eda技術(shù)概論_實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

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1、EDA技術(shù)概論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中國(guó)海洋大學(xué)工程學(xué)院(自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中心）編者：宋大雷王建國(guó)127學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則一、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理、目的、步驟和注意事項(xiàng)；課外實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)擬定實(shí)驗(yàn)方案，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理人員審查同意方可實(shí)施；二、學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要嚴(yán)格遵守儀器設(shè)備操作規(guī)程，節(jié)約使用實(shí)驗(yàn)材料和水、電、氣，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和結(jié)果，認(rèn)真分析，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；三、愛(ài)護(hù)儀器設(shè)備及其他設(shè)施、物品，不得擅自動(dòng)用與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的儀器設(shè)備和物品；不準(zhǔn)擅自將實(shí)驗(yàn)室的物品帶出室外；損壞或遺失儀器設(shè)備及其他設(shè)施、物品，應(yīng)按學(xué)校有關(guān)規(guī)定進(jìn)行賠償；四、實(shí)驗(yàn)完畢后，要及時(shí)關(guān)閉電源、水源

2、、氣源，清理衛(wèi)生，將儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)物品復(fù)位，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查合格后方可離開(kāi)；五、注意安全，熟悉安全設(shè)施和事故處理措施，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)報(bào)告；發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉電源、水源、氣源，并迅速撤離；規(guī)范處理實(shí)驗(yàn)廢液、廢氣和固體廢棄物；六、遵守紀(jì)律，必須按規(guī)定或預(yù)約時(shí)間參加實(shí)驗(yàn)，不得遲到、早退、曠課；保持實(shí)驗(yàn)室安靜，不準(zhǔn)大聲喧嘩、嬉鬧，不準(zhǔn)從事與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的活動(dòng)；保持實(shí)驗(yàn)室清潔，不準(zhǔn)吸煙，不準(zhǔn)隨地吐痰、亂扔雜物。127目錄實(shí)驗(yàn)一、使用Protel設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源電路………………………………1實(shí)驗(yàn)二、使用QuartusⅡ(MAX+PLUSⅡ)設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器………………5實(shí)驗(yàn)三、使用QUARTU

3、SⅡ(MAX+PLUSⅡ)的層次設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)4位全加器………………………………………………………………………12實(shí)驗(yàn)四、簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)…………………………………………15127實(shí)驗(yàn)一使用Protel設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誔rotel的基本操作，熟悉原理圖繪制工具，能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行ERC檢查，檢查電路中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，學(xué)會(huì)原理圖的繪制，生成元件清單、生成網(wǎng)絡(luò)表，理解網(wǎng)絡(luò)表的構(gòu)成和作用。能繪制PCB板，學(xué)會(huì)PCB板中元件的布局以及布線（自動(dòng)布線及手工布線），并進(jìn)行PCB板的打印。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一種穩(wěn)壓電源電路如圖1所示，對(duì)電路的說(shuō)明如下。圖1穩(wěn)壓電源的原理圖1．直流穩(wěn)壓電源的作用及組成電

4、子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源。功率較小的直流電源大多數(shù)都是將50Hz的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得。整流電路用來(lái)將交流電壓交換為單項(xiàng)脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈沖電壓中的交流成分，變成平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電壓波動(dòng)時(shí)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。小功率直流電源有電壓變壓器、整流、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。隨著人們對(duì)電的要求水平的提高，對(duì)直流電源的主要要求是輸入電壓變化以及負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓應(yīng)保持穩(wěn)定，即使直流的電壓調(diào)整及輸出電阻越小越好，同時(shí)也要求紋波電壓要小。2．電路工作原理127220v市電經(jīng)變壓器輸出9v交流，經(jīng)橋式整流，大電容濾

5、波得到9v電壓，再加一個(gè)0.1uf小電容濾除電源中的高頻分量?？紤]到制作過(guò)程中電源空載使得電容放電，可在輸出電容并上1KW大功率電阻，另外還要給7805來(lái)獲得5v電壓，萬(wàn)一輸出短路，大電容會(huì)使穩(wěn)壓塊由于反電流沖擊而破壞，加一個(gè)二極管可使反向電流流向輸入端，從而起到保護(hù)作用。3．整流部分此實(shí)驗(yàn)的整流部分主要采用橋式電路，即由四個(gè)二極管交叉而成。但使用二極管時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：1)最大整流電路If指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行允許通過(guò)的最大正向平均電流。若使用時(shí)超過(guò)此值，有可能燒壞二極管。2)最高反向工作電壓Urm指允許施加在二極管兩端的最大方向電壓通常為擊穿電壓的一半。3)反向電流Ir指二極管未擊穿時(shí)的反

6、向電流值。其值會(huì)隨溫度的升高而急劇增加，其值越小，二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。但是反向電流值?huì)隨溫度的上升而顯著增加。4)最高工作頻率f指保證二極管單向?qū)щ姇r(shí)的最高導(dǎo)電頻率。當(dāng)工作頻率超過(guò)其限度時(shí)，二極管的單向?qū)щ娦阅芫蜁?huì)變差。橋式整流電路相當(dāng)于理想二極管，即正偏時(shí)導(dǎo)通，電壓降為零，相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)閉合；反偏時(shí)截止，電流為零，相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。整流電路包括單向半波整流電路和橋式整流電路。半波整流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件少，但整流效率低，輸出電壓脈動(dòng)大。因此，它只適用于要求不高的場(chǎng)合。為了克服半波整流的缺點(diǎn)，常采用橋式整流電路。4．濾波部分整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，但其中含有大量的交流成分

7、（稱(chēng)為紋波電壓）。為了獲得平滑的直流電壓，應(yīng)在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流部分。此電路采用的是電容濾波電路，即在橋式整流電路輸出端與負(fù)載之間并聯(lián)一個(gè)大電容。原理如下：在整流電路采用電容濾波后使二極管得到的時(shí)間縮短，由于電容C充電的瞬時(shí)電流較大，形成了浪涌電流，容易損壞二極管，故在選擇二極管時(shí)，必須留有足夠的電流裕量，以免燒壞。5．穩(wěn)壓部分127穩(wěn)壓器采用LM7805系列即輸出電壓值5伏，屬于三段固定輸出集成穩(wěn)壓，兩邊輸入輸