据转化进行应试实验,对软件进行仿真处理,提升系统整体运行环境。
4结语
电子电路设计对于科技的发展具有较为关键的作用,需要对系统进行全面的管理,对设计方法进行不断的创新,使设计在多变的环境中实现自我重构,提升设计的科学性,使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化。不仅能提高理解分析能力,而且能提高设计能力。通过设计和模拟仿真可以快速地反映出所设计电路的性能,使设计更加生动、直观、实时、高效,更好地为人类造福。
参考文献
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[3]宋菲.电子电路设计的创新路径分析[J].数字技术与应用,2015(6):17.
关键词：课程体系改革；教学内容优化；集成电路设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）34-0076-02
以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展，2000年，国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（18号文件），2011年1月28日，国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》，2011年12月24日，工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》，我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而，我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年，全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片，超过石油进口。2014年3月5日，国务院总理在两会上的政府工作报告中，首次提到集成电路（芯片）产业，明确指出，要设立新兴产业创业创新平台，在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进，引领未来产业发展。2014年6月，国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》，加快推进我国集成电路产业发展，10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年，我国芯片设计人员达不到需求的10%，集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求，2001年，教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。
我校2002年开设电子科学与技术本科专业，期间，由于专业调整，暂停招生。2012年，电子科学与技术专业恢复本科招生，主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量，提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求，从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。
一、专业课程体系存在的主要问题
1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课，为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实，将导致学生在学习专业课程时存在较大困难，更甚者将导致其学业荒废。例如，如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性，学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水，不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课，开设较少课时量，学生不能全面、深入地学习；有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如，我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程，而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。
2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系，前者是后者的基础，后者是前者理论知识的具体应用。并且，在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上，开设后面的课程，将直接导致学生学不懂，严重影响其学习积极性。例如：在某些高校的培养计划中，没有开设“半导体物理”，直接开设“晶体管原理”，造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础，很难进入状态，学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时，如果没有半导体物理中的能带理论，就根本没办法掌握阀值电压的概念，以及阀值电压与哪些因素有关。
3.课程内容理论性太强，严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强，公式推导较多，并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时，过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导，而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握，使得学生（尤其是数学基础较差的学生）学习起来很吃力，学习的积极性受到极大打击[6]。
二、专业课程体系改革的主要措施
1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式：“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”；“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”；“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”，实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则，根据学习每门专业课所需掌握的基础知识，环环相扣，合理设置各专业课的开课先后顺序，形成先专业基础课，再专业方向课，然后宽口径专业课程的开设模式。
我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式，也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程，主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程，重在增强学生的数学、物理等基础知识，为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始，分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担，大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起，课时量为64学时，由2位教师承担教学任务，其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识，又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础，为了保证学习的延续性，拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1～12周，而其他3门课程的开课时间从第6周开始，从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外，“集成电路原理与设计”课程设置96学时，由2位教师承担教学任务。并且，先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容，课时量为48学时，开设时间为6～17周；再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容，课时量为48学时，开设时间为8～19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程，并设置其为选修课，这样设置的目的在于：对于有意向考研的同学，可以减少学习压力，专心考研；同时，对于要找工作的同学，可以更多了解专业方面知识，为找到好工作提供有力保障。
2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式，专业课程要在大学三年级才能开始开设，时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标，培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才，需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。
在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中，要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导，侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习，以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础，因此，在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性，而双极型器件可以稍微弱化些。
对于专业方向课程，教师不但要讲授集成电路设计方面的知识，也要侧重于集成电路设计工具的使用，以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程，尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此，在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如，在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中，总课时量为48学时不变，理论课由原来的38学时减少至36学时，实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习，留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识，融会贯通，有效地促进教学效果，激发学生的学习兴趣。
三、结论
集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础，而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果，分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题，结合我校实际情况，对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革，提出“4+3+2”专业课程体系，并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求，为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。
参考文献：
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[3]谢海情，唐立军，文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育，2013，（28）.
[4]刘胜辉，崔林海，黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究，2008，（22）.
【关键词】电子技术;声光控制;照明电路;设计研究
随着社会经济的不断发展，人们对于环保概念中的节能减排理念逐渐加深了认同感，提倡节约资源，避免不必要的浪费，促进可持续发展[1]。而在我们生活中，对于电能使用方面的节约就成了当前电路设计研究的重点。小区、工厂等场所，在过去都是要提供整晚的照明，极大的造成了浪费。而手持照明设备虽然可以降低一定的照明灯使用，但是却极其不方便。基于电子技术的不断发展进步，一种新型声光控制照明电路已经逐渐被研发使用，真正的为我国的可持续发展建设做出了极大的贡献。
一、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的意义
我国传统公共照明灯，要么为了方便人们夜晚活动彻夜不关，要么就是采用手动开关的设计方式。前者会造成严重的电能资源浪费，后者则给夜视能力欠佳的人造成了极大的困扰[2]。因此，声控照明灯首先应运而生。相对于前面两种情况来说，声控照明灯的使用，的确在一定程度上解决了人们的使用困扰，但是，声控灯无法避免白天不受声音的影响，还是会存在一定的资源浪费现象。接着，人们为了解决声控灯的不便，又研发出了定时开关总电源，虽然解决了节能需求，但是又加大了管理方面的负担。而声光控制照明电路，顾名思义，就是从声源以及光源两方面对电路进行双重控制，极好的满足了人们对于夜晚照明设备兼具照明使用及节能减排功能的需求。
二、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的具体方案
声光控制照明电路设计的总原理，就是以光信号作为电路发光的基础条件，然后用声信号来完成对照明设备的发光控制。具体来说，就是通过声电转换装置，能够把电路接收到的声信号转变成为频率不一且相对薄弱的电信号，再经过处理电路以及放大电路的加工，形成控制整个电路的控制信号[3]。如果这一过程中电路接收到的光信号强度达到预定的恒定状态，那么该部分控制开关就会打开，否则，开关就会关闭。具体各电路的设计介绍如下：
2.1电源电路设计
电源电路设计，选用了稳压二极管作为降压装置。稳压直流输出后，先后经过降压电容器（C1）、全桥整流器（QD）、滤波电容（C2）后，最后通过稳压二极管（DW）完成稳压，最终得到能够满足照明电路需要的稳定电压。这一部分的设计的主要原则，就是要保证电路能够满足正常的声光控制电路工作，同时力求使整个电流电路的结构简单化。
2.2信号放大线路设计
对于信号放大线路的设计，主要包括拾音器以及放大器两部分。选择拾音装置时，要选取价格不贵，但内部压电陶瓷片具有较高灵敏度的。例如，电压蜂鸣器型号为HTD35A-1的这一装置，采集到声音后，经过压电陶瓷片形成微弱的电效应，经过直藕式音频放大器的作用，可以对这个电信号进行放大，再经过T3，产生倒向放大，进而触发电路中的单稳态电路。
2.3声光控制电路设计
声光控制电路设计，具体分为两种情况：首先，是强制复位状态。即光敏三极管在白天会接受到强烈的光照，受较大阻抗影响，单稳态触发器会输出低电平，形成强制复位状态，照明开关不会打开，照明设备就不会发亮。其次，夜晚正好相反，光敏三极管能够感受到的光照较弱，受阻抗值较小的影响，单稳态触发器就会输出高电平，而此时如果拾音器也接收到一定的声信号，通过对声信号进行加工，产生了极大的电流，触发单稳态触发器，使得可控硅被触发倒通，照明设备就会持续一段时间的发光。一般这一电路设计要求照明持续保持120S，可以考虑选用型号3DK2的三极管，以及0.01μ的最小电容。
2.4光电传感器电路设计
最后，对于光电传感器电路的设计，主要就是满足电路照明的需求。在这一设计环节中，主要注重选择一些合适的贴近实际使用需求的材料，确保照明设备能够正常使用即可。例如，选用型号为3DU5的光敏三极管，其工作电压的正常范围在6V——8V间，光谱响应范围也刚好符合实际需求。
三、结语
综上所述，基于电子技术研发的声光控制照明电路的使用，在节省电能及人力方面，都具有极好的效果，大大方便了人们的夜间生活。且操作模式的自动化设计理念，正是当前时展的重要标志，同时也符合人们高效利用信息科学技术，满足日常生活需求的理念，是一项性价比极高的设计研究成果。
参考文献
[1]张英争,陈鹏.基于电子技术的声光控制照明电路设计研究[J].电子测试,2016,(20):26-27.
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数字电路教学设计项目教学学习兴趣现代化电子技术飞速发展，数字电路更是以系统集成化、设计自动化、用户专业化和测试、智能化的趋势出现。数字电路教学中如何能应对电子技术的发展，同时又遵循高等职业教育以职业为基础、以能力为本、理论够用为度的原则，圆满完成课程的教学任务，用项目教学法是行之有效的手段。
一、关于项目教学法
1.项目教学的概念
项目教学法，是围绕一个实践项目而展开的教学活动，其目的是在项目实施过程中使理论与实践教学同步进行，从而充分调动学生参与的积极性，提高学生解决实际问题的综合能力。
2.项目教学法的关键
项目教学法的关键，是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个合适的项目教学方案。这样，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。
3.项目教学法的优点
项目教学法，是让学生实施一个具体的项目，学生学习的目的很明确，能极大地调动学生的学习积极性，提高学习兴趣。项目教学法大多要分小组完成，通过小组内及小组间的充分交流、讨论、决策等，提高学生合作能力，强化学生的团队意识。而合作能力和团队意识，恰恰是当前社会化大生产所要求的基本素质。项目教学法在实施过程中会涉及到很多学科知识，能促进课程间的整合。
二、项目教学法的教学实践
数字电路课程是高职电气专业一门承上启下的专业基础课，具有较强的逻辑性、应用性和工程实践性。内容包括数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路、时序逻辑电路基础、时序逻辑集成电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、数模和模数转换器和脉冲信号的产生与整形共8章节。按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体教学设计要求，本门课程以培养灵活应用常用数字集成电路来实现逻辑功能的能力为基本目标，打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。本课程可以分成6个项目完成，分别是：全加器电路设计、抢答器的设计与制作、同步计数器电路设计、数字钟电路的设计与制作、用可编程逻辑器件设计数字钟电路和A/D 和D/A 转换功能仿真。第1到3章划为第一个项目，内容是：全加器电路设计。以下就以第一个项目为例完成教学设计。
1.教材分析
这部分内容包含3个章节：数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路。每章节后面都有本章小结、思考题与习题、技能要求和实训内容以及书最后的实验内容部分。很显然，编者也在强调技能和实训的重要性，但在进行教学设计时采用项目教学法能很好地体现实践能力为主。
2.教学设计
此部分内容重点是掌握逻辑函数的表示方法，会进行逻辑函数的变换和化简；能正确理解基本门电路逻辑功能；会用基本逻辑门电路设计简单组合逻辑电路。如何把内容连贯，用某个项目来体现，我们可以结合实验内容以及常见的电路来解决。那么，学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，在具体设计过程中，还以相关专业的典型产品为载体，使工作任务具体化，产生具体的学习项目。项目的难度要适中，要适合学情，让学生都能动手参与，能充分调动他们的积极性，使学习更有目的性，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识。本项目内容是全加器的电路设计。采用全加器的设计这样的项目内容，那么，组合逻辑集成电路，此部分章节中的编码器、译码器与数码显示器等内容暂时就使用不到，我们可以把这些内容划分到下一个项目中去，而只是涉及到它的前面一部分内容二进制加法器。这样，不会显得项目量过大，知识太拥挤，学生学习困难的问题。
3.教学过程的组织实施
项目教学法的教学步骤，具体是以下六个步骤：情景设置，操作示范，独立探索，明确项目，协作学习，学习评价。本项目可以包含这几个模块：（1）完成基本门电路的测试；（2）用74LS00实现多种逻辑功能；（3）用基本门电路设计全加器电路。每个模块参考学时都可以是4学时，它们的学习目标不相同，由浅入难，循序渐进，慢慢引导学生掌握理论知识，增加实践经验。每个模块除了列出的工作任务以外，根据学生层次的不同，还可添加相应的拓展知识。模块一逻辑门电路测试工作任务包含测试TTL门电路74LS00、74LS04、74LS20、74LS32、74LS86逻辑功能并记录测试数据和整理归纳总结，列出74LS00、74LS04、74LS32、74LS86 逻辑表达式，状态真值表。它相关的理论知识：基本逻辑运算和复合逻辑运算，基本门电路逻辑功能，逻辑函数的基本表达式。模块二用与非门电路实现多种逻辑功能工作任务有用74LS00实现下列逻辑功能：或非F=A+B、与或F=AB+CD、4输入与F=ABCD、异或和同或。相关理论知识：逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简方法，逻辑函数表达式。模块三全加器的设计与制作工作任务：用基本门电路设计判奇电路，用基本门电路设计半加器电路，用基本门电路设计全加器电路。相关理论知识：组合逻辑电路的分析方法，用基本门电路实现组合逻辑功能。全加器是能够计算低位进位的二进制加法电路，全加器的逻辑图如图所示。
【关键词】移动通讯终端 SOB设计 信号完整性
移动通讯终端在我们日常生活中起到了作用的越来越大，随着技术的不断进步，其在通讯用途的基础上增加了很多如多媒体方面的附加功能，而且这些功能现已被纳入基本功能的范畴，相关设计开发都是以市场为导向，而且都要依托特定的移动终端平台，目前，基于3G平台的多功能手机已经成为手机市场的主流，而随着芯片时钟频率的持续提高以及电路集成度不断增加，信号完整性问题的解决也越来越重要，在这种迫切的需求下，将移动通讯终端SOB设计与信号完整性分析理论相结合，在今后移动终端产品的研发中将发挥极为重要的作用。
1 移动通讯终端SOB设计
SOB设计原则可以概括为四点，即以研发平台为基础，注重产品性能优化、尽可能降低成本以及模块化思想，并在这四点原则指导下进行电路设计和互连设计。
1.1 电路设计
以SOB板上系统架构为例进行分析，其主板大体分为射频和基带两部分，前者由收发器、收发切换开关、功率放大器及天线组成，后者由主芯片、存储芯片、TF存储卡、SIM卡、液晶显示模块、摄像头模块以及音频电路等各种非射频功能电路组成；其时钟源则是由126MHz晶振和32.768KHz晶振两部分组成，前者为板上系统的主要时钟源，后者为实时时钟。就电路设计而言，主要包括射频电路设计和基带电路设计两部分，前者完成的是射频发生与接收的工作，通过功率放大器、天线开关、参考源以及收发信机完成工作，设计方案有很多种，如前段模块代替PA和RF开关，采用二合一器件代替独立器件等，具体选择哪一种应根据项目的定义以及成本价格等因素进行综合分析来确定；基带电路因板上系统的不同，主芯片也会呈现出不同的特征，移动终端设计多为闪存芯片，能够长期存储数据，其在耗电、体积、抗震性等方面具有很大优势，主要应用于嵌入式系统，选择何种存储器方案，应从技术上、成本上、用途上，以及可靠性、耐用性、易用性等方面进行对比分析。再有就是液晶模块接口电路、背光驱动电路、音频电路等内容，在此不做一一列述。
1.2 互连设计
从元器件布局来看，其指导原则为：基带应与射频隔开，模拟部分应与数字部分隔开、音频应与数字电路隔开，相同性质电路在分布上应相对集中，不同信号回路应保持相对独立。对于地线（GND）的处理，首先要减小阻抗对GND的影响，通常会采用加宽GND和大面积接地的方法；其次是将GND作为信号回路，可将信号线尽量靠近GND或用GND填充空白；再次是将模拟GND与数字GND隔离开，再或者是用GND隔离敏感器件。再有就是对各线路的处理，对于高频信号线，主要通过电磁波形式传输，相对而言，基带的信号就是一个低频信号，或者是远离基线的信号线，或者是用GND进行隔离，鉴于其在传输中为分布式参数，走RF线时应尽量短而直，并多打地孔，便于RF与主地相连；对于音频走线，其属于低频模拟信号，应与数字信号相隔离，而且应尽量走直。其他基带信号的布线设计，如电源线、晶体振荡器等，在此不做一一列述。
2 主板信号完整性分析及仿真
2.1 主板走线SI分析及仿真
信号完整性分析需要借助相关仿真工具，这里选择Hyperlynx7.5仿真软件对电路原理和走线方案进行仿真，完成验证性工作。在USB差分走线设计中，对其走线方案进行LINSIM仿真，仿真中如果发现有明显的过冲并形成了振动，说明走线并不理想，应考虑重新设计，将差分走线距离缩短，形成紧耦合，然后在对改进后的走线方案进行LINSIM仿真，直到得到理想的波形为止；在主时钟线的串扰防护中，主芯片的信号完整性尤为重要，对此必须高度重视，信号大部分要走高速线，射频信号线较多，这对主芯片的信号会差生干扰，可仿真一条攻击线，根据串扰的产生机理，逐渐加大受害线与攻击线的距离，从而收到良好的保护效果；在传输线的端接处理中，SDA的数据传输信号的走线较长，如果与信号上升时间RT关系得不到满足，即传输线阻抗不匹配，就会产生反射，可提取传输线的特征阻抗以及接收端的内阻进行仿真，观察其波形是否规范，使之能够满足信号质量的要求。
2.2 主板性能调测及验证
这里主要对RF电路参数进行调整，并对其性能进行测试。在布线中已对RF信号进行了特殊保护，通过设置地层将其与其他信号有效隔开，以防止发生串联，同时将信号回路面积最小化，利用综测设备对主板进行RF测试，因其与Rxlev性能存在相关性，应对该电路进行重新匹配，提高其接受性能，在调整过程中，还应为RF接收部分电路，并保证各频段接受通路均能完成网络匹配；然后再对相应的电容、电感值进行调整和综测，获得匹配后的射频综测数据，使Rxlev性能能够满足RF[4]。射频指标测试数据主要包括相位误差（均方根值和峰值）、突发脉冲功率、频率误差、参考灵敏度电平残余比特误码率等检测项目，参考标准容限值，比较测量值，完成性能检测，通过获得的数据判断电路的设计及走线是否合理。
3 结论
移动通信终端设备正在向高速度、复杂化方向发展，产品设计要考虑软件、结构等诸多因素，尤其是第三代网络通信的兴起，信息量的急剧增加，系统对时钟频率也有了更高的要求，这些都增大了信号完整性保护的难度，正是基于这种现实需求，信号完整性分析以及仿真理论必然会随着需求的不断增多而得到进一步的发展。
参考文献
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作者简介
季文会（1982-），男，安微省芜湖市人。现为天津职业技术师范大学实验师。研究方向为通信 EDA技术。
关键词：刷卡系统； CAN总线； 非接触式智能卡; 用户信息管理
中图分类号：TN919-34 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0077-03
Design of CAN Bus Based Punch Card System Used in College Canteens
WANG Yu-lin, YUAN Feng-wei, JIANG Yan, XIE Jing
(School of Mechanical Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China)
Abstract： The traditional payments in college canteens has some defects, such as inefficiency, inconvenience, high administrative cost and easy damage of cards. To overcome these drawbacks, a design scheme of college canteen punch card system based on CAN bus technology is proposed through the research on combining CAN bus technology with non-contact smart card technology. The hardware-software design of the card issuing node and card punching node of lower computers was completed. The development of the upper computer management software was fulfilled. The safety, reliable and convenient card issuing and punching as well as user′s information management were realized.
Keywords： card system; CAN bus; non-contact smart card; user′s information management
收稿日期：2011-07-17
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51006050）
0 引 言
在如今的高校食堂，由于学生数量庞大，流动性频繁，传统的纸质餐票、现金或基于接触式IC卡技术的消费支付方式存在服务效率不高、便捷性差、管理成本高、卡片易损坏等诸多弊端。高校食堂消费作为学校后勤服务的重要组成部分，如果仍沿用以前传统的消费方式，将动用大量的人力物力，而且管理上会出现很多繁琐的事务，这样不利于高校更好地为广大师生服务以及学校的管理。为了解决这一问题，如今，越来越多的高校采用智能卡技术和网络技术相结合来构建学校的食堂刷卡系统。
非接触式智能卡技术和CAN总线技术都是当今世界科技迅猛发展的产物。智能卡技术广泛的应用于各行业，特别是公共交通、无线通信、身份识别、金融交易和安全防卫等行业；而CAN总线在可靠性、实时性和灵活性方面都有突出的优点。如果将非接触式IC卡技术和CAN总线技术2种热点技术结合起来，开发一套基于CAN总线的高校食堂刷卡系统，对优化广大师生的生活，提高高校食堂管理水平和服务质量，将具有很好的促进作用。
1 系统总体设计
1.1 系统设计原则
根据设计的背景以及系统的设计任务和要求，该系统在研究和设计过程中要遵循4个方面的原则：安全性、可靠性、易用性、易维护性。
1.2 系统主要技术方案选择
本系统设计需要首先确定的主要技术方案有：通信总线的选择、卡片的选择、卡读写操作技术方案的选择。通过充分的比较论证，本系统采用CAN总线来构建系统网络，选用Philips公司设计的Mifare1 S50非接触式IC卡作为高校食堂刷卡系统的信息载体，为了提高系统的可靠性、稳定性和兼容性，本系统采用购买北京易火眼公司的YHY502ATG射频卡读写模块来对射频卡进行读写操作。
1.3 系统设计主要器件选择
根据市场情况、开发工具和设计的实际需要，本系统的发卡节点和刷卡节点均选用单片机AT89S52作为主控芯片。考虑到SJA1000支持CAN2.0A/B协议，而PCA82C250可以支持110个CAN节点，并且在国内市场上Philips的产品型号比较多，购买方便，所以选用Philips公司的SJA1000作为CAN控制器以及PCA82C250作为CAN总线收发器。
1.4 系统整体结构
根据系统设计所确定的技术方案，系统整体结构如图1所示。
1.5 系统功能模块划分
根据系统设计的功能任务和要求，可把本系统划分为3大功能模块：发卡模块、刷卡模块和系统上位机模块，如图2所示。
2 系统硬件电路设计
2.1 硬件总体设计方案
高校食堂刷卡系统硬件部分分为发卡机和刷卡机，根据系统功能模块划分，系统硬件电路具体由7部分构成：AT89S52最小系统电路、射频卡读写模块YHY502ATG电路、串口通信电路、CAN总线通信电路、LCD12864显示电路、键盘输入电路和报警提示电路。系统硬件电路组成如图3所示。
2.2 射频卡读/写模块电路设计
YHY502ATG射频卡读/写模块与微控制器之间的通信通过I2C总线实现，可参考YHY502ATG的技术应用手册来设计应用电路。YHY502ATG读写模块提供一组对卡操作的通信协议，不必考虑底层通信数据的处理，不过必须遵守这些通信协议，并根据设计需要在控制端修改相应程序即可。
2.3 串口通信接口电路设计
设计采用9芯的RS 232C接口实现下位机与上位机之间的通信，AT89S52本身带有一个全双工UART串行通道，在硬件电路设计中，为了使AT89S52单片机的输入输出TTL电平与PC机配置的RS 232C标准串行接口二者的电气规范一致，本系统采用MAX232芯片实现AT89S52与PC机的RS 232C标准接口电平之间的转换。
2.4 CAN总线接口电路设计
系统采用CAN通信控制器SJA1000和CAN收发器PCA82C250设计CAN总线节点接口电路。在硬件电路设计时，总线末端的2个120 Ω电阻，对于匹配总线阻抗起着非常重要的作用。如果忽略掉它们，会使数据通信的抗干扰能力及可靠性大大降低，甚至无法通信。
2.5 键盘输入电路设计
键盘电路用来接收用户刷卡消费输入的金额，所以一个稳定、占用系统资源少的人机对话通道非常重要。传统的键盘电路设计，不管是独立式键盘还是矩阵式键盘，都非常浪费微控制器的端口资源，而且还需要人为进行去抖动处理，且抗干扰能力差。为了克服上述弊端，本系统采用广州周立功单片机发展有限公司自行设计的一款数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7290来设计键盘电路。
2.6 液晶显示模块电路设计
液晶显示模块电路用来提示用户刷卡消费的信息，为了使系统人机交互界面友好，液晶显示模块电路采用长沙太阳人公司生产的SMG12864G3-ZK型液晶来设计。为了节约单片机的I/O资源，液晶模块采用串行接口方式。
2.7 系统复位电路设计
为了使单片机AT89S52和CAN控制器SJA1000同时复位，本系统采用IMP708复位芯片设计复位电路。IMP708为微处理监控芯片，具有系统复位、掉电复位、手动复位、“看门狗”、定时输出、电源电压监测、具有不同复位电压等特点。该芯片功耗低、使用简单、价格低廉、可靠性高，应用十分广泛。
3 系统软件设计
本系统的软件设计分为上位机和下位机2部分。下位机软件设计需要完成系统发卡节点和刷卡节点软件的开发，针对各节点要完成的功能及要求，展开具体的分析、绘制程序流程图、设计各功能模块软件程序。上位机监控程序的开发是本系统的一个难点和重点，主要实现上位机和下位机之间的通信、对发卡节点的命令操作、注册用户、消费信息实时管理、用户数据管理等功能。
3.1 发卡节点程序设计
发卡节点主要完成用户的充值、串口通信等操作，结合硬件电路设计，为了实现各模块的功能，发卡节点的软件总体设计流程如图4所示。
3.2 刷卡节点程序设计
刷卡节点主要完成的功能有读卡序列号、读钱包、扣款、过程液晶显示、CAN总线发送消费结算信息给上位机。根据节点的硬件电路和设计的功能要求，刷卡节点程序总体设计的流程如图5所示。
3.3 上位机程序设计
上位机程序的设计采用Visual C++ 6.0 MFC编程技术来实现，需要实现用户信息的注册或注销、卡充值、卡扣款、用户信息查询和修改等功能，同时建立与数据库的连接能将用户消费结算信息实时更新并储存到数据库中。系统上位机串口通信程序采用的是ActiveX控件MSComm进行编程，数据库编程采用ADO技术，使用数据库管理软件SQL Server 2000。根据系统的设计任务和要求，上位机软件功能框图如图6所示。
4 结 语
系统成功的实现了上位机与下位机之间的软硬件调试，运行稳定，效果良好。系统操作能对用户进行注册或注销、用户信息查询以及卡充值、卡扣款，并能将用户的消费结算信息实时更新至数据库中。本设计实现了安全、可靠、便捷的发卡和刷卡，达到了预期效果。
参 考 文 献
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一、中国集成电路设计产业IP核技术的现状
知识经济时代，社会经济的发展越来越依赖于科学技术的进步，电子信息产业作为高新技术行业，又以集成电路（IntegratedCircuit，IC）的设计为前沿。作为21世纪的朝阳产业，IC设计能力反映了一个国家信息产业的硬实力，深刻地影响着人们生产、生活的方法面面，对于一国的经济社会发展起着举足轻重的作用。随着集成电路的规模依据摩尔定律不断呈指数级别地飞速增长，已经实现可以将整个系统集成到一块单硅芯片上，片上系统（SystemonChip，SoC）的概念应运而生。然而对于大规模的SoC开发，无论从设计的费用、周期还是可靠性方面考虑，传统的方法均已不能满足需求。加之集成电路产业分工的日益细化,外包模式被更多企业采用，出于对商业风险、市场机会和材料成本的考虑，集成电路产业越来越多地使用知识产权核(IntellectualPropertyCore，IPCore)2复用的设计方法。“集成电路设计业已步入IP模块的年代，IP开发、搜索、集成与服务是当前设计业发展的瓶颈,知识产权在集成电路设计业发展中的地位至关重要。”3据中国电子信息产业发展研究院（简称CCID）统计，2007年全球SoC市场已达750亿美元，占国际IC市场的29%，其中全球SoC产品设计85%都采用IP核为主的预定制模块，IP核的销售额达到40亿美元以上4。2012年，国家工信部软件与集成电路促进中心(以下简称CSIP)调研报告显示，移动互联网时代的到来使得全球半导体产业发生着深刻的变化，而且必将会从量变转入质变，其中一个重要的方面就是智能手机和平板电脑产业引发的SoC“核”竞赛。国家集成电路人才培养基地专家预计，到2015年，中国芯片市场规模将超过1万亿元，SoC“IP核”价值将更为可观。5随着我国集成电路产业自主研发产品种类的不断增加，中国IC企业也越来越多地涉足SoC设计，对IP核的需求持续快速增长。CSIP调研显示，截止2011年12月，100%的中国IC企业都使用了第三方提供的IP核，其中34.2%的企业IP核采购支出占预算比例达20%～40%，18.4%的企业IP核采购支出甚至占到了40%以上，整体技术依存度畸高。关于影响国内IP核产业发展的主要因素调查表明，54%的企业认为首要问题是知识产权保护，许多企业不愿意推广自己的IP核，原因几乎一致，主要还是担心知识产权保护不力，辛辛苦苦研发出来的技术被别人盗用或滥用。6由于对如何依靠我国现行知识产权法律保护IP核缺乏了解，除个别IC企业掌握少量自主知识产权的IP核外，绝大多数国内IC企业仍处于技术需求方的弱势地位。不仅如此，“掌握核心技术的很多国外IP核供应商对国内知识产权的保护也表示怀疑，拒绝将该IP核在中国交易”7使得中国IC企业难以获得高质量的IP核，并且动辄被怀疑存在抄袭等侵权行为8，更毋宁说进行技术交流与学习创新。
二、中国集成电路IP核发展的战略措施分析
集成电路设计产业是电子信息产业发展的制高点，集成电路IP核作为集成电路设计的关键性技术成果对于产业的发展意义重大。我国集成电路设计产业遇到的困难主要是缺乏自主知识产权的集成电路IP核，导致IP核对外技术依存度畸高。为此，需要推动我国集成电路设计产业知识产权战略，提升集成电路IP核的开发、获取和保护能力，以促进我国集成电路产业的健康、快速发展。本文认为可以考虑从以下三方面着手：
（一）加强IP核知识产权法律协调保护力度集成电路IP核的知识产权保护方法，国际IP核标准化组织VSIA（虚拟插槽接口联盟）的《IP核保护白皮书》9中归纳了三种保护途径，第一种是依靠知识产权法律的“威慑”作用防止IP核被非法传播与使用，否则将借助司法程序予以制裁。第二种是借助合同、契约等方式，如通过许可证协议等方式阻止IP核被非授权性使用，以达到“防卫”的效果。第三种则是通过水印和指纹等技术手段，对IP核的合法性进行“检测”和追踪。我国借鉴了VSIA的相关方案，相继制定了《集成电路IP核保护大纲》等11项行业标准，但如上述国家机构的一系列调研报告表明的情况实施效果不甚理想。究其原因，主要是《集成电路布图设计保护条例》（以下简称《IC条例》）制订后保护思路的单一与保护力度的松懈。2001年《IC条例》的颁布让业界普遍认为依靠《IC条例》就足以解决集成电路设计保护方面的所有问题。实则不然，鉴于集成电路IP核技术的复杂性与侵权的隐蔽性，集成电路IP核的知识产权保护通常较为困难。技术上，IP核已经发展到系统级别，依据设计流程上的区别可细分为多个类别。按照《IC条例》的规定只能对其中部分形式的IP核进行保护，却容易忽视其它类别的IP核可以纳入《著作权法》《专利法》《反不正当竞争法》等的保护范围10，造成我国大量IP核创新成果的知识产权保护缺失。结合产业和技术发展，加强IP核知识产权法律间的协调保护力度，提升企业等创新主体的IP核知识产权保护意识和保护能力，无疑将有助于促进我国自主知识产权IP核数量的增加和设计质量的提高。另外，有担心加强IP核知识产权法律保护力度可能会更有利于跨国公司而不利于我国本土企业IP核知识产权获取，实际大可不必。集成电路IP核等信息产业知识产权领域的一个显著特点就是容易出现相互制约的知识产权。只要我国企业能够凭借后发优势获得一定数量的IP核知识产权，特别是如果能够掌握或者突破部分IP核通用或核心技术的知识产权，则能够拥有与跨国公司交叉许可的谈判资本，至少可以大幅要求降低许可使用费用，同时形成良性循环并逐步实现全方位的赶超。值得注意的则是我国《反垄断法》关于知识产权反垄断的配合还需完善，以防止某些跨国公司凭借市场支配地位，通过搭售非必要专利、打包许可过期专利、限制竞争的技术回授等方式，滥用知识产权限制竞争，2015年初我国发生的高通公司垄断案等已经敲响了警钟。从这个意义上讲，加强集成电路设计业的知识产权法律间协调保护力度，不仅要加强对权利人正当利益的保护，还应该加强对于权利人滥用知识产权权利的惩处力度。
（二）加快IP核知识产权海外技术收购步伐全球化时代的知识产权战略不能隅于一国之内，随着我国整体经济实力的增强，中国企业也开始越来越多的迈出国门，参股投资、兼并收购国外的公司企业。中国的集成电路产业也应该部署自己的海外战略，其中尤其应当重视对于所收购企业创新能力的考察，特别是知识产权价值的评估。审时度势地加快IP核知识产权海外技术收购步伐能够帮助我国集成电路设计企业在较短时间内获得自己作为权利人的IP核知识产权。进行IP核跨国收购应对国际上与集成电路设计IP核业务有关的公司情况进行分析判断。目前国际上，与集成电路设计IP核业务有关的公司主要有四大类11:一是以IP核授权或出售为主要赢利途径的专业IP核公司，如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司，如TI、Samsung、Freescale等，由于长期的技术积累，拥有大量供内部重复使用的IP核；三是电子设计自动化（EDA）软件公司，如Synopsys、Cadence、Mentor等，为推广EDA软件，这些公司大都开发了许多可供用户使用的IP核，配合EDA工具一起销售；四是晶圆代工（Foundry）厂，如TSMC、UMC、Charter等，为吸引更多的客户到本公司加工流片，大都提供了包括标准单元库在内的FoundryIP核供客户免费使用。我国集成电路IP核海外收购的主要对象应该是正处于创业期的小型专业IP核公司。大型的集成器件制造企业和电子设计自动化软件公司除非经营遇到极大困难或为调整发展方向欲转售相关业务的，如IBM公司将笔记本业务与相关知识产权转让中国联想，否则一般很难切入收购相关IP核等知识产权。而晶圆代工厂的IP核由于多属于非核心技术且通常免费提供，收购意义也不大。容易忽略的是各国创新孵化器、高技术园区乃至高等院校内的IP核创新成果或知识产权。国外公司对此一直十分重视，据报道，有世界知名的跨国公司就通过其在中国设立的子科技公司，逐个与上海高校科研处签订收购高校发明成果的合作框架协议或合同，而类似的情况还不在少数12。收购相关创新成果一则可以掌握最新技术，二则可以通过知识产权占领被申请国市场，如果是通过PCT申请渠道还可能在多国享有合法的垄断权利，更为重要的是有助于整合国外人才促进本国具有自主知识产权的相关技术研发。中国的IP核海外收购可以学习、借鉴跨国公司的经验和案例，本着互惠互利的原则，以公平合理的价格收购有潜力的国外专业IP核公司。当然在收购中最好聘请优秀的律师事务所、专利事务所和会计师事务所等中介机构进行充分的知识产权风险、价值分析与评估，避免产生不必要地法律纠纷乃至遭遇知识产权的陷阱。
（三）加大IP核知识产权研发保护资金投入集成电路设计是个高投入高风险的行业，属于技术和资本密集型产业。集成电路设计研发费用一般要占到销售额的近15%，而后获取知识产权保护还需要投入一定的经费，更毋宁说进行海外并购等。“我国集成电路产业十年以来科技投入1000多亿元，但相比国际大企业，国内全行业投入只是英特尔公司的1/6。”13加大IP核知识产权研发保护资金投入，对于目前技术积累薄弱、自主知识产权缺乏、融资成本高昂的国内集成电路设计企业而言无异于注入强劲的动力源泉。资本在促进集成电路产业发展的重要性和必要性已经获得认可，通过政府财政引导加股权投资基金协同运作的方式被认为是有效的手段。事实上，美国半导体业融资的主要渠道就是依靠风险投资基金支持。中国台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地就与其六年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系。我国也可以考虑：政府通过一定的政策，配合财政、税收、信贷等措施，引导社会资金投入国内集成电路IP核设计等相关产业，而公司股权、所获得集成电路IP核的知识产权许可使用收益等均可以作为投资回报；或者采用设立投资基金的方式，以基金投资公司为平台，扶持国内集成电路IP核设计企业克服资金短缺的困难、进行技术创新和知识产权保护等工作。2014年6月，由工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部等部门编制，国务院批准的《国家集成电路产业发展推进纲要》正式实施，提出要着力发展集成电路设计业，强化企业创新能力，加强集成电路知识产权的运用和保护。与此同时，继北京之后，上海、武汉、深圳、合肥、沈阳等多地都加速打造地方版IC产业股权投资基金，据悉国家也将投入巨资以促进IC产业发展。相信包括集成电路IP核在内的我国IC业必将产生一大批创新性的技术成果，同时，也为企业加强对相关技术的知识产权保护、完善管理奠定了良好的基础。当然，还可以考虑进一步细化基金支持项目，如果在可能的情况下，有必要建立一个或多个专门针对集成电路IP核等核心技术和知识产权的收购基金，以支持我国集成电路产业的海外技术并购。
三、结语
中国是一个IC制造和使用大国，但不是一个IC设计大国，更谈不上IC设计强国。建设创新型国家与小康社会的中国，经济发展离不开高新技术的支撑，我国的IC设计应该加快步伐迎头赶上，因此中国需要在其中关键性技术——集成电路IP核的创造、保护与应用方面具有自己的话语权。目前，我国集成电路产业发展面临着很大的机遇与挑战，正处于十分关键的战略机遇期。加强IP核知识产权法律协调保护力度、加快IP核知识产权海外技术收购步伐和加大IP核知识产权研发保护资金投入，无疑对于推动我国集成电路设计产业知识产权战略，实现产业升级与转型，促进经济的可持续发展具有重要的意义。
作者：王鑫 单位：西南科技大学法学院
关键词:电阻电容电感参数性能
电阻、电容、电感作为常见的电路元件,在任何电路中几乎都能看他们的存在。由于这些电子元件太普通,以至于电路设计者在进行电路设计时一般只关心其基本的参数,即电阻阻值,电容容量,电感感量,而对其他的参数却不太关心甚至忽略了,因此往往会出现这样的现象,虽然电路设计原理正确,但在把电路图纸转化为实物以后,经常出现一些意想不到的现象,但又很难找出出现故障的原因。该文将通过几个实例分析,简要的介绍一下基本电子元件电阻、电容、电感在实际电路设计中进行选择的基本常识。
1电阻的选择
1.1电阻的分类及特点
电阻主要有四种,碳膜电阻,线绕电阻,金属膜电阻,金属氧化膜电阻。碳膜电阻稳定性良好,负温度系数小,高频特性好,受电压和频率影响较小,噪声电动势较小,阻值范围宽,但精度不高。线绕电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,温度系数小。金属氧化膜电阻在高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。
1.2案例分析
如图1所示电路,该电路是一个常见的滤波电路,在设计中电阻R的功率为1/16瓦,该电阻在此电路中的作用主要是衰减电路中的噪声,但在实际运行中,经常出现电阻爆裂的现象,经过测试,造成该现象的主要原因是在设计中只关注了电阻阻值,而忽视了对电阻额定功率的选择。1.3电阻选择要点在选择电阻时,首先考虑的是电阻阻值的大小,这可以通过计算得到。由于电阻上有电流通过,因此电阻会消耗功率,为了保证电路的可靠运行,这时还需要考虑电阻的额定功率,特别是在功耗高的支路上,电阻额定功率的选择尤为重要,否则很容易损坏电阻。在一般的电源电路和其他设定器件工作参数的电路中,如电源电路中的电压或电流取样电阻,在晶体管放大电路中用于设置电路工作点的偏置电阻等,为了保证电路的稳定工作,对相关电阻的精度要求将会大大提高,在这种情况下一般应选用金属膜电阻或金属氧化膜电阻。对于绕线电阻,虽然精度高,但分布参数较大,不适合用于高频电路中。
2电容的选择
2.1电容的分类及特点
陶瓷电容:用高介电常数的钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成,体积小,价格低,稳定性好,但容量较低。钽电容:使用钽作为介质,是一种电解电容,但不使用电解液,适合在高温下工作。其特点是温度特性好,适宜于小型化。主要缺点是耐压耐电流能力较弱。铝电解电容:铝电解电容是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。它的特点是容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。
2.2电容的主要作用
从电容的容抗公式Z=1/ωC可以看出,信号频率和电容容量都会影响其阻抗的大小,正是基于此原因,电容的一个重要作用就是滤波,几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大的电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的第二个主要作用就是起旁路作用,旁路电容为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求,就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。电容的第三个主要作用是起去耦作用,避免电路间的耦合干扰。
2.3案例分析
如图2所示电路,在少量数据处理时,电路工作正常用,而一旦出现大数据处理,偶尔会发生数据丢失现象。在一般情况下,可能会认为是时钟或CPU出了问题,但实际上在此电路中并非如此。测量CPU供电引脚,发现纹波电压很高,最后在该引脚增加两个小电容以加强滤波作用,此时数据丢失现象即消失。
2.4电容选择要点
陶瓷电容体积小、稳定性好,但容量小,适用于高频滤波。钽电容温度稳定性好,容值较大,耐压耐流能力弱,适用于高频滤波。铝电解电容容量大,耐压高,但精度差,适用于低频波波。另外还需要特别关注电容的阻抗与频率变化的关系,事实上,一个电容器可等效成R、L、C二端线性网络,不同类型的电容器其等效参数R、L、C的差异很大,等效电感大的电容器(如电解电容器)不适合用于耦合、旁路高频信号,等效电阻大的电容器不适合用于Q值要求高的振荡回路中。
3电感的选择
3.1电感的作用
由电感的阻抗公式Z=ωL可知,频率越高,电感的阻抗越高,而对直流的阻抗为零,因此电感的一个基本作用就是通交流阻直流。另外由于电感是由导线绕制而成,由法拉弟电磁感应定律可知,当通过电感的电流发生变化时,电感将产生感应电动势,从而阻碍电流的变化,所以电感具有保持器件电流稳定的作用。最后电感还有滤波的作用。
3.2案例分析
如图3所示电路,电源电压纹波较大,该电路中的LC滤波器本是用于滤波的,然而正是由于这个LC滤波器,导致了电路发生了谐振,该谐振信号叠加在输出电压上,从而使输出电压纹波增大,把滤波电感去掉,输出电压上几乎波有纹波电压。
3.3电感选择要点
电感与电容构成低通滤波器时,要防止噪声频率点与谐振频率点的重合,以免产生共振。电感串联在电源电路中,要考虑电感器件的压降。信号线上的电感,要注意其品质因数与频率的关系,电源电路上使用的电感,要注意其直流电阻,额定电流大小等,特别需要强调的是在选电感时,首先应明确其使用频率范围,铁芯线圈只能用于低频,一般铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。
4结语
电阻、电容、电感作为基本的电子元件,他们的性能参数对电路的正常工作有极大的影响。该文通过几个简单的案例分析,说明在电路设计时不能简单的只考滤电阻阻值、电容容量、电感感量,为了提高电路的工作质量及电路工作的稳定性还需要考虑其他的参数,并简单的说明了选型的基本原则。
参考文献
[1]王剑宇.高速电路设计与实践[M].北京:电子工业出版社,2010.
[2]张金.电子设计与制作100例[M].北京:电子工业出版社,2009.
【关键词】PCB;布局布线;抗干扰;SMT
《电子电路设计》课程是一门理论与实际结合性很强，极具实践性的新兴课程，是高职机电类专业的专业技能课程之一。近年来在高职院校的项目教学过程中发现，在本门课程的教学中常常只是将重点放在对电子电路设计应用软件的功能熟练操作上，却忽视了对PCB板设计的一些实用应用，特别是如果设计出来的产品与生产实践脱节，这样其能不能经过产品测试并进入到实际的生产中，我们要打个大在的问号。不然要么会大大提高了生产成本，要么是不符合生产要求而放弃。那么如何在这门课程的教学中实现与生产的联接，将是本文将要探讨的问题。
实践证明，对电子产品设计师尤其是线路板设计人员来说，即使电路原理图设计正确，可是如果印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。因为随着电子技术的飞速发展，PCB板的密度越来越高。PCB板设计的好坏对于抗干扰 能力影响很大。因此，在设计印制电路板的时候，就要学会掌握各种电路设计技巧，注意采用正确的设计方法。为此，我们在《电子电路设计》课程的教学内容方面做了很多全面的创新，增加了PCB设计技巧应用技能，充分提升了课程的教学质量，增强了专业技能课程的实践性及可制造性。最终完成这门课程的职业目标。
一、布局布线技术的发展及应用
随着微孔和单片高密度集成系统等新硬件技术的发展应用，自由角度布线、自动布局和3D布局布线等各种新软件将会成为电路板设计人员必备的设计工具之一。早期的一些电路板设计工具，有提供布局的专门布局软件，布线也有专门的布线软件，两者之间联系不大。而随着球栅阵列封装的高密度单芯片、高密度连接器、微孔内建技术以及三维板在印刷电路板设计中的应用越来越多，布局和布线已越来越一体化，并成为设计过程中相当重要组成部分。近年来，自动布局和自由角度布线等软件技术已渐渐成为解决这类高度一体化问题的重要方法，利用这些软件能在短时间范围内设计出可制造的电路板。在目前电子产品快消时代来临的情况下，手动布线极为耗时，不合时宜。因此，现在要求布局布线工具具有自动布线功能，以快速响应市场对产品设计提出的要求。在利用这一技巧时，我们应重点告诉学生如何设计约束条件。由于要考虑电磁兼容（EMC）及电磁干扰、串扰、信号延迟和差分对布线等高密度设计因素，布局布线的约束条件每年都在增加，所以这就要求布线工具具有更大的灵活性，它必须能够使用不同的约束条件，能适应不同的微孔和构建技术的要求。
现在，自动布线技术已极为普及。我们有理由相信，自由角度布线、自动布局和3D布局等各种新电子设计软件技术也会同自动布线技术一样成为PCB板设计人员的日常设计工具，设计人员可用这些新技术来解决微孔和单片高密度集成系统等新型硬件技术问题。
二、PCB设计抗干扰措施
在设计中，要使电子电路获得最佳性能，元器件的布且及导线的布设是很重要的。为了设计 质量好、造价低的PCB.以往在这个过程中我们会在教学中传授PCB设计的一般原则。而PCB及电路抗干扰措施却往往被忽视。
其实印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的 几项常用措施做一些说明。
1.对于电源线的设计，我们要根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时应使电源线、地线的走向跟数据传递的方向一致，这样有利于增强抗噪声能力。
2.对于地线设计，我们可以利用这几个原则：首先数字地与模拟地分开。如果线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量 分开。同时低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后 再并联接地。而高频电路宜采用多点串联接地，地线要短而粗，高频元件周围尽量使用 栅格状大面积铺铜等办法。其次接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的额定电流。如果可以，接地线可在2～3mm以上。最后接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多 能提高抗噪声能力。
3.用好去耦电容是PCB设计的常规做法，我们可在印制板的各个关键部位配置适当的 退藕电容。退藕电容的一般配置原则有如下几点：第一电源输入端跨接10～100uf的电解电容器。如果可以就接100uF以上的更好。第二是每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如果印制板空间不足，可每4～8个芯片布置一个1～10pF的电容。第三是对于RAM、ROM存储器件，应在芯片 的电源线和地线之间直接接上退藕电容。 第四是电容接线不能太长，尤其是高频旁路 电容不能有引线。除此之外，还应注意以下两方面：第一在印制板中有接触器、继电器、 按钮等元件时。操作它们时均会产生火花放电，必须采用RC 电路 来吸收放电电流。第二CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用脚要接地或接电源处理。
三、可制造性分析
现代电子产品的生产基本都是依靠SMT来进行生产，因此我们在设计的时候就必须让学生们知道要了解SMT的制造过程，这样我们设计出来的产品才能符合生产的要求。在SMT生产工艺流程中，通常将SMT分为挂胶制程（波峰焊）和锡膏制程（回流焊）。它们的主要分别是：贴片前的工艺不同，前者使用贴片胶，后者使用焊锡膏。贴片后的工艺不同，前者过回流炉只起固定作用、还须过波峰焊，后者过回流炉起焊接作用。那么在设计和选择的时候除了考虑以上特点，接下来就要考虑下面的几个问题：
1.拼板是否用阴阳板？优缺点？
2.是否采用拼板及拼板的个数？
现在几乎所有的小电路板设计完成后都需进行阴阳拼板，一般为四拼一的方式。所谓阴阳板就是我们通常所见的在一个拼板中的同一面既有TOP面又有BOTTOM面的PCB电路板。因此阴阳板拼板其实就是将两块同样的PCB板，一块正放另一块反放拼在一起看作是一块PCB板。在SMT生产过程中，从而进行过炉焊接，焊完一面，不需改动贴片机的程序，再将其翻转焊接另一面，最终焊接完成全板。在此我们阐述下采用此种拼版形式的优点：一是可以充分利用SMT长线的优势降低了生产成本。二是采用阴阳板，在开始编制程序的时候就达到节省优化程序的时间了。采用阴阳板，也就是将两面的程序合成一个程序来做，这样只要针对一个程序来考虑优化肯定会费时费力。三是采用阴阳板，在附加工具和辅料方面也会有很大的节省（针对部分产品来说）。通常能省一半。最后在生产效率上面来说，可以提高产量。如果做单面板，要采用手工焊接元器件，会降低了生产效率。还有就是由于阴阳板是一个贴装程序，这样在生产的时候就比两面程序，减少了基板搬运时间，从而使生产效率大大提高。这些PCB设计技巧在我们以往课堂教学及高职教材内容上面总是容易被忽视，可是对于从事PCB专业人员来说却是必需掌握的。因此，在本门课程教学改革过程中，我们增加了这些PCB设计应用技巧及可制造性分析，达到了对课程改革的职业目标要求。
参考文献
[1]王平，田文娟.电子CAD教程[M].东南大学出版社，2009.
关键词：直流电动机；调速系统；单片机控制；硬件设计
1 直流电动机调速系统的单片机控制系统设计
1.1硬件设计
采用89C51单片机输出数据，由PWM信号发生电路发送PWM信号到直流电机，然后通过测速电路、滤波电路和A/D转换电路将数据重新发回89C51单片机，从而进行PI运算以实现对电动机速度和转向的调控。该89C51单片机由CPU和8个元件构成，它们都以片内的单一总线进行连接，构成的基本结构仍然是通用CPU配置芯片的构成模式，在功能单元控制方面则采用特殊功能寄存器集中控制方法。
（1）PWM信号发生电路设计
（2）PWM信号发生电路设计
PWM信号波可以用单片机的PWM端口输出，通过编程来产生，也可以通过使用PWM芯片实现。如果PWM波的频率太高，驱动直流电机控制要求的功率太高，而PWM波的频率太低，电磁噪声的产生是比较大的。在实践应用中，如果频率在18KHz的PWM波，应用效果是最好的。在该系统中，应用两片4位数值比较器4585和一片12位的串行计数器4040构成的PWM信号发生电路。PWM信号发生电路由三片通用数字电路构成，它可以使软件设计构成大大简化，但同样也适用于单片机系统。
（3）功率放大驱动电路设计
功率放大驱动采用美国IR公司生产的IR2110驱动器。该芯片采用CMOS工艺制作，逻辑电源电压范围为5 V～20 V ，适应TTL 或CMOS 逻辑信号输入，具有独立的高端和低端2 个输出通道，具有较理想的抗噪效果和快速和完整的保护功能，可大大提高控制系统的可靠性。
（4）保护电路设计
在该电路中，为了防止功率管和负载因过电流损坏，需对电流值进行严格控制。利用IR2110 的SD 端可实现过电流保护控制功能，其过电流保护的工作原理如图 3 所示。稳压二极管D1 提供一标准电压，电阻R2 对电流进行采集，将其转换成电压信号，再与标准电压相比较，当电流达到规定值时，比较器输出高电平，提供给IR2110 SD 端，IR2110 控制切断功率管，从而防止过电流的产生。电流值的大小可以根据稳压二极管稳压值及电流检测电阻计算出来。当IR2110 用于驱动大功率IGBT 管时，SD 端的过电流保护功能应慎重使用，因为大电流关断下d i/ d t 很大，控制及驱动电路屏蔽不好情况下会串入很大的干扰信号，很容易引起SD 端保护误动作。
图3 过电流保护原理
1.2软件设计
1）主程序设计
主程序是一个循环程序，其主要思路是，先设定好速度初始值，这个初始值与测速电路送来的值相比较得到一个误差值，然后用PI算法输出控制系数给PWM发生电路改变波形的占空比，进而控制电机的转速。主程序软件由1个主程序、1个中断子程序和1个PI控制算法子程序组成。主程序主程序是一个循环程序，其主要思路是由单片机P1口生数据送到PWM信号发生电路，然后用PI算法输出控制系数给PWM发生电路改变波形的占空比进而控制电机的转速。
2）软件调试
在软件设计编程中，经常会出现问题，包括键盘扫描、PWM信号产生电路的控制和单片机控制直流电机转动方向等问题。总结软件调试过程，可以认识到软件调试过程需注意的几个关键点：
（1）仔细检查源代码，看看是否有编程语言语法的错误；
（2）子程序设计找出错误和重点调查；
（3）使用各种方法来仔细检查程序，一步步操作，直到系统调试成功为止。
3）系统仿真
选择proteus仿真软件，利用proteus绘制系统电路图。如果程序在keil C调试通过，将生成以HEX为扩展名的文件，这是为了使系统能在Proteus文件成功模拟的重要文件。一些文件被加载到单片机系统的仿真，验证是否能完成直流电机调速。如果不成功，回到软件调试步骤继续进行调试，识别和修正错误并重新运行系统。硬件电路仿真设计是根据设计方案完成的，在模拟过程中也遇到了许多问题，如元件选择、电路设计和选择元素等。因此，要熟悉和掌握系统组件的使用方法和原则。
2 结束语
综上所述，本文论述直流电动机调速系统的单片机控制是以以89C51单片机作为设计核心，以C语言编制程序实现对直流电动机的平滑调速。实际上，通过单片机实现直流电动机调速还有很多种途径，相较于其他硬件设计或者是软硬件结合设计而言，采用PWM软件设计方法在实现调动及调速控制则具有更为明显的灵活性和成本优势，同时也能够充分发挥单片机的调控作用。因此，本文论述的用意既是为加深直流电动机调速系统的单片机控制理论探究，也为广大业务人员提供交流沟通的平台，共同进学习。
参考文献
[1] 李维军，韩小刚，李 晋；基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统[J]；维普资讯；2007，（09）.
1 接口电路芯片设计
芯片是人机接口电路中重要的组成部分,也是其最为基础的组成部分之一。在人机接口电路之中最为重要的是驱动芯片,其实际作用是对LED进行驱动,并结合相应的电阻构成人机接口电路的驱动电路。在实际的工作之中,芯片需要接受系统中的时钟信号,该信号一般是由内部时钟产生并发出的。另一方面,芯片在接口电路中还可以实现对振荡电波的接受与放大,并对电波的频率进行适当的分频,从而使电波频率与系统的整体要求相吻合,更好地促进系统的工作。
2 电路接口地址空间的分配
在电路的设计过程之中,应该遵循实际的设计电路对系统的电路进行正确的连接,利用相应的芯片输出的行扫描线,进行实际的编码输出。在此过程之中,应该对地址译码器进行选择与研究,一般情况下,译码器可以输出相应的电子信号,该信号会经过预先设计的路径进入键盘系统,遵循低电平有效原则。键盘之中的信号经过处理之后进入相应的芯片,形成具体的系统信息,并接受系统逻辑软件的检测与扫描,这个操作过程的目的是系统进行按寻找的过程,并对电路中产生的电路抖动进行处理,实现电路抖动的持续检测,直至抖动消失。通过这种电路按键寻找的方式其实就是实现电路接口地址分配的过程,对污水处理系统人机接口的设计有着极为重要的意义与价值。
包含在FIFO状态字节中的字符计数(状态的低三位)指示。当检测到某键被按下时,8279芯片的IRQ引脚改为高电平,与此同时,FIFO状态的改变以说明存放于FIFO中的字符数。当80C196KC单片机读入一个数据后,IRQ降为低电平。若FIFORAM中仍然有数据,则IRQ再次转为高电平,如此反复进行。
3 主控程序中键盘程序设计
主控程序中键盘程序是人机接口电路的核心部分,对其进行的设计应该做到面面俱到。在实际的设计过程中,应该根据实际的设计流程图,对其程序进行系统的设计。在设计过程之中,首先需要注意的就是相应的按键是否有按下的情况,并对各个按键的功能进行依次的选择与设定,并设计出相应的子程序执行按键。键盘在整体系统的过程中起到输入的功能,是人机进行交流的主要媒介,因此,必须对键盘程序进行合理科学的设计,通过这种方式才能实现更为有效的人机交流。
4 键值与键定义
按键是人机接口电路中实现人机交流的主要媒介之一,在电路设计中是必不可少的因素之一。在实际的人机接口电路设计过程中需要对按键的键值进行设计,还要对相应的按键进行定义,给与其实际的按键功能。污水处理系统人机接口电路中按键不是一成不变的,结合不同的工作环境与工作过程,会有不同的键值与键定义。但是,在实际的设计过程中一般都会包含一些必不可少的功能键,其中较为典型的就是启动键:、下传键、上传键、复位键、停止键、设定键、查询键、键和键:、键和键、方式键、参数键、确定键。
5 显示器工作原理
显示器也是人机接口电路中的一个组成部分,显示器的选择主要是由芯片决定的,8279芯片对应的显示器型号为8×8LED显示器。A0-A3和B0-B3为段控输出(高电平有效),通过驱动器放大,可直接控制每只LED显示器的七段发光二极管。其中,A3为最高位,B0为最低位。SL0-SL2为位控输出,经过74HC138译码后,对每只LED进行控制。扫描速度由内部定时器决定,A0-A3和B0-B3与其同步变化。这是该显示器实际的工作原理,也是在进行人机接口电路设计中极为关键的设计因素,在实际的设计过程之中一定要注意选择合理的显示器,结合电路的工作环境与工作特点,设计出更加科学的显示器,促进人机接口电路的顺利工作。
