電路圖設(shè)計(jì)思路

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電路圖設(shè)計(jì)思路范文第1篇

【關(guān)鍵詞】QuartusII；交通燈；控制電路

1.引言

EDA技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)，它的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，QuartusII軟件作為FPGA/CPLD集成開發(fā)環(huán)境，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)環(huán)境，使設(shè)計(jì)者能方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、快速處理和器件編程。

采用數(shù)字電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息處理、傳輸、控制的數(shù)字邏輯單元集合稱為數(shù)字系統(tǒng)，數(shù)字系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)構(gòu)成。

數(shù)據(jù)子系統(tǒng)由寄存器和組合電路構(gòu)成，寄存器用于暫存信息，組合電路實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的加工和處理。在一個(gè)操作步驟中，控制子系統(tǒng)發(fā)出命令信號(hào)給數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)子系統(tǒng)完成命令信號(hào)所規(guī)定的操作。在下一個(gè)操作步驟中，控制子系統(tǒng)發(fā)出另一組命令信號(hào)，命令數(shù)據(jù)子系統(tǒng)完成相應(yīng)的操作，通過(guò)多步操作（也稱操作序列），數(shù)字系統(tǒng)完成一個(gè)操作任務(wù)，控制子系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的狀態(tài)信息及外部輸入來(lái)選擇下一步的操作。

控制子系統(tǒng)決定數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的操作和操作序列。控制子系統(tǒng)決定操作步驟，它根據(jù)外部輸入控制信號(hào)和數(shù)據(jù)子系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)來(lái)確定下一個(gè)操作步驟。控制子系統(tǒng)控制數(shù)字系統(tǒng)的整個(gè)操作過(guò)程。

本文利用QuartusII軟件，設(shè)計(jì)仿真實(shí)現(xiàn)十字路通燈控制電路。

2.系統(tǒng)功能與使用要求

十字路通燈控制系統(tǒng)要完成對(duì)十字路通信號(hào)燈的控制，系統(tǒng)功能與使用要求如下：

（1）十字路口由一條東西方向的主干道和南北方向的支干道構(gòu)成，主干道和支干道均有紅、綠、黃3種信號(hào)燈。

（2）通常保持主干道綠燈、支干道紅燈，只有當(dāng)支干道有車時(shí)，才轉(zhuǎn)為主干道紅燈，支干道綠燈。

（3）綠燈轉(zhuǎn)為紅燈過(guò)程中，先由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈，5s后再由黃燈轉(zhuǎn)為紅燈；同時(shí)對(duì)方才由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈。

（4）當(dāng)兩個(gè)方向同時(shí)有車時(shí)，紅、綠燈應(yīng)每隔30s變換一次，應(yīng)扣除綠燈轉(zhuǎn)紅燈過(guò)程中有5s黃燈過(guò)渡，綠燈實(shí)際只亮25s。

（5）若僅一個(gè)方向有車時(shí)，處理方法是：

①該方向原來(lái)為紅燈時(shí)，另一個(gè)方向立即由綠燈變?yōu)辄S燈，5s后再由黃燈變?yōu)榧t燈，同時(shí)本方向由紅燈變?yōu)榫G燈。

②該方向原來(lái)為綠燈時(shí)，繼續(xù)保持綠燈。當(dāng)另一方向由車來(lái)時(shí)，作兩個(gè)方向均有車處理。

3.總體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)交通燈控制系統(tǒng)的功能，車輛傳感器及交通示意圖，如圖1所示：

圖1 車輛傳感器及交通示意圖

（1）在東西南北4個(gè)方向各裝1個(gè)車輛傳感器，有車用1表示，無(wú)車用0表示。主干道（A道）的東西分別為AX1和AX2，只要AX1和AX2中有一個(gè)為1，就說(shuō)明A道有車，令A(yù)X=AX1+AX2。支干道（B道）的南北分別為BX1和BX2，只要BX1或BX2中有一個(gè)為1，就說(shuō)明B道有車，令BX=BX1+BX2。

（2）設(shè)黃燈5s時(shí)間到時(shí)T5=1，時(shí)間未到時(shí)T5=0；5s定時(shí)器由五進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，C5是控制信號(hào)。設(shè)綠燈25s時(shí)間到時(shí)，T25=1，時(shí)間未到時(shí)T25=0；25s定時(shí)器由二十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，從C25是控制信號(hào)。

（3）設(shè)主干道由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈的條件為AK，AK=0時(shí)綠燈繼續(xù)，當(dāng)AK=1時(shí)立即由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈。設(shè)支干道由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈轉(zhuǎn)為黃燈的條件為BK，當(dāng)BK=0時(shí)綠燈繼續(xù)，當(dāng)BK=1時(shí)立即由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈。AK、BK與T25、AX、BX有關(guān)。

（4）設(shè)主干道的東側(cè)綠燈、黃燈、紅燈分別為AG1、AY1、AR1，主干道的西側(cè)綠燈、黃燈、紅燈分別為AG2、AY2、AR2。AG1、AG2、AY1、AY2、AR1、AR2分別并聯(lián)，即它們同時(shí)點(diǎn)亮或熄滅，分別用AG、AY、AR表示。設(shè)支干道的南側(cè)綠燈、黃燈、紅燈分別為BG1、BY1、BR1，支干道的北側(cè)綠燈、黃燈、紅燈分別為BG2、BY2、BR2。BG1、BG2、BY1、BY2、BR1、BR2分別并聯(lián)，即它們同時(shí)點(diǎn)亮或熄滅，分別用BG、BY、BR表示，兩個(gè)方向的交通燈有4種輸出狀態(tài).

4.數(shù)據(jù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

交通燈控制系統(tǒng)的數(shù)字子系統(tǒng)只有25s定時(shí)器和5s定時(shí)器。假設(shè)基準(zhǔn)時(shí)鐘周期CP為1s，則需要設(shè)計(jì)一個(gè)二十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，且每個(gè)計(jì)數(shù)器應(yīng)具有計(jì)數(shù)器使能控制端和計(jì)時(shí)間到信號(hào)輸出端。本設(shè)計(jì)中計(jì)數(shù)器采用可異步清零、同步置位的4位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160構(gòu)成。

采用反饋置數(shù)法將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160設(shè)置成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。在74LS160的數(shù)據(jù)輸入端有D3D2D1D0=0000，當(dāng)輸入4個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，計(jì)數(shù)器有Q3Q2Q1Q0=0100。74LS160是同步預(yù)置數(shù)的，且低電平有效；在預(yù)置信號(hào)為低電平時(shí)并不立即置數(shù)，而必須再有一個(gè)有效時(shí)鐘信號(hào)，才能完成置數(shù)功能，使計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000。

二十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器是采用2片74LS 160同步級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)的。個(gè)位74LS160完成十進(jìn)制計(jì)數(shù)，并將其進(jìn)位輸出至十位74LS160的計(jì)數(shù)控制端P。

為實(shí)現(xiàn)“逢25清零”功能，當(dāng)計(jì)數(shù)到24個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，使2片74LS160的清零端輸出低電平，在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，整個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位到全0狀態(tài)。只有當(dāng)個(gè)位74LS160的計(jì)數(shù)狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0100，且十位74LS160的計(jì)數(shù)狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0010時(shí)，2片74LS160的清零端LD’能同時(shí)為0。

在五進(jìn)制計(jì)數(shù)器中，當(dāng)C5=1時(shí)，5s定時(shí)器開始工作；當(dāng)5s定時(shí)時(shí)間到，T5=1。在二十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器中，當(dāng)C25=1時(shí)，25s定時(shí)器開始工作；當(dāng)25s定時(shí)時(shí)間到，T25=1。

5.控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)控制子系統(tǒng)的初始狀態(tài)為S0，此時(shí)主干道A道為綠燈，支干道B道為紅燈。要想脫離該狀態(tài)轉(zhuǎn)入A道黃燈、B道紅燈的S1狀態(tài)，必須同時(shí)滿足如下條件：B道有車（BX=1）；A道無(wú)車（AX=0），或者25s定時(shí)時(shí)間到（T25=1）。也就是，AK=BX（AX’+T25）。

同樣，在S2狀態(tài)，此時(shí)主干道A道為紅燈，支干道B道為綠燈。要想脫離該狀態(tài)轉(zhuǎn)入B道黃燈、A道紅燈的S3狀態(tài)，只需要滿足如下一種條件：B道無(wú)車（BX=0）；A道有車（AX=1），且25s定時(shí)時(shí)間到（T25=1），也就是，BK=BX’+AX·T25。

根據(jù)以上分析，可以列出交通燈控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表2所示。根據(jù)交通燈控制器激勵(lì)表狀態(tài)，以及輸入和輸出變量，選用兩個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153分別實(shí)現(xiàn)AK和BK，選用另一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153實(shí)現(xiàn)表中的轉(zhuǎn)換條件。由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知共有4個(gè)狀態(tài)，故只需選用74LS161的QB和QA?？刂戚敵鍪褂?線-4線譯碼器74LS139，因譯碼器輸出是低電平有效，故需要加反相器。為此，十字路通燈控制子系統(tǒng)邏輯電路如圖2所示。

6.十字路通燈控制電路仿真實(shí)現(xiàn)

將控制子系統(tǒng)模塊電路和2個(gè)定時(shí)器模塊電路進(jìn)行連接，得到實(shí)現(xiàn)交通燈控制的邏輯電路。該電路有2個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)輸入AX、BX，一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入CP，一個(gè)復(fù)位信號(hào)RESET’（低電平有效），6個(gè)輸出信號(hào)AR、AY、AG、BR、BY、BG。采用QuartusⅡ提供的各種常用邏輯部件，通過(guò)原理圖輸入，實(shí)現(xiàn)十字路通燈控制系統(tǒng)。輸入的原理圖如圖2所示。編譯并進(jìn)行時(shí)序仿真，結(jié)果如圖3所示。

7.結(jié)論

根據(jù)數(shù)字系統(tǒng)功能要求，利用Qu-artusII軟件，設(shè)計(jì)完成了十字路通燈控制電路，并進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)，通過(guò)仿真結(jié)果，可以看出完成后的系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭燕.基于vhdl語(yǔ)言與quartus ii軟件的可編程邏輯器件應(yīng)用與開發(fā)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[2]周潤(rùn)景，蘇良碧.基于quartus ii的fpga/cpld數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

電路圖設(shè)計(jì)思路范文第2篇

【關(guān)鍵詞】版圖；集成電路；反向設(shè)計(jì)

1 反向設(shè)計(jì)流程

反向設(shè)計(jì)流程見圖1所示，主要就是把待分析芯片轉(zhuǎn)換成電路圖和版圖的過(guò)程。

1.1 芯片解剖拍照

我們所看到的照片圖形是氧化層刻蝕形成的軌跡。每個(gè)物理層看到的圖形就是芯片通過(guò)解剖、染色、去層后得到逆向設(shè)計(jì)所需的圖形信息，然后用光學(xué)顯微鏡攝取芯片圖形信息再進(jìn)行拼接對(duì)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外有多家能夠提供完整解剖和電路提取的反向設(shè)計(jì)服務(wù)的公司。圖2所示就是某反向設(shè)計(jì)服務(wù)公司將芯片解剖拍照后的數(shù)據(jù)。

圖 1 圖 2

1.2 芯片網(wǎng)表提取

因?yàn)榉聪蛟O(shè)計(jì)是一種自底向上的設(shè)計(jì)方法，所以芯片網(wǎng)表數(shù)據(jù)的提取質(zhì)量顯得尤其重要，初始數(shù)據(jù)的正確率直接影響電路整理、分析、物理驗(yàn)證。為了得到高準(zhǔn)確率的網(wǎng)表，一般會(huì)安排兩組工程師分別獨(dú)立對(duì)網(wǎng)表數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。在兩組工程師完成網(wǎng)表提取后分別進(jìn)行電學(xué)規(guī)則檢查以提高正確率，最后再進(jìn)行網(wǎng)表對(duì)比驗(yàn)證（SVS）。圖3為已經(jīng)提取完成的部分芯片網(wǎng)表

1.3 芯片電路分析整理

將通過(guò)驗(yàn)證的網(wǎng)表通過(guò)EDIF、VERILOG、SPICE等格式導(dǎo)入EDA設(shè)計(jì)工具進(jìn)行電路圖的分析整理。圖3左邊為網(wǎng)表通過(guò)EDIF格式導(dǎo)入，我們得到的是一個(gè)平層的網(wǎng)表數(shù)據(jù)，電路整理是把平層的電路進(jìn)行層次化整理，形成一個(gè)電路的層次化結(jié)構(gòu)，以便理解設(shè)計(jì)者的思路與技巧。圖3右邊所示為經(jīng)過(guò)整理的電路圖。

圖 3 圖 4

1.4 芯片電路仿真

根據(jù)新的工藝調(diào)整電路器件參數(shù)，將已經(jīng)層次化的電路圖，通過(guò)仿真工具例如Hspice、Spectre、Hsim等EDA工具對(duì)電路模塊功能進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

1.5 芯片版圖繪制

根據(jù)新的工藝文件繪制通過(guò)功能仿真驗(yàn)證的電路版圖，使用Dracula、Assura、Calibre（圖5）等軟件進(jìn)行DRC、LVS、ERC驗(yàn)證。

圖 5

1.6 系統(tǒng)后仿真

完成版圖總體布局布線后，用EDA工具進(jìn)行寄生參數(shù)提取把提取的網(wǎng)表進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并將結(jié)果與前仿真結(jié)果做對(duì)比。對(duì)影響電路性能的寄生參數(shù)進(jìn)行電路或者版圖的調(diào)整。最后優(yōu)化版圖及數(shù)據(jù)TAPEOUT。

2 總結(jié)

本文淺析了集成電路反向設(shè)計(jì)流程，從實(shí)例中列舉說(shuō)明反向設(shè)計(jì)流程，介紹每一個(gè)步驟主要的實(shí)現(xiàn)方法。不少人認(rèn)為集成電路反向設(shè)計(jì)已經(jīng)嚴(yán)重影響微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其實(shí)不然，不同工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則要使其兼容需要花大量的時(shí)間修改。反向并不只意味著抄襲，在原有的電路結(jié)構(gòu)上理解分析以及優(yōu)化后最終實(shí)現(xiàn)相同的或更優(yōu)的功能電路。

電路圖設(shè)計(jì)思路范文第3篇

汽電路，尤其是當(dāng)前生產(chǎn)并裝有較多電子控制裝置的汽車電路，技術(shù)含量高，線路復(fù)雜，基礎(chǔ)較差的中職生很難掌握。本文以卡羅拉汽車為例，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，舉出教學(xué)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)汽車電路圖的分析和使用，逐步養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣。

當(dāng)今社會(huì)，汽車已經(jīng)成為人們生活中重要的交通工具，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電路圖變得越來(lái)越復(fù)雜，也越來(lái)越重要，能否正確識(shí)讀汽車電路圖，正確分析并找出其特點(diǎn)和規(guī)律，迅速進(jìn)行檢修，可以反映出中職學(xué)生對(duì)汽車專業(yè)知識(shí)的掌握程度。因此提高學(xué)生識(shí)圖能力，傳授給學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效率，尤為重要。

二、識(shí)讀方法

1.學(xué)點(diǎn)英語(yǔ)，看懂工作原理

以卡羅拉電動(dòng)車窗為例，如圖1所示，電路圖中出現(xiàn)了一些英語(yǔ)單詞的縮寫，如I3電動(dòng)車窗升降器主開關(guān)總成3號(hào)段子LED（代表主開關(guān)的LED指示燈），8號(hào)端子U（代表主駕駛車窗的上升信號(hào)UP），5號(hào)端子D（代表主駕駛車窗的下降信號(hào)DOWN），4號(hào)端子A（代表主駕駛車窗的一鍵上升下降信號(hào)AUTO），1號(hào)端子E（接地端子EARTH），16號(hào)端子U，15號(hào)端子D等等這些英語(yǔ)單詞的縮寫都代表了各個(gè)端子的功能，如果能夠看懂這個(gè)幾個(gè)字母，車窗的升降過(guò)程就能夠明確，按下主駕駛車窗開關(guān)，I3電動(dòng)車窗升降器主開關(guān)總成的5號(hào)端子（D）與1號(hào)端子（E）接通，I6左前電動(dòng)車窗開關(guān)升降器電機(jī)總成的7號(hào)端子（DOWN）電壓由12V變成0V，接收到下降信號(hào)，左前電動(dòng)車窗升降器電機(jī)總成開始工作，使車窗下降。在按下主駕駛車窗開關(guān)時(shí)，如果稍微用力，汽車車窗升降控制開關(guān)第二檔啟動(dòng)，5號(hào)端子（D）4號(hào)端子（A）1號(hào)端子（E）三條導(dǎo)線接通，I6左前電動(dòng)車窗開關(guān)升降器電機(jī)總成的7號(hào)端子（DOWN）與4號(hào)端子（AUTO）電壓由12V變成0V，接收到一鍵下降信號(hào)，主駕駛車窗開啟一鍵下降模式。上升過(guò)程與之類似。

另外，隨著汽車上用電設(shè)備的不斷增加，汽車上的導(dǎo)線數(shù)目也在不斷增加，為了便于安裝，常把汽車電路中的導(dǎo)線做成線束，為了便于識(shí)別和檢修汽車電路，在汽車電路中常采用不同顏色的導(dǎo)線，并在汽車電路圖中用顏色的字母代號(hào)標(biāo)出，不同系統(tǒng)導(dǎo)線的顏色也往往不同。卡羅拉汽車導(dǎo)線的顏色用字母符號(hào)表示：B=黑色，W=白色，BR=棕色，L=藍(lán)色，V=紫色，SB=天藍(lán)色，R=紅色，G=綠色，LG=淺綠色，P=粉紅色，Y=黃色，GR=灰色，O=橙色，第一個(gè)字母表示主色，第二字母表示輔色。了解字母的含義，所掌握的技能或技巧多，那么分析和識(shí)讀電路圖的速度就快，這對(duì)汽車的檢修、故障診斷與排除，正確使用汽車以延長(zhǎng)使用壽命都具有非常重要的意義。

2.問(wèn)題誘導(dǎo)，紙上談兵

羅杰斯的非指導(dǎo)性教學(xué)論認(rèn)為：人具有非常有益的先天“潛能” ，教育要為學(xué)生的“潛能”發(fā)展提供一個(gè)寬松、和睦的心理環(huán)境，這種“潛能”只能在學(xué)生“內(nèi)驅(qū)力”的本能驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)地形成。面對(duì)同一個(gè)故障案例，每個(gè)學(xué)生都有不同的思維方式，正所謂條條大路通羅馬，老師在課堂上拋出一個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激烈討論，引發(fā)頭腦風(fēng)暴，在互動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)汽車電路圖的分析和使用，逐步養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，下面筆者將結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談?wù)勅绾芜M(jìn)行問(wèn)題誘導(dǎo)。以卡羅拉汽車為例，故障現(xiàn)象為前大燈左側(cè)近光燈不亮，右側(cè)近光燈正常工作，請(qǐng)同學(xué)結(jié)合故障現(xiàn)象，分析可能產(chǎn)生的故障范圍。電路圖為圖2所示。學(xué)生開始討論，課堂氣氛熱烈，學(xué)生學(xué)習(xí)勁頭十足，最后確定了以下幾條診斷流程。

A組診斷流程如圖3所示：

B組診斷流程如圖4所示：

C組診斷流程如圖5所示：

雖然有些思路不是最佳選擇，但要解放學(xué)生的思想，讓學(xué)生不拘泥形式，自由地把自己的見解和思想表達(dá)出來(lái)，從中獲得成長(zhǎng)與肯定，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)汽車電路圖的興趣，增加了他們學(xué)習(xí)的自信心，同時(shí)也使老師的課堂教學(xué)達(dá)到良好的效果。

3.案例操作，學(xué)以致用

在汽修實(shí)訓(xùn)課時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)故障，故障現(xiàn)象是一輛2011款卡羅拉示寬燈以及前后霧燈不亮，需要同學(xué)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)照明系統(tǒng)的檢查和維修。

首先，小組討論，確定維修思路，畫出診斷流程圖。接著每組選派一個(gè)代表上臺(tái)，講解自己的診斷思路，在學(xué)生講解結(jié)束后，老師根據(jù)情況對(duì)他們的診斷方案進(jìn)行微調(diào)，幫助學(xué)生進(jìn)行任務(wù)的完善和思路的擴(kuò)展，對(duì)學(xué)生實(shí)施激勵(lì)性評(píng)價(jià)，讓每個(gè)學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，讓每個(gè)學(xué)生都收獲成功的喜悅。

在小組討論后，葉志誠(chéng)同學(xué)主動(dòng)要求對(duì)燈光故障進(jìn)行檢測(cè)，在不到2分鐘的時(shí)間內(nèi)，他找到了故障點(diǎn)為10ATAIL保險(xiǎn)絲熔斷導(dǎo)致的示寬燈和前后霧燈不亮。他的分析是，示寬燈和前后霧燈同時(shí)不亮，燈泡本身同時(shí)存在故障的幾率較低，暫時(shí)不予考慮；前后霧燈繼電器同時(shí)存在故障的幾率也較低，暫時(shí)不予考慮；查看電路圖，示寬燈與前后霧燈也沒(méi)有共用一個(gè)搭鐵點(diǎn)，搭鐵線存在故障的幾率較低，暫時(shí)不予考慮；對(duì)比了燈光電路圖后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)細(xì)節(jié)，就是這幾個(gè)燈的供電端，都是通過(guò)一個(gè)10ATAIL保險(xiǎn)絲提供，如果這個(gè)保險(xiǎn)絲熔斷，就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)故障現(xiàn)象，所以經(jīng)過(guò)對(duì)比和思考，他首先檢查了該保險(xiǎn)絲，在較短的時(shí)間內(nèi)縮小了故障范圍，準(zhǔn)確找到了故障點(diǎn)，獲得了陣陣掌聲。無(wú)獨(dú)有偶，2016年?yáng)|莞市汽車維修技能大賽中這個(gè)故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)，我校王俊烽同學(xué)也是在較短的時(shí)間內(nèi)找到了該故障點(diǎn)，獲得了二等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

電路圖設(shè)計(jì)思路范文第4篇

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué) 單片機(jī) 外部中斷 紅外感應(yīng)

一、采用萬(wàn)能板設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行一體化教學(xué)

學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的主要目的是掌握單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)和單片機(jī)程序的設(shè)計(jì)方法。如果采用萬(wàn)能板設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)原理圖直接在萬(wàn)能板上焊接產(chǎn)品，既掌握了識(shí)別單片機(jī)電路圖的能力，又提高了單片機(jī)電路制作的技術(shù)，直接提高了單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)技能。

當(dāng)單片機(jī)硬件電路制作完成后，就可以編寫程序，借助于單片機(jī)ISP下載線可以直接在電路板上調(diào)試程序，這種教學(xué)模式完美地解決了教學(xué)成本高、實(shí)訓(xùn)時(shí)間短的問(wèn)題。

二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

該教學(xué)項(xiàng)目基于單片機(jī)控制的紅外二極管感應(yīng)報(bào)警計(jì)數(shù)器，由紅外二極管感應(yīng)電路、單片機(jī)控制的二位數(shù)碼管顯示電路和報(bào)警電路構(gòu)成。當(dāng)用手移到紅外二極管上方，紅外二極管感應(yīng)電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示加1，同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。

該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路來(lái)源于企業(yè)的貨物自動(dòng)計(jì)數(shù)設(shè)備，當(dāng)有貨物從紅外二極管前移動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，并發(fā)出提示聲音。如果應(yīng)用到企業(yè)的自動(dòng)計(jì)數(shù)設(shè)備，數(shù)碼管應(yīng)該擴(kuò)展到八位，并增加抗干擾電路。

該教學(xué)項(xiàng)目從易到難，逐步提高，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，每當(dāng)完成一個(gè)項(xiàng)目就為學(xué)生增添一份成就感、自信心。

三、教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)必須以人的認(rèn)知規(guī)律為原則，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、破解教學(xué)難點(diǎn)、突出教學(xué)重點(diǎn)、循序漸進(jìn)，在不知不覺(jué)中掌握單片機(jī)知識(shí)和技能。

1.項(xiàng)目教學(xué)總體設(shè)計(jì)

教師講授了單片機(jī)最小系統(tǒng)、P0、P2口的使用、外部中斷0的使用后，就可以設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的紅外二極管感應(yīng)報(bào)警計(jì)數(shù)器電路，設(shè)計(jì)框圖如下圖所示。

圖

2.硬件電路教學(xué)設(shè)計(jì)

在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)框圖，一邊設(shè)計(jì)，一邊講解設(shè)計(jì)思路，讓學(xué)生充分理解每一部分的電路工作原理及設(shè)計(jì)過(guò)程。

紅外感應(yīng)電路可以以紅外發(fā)射管、紅外接收管、電位器、運(yùn)算放大器LM358為核心構(gòu)成，作為單片機(jī)中斷信號(hào)的觸發(fā)電路。

數(shù)碼顯示電路可以采用P0口控制數(shù)碼管的段碼，P2口控制數(shù)碼管的位碼，采用動(dòng)態(tài)掃描的工作原理實(shí)現(xiàn)該功能。

報(bào)警電路采用P2口的某一位輸出控制蜂鳴器的工作狀態(tài)。

3.應(yīng)用程序教學(xué)設(shè)計(jì)

在充分理解單片機(jī)硬件電路原理圖的背景下，講解單片機(jī)外部中斷的概念、中斷標(biāo)志、中斷控制寄存器、中斷程序設(shè)計(jì)思想等關(guān)鍵內(nèi)容，然后帶領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)編寫程序，從控制一位數(shù)碼管靜態(tài)顯示、二位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示到基于單片機(jī)控制的紅外二極管感應(yīng)報(bào)警計(jì)數(shù)器的程序設(shè)計(jì)，從易到難，逐步提高，最終掌握中斷程序的編寫方法及技巧。

四、產(chǎn)品安裝與調(diào)試教學(xué)設(shè)計(jì)

1.根據(jù)硬件電路圖，焊接電路

用萬(wàn)能板焊接單片機(jī)產(chǎn)品難度比較大，需要比較好的電子制作功底。在焊接的時(shí)候，學(xué)生一定要認(rèn)真理解電路原理圖的結(jié)構(gòu)，合理布置，設(shè)計(jì)好線路走向，教師可以提供成熟的產(chǎn)品范例給學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)。

2.產(chǎn)品調(diào)試

當(dāng)硬件電路焊接完成后，教師一定要要求學(xué)生對(duì)照電路圖，用觀察法、電阻法、電壓法等檢測(cè)硬件電路的正確性，并填寫硬件電路檢測(cè)報(bào)告，這是深入理解電路的有效方法，也是培養(yǎng)鍛煉一個(gè)單片機(jī)工程師的有效途徑。

在確保硬件電路沒(méi)有問(wèn)題的情況下，我們可以用ISP下載線把單片機(jī)程序下載到單片機(jī)中。在正常情況下，接上電源（或者插上了USB接口的ISP下載線）后，就可以實(shí)現(xiàn)紅外感應(yīng)計(jì)數(shù)報(bào)警的功能。如果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果，我們可以從以下幾個(gè)方面再次檢查硬件電路。

（1）電壓法：用萬(wàn)用表直流擋檢測(cè)單片機(jī)的電源電路、復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器選擇電路等基本電路是否正確。

（2）電壓法：用萬(wàn)用表直流擋檢測(cè)紅外感應(yīng)電路的信號(hào)輸出端的電壓是否會(huì)因手的影響而發(fā)生變化。如果沒(méi)有變化，就要著重檢查紅外感應(yīng)電路的每個(gè)元件的安裝正確性。

（3）電壓測(cè)試法：用5V直流電壓，測(cè)試數(shù)碼顯示電路和報(bào)警電路是否正常。

（4）芯片調(diào)試法：請(qǐng)教師用一個(gè)寫入了正確程序的單片機(jī)芯片調(diào)試，如果不能正常工作，說(shuō)明程序有錯(cuò)誤，需要修改程序。

電路圖設(shè)計(jì)思路范文第5篇

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

學(xué)生學(xué)習(xí)方式多以強(qiáng)調(diào)合作與交流的小組形式進(jìn)行。學(xué)生通過(guò)主動(dòng)和全面的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)相統(tǒng)一的效果。該次教學(xué)采用圍繞教學(xué)內(nèi)容的理實(shí)一體化教學(xué)模式，以“汽車節(jié)氣門位置傳感器故障診斷與維修”學(xué)習(xí)任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)獨(dú)特的學(xué)習(xí)情景，鍛煉學(xué)生的專業(yè)能力、分析能力和溝通能力在內(nèi)的各種職業(yè)能力，體現(xiàn)以行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)特點(diǎn)。課堂上讓學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)交流、活動(dòng)反饋，讓學(xué)生充分展示自己思維過(guò)程，學(xué)會(huì)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題，使學(xué)生逐步從“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”，最后達(dá)到“好學(xué)”的境界。

二、教學(xué)資源分析

1.教材分析選用的教材是中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版的《汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修》以及配合使用《THCEZX-1A型汽車整車電氣系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置技術(shù)手冊(cè)》。2.學(xué)情分析授課的對(duì)象是筆者學(xué)院2011級(jí)汽車維修專業(yè)的40名在校學(xué)習(xí)一年以上的高級(jí)班學(xué)生。該次教學(xué)之前，該班同學(xué)已完成帕薩特轎車節(jié)氣門位置傳感器的功用、工作原理等理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)帕薩特節(jié)氣門體也已有了初步的了解，掌握了電路故障診斷必需的工量具使用方法和實(shí)訓(xùn)考核裝置的相關(guān)操作。存在的不足是部分學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)較差，特別是對(duì)電路圖的理解掌握不足，邏輯分析能力較弱，對(duì)故障排除的方法掌握較少。3.教學(xué)環(huán)境分析教學(xué)地點(diǎn)：汽車電控實(shí)訓(xùn)室。教學(xué)設(shè)備：10臺(tái)THCEZX-1A型汽車整車電氣系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置。教學(xué)工具：X-431解碼儀10臺(tái)、汽車專用萬(wàn)用表10塊、世達(dá)工具車10臺(tái)、帕薩特全車電路圖10冊(cè)，理實(shí)一體化教室。

三、教學(xué)目標(biāo)分析

1.知識(shí)與技能目標(biāo)學(xué)會(huì)使用解碼儀讀取故障碼和數(shù)據(jù)流；會(huì)正確使用萬(wàn)用表在實(shí)訓(xùn)考核裝置上檢測(cè)帕薩特節(jié)氣門位置傳感器各連接點(diǎn)的電壓、電阻等參數(shù)；會(huì)對(duì)所測(cè)電壓、電阻參數(shù)與正常參考電壓及標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步查找故障原因，確定故障點(diǎn)。2.職業(yè)能力目標(biāo)通過(guò)帕薩特節(jié)氣門位置傳感器的檢修過(guò)程，發(fā)展職業(yè)能力。通過(guò)“解讀用戶報(bào)修閱讀電路圖確定電路圖中的測(cè)量點(diǎn)編制檢測(cè)計(jì)劃、準(zhǔn)備工量具檢測(cè)并進(jìn)行故障分析實(shí)際修理交車驗(yàn)收”等實(shí)際工作流程體驗(yàn)，養(yǎng)成全程解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。小組成員進(jìn)行探討，借助教材、電路圖、任務(wù)書來(lái)制訂計(jì)劃并加以實(shí)施，養(yǎng)成手腦并用、主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣。3.情感目標(biāo)模擬接待客戶流程，養(yǎng)成知文明，懂禮儀的現(xiàn)代客服理念。培養(yǎng)學(xué)生的安全文明意識(shí)。小組成員互相協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)交流，學(xué)會(huì)合作，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。評(píng)價(jià)分步跟進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生手腦并用、主動(dòng)參與，養(yǎng)成“先思而后行”的習(xí)慣，灌輸快樂(lè)修車?yán)砟睢?/p>

四、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)正確使用解碼儀調(diào)取故障碼及數(shù)據(jù)流，帕薩特節(jié)氣門位置傳感器故障分析，帕薩特節(jié)氣門位置傳感器的原理解讀及電路圖應(yīng)用分析，故障檢測(cè)流程及實(shí)訓(xùn)檢測(cè)與維修練習(xí)。2.教學(xué)難點(diǎn)電路圖中電氣元件或接插件插腳位置與實(shí)際車輛的對(duì)應(yīng)查找及數(shù)據(jù)測(cè)量，電氣故障的診斷思路及方法。

五、教法和學(xué)法

1.教法案例教學(xué)法：為學(xué)生提供有關(guān)背景材料，讓學(xué)生對(duì)材料進(jìn)行處理、分析，最后提出自己解決問(wèn)題的觀點(diǎn)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：在案例中包含任務(wù)，學(xué)生以完成此任務(wù)為目標(biāo)，通過(guò)自主探索，進(jìn)行完成任務(wù)的實(shí)踐。2.學(xué)法（1）分組實(shí)訓(xùn)法。設(shè)置帕薩特全車線路考核裝置K31的故障（EPC燈常亮，加速踏板失效）。教師通過(guò)多媒體、實(shí)操演示后，將40名同學(xué)分為10個(gè)小組。每組選出一名組長(zhǎng)，組長(zhǎng)充分發(fā)揮組織協(xié)調(diào)作用。在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，一名同學(xué)完成實(shí)訓(xùn)操作，其余同學(xué)觀摩評(píng)價(jià)，并對(duì)該同學(xué)在操作過(guò)程中存在的不足提出建議。在課堂上為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中貫穿采用自主探究、協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)法。為了達(dá)到較好的教學(xué)效果，采用多媒體和理實(shí)一體化教學(xué)。

六、教學(xué)過(guò)程分析

1.教學(xué)流程設(shè)計(jì)根據(jù)該章節(jié)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了汽車維修工作流程模擬圖，引導(dǎo)學(xué)生在小組合作中完成“汽車節(jié)氣門位置傳感器故障診斷與檢修”工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)帕薩特節(jié)氣門位置傳感器工作過(guò)程的理解，掌握線路分析檢修和工量具使用的基本技能。2.教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)（2課時(shí)，90分鐘）（1）溫故知新（5分鐘）。待同學(xué)們分組坐定后，提問(wèn)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，為本次課的實(shí)習(xí)做鋪墊。（2）案例導(dǎo)入（10分鐘）。通過(guò)實(shí)際案例導(dǎo)入本課，在實(shí)訓(xùn)考核裝置設(shè)置K31故障，演示故障現(xiàn)象。每組學(xué)生利用實(shí)訓(xùn)考核裝置觀察故障現(xiàn)象，并且使用解碼儀讀取故障碼及數(shù)據(jù)流。（3）分析原因及診斷流程（20分鐘）。啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論并對(duì)學(xué)生提出的各種可能原因幫助他們進(jìn)行梳理歸納。（4）任務(wù)實(shí)施（45分鐘）。教師利用多媒體攝像設(shè)備對(duì)本次實(shí)習(xí)的過(guò)程及注意事項(xiàng)提出建議，巡回指導(dǎo)并引導(dǎo)學(xué)生自主完成實(shí)訓(xùn)操作。每個(gè)組的學(xué)生利用本組的帕薩特實(shí)訓(xùn)考核裝置、儀器及帕薩特全車電路圖，參考上述思路和方法進(jìn)行故障診斷，確定故障部位。（5）評(píng)價(jià)小結(jié)（10分鐘）。梳理本項(xiàng)目涉及的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。點(diǎn)撥學(xué)生將知識(shí)和技能應(yīng)用到其他領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。教師參與學(xué)生評(píng)價(jià)過(guò)程，協(xié)助學(xué)生進(jìn)行檢修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，教師講評(píng)。

七、教學(xué)感悟