数字集成电路设计范文1
关键词：数字集成；放大器；整体电路
本文主要介绍的设计思路，是以运用TDA7481为主进行设计的思路。使用这种芯片为核心，可以在多种模式下做到对电路的自由切换，大大提升了整机的实用性。而且，这套设计采用的是数字轻触式的按键控制系统，可以更加轻松地实现对音量的控制，这种设计相比于传统的按键设计而言，不仅可以方便操作，而且能够大大增加机器的使用寿命。另外，这种设计比传统的设计输出功率更高，传出的声音也不容易失真，成为很多音响制造企业应用的首选。正是因为如此，本文才会选用这样的设计进行介绍。
1.音频功率放大器的发展历程以及研究的目的与意义
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，最近的几十年以来,随着无数科学工作者的不懈努力，功率放大器无论是线路技术还是元器件，甚至于人们的思想认识都有了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程,我们可以很清楚地发现,音频功率放大器的发展与电子技术的发展是紧密联系的。正如电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路的发展历程一样，音频功率放大器也经历了类似的发展过程。从最初的电子管放大器，到现在的数字集成放大器，音频功率放大器正在一步步走向成熟。在现今，数字集成功率播放器已经成为了一种越来越主流的发展趋势，这种功率放大器以其较高的输出效率、较好的声音保真效果，正在受到更多人的青睐与肯定。长期以来,高品质的音频放大器的按照工作类别进行划分,只有A类和AB类两种。造成这种现象的主要原因就是，一直以来，功率放大器的元器件都是以电子管为主,在这种情况下，单纯的B类功率放大器的播放效果会严重失真，难以被人们所接受。而只有A类功率放大器能有效保障声音的真实性。现在，随着科技的发展，以数字集成方式进行工作的功率放大器开始出现，这种新型的功率放大器以输出的功率大、效率高、生意失真小等优势一跃成为音响制造企业的新宠儿。然而对于我国的企业来说，这项新技术我们还知之甚少，相关的研究工作困难重重。虽然一些科研团队已经取得了不错的成绩，但是这还远远不够。只有真正了解了数值集成功率放大器的整体电路设计，才能在之后的设计工作中事半功倍，真正生产出属于我们自己的数字集成功率放大器。
2.数字集成功率放大器整体电路的设计理念
本文所要介绍的数字集成功率放大器采用以TDA7481芯片为核心的设计理念，主要由数字音量控制器、音频选择集合而成的D类功率放大器。具体的设计可以分为三个部分进行介绍，即输入切换部分、音量调整部分以及功率放大器部分。采用这样的设计，功率放大器的输出效率可以达到80%以上，真正实现对音频的高清播放。
3.输入切换部分的设计
3.1设计原理
在该设计中，输入切换部分采用的是TC9052P的电路。在电路中设置了五个连接端口，并分别用五个数字轻触式按键进行控制。届时通过操作这五个按键就可以对即将输入的五组音频信号进行控制与调整，使音频播放更加真实与优美。而每个按键上方都会有一个LED指示灯，可以时刻提醒操作者那个端口已经输入了信号，那个端口没有输入信号。这里需要注意的是，当操作者同时输入多组信号的时候，该系统只能选择支持一种信号。这样就可以避免因为操作者的疏忽造成混乱。
3.2相关电路的使用说明
TC9152P的立体声线路开关具有五个功能，对于单、双电源都具有良好的适应性。一般情况下，功放器的运行电压在7.5～30V之间，而本文所介绍的设计则主要使用于运行电压在12V左右的电路。在该设计中，两个主要引脚将分别接在+12V与-12V的端口，两个引脚分别连接左右声道的输出端。另外还有两组一共十个引脚分别对应五个按键的左右声道输入端。还要有五个引脚分别负责对五个按键的开关控制。而当任意按键的开关处于闭合状态时，另外四个按键的开关将会自动跳开。
4.数字音量控制部分的设计
4.1电路的使用说明
在这一部分的电路中，分别有两个引脚作为信号的输入端口，两个引脚作为控制之后的音量输出端口。还要有两个引脚分别接入正负直流电压，两个引脚为音量的控制端口，在预留几个引脚接地，这个电路就基本完成了。
4.2元件的参数与电路屏蔽
这一部分的各个元件的参数如下：输入电流1mA到3mA。输入电压9V，电容4.7u。一般情况下，电路的工作环境中很难真正做到排除电磁干扰，一旦这些干扰正常信号的电磁波进入电路，经过放大器地层层放大，就会形成一个非常大的干扰电压，具体表现在音频的输出中，就是一个突如其来的尖锐噪音，严重影响音频播放的质量。在这样的情况下，功率放大器中必须采用电路屏蔽措施以杜绝干扰。一般情况下经常采用的电路屏蔽措施主要有静电屏蔽与磁场屏蔽两种，屏蔽结构所用的材料多数采取比较导电的铜或者铝制作成的薄板，在实际的工作中，这样的薄板主要起到的是屏蔽罩的作用，从而隔绝干扰源，将其进行妥善的接地处理。
5.功率放大器部分的设计
对于本次设计来说，其真正的核心是功率放大器，其他的部分最终都是要为功率放大器来服务的。由于数字集成功率放大器具有无可比拟的优势，因此对于其设计指标必须严格要求。其综合的设计指标必须高出政绩效率的80%以上想要完成如此之高的指标，采用TDA7481作为功率放大的核心部件是一个不错的选择。然而由于TDA7481只是一款单声道的放大器，因此在整体电路的设计中必须同时用到两块同样的TDA7481，这样才能实现单双声道的自由切换，保障功率放大器与音响设备整体的质量。
6.总结
对于音响设备制造企业来说，开发出数字集成功率放大器对提高企业的竞争力，获得更大的收益是一个非常有效的途径。然而至今我国不少企业的研发团队依然不得其门而入，导致这一部分的设备长期以来进口。为改变这一状况，本文对数字集成功率放大器的整体设计思路进行了简单的介绍，希望能对相关企业有所帮助。
参考文献
[1]潘文光,于云丰,马成炎,叶甜春.一种增益可控音频前置放大器电路的设计[J].微电子学,2010,02:186-189.
数字集成电路设计范文2
关键词：数字逻辑电路；芯片驱动编写；实践教学
一、引言
数字逻辑电路是计算机专业的一门基础课，其教学目标包括数字信号的概念，组合逻辑电路和时序逻辑电路，常用的数字集成芯片，数字电路设计流程及应用。传统的数字逻辑电路实践教学一般采用传统的验证性实验[1-2]。为了提高学生的学习兴趣和动手能力，基于数字模块的综合设计[3]将抽象的数字逻辑模块与具体应用联系起来，对学过的电路模块通过仿真实现出来。基于硬件描述语言的数字集成电路前端设计法[4-5]将硬件描述语言引入进来，用硬件语言行为描述法描述。这些实践教学方法取得了一定的成效，一定程度上提高了教学效果。但针对计算机专业的同学来说，更注重的是数字集成芯片将来的应用，特别是数字集成电路驱动的编写和应用，如何将数字逻辑电路驱动的编写嵌入到数字逻辑电路时间教学中，并通过时序控制使得数字集成芯片工作起来是数字逻辑电路教学的一个重要任务。
本文提出以驱动编写为导向的数字逻辑电路实践教学，针对数字逻辑电路常用组合逻辑模块，如编码器和译码器模块、数据选择和分配器模块、串并并串转换等模块进行分析，通过微控制单元（MCU）对其时序进行控制，实现集成数字芯片的驱动；针对常用时序逻辑模块，如计数器模块，寄存器模块，通过MCU收发信号，实现相关集成数字模块的驱动。这种实践教学方式不仅提高了学生的学习兴趣，加深了对数字逻辑模块的理解，掌握相关硬件编程方法，而且对嵌入式开发过程有了一定的了解，为后续学习打下基础。教学结果表明以驱动为导向的实践教学较大程度的提高了数字逻辑电路的教学效果。
二、以驱动编写为导向的数字集成电路实践教学的教学设计
针对数字逻辑电路涉及的基本教学模块，根据数字逻辑电路教学的经验，在教学中设计了三个部分的实践教学：针对组合逻辑电路部分的实践，针对时序逻辑电路部分的实践安排和综合实践教学安排。
针对组合逻辑电路涉及的数字集成电路芯片，设计了以下相关模块：集成双全加器74LS183/C661的连线及驱动、4位集成数值比较器74LS85/C663的连线及驱动、8线-3线优先编码器74LS148、集成3-8译码器74LS138、电平驱动显示译码器74LS48、集成4选1选择器74LS151、1路4路数据分配器74LS139。
针对时序逻辑电路涉及的数字集成电路芯片，设计了以下相关模块：集成4位二进制同步加法计数器74161的连线方式及驱动实现、集成十进制同步加法计数器74160、8位单向集成移位寄存器74164、4位双向移位寄存器74LS194的连线及驱动实现、串并转换芯片74HC595和并串转换芯片74HC165的驱动的实现。
综合实践安排包括常用组合和时序逻辑模块组成的综合系统，本部分安排了两个小系统的实现：数字时钟的设计和实现和六路抢答器的设计和实现。
数字时钟利用基本数字电路制作小时电子钟，显示时分秒，其电路包括24进制计数器，60进制计数器，译码电路和显示电路模块。
六路抢答器利用数字电路设计抢答器，它允许8路参加，用LED小灯显示抢答结果，利用清除键对LED小灯灭灯。此电路包括门控电路、开关控制电路、数据锁存电路、8-3优先编码模块，案件输入模块、显示模块。
本实践教学穿插在理论课上和课后进行，在学习每部分数字模块基础上，对相关模块的应用环境和作用作以介绍，给出相应的原理图及时序控制原理介绍。这部分的教学要求学生进行预习，在时间教学课堂前，以报告形式完成硬件电路设计及相关关键代码设计，循序渐进，在实践教学时进行调试，并利用互动教学来验证、巩固教学内容。
三、数字集成电路芯片驱动编写--以串并转换集成芯片74HC595为例
数字集成电路芯片驱动编写的实质即对该芯片工作时序的控制。本小节为串并74HC595并串集成芯片为例，说明集成电路芯片驱动的编写方法。
74HC595是将串行信号转成并行数据信号的数字集成芯片，为了实现串并转换，它具有一个串行输入口，通过内部8位移位寄存器经过8个时钟周期将8个1位的串行信号转换成一个8位的并行信号，通过其内部8位缓冲寄存器及一个具有三态输出的移位寄存器将并行数据送出。为了让74HC595实现串并转换，必须根据其工作时序给出正确的控制信号。其工作时序图在图1中给出，该结构串行数据的输入和并行数据的输出分别用不同的时钟控制，分别为SCK和LCK，[Q0→Q7]并行输出端，[Q7']串行数据输出。
如时序图所示，其基本时序运行如下：在输入时钟SCK的上升沿控制下，8位串行数据从SDI送入，8个周期后，该8位数据被送入到74HC595的缓冲区；接着在输出时钟LCK的控制下，将8位并行数据从输出端Q0-Q7送出。并行数据输出在时钟信号LCK控制下，一个时钟上升沿便可完成输出。8位串行数据num1转成并行数据的关键时序代码为：for （j=0；j<8；j++） {CY=num1&0x01；num1=num1>>1；ds=CY；SCK=1； SCK=0； }
四、小结
本文提出以驱动编写为导向的数字电路的实践教学方法，并应用到数字电路实践教学中，学生反映较好。以驱动编写为导向进行数字电路的实践教学将抽象概念具体化，使学生认识到数字模块的作用和其应用场合，并利用proteus仿真软件进行仿真，增加了学生的学生兴趣。通过综合系统的实现，提高了学生的动手能力，并提高了学生利用C语言进行硬件编程的编程能力，为后续相关硬件课程的学习及从事数字集成电路的工作打下基础。
参考文献
[1]王尔中，庞涛，李鹏，郑丹，Multisim和Proteus仿真在数字电路课程教学中的应用，实验技术与管理，30（3）：78-81.2013.
[2]唐凯，吴伟力，集成电路设计课程实验内容的探索，集美大学学报， 2013，14（3）：121-124.
[4]陈海进，硬件描述语言与数字集成电路课程教学，2003，2（3）：60-62.
[5]夏少波，荣丽丽，陈兆庆，数字集成电路试验教学探讨，山东电大学报，2008，4：39-40.
数字集成电路设计范文3
1.引言
《数字电子技术》是高等学校通信工程、电子信息工程、自动化、电气工程及自动化等专业的重要专业基础课程[1]。随着数字应用电子技术、数字系统的高速发展，以FPGA (Field Programmable Gate Array)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)为代表的大规模可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)的广泛应用，使传统“板上数字系统”被“片上数字系统”替代[2]。为适应数字电子技术的发展趋势，对传统《数字电子技术》教材内容进行了改革，在教材内容的安排和例题选用上，立足于应用型人才培养，以现代信息技术为依托，注重理论联系实际，取得较好的应用效果。
2.教材改革的基本思路
随着数字电子技术的快速发展，如何处理数字电子技术的经典内容与现代内容、传统分析设计方法与现代分析设计方法之间的关系，是教材内容改革的重点。教材以“基础知识器件原理器件应用器件仿真系统构建系统仿真”为主线，构建数字系统的知识框架。在教材内容组织上，将数字电子技术和数字系统有关知识融为一体，系统介绍数字电子技术与数字系统的基本分析方法和设计方法;在教材内容编写上，以培养学生的应用能力和实践能力为目的，采用案例式或项目式编写思路，将理论知识和实际应用相结合，把突出知识的应用性和实践性作为主要方向，做到理论和实践并重，既强调理论基础，又突出应用性。对于集成电路注重逻辑功能和使用方法介绍，增加EDA (Electronic Design Automation)技术基础知识[3]，利用Multisim 软件对部分电路进行功能仿真，并介绍VHDL语言、QuartusⅡ软件的基本使用方法，利用VHDL语言设计部分数字电路，利用QuartusⅡ软件进行仿真分析，适应现代电子技术飞速发展和应用的需要。
3.教材的主要特点
3.1 教材内容组织
按照教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会对《数字电子技术基础》课程教学的基本要求，对《数字电子技术》教材内容进行重新组织，将教材内容分为十章[4]。第一章介绍逻辑代数的基础知识，主要包括各种数制、常用的编码规则、逻辑代数的基本定理、逻辑函数的表示方法和化简方法等。第二章介绍EDA技术的基础知识，包括Multisim、VHDL语言、QuartusⅡ的基础知识。第三章介绍分立门电路、集成门电路和可编程逻辑器件的特点，并介绍利用VHDL语言设计门电路的方法。第四章首先介绍组合逻辑电路的基础知识，然后讲解组合逻辑电路的应用，最后利用Multisim对组合逻辑电路进行功能仿真和设计分析，并介绍组合逻辑电路的VHDL语言设计方法。第五章介绍各种触发器的功能和应用，并利用Multisim对触发器进行功能仿真，介绍触发器的VHDL语言设计方法。第六章介绍时序逻辑电路的分析方法和设计方法，介绍常用时序逻辑电路的功能和应用，并分别利用VHDL语言和Multisim进行功能描述和仿真。第七章介绍脉冲波形的产生与整形电路，重点介绍集成电路的应用。第八章介绍半导体存储器的特点和应用。第九章介绍A/D转换和D/A转换的工作原理和主要技术指标，对集成DAC和ADC的基础知识及应用进行简单介绍，并利用Multisim对基本转换电路进行功能仿真。第十章介绍数字系统设计的基本流程，通过3个实例介绍数字系统的不同设计方法。
3.2强调基础理论
随着数字电子技术的发展，数字电子技术已逐渐渗透到各个行业，《数字电子技术》课程作为高校电类专业的基础课程，是学生走向数字化时代的第一门课程，也是某些高校相关专业的考研课程，其重要性不言而喻。教材编写强调《数字电子技术》基础知识的系统性、完整性，将逻辑代数基础、组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计等基础知识作为教材核心内容，并结合部分高校相关专业《数字电子技术》研究生考试大纲的要求，增加部分教学内容。例如，在第六章“时序逻辑电路”中增加利用观察法和隐含表法进行状态化简的内容，使学生能够更容易掌握时序逻辑电路的传统设计方法。
在教材内容编排上，反复训练基础理论知识，使学生更好地学习并掌握基础理论知识，为进一步学习打下坚实的基础。例如，第四章“组合逻辑电路”首先介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法，然后介绍常用集成组合逻辑电路的原理和应用，其中译码器、数值比较器按照组合逻辑电路的分析方法进行阐述，编码器、数据选择器、加法器按照组合逻辑电路的设计方法阐述，使教材内容循序渐进、深入浅出，适用于学生自学，有利于培养学生自主学习能力。
3.3突出实践应用
在教材编写过程中，注重学生对知识应用能力培养的需要，强调具体操作过程中学习理论基础，将知识应用能力培养贯穿整本教材，突出教材知识的实践应用性。在介绍集成电路时，删除集成电路内部电路的分析，强调集成电路的逻辑功能和使用方法[5]，例如，介绍555定时器时，在简单介绍555定时器的电路结构和工作原理的基础上，以“触摸式定时控制开关电路”、“双音门铃电路”等应用电路介绍555定时器的使用方法。
在第九章“数/模和模/数转换器”中，以DAC0808、DAC 0832、AD7543为例介绍常用集成数/模转换器的工作原理和使用方法，并分别给出DAC0832、AD7543与单片机AT89C51的接口电路，既加强与后续课程单片机、微机原理等的联系[6]，又突出教材内容的应用性。3.4增加EDA技术知识
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，是从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。教材第二章EDA技术基础知识介绍了Multisim和QuartusⅡ两种EDA工具的操作界面和使用方法，并介绍了VHDL语言的基本结构、数据对象、数据结构、操作符和基本语句结构，使学生借助EDA工具进行电路分析和设计。教材给出了74LS138、74LS153、74LS194、74LS160等常用集成电路的Multisim仿真电路和VHDL描述方法，并在第十章“数字系统设计”中，以“计数报警器”、“简易交通灯控制器”、“函数信号发生器”为例，结合Multisim和QuartusⅡ软件，详细介绍简单数字系统的设计过程，丰富教材内容。
4.结语
《数字电子技术》教材改革是一项长期工程，随着数字电子技术的发展，必将对教材内容产生深刻影响。本教材于2012年10月由北京大学出版社作为“21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材”出版，2013年12月被评为河南省“十二五”普通高等教育规划教材。教材经过3年多的使用，得到了广大师生的关注，收集了各方面建议和意见。为了更好地适应现代数字电子技术的发展和应用，需要对教材内容进行进一步改革。
数字集成电路设计范文4
摘 要：本文阐述了信息化时代的数字化低压配电柜，文中对数字化低压配电柜进行了一次、二次侧的设计，包括设备选择和信息数据采集装置的设计，配电柜利用光纤交换机实现对实时数据的传送和执行，满足了智能电网的技术要求。
关键词：数字化；低压配电柜；智能电网
引言
现今社会已经进入了信息化时代，电力系统中的诸多方面已经融入了智能化的元素，这些设备通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术和先进的控制方法实现了更加可靠、安全、高效的运行效果。配电柜的设计过程中融入“数字化”的元素也是非常必要的。
1 低压配电柜的一次侧设计
熔断器、接触器和断路器是低压成套装置的主要设备，除了以上三种主要设备外，还有一些传感器作为辅助设备。
1.1 低压配电柜的设备选择
目前，低压成套装置多采用分割或抽屉形式的回路单元，断路器多采用框架形式或塑壳形式。配电柜的主要设备依据配电容量或配电柜的用途进行组合，可以实现多种不同功能的低压成套设备。
1.2 低压配电柜一次侧的智能化设计
低压成套设备的数字化设计是要对成套设备的主要电器元件的参数实现数字化的信息采集，这些主要设备包括接触器、熔断器和断路器。其中断路器的主要参数包括电压、电流、电功率、断路器状态等。
为了达到智能化的目的，需要在断路器内加装互感器，用以采集断路器的电流，再通过程序编程实现对断路器其他参数的计算，并需要为断路器加装辅助触点用来实现对断路器位置和状态信息的采集。最终将主要设备的参数通过光钎送入交换机进行通信。
低压配电柜中的熔断器需要采集它的状态和流经熔断器的电流，数字化设备通过光纤将数据传送至交换机，智能电子设备通过GOOSE协议进行通信。
2低压配电柜二次侧的数字化
低压成套设备二次设备包括互感器、指针表和继电保护设备，在以往的上述设备都存在大体积、低精度测量和复杂的安装与配线、检修繁琐等缺点。
现今智能电网的发展迅速，为了配合智能电网的发展速度，数字化的低压成套二次设备均实现了集成化和数字化，实现互感器的A/D转换，提高了信息的精确度和检测速度。数字化的低压成套设备通过光纤将采集到的信息通过交换机送给智能测控电子设备，实现了由信息采集到最后测控的完整流程。
低压配电柜的二次侧数字化的实现虽然增加了信息采集的数量，但可以使配线的复杂性大大降低。设备只需要通过简单的跳线即可实现对多路数据的信息采集与控制。
3 IEC光纤交换机
IEC光纤交换机具有符合配电系统的技术要求，它的特点是：
（1）适应电网的电磁环境；
（2）设备具有模块化的结构可以任意组合；
（3）具有简洁的连接方式和多种不同的通信类型；
（4）具有通信和保护的可靠性、安全性，可避免数据篡改或伪造。
IEC光纤交换机最大的特点是可以实现当链接失效时发出报警，并可以实时检测光纤连接状态并重新选择路由，且可以优化数据配置，可以实现优先GOOSE对等通信。
4 GSM报警设备
数字化低压成套设备具有实时报警功能，它能够对设备参数、状态进行检测，对故障情况可以实时报警，其报警信号可通过GSM、GPRS设备实时传送出去。数字化的低压成套设备可以实时观测各配电柜的参数，将系统采集到的各数据存储到系统数据库中，并具有数据筛选功能，最终将需要的数据通过AT指令发送出去。
5低压配电柜数字化的集成
断路器的智能化、熔断器的智能化、接触器的智能化等数字开关设备组成了数字化的低压成套设备。设备中通过数字化的互感器等装置实现了数字信号的采集，将成套设备中的参数通过光纤传输到交换机现数据通信。在低压成套设备中还装有光纤交换机，可以实现配电柜与配电柜之间的。智能化的报警系统也融入到了数字化低压配电柜中，可以实时掌握配电柜的现状。
6 结语
数字化配电柜不仅技术先进功能齐全，为电网提供可靠、安全、高效的运行环境，且具有良好的经济性和前瞻性。加大数字化低压成套设备的使用量可以配合智能电网的建设步伐。
参考文献：
[1]叶丽萍.低压配电柜的开发与研究探讨[M].2009，7.
[2]刘骥，黄国方，徐石明.智能电网状态监测的发展[J].电力建设，2009.
数字集成电路设计范文5
关键词：数字集成电路；应用；前景
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）19-4476-02
集成电路从60年代开始发展至今，其规模大致上遵照摩尔定律发展[1]，即芯片上的晶体管数目每隔18个月就翻一番或每三年翻两番。目前单个的芯片上已能够制作上百万个晶体管的一个完整数字系统或数/模混合的电子系统。集成电路的特征尺寸已发展至纳米水平。伴随着数字集成电路技术的越来越成熟，它于人们的生产以及生活中的应用也越来越广泛，对数字集成电路在生活应用中的进一步探究也就越来越有必要。该文将从数字集成电路的基本结构和分类这些方面对其原理进行比较详细的介绍，然后重点讨论和探究它的实际应用，最后将结合数字集成电路在生活当中的实际应用设计出一个利用数字集成电路原理制成的流水灯。
1 数字集成电路的基本原理
数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统[2]。
数字集成电路基本电路符号如图1所示，它有输入、输出、电源和接地四个端口。数字集成电路具有静态特性以及开关特性，表示静态特性的参数有输入电压、输出电压、输入电流和输出电流等。
图1 数字集成电路基本电路符号
集成电路正常工作的时候，输入电压有高电平输入电压和低电平输入电压，使用最小值表示，表示能判断高电平的最低输入电压，因此，在高电平给定时，需高于的电压，用最大值表示，表示能判断低电平时的最大输入电压，因此，在低电平输入电压给定时，需低于的电压。
输入电流有高电平输入电流和低电平输入电流，都是表示集成电路输入端加上电压时，流经输入端的电流。其中表示输入端加上最大输入电压时的电流，表示输入端加上规定高电平输入电压时的电流，表示输入端加上规定低电平输入电压时的电流。CMOS输入电流几乎等于0，因此，只用表示。集成电路的输入电流随类型不同而不同。
2 数字集成电路应用
2.1 多路自动巡检控制器
在一些电子仪表较密集的工业控制和自动检测系统中，经常会使用多台同种检测控制仪表，对不同的处所和位置进行检测和控制。为了达到对这些仪表的集中监测的目的，通常会采用一台多路自动巡检控制器。它能对被控通道自动巡检，并将被控通道用数字显示器显示出来。它既可以作为自动巡检，又可以转换为手动巡检，使用起来相当的方便。
电路组成，它主要由脉冲发生器、计数器、通道转换器和通道显示器等组成。
2.2 绕线机电子计数器
普通的绕线机一般采用机械传动的指针式计算器来进行计数，由于存在传动齿轮的磨损和固有机械间隙，有时很难做得到准确计数。接下来要介绍的电子计数式绕线机，则采用了接触式的光电传感器来触发电子计数器进行计数，所以准确度比较高。此外，由于使用了具有加减功能的电子计数器，所以在绕线过程中出现纠错重绕的时侯，计数器仍然能够对实际绕组数进行加减，它的计数精确度高，使用方便。
在绕线轴加装的圆盘上有一个长孔，该孔与光电传感器对应，当绕线机旋转时，每转一周，光电传感器就被触发一次。先被触发的传感器进行加减识别功能，后被触发的传感器则输出计数脉冲。
2.3 数字集成电路在军事方面的应用
自从20世纪60年代第一块集成电路问世以来，以集成电路为核心的微电子技术发展迅速，并促进了通信技术、计算机技术和其他电子信息技术的快速发展，对人类社会的经济繁荣、社会进步、国防建设及日常生活都产生巨大影响[3]。
战术通信指在作战地域内指挥一个战役或战斗所使用的通信，主要是无线通信。目前，新军事变革以信息化为核心的，作为各作战分队的连接纽带，战术通信的关键性作用日渐彰显。和其他的电子设备相同，微电子器件也大量应用在战术通信装备中，微电子技术在战术通信的发展过程中发挥着至关重要的推动作用[4]。在战术通信装备里，嵌入式微处理器、数字信号处理器和可编程逻辑器件是一种重要的数字集成电路。嵌入式微处理器用来完成整机的主控和运行各种应用软件，数字信号处理器用来完成运算流程复杂的基带数字信号处理，可编程逻辑器件用来完成对运算能力要求较高的中频数字信号处理。
2.4 基于数字集成电路的交通灯
随着经济社会的到来，各国的车辆数量也不断上涨，这就势必带给城市交通不少难题，例如：交通堵塞日益严重，交通事故不断增加，交警任务更加繁重等等。为了解决这些的困难，我国以及国外都加快了在交通事业方面的研究步伐，尤其是在控制交通信号灯方面。下面将介绍的就是数字集成电路在交通灯中的使用。
数字集成电路在交通信号灯控制器中的使用原理：
交通灯控制器主要包括显示器、上控制器、计数器、信号发生器、译码电路和置数器，首先上控制器接收特殊状态命令或者接收清零命令，一方面显示在显示器上，一方面发出信号至信号灯译码驱动电路，即南北大道信号或者东西大道信号，一方面发出信号至置数器，接着计数器综合考虑置数器的信号和时钟信号发生器发出的信号，把信号传送给译码器，最后显示在显示器上。
一般十字路口的交通情况和主控制器的设计关系为：
1）当东西大道通行时，绿灯亮，南北大道禁行，红灯亮，时间延迟为40秒：
2）当东西南北大道都禁行时，东西大道黄灯亮，时间延迟为5秒；
3）当东西大道禁行时，红灯亮，南北大道通行，绿灯亮，时间延迟为30秒：
4）当东西南北大道都禁行时，南北大道黄灯亮，时间延迟为5秒。
然后就是回到第一种情况开始循环执行。我们可以把这四种状态分别设为：S=000，S=001，S=010，S=011，另若有特殊情况，如遇到交通事故，警车或者救护车通过，其对应状态设为S=l00，根据以上的状态分析，我们可以用两片74LSl92来实现这样的功能。
3 总结
本文首先对数字集成电路意义和原理进行了介绍，接着重点阐述了许多在我们的工、农业以及生活上基于数字集成电路的一些应用，例如绕线机电子计数器、交通灯等。随着社会的不断进步，科技的不断腾飞，越来越多的先进设备将会运用到我们的生活当中，未来我们将会见到更多数字集成电路产品在我们生活当中的应用，便利我们的生活。数字集成电路虽然只是一个元件，但是将他创造性地应用于产品制作时，它将变成又一件便利我们生活的新产品。因此，想为我们的生活设计一些新颖舒适的产品，那么我们也必须首先懂得它的内在含义和广泛应用。
参考文献：
[1] Moore G E.Cramming more components onto integrated circuits[J]. Electronics，1965，38（8）：114-117.
[2] 王红.集成电路技术发展动态[J].微电子学，2007，37（4）：515-522.
数字集成电路设计范文6
【关键词】数字电路;故障;特点;原因;诊断
一、数字电路特点
数字电路就是运用数字信号完成对数字量进行算数运算和逻辑运算的电路。因为它具备逻辑运算和逻辑处理的功能，因此又被称作数字逻辑电路。数字电路按照功能来分可以分为两类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路，组合逻辑电路是由最基本的逻辑门电路组合而成的，电路没有记忆功能，它的输出值仅与输入值有关，所以出输出值总随着输入值的变化而变化;时序逻辑电路是由最基本的逻辑门电路和反馈逻辑回来或器件组合而成的，不同于组合电路，时序电路拥有记忆功能，因此它的输出值不仅与输入值有关，与电路之前的状态也有关。首先数字运算使用的是二进制数字信号，同时具备算术运算和逻辑运算的功能，非常适用于运算、比较、存储和决策等多方面的应用;以二进制为基础，操作实现起来比较简单，受电源电压的波动较小，对温差和工艺偏差的包容性较大，可靠性非常好;数字电路的突出优点还体现在它集成度高、体积小、功耗低等多方面上，电路在设计、调试、维护上比较灵活，随着微电子技术的高速发展，数字电路将会取得更大的进步。
随着微电子技术的迅速发展，电路将会越来越复杂，技术人员在设计、调试、安装、维修的时候将会遇到很多无法避免的故障。当电路在运行中，由于不可测的故障影响，电路可能不能正常工作，器械工作也会受到影响。电路故障是指一个或者多个电子元器件因为损坏或接触不良而引起导线短路、虚焊造成电路逻辑功能出现错误不能正常运行的现象。对于组合电路来说，电路如果没有按照真值表要求运行，就被认为出现故障;对于时序电路来说，如果不能按照规定的状态转换图来运行，就被认为存在故障。当电路出现故障时，就必须及时对电路进行检修，只有这样才能保证其他工作的正常运转。电路检修是一项复杂的工作，因为待检测的数字电路，输入值输出值高达上百个;电路包含了组合逻辑和时序逻辑两种结构，并非是简单的组合;有的电路门和记忆元件是封装于一个芯片之内的，本身存在的物理缺陷就很多，难以去直接测量，为此必须找准电路故障原因，对症下药，才能选择合适的检测方法，有效地解决故障问题。
二、电路产生故障的原因分析
1.电路在设计工作中没有充分考虑到电路的参数及其工作条件
（1）数字电路集成度高，负载能力有限
随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，从小规模集成电路集成、中规模电路集成、大规模电路集成发展至超大规模电路集成，虽然集成规模越来越大，但是针对于具体某一个电路来说，负载能力还十分有限。比如说一个普通的与非门的输出低电压最多可以带10个同类门电路，这就是它的极限值，如果超过了极限值就会出现问题，就会使得电路输出的低电压急速升高破坏电路的原有功能，致使系统不能正常的工作。为此我们必须选择那些负载能力强的集成电路。
（2）集成电路的工作速度较慢
因为数字化集成电路的工作原理，只有当第一组集成电路稳定输出之后才能输入第二组信号，当然也会出现内部延时的状况，进而影响了电路的工作状态。如果电路信号输出挡在输入脉冲较高的时候，就会在输出端产生不稳定故障现象。这些故障还不是很容易检测的，因此在设计的时候就需要考虑到这个因此，选用一些工作速度高的集成电路。
2.线路安装不当，导致接触不良
在线路安装的时候就特别要注意，如果布线和电路芯片安装不当，就会影响电路工作的正常运行。特别是在安装中如果出现断线、桥接、漏线、插错电子元器件、闲置输入端等情况，就都会使得电路运转出现故障。
3.电路工作环境较为恶劣，影响了电路的正常工作
因为现代数字化设备对自身的工作环境都是有一定的要求的，像温度偏高或者是偏低，湿度过大等都会影响电路设备的正常工作，另外对于电器产品来说，环境中过多的电磁干扰也会影响设备的正常运行。
三、数字电路的故障诊断
早在上世纪60年代，数字系统的故障诊断就引起了科技界、工业界的重视，也取得了重大的成果。在数字电路故障诊断中，关键的一步是测试向量的生成，确定施加什么样的激励、在什么地方施加激励可以使故障激活以及确定在什么地方作测量。目前获得数字系统测试主要有两种方法，那就是确定性测试生成和非测试生成两大类，确定性测试生成是指采用测试生成算法自动推导数字电路的测试矢量;非确定性测试生成算法是指人工测试生成，即由测试人员根据对被测系统功能的了解，并结合实际测试经验，用人工的方法产生检测被测系统故障。
不同种类的数字化系统电路有着不同的功能和故障特点。主要有故障字典法、特征分析法和边界扫描测试法。故障字典法就是根据故障特征编制编制成一部故障与特征对应的字典，将其存入标准数据库，建立故障查寻表;特征分析法就是在窗口内观测数据信号的波形，进而提取有效特征;边界扫描测试法是指是一种扩展的自测试技术，在测试时不需要其它的测试设备，只适用于具有边界扫描特性器件的电路板。
现代信息化社会，数字技术应用面非常广泛。随着微电子技术的迅速发展，电路将会越来越复杂。为了提升数字电路工作运行的效率，提高电器使用和产品的制造质量，必须加强对数字电路故障的诊断研究，。只有这样才能有效地提升数字电路的应用水平，提升数字电路的应用质量，拓展其应用范围。
四、总结
作为一名合格的工程技术人员首先必须要充分了解数字电路及其发生故障的特点、原因，然后根据实际情况进行故障诊断工作。只有这样才能保证电路工作的正常运行，促进数字化电路系统的健康发展。
参考文献
[1]江国栋.数字AV产品的抗干扰设计[J].电声技术，1999.
