發布時間：2023-03-27 16:41:19
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的數字電路論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
1.1提高照明質量
電子技術可以改善頻閃的現象，我國目前的照明交流電都是50Hz，也就相當于1s內流過電流100次，這就使電燈在使用的過程中出現頻閃的現象，長時間下去，不僅會傷害人們的眼睛，還會給人們的生活帶來一定的影響。在醫院一定要避免電燈頻閃的現象，如果在手術中出現電燈閃爍，很有可能會導致手術的失敗，甚至會威脅到病人的生命安全。隨著我國科學技術的不斷發展，很多廠家利用電力原件來組成變頻器，從而研制出了保護視力的電燈，有效避免了電燈頻閃的現象，同時提高了照明的質量。隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提升，對生活環境的需求也越來越高，如果電子技術能夠在綠色照明電路中得到充分利用，那將有助于創造理想的生活環境，從而滿足人們的需求。
1.2節約能源
目前，其全球都在利用電子技術解決能源與環境的問題。在世界能源消耗中，照明消耗占很大一部分，特別是在我國電能消耗是非常嚴重的，因此要想解決照明耗能問題，就必須加強對電子技術的應用。首先要想有效的節約能源，就應該充分利用傳感技術以及電子技術，例如在白天，很多企業的燈都是亮著的，這就是一種能源浪費的現象，利用電子技術完全可以解決這一問題，其主要原理是通過光源進行調節的。在白天它可以對電能進行調節，找到最適合人們工作的光效，這樣可以提高能源的利用率。其次可以對節能燈進行推廣。節能燈主要是利用電子技術中的IGBT整流器，在整流裝置對電流進行改變的過程中，是將其變成了直流電，然后再改變成交流電，從而加強了節能燈的使用效率，同時提高了能源利用率。
1.3提高電源使用的安全性和可靠性
隨著我國電子技術的不斷發展，要保障照明電源的安全性和可靠性，這樣才能有效解決應急電源的安全問題，從而減少噪音以及震動對人們生活的傷害。特別是當EMS出現的時候，蓄電池需提高其使用效率和質量，并且在使用的時候，主要是將IGBT和PWM技術結合起來，從而避免本身過熱、電壓過小等現象，同時也保障了照明電源使用的安全性和可靠性。
1.4減少對環境的污染
傳統的照明對環境的污染比較大，特別是以汞為主要原料的傳統照明，它們會產生大量的溫室氣體，從而威脅到人們的身體健康。很多生產廠家，他們對廢棄的汞進行隨意的處理，這將嚴重污染到環境，并且對人身產生非常大的傷害。傳統的照明中物體的構成比較差，這會嚴重影響電光源的使用壽命，因此必須對其進行有效的管理，不然會對環境產生極大的危害。將電子技術應用到綠色照明電路中，可以有效解決這一問題，并且LED中不含有汞等有毒物質，從而可以降低其對環境的污染。隨著電力電子諧振開關技術的發展，零電壓的開關也在無功補償中得到更多的應用，從而減少了對能源的消耗。
2電子技術在綠色照明電路中的應用價值
2.1光纖照明技術
光纖照明是最新的一種照明方式。光纖最開始是被利用在建筑導光中，并且它是一種柔性的導光體，目前在綠色照明中得到大量的應用。光纖照明非常具有個性色彩，會滿足人們的不同需求。該技術已經應用在很多領域，例如：醫學、科研、景區等等。發光導體、發光器以及終端附件等都是光纖照明系統的重要組成部分。對于發光導體而言，其是由玻璃纖維束或者塑料組成的，一般傳輸距離在30米以內。而發光器一般包括反射器、光源等，并且根據內部光源的不同，可將其分為金鹵燈和鹵鎢燈系列；由于防護等級的不同，還可以分為室內型和室外型。終端附件分為不發光終端附件和發光終端附件。光源通過反射器后，形成一束類似于平行光，這就是光纖照明的原理。在濾光器的作用下，又將這道光束變成了彩色光，隨后光束進入了光纖，彩色光就被送到了指定的位置。想要產生近似平行光束，就應該將發光點變小，讓其與光源更相像。反光鏡大多數是采用的非球面反光鏡，調換不同顏色的濾光片可以根據不同的需求，獲取相應的彩色光源。光纖的主要作用是將光傳送到制定的位置。光線理論上來說是直線傳播的，但在現實生活中，人們都希望能控制光線的傳播方向。光纖照明的出現正好解決了這個問題，它能利用一些光學元件來改變光纖的傳播方向，光纖將光線進行傳送，實現了光的柔性傳播，從而體現出了電子技術在綠色照明電路中的應用價值。
2.2電子技術在燈具中的應用
2.2.1緊湊型的熒光燈
緊湊型熒光燈主要包括“H”型“、D”型等，并且其主要代替白熾燈使用。緊湊型熒光燈得到很多場所的應用，例如：酒店、餐廳、走廊等地方。緊湊型熒光燈和白熾燈相比，前者的質量更好一些，并且比白熾燈更實用、更美觀，因此緊湊型熒光燈得到越來越多的關注。緊湊型熒光燈還會減少照明費用，會比白熾燈節省65%左右，并且每瓦產生的光通量要比白熾燈高出很多倍，其壽命是白熾燈壽命的10倍。隨著熒光粉質量的不斷改進，緊湊型熒光燈顯色指數也逐漸提高，在生活中人們是完全可以接受的。由于緊湊型熒光燈具有光效高、壽命長的特點，因此是取代白熾燈最好的光源之一。
2.2.2擴大發光二極管
隨著我國科學技術的不斷提升，光電子技術是又一項技術革命。光電子技術是將固體發光器件作為新的照明能源，其固體發光器件主要是以半導體技術制造而成的，這一技術將會慢慢地取代傳統的白熾燈光源。LED則是其技術的重要體現，半導體光電子技術是由LED產生的，它是目前發展最快，創新活躍度最高的技術領域。LED具有很多優點，例如：壽命長、顯色性能好、省電等。正因為其自身的特點，一些裝飾照明、廣告照明都會應用LED，可以說，LED使照明光源發生了革命性的飛躍。
3結語
關鍵詞：電網；高壓輸電線路；絕緣子；選型
Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.
Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection
近幾年江蘇電網發展迅速，截至2001年底，全省投運的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多，目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤式絕緣子和長棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點。
1盤式絕緣子的特點
盤式絕緣子按材質可分為盤式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。
1.1盤式瓷絕緣子
盤式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子，已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優點，被廣泛用于各種電壓等級的線路。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的，它是采用水泥將物理、化學性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構成的，在長期經受電場、機械負荷和大自然的陽光、風、雨、雪、霧等的作用，會逐步劣化，對電網的安全運行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發生閃絡（由于雷擊或污閃等原因）時，可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發熱爆炸，造成導線落地的事故。華東電網在1996年底的大污閃事故中，500kV系統有11條線路因霧閃發生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣子爆炸造成導線落地；2條線路多串絕緣子結構中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。
2000年9月22日，江蘇省220kV溧陽變電站220kV旁母、正母瓷瓶發生因大量低值絕緣子的存在而導致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測工作非常重要，前系統停電是較難的，即使線路停電，也無足夠的時間和人力進行全線絕緣子的檢測工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區域的原因，向來是絕緣在線檢測的一個難點。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測，這些方法易于檢測零值絕緣子，測試方法簡單，但準確性較低，對低值絕緣子，特別是1串中存在多片低值的情況下，則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運行時間的延長而逐年上升。
1.2鋼化玻璃絕緣子
鋼化玻璃絕緣子具有較好的機電性能，其抗拉強度、耐電擊穿性能、耐振動疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這樣就很容易被發現，無需對其進行絕緣測試。自爆率通常在前3年較高，這與瓷絕緣子相反。數十年的運行和試驗數據證明，鋼化玻璃絕緣子具有長期穩定的機電性能和較長的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數個深棱來實現（由于工藝的原因，無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距）。當用于粉塵污染較嚴重的地區，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結垢嚴重，造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網運行情況來看，鐘罩深棱型絕緣子（包括瓷的和玻璃的）不適合江蘇地區這種以粉塵污染為主、污染較重的地區使用，如果使用，應充分考慮其爬電距離的有效利用系數。1999-2002年，江蘇省500kV線路污閃跳閘中，只有7%（一次跳閘）是瓷雙傘絕緣子，其余都是玻璃絕緣子。這里針對的是懸垂串絕緣子，全省尚未發生過耐張串絕緣子的污閃跳閘。
2長棒型絕緣子的特點
長棒型絕緣子按材質可分為合成絕緣子和長棒瓷絕緣子。
2.1合成絕緣子
論文關鍵詞：高職院校，課程改革，項目教學，數字電路
《數字電路》是高職院校電子信息工程技術專業的一門重要專業基礎課程，學生通過這門課程的學習，能夠掌握《數字電路》的相關知識，為將來的就業奠定基礎。長期以來《數字電路》的教學過程是先由教師在課堂上講解理論知識，然后再讓學生進入實驗室完成相關的驗證性實驗。但是這種被動式的教學模式其教學效果并不是非常理想。因此，需要對《數字電路》的教學模式進行改革。如何實現《數字電路》的有效教學，如何激發學生的學習興趣，實現理論和實踐的有機結合，如何提高學生分析問題和解決問題的能力，這些都是《數字電路》課程改革中亟待解決的問題。起源于德國的項目教學法作為一種切實可行的教學模式[1]，已經受到了全國各所高職院校的廣泛關注。項目教學法是將課程知識轉化為若干個教學項目，師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動，這是一種理論與實踐相結合的真實演練。在《數字電路》的課程改革中引入項目教學，不僅打破了理論課、實驗課和實訓課的界限，將理論教學、實踐教學、企業要求融于一體，達到了高職教育與企業生產的零距離，而且實現了以就業為導向，以技能為核心的辦學宗旨。
一、項目教學法的優勢
1、激發學生的學習興趣
捷克教育家夸美紐斯說過，興趣是創造一個歡樂和光明的教學環境的主要途徑之一[2]。事實證明，興趣是誘發學生學習動機和學習注意力的重要因素。然而目前高職學生的整體素質并不是非常理想項目教學，他們學習興趣不濃，學習能力不強期刊網。《數字電路》中抽象的概念、繁瑣的公式和縝密的推導很容易使他們失去學習的興趣。因此，在《數字電路》的教學過程中可以采用項目教學法，以實用性、趣味性、創造性的項目來激發學生的學習興趣，變以前的“你不想學習，我壓你學；你不會學習，我來教你學”為“你不想學習，我來引導你學；你不會學習，我來吸引你學。”項目教學法打破了傳統的教學模式，它把技能訓練與理論教學做到了有機的結合，無論是元件特性的分析，電路的焊接組裝，還是項目的調試，故障的排查，都需要學生親自動手。學生通過觀察、比較、分析，逐步加深對知識的理解，這樣可以很好地激發學生的學習興趣。
2、提高學生的動手能力
在傳統的教育模式中，僅僅把學生當作教育的對象和客體，忽視了學生主體性的培養和發展，學生受到太多的限制和束縛，主要表現在重理論、輕技能，眼高手低。研究表明，項目教學法能夠使學生對知識的掌握邁上一個新臺階，讓學生把知識轉變為技能、技能轉變為技巧。技能、技巧的形成和完善，是動作技能與心智技能互相聯系、互相促進的過程。在《數字電路》傳統的教學過程中，元件的特性、電路的工作原理一般都是通過老師抽象的講解來完成的。而在《數字電路》的項目教學過程中，是將課程的知識點轉化為若干個完整的項目，它將理論教學、實踐教學、企業要求融于一體，實現了課程的綜合化和模塊化。為了完成項目任務，學生就必須掌握元件的檢測、電路的焊接、項目的調試、故障的排查等相關知識。在此期間，學生通過烙鐵、萬用表、示波器、信號發生器等的使用，一方面鞏固了自己的理論知識，另一方面提高了自己的動手能力。
二、《數字電路》項目教學的設計
1、項目任務的確定
項目教學有別于傳統的教學模式，課程中理論知識和實踐技能的傳授是通過實施具體的項目來完成的。因此，在《數字電路》的項目教學中，項目任務的選取是項目教學法成功與否的關鍵。項目任務的選取要以教學摘要求融入于四個階段項目和一個綜合項目之中，其項目任務的設計為：（1）三人表決器的設計與制作；（2）智力競賽搶答計時器的設計與制作；（3）多功能數字鐘的設計與制作；（4）循環彩燈的設計與制作；（5）脈寬測量電路的設計與制作。
2、項目教學的實施
項目任務在教學實施的過程中是一個學生全體參與的實踐活動，它注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。在《數字電路》的項目教學實施過程中，要以項目任務作為教學單元[3]項目教學，采用分組方式，每組包含3～4名學生，每個項目應該按照知識結構分解成若干個子任務，每個子任務要明確學生需要掌握的知識和技能，子任務的實施要以學生為中心，教師則充當技術支持的角色，當學生遇到疑難問題時，主要由小組成員共同探討尋找解決問題的方法，期間教師可以選擇恰當的時機對學生給予指導和幫助，逐步培養學生養成勤于思考的好習慣。項目實施的流程為：（1）項目導入；（2）師生共同分析項目，確定若干個子任務；（3）針對各子任務，教師引入相關的知識，工學交替，實現理論教學與實踐教學的同步進行；（4）學生利用所學的知識依次對各子任務提出實施方案；（5）學生利用Multisim仿真軟件檢測設計的電路是否符合要求，待檢測通過后，再依次完成各子任務；（6）學生把各子任務進行級聯，通過綜合調試完成整個項目；（7）教師推選優秀的項目成果進行展示，學生之間相互借鑒，取長補短；（8）教師引導學生對該項目所涉及到的知識進行歸納、總結，加深學生對知識的理解。
3、項目教學的考核
項目教學的考核注重學生在項目任務實施過程中綜合能力的表現，主要以學生完成項目的情況來考核其學習效果，期間可以引入企業人員的參考文獻教學的理論知識、操作技能、測試方法等相關內容以書面形式給學生進行筆試，占總成績25％，由教師批改后給出得分。
三、項目教學法中的注意事項
1、項目教學內容要體現企業崗位的要求
高職教育的人才培養目標是復合型人才，既強調人才的實用型、技能型，又注重培養人才的職業能力、社會能力、創造能力和發展能力。學生作為準職業人，無論將來從事何種職業，都必須具備良好的職業道德素質和職業技能素質。在《數字電路》中應用項目教學法，不僅能將理論知識和實踐技能相結合，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力，而且通過模擬與企業實際生產過程，還能提高學生對未來崗位的適應能力。因此，首先，教師在選擇項目教學內容前，要走訪往屆畢業學生的企業，分別對各相關崗位進行調研，了解企業對這些崗位的要求，如該崗位對知識的要求、對能力的要求、對素質的要求等；其次，針對《數字電路》的具體教學目標，教師要將教學內容與實際的工作過程作有機的結合項目教學，編制有一定應用價值的教學項目，凸顯項目教學法的職業導向、能力目標、任務引領、學生主體、實訓操作等特點期刊網。
2、不是課程的所有內容都要采用項目教學法
隨著項目教學法的推廣，有些教師認為《數字電路》中的所有內容都應該采用項目教學法[4]，其實這是一種對項目教學法的片面理解。項目教學法是以生產某一產品或完成某一任務來劃分項目的，需要將課程內容與市場需求、企業的生產過程緊密地聯系起來。因此，《數字電路》中不同的內容需要采用不同的教學方法。例如在不同進制的轉換上可以采用類比法，在布爾代數、卡諾圖、真值表等基本概念上可以采用講授教學法，在組合邏輯電路的設計、時序邏輯電路的設計、集成電路的應用等內容上可以采用項目教學法。項目教學法的思路是邊學邊用，教學要以“少而精”為原則，旨在引導學生先對項目感興趣然后再主動學習。這就要求教師不僅熟悉教材，而且能夠深入企業第一線，了解各崗位的技能要求，熟悉生產環節的工序銜接。這樣才能合理選擇《數字電路》中的教學內容，根據教學要求和高職學生的特點采用項目教學法。
三、結束語
以實踐為導向、注重課程內容要體現企業崗位的要求已成為當前高職教育課程改革的趨勢。在《數字電路》中采用項目教學法，實現了理論和實踐的有機結合，充分體現了現代高職教育的特點和發展方向。項目教學法采用理論、實踐相結合，分組教學、師生互動的教學方式，創造了學生主動參與、相互協作、探索創新的全新教學模式，這與高職教育“以能力為本位，培養德、智、體、美、勞全面發展的復合型人才”的教育目標是一致的。面對數字電路技術日新月異的發展，《數字電路》的課程改革依然任重道遠，它還需要在具體的教學過程中根據廣大師生的反映來進行不斷地調整和完善。
參考文獻：
[1]朱幼娟.項目教學在高職課程改革中應用——以《數字電路》課程為例[J]. 科技信息, 2009,26(27):148-149.
[2]趙海永.項目教學法在電子教學中的應用探析[J]. 職業, 2011,18(8):39-40.
[3]樓平.高職《數字電子技術》課程“項目教學法”探索與實踐[D]. 浙江: 浙江師范大學, 2007.
[4]童相海,顧健.在“電工基礎”課程中應用項目教學法的思考[J]. 教育與職業,2011,95(6):156-157.
參考文獻
【1】閻石．數字電子技術（第五版）：高等教育出版社，2009
【2】王孝儉、鄧勝全．數字電子技術實驗指導書：西北農林科技大學，2007
【3】唐亞楠．數字電子技術同步輔導：中國礦業大學出版社，2009
【4】邱關源．電路（第五版）：高等教育出版社，2008
【5】華成英、童詩白．模擬電子技術基礎[M]．第四版：高等教育出版社，2006
參考文獻
[1]《數字電子技術基礎》，伍時和主編，清華大學出版社
[2]《一種電子密碼鎖的實現》，楊茂濤主編，福建電腦2004
[3]《數字電路邏輯設計》（第二版），王硫銀主編，高等教育出版社
[4]《555時基電路原理、設計與應用》，葉桂娟主編，電子工業出版社
[5]《數字電子技術基礎》（第四版），閻石主編，高等教育出版社1997
[6]《新型電子密碼鎖的設計》，李明喜主編，機電產品開發與創新2004
[7]《電子技術基礎（數字部分）》（第五版），康華光主編，高等教育出版社
[8]《模擬電子技術基礎》（第三版），童詩白華成英主編，高等教育出版社
[9]《電子線路設計·實驗·測試》（第三版），謝自美主編，華中科技大學出版社
參考文獻
[1]周潤景張麗娜丁莉.基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真（第二版）.北京航天航空大學出版社2009.12
[2]李朝清.單片機原理及接口技術（第三版）.北京航天航空大學出版社.2006.12
[3]周興華.手把手教你學單片機.北京航天航空大學出版社.2006.12
[4]張文利.微機原理及單片機接口技術.中國科學技術大學出版社2007.7
參考文獻
[1]．閻石數字電路技術基礎[M].高等教育出版社，2005
[2]．許琦.基于FPGA的電子密碼鎖的設計[J].科技信息，2006
論文關鍵詞：脈沖測量，峰值電壓，A/D模數轉換，采樣保持
1 引 言
隨著數字電路的發展越來越多的設備上使用數字邏輯電路，而數字電路多以脈沖方波的電流進行驅動和控制。對于電壓或電流的測量使用最多的儀器是萬用表，但是常見的萬用表往往只能測量直流或交流的電壓，萬用表的交流檔測量出來的數值是其有效數值，普通萬用表的交流檔僅是針對正弦波形的交流電設計的。對于數字電路尤其是以脈沖方波驅動和控制電路或器具而言，使用普通的萬用表進行測量顯然不準確，這時就需要使用價格昂貴的示波器或是真有效值萬用表。無疑給沒有試驗條件的情況下帶來不小的麻煩。
使用常見的微控制器和一些專用的集成電路通過簡單的編程就可以實現對數字電路中常見的峰值電壓或電流檢測，不但簡單易用而且成本極低。為了降低開發的難度和電路設計的復雜度，本系統使用Atmega32這款基于增強型的AVR RISC結構的低功耗8 位CMOS微控制器。其具有32K字節的系統內可編程Flash(具有同時讀寫的能力)，1024 字節EEPROM，2K 字節SRAM，32 個通用I/O 口線，32 個通用工作寄存器A/D模數轉換，用于邊界掃描的JTAG 接口，支持片內調試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器/ 計數器(T/C),片內/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級可編程增益的ADC ，具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI 串行端口，以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式[1]。可以滿足針對數字電路檢測的絕大多數要求。
2 硬件組成
因此使用ATMega32單片機即可以滿足設計的需要又可以降低開發成本。該單片機具有8路模數轉換通道，選擇其中一路作為測量直流電的通道，將負載和采樣電阻串聯后接入電路，根據負載阻值的不同來設定不同的檔位，達到不同范圍的測量。而另一路則需要先利用ATMega32單片機的ICP捕獲功能[2]，捕獲脈沖方波的上升沿并且根據這個上升沿信號再產生一個跟隨信號作為峰值采用保持芯片LF398的控制信號，當LF398的控制信號為高電平時LF398為采樣狀態，而控制信號為低電平時LF398為保持狀態，因此單片機產生的這個跟隨信號正好與要測量的脈沖方波信號為同頻同相的信號。當要測量的脈沖方波信號為低電平時，產生的跟隨信號也是低電平信號將之前LF398采樣到得峰值電平進行保持。這時再利用單片機的A/D模數轉換將該峰值進行模數轉換進行測量得到了脈沖方波的峰值電壓值。兩個通道測量的數值均顯示在LCD顯示屏上結果一目了然。系統的總體結構圖如下圖1。
由于AVR單片機內部集成A/D模數轉換功能，因此可以大大的降低硬件電路的設計復雜度，其外圍電路及器件可以盡量的減少。但是在PCB布線的時候應盡量緊湊以避免電磁的干擾。
圖1系統的總體結構圖
2.1 電源模塊
因系統中要使用到峰值采樣保持芯片LF398，其供電需要±15伏，因此購買一個18伏的電源作為適配器，需要接7815和7915獲得LF398所需的±15伏。在7815后再接7805可獲得+5伏的電壓給單片機和液晶屏供電。再通過電阻分壓的方式與TL431做一個外部的參考電壓。該參考電壓作為ATMega32單片機的模數轉換的參考電壓接在單片機的AREF引腳上。
2.2 峰值電壓采樣保持模塊
采用National Semiconductor所生產的LF398芯片作為峰值電壓的采樣保持芯片。并根據圖2保持時間與保持電容的曲線選取所需的保持電容，為能達到理想的保持時間應使用高品質的聚苯乙烯電容[8]。
圖2 保持時間與保持電容的選取曲線
LF398的連接示意圖如圖3所示。引腳3用于連接被測量的脈沖方波的觸點，引腳8則接單片機產生的用于控制LF398何時采樣和保持的跟隨信號控制引腳。引腳5輸出的則是被保持住的峰值電壓值，將這個模擬量再接回單片機的另一個模數轉換通道進行模數轉換[8]。
圖3 LF398的連接示意圖
2.3 顯示模塊
由于需要顯示漢字部分A/D模數轉換，系統選用內核驅動芯片為KS0108的12864液晶顯示屏，根據要寫的字制作字模即可。液晶顯示屏使用并口方式連接在Atmega32 單片機的PC端口的8個引腳上。液晶屏上的9~16引腳分別對應接單片機的PC0~PC7引腳。另外液晶屏上還需5個端口。分別是E、RW、DI、CS1、CS2端口分別接在PD端口上的五個引腳即可。液晶屏的供電也來自7805轉換后得到的5伏電壓。液晶屏和峰值保持電路的接口連接電路圖如4所示[3]。
圖4液晶屏和峰值保持電路的接口連接電路圖
3軟件組成
軟件部分主要由ICP功能模塊、液晶屏顯示模塊、A/D模數轉換模塊三大部分組成。開發環境為AVR Studio應用GCC編程。ICP功能使用服務中斷的方式，當有上升沿脈沖接入時則發生服務中斷并進入中斷程序，在服務中斷程序中設置延時，設定何時開始和終止跟隨信號的產生和關閉。以確保采樣保持住的是峰值電壓[7]。液晶屏顯示模塊主要負責液晶屏的初始化和顯示功能。A/D模塊使用交替法對兩個通道進行循環轉換，并將數值顯示在液晶屏上。
3.1 ICP捕獲及跟隨控制信號的產生
首先要對ICP端口進行設置和初始化，其目的就是使能ICP捕獲中斷，同時使能T/C0的溢出中斷，跟隨控制信號的產生是在捕捉中斷處理程序中完成[4]。其端口的初始化程序為：
void init_icp(void)
{
MCUCR= 0x00;
GICR= 0x00;
TIMSK=0X21;//使能ICP捕捉中斷；使能T/C0溢出中斷
TCCR0=0X02;//8分頻，溢出中斷T0
TCCR1A=0X00;
TCCR1B=0XC2;
TCNT0=0;
ICR1=0;
TCNT1=0;
SEI();
}
使用ATMega32單片機的PB0引腳作為跟隨控制信號產生的引腳，跟隨控制信號應在源信號的上升沿之后一定時間后再產生，這樣避免采集到的峰值電壓偏低，因此要在整個程序中設置兩個全局變量，整數f用于設定被測量信號的上升沿之后到產生跟隨控制信號的之間的間隔時間，整數b用于設定峰值期間采樣的時間，當選擇合適容值的保持電容時可以將這兩個時間設定值設置的很小以便測量高頻率的脈沖信號。為了使A/D轉換器滿足一定的轉換精度[10]，應盡量進行多次采樣保持測量以保持測量精度。跟隨控制信號的中斷服務程序為：
void Icp_timer1(void)
{
ICR1=0;
TCNT1=0;
TCCR1B=0XC2;
delay_nus(f);
TCNT0=1;
i++;
PORTB=i;
delay_nus(b);
PORTB=0;
}
3.2 A/D模數轉換
本系統采用8MHz晶振，參考電壓為外部AVCC即為5.0伏。設置ADC初始化程序為：
void ADCINI(void)
{
ADCSRA= 0x00;
ADMUX=(adc_mux&0x1f)|(1<<REFS0)|(1<<REFS1);
ADCSRA=(1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1); //64分頻
SEI();
}
轉換的程序為：
while(!(ADCSRA&(1<<(ADIF))));//等待轉換結束
Ddata=ADCL;
Ddata+=ADCH*256;
Ddata=(unsignedint)(((float)Ddata)*5000/1023);
通過這樣的轉換后得到的Ddata就是量化后的電壓數值單位是毫伏。通過對這個整數求商或是余數得到其各個位上的數值，若想使用引腳AREF上的電壓為參考電壓時，可使ADMUX=(adc_mux&0x1f)，根據參考電壓的穩定性系統會有1~2mV的偏差。這樣就所得到的被測脈沖電壓的峰值電壓了[2,5,6]。
3.3 液晶屏顯示模塊
硬件方面系統選用的是內核驅動芯片為KS0108的12864液晶顯示屏，KS0108驅動芯片是專用于圖形點陣顯示的液晶顯示控制器，每一個KS0108芯片內置8x64字節顯示RAM，可直接控制顯示64x64點的LCD顯示，用戶只需要向KS0108的顯示RAM中送數據，KS0108就會自動掃描將顯示RAM的數據自動在LCD液晶顯示器上顯示出來。顯示操作的指令僅有5條A/D模數轉換，使用起來極其方便。在使用液晶屏之前先要對其進行初始化操作[9]，初始化程序為：
void init_lcd(void)//初始化函數
{
set_start_line_L(0); //顯示起始行為
set_start_line_R(0); //顯示起始行為
write_LCD(LEFT,CMD,DISPLAY_ON);
write_LCD(RIGHT,CMD,DISPLAY_ON);
}
要將數據顯示在液晶屏上的話，就是對液晶屏進行寫的操作。寫液晶屏的操作程序為：
void write_LCD(unsignedchar lr,unsigned char cd,unsigned char data) //寫入指令或數據
{
CLI();
LCD_BUSY(lr);
if(cd==CMD) SET_LCD_CMD;
else SET_LCD_DATA;
SET_LCD_WRITE;
SET_LCD_E;
LCD_DIR_PORT= 0xff;
LCD_OP_PORT= data;
asm("nop"); asm("nop");
asm("nop"); asm("nop");
CLEAR_LCD_E;
LCD_OP_PORT= 0xff;
SEI();
}
在主函數中將A/D模數轉換后的數值寫入到液晶屏上就實現了數值的顯示功能，由于是實時顯示結果的。所以把顯示數值的函數放入到While(1)的死循環中再加上一定的延時程序就完成了實時顯示和刷新數值的功能。當沒有被測的脈沖方波電壓時，由于單片機的ICP引腳沒有捕獲到上升沿，就不會觸發采樣保持芯片LF398進行采樣保持，因此測量出的數據就是0伏。
4 結語
基于ATMega32單片機和電壓采樣保持芯片LF398制作的雙通道數字電壓測量計，主要是利用了AVR單片機強大的集成多通道的A/D模數轉換功能。在使用高精度外部參考電壓的情況下，A/D模數轉換的精度非常的高，誤差僅在幾毫伏之間。且AVR單片機的抗干擾能力強，基于哈佛結構的AVR單片機具有更高的數據吞吐能力，能完成相當復雜的設計功能，具有普通的單片機所無法比擬的優勢。通過細致的制版可以將這個測量計制作的很小便于攜帶和使用，且測量精度高。對于實驗室的學生非常適合。
[參考文獻]
[1]劉海成編著．AVR單片機原理及測控工程應用：基于ATmega48/ATmega16 [M]．北京航空航天大學出版社，2008.3.
[2]李泓等編著．AVR單片機入門與實踐[M]．北京：電子工業出版社．2001．
[3]金鐘夫等編著.AVR ATmega128單片機C程序設計與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008
[4]周興華編著.AVR單片機C語言高級程序設計[M]. 北京.中國電力出版社, 2008.
[5]張軍,宋濤編著AVR單片機C語言程序設計實例精粹[M]. 北京：電子工業出版社，2009
[6]朱飛,楊平編著.AVR單片機C語言開發入門與典型實例[M]. 北京：人民郵電出版社，2009
[7]ATMEL，具有32KB系統內可編程Flash的8位微控制器ATMEGA32數據手冊，2007
[8]National Semiconductor ，LF198/LF298/LF398 MonolithicSample-and-Hold Circuits DataSheet，1998
[9]ks0108 12864 液晶的C語言驅動 ,wenku.baidu.com
[10]張萌，和湘，姜斌等.單片機應用系統開發綜合實例[M]，北京：清華出版社，2007：285-314.
關鍵詞：FPGA；原理；硬件設計；應用技術
1 FPGA的簡介
當前使用硬件的描述語言完成電路設計，都可以通過簡單的匯總和合理的布局，然后快速燒錄到FPGA器件上進行基本的測試，這也是當代數字系統設計進行檢驗的主流技術。這些可編程器件可以用來實現基本邏輯門的電路，也可以實現一些更復雜的組合功能例如數學的方程式、解碼器等等。大多數的FPGA器件里，包含著一些記憶性元件，如觸發器，或者一些其它的更為完整、性能更為優越的記憶塊。
設計師可以根據自己的需要按照可編輯的鏈接將FPGA器件內部的邏輯模塊連接在一起，仿佛一整個電路的實驗板被裝在一個電子芯片內，這些出廠后的FPGA器件的連接方式以及邏輯塊的使用都可以根據設計者不同的設計而進行改變，從而能完成不同的邏輯功能。
當你在進行的電子設計使用到FPGA器件時，你不得不需要努力地解決好電源管理、器件配置、IP集成、完整信號輸出等硬件系統的設計問題。在進行硬件設計時，你需要注意以下幾個問題：
1.1合理分配I/O信號
無論是哪種情況，在進行I/O信號分配時，都必須牢記以下共同的步驟：
1）用表格列出所有需要分配的I/O信號，并按照他們的重要性依次進行排列，比如電壓、端接方法、I/O標準、相關時鐘等；
2）檢查校驗模塊之間的兼容性；
3）利用以上的表格和兼容準則，先把受限制最大的信號分配到引腳上，最后分配那些受限最小的信號。因為受限制大的信號往往只能分配到特定的引腳上；
4）將剩余的信號分配到較為合適的地方。
1.2注意靜態功耗的降低
雖然靜態電流所帶來的功耗和動態功耗相比可以忽略不計，但對一些供電設備卻十分重要。引發靜態電流因素眾多，比如沒有完全接通或關斷的I/O 端口、三態電的驅動器的下拉或上拉電阻，除此之外，保持編程信息也會需要一定靜態功率。
2 FPGA應用技術的設計原則
從上文中對FPGA內部的硬件結構分析可看出，FPGA器件的時序邏輯非常豐富，不同于其他的可編程器件。因而對于FPGA來說，應該有一整套能夠有效利用其內部豐富的時序邏輯功能的技術，而不同于其他一般的可編程器件的設計技術。由于其獨特的優越性，FPGA被越來越多的設計人員所使用，其設計技術被許多的設計者所掌握。在FPGA的實際應用中，使用最合理的設計方法，能很大程度的改善FPGA在應用中出現的漏洞和問題，進而全面提高設計性能。
2.1使用層次化的設計技術
使用層次化的設計的系統一般分成若干頂層模塊，而每一個頂層的模塊下又有若干個小模塊，并以此類推。層次化的設計模塊，可以是描述原理圖的結構圖，也可以是經過邏輯語言所描述、表現的實體。
使用層次化的設計對于系統的模塊劃分非常的重要，模塊劃分的不合理，將會導致整個系統的設計不合理，從而使系統的性能下降，這樣層次化的系統甚至要比沒有經過層次化設計的系統效果更差。
使用層次化設計的主要優點有以下兩個方面：增強設計可讀性，增加設計重復使用的可能性。
2.2使用同步系統設計技術
所有時序電路具有同一個性質――如果要使所設計的電路正常工作，必須嚴格的執行事先定義好的邏輯順序。如果不按照此順序執行，將會把錯誤數據寫進存儲單元，從而導致錯誤的操作。同步系統的設計方法，也就是使用全分布周期性的同步信號使系統中所有的存儲單元進行同時更新，這是執行這一時序有效進行的普遍的設計方法。電路的設計功能是通過產生時鐘信號并按照時序嚴格執行來實現的。
對于靜態的同步設計，必須滿足下面的兩個條件：
1.每一個邊緣敏感的部件其時鐘的輸入應該是一次輸入時鐘的某一個函數；并仍和一次時鐘輸入的時鐘信號。
2.所有的存儲單元都應該是具有邊緣敏感特性，在該系統中不存在電平敏感的存儲單元。
我們對于FPGA器件的同步設計的理解就是全部狀態的改變都是由主時鐘所觸發，同一個系統不同的功能模塊可以是部分異步的，但是模塊與模塊之間必須是同步的。正如CPU的設計一樣，所有的電路都和系統的主時鐘是同步的。相比于異步設計，同步設計具有很多的優點，但進行同步設計時仍然需要考慮很多方面的因素。例如，在選取時鐘時，需要考慮以下幾點：首先，由于大部分的器件都是由時鐘的上跳沿觸發，這要求時鐘信號的延差要很小；其次，時鐘信號的頻率通常很高；第三，時鐘信號一般是負載較重的信號，因此合理地進行負載分配是很重要的。除此之外，在進行FPGA器件的應用時，還要考慮模塊的復位電路、時序同步電路等實際問題。
參考文獻
[1] 周莉莉，周淑閣，井娥林. FPGA課程教學方法的探討與研究[期刊論文]. 實驗室科學，2013（3）.
[2] 夏陛龍，陳津平，胡春光. 基于FPGA的實時數據采集系統設計[期刊論文]. 計算機工程，2013（11）.
[3] 鄭爭兵. 雙時鐘FIFO在多通道高速傳輸系統中的應用[期刊論文]. 核電子學與探測技術，2013（5）.
[4] 李列文，桂衛華. 面向FPGA的低泄漏功耗SRAM單元設計方法研究[期刊論文]. 高技術通訊，2012（12）.
[5] 鄭文榮，孫朝江，劉少偉. 復雜系統的多FPGA可重構設計與實現[期刊論文]. 電子測量技術，2012（9）.
[6] 胡圣領. 基于FPGA的多項式運算器設計[期刊論文]. 現代電子技術，2012（1）.
[7] 孫立波，雷加. 基于SRAM型FPGA測試技術的研究[期刊論文]. 國外電子測量技術，2011（5）.
[8] 周發標，楊海鋼，秋小強，王飛. FPGA測試配置完備性的分析評價方法[期刊論文]. 計算機輔助設計與圖形學學報，2011（10）.
論文關鍵詞：項目實訓,電子電路,實踐課程,改革
1 電子電路實踐課程改革的內容
1.1 電子技術實踐課程體系的改革
為了體現電子技術實踐課程的自主學習、知識綜合、創新設計、工程實現、研究探索、項目規劃、交流溝通、團隊合作的宗旨，擬把電子電路實踐課程體系劃分為5個模塊20多個實驗項目構成，如圖1所示，每個實驗明確局部目標，每個模塊完成階段目標，可配合理論教學，在二年級分階段性實施教學。實現課程內多知識點融合、跨課程知識體系融合、已學與拓展知識融合與課外研學融合的實踐。使學生盡早綜合運用知識，盡早接觸工程實際，盡早開展探索研究，向前覆蓋已學知識，向后拓展未學知識。
1.2 進行實驗項目內容的改革
項目內容要突出工程背景、方法多樣、綜合應用及研究探索。對學有余力的學生引導其嘗試運用電子新技術。
選擇具有生活和工程背景的內容，讓學生在體驗“學有所用”的樂趣中，激發興趣這一原始動力。著重選擇實現方法具有多樣性，實驗結果具有變化和不確定性，展示科學研究的研究和探索性，盡量設計少有現成方案借鑒的項目。
課程內開展設計性實驗項目的研究，盡量做到從點到面，分層次地擴大知識面覆蓋率。課程之間開展綜合性實驗項目的研究，在模擬電路、數字電路課程都學完后進行綜合電路設計，可以融合模擬電路、數字電路、FPGA、多門課程的知識與技術方法，實現跨課程知識融合，最后完成從單元到系統的綜合。
研究項目既然融合了已學的模擬電路或數字電路等知識，則更需要自學FPGA、PSOC、單片機等拓展技術，實現已有知識與拓展知識融合。電子電路可在咫尺之間產生千變萬化，鼓勵學生學習電子的新器件、新技術與新方法，借助于日臻完善的電子電路及系統設計與實現的軟硬件結合的平臺，激發學生的想象力和創造力，保持課程內容體系的先進性。
課程團隊可以組織指導創新大賽、飛思卡爾大賽、電子設計競賽等課外研學活動，完成理論到工程認知的轉變和創新。
1.3 實驗項目考核要求的竌母？通過綜合設計性、工程實踐性、研究探索性實驗項目的實踐過程，考察學生在觀察分析、設計構思、項目計劃、組織管理、工程實現、總結表達等方面的綜合能力，激勵實踐過程中表現出的思維、應變、研究探索、團隊合作等綜合素質。
考核學生運用基本理論進行項目需求分析的能力，如電路方案的合理性；理論計算和仿真結果是否合理；實驗表格是否完整等。
督促學生建立實踐的觀念，電子電路與系統設計不能紙上談兵，解決好原理—仿真—硬件實現的關系，即考核學生的動手能力，如硬件電路布局是否清晰，連線是否整齊，是否預留測試接口；儀器使用是否熟練、操作是否規范，功能與性能指標的完成程度、完成時長等。
考核學生對項目各功能構思的技巧性、自主思考與獨立解決問題的能力。中學語文論文
考核參數測試方案的合理性（包括各關鍵點的波形及實測數據）。完成設計的基本要求或提高要求程度如何，實驗原始數據必須當堂找老師進行現場驗收并登記，以保證考核的公正和嚴謹性。
通過驗收作品，演講答辯、交流總結等，考核學生實驗總結表達、應變、研究探索及團隊合作等方面的綜合能力。
1.4 實踐模式的改革
教師可以采用多樣化教學形式、層次化任務驅動、過程化考核激勵，引導學生關注實踐過程，做精做透每一個實驗。如專題講座、技術展示、案例分析、主題討論、方案論證、質疑講評等方法教學，鼓勵學生自主選擇任務要求、自主設計方案進程、自主構建實驗平臺、自主展示實踐成果，實現學生自主研學、創新實踐過程。
1.5 綜合優化實踐環境的建設
統籌布局，集成打造建成多學科交融、軟硬件一體、資源豐富、配置合理、充分開放的先進實驗教學環境，滿足學生學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。
2 課題研究需解決的關鍵問題
課題研究需解決的關鍵問題是精心設計一整套實驗內容、教學模式與考核方式。最重要的是，它應滲透著實驗教學改革的理念，相對做到科學性、基礎性與先進性的有機融合，具有較好的實用性和適用性，對綜合培養學生知識、能力和素質有較顯著效果，有示范性。其中設計的案例應具備的教學思想如下。
2.1 科學性
（1）案例要體現實驗的科學研究目的與實際應用背景。（2）案例是精心設計的。（3）教學內容與要求的定位切合學生實際，服務于培養目標。（4）案例經過教學檢驗證明可行。
2.2 基礎性
（1）突出經典的基本概念、基本方法和基本電路。（2）應始于基礎，循序漸進地提升要求。不能講創新就忽視經典基礎內容，創新始于基礎。（3）要掌握好涉及基本概念、理論和方法的基礎單元電路實驗，應有指標性要求，訓練測量操作與結果分析的規范方法。（4）能激勵學生對經典實驗對象進行適度的探究。
2.3 先進性
（1）反映新技術和教學改革的可行成果。這是開展人才培養模式改革的具體成果。（2）合理地運用了新技術手段。實驗內容反映并運用新技術，實驗手段與時俱進，實驗教學以多種方式輔助開展。（3）強調實驗方法。強化實驗過程中的方案比較、定性與定量分析。（4）采用多元考核。注重實驗過程與效果，有不同于傳統方式的、客觀量化的多元考核方式。
2.4 實用性
（1）應該配合學校辦學定位和人才培養目標。（2）在綜合培養學生的知識、能力和素質上具有可操作性，能體現學科專業培養特色。（3）實驗系統與裝置應實用、完整、正確，是優質實驗教學資源的具體展現。
2.5 互動性
（1）強調師生之間的互動性、交流的生動性，以拓展知識、引發思考。（2）促使學生之間開展探討、合作，在智力與非智力素質培養上能取得一定育人效果。
2.6 適用性
（1）具備分等級的評價系統，能夠提供不同定位的需求。（2）采用模塊分層結構，適于不同專業、不同層次要求的實驗教學需求。（3）具有相應的分級評價標準，考核適用性較強。
2.7 強調特色
（1）案例是精心設計的，培養目標是明確的，能夠實現具體教學目的之達成。（2）案例設計應服務于該校人才培養目標的定位，照搬未必適合該校實際，要有所創新。（3）案例應反映專業培養側重，有自身特色。
3 結語
對電子技術實踐課程的實訓項目內容進行改革和探索，是針對新世紀能力型人才培養的需要， 著力提升學生的工程素養，著力培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力，引導學生了解電路系統在生活和工程實際中的應用，體驗電路功能實現方法的多樣性及根據工程需求進行技術方案選擇的過程。使學生盡早綜合運用知識、盡早接觸工程實際，熟悉工程實踐中應用必要的技術和現代化工具的方法。鼓勵學生站在基礎、面向未來，關注電子新技術發展，盡早開展探索研究。
參考文獻
[1] 候艷紅.電路分析課程教學設計的研究與實踐[J].考試周刊，2015（81）：104，170.
和電路、電磁場、電磁波、信號和系統模塊不同的是線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊除了是子信息工程教育中重要基礎課，還是一門應用性很強的技術學科。無論是線性、非線性電子電路課程還是數字邏樣電路模塊都包含著豐富的基本內容。線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程參考學時較多，在一百五十到一百六十之間，數學邏輯電路課程參考學時在七十到八十之間。
二、計算機科學與工程模塊
現在計算機成為大家普遍使用的工具，計算機科學也被廣大的人民所接受，并得到了廣泛的應用，所以現在計算機系列課程成為電子信息工程技術教育的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定，它包括9個領域、3個進程、12個基本概念，基本內容有計算機網絡、編程語言和基本算法、計算機原理與體系結構等。
三、試驗教學課程體系的初步構想
1.宏觀體系的把握—體系結構圖大學生步入社會總要開啟自己的工作之路，公司看中能力多過于學歷，為了幫助更多的大學生在畢業時找到更理想的工作，在學校開設鍛煉學生動手能力等的試驗性課程是很有必要的。根據現有課程開設存在的弊端和學生工程設計能力的培養目標，我們可以將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門新的學科，內容可以包含整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。2.微觀世界的分析—各試驗模塊詳細說明我們可以將實驗模塊分成課程設計性質的電路綜合實驗、綜合專題實習、計算機能力訓練三個模塊。在第一個模塊中，電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置，檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目可以設置包括多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源等，實驗最合適的階段應該是安排在大學三年級在學生有一定的理論基礎的前提下，學時可以控制在六十到七十的范圍內；第二個模塊—綜合專題實習。在這個模塊結束時，學生應該在方案論證、工程計算、撰寫論文等方面有一定的提高。像學生在實習中遇到的電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試等都可以當作綜合專題實習的經典案例，供學生相互之間學習探討。綜合專題實習進行的場所較多，校內、工廠等都可以開展，實習時間可以控制在一個月左右；第三個模塊，計算機能力訓練。具體可以包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計等，整個課程的安排可以由易到難，先將計算機操作訓練安排在前面，計算機編程訓練在前者的基礎上開展。在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。
四、結語
