電路現

1. 什麼是電路電路的主要作用是什麼

1．電路什麼是電路呢？實際電路是指某些電氣設備、元器件、開關、導線等按一定方式聯接後，為電流提供的流通路徑的總體。這個概念有些抽象，下面介紹三個典型電路。（1）簡單照明電路當通過開關、導線把燈泡接在電池 ...
1．電路
什麼是電路呢？實際電路是指某些電氣設備、元器件、開關、導線等按一定方式聯接後，為電流提供的流通路徑的總體。這個概念有些抽象，下面介紹三個典型電路。
（1）簡單照明電路
當通過開關、導線把燈泡接在電池的兩個電極上時，燈泡就會發光，這表明在電路中有電流流動。
（2）電力系統供電電路
在電廠的鍋爐中燃燒著煤，使水獲得熱能變成高壓蒸汽。高壓蒸汽推動汽輪機轉動，將它具有的能量轉換為機械能。汽輪機帶動發電機將機械能轉換為電能。電能經過輸電線和變壓器送到各用電部門轉換成各種形式的能量，這種能量的傳送與轉換過程是通過電路完成的。
（3）計算機電路
計算機你一定熟悉吧！它的功能之多、之強大，不用介紹，你也會舉出多種。比如，它可以把光碟的信息，通過顯示器和音箱轉換成圖象和聲音信號，讓你通過計算機看電影，這種處理信息的功能也是通過電路實現的。
計算機網卡電路
2．電路的作用
電路是為實現某種目的而設計的，它的形式有多種多樣，但就其作用而言，可以歸為兩類：
（1）實現電能的傳送、分配和轉換
（2）實現電信號的傳遞和處理。
望採納

2. 陷波濾波器的工作原理以及電路如何實現

只濾除或衰減特定的頻率時，可使用陷波濾波器，例如用它濾除電源頻率引起的交流聲、濾除基波後測量波形失真率等。採用雙T電路時，如果採用大的Q值，無用的頻率附近的信號也會跟著衰減，因此陷波器的Q值要求可變。

雙T電路由3個電阻、3個電容組成，基本上是雙對稱型的。單個無源濾波元件其衰減特性Q=0.25，具有很好的寬頻響應特性。

參數確定：R2=R3，C1=C2，R4=R2/2，C2=2C1，FO=1/2πR2.C1，在衰減極點處諧振。如果偏離以上條件就不能獲得最大衰減量，同時須注意各種元件的誤差。 OP放大器A1~A3均起緩沖放大器的作用，A2用來加正反饋，以改變阻抗，反饋量由R5和R6的分壓值確定。無反饋時的Q為0.25，如果設反饋的Q為Q』。

(2)電路現擴展閱讀：

電阻可採用誤差為±1%的金屬膜電阻。確定了所需的Q值之後，如果不再需要調整，最好去掉VR1，因為即使加了VR1，一邊觀察頻率特性，一邊調整也是相當困難的。

C1~C3用聚酯薄膜電容，最好選用誤差為±1%以內的產品，不過也可以從誤差±5%的元件中挑選，再用電阻值微調。

應用說明為了與50HZ、60HZ電源頻率相對應，可以更換雙T電路，或者把本電路的陷波濾波器作成50HZ和60HZ兩級串聯。如果使用頻率限制濾波器測量失真時，可進行3級串聯調諧設計，使之具有中心頻率±1%的衰減帶寬。

當帶阻濾波器的阻帶很窄時， 被稱為陷波濾波器 ， 又稱點阻濾波器。一個理想點阻濾波器的頻率響應是要在消除的信號頻率點， 其值等於零；而在其他頻率處， 其值不為零， 且要等於1。

3. 電路的原理

如果你是學電氣專業的話，電路原理是最基礎最重要的一門課。學不好它，後面的模電、電機、電力系統分析、高壓簡直沒辦法學。

對於這門課，你要想真正的領悟和掌握，奧秘就在於不能停止思考。而且我覺得這是最重要的一點。我以江輯光的《電路原理》為例（這本書編的相當不錯）解釋為何不能停止思考。

電路幾乎是第一本開始培養你工程師思維的書，它不同於數學物理，很多可以理論推導。而電路更多的是你的思考和不斷累積的經驗。

在江的書中，前面用了四章講解了電阻電路的基本知識，包括參考方向問題、替代定理，支路法、節點電壓、迴路電流、戴維南、特勒根、互易定理。這些基本內容都要掌握到爛熟於心才能在之後的章節里靈活的用。怎樣才能爛熟於心？我時刻提醒自己要不停思考。這套教材的課後習題就是最好的激發你大腦思考能力的寶庫。可以說裡面的每一道題都極具針對性，題目並不難。

一個合格的工程師應該把更多的時間留給思考如何最合理地解決問題，而不是花大把時間計算，電路的計算量是非常大的，一個節點電壓方程組有可能是四元方程，顯然這些東西留給計算器算就好了。為了學好電路你應該買一個卡西歐991，節省那些不必要浪費的時間留下來思考問題本身。

前四章的基礎一定要打得極為扎實，不是停留在只是會用就行了，那樣學不好電路。你要認真研究到每個定理是怎麼來的，最好自己可以隨手證明，你要知道戴維寧是有疊加推出來的，而疊加定理又是在電阻電路是線性時不變得來的，互易定理是由特勒根得來的。這一切知識都是靠細水長流一點點積累出來的，剛開始看到他們你會覺得迷糊，但你要相信這是一個過程，漸漸地你會覺得電路很美妙甚至會愛上它。當你發現用一頁紙才能解出來的答案，你只用五六行就可以將其解決，那時候你就會感覺電路好像是從身體中流淌出來一般。這就是一直要追求的境界。

後面就是非線性，這一章很多學校要求都不高，而且考起來也不難，最為興趣的話研究起來很有意思。

接著後面是一階二階動態電路，這里如果你高數的微分方程學得不錯的話，高中電路知識都極本可以解了。這一部分的本質就是求解微分方程。

說白了，你根據電路列出微分方程是需要用到電路知識的，剩下來怎麼解就看你的數學功底了。但是電路老師們為了給我們減輕壓力有把一階電路單獨拿出來做了一個專題，並將一切關於它上面的各支路電流或者電壓用一個簡單的結論進行了總結，即三要素法。

學了三要素一階電路連方程也不用列了。只要知道電路初始狀態、末狀態和時間常數就可以得到結果。如果你願意思考，其實二階電路也可以類比它的，在二階電路中你只要求出時間常數，初值和末值，同樣也可以求通解。

在這部分的最後，介紹了一種美妙的積分——卷積。很多人會被他的名字唬住，提起來就很高科技的樣子。其實它的確很高科技，但只要你掌握它的精髓，能夠很好的用它，對你的電路思維有極大的提升，關於卷積在知乎和網路上都有很多很好的解釋和生動的例子，我也是從他們那裡汲取經驗的。我在這里只能提醒你，不要因為老師不做重點就忽略卷積，否則這將無異於丟了一把銳利的寶劍。記得我在學習杜阿美爾積分（卷積的一種）的時候，感覺如獲至寶，雖然書上對它的描述只有一句話。但為了那一句我的心情竟久久無法平靜，因為實在太好用了。

接下來是正弦電路，這里主要是要理解電路從時域域的轉化，這里是電路的第一次升華，偉大的人類用自己的智慧把交流量頭上打個點，然後一切又歸於平靜了，接下來還是前四章的知識。我想他用的就是以不變應萬變的道理吧，所有量都以一個頻率在變，其效果就更想對靜止差不多了吧，但是他們對電容和電感產生了新的影響，因為他們的電流電壓之間有微分和積分的關系。在新的思路下你可以將電感變成jwl，將電容變成1/jwc，接下來你又改思考為什麼可以這樣變。

這是在極坐標下的電流電壓關系可以推導出來的。你要再追根溯源說，為什麼可以用復數來代替正弦？那是因為歐拉公式將正弦轉化成了復數表達。你還問歐拉公式又是什麼？它是邁克勞林（泰勒）公式得到的。你必須不斷地思考，不斷地提問才能明白這一起是怎麼回事。

不過這都是基礎，在正弦穩態這里精髓在於畫向量圖，能正確地畫出向量圖你才能說真正理解了它。向量圖不是亂畫的，不是你隨便找個支路放水平之後就可以得到正確的圖，有時候走錯了路得不到正確答案不說，反而可能陷入思維漩渦。做向量圖一般要以電阻支路或者含有電阻的支路為水平向量，接下來根據它的電流電壓來一步步推。而且很多難題都是把很多信息隱藏在圖裡面，不畫得一幅好圖你是解不出來的。這也需要自己揣摩。

跟著張飛老師一起學習

1(功率因素校正）如何設計

2如何快速去理解一個陌生的組件的data sheet

3詳細講解NCP1654 PFC控制晶元內部的電路設計

4D觸發組、RS觸發組、與門、或門的詳細講解

5NCP晶元內部各種保護（OUP、BO、UVLO、OPL、UVP、OCP）電路和實現方式的詳細講解

6如何用數字電路，通過邏輯控制，實現軟起功能，關於軟起作用的深度講解

7V/I轉換、I/V轉換、V/F轉換、F/V轉換的講解

8三極體如何工作在放大區，如何精準控制電流

9如何設計鏡像電流源，如何讓電流間接控制，如何用N管和P管做鏡像恆流源

10PFC電阻采樣電流如何做到全周期采樣，既不管在MOSFET ON和OFF之間，都能實現電流采樣。為什麼要采樣負極電源？

後面是互感，我相信很多人被同名端折磨的死去活來。其實，電感是描述，線圈建立磁場能力的量，電感大了，產生磁場越大。所以同名端的意思就是：從同名端流入的電流，磁場相加，表現在方程上為電感相加。只要牢記這一點，列含有互感的方程式就不會錯了。你不要胡思亂想，有時候你會被電流方向弄糊塗，別管它，圖上畫的是參考方向，就算你假設的方向與實際方向反了，對真確結果依然沒有絲毫影響。這里其實是考察你對參考方向的理解。

然後是諧振，這是很有趣也很有用的一節，無論是電氣，通信，模電還是高壓都離不開它。這是在一種美妙的狀態下，電廠能量和立場能量達到完美的交替。通過諧振可以實現濾波、升壓等具有實際意義的電路。但就電路內容來說這里並不難，總結一下就是，阻抗虛部為零則串聯諧振，導納虛部為零為並聯諧振。在求解諧振頻率時有時候用導納求解會比較方便，這在於多做題開闊思路。

接下來是三相電路。要我來說，三相電路是最簡單的部分。很多人覺得它難（當然一開始我也覺得它讓人頭暈），完全是因為我們總是害怕恐懼本身。其實你看它有三個地但一點也不難。這要你頭腦清晰別被他的表面嚇住了。三相電路跟普通電路沒有任何區別。做到五個六個電源也不會害怕，因為你知道，一個所有元件都告知的電路，用節點電壓或迴路電流肯定是可以求的出來的。為什麼到了三相你就被嚇得魂不守舍了。你是不明白線電壓和相電流的關系，還是一相斷線對中線電流的影響？你管那些幹嘛？什麼相啊線呀都只是個代號而已。你把它看成一個普通電路解，它就是一個普通電路而已。很多同學總是喜歡在線和相的關繫上糾結。其實一句話就可以概括的：線量都是向量的根3倍。其實這些都不用記，需要的時候畫個圖就來了。最重要的是你要明白三相只不過是個有三個電源的普通電路而已。你只要會節點電壓法，不學三相的知識都可以解答的很好。當你以一個正常電路看它的時候，三相就已經學得差不多了。三相唯一的難點在計算，只要你是個細心的人，平時多找幾個題算算，以後三相想錯都難。

後面是拉普拉斯變換。這里是電路思維的又一次飛躍。人們發現高階電路真的不好求解，而且如果電源改變的話除了卷積，找不到更好的辦法。所以為了方便的使用卷積，前輩們把拉氏變換引入電路。如果說前面正弦穩態時域到頻域是由泰勒公式一步步推來的。那這里就是高數的最後一章——傅立葉變換推倒的。關於傅立葉知乎也有許多精彩的講解，自己找吧。傅立葉變換有兩種形式，一種是時域形態，一種是頻域形態。而拉普拉斯變換就是將由頻域形態的傅立葉變換，推廣到復頻域形態。其基本變換公式也是由傅立葉變換公式推廣得到的。這一章的學習，你要從變換公式入手，自己把基本的幾個變換推導出來。還要理解終值定理和初值定理，這兩個定理是檢驗結果正確與否的有力證據。學電路只知道思路是一回事，能做對是另外一回事。只有在學習中不斷培養自己開闊的視野和強大的計算能力才可以學好這門課，學電路是要靠硬功夫的，你看著老師解題的時候感覺信手拈來，自己卻百思不得其解。那是功夫沒下到位。我考研時看了電路大概一百天，新書都翻爛了，自己的舊書都快散架了，各種習題不計重復的做了至少1500道以上。當我做電路的時候，我會覺得時間停止了，根本感受不到自習室里還有別人。那種你在冥思苦想後終於解決一個問題所帶來的足以讓你笑出聲來的快樂，是陪伴著我的最好的葯。每天走在月光下，我都會想，如果當不了科學家，那就干點別的吧。

所以說啊，要學好電路，還是要發自內心的愛上它。

1晶元內部是如何做到低功耗的

2NCP1654內部是如何用數字電路實現電壓和電流相位跟蹤的

3電壓源對電容充電與電流源對電容充電的區別和波形有何不同

4單周期控制電壓公式的詳細推論

5如何進行有效的公式推導，推導公式的原則和方法？如何在公式推導中引入檢流電阻？

6當我們公式推導結束後，如何將公式轉化為電路。如何自己搭建電路，實現公式推導的結果？這也是本部視頻講解的核心。

7如何用分立組件搭建OCC單周期控制的PFC

8基於NCP1654搭建PFC電路

9詳細講解PFC PCB板調試完整過程。包括：用示波器測試波形、分析波形、優化波形，最終把PFC功率板調試出來

4. 我想問一下集成電路目前的現狀，希望有專業人士不吝賜教，大致介紹一下目前比較前沿的發展情況。

我這里有一份。要的話可以給你發一份。

2011 年 1月 2日
中國集成電路產業發展現狀 中國集成電路產業發展現狀 集成電路產業發展
關鍵詞：中國集成電路現狀
集成電路產業是知識密集、技術密集和資金密集型產業，世界集成電路產業發 展迅速，技術日新月異。2003年前中國集成電路產業無論從質還是從量來說都不 算發達， 但伴隨著全球產業東移的大潮， 中國的經濟穩定增長， 巨大的內需市場， 以及充裕的人才，中國集成電路產業已然崛起成為新的世界集成電路製造中心。 二十一世紀， 我國必須加強發展自己的電子信息產業。 它是推動我國經濟發展， 促進科技進步的支柱，是增強我國綜合實力的重要手段。作為電子信息產業基 礎的集成電路產業必須優先發展。只有擁有堅實的集成電路產業，才能有力地 支持我國經濟、軍事、科技及社會發展第三步發展戰略目標的實現。
一、我國集成電路產業發展迅速 1998 年我國集成電路產量為 22.2 億塊，銷售規模為 58.5 億元。 到 2009 年，我國集成電路產量為 411 億塊，銷售額為 1110 億元，12 年間產量 和銷售額分別擴大 18.5 倍與 20 倍之多，年均增速分別達到 38.1%與 40.2%，銷 售額增速遠遠高於同期全球年均 6.4%的增速。 二、 中國集成電路產業重大變化 2008年是中國集成電路產業發展過程中出現重大變化的一年。 全球金融危機不 僅使世界半導體市場衰退，同時也使中國出口產品數量明顯減少，佔中國出口總 額1/3左右的電子信息產品增速回落，其核心部件的集成電路產品的需求量相應 減少。 人民幣升值也是影響產業發展的一個不可忽視的因素， 因為在目前國內集成電 路產品銷售額中直接出口佔到70%左右， 人民幣升值對於以美元為結算貨幣的出 口貿易有著重要影響，人民幣兌美元每升值1%，國內集成電路產業整體銷售額 增幅將減少1.2到1.4個百分點，在即將到來的2011年裡，人民幣加速升值值得關 注。 三、中國集成電路產品產銷概況 中國集成電路產品產銷概況 中國集 2008年中國集成電路產業在產業發展周期性低谷呈現出增速逐季遞減狀態， 全年 銷售總額僅有1246.82億元，比2007年減少了0.4%，出現了未曾有過的負增長局 面；全年集成電路產量為417.14億塊，較2007年僅增長了1.3%。近幾年我國集成 電路產品產量和銷售額的情況如圖1和圖2所示：
圖1 2003—2008年中國集成電路產品產量增長情況
圖2 2003—2008年中國集成電路產品銷售額增長情況 由上圖可知，最近幾年我國集成電路產品銷售額雖逐年上升，但上升的速度卻 緩慢，這是因為在國務院18號文件頒布後的五年中，中國集成電路產業的產品銷 售額一直以年均增長率30%以上的速度上升， 是這個時期世界集成電路增長速度 的3倍，是一種階段性的超高速發展的狀態；一般情況下，我國集成電路產業年 均增長率能保持在世界增長率的1.5倍左右已屬高速發展，因此，在2007年以後， 我國集成電路產業的年增長速度逐步減緩應屬正常勢態， 在世界集成電路產業周 期性低谷階段，20%左右的年增長率仍然是難得的高速度。世界經濟從美國次貸 危機開始逐步向全世界擴展，形成金融危機後又向經濟實體部門擴散，從2008
年開始對中國集成電路產業產生影響，到第三季度國際金融危機明顯爆發後，中 國集成電路產業銷售額就出現了大幅度下滑，形成了第四季度的跳水形態。圖3 是這個變化過程。
圖3 2006Q1－2008Q4中國集成電路產品銷售收入及同比(季期)增長率 中國集成電路產業的發展得益於產業環境的改善， 抵禦金融危機的影響政策 十分顯著。2008年1月，財政部和國家稅務總局發布了《關於企業所得稅若干優 惠政策的通知》(財稅〔2008〕1號)，對集成電路企業所享受的所得稅優惠十分 重視。日前通過的《電子信息產業調整和振興規劃》 ，又把「建立自主可控的集成 電路產業體系」作為未來國內信息產業發展的三大重點任務之一，在五大發展舉 措中明確提出「加大投入，集中力量實施集成電路升級」。2005年由國務院發布的 《國家中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006━2020年)》(國發[2005]44號),確定 並安排了16個國家重大專項，其中把「核心電子器件、高端通用晶元及基礎軟體 產品」與「超大規模集成電路製造裝備及成套工藝」列在多個重大專項的前兩位； 2008年4月國務院常務會議已審議並原則通過了這兩個重大專項的實施方案，為 專項涉及的相關領域提供了良好的發展契機。 中國各級政府對集成電路產業發展 的積極支持和相關政策的不斷落實， 對我國集成電路產業的發展產生了積極的影 響。 四、中國集成電路產品需求市場 近些年來，隨著中國電子信息產品製造業的迅速發展，在中國市場上對集成 電路產品的需求呈現出飛速發展的勢態，並成為全球半導體行業的關注點，即使 中國集成電路產品的需 在國內外半導體產業陷入低迷並出現了負增長的2008年，
求市場仍保持著增長的勢頭， 這是由中國信息產品製造業的銷售額保持著10%以 上的正增長率所決定的。 中國最近幾年的集成電路產品市場需求額變化情況如圖 4所示。
圖4 2004-2008年中國集成電路市場需求額 五、我國集成電路產業結構 設計、製造和封裝測試業三業並舉，半導體設備和材料的研發水平和生產能 力不斷增強，產業鏈基本形成。隨著前幾年 IC 設計業和晶元製造業的加速發展， 設計業和晶元製造業所佔比重逐步上升，國內集成電路產業結構逐漸趨於合理。 2006年設計業的銷售額為186.2億元， 比2005年增長49.8%； 2007年銷售額為225.7 億元，比2006年增長21.2%。晶元製造業2006年銷售額為323.5億元，比2005年增 長了38.9%； 2007年銷售額為397.9億元， 比2006年增長又23.0%。 封裝測試業2006 年銷售額為496.6億元，比2005年增長43.9%；2007年銷售額為627.7億元，比2006 年增長26.4%。2001年我國設計業、晶元製造業、封測業的銷售額分別為11億元、 27.2億元、161.1億元，分別佔全年總銷售額的5.6%、13.6%、80.8%，產業結構 不盡合理。 最近5年來， 在產業規模不斷擴大的同時，IC 產業結構逐步趨於合理， 設計業和晶元製造業在產業中的比重顯著提高。到2007年我國 IC 設計業、晶元 製造業、封測業的銷售額分別為225.5億元、396.9億元、627.7億元，分別佔全年 總銷售額的18.0%、31.7%、50.2%。 半導體設備材料的研發和生產能力不斷增強。 在設備方面， 65納米開始導入生產， 中芯國際與 IBM 在45納米技術上開展合作，FBP（平面凸點式封裝）和 MCP（多
晶元封裝）等先進封裝技術開發成功並投入生產，自主開發的8英寸100納米等離 子刻蝕機和大角度離子注入機、12英寸矽片已進入生產線使用。在材料方面，已 研發出8英寸和12英寸硅單晶，硅晶圓和光刻膠的國內生產能力和供應能力不斷 增強。
但是2008年，國內集成電路設計、晶元製造與封裝測試三業均不同程度的受 到市場低迷的影響，其中晶元製造業最明顯，全年晶元製造業規模增速由2007 年的23%下降到-1.3%，各主要晶元製造企業均出現了產能閑置、業績下滑的情 況；封裝測試業普遍訂單下降、開工率不足，全年增幅為-1.4%；集成電路設計 業也受到國內市場需求增長放緩的影響， 由於重點企業在技術升級與產品創新方 面所做的努力部份地抵禦了市場需求不振所帶來的影響， 全年增速仍保持在正增 長狀態，為4.2%，高於國內集成電路產業的整體增幅。如圖5所示。
圖5 2008年中國集成電路產業基本結構
六、集成電路技術發展 集成電路技術發展 我國技術創新能力不斷提高，與國外先進水平差距不斷縮小。從改革開放之初 的 3 英寸生產線，發展到目前的 12 英寸生產線，IC 製造工藝向深亞微米挺進， 封裝測試水平從低端邁向中 研發了不少工藝模塊， 先進加工工藝已達到 100nm。 高端，在 SOP、PGA、BGA、FC 和 CSP 以及 SiP 等先進封裝形式的開發和生產
方面取得了顯著成績。IC 設計水平大大提升，設計能力小於等於 0.5 微米企業比 例已超過 60%，其中設計能力在 0.18 微米以下企業占相當比例，部分企業設計 水平已經達到 100nm 的先進水平。設計能力在百萬門規模以上的國內 IC 設計企 業比例已上升到 20%以上，最大設計規模已經超過 5000 萬門級。相當一批 IC 已投入量產，不僅滿足國內市場需求，有的還進入國際市場。 總之，集成電路產業是信息產業和現代製造業的核心戰略產業，其已成為一些 國家信息產業的重中之重。 2011年我國集成電路產業的發展將勉勵更好的發展環 境，國家政府的支持力度將進一步增加，新的扶植政策也會盡快出台，支持研發 的資金將會增多，國內市場空間更為廣闊，我國集成電路產業仍將保持較快的發 展速度，佔全球市場份額比重必會進一步增大！！ ！
附錄： 附錄： 中國集成電路產業發展大事記（摘自網路） 中國集成電路產業發展大事記（摘自網路） 1947 年，美國貝爾實驗室發明了晶體管。 1956 年，中國提出「向科學進軍」，把半導體技術列為國家四大緊急措施 之一。 1957 年，北京電子管廠通過還原氧化鍺，拉出了鍺單晶。中國科學院應用 物理研究所和二機部十局第十一所開發鍺晶體管。當年，中國相繼研製出鍺點接 觸二極體和三極體（即晶體管） 。 1959 年，天津拉制出硅（Si）單晶。 1962 年，天津拉制出砷化鎵單晶（GaAs） ，為研究制備其他化合物半導體打 下了基礎。 1962 年，我國研究製成硅外延工藝，並開始研究採用照相製版，光刻工藝。 1963 年，河北省半導體研究所製成硅平面型晶體管。 1964 年，河北省半導體研究所研製出硅外延平面型晶體管。 1965 年 12 月，河北半導體研究所召開鑒定會，鑒定了第一批半導體管，並 在國內首先鑒定了 DTL 型（二極體――晶體管邏輯）數字邏輯電路。1966 年底， 在工廠范圍內上海元件五廠鑒定了 TTL 電路產品。 這些小規模雙極型數字集成電 路主要以與非門為主，還有與非驅動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路 等。標志著中國已經製成了自己的小規模集成電路。 1968 年，組建國營東光電工廠（878 廠） 、上海無線電十九廠，至 1970 年建 成投產，形成中國 IC 產業中的「兩霸」。 1968 年，上海無線電十四廠首家製成 PMOS（P 型金屬－氧化物半導體）電 路（MOSIC） 。拉開了我國發展 MOS 電路的序幕，並在七十年代初，永川半導體研 究所（現電子第 24 所） 、上無十四廠和北京 878 廠相繼研製成功 NMOS 電路。之
後，又研製成 CMOS 電路。 七十年代初，全國掀起了建設 IC 生產企業的熱潮，共有四十多家集成電路 工廠建成。 1972 年，中國第一塊 PMOS 型 LSI 電路在四川永川半導體研究所研製成功。 1973 年，我國 7 個單位分別從國外引進單台設備，期望建成七條 3 英寸工 藝線，最後只有北京 878 廠，航天部陝西驪山 771 所和貴州都勻 4433 廠。 1976 年 11 月，中國科學院計算所研製成功 1000 萬次大型電子計算機，所 使用的電路為中國科學院 109 廠（現中科院微電子中心）研製的 ECL 型（發射極 耦合邏輯）電路。 1982 年，江蘇無錫的江南無線電器材廠（742 廠）IC 生產線建成驗收投產， 這是中國第一次從國外引進集成電路技術。 1982 年 10 月，國務院為了加強全國計算機和大規模集成電路的領導，成立 了以萬里副總理為組長的「電子計算機和大規模集成電路領導小組」， 制定了中 國 IC 發展規劃，提出「六五」期間要對半導體工業進行技術改造。 1983 年，針對當時多頭引進，重復布點的情況，國務院大規模集成電路領 導小組提出「治散治亂」， 集成電路要「建立南北兩個基地和一個點」的發展戰 略，南方基地主要指上海、江蘇和浙江，北方基地主要指北京、天津和沈陽，一 個點指西安，主要為航天配套。 1986 年，電子部廈門集成電路發展戰略研討會，提出「七五」期間我國集 成電路技術「531」發展戰略，即普及推廣 5 微米技術，開發 3 微米技術，進行 1 微米技術科技攻關。 1989 年 2 月，機電部在無錫召開「八五」集成電路發展戰略研討會，提出 了「加快基地建設，形成規模生產，注重發展專用電路，加強科研和支持條件， 振興集成電路產業」的發展戰略。 1989 年 8 月 8 日， 廠和永川半導體研究所無錫分所合並成立了中國華晶 742 電子集團公司。 1990 年 10 月，國家計委和機電部在北京聯合召開了有關領導和專家參加的座談 會，並向黨中央進行了匯報，決定實施九 O 八工程。 1995 年，電子部提出「九五」集成電路發展戰略：以市場為導向，以 CAD 為突破口，產學研用相結合，以我為主，開展國際合作，強化投資，加強重點工 程和技術創新能力的建設，促進集成電路產業進入良性循環。 1995 年 10 月，電子部和國家外專局在北京聯合召開國內外專家座談會，獻 計獻策，加速我國集成電路產業發展。11 月，電子部向國務院做了專題匯報， 確定實施九 0 九工程。 1997 年 7 月 17 日， 由上海華虹集團與日本 NEC 公司合資組建的上海華虹 NEC 電子有限公司組建，總投資為 12 億美元，注冊資金 7 億美元，華虹 NEC 主要承 擔「九 0 九」工程超大規模集成電路晶元生產線項目建設。 1998 年 1 月 18 日，「九 0 八」 主體工程華晶項目通過對外合同驗收，這 條從朗訊科技公司引進的 0.9 微米的生產線已經具備了月投 6000 片 6 英寸圓片 的生產能力。 1998 年 1 月，中國華大集成電路設計中心向國內外用戶推出了熊貓 2000 系 統，這是我國自主開發的一套 EDA 系統，可以滿足亞微米和深亞微米工藝需要， 可處理規模達百萬門級，支持高層次設計。 1998 年 2 月 28 日，我國第一條 8 英寸硅單晶拋光片生產線建成投產，這個
項目是在北京有色金屬研究總院半導體材料國家工程研究中心進行的。 1998 年 4 月，集成電路「九 0 八」工程九個產品設計開發中心項目驗收授 牌，這九個設計中心為信息產業部電子第十五研究所、信息產業部電子第五下四 研究所、上海集成電路設計公司、深圳先科設計中心、杭州東方設計中心、廣東 專用電路設計中心、兵器第二一四研究所、北京機械工業自動化研究所和航天工 業 771 研究所。這些設計中心是與華晶六英寸生產線項目配套建設的。 1998 年 3 月，由西安交通大學開元集團微電子科技有限公司自行設計開發 的我國第一個-CMOS 微型彩色攝像晶元開發成功，我國視覺晶元設計開發工作取 得的一項可喜的成績。 1999 年 2 月 23 日，上海華虹 NEC 電子有限公司建成試投片，工藝技術檔次 從計劃中的 0.5 微米提升到了 0.35 微米，主導產品 64M 同步動態存儲器（S－ DRAM） 這條生產線的建-成投產標志著我國從此有了自己的深亞微米超大規模集 。 成電路晶元生產線。 2000 年 7 月 11 日，國務院頒布了《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若 干政策》 隨後科技部依次批准了上海、西安、無錫、北京、成都、杭州、深圳 。 共 7 個國家級 IC 設計產業化基地。 2001 年 2 月 27 日， 直徑 8 英寸硅單晶拋光片國家高技術產業化示範工程項 目在北京有色金屬研究總院建成投產；3 月 28 日，國務院第 36 次常務會議通過 了《集成電路布圖設計保護條例》 。 2002 年 9 月 28 日，龍芯 1 號在中科院計算所誕生。同年 11 月，中國電子 科技集團公司第四十六研究所率先研製成功直徑 6 英寸半絕緣砷化鎵單晶， 實現 了我國直徑 6 英寸半絕緣砷化鎵單晶研製零的突破。 2003 年 3 月 11 日，杭州士蘭微電子股份有限公司上市，成為國內 IC 設計 第一股。 2006 年中星微電子在美國納斯達克上市。隨即珠海炬力也成功上市。 2007 年展訊通信在美國納斯達克上市。 2008 年《集成電路產業「十一五」專項規劃》重點建設北京、天津、上海、 蘇州、寧波等國家集成電路產業園。

5. 數字電路設計實驗報告（5選1即可）

目錄
1 設計目的 3
2 設計要求指標 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴展功能 4
3．方案論證與比較 4
4 總體框圖設計 4
5 電路原理分析 4
5.1數字鍾的構成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時間計數器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振盪器電路 6
5.1.5數字時鍾的計數顯示電路 6
5.2 校時電路 7
5.3 整點報時電路 8
6系統模擬與調試 8
7.結論 8
參考文獻 9
實驗作品附圖 10

數字鍾

摘要：
數字鍾是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械式時鍾相比具有更高的准確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。
數字鍾從原理上講是一種典型的數字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前，數字鍾的功能越來越強，並且有多種專門的大規模集成電路可供選擇。
從有利於學習的角度考慮，這里主要介紹以中小規模集成電路設計數字鍾的方法。
經過了數字電路設計這門課程的系統學習，特別經過了關於組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習，我們已經具備了設計小規模集成電路的能力，藉由本次設計的機會，充分將所學的知識運用到實際中去。
本次課程設計要求設計一個數字鍾，基本要求為數字鍾的時間周期為24小時，數字鍾顯示時、分、秒，數字鍾的時間基準一秒對應現實生活中的時鍾的一秒。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數字鍾及擴大其應用，有著非常現實的意義。
1 設計目的
1．掌握數字鍾的設計、組裝與調試方法。
2．熟悉集成元器件的選擇和集成電路晶元的邏輯功能及使用方法。
3．掌握麵包板結構及其接線方法
4．熟悉模擬軟體的使用。
2 設計要求及指標
2．1基本功能
1）時鍾顯示功能，能夠正確顯示「時」、「分」、「秒」。
2）具有快速校準時、分、秒的功能。
3）用555定時器與RC組成的多諧振盪器產生一個標准頻率（1Hz）的方波脈沖信號。
2．2擴展功能
1）用晶體振盪器產生一個標准頻率（1Hz）的脈沖信號。
2）具有整點報時的功能。
3）具有鬧鍾的功能。
4）……

3、方案論證與比較
本設計方案使用555多諧振盪器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調，不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振盪器沒有石英晶體穩定度和精確性高，由於設計方便，操作簡單，成為了設計時的首選，但是由於與實驗中使用的555晶元產生的脈沖相比較，利用晶振產生的脈沖信號更加的穩定，同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點，同時在顯示上能夠更加接進預定的值，受外界環境的干擾較少，一定程度上優於使用555晶元產生信號方式。我們組依然同時設計了555和晶振兩個信號產生電路。（本實驗報告中著重按照原方案設計的555電路進行說明）
4、 系統設計框圖
數字式計時器一般由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器等幾部分組成。在本設計中555振盪器及其相應外部電路組成標准秒信號發生器，由不同進制的計數器、解碼器和顯示器組成計時系統。秒信號送入計數器進行計數，把累計的結果以『時』、『分』、『秒』的數字顯示出來。『時』顯示由二十四進制計數器、解碼器、顯示器構成，『分』、『秒』顯示分別由六十進制計數器、解碼器、顯示器構成。其原理框圖如圖1.1所示。

5、電路原理分析

5.1數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率(1HZ)進行計數的計數電路.由於計數的起始時間不可能與標准時間一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定.在此使用555振盪器組成1Hz的信號。

數字鍾原理框圖（1.1）

5．1.1振盪器電路
555定時器組成的振盪器電路給數字鍾提供一個頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。

5.1.2時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器,分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成,其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器,而根據設計要求,時個位和時十位計數器為24進制計數器.

5.1.3分頻器電路
通常，數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號輸入，需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路，一般採用多級2進制計數器來實現。例如，將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768（ ），即實現該分頻功能的計數器相當於15級2進制計數器。

5.1.4振盪器電路
利用555定時器組成的多諧振盪器接通電源後，電容C1被充電，當電壓上升到一定數值時裡面集成的三極體導通，然後通過電阻和三極體放電，不斷的充放電從而產生一定周期的脈沖，通過改變電路上器件的值可以微調脈沖周期。

5.1.5數字時鍾的計數顯示控制
在設計中，我們使用的是74**160十進制計數器，來實現計數的功能，實驗中主要用到了160的置數清零功能（特點：消耗一個時鍾脈沖），清零功能（特點：不耗時鍾脈沖），在上級160控制下級160時候通過組合電路（主要利用與非門）實現，在連接電路的時候要注意並且強調使能端的連接，其將影響到整一個電路的是否工作。

電路的控制原理如下：
秒鍾由個位向十位進位：0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實現個位的計數，採用的是置數的方式（利用RCO埠），當電路計數到1001的時候採用一個二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號，實現了秒區的個位和十位的顯示與控制。設計中注意到接的是一個與非門而不是與門，目標在產生一個時鍾脈沖。實現正確的顯示。
由秒區向分區的顯示控制：
基本原理同上，在秒區十位向時區個位顯示的時：0000—0001—0010—0011—0100—0101產生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鍾脈沖，利用的還是與非門，目標仍是實現正確的計時顯示。
分區的顯示及整體電路反饋清零：
當數值顯示達到：23：59的時候要實現清零的工作，採用CLR清零的方式反饋清零。具體設計接出控制端的9，5，3，2用十六進製表示後高電平對應引腳接與非，將非門輸出信號的值反饋給各個160晶元的清零端（CLR）既可以實現清零了。

5.2 校時功能的實現
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正.通常,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數通路,然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端,校正好後,再轉入正常計時狀態即可.
根據要求,數字鍾應具有分校正功能,因此,應截斷分個位的直接計數通路,並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中.
在實驗實現過程中使用的是通過開關（普通開關）來實現高低電平的切換，手動賦予需要的高低電平來實現脈沖的供給，將脈沖提供到所需要的輸入（CLK）埠，實現校時，模擬過程中能夠正常校時並且在校時的時候達到了預定的效果；而在我們進入實際電路連接的時候，利用開關（手控導線點觸實現）來實現校時再不像模擬那樣的精確了，原因分析是由於使用的是普通的開關同時利用的是手動的對CLK埠賦予脈沖信號，在實現手動生成脈沖信號的過程中產生了擾動，即相當於產生了多個的脈沖信號對需要的數碼管進行校時，如此，並沒有達到模擬的精確效果，但是在實驗中通過改進電路的校時方式，不是用手觸開關產生脈沖信號（如若需用手觸則需要使用一個鎖存器實現去抖動，才能夠在脈沖生成時候不產生干擾的脈沖，實現正常的校時），而是使用信號發生器實現信號的提供，對需要校時的數碼管在相對應的CLK埠提供脈沖信號實現校時，利用此方式實現校時則比手觸開關方式效果要好。

5.3 報時的實現
報時功能的實現原理較為簡單，即對所需要報時的輸出量進行控制，並對控制產生的信號作為LED顯示的信號源，電路連接中要注意到的是在實現LED顯示的時候最好連接上一個保護電阻對LED燈器到保護的作用。例如我們的校時時間是 23：59，0010—0011—0101—1001；利用相應的門電路實現滿足埠輸出是上述條件的時候進行報時即可。

6、系統模擬與調試

7、結論
學貴以致用，通過幾天的數字鍾設計過程，將從書本上學到的知識應用於實踐，學會了初步的電子電路模擬設計,雖然過程中遇到了一些困難，但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業素質的一種提高。當最終調試成功的時候也是對自己的一種肯定。在當前金融危機大的社會背景下，能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書，更為重要的是畢業生是否能夠適應社會大潮流的需要，契合企業的要求即又較硬的動手操作及設計能力。此次的設計作業不僅增強了自己在專業設計方面的信心，鼓舞了自己，更是一次興趣的培養，為自己以後的學習方向的明確了重點。
另外在這次實驗中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們採取不同的解決方法，最終一一解決設計中遇到的問題。還有在實驗設計中我們曾遇到多塊晶元以及數碼管損壞的情況造成了數字鍾的顯示沒有達到預期的效果，或是根本不顯示，通過錯誤排除最終確認是元件問題，並向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經遇到不懂的問題時，利用網上的資源，搜索查找得到需要的信息。

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