利用EWB的数字电路设计

1、利用EWB的数字电路设计j教孛技术五软件设计与开发利用EWB的数字电路设计熊婷婷(合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥23(oo9)摘要:利用EwB仿真软件对数字电路进行设计,采用虚拟手法实现电路连接及实验,得出实验结论,4-#-电路设计更加简单,实验结果更加真实可信.关键词:数字电路设计EWB虚拟仿真中图分类号:TP391.9文献标识码:A文章编号:10079416(2011)09014702数字电路是以数字信号为研究对象的电子电路.现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成,在对数字电路进行设计时,由于所使用到的半导体数字集成器件的易损坏性,数字电路在设计的实验阶段,往往不能

2、得出准确的结论,而影响设计的结果.对此,我们利用仿真软件,将数字电路设计用电脑模拟,得出结果,减少器件损耗,同时减小误差.1,仿真软件的选择仿真软件是专门用于仿真的计算机软件,它利用计算机,模拟真实的实验环境,得到实验所无法达到的小误差结论.我们现在常用的仿真软件种类非常多,有EWB,MATLAB,Multisim,SPICE/PSPICE等等,均能达到很好的仿真目的.EWB,全称为ELECTR0NICSWORKBENCHEDA,是交互图像技术在九十年代初推出的EDA软件,用于模拟电路和数字电路的混合仿真,利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形.EWB是一款小巧,但是仿真功能十分强大的软

3、件.相对于其它仿真软件,EWB更适合于简单的电路设计及实验结果仿真,并且易于学会.2,EWB仿真软件的优点EWB仿真软件可完成数字电路及模拟电路的仿真工作,它提供了完善的电路元件库,能够真实地得出实验结果,具有较高的可靠性.EwB仿真软件相对于电子元件实物使用及电路搭建,具有以下优点:(1)EWB有完整的元件库,对于电路设计涉及到的元件均可迅速找到,为电路设计实验节省大量时间;(2)EWB元件各个引脚均有直观的注释,对于刚接触该元件的人不会因为各引脚不熟悉而导致电路搭错;(3)由于是虚拟仿真,若出现电路设计问题,在接通电源后,不会出现元件损坏等现象.同时,元件不会受到温度,湿度等外界环境影响.

4、特别是集成电路芯片,温度变化影响十分明显,使用仿真软件就不存在此问题.3,数字电路设计举例3.1数字显示计数器利用EWB仿真软件,我们可以做成一个较为简单的数字显示计数器.采用74LS48和74I$290,将计数过程完整显示在半导体数码管上,直观地还原了计数的整个过程,得到8421十进制计数显示.电路如图1所示.图1数字显示计数器由于使用仿真软件,函数信号发生器的信号设置非常方便,我们使用占空比为50”/.的方波,输出频率设定为1Hz,以便于最终的结果观察.图2函数信号发生器参数3.2道路交通灯定时系统在较大型的数字电路设计中,一般不直接进行电路的实物实验,而是使用仿真软件先完成电路的设计工作

5、.以道路交通灯定时系统设计为例,交通灯定时系统即是要十字交叉路口红绿灯交替闪烁,同时在绿灯变红灯之间加上黄灯过渡,以达到有效地调控交通的目的.设计流程如图所示:图3流程图软件设计与开发用TY$IITL分别表示绿灯变黄灯的信号及红灯变绿灯的信号,由555定时器组成30S循环,在25S时输出切换信号TY=1,在30s时输,qlTL=1,如此构成个定时器的输出部分.如图所示.图4定时器电路接下来,由TL,TY提供给控制器信号,在使其在rrfJ时刻进行红灯到绿灯的切换,在TY时刻进行绿灯到黄灯的切换.控制器将在不同的时刻输出Y(OO)Y(11)共四种状态,来对信号灯6种状态(甲红灯亮,甲绿灯亮,甲黄灯

6、亮,乙红灯亮,乙绿灯亮,乙黄灯亮)进行控制.Y(00)Y(11)四种状态之间的转换方式见表1.表1状态转换输入输出现态状态转换条件次态Q.”TITYQ.Q00O00(保持)000001(转换)0l0l00(保持)010ll0(转换)11ll00(保持)11l101(转换)l01000(保持)1010l0(转换)00可见在TY一1时,Q0将变换状态;在TL=I时,Ql将变换状态.将Q0和Ql的输出状态转换到信号灯的工作状态上,可得到十字路口共六个信号灯的明暗情况.如表2所示.表2信号灯工作状态Q1QnAGAYARBGBYBR0010000l010l0001l100l10010001010由此,可

7、以得出交通灯定时系统的工作过程.利用EWB可以很清晰的将电路连接,并仿真出实验的结果.4,结语从数字电路设计的过程来看,当电路图被设计出来后,在没有确保电路确实可用的情况下,利用EWB可对电路中每一部分进行虚拟仿真,便于找出电路设计中存在的不足及需要修改的地方,做到实物实验所不具备的快速性,可靠性和低损耗性,降低误差,达到提高实验效率的目的.参考文献1郝波.电子技术基础数字电子技术H.西安电子科技大学出版社,2007.8.2薛鹏骞.电子与通信电路计算机仿真EWB虚拟实验室M.煤炭工业出版社,2003.2.3江涛.交通灯控制器的EWB仿真J.毕节学院,2006.04.上接第146页对于该地区,由

8、系统绘制的平均高程变化曲线如图6所示.由图可以看出,奉贤区的滩涂平均高程处在不断下降的过程中.尤其是Z.9o年代后,冲刷的速度有所加快.而到了2O年后,由于采取了一定的工程促淤措施,滩涂冲刷有所减缓,平均高程曲线基本呈水平演变过程.图6奉贤区滩涂某处平均高程变化通过以上的分析,相关管理人员可以很好的掌握该区域的情况,为日常的管理工作提供决策支持的依据.4,结语海塘滩涂工信息管理系统是实现海塘滩涂工程建设和管理现代化,规范化的重要非工程手段.结合海塘滩涂工程建设和日常业务管理,开发了集空间信息管理和滩涂地形分析功能于一体的系统的海塘滩涂工程建设和管理系统,并利用本系统进行了实际的业务应用,取得了较好的效果.该系统是基于GIS,以海塘,滩涂行业相关联的各类空间地理信息和屙胜数据为基础,在地理信息系统的平台上,实现对所有信息数据的收集,储存,管理,查询,统计,分析和输出.该系统运行稳定,操作方便,大大提高了管理工作的水平和效率,为上海奉贤区防汛减灾,促於圈围,岸线规划,滩涂资源合理开发利用提供科学的依据和手段.参考文献1张行南,夏达忠.聊城市防汛抗旱信息管理系统J.东北水利