硬件电路设计基础知识_硬件电路设计模板
1.集成电路设计的硬件实现
2.如何设计电路用硬件方式将十进制数字转换成二进制数字,比如将89转换成二进制。是用硬件的方式,不是编程
3.怎么学习电路硬件设计?
4.设计硬件电路时如何区分模拟地和数字地啊
利用硬件描述语言(HDL)的硬件电路设计方法具有以下特点:
(1) 采用自上而下的设计方法
(2) 系统中可大量采用ASIC芯片
由于目前众多的制造ASIC芯片的厂家,他们的工具软件都可以支持HDL语言的编程,因此,硬件设计人员在设计硬件电路时,无须受只能使用通用元器件的限制,而可以根据硬件电路设计的需要,设计自用的ASIC芯片或可编程逻辑器件。这样最终会使系统电路设计更趋合理,体积也可大为缩小。
(3) 采用系统早期仿真
从自上至下的设计过程可以看到,在系统设计过程中要进行三级仿真,即行为层次仿真、RTL层次仿真和门级层次仿真。也就是说进行系统数学模型的仿真、系统数据流的仿真和系统门级电路原理的仿真。这三级仿真贯穿系统硬件设计的全过程,从而可以在系统设计早期发现设计中存在的问题。
(4) 降低了硬件电路设计难度
在采用传统的硬件电路设计方法时,往往要求设计者在设计电路前应写出该电路的逻辑表达式或真值表(或时序电路的状态表)。这一工作是很困难和繁杂的,特别是在系统比较复杂时更是如此。在用HDL语言设计硬件电路时,就可以使设计者免除编写逻辑表达式或真值表之苦。这样使硬件电路的设计难度有了大幅度的下降,从而也缩短了硬件电路的设计周期。
(5) 主要设计文件是用HDL语言编写的源程序
在传统的硬件电路设计中,最后形成的主要文件是电原理图,而采用HDL语言设计系统硬件电路时,主要的设计文件是用HDL语言编写的源程序。如果需要也可以转换为电原理图形式输出。用HDL语言源程序作为归档文件有很多好处。其一是资料量小,便于保存。其二是可继承性好。当设计其它硬件电路时,可以使用文件中的某些库、进程和过程等描述某些局部硬件电路的程序。其三是阅读方便。阅读程序比阅读原理图要更容易一些。阅读者很容易在程序中看出某一硬件电路的工作原理和逻辑关系。而阅读电原理图,推知其工作原理却需要较多的硬件知识和经验,而且看起来也不那么一目了然。
集成电路设计的硬件实现
基础+理论+实践!缺一不可!
1、基础:一个完整的电路图可以往下拆分成很多小模块,每个小模块都可以看成是一个单元电路,或者基础电路。再拆分就是各种元器件了。
所以基础部分,多看看各种各样的电路图,提高自己的读图水平。
比如,《由运放组成的呼吸灯电路》看看这篇电路能否看懂?
2、理论很重要,理论很重要,理论很重要!!!重要的事情说三遍,特别是在实际调试时候很有帮助。缺乏理论,只能瞎猫碰耗子的去调试,效率低!
3、实践。有实践才会出错,才能积累经验。
如何设计电路用硬件方式将十进制数字转换成二进制数字,比如将89转换成二进制。是用硬件的方式,不是编程
对于不同的设计要求,工程师可以选择在可编程逻辑器件(如现场可编程逻辑门阵列)或专用集成电路上进行硬件电路实现。根据设计的出发点及约束,可以分为全定制设计和半定制设计(使用门阵列、标准元件或宏单元等)两大类。 主条目:可编程逻辑器件
参见:复杂可编程逻辑器件、可编程阵列逻辑、可编程逻辑阵列、通用阵列逻辑及现场可编程逻辑门阵列
可编程逻辑器件通常由半导体厂家提供商品芯片,这些芯片可以通过JTAG等方式和计算机连接,因此设计人员可以用电子设计自动化工具来完成设计,然后将利用设计代码来对逻辑芯片编程。可编程逻辑阵列芯片在出厂前就提前定义了逻辑门构成的阵列,而逻辑门之间的连接线路则可以通过编程来控制连接与断开。随着技术的发展,对连接线的编程可以通过EPROM(利用较高压电编程、紫外线照射擦除)、EEPROM(利用电信号来多次编程和擦除)、SRAM、闪存等方式实现。现场可编程逻辑门阵列是一种特殊的可编程逻辑器件,它的物理基础是可配置逻辑单元,由查找表、可编程多路选择器、寄存器等结构组成。查找表可以用来实现逻辑函数,如三个输入端的查找表可以实现所有三变量的逻辑函数。 主条目:专用集成电路
专用集成电路只能在整个集成电路设计完成之后才能开始制造,而且需要专业的半导体工厂的参与。不像可编程逻辑器件可以实现各种不同的电路,专用集成电路是根据已设计的电路版图量身定做的,设计人员对于元件在芯片上的位置和连接能够有更多的控制权,而不像可编程逻辑器件途径,只能选择使用其中部分硬件资源,从而无法避免资源浪费,因此专用集成电路的面积、功耗、时序特性可以得到更好的优化。然而,专用集成电路的设计会更加复杂,并且需要专业的半导体工艺厂家才能将版图文件制造成电路。一旦专用集成电路芯片制造完成,就不能像可编程逻辑器件那样对电路的逻辑功能进行重新配置。对于单个产品,在专用集成电路上实现集成电路的经济、时间成本都比可编程逻辑器件高,因此在早期的设计与调试过程中,常用可编程逻辑器件,尤其是现场可编程逻辑门阵列;如果所设计的集成电路将要在后期大量投产,那么批量生产专用集成电路将会更经济。
怎么学习电路硬件设计?
如果是为了掌握一些加减法的理论而做实验,仅做几位的二进制加减法运算电路即可;
即使是为了学习电路设计,也没必要弄得如此复杂;
否则,真的是自己找累了;
你要用一个开关量表示一个十进制数,那么两个两位十进制数就需要40(20x2)个开关量,排列起来有些眼晕,就算采用复用技术,20个开关量以表示一个十进制数是少不了的;
一般的,十进制数先转换为二进制BCD码,如果采用寄存器那么电路结构会简化很多,你非要门电路来构造,实在是自找麻烦;
做什么都必须要考虑清楚其目的和意义;
设计硬件电路时如何区分模拟地和数字地啊
很多初学者对于学习硬件电路不知如何下手,其实“硬件电路”这个东西是由一部分一部分的“单元模块电路”组成的,所谓的“单元模块电路”包括:各种稳压电源电路(像LM7805、LM2940、LM2576等)、运算放大器电路(LM324、LM358等)、比较器电路(LM339)、单片机最小系统、H桥电机驱动电路(MC33886、L298等)、RC/LC滤波、场效应管/三极管组成的电子开关等等。
现在不要以为电阻电容是最基础的,“单元模块电路”才是最基础的东西,只有“单元模块电路”才能实现最基础的功能:稳压、信号处理、驱动负载等。
把整块电路分成好几部分,学习起来就会容易很多了,今天看懂稳压电源,明天看懂运算放大器……一个星期就能看懂一般的电路图了,主要在于逐个领悟、各个击破。单元电路百度有的是,没事多查查多问问。
光能看懂电路图也是不够的,还要有动手能力。
1、先能照着“单元模块电路图”在面包板上搭建电路,使之能正常工作(看懂元器件PDF资料,了解元器件引脚排布和各个电气参数);
2、紧接着能在万能电路板(洞洞板)上焊接一块电路,可以由几部分单元电路组成的那种(这里“布线”一定要多学学!对往下学很有用);
3、在此基础上学习Protel等电路设计软件,能设计一整块的电路板PCB。
学习电路一定要循序渐进,边理论边实践。
谨以一家之言,希望能对你有所帮助!
有个比较简单的方法,模拟电路就是指电路中的信号会连续变化,大小,方向,频率等。数字电路就是信号是间断变化,或是保持不变,通常所说的CPU输出高电平和低电平就是指数字电路。模拟电路的GND叫模拟地,数字电路同理。另外一般情况下模拟地和数字地可以直接连接。如果电路对信号或是干扰要求比较高,像是高速电路啊什么的就要在模拟地和数字地之间加一个耦合电阻什么的。望采纳
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