新余市中考满分作文-20081550何德秀开题报告.doc

天津理工大学中环信息学院本科毕业设计开题报告届：2012 系别：电子信息工程 专业：电子信息科学与技术毕业设计题目一种数字电路（数值比较器）宏模型设计学生姓名何德秀学号20081550指导教师赵刚职称副教授一、课题的意义Pspice程序常用于模拟电路和数字电路的分析，如果分析门电路，只能使用门电路的器件级模型，然而器件级模型含有大量晶体管，而且网络结构比较复杂，因此运行速度慢，占用内存多，所以,本课题是采用一种建立数字门电路宏模型的方法，利用该方法建立的门电路宏模型以对门电路，以及由门电路构成的数字电路进行逻辑仿真，再通过Pspice软件进行电子电路的仿真，对电路进行分析。门电路宏模型，完全采用构造法建立，模型结构简单，仿真速度快，占用内存少，不含有源器件，电路结构十分简单，只含有电阻和受控源等优点。适当地利用Pspice程序中含有的非线性受控源，是构造模型并使之大为简化的关键。二、国内外发展状况用于模拟电路仿真（SPICE：Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）的软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成。主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。PSPICE则是由美国Microsim公司在Spice 2.0版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本。其中，采用自由格式语言的5.0版本自20世纪80年代以来在我国得到广泛的应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年，著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并，自此Microsim公司的Pspice产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。三、研究内容1.Pspice程序的了解与使用Pspice软件是一个多功能的电路模拟试验平台，Pspice软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有快速、准确的仿真能力。其主要优点有：1）图形界面友好，易学易用，操作简单。2）实用性强，仿真效果好。3）功能强大，集成度高。 另外，用户还可以对仿真结果窗口进行编辑，如添加窗口、修改坐标、叠加图形等，还具有保存和打印图形的功能，这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快捷、简便的方法。因此，Windows版本的Pspice更优于Dos版本的Pspice，它不但可以输入原理图方式，而且也可以输入文本方式，因此它不失为电子工程师的好帮手。2 是与和非的转换 基本的逻辑运算1）逻辑加 P=A+B 逻辑加的意义是A或者B只要一个为1，则函数值P就为1。 2）逻辑乘 P=AB 逻辑与的意义为只有A和B都为1时，函数值才为1。3）逻辑非 P=逻辑非的意义为函数值为输入变量的反。3 复合逻辑运算1） 与非逻辑 与非逻辑是与逻辑运算和非逻辑运算的复合，它是将输入变量先进行与运算，然后再进行非运算。表达式为 P=。2) 或非逻辑 或非逻辑是或逻辑运算和非逻辑运算的复合，它是先将输入变量先进行或运算，然后再进行非运算。表达式为P=。 3) 与或非逻辑 与或非逻辑是与逻辑和或非逻辑运算的复合，它是先将输入变量A，B以及C，D进行与运算，然后再进行或非运算。表达式为 P=。 4) 同或逻辑 记为P=+AB 只有当两个输入变量A，B的数值相同时，输出才为1。否则P为0。 5) 异或逻辑 记为P=+B 只有当两个输入变量A，B的取值相异时，输出才为1，否则P为0。4 三个规则1） 代入规则任何一个含有变量A的等式，如果将所有出现变量A的地方都代之以一个逻辑函数F，则等式仍然成立。2） 反演规则设F是一个逻辑函数表达式，如果将F中所有的“”换为“+”，所有“+”换为“”；所有的常量0换为常量1，所有的常量1换为常量0，所有的原变量换为反变量，所有的反变量换为原变量，这样所得到新的函数式就是。称为原函数F的反函数。 3）对偶规则 设F是一个逻辑函数表达式，如果将F中所有的“”换为“+”，所有的“+”换为“”；所有常量0换为常量1，所有常量1换为常量0；则得到一个新的函数表达式F*。F*称F的对偶式。常用公式：1）AB+ =A 2）A+AB=A 3）A+B=A+B4）AB+C+BC=AB+ 5）AB+C=（A+C）（+B）3复合逻辑运算2） 与非逻辑 与非逻辑是与逻辑运算和非逻辑运算的复合，它是将输入变量先进行与运1)3. 建立数值比较器的电路宏模型及表达式 能实现译码操作的电路称为译码器。译码是编码的反过程，即把特定信号或对象的代码“编译”出来的过程叫译码。 二进制码译码器又名最小项译码器，现取一位译码器。其中n为二进制码的位数，就是输入变量的位数N=2 n，其中N是输出量的数目或全部最小项的数目。因为最小项取值的性质是对于一种二进制码的输入，只有一个最小项为“1”，其余N-1个最小项均为“0”。以下图译码器为例译码器当输入为2位二进制数A1，A0，则输出有4个，分别对应输入的4种组合；另设有控制端SA，和，只有当SA=1，=0时，译码器工作；，否则，译码器不实现译码，即不管译码输入A1，A0为何值，4个译码输出均为高电平。4 逻辑函数的简化1）公式化简法2）卡诺图法逻辑函数的系统简化法3）求出函数的全部主要项4）选出函数的必要项5）选择主要项，使它与必要项一起包含给定函数的全部最小项，建立函数的最简表达式。四、研究方法 采用一种建立数字门电路宏摸型的方法，利用该方法建立的门电路宏模型以对门电路，以及由门电路构成的数字电路进行逻辑仿真。再通过Pspice软件进行电子电路的仿真对电路进行分析。五、研究手段将宏模型的逻辑关系编译成程序语言输入到Pspice软件中1) 设置各种元器件的属性2) 编辑连接各个元器件，形成电路图3) 设置要模拟的内容，比如直流扫描，交流扫描及瞬态分析4) 执行模拟六、研究步骤1) 初定电路设计方案2) 建立电路输入作业文件，进行与或非转换3) 建立比较器的电路宏模型及表达式4) 运行PSPICE仿真程序5) 输入并观察仿真运行结果分析讨论运行结果一.课题的意义Pspice程序可以用于模拟电路和数字电路的分析，如果分析门电路，只能使用门电路的器件级模型，然而器件级模型含有大量晶体管，而且网络结构比较复杂，因此运算速度慢，占用内存多所以本课题是采用一种建立数字门电路宏摸型的方法，利用该方法建立的门电路宏模型以对门电路，以及由门电路构成的数字电路进行逻辑仿真。再通过Pspice软件进行电子电路的仿真对电路进行分析。门电路宏模型，完全采用构造法建立，不含有源器件，模型结构简单，仿真速度快，占用内存步，电路结构十分简单，只含有电阻和受控源等优点适当地利用Pspice程序中含有的非线性受控源，是构造模型并使之大为简化的关键二.国内外发展状况用于模拟电路仿真(SPICE：Simulation Program withIntegrated Circuit Emphasis)的软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成 主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。PSPICE则是由美国Microsim公司在S PICE 2 G版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本其中采用自由格式语言的50版本自20世纪80年代以来在我国得到广泛的应用并且从60版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim 公司正式合并， 自此Microsim 公司的PSPICE 产品正式并人ORCAD公司的商业EDA系统中。 三. 研究内容1. Pspice 程序的了解与使用 Pspice软件是一个多功能的电路模拟试验平台,Pspice软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有快速、准确的仿真能力。其主要优点有：(1） 图形界面友好，易学易用，操作简单 (2） 实用性强，仿真效果好 (3） 功能强大，集成度高。仿真对电路进行分析。5 逻辑函数的简化1）公式化简法2）卡诺图法逻辑函数的系统简化法1）求出函数的全部主要项2）选出函数的必要项3）选择主要项，使它与必要项一起包含给定函数的全部最小项，建立函数的最简表达式。6 建立译码器的电路宏模型及表达式 能实现译码操作的电路称为译码器。译码是编码的反过程，即把特定信号或对象的代码“编译”出来的过程叫译码。 二进制码译码器又名最小项译码器，现取一位译码器。其中n为二进制码的位数，就是输入变量的位数N=2 n，其中N是输出量的数目或全部最小项的数目。因为最小项取值的性质是对于一种二进制码的输入，只有一个最小项为“1”，其余N-1个最小项均为“0”。以下图译码器为例译码器当输入为2位二进制数A1，A0，则输出有4个，分别对应输入的4种组合；另设有控制端SA，和，只有当SA=1，=0时，译码器工作；，否则，译码器不实现译码，即不管译码输入A1，A0为何值，4个译码输出均为高电平。7 结果分析利用PROBE或表单输出文件，分析仿真结果。四. 研究方法本课题是采用一种建立数字门电路宏摸型的方法，利用该方法建立的门电路宏模型以对门电路，以及由门电路构成的数字电路进行逻辑仿真。再通过Pspice软件进行电子电路的仿真对电路进行分析。五. 研究手段将宏模型的逻辑关系编译成程序语言输入到Pspice软件中。1）设置各种元器件的属性。2）编辑连接各个元器件，形成电路图。3）设置要模拟的内容，比如直流扫描，交流扫描及瞬态分析。4）执行模拟。6）分析讨论运行结果。六. 研究步骤 1）初定电路设计方案2）进行与或非转换 3）建立译码器的电路宏模型及表达式4）建立电路输入作业文件， 5）运行Pspice仿真程序6）分析讨论运行结果七、参考文献1数字信号处理. 丁玉美编，西安电子科技大学出版社 2数字信号处理，程佩清编，清华大学出版社，19993 模拟电子技术基础. 童师白编，华成英.高等教育出版社，20014电子线路实践. 王尧主编， 东南大学出版社, 20115数字信号处理. 王世一编，北京理工大学出版社，20066信号与线性系统的分析. 吴大正编， 高等教育出版社, 20057锁相环与频率合成. 张冠百编,电