设计逻辑论文

设计逻辑论文（精选12篇）

设计逻辑论文 篇1

组合逻辑电路可以有若干个输入变量和若干个输出变量, 其每个输出变量是其输入的逻辑函数, 其每个时刻的输出变量的状态仅与当时的输入变量的状态有关, 与本输出的原来状态及输入的原状态无关。电路没有记忆功能, 输出状态随着输入状态的变化而变化, 类似于电阻性电路, 如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。

使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图1所示。根据设计任务的要求建立输入、输出变量, 并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式, 画出逻辑图, 用标准器件构成逻辑电路[1]。最后, 用实验来验证设计的正确性。同样的逻辑电路设计可以用不同的设计方案来完成, 本文以三人逻辑表决器为例来说明, TTL集成电路、中规模集成译码器和中规模集成数据选择器的逻辑功能和设计原理及其应用。

1三人逻辑表决器的设计

设计要求与逻辑描述:用“与非”门设计一个表决电路。当3个输入端中有2个或3个为“1”时, 输出端才为“1”。

1.1采用基本逻辑门电路进行设计

组合逻辑电路的基本设计步骤如下:

1) 定义输入输出变量:定义设有A、B、C三位裁判, 三人表决中至少要有两人同意, 才可以通过。同意为1, 不同意为0, 输出为Y, 达成以上条件Y输出为1, 反之为0。

2) 根据逻辑功能列出真值表:

3) 由真值表写出输出逻辑函数表达式:

4) 化简逻辑表达式:

5) 画出逻辑电路图 (如图2)

1.2用74LS138译码器进行设计

二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息, 器件就成为一个数据分配器 (又称多路分配器) , 如图3所示。若在S1输入端输入数据信息, , 地址码所对应的输出是S1数据信息的反码;若从端输入数据信息, 令S1=1、, 地址码所对应的输出就是端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲, 则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。

根据输入地址的不同组合译出唯一地址, 故可用作地址译码器。接成多路分配器, 可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点[2]。

二进制译码器还能方便地实现逻辑函数, 由于n个输入变量的二进制译码器的输出提供了2n个最小项, 而任何一个逻辑函数可以变换为最小项之和的标准与-或表达式。因此可利用译码器和门电路来实现组合逻辑电路。

根据上式, 只需在一片74LS138的输出端加一个与非门就可以实现该逻辑函数。

1.3用74LS151数据选择器进行设计

数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码 (或叫选择控制) 电位的控制下, 从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。

数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件, 它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别[3]。

74LS151为互补输出的8选1数据选择器, 选择控制端 (地址端) 为A2~A0, 按二进制译码, 从8个输入数据D0~D7中, 选择一个需要的数据送到输出端Q, S珔为使能端, 低电平有效。用151数据选择器设计三人表决器步骤如下:

1) 使能端时, 不论A2~A0状态如何, 均无输出 (Q=0, ) , 多路开关被禁止。

2) 使能端时, 多路开关正常工作, 根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0~D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。

如:A2A1A0=000, 则选择D0数据到输出端, 即Q=D0。

如:A2A1A0=001, 则选择D1数据到输出端, 即Q=D1, 其余类推。

将逻辑函数转换成最小项表达式:

将不存在的最小项乘以0, 存在的最小项乘以1, 得到:

即:

由此可以画出逻辑电路图 (如图5)

函数F有三个输入变量A、B、C, 而数据选择器有两个地址端A1、A0少于函数输入变量个数, 在设计时可任选A接A1, B接A0。将函数功能表改画成表3的形式, 可见当将输入变量A、B、C中A、B接选择器的地址端A1、A0, 由表3可以得到:

则4选1数据选择器的输出, 便实现了函数F=珚ABC+A珔BC+AB珔C+ABC接线图如图6所示。

摘要：用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路, 可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。其中, 组合逻辑电路是由最基本的逻辑门电路组合而成。文章以三人表决器为例介绍了三种设计方案, 以便学生熟悉常见组合逻辑电路的特点及应用。

关键词：组合逻辑电路,逻辑表决器,设计

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].第4版.北京:高等教育出版社, 1998.

[2]李世雄, 丁康源.数字集成电子技术教程[M].北京:高等教育出版社, 1993.

[3]李亚伯.数字电路与系统[M].北京:电子工业出版社, 1998.

设计逻辑论文 篇2

一、实验目的：

1.在掌握逻辑指令的基本应用基础上，通过综合设计实验的训练，达到提高综合分析问题、解决问题能力的目的。

2.通过程序的调试，进一步掌握PLC的编程技巧和编程调试方法。

3.以工程应用为出发点，强化学生的工程意识。

二、实验设备：

PLC实验台：主机挂件（西门子S7－300 PLC）、基本逻辑指令实验挂件、继电器挂件、直线运动模块、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP 7编程软件的使用方法。

2.熟悉西门子S7-300 PLC的基本位设备：I、Q、M、T、C。3.熟悉基本逻辑指令的编程方法。4.熟悉典型继电器控制电路。

5.了解PLC设计控制系统的基本方法和步骤。

6.本次实验为一般设计类实验，要求学生在实验前根据具体内容完成以下任务：(1)确定输入/输出信号

(2)分析控制要求，简单画出PLC电气原理图（按实验内容要求）(3)编写PLC（梯形图）程序

(4)写出程序调试步骤(5)写出程序运行结果

四、实验步骤：

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，接入220V交流电源.2.在PC机启动西门子STEP 7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP 7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。4.程序运行调试并修改。5.写实验报告。

五、实验内容：

1.小车往复运动控制程序

本程序是以检测为原则，实现PLC顺控 系统设计。

(1)控制要求：

小车在初始状态时停在中间，限位开关 I0.0=ON；按下启动按钮I0.3，小车按图4.1所示

图4.1 小车往复运动示意图

顺序往复运动，按下停止按钮I0.4，小车停在初始位置（中间）(2).设计指导：

① 该程序为电动机正、反转控制的具体工程应用。② 该程序的关键问题：按下停止按钮时，小车并不是立即停止，而是要回到原位（中间位置）才停，所以要对停止信号加自锁保持，小车回到原位后再清除停止信号。2.电动机Y-△降压启动控制程序

本程序是用PLC改造典型继电器电路的应用(1)控制要求：

图4.2所示为笼型异步电动机Y-Δ降压起动继电接触器控制系统图，写出系统工作流程，设计用PLC改造后的电气原理图和控制程序。

(2)设计指导：

图4.2 电动机Y-△降压启动电路

① 该程序为电动机降压启动控制的具体工程应用，学生先分析图4.2后，确定输入/输出信号，画PLC电气原理图。

② 该程序的关键问题：程序中要考虑PLC的工作方式与继电器控制系统不同，PLC没有先断后合的概念，所以在实际工程应中，PLC编程时要人为加入切换延时，即电动机Y形接法运行一段时间后，切除Y形接法的接触器线圈后延时一点时间（2秒）后，再接通电动机△形接法的接触器线圈，使电动机全压运行。定时器的编程学生可参考本书实验二中的相关内容进行设计

六、实验报告

本次实验为综合设计型实验，要求学生在实验前加强预习，实验过程中重点是运行、调试及修改自己设计的程序。本次实验报告的内容主要是：

1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。

2.实验设备：本次实验的主要设备。

3.预习内容：预习本次实验内容后，按实验内容画出PLC电气原理图、PLC梯形图程序以及程序调试步骤。

4.实验具体步骤：重点写程序的运行、调试、修改的过程。

5.实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同 6.心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

产品设计应该遵循怎样的逻辑？ 篇3

1.什么是用户体验？就是你进入厕所前对这个厕所的预期，进入厕所后对这个厕所所有环节的使用体验，以及出来后对这个厕所的印象。

2.产品应该把核心功能做到极致。一个简单的例子就是厕所洗手台的自动出水功能。这个功能很多厕所都有，但不同的厕所，用户体验的差别很大。手伸过去时，机器的识别敏锐度、水流速度、水流的量以及持续的时间等，都是影响洗手这个场景用户体验的维度。我印象最深的是德国的厕所洗手台，手伸过去，机器快速识别，简单的提示音之后，水速和水量都合适，持续一段时间后停止，刚好是让你可以去使用洗手液的时候，非常合理。

3.我理解很多产品肯定会带来学习成本，例如，运维产品这样复杂的事情。但从产品设计者的角度出发，没有学习成本，不让用户犯错是起点。假如，厕所的男女标志太抽象以至于用户看不懂，进错厕所。对用户而言，这样的学习成本是不会被接受的。

4.什么是认知？Affordance是什么意思？这指的是产品的信息架构、界面、元素需要能轻易给出线索，方便用户认知、使用。例如，去厕所的时候，男女厕所门口的男女标志，能让用户不用动脑子就能区别开来，就是好的认知过程。

5.设计应该符合自然，符合人在真实世界的使用习惯。假设你去一个厕所，进大门往左是一片粉红色，往右是一片深蓝色，就算深蓝色的墙面清楚写着“女厕所”，估计很多男同胞也会走错。

6.好的产品设计应该传递感情、品牌感，让用户惊喜有记忆点，让用户有品牌烙印。例如，一个泰式餐厅就餐区和门面都非常泰式，那厕所部分也应该按照泰国的风格来装饰，这是一种品牌感。

7.用户非理性、有偏见是什么意思？就是用户会根据自己的经验来做生活体验划分。例如，用户会认为火车站、酒店的厕所都不干净。就算一个七星级酒店把厕所收拾得再干净，也很难扭转用户的偏见。

简易逻辑分析仪设计 篇4

逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备,它可以检测硬件电路工作时的逻辑电平,并加以储存,用图形的方法直观地表现出来,一般的逻辑分析仪可以同时进行多个通道的分析,便于用户检查和分析电路中的错误,逻辑分析是电路设计中不可缺少的仪器,通过它可以迅速定位错误,解决问题达到事半功倍的效果。

然而传统的逻辑分析仪的价格较高,基于计算机串行接口的简易逻辑分析仪,可以以较小的成本提供相应的性能,我们所设计的简易逻辑分析仪就是基于硬件采集电路和PC机终端显示的简易设备,因此这个课题需要硬件和软件两部分,我所承担的是课题中的硬件设计的内容,要实现从硬件采集模块采集信号信息在PC机上进行时实显示。

本设计采用单片机(80C31)作为系统的控制核心。整个设计采用了模块化的设计思想,包括采样保持电路、逻辑信号门限电压比较、信号采集、串口电平转换。整个系统较好的实现了逻辑分析仪的设计要求,达到了较高的性能指标。

二、软硬件环境

硬件环境是ME-5103仿真器,它是用于对MCS-51系列单片机软件,硬件调试高性能普及型开发工具。它的产品和相关附件包括:带有8KRAM的ME-5103单片机在线仿真器,仿真电缆,RS232电缆,用户手册。仿真器本机晶体振荡器频率为6MHZ,使用外部晶体振荡器的频率范围为4-16MHZ。

所使用的软件环境为Proteus 6.9仿真软件,它具有仿真设计一般电路和单片机电路的强大功能,其主要包括电路原理图设计、PCB板设计和电路仿真器件设计。

三、总体设计

本系统采用单片机作为数据处理及控制核心,由单片机完成系统控制、信号的采集分析及信号的处理,以及通过RS232数据线进行串行异步通信。显示部分利用PC机及高级语言编程实现,将设计任务分解为逻辑信号门限电压比较、信号采集、TTL电平与RS232电平转换电路模块。简单逻辑分析仪在实现上分成软件和硬件两部分,硬件部分主要是实现对信号的采集和编码,形成有特定意义的字节通过RS-232串口向PC端传输;软件部分要实现的功能是通过RS-232串口接收传送上来的字节,并对数据进行处理,实现逻辑分析仪触发锁定、时间测量等各种功能。方框图如下:

四、各模块设计方案

(一)数据采集模块

系统输入信号直接使用数字信号发生器产生的逻辑信号序列,通过一个反相器后可得到幅度刚好相反的另外一组逻辑信号序列,把这两组数据当作逻辑分析仪所要检测的数据。如下所示:

两路数据保持电路的作用是当时钟触发脉冲到来时,启动LF398对8路输入信号进行保持,这样可以保证ADC0809转换的8路数据为同一时刻的数据。同时LF398的输入阻抗大于50KΩ,电路如下图所示:

LF398为采样保持芯片,该芯片具有输入阻抗高,采样速率快,下降速率低等一系列优良的交直流性能,被广泛应用于高精度采样保持电路中。其特点有:电源电压±5V到±18V;兼容TTL、P MOS、CMOS逻辑输入;采样电容为0.01μF时,保持阶跃典型值为0.5mV。

因为ADC0809的基准电压为+5V,则+4.98V的电压对应的数字输出量为255,本设计中采用3V为逻辑信号门限电压,其对应的数字量为:154。将A/D转换来的数字量与逻辑信号门限电压所对应的数字量进行比较,若大于则判为逻辑‘1’,若小于则判为逻辑‘0’。单片机检测数字信号发生器来的同步脉冲,当检测到脉冲上升沿时,控制LF398保持当前数据,然后触发ADC0809进行采集,并将采集到的数据与触发字进行比较,当满足触发条件时,单片机将采集到的数据处理后通过P0口发送出去,原理图如下所示。通道1到通道8对应的地址为8000H-8007H。

(二)串行通信

用单片机普通I/O口实现串行通信的方法,可在单片机的最小应用系统中实现与两个以上串行接口设备的多机通信。

1、串行通信协议

串行接口的基本通信方式口的基本通信方式有异步和同步两种方式。异步通信采用用异步传送格式,如下图:

数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中,起始位占用一位(低电平),用来表示字符开始。其后为8位的数据编码,最后为停止位(高电平)用来表示字符传送结束。上述字符格式通常作为一个串行帧,串行通信中,每秒传送的数据位为波特率。如数据传送的波特率为9600波特,则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104 ms。根据数据传送的波特率即字节中每一位的传送时间,便可用普通I/O口来模拟实现串行通信的时序。硬件电路80C31单片机通过普通I/O口与PC机RS232串口实现通信。

单片机的串行通信的波特率可以程控设定,通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式,其中方式0和方式2的波特率是固定的,而方式1和方式3的波特率是可变的,由定时器T1的溢出率来决定。

串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同,所以,各种方式的波特率计算公式也不相同。

方式0的波特率=fosc/12

方式2的波特率=(2SMOD/64)·fosc

方式1的波特率=(2SMOD/32)·(T1溢出率)

方式3的波特率=(2SMOD/32)·(T1溢出率)

单片机的串行端口有2个控制寄存器,用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率以及中断标志TI和RI。单片机的串行端口有1个数据寄存器SBUF,该寄存器为发送和接收所共有,在一定条件下,向SBUF写入数据就启动了发送过程,读SBUF就启动了接收过程。

在实时控制中,由于事件的突发性,常采用中断的方式进行数据传送,中断方式能更大限度地提高资源的利用率,使CPU在不进行数据通信时做其他的工作。方式1是10位异步通信方式,其中包括1个起始位,8个数据位和1个停止位。波特率由定时器T1的溢出率和串口控制寄存器SMOD的状态确定,在CPU的晶振为11.0592MHz时,波特率常采用9600b/s。

2、电平转换电路

51单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件,由于PC系列微机串行口为RS232C标准接口,与输入、输出均采用TTL电平的80C31单片机在接口规范上不一致,因此TTL电平到RS232接口电平的转换采用MAXIM公司的MAX232标准RS232接口芯片,该芯片可以用单电压(+5V)实现RS232接口逻辑“1”(-3V~15V)和逻辑“0”(+3V~15V)的电平转换。我们采用了三线制连接串口,即和电脑的9针串口只连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法,但是对本课题来说已经足够使用了,电路如下图所示,MAX232的第10脚和单片机的11脚连接,第9脚和单片机的10脚连接,第15脚和单片机的20脚连接。I/O口与PC机RS232串口实现通信的硬件接口电路如图所示:

五、软件设计

软件设计的代码如下:

六、系统测试

(一)调试方法和过程

采用分别调试各单元模块,调试通过后再进行整机调试的方法。

(二)测试仪器

PC机、双踪示波器,ME-5103单片机仿真器、数字万用表、信号发生器。

(三)测试数据和结果

(1)信号发生器输出序列为TTL电平。

(2)测试结果:单级触发、输出功能正常。如:信号序列:

通道1:101010101010101010101010101010101010101010

通道2:010101010101010101010101010101010101010101

(四)波形显示

虚拟示波器显示波形如图所示:

(1)触发点、时间标志线显示正常,能在PC机上的虚拟示波器上读出时间标志线和2路信号的逻辑状态。

(2)触发位置调节正常。能显示触发前后所保存的逻辑状态。

七、结束语

本文设计了一种基于MCS-51系列单片机和虚拟示波器组成的简易逻辑分析仪,能够清晰稳定的显示所采集到的多路信号波形,性能稳定,整个系统软硬结合,降低了硬件复杂程度,在实际应用中取得了较好的效果。

参考文献

[1]何宏.单片机原理及接口技术教程。国防工业出版社,2006年11月第一版.

[2]李广弟,朱月秀,王秀山。单片机基础。北京航空航天大学出版社,2001年7月第二版.

[3]邓元庆,关宇,贾鹏。数字电路设计基础与应用。清华大学出版社,2005年5月第一版.

科研课题设计逻辑方法归纳 篇5

逻辑方法包括的类型有：、类比法、分析与综合法、归纳法、演绎法。作为科学认识的方法，通过一般进一步认识个别的主要思维方法就是演绎；由个别认识一般的思维方法，就是归纳；而通过个别认识个别、或者通过一般认识一般的思维方法，就是类比。演绎、归纳和类比，都是科学认识中最为广泛应用的逻辑思维方法。

归纳法

1、概念：所谓归纳，是指从个别事实中概括出一般原理的逻辑推理方法，即通过对一些个别的事实进行概括和总结，从中抽象出一般的公式、原理和结论。

2、科学归纳法的五种形式：1 求同法2 存异法3 共用法4 共变法5 剩余法

3、简单枚举法的优点：在于用起来方便。缺点：在于归纳得不完全。

4、完全归纳法的优点：在于结论是可靠的。缺点：在于结论没有超出前提的范围。

其中共用法是存异法和求同法的结合，共变法和剩余法是求同法和存异法的引申和补充。因此，最基本的方法是求同法和存异法。

演绎法

1演绎法同归纳法相反，是指从已知的某一些一般公理、原理、定理、法则、概念出发，从而推论出新结论的一种科研方法，即从一般到个别的逻辑推理方法。演绎的局限：1 不在于发现，光靠演绎法不可能在科学上取得较大进展。2 推理的结果的可靠性受到前提的制约。（四概念）3 孤立的演绎本身不能正确的反映不断变化着的客观世界。归纳方法不可靠，但能获得新知识，由归纳可上升到普遍命题，演绎推理可靠，但一般不能获得新知识，结论已蕴含在大前提中。

3演绎的作用: 1 可以把有关的科学知识合理的联系起来，想出逻辑严密的理论体系。2.是作出科学预见的一种手段。3 是发展假说和理论的一个必要环节，能为科学知识的合理性提供逻辑证明。4 对于人们进行各项工作有重要的指导作用。5 对于反驳错误的理论学说也有重要作用。

4演绎推理的主要形式：演绎推理的主要形式是三段论，即大前提、小前提和结论。大前提是一般事理；小前提是论证的个别事物；结论就是论点。演绎的条件:

1、前提必须真实

浅探微课设计之逻辑之道 篇6

一、设计背景

1.录制工具。

本次录制所用工具为e板会微课大师，制作相应PPT，以此进行录屏和同期录音。

2.设计思路。

考虑到受众很多是新高三的学生，设计时尝试通过对两大类习题解体技能的总结，使学生渐悟解题之“术”，再通过高考题讲评，夯实双基，使学生更增解题之“势”。

二、设计反思

在日常讲评中，我们深刻体会到历史习题以其设问递进性、信息丰富性显示出历史学习科学、严谨、有适当自由度和延伸空间的内在美学特质，这便是历史教学中无处不在的逻辑美。下面我谈谈对此设计思路应特别遵循的逻辑之道的认识。

1.价值指向之逻辑定位：由利教到利学，为学生思维升级助燃。

在现实教学中，教师易受教材编排、年段内容等既定因素的影响，导致备课时往往侧重保证教师顺利地教和引领。而进行微课设计时，教师更应考虑的是如何支持、促进学生的学。结合微课的特点看，微课把教学内容切割成短小、连贯的知识微粒，其最大魅力在于人性化：可以回看、反复看，让学生根据自己的节奏学习，同时作为传统课堂的主要补充和拓展资源，微课可以满足不同学生对具体知识点的个性化需求，在冲破校园围墙后，实现资源共享，促使教育公平化。这就要求设计与制作微课时，将微课理解为让学习“更有情趣性”，其次为“为学生提供自主深入探索的机会”。比如在设计高考第1题讲评时，如果只是简单地为顺利讲授导出答案，那么这道题用排除法足矣。但考虑到高考命题精挑细选材料的文本价值，考虑到学生做题“举一隅而不知三隅反”的频繁失误，我在讲课时补充了《礼记》的文献常识，同时强调材料中“三公”的概念，非秦之“三公”，以免在以后解读时产生知识的混乱。以此小题大做，意在拓宽简单结论的广度。同样，在设计21题时，在保证10分钟视频要求下的点评重点后，我挤出近两分钟的时间，讲评了材料一的前半段信息，以此体现西方史学家的全球视野，启发多维思维。

2.内容处理之逻辑优化：由外微到内实，使知识呈现智慧多彩。

首先，微课的“微”体现在形式灵活、长度短小、内容精致。但同时，微课作为一种教学资源，其承担的教学期待和集腋成裘的积累性作用一点儿都“不微”，故而“微”是其外在呈现形式，“不微”却是其担负的实质内涵与作用。因此，高中历史微课设计时要精挑细选材料，反复斟酌角度，兼顾“微”与“不微”的协调性，努力让微视频看似微小实则充实，但由于历史知识的广博深厚，又要理性避免陷于表面热闹的误区。反思此次尝试，在处理24A“明治维新”题时，用了一分钟时间介绍材料二“某学者”，即陆羯南，此举就有脱离讲评主旨之嫌。同时，又为不过分超时，拉快语速，虎头蛇尾，最后总结语焉不详。在评述此题第三个设问时，又增加了亨廷顿《西方文明的特征》中的信息，导致解析繁复，其实当时如果继续沿用材料一中对日本饮食习惯对“牛肉”的狂热推崇的资料就可推出认识。由此可见，“微”重在化繁为简，时短步慢，由此才有“不微”，而“不微”更不是简单地填塞，要避免贪大求全，一切重在实效。

其次，微课制作追求的是利用声光电画等现代信息技术，将历史原因、过程、借鉴等以可视化、可感触的形式呈现，以提高历史学习效率。所以，无论是讲授知识还是讲评习题，都要创设条理清晰鲜明多彩的情境，才容易聚焦问题，不可随意讲，看似洋洋洒洒实则毫无章法。如24B题第三问，学生普遍反映无从下笔，就可将讲题重点定在解析“帝王政治”视点，先通俗化普及两种认识，即当今文娱题材热捧帝王将相之现象及传统分析观认为封建帝王无不是反法治的观点，同时结合马克思关于“时代需要伟大人物”的言论，以此切入条分缕析。继续反思，虽选好角度，但在实际呈现过程中技术考虑不足，只有简单的PPT，没有视频、色彩、图片等形象资源的有效结合，“视觉驻留”明显缺乏，技术优势无从体现。可见设计微课不仅要有选材定角度的智慧，而且要有努力学以致用高新科技的智慧，更要“胸中有数、手中有法、目中无人”，这样才能真正跟上这个日新月异流光溢彩的时代。

3.实际运用之逻辑调适：由随意到有机，为传统教学锦上添花。

微课不是简单的传统教学的截屏，所以“微视频”不能简单等同于“微课”，它只有和学生的学习活动流程结合起来，才是一个完整的“微课程”。观之教育，传统方式有其公认优势，始终还是主流，微课虽然有其亮点，其实是在传统基础上继承和发展起来的。可见使用微课资源时要平衡二者特点，让时尚更多为传统锦上添花。以此反思，此次讲评资源，可以在讲述新课《宋明理学》时，在学生集中注意力十来分钟，穿插使用21题资源，以加深学生对“中华文明传承创新”的理解，同时，尽量保证有检查和反馈环节。另外，在讲评日常作业时，考虑到江苏高考题多次出现对材料“概括”能力的考查，可将五大题切分成小的片段，再组合同类习题构成解题链，促成知识专题独立性与系统性的有机统一。总之，微课虽妙，更要用得巧妙，在考虑到充分体现学生学习主动性、自主性的同时，要防止微课分散学生注意力，冲淡对传统教学的兴趣。所以，在实际应用中，教师的随堂指导、课后跟踪不可或缺。

三、展望微课

科技在发展，教育在革命。微课惊艳亮相，惊醒一池春水，泛起层层反思涟漪。作为一种新式武器，微课能有效辅助传统高中历史教学，促进教师的教学实践及专业发展，为学生提供有效的“解惑”方法和对课本知识拓展的途径。结合具体教学实践，如何充分挖掘课程资源，精心设计和有效实施，并与具体的课堂教学情境相整合，进而真正促进学生利用零碎化的时间学习，提高高中历史学习效率；怎样使微课在高中历史教学中变得更人性化、智能化、高效化等，这些都需要我们不断总结和探索。

参考文献：

[1]张永谦.打造微课精品促进教育公平[J].教学月刊，2014（2）.

[2]王竹立.零存整取：网络时代的学习策略[J].远程教育，2013（3）.

[3]姜泓冰.“慕课”，搅动大学课堂[J].光明日报，2013.7.

浅谈组合逻辑电路的设计 篇7

常用组合逻辑的种类很多, 主要有加法器、译码器、编码器、多路选择器等。组合逻辑电路主要是基本逻辑门组成的。

1 组合逻辑电路的设计方法

组合逻辑电路设计是根据给出的逻辑问题, 设计出一个电路去满足提出的逻辑功能要求。下面介绍3种组合逻辑电路的设计方法。

1.1 用基本的门电路设计

一般组合逻辑电路设计通常都是依据最简逻辑函数来进行的, 这种方法简单明了, 容易很快给出逻辑电路图。

组合逻辑电路的基本设计流程如下。

(1) 根据电路的要求, 列出对应的真值表。

(2) 根据真值表, 写出逻辑表达式, 并化简。

(3) 选用合适的门器件, 将逻辑表达式转换为最简逻辑电路图。

(4) 通过电路仿真或实物测试, 检验电路的正确性。将EWB引入组合逻辑电路的设计和仿真, 实现了从验证性实验到创新型实验模式的转变, 可以引导学生自行设计出很多单元电路, 为完成系统设计打下扎实的基础。

1.2 用最小项译码器设计

首先需要说明的是, 不是所有的译码器都能设计成任意的组合逻辑函数, 只有最小项译码器可以。具有n个地址输入端的最小项译码器, 其输出端为2n个, 分别对应n变量的全部最小项, 而任意n变量组合逻辑函数都可以写成唯一的最小项之和的标准形式。因此, 只要将该逻辑函数所包含的最小项按一定规则连接起来即可。

1.3 用数据选择器设计

具有n个地址输入端的数据选择器有2n个数据端, 对应n个变量的全部最小项。一般有一个或两个输出端, 通常也设有附加控制端。以常见的八选一数据选择器74LS151为例, 它有3个地址输入端C、B、A, 8个数据端D7、D6…D0, 两个互补输出端Y、W, 附加控制端G, 输出Y表达式可写为Y=∑miDi, 只要将待实现逻辑函数所包含的最小项对应的数据端置为1, 其余数据端置0, 输出Y即为所求函数。

下面就一个例题, 运用以上的3种分析方法进行设计。

例:设计制作一个A有否决权、少数服从多数的A、B、C三人表决器。

(1) 用基本的门电路设计。

首先, 根据电路的功能, 写出真值表 (如表1) 。

其次, 根据真值表, 写出逻辑表达式并进行化简:

最后, 选用合适的门器件, 将逻辑表达式转换为组合逻辑电路 (如图1) 。

(2) 用最小项译码器设计。

用3线—8线译码器74L S138实现设计的前两步状态赋值、列真值表与前面的完全相同。因为译码器就是以最小项形式输出的。我们若能充分利用它的这个特点, 可以使我们的设计变得非常简单。我们不需要再用卡诺图进行逻辑函数的化简了。因为我们从真值表就可以直接写出逻辑函数的最小项之和的形式, 即

首先作变量赋值:令A=C, B=B, C=A (注意顺序) 然后用与非门将对应输出端连接起来即可。最后别忘了还要将各控制端接到相应有效电平译码器才能工作, 本例中G1=l, G2A==0 (如图2) 。

(3) 用数据G2选B择器设计。

用8选1数据选择器74LS151实现8选l数据选择器的功能逻辑表达式是:

令A=C, B=B, C=A, 则Y (A, B, C) =∑m (5, 6, 7) =m0·0+m1·0+m2·0+m3·0+m4·0+m5·1+m6·1+m7·1, 对照输出表达式可知, 只要令D0=D1=D2=D3=D4=0, D5=D6=D7=1, 则Y即为所求, 最后将G接地即完成设计 (如图3) 。

2 结语

比较以上三种设计方法可以看出, 用门电路设计简单明了, 容易很快给出逻辑电路图, 但电路中通常包含较多元件;用译码器设计需要附加简单门电路, 但可以方便地实现相同输入变量下的多输出逻辑函数;用数据选择器设计, 电路更为简单一些, 且可实现两种输入变量数目, 使用比较灵活, 但只能做成单一输出, 如果需要多路输出, 则要用多片Ic分别实现, 这一点不如译码器方便和经济。总之, 三种方法各有特点, 应根据所设计逻辑问题的需要选择。

摘要：组合逻辑电路是将门电路按照数字信号由输入至输出单方向传递的工作方式组合起来而构成的逻辑电路, 这种电路反映的是输入与输出之间一一对应的因果关系。本文通过实例详细阐述了多种设计组合逻辑电路的方法, 并分析了他们的特点。

关键词：组合逻辑电路,设计方法,特点

参考文献

[1]焦素敏.数字电子技术基础[M].北京:人民邮电出版社, 2012.

组合逻辑电路的设计与仿真 篇8

数字电子技术已广泛应用于各个专业技术领域, 组合逻辑电路是数字电路重要的组成部分, 也是时序逻辑电路设计的基础, 在实践中被广泛应用。组合逻辑电路的输出仅与当前的输入状态有关, 而与输入之前的信号状态无关, 因此组合逻辑电路没有记忆功能, 在其电路中没有反馈延迟电路[1,2]。

Multisim的前身是EWB (Electronics Workbench) 软件, 是美国国家仪器 (NI) 有限公司推出的以Windows为基础的交互式SPice仿真和电路分析软件, 专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试[3,4,5]。Multisim软件包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式, 具有丰富的仿真分析能力。

本文以交通信号灯监控器为例, 分别运用与非门74LS00、中规模集成数据选择器74LS151和中规模集成译码器74LS138为主要元件设计三种实现监控交通信号灯状态的控制电路, 并利用Multisim 12.0软件进行仿真测试。

2 组合逻辑电路的设计

2.1 组合逻辑电路设计的一般步骤

组合逻辑电路设计主要是将用户的具体设计要求用逻辑函数加以描述, 再用具体的电路加以实现的过程。组合逻辑电路的设计可分为小规模集成电路、中规模集成电路、定制或半定制集成电路的设计[6]。其设计的一般步骤可用图1来表示:

1) 首先对命题要求进行分析, 确定输入变量、输出变量的个数和状态, 并以真值表的形式列出;

2) 根据真值表写出逻辑函数表达式;

3) 通过逻辑化简, 写出最简的逻辑函数表达式;

4) 根据逻辑功能要求以及实际情况, 选择合适的门器件, 把最简的表达式转换为相应的表达式;

5) 根据表达式画出该电路的逻辑电路图。

2.2 组合逻辑电路的设计方法

组合逻辑电路可以采用分立元件实现, 随着微电子技术的迅速发展和集成电路工艺水平的提高, 单块芯片的集成度越来越高, 价格越来越便宜, 也可用通过小规模集成电路SSI, 中规模集成电路MSI、定制或半定制集成电路等来实现[7]。

本文以监控交通信号灯工作状态的监控器为例分析组合逻辑电路的设计方法。交通信号灯是交通信号中的重要组成部分, 是道路交通的基本语言, 每一组交通信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作情况下, 任何时刻必有一盏灯点亮, 而且也仅有一盏灯亮。当出现其他状态时, 电路发生故障, 这时监控器发出故障信号以提醒维护人员前去修理。

2.2.1 命题分析

根据交通信号灯监控器的工作原理, 确定红、黄、绿三盏灯的状态为输入变量, 分别用A、B、C表示;取故障信号为输出变量, 用F表示。

假设:A、B、C取1时, 表示灯亮, A、B、C取0时, 表示灯不亮;F为1时, 表示工作状态正常, F为1时表示发生故障。

2.2.2 列写真值表

根据命题分析列出逻辑真值表, 如表1所示。

2.2.3 写出逻辑函数式并化简

由表1, 可得输出与输入之间的逻辑关系:

运用卡诺图化简, 可得简化的逻辑函数表达式:

2.2.4 把最简的表达式转换为相应的表达式

逻辑电路图是根据逻辑函数表达式得出的, 因此画逻辑电路图之前要根据逻辑功能要求以及实际情况确定元件, 将最简的表达式转换为与所选用元件相对应的表达式。

1) 选用与非门实现

选用集成与非门74LS00、74LS20实现交通信号灯监控器, 将输出与输入之间的逻辑关系转换为与非表达式。通过表达式变换, 得到式3。

2) 选用数据选择器实现

数据选择器是一种多路输入、单路输出的逻辑部件。它在控制信号作用下, 从多个输入数据中选一个送到输出端。式4给出了数据选择器输出与输入的逻辑关系, 其中, A0、A1、……Ak表示控制信号, Y表示输出信号, Di为数据输入信号, mi为控制信号的最小项表示, 2k=n。

从表达式4中可以看出, 其输出实际上是数据输入与地址输入的最小项相与的关系, 所以数据选择器可以实现各种组合逻辑功能。选用中规模集成数据选择器74LS151可实现交通信号监控器。74LS151是八选一数据选择器, 对式1进行变换, 可得式5:

由式5可以看出, 选用74LS151实现交通信号监控器需使F=Y, A=A2, B=A1, C=A0, 则有D0=D3=D5=D6=D7=1, D1=D2=D4=0。

3) 选用变量译码器实现

变量译码器是组合逻辑电路中一个重要的器件, 它是一个将n个输入变为2n个输出的多输出端的组合逻辑电路。变量译码器的输出与输入之间的逻辑关系可用式6表示:

其中, Yi是输出端, mi是关于输入变量An-1, An-2, ……, A0的最小项, 0

由于译码器电路的输出列出了该电路的所有最小项表达式, 而任何一个组合逻辑电路都可以写成最小项表达式的形式, 因此我们可运用译码器电路实现各种组合逻辑电路。选用中规模集成译码器74LS138来实现交通信号灯监控器。由于74LS138的输出是反变量形式, 低电平有效, 因此变换式1得:

使74LS138的三个数据输入端分别为:A=A2, B=A1, C=A0, 且三个使能端有效, 则74LS138中的8个输出可分别与交通信号灯监控器输出的最小项一一对应。

2.2.5 根据表达式画出逻辑电路图

为了便于逻辑电路图的验证, 利用Multisim 12.0设计逻辑电路图。根据2.2.4小节中三种设计方法的相应表达式:式3、式5、式7画出逻辑电路图, 分别如图2、图3、图4所示。

图2~图4中的XLC1为逻辑转换仪, 它是Multisim软件的一种虚拟装置, 可以接入交通信号灯监控器的输入与输出端, 测试与验证其逻辑功能。通过逻辑转换仪中的“逻辑电路转换为真值表”的功能分别验证了图2~图4的逻辑功能, 得到的真值表相同, 如图5所示, 该电路真值表及逻辑函数表达式与设计的要求一致。

2.3 设计方法分析比较

选用不同的元件最后设计出的电路形式虽然差别很大, 但是实现的逻辑功能却相同。选用如本文选用的74LS00、74LS20等SSI来实现电路, 所用的集成电路芯片数量多, 线路复杂, 通用性不强, 仅能够适应某一特殊的函数要求。在用SSI设计电路时, 要力求逻辑门电路的数量、种类以及输入端的数量均应达到最少。

选用MSI设计组合逻辑电路, 如本文选用的74LS151、74LS138, 可以减少元件的数目, 具有较强的通用性, 可靠性高, 易于设计、生产、调试和维护[8]。

3 组合逻辑电路的仿真

对于设计好的组合逻辑电路, 不仅可以通过Multisim中的逻辑转换仪来验证, 还可以在Multisim窗口中搭建电路来仿真。从Multisim元件库在已经绘制好的逻辑电路图中添加电源、地、电阻、发光二极管等电器元件并进行连线, 得到仿真电路图。由于篇幅有限, 文中只给出了用74LS138实现交通信号灯监控器的仿真电路图, 如图6所示。

在仿真过程中, S1、S2、S3三个开关在全部打开、全部闭合以及任意两个闭合的情况下, 发光二极管就会亮, 此时表示交通信号灯出现故障。

4 结束语

本文以交通信号灯监控器为例分析了组合逻辑电路设计的过程并进行了Multisim仿真测试。可以看出组合逻辑电路设计中, 要实现相同的逻辑功能可根据实际情况选用不同的设计方法;同时, 借助于EDA软件Multisim, 可以显著提高电路设计工作的效率, 为组合逻辑电路的设计仿真提供了一定的借鉴方法。

摘要：以交通信号灯监控器为例分析了组合逻辑电路设计的过程, 运用SSI、MSI为主要元件分别设计了三种实现电路, 并总结了这三种电路的特点, 最后利用Multisim软件进行了仿真测试, 为组合逻辑电路的设计与仿真提供了借鉴方法。

关键词：组合逻辑电路,电路设计,Multisim,仿真,交通信号灯,监控器

参考文献

[1]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[2]魏淑桃.计算机电路基础[M].北京:高等教育出版社, 2008.

[3]周润景, 郝晓霞.Multisim&LabVIEW虚拟仪器设计技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008.

[4]石嘉顺.基于multisim环境下的电路设计与仿真[J].计算机仿真, 2007, 24 (12) :306-308.

[5]王延才.基于Multisim的电路仿真分析与设计[J].计算机工程与设计, 2004, 25 (4) :65-67.

[6]黄进文.组合逻辑函数的实现方法讨论[J].宝山师专学报, 2004, 23 (2) :42-46.

[7]孙津平.基于组合逻辑电路实现方法的探究[J].电子设计工程, 2011, 19 (8) :151-153.

设计逻辑论文 篇9

“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”是我国古代教育思想家孔子说的一句话,这充分体现了学生是学习的主体,兴趣是最好的教育理念。

1 教材分析

1.1《数字电子技术》是一门理论性和实践性都很强的专业核心课程,而“组合逻辑电路”在教材的知识体系中处于中间地位,起着“承前启后”的作用。

1.2《组合逻辑电路的设计》应该在学生学习了“数字电路基础”、“逻辑门电路”、“组合逻辑电路分析”的基础上进行,既可以检验前面所学知识又可以延伸后续知识。教学重点:介绍组合逻辑电路的设计方法和步骤,使同学们能正确地设计出组合逻辑电路。教学难点:引导学生设计出经济又实用的组合逻辑电路。

2 教学目标

知识能力目标:使学生熟练掌握组合逻辑电路的设计方法及步骤,提高学生学以致用的能力。方法能力目标:培养学生认真学习、勇于探索的精神;启发学生举一反三、触类旁通的创新思维能力。社会能力目标:通过课堂的师生交流,生生交流,培养学生与人交流团结协作的能力。

3 教学方法

3.1 教师的准备工作:熟悉教学大纲和课程标准;钻研教材写好教案;设计好教学过程,准备好课件、教学工具和实验器材等。

3.2 为了激发学生的兴趣,调动学生的积极性,教学过程中我主要采用“任务驱动法”来进行教学,结合学生特点,精心设计任务,引导学生分析任务探究新知,然后启发学生运用所学知识解决实际任务。中间配合使用“触类旁通的类比法”“生动活泼的讨论法”“科学直观的仿真法”“形象立体的动画演示法”来达到我们的教学目标。

4 教学过程

教学过程共设计了:“温故知新”、“任务驱动”、探究新知、“巩固提高”、“学以致用”等教学环节,用时90—100分钟(两个课时)。

4.1“温故知新”环节——采用教师提问、学生回答的互动方式来进行,共复习了三个知识点:(1)基本常用门的符号、表达式、真值表及功能;(2)逻辑代数运算的基本定律及化简办法。这两个知识点是基础工具,学习了之后学生才可以用门电路来搭建一个个具有某种功能的数字电路。(3)接着提问2个问题:(1)何为组合逻辑电路的分析?(2)组合逻辑电路分析的一般步骤有哪几步?(要求学生用方框图板演示)。然后用一道题来演练分析步骤,加深学生印象,并为新知识的教授做好铺垫。

4.2“任务驱动”环节——引领学生进行思考:给出一个组合逻辑电路图,我们能分析出它的逻辑功能,那么给出一个逻辑命题,我们能否根据要求的逻辑功能设计出逻辑电路呢?如何设计一个三人表决器呢?学生根据课前预习情况会做出相应回答,即跟组合逻辑电路的分析过程相反,需要五步———相反顺序的五步。其实本次课的“设计”过程是上次课“分析”过程的逆过程,也是本次课的主题。接下来教师用板书或者幻灯片导出教学重点。任务启动好之后,学生们根据提示的方法步骤,分析思考,分组交流,教师则巡回指导,一段时间后各小组就开始展示成果了。通过这个“生生交流”“师生交流”的过程,引导学生进行自主探究、合作学习,同时也巩固加深了教学重点内容的理解和运用。

4.3“探究新知”环节———引导学生思考:如何设计出经济又实用的组合逻辑电路?第一次的设计是不是最完美的?如果用“与非门”来设计会有什么不同?两种方案设计的“三人表决器”逻辑电路哪种更好?为什么?学生们在经过逻辑代数的变换、运算、化简后很快又展示了第二种设计方案。

教师引领学生对比分析这两种设计方案,发现两种设计方案都只用了4个门电路,不同的是:方案1中的四个门,有3个是“与门”1个是“或门”,而方案2中的4个门都是“与非门”,对比之下门电路种类单一,相对好些。通过层层设疑,再次激发了学生的学习热情,突出了本节课的教学难点:在实际应用中,组合逻辑电路的设计多用“与非门”来实现,可以降低成本,避免不必要的人力、物力浪费。

任务1结束后,继续布置第2个任务,将任务1的只有1个输出量的设计任务,提升到3个,加大了工作量,提高了难度,目的是鼓励学生,开阔思路,创新思维,突破重点难点,也使枯燥、乏味的新课内容很流畅的就被“由浅入深”、“化难为易”了。最后教师用板书或幻灯片将重点、难点提炼出来,巩固所学,加深印象。

4.4“巩固提高”环节———在同学们共同完成任务1,2之后,教师又给学生们设置了两个加强任务,要求学生独立完成,以此自行消化、吸收、巩固掌握本次课的知识点的目的。

4.5“学以致用”环节———为了更好地让同学们理论联系实践设置实验任务,要求同学们画出任务1中用“与非”门设计的3人表决器的逻辑电路图并安装、测试电路的逻辑功能。为帮助学生完成实验任务,教师要准备相关的实验器材给同学们认识,在讲解了实验器材的原理、用途及安全、节能、环保等注意事项之后,让学生们自行制作电路并测试功能,完成实验任务。这一环节是结合了同学们将来的实际工作,让学生们学以致用体验成功、增强自信。

5 结束语

教学过程中一定要以学生为主体,教师为主导进行“教学互动”;不断激发学生的求知欲和学习热情,让学生们在教学过程中体验成功、自我肯定、提升能力。

参考文献

[1]张伟林.数字电子技术.

同步时序逻辑电路设计步骤研究 篇10

关键词：时序逻辑电路,原始状态,电路设计

1 设计方法

同步时序逻辑电路设计方法可按以下几个步骤进行:设计要求;原始状态图;最简状态图;状态分配;选定触发器类型,求出状态方程、驱动方程和输出方程;画逻辑电路图并检查能否自启动[1]。但是在现有教材中,原始状态的确定并没有被突出和强化,事实上,原始状态的罗列是联系设计要求和原始状态图之间的一个重要的纽带,因此分析设计任务,列出原始状态对于时序逻辑电路的设计至关重要。本文通过对具体实例的设计研究,完善了时序逻辑电路设计的一般规律、原则及方法[1,2]。

2 实例设计分析

设计一种铁路平交道控制电路来控制道栅门的放下与升起,如图1所示,在P1和P2两处设置感测组件,用以感测火车是否经过,此两点相距足够远,同一列火车不会同时被此两处感测组件所侦测,当火车任何部位位于P1和P2两处之间时,平交道栅门应放下,否则升起栅门[3]。

(1)设计任务分析。

在P1和P2出放置两个感测组件,设P1、P2处的输出信号分别为P1、P2,当火车经过P1和P2时,输出信号1;当火车未压到P1和P2时,则输出0。A、B两个栅门由Z控制,当Z=0时栅门打开;当Z=1时栅门关闭。

(2)原始状态分析。

电路原始状态转化图的正确与否首先取决于原始状态是否符合要求,也就是原始状态数是否涵盖所有可能发生的情况,其次再决定于状态转换关系是否正确,原始状态的定义不同,最简状态的物理含义以及最简状态转换图也会不同。

首先,铁路为双向的,所以火车可以从东向西,也可以从西向东;其次P1和P2相距足够远,火车不可能同时压住两个感测组件。原始状态分析如下:火车从西向东时,火车没有到达P1处,则P1P2=00;火车压住P1,则P1P2=10;火车处于P1、P2之间,则P1P2=00;火车压住P2,则P1P2=01;火车驶出P2,则P1P2=00;火车从东向西时,火车没有到达P2处,则P1P2=00;火车压住P2,则P1P2=01;火车处于P1、P2之间,则P1P2=00;火车压住P1,则P1P2=10;火车驶出P1,则P1P2=00。在时序逻辑电路的设计过程中,原始状态的定义方法并不唯一,现给出两种原始状态的定义方法。

1)原始状态定义方法一。由以上分析可定义如下7个原始状态:

状态S1 火车在P1和P2区间之外,对应输入P1P2=00。

状态S2 火车自西向东行驶,并压在P1上。

状态S3 火车继续自西向东行驶,且位于P1和P2之间。

状态S4 火车仍自西向东行驶,并压在P2上。

状态S5 火车自东向西行驶,并压在P2上。

状态S6 火车继续自东向西行驶,且位于P1和P2之间。

状态S7 火车仍自东向西行驶,并压在P1上。

(a)由原始状态分析可列出原始状态转换如表1所示。

(b)状态化简及状态定义。根据化简原则,在相同输入下有相同输出且转换到同一次态的状态可以合并的原则,状态S2和状态S3可以合并为一个状态,称S2状态;状态S4和状态S7可以合并为一个状态,称S4状态;状态S5和状态S6可以合并为一个状态,称S5状态。此4个最简状态所具有的物理意义分别为:S1:火车处于P1、P2之外,P1P2=00,Z=0;S2:火车从西向东行驶,压住P1,和处于P1、P2之间,P1P2=X0,Z=1;S4:火车从东向西行驶,压住P2,和处于P1、P2之间,P1P2=0X,Z=1;S5:火车从西向东行驶,压住P2,P1P2=01,Z=1以及火车从东向西行驶,压住P1,P1P2=10,Z=1。可得简化状态转化表如表2所示。

根据最简状态转换表,按照常规设计步骤即可得到状态方程、驱动方程和输出方程,最终画出系统电路图。

2)原始状态定义方法二。

也可转换思路改变定义原始状态的方法,定义如下6个原始状态:

状态S1 火车在P1和P2区间之外,对应输入P1P2=00。

状态S2 火车自西向东或自东向西行驶,且位于P1和P2之间。

状态S3 火车自西向东行驶,且压在P1上。

状态S4 火车自西向东行驶,并压在P2上。

状态S5 火车自东向西行驶,并压在P2上。

状态S6 火车自东向西行驶,并压在P1上

(a)由原始状态分析可列出原始状态转换表如表3所示。

(b)状态化简及状态定义。根据化简原则,在相同输入下有相同输出且转换到同一次态的状态可以合并的原则,状态S3和状态S5可以合并为一个状态,称S3状态;状态S4和状态S6可以合并为一个状态,称S4状态。此4个最简状态所具有的物理意义分别为:S1:火车处于P1、P2之外,P1P2=00,Z=0;S2:火车自西向东或自东向西行驶,且位于P1和P2之间。P1P2=00,Z=1;S3:火车自西向东行驶,压在P1上或火车自东向西行驶,压在P2上。S4:火车自西向东行驶,压在P2上或火车自东向西行驶,压在P1上。P1P2=01,Z=1以及火车从东向西行驶,压住P1,P1P2=10,Z=1。可得简化状态转化表如表4所示。

3 结束语

在数字电子技术各个版本教材中,对原始状态的定义都不作重点阐述,或含糊不清或一笔带过。事实上,除了计数器的设计,像自动售货机、序列代码检测电路等一些教材上的设计实例,在设计分析过程中,原始状态的分析对设计成功与否以及设计过程是否清晰十分重要,本文通过对铁路平交道控制电路设计过程中原始状态的分析,对原始状态做了两种定义,都能得到逻辑关系正确的最简状态转换表,但显然第二种定义方法由于原始状态定义较合理,其最简状态的逻辑含义也更清晰。因此,在时序逻辑电路的设计过程中,原始状态的分析和定义应被列入设计步骤或在设计过程中被强化。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].5版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]夏路易.数字电子技术基础教程[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]秦曾煌.电工学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]蔡宪承.基于Multisim的时序逻辑电路设计与仿真[J].电子科技,2010,23(12):12-13.

设计逻辑论文 篇11

关键词：逻辑主线；课的亮点；教学设计；弱电解质的电离

文章编号：1005–6629（2015）3–0027–06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

最近看了几节课，课题都是“弱电解质的电离”，觉得这节课能体现化学学科的一些特点；在教学设计中，一些问题颇具有典型性和挑战性，值得深入地思考和讨论。现就以“弱电解质的电离”教学设计为例对日常新课教学设计中逻辑主线和亮点的设计等问题作一些初步讨论。

1 如何设计课的逻辑主线

教学逻辑是选择、组织教学内容和教学活动的依据，是有效地开展新课程教学的基础。恰当的教学逻辑应该遵从和反映教学内容的内部联系、组织顺序和结构，遵从和反映包括思维在内的学生活动的内在规律，也遵从和反映教学内容跟学生、教师相互联系的规律，遵从和反映教学活动跟教学系统外部环境（包括社会需要等等）相互联系的规律，因而能保证良好的教学效果。课堂教学中的逻辑主线是教学的核心思想和总的思路。它决定教学的基本格局、模式和教学活动的设计与选择，贯穿于整个教学设计，是教学设计时的整体依据和主要线索。要搞好新课的教学设计，首先要设计好课的逻辑主线。

怎样设计好课的逻辑主线呢？一般地说，课的逻辑主线反映着课堂中教、学活动的基本过程及其内在的思维路径。由于思维是“指向问题解决的间接和概括的认知过程”[1]，问题解决是思维活动最普遍的形式[2]，思维活动的实质就是问题解决活动，因此课的逻辑主线可以表现为课堂内解决主要问题的基本过程，反映诸问题之间的内在联系。也就是说，设计课的逻辑主线是设计（选择）主要问题、建构课的问题体系，寻找问题解决策略以逐步解决问题，使教学活动能够逐步深入，最终实现预期目标的过程。深刻地了解教学内容，了解有关知识的背景内涵，了解其内、外联系，了解学生的学习基础、学习能力和发展空间，明确教学目标等等，是设计好课的逻辑主线的基础；课程理念是指导逻辑主线设计的重要因素。

怎样具体地设计好“弱电解质的电离”这节课的逻辑主线呢？

1.1 充分做好各项设计准备

1.1.1 分析教学内容的内部和外部联系

以“弱电解质的电离”为例，其内部和外部联系的分析如表1所示。

电解质、电离和化学平衡是“弱电解质的电离”最重要的关联概念，也是学习“弱电解质的电离”时的基础概念。

1.1.2 了解有关知识的背景

了解有关知识的背景，就要了解知识所反映的对象整体以及构成整体的各个部分间的相互联系，了解知识产生和存在的环境，了解知识的形成、实践、价值和发展空间等隐含内容[3，4，5]。

人们很早就开始了对溶液、特别是电解质溶液的研究。但由于了解、认识溶液的微观结构比较困难，直到19世纪中叶才开始逐步明朗起来。例如，19世纪50年代，威廉逊（A. W. Williamson，1824～1904）和克劳胥斯（R. J. E. Clausius，1822～ 1888）意识到电解质的分子和形成它的原子间存在着动态平衡，分子和邻近分子不停地交换原子（或基），离解出的原子（或基）只能存在短暂时间，所占比例极小。1872年，法夫尔（P. A. Favre，1813～1880，法）进一步提出：盐类电解成它自身的组分是由于水的溶解作用的结果，这个作用或者使盐电解后的组分达到完全游离的状态，或者至少达到彼此独立的状态。1885年，拉乌尔（F. M. Raoult，1830～1901，法）提出：组成盐的“正电基”和“负电基”（正离子和负离子）在溶液中是简单地混合着的。

1884～1887年间，瑞典化学家阿累尼乌斯（S. Arrhenius，1859～1927）提出电离假说，认为盐溶入水中时就自发地离解成离子，离子带有电荷而不同于原子；溶液越稀，盐的电离度越大，溶液电导μ也越大；在无限稀释时，分子全部变为离子，溶液电导达到最大值μ∞。阿累尼乌斯的电离假说可以成功地解释离子的迁移数，可以说明强酸和强碱的中和热，以及其他溶液的反应热、沉淀水解、缓冲溶液、酸碱强度、酸碱指示剂变色原因等等，因而很快成为被越来越多人接受的学说。

从1871年直到1884年，人们发现和研究了溶液的多种依数性现象，发现溶液的渗透压跟其体积和绝对温度存在着如下关系：PV=iRT（R为气体常数）。其原因何在？怎样解释i？当时的研究者并不清楚。直到电离学说提出后，才由范霍夫（J H Vant Hoff 1852～1911，荷）和阿累尼乌斯合作弄清了内在原因，搞清了i的含义。

但是，阿累尼乌斯的电离学说有其不足之处：它不能说明离子是如何带电的；只适用于稀溶液，不能圆满地解释强电解质溶液的行为。它没有解决电解质在溶解之前是否以离子形式存在的问题，也没有考虑溶液中离子之间、离子和溶剂之间的相互作用、溶剂本性的影响等，具有很大的局限性[6]。

20世纪人们认识了原子的内部电子结构，才使离子如何带电问题迎刃而解。1913年以后，晶体结构分析证实了盐和金属氢氧化物在固态就是以离子形式存在的。由此，强电解质在溶液中应该是全部电离的，但是实际上强电解质在溶液中并没有表现为完全电离。1923年，德拜（P. J. W. Debye，1884～1966，荷）和休克尔（E Hückel，1896～1980，德）提出强电解质理论，认为在强电解质溶液中，离子会被相反电荷的离子包围成为具有“离子氛”的中心离子。1926年，卜耶隆（N. Bjerrun，1879～1958，丹）提出“离子缔合”概念：两个电荷相反的离子间的库仑作用达到一定程度时，可以克服热运动影响，形成“缔合对”，减少自由的离子，降低溶液的电导和离子的平均活度。克劳斯（Kraus）和伏阿斯（Fuoss）认为，电解质无所谓强弱，因为它的电离度是由溶剂的介电常数决定的。他们把硝酸化四异戊基（代）铵盐溶解在水和二氧六圜的混合溶剂中，变更水和二氧六圜的比例，在25℃下使溶液的介电常数从78.6变至2.2，发现这个盐在高介电常数溶剂中是强电解质，在低介电常数溶剂中则变为弱电解质。在介电常数达到临界值43.6时，这个盐完全离子化。人们也发现，许多化合物在水里是强电解质，但在非水溶剂中却是弱电解质[7]。

人类探索弱电解质电离的过程表现了两个重要特点：（1）人类认识弱电解质的过程也是致力于对其宏观现象作出圆满的微观解释的过程，了解其微观结构对于深入地认识弱电解质的电离至关重要。（2）人类认识弱电解质的过程是不断地根据宏观事实作出微观假设，用新的宏观事实检验微观假设的过程。

1.1.3 了解学生的学习基础、学习能力和发展空间

“弱电解质的电离”在人教版教材中是高中化学选修模块4《化学反应原理》的教学内容之一。根据现行的《普通高中化学课程标准（实验）》，在学习这个内容之前，学生应该已经通过必修模块的学习“知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离”，在选修模块4《化学反应原理》中已经先期学习了“化学反应速率和化学平衡”。《普通高中化学课程标准（实验）》和《义务教育化学课程标准（2011年版）》都没有列入电解质这个条目，但一些初中化学教科书中已经出现了这个概念。教师必须事先了解学生是否学习过电解质概念并且掌握了电解质和电离概念，根据了解的情况作出相应安排。此外，还应该了解学生对原子分子运动状况（运动图景）、溶液微观结构以及溶解微观过程的了解和掌握情况，了解学生的学习能力和发展可能性，以利作出适当的教学设计。

1.2 设计好教学目标

本节课的教学目标，在知识技能方面应该包括：在掌握电解质概念的基础上认识电解质可以分为强电解质和弱电解质，知道常见的强电解质和弱电解质；建立电离平衡概念，能从微观角度合理、正确地描述和解释电离平衡；知道电离平衡是化学平衡的拓展和特殊类型。

“弱电解质的电离”是渗透、提升和强化学生对假说-检验方法的了解，认识宏观-微观联系，以及感悟化学学科特点的良好题材，应该在过程方面提出相应目标，同时要从学生实际出发，不能急于求成、要求过高。

“弱电解质的电离”的学习有利于学生形成或强化某些观念，在设计教学目标时可以提出相应要求，但一定要遵循科学观念的形成和发展规律，要有重点，不宜要求过多、过高、过急。有人提出要通过“弱电解质的电离”的学习初步建立化学平衡观、微粒观、反应观、实验观以及分类观，在一课时内提出这么多观念建构要求，实在是太多了。其中一些并没有很强的必要性，这样要求显然是不适宜的。

1.3 确定主要问题、建构问题体系

笔者认为，从奠定基础角度来说，掌握弱电解质电离的宏观表现、微观解释和符号表征，以及弄清它跟前面所学化学平衡的关系，是这节课的主要任务，由此可以确定课的主干问题。

按照这个思路，这节课的问题体系[8]可以设计如下：

为什么电解质在溶液中能够导电？不同电解质在溶液中的导电能力相同吗？[前导问题]

为什么弱电解质在溶液中不能完全电离？[核心问题]可以根据哪些事实判断弱电解质没有完全电离？怎样从微观角度作出假设来解释宏观现象？怎样证明假设？[关键问题]

怎样用符号来描述（表征）弱电解质在溶液中的电离平衡？[衍生问题]

弱电解质的电离平衡跟以前所学的化学平衡有什么异同？[核心问题]离子浓度怎样影响弱电解质的电离平衡？[衍生问题]……

有人把影响电离平衡移动的因素作为重点，这有利于学生认识电离平衡跟化学平衡的关系。需要注意的是：有些弱电解质的电离受温度影响的情况比较复杂，在中学化学中难以讲清楚，如果处理不当会影响教学效果。

1.4 构思问题解决的策略和方法

由于学生已经通过必修模块的学习知道“酸、碱、盐在溶液中能发生电离”，他们应该不难正确地回答第一个前导问题“为什么电解质在溶液中能够导电？”。对于第二个前导问题“不同电解质在溶液中的导电能力相同吗？”，需要引导学生通过实验比较做出回答。

对于核心问题“为什么弱电解质在溶液中不能完全电离？”的解决，需要引导学生运用微观想象作出假设来解释宏观现象并进行假设的论证和验证。为了论证假设，需要应用已经学过的物质微粒知识。为了验证假设，需要由假设推想可能的宏观现象，然后设计实验进行验证。由某离子浓度的变化可以推断弱电解质没有完全电离，实验验证的关键在于如何鲜明地观察到离子浓度的变化，利用酸碱指示剂或pH计是常见和简便的方法。新的验证实验的设计是教师进行本节课教学创新的空间之一。

广义地说，由核心问题“为什么弱电解质在溶液中不能完全电离？”衍生的问题“怎样用符号来表征弱电解质在溶液中的电离平衡？”应该包括3个内容：（1）对“弱电解质的电离及电离平衡”进行界定；（2）书写电离方程式（符号表征）；（3）衍生电离度、电离常数概念（抽象概念表征）。

对于核心问题“弱电解质的电离平衡跟以前所学的化学平衡有什么异同？”需要引导学生进行比较，使他们体会到电离平衡是化学平衡的拓展和特殊类型，从而实现电离平衡概念的升华。其衍生问题“离子浓度怎样影响弱电解质的电离平衡？”有利于巩固“电离平衡是化学平衡的拓展”的认识。此时，教师若以实验证明浓度、温度对其电离的影响，可以帮助学生形成对电离平衡的深刻印象，乃至于理解电离平衡的特殊性。这里的实验设计也是教师进行教学创新的一个空间。

在具备条件时，还可以适当地介绍有关弱电解质电离的知识的应用和拓展。解释强酸和强碱的中和热、其他溶液的反应热、沉淀水解现象、缓冲溶液、酸碱强度、酸碱指示剂变色原因等都可以归属于弱电解质电离知识的应用；电离平衡常数的介绍和酸碱指示剂理论则是对弱电解质电离知识的拓展。

1.5 提炼、形成逻辑主线

在上述工作的基础上提炼、形成逻辑主线。就“弱电解质的电离”这节课来说，其逻辑主线是：

2 课的亮点如何设计

一节好课往往有其特别引人注目、值得赞赏的不同寻常之处，通常就把这种特别引人注目、值得赞赏的不同寻常之处称为“亮点”。亮点对课的“成功”往往有着不小影响，因此不少人在进行教学设计时，总要着力于亮点的设计，亮点设计遂成为一个值得关注的话题。

2.1 亮点的类型和判断标准

亮点的引人注目、不同寻常之处可能是教学内容（包括问题、举例、拓展等）选得特别好，也可能是教学技术工具（包括实验、模型、图表、电化教具和现代信息技术等）设计或使用得特别好；可能是教学方法设计或者使用得特别好，也可能是教学过程设计或者组织得特别好；还可能是教学语言、板书、教态举止等特别精彩、值得称赞或者有特色，等等。

亮点的判断应该以学生的感受为基准。常有人在设计“展示课”时只顾听课教师的感受，而“亮点”实际上并不为学生注目，这样的“亮点”恐怕可以算是哗众取宠，不是真正的亮点；一味标新立异，也不一定是亮点。不管属于哪种类型，亮点都应该满足以下一些要求，主要是：

●富有新颖性、创造性，体现教师的教学智慧；

●把握分寸恰到好处，特别适合于学生，有利于学生发展；

●体现先进的教学理念，符合教育教学规律；

●格调高尚、情操健康，没有负面影响，等等。

2.2 “弱电解质的电离”课中几个可能的亮点

亮点的设计是创造性思维的成果，没有固定的公式可套。一节课也可能有不同的亮点，即使事先已经预设好了，在教学实践时还常常需要根据具体情况要做出调整、变通。事先做好多种准备，实施时充分发挥教学机智作用，随机应变，是亮点预设成功的关键。笔者认为，在“弱电解质的电离”这节课中，下面几点做好了有可能成为亮点。

2.2.1 比喻和微观动画的应用

为了帮助学生了解电解质的溶解和电离过程，教师通常要应用比喻和动画等。但是，微观粒子的运动跟宏观物体的运动截然不同，有很大的区别，不少人对此注意不够，常常导致科学性错误，对此必须特别小心。也正因为如此，设计恰当的比喻和微观动画可以成为课的亮点。

2.2.2 假设-检验方法的应用

如前所述，人类认识弱电解质电离的过程，假设-检验方法的应用起了很大作用。参照人类的认识过程并从学生实际出发，引导学生根据宏观现象提出微观假设，引导学生对假设进行初步论证，剔除不合理的假设，然后对合理的假设进行适当推演并验证假设的推演，包括对不同的假设进行比较，不但可以使学生形成对弱电解质电离的正确认识，而且可以加深学生对假设-检验方法的认识和了解，受到生动的科学方法教育，从而形成课的亮点。

2.2.3 科学观念的熏陶

通过对弱电解质电离过程的微观解释，可以加深学生对微观粒子运动特点的了解；通过对电离平衡与化学平衡关系的讨论，可以加深学生对化学平衡的了解……新的事实和新的认识可以使学生原有的观念得到发展、提升，并应用于新的问题解决之中，从而形成课的亮点。

2.2.4 实验的创新和应用

效果很好的实验，创新的实验思路和先进的实验手段，也可以形成课的亮点。例如，上海市大境中学冯晴老师在上“弱电解质的电离”这节课时，先引导学生测定不同浓度的醋酸、盐酸和未知酸的pH，然后讨论同浓度的醋酸和盐酸的pH为什么不同、不同浓度醋酸的pH为什么不同、如何比较醋酸和未知酸的强弱3个基本问题，使课的内容逐步深入，主题突出，结构紧凑，效果很好，形成了亮点，显示了其团队的教学智慧。

3 需要注意的问题

（1）应用电离过程的速率曲线，可以说明强、弱电解质电离过程中离子生成和结合成分子的速率随时间变化情况的不同。但是，从微观角度看，电解质的溶解和电离过程是同时发生的，不是先溶解而后再电离。因此，电离过程的速率曲线是不符合真实情况的，要防止由此导致学生产生对电解质电离过程的错误认识。电离过程的速率曲线要慎用，最好不用。

（2）电解质的强弱跟溶剂的介电常数有关。在介绍常见的强电解质和弱电解质时，应说明是在水溶液中。

（3）不少人认为“分类观”是化学的基本观念之一，并且把“分类观”的建构作为本节课的目标之一，这些看法都是不妥的。

上面对逻辑主线和亮点的讨论主要是在认知领域进行的。实际上，在教学中情感活动的主线和亮点也是教学设计的重要内容，要努力做好，不应忽视。此外，还应注意做好作业设计等工作。

“弱电解质的电离”的教学可以彰显化学科学宏观研究与微观研究结合、以实验为基础等特点，彰显科学思维和科学方法的重要性。所以笔者认为这个内容具有典型性和挑战性。怎样进一步搞好“弱电解质的电离”的教学设计、创新“弱电解质的电离”的教学设计，值得我们不断探索、不断创新。

参考文献：

[1]汪安圣主编.思维心理学[M].上海：华东师范大学出版社，1992：4.

[2]王甦.认知心理学[M].北京：北京大学出版社，1992：276.

[3]《化学发展史》编写组编著.化学发展史[M].北京：科学出版社，1980.

[4][英]柏廷顿著.化学简史[M].桂林：广西师范大学出版社，2003.

[5]赵匡华编著.化学通史[M].北京：高等教育出版社，1990：165～166.

[6]万洪文，詹正坤主编.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2002：428.

[7]黄子卿著.电解质溶液理论导论（修订版）[M].北京：科学出版社，1983：118，125，156.

逻辑分析仪的设计与分析 篇12

逻辑分析仪一般由四部分组成:触发识别、数据获取、数据存贮、数据显示。数字系统产生的数据流往往是很长的, 为了捕获和显示感兴趣的内容, 首先要有触发识别电路去寻找触发字或触发事件。一旦找到, 就产生触发信号去控制存贮和显示, 触发信号也可以由外部输入。

为了获取多路数据, 逻辑分析仪都具有多路数据采集探头, 各路输入信号与设定的门限电平进行比较, 判为0、1两种状态后存入输入寄存器。逻辑分析仪的数据采集是在时钟作用下按节拍进行的。视用途不同, 时钟信号可以由外部输入, 也可由逻辑分析仪内的内时钟发生器产生。

2 示波器的波形显示原理

2.1 Y偏转板

如果将示波器显示屏比作图画的纸, 那么由X、Y偏转板构成的偏转系统就相当于握笔的手。X、Y偏转板的控制有如下情况:

如果两对偏转板上都不加任何电压, 则亮点出现在中心位置, 不产生任何偏移;如果在Y偏转板上加一个随时间变化的8路逻辑信号, 而在X偏转板上不加电压即ux=0, 则电子束受Y偏转板电场力控制在垂直方向上随被测信号的变化而偏转, 其亮点轨迹是一条直线, ;如果将Y、X偏转板信号对换, 使uy=0, 其亮点轨迹为一条水平线;为了真实的显示uy的波形, 必须在Y偏转板加uy信号的同时, 在X偏转板上加一个随时间线性变化的电压才行, 此电压采用锯齿波电压。电子束在uy和ux的共同作用下, 荧光屏上就可以显示出uy的波形。

2.2 扫描

理想的锯齿波电压是随时间线性变化的, 即ux=K1;K1为常数, 是电压随时间变化的速度。若将此ux电压加在X偏转板上, 荧光屏上的亮点在水平方向作等速移动距离x正比于时间t, K为比例系数即亮点移动速度。这样, X轴就变成了时间轴, 称此为“时间基线”。

当ux电压达到最大值Um时, 亮点偏移最大, 然后从该点迅速返回起始点, 再开始第二次周期的变化。如此反复, 在荧光屏上显示一条水平亮线。

3 总体方案

本系统采用可编程逻辑器件实现, 全部控制电路由两片Altera公司的CPLD实现, 系统总体分两大模块:数字信号发生器模块 (用来调试) 和逻辑分析仪模块。

3.1 数字信号发生器

在这里采用复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 型号为EPM7128SLC84-15 (2500门) , 根据存储响应法将所需的预置逻辑信号存入CPLD内部存储器中, 利用状态机模块使其输出八路循环移位逻辑信号。EPM7128外部采用40MHz晶振, 经过内部分频器分频实现100Hz脉冲输出。分频比为40MHz/100Hz=4×105。

3.2 逻辑分析仪模块

以10万门的复杂可编程逻辑器件CPLD (EP1K100QC208-3) 为核心, 把8路信号实时存入CPLD片内先入先出的存储缓存区, 当缓存区满后, 新的数据将覆盖旧的数据。通过逻辑控制模块分别设置单、三级触发字, 选择单级、三级触发方式。根据选择的触发方式, CPLD片内存储缓存区的数据与触发字相比较。当两者完全相同时, 把存储缓冲区的八路每路90bit逻辑信号存入CPLD内部的FIFO RAM存储器中。再经显示模块取出送示波器进行显示。否则, 触发字将继续与8路信号进行比较, 直到两者完全相等为止。

3.3 显示模块

在本系统设计中Ty采用64KHz输出32位逻辑信号, 既Tx需产生同步信号为2KHz。根据示波器的显示原理, 当X轴扫描完九次后停止输出, 同时, 在Y轴上加一个锯齿波信号。这样配合后, 在示波器上出现一条时间标志线, 只要改变X轴的电压值, 则时间标志线可左右移动。欲对8个被测输入通道同时进行测试, 必须能够显示8条水平扫描线, 因此在Y轴迭加一个8阶梯电位, 控制各被测通道位置, 从上到下为Q0~Q7;X轴输入叠加16阶梯电位, 则每个数据通道在每个水平方向上显示16个状态。这样, 在示波器的屏幕上就可以出现几个被测输入通道的逻辑时间状态波形。

4 硬件与软件

本系统主要应用的现场都是交流电, 因此我们需要把220V交流电转换为直流电压12V和5V输出。常用的三端固定集成稳压器LM7805、7812、7912。此外还需要相应的数字信号发生器电路和信号采集电路, 可分别使用EPM7128SLC84-15和X9511W型数字式电位器等器件实现。

本系统由两块CPLD作为控制核心, 数字信号发生器模块由CP输入40MHz时钟, 将8路预置字sig输入SIG模块, 得到时钟信号和8路循环移位逻辑信号序列 (Q0~Q7) 。逻辑分析仪逻辑分析仪以ALTERA公司10万门的EP1K100QC208-3为核心完成设计功能, 用VHDL语言编程。

摘要：逻辑分析仪是用于分析数字系统的逻辑关系和计算机软、硬件强有力的工具, 是数据领域测试仪器中最有效、最有代表性的仪器。本系统以可编程逻辑器件 (CPLD) 为控制核心, VHDL语言为设计工具, 利用CPLD逻辑性强的优势, 综合CPLD、常规数字和模拟电路技术完成信号源和逻辑分析仪。可以实现始端触发和终端触发, 并可根据触发方式分别显示触发前、后所保存的逻辑状态, 并显示触发点位置和时间标志线移位与显示的智能仪器。

关键词：逻辑分析仪,CPLD,VHDL

参考文献

[1]卢毅, 赖杰.VHDL与数字电路设计[M].北京:科学出版社, 2002.

[2]康华光, 陈大钦.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2001.

[3]王振红.VHDL数字电路设计与应用实践教程[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[4]在FLEX10K器件中实现RAM功能[J].电子工程专辑, 1998.