电路现

1. 什么是电路电路的主要作用是什么

1．电路什么是电路呢？实际电路是指某些电气设备、元器件、开关、导线等按一定方式联接后，为电流提供的流通路径的总体。这个概念有些抽象，下面介绍三个典型电路。（1）简单照明电路当通过开关、导线把灯泡接在电池 ...
1．电路
什么是电路呢？实际电路是指某些电气设备、元器件、开关、导线等按一定方式联接后，为电流提供的流通路径的总体。这个概念有些抽象，下面介绍三个典型电路。
（1）简单照明电路
当通过开关、导线把灯泡接在电池的两个电极上时，灯泡就会发光，这表明在电路中有电流流动。
（2）电力系统供电电路
在电厂的锅炉中燃烧着煤，使水获得热能变成高压蒸汽。高压蒸汽推动汽轮机转动，将它具有的能量转换为机械能。汽轮机带动发电机将机械能转换为电能。电能经过输电线和变压器送到各用电部门转换成各种形式的能量，这种能量的传送与转换过程是通过电路完成的。
（3）计算机电路
计算机你一定熟悉吧！它的功能之多、之强大，不用介绍，你也会举出多种。比如，它可以把光盘的信息，通过显示器和音箱转换成图象和声音信号，让你通过计算机看电影，这种处理信息的功能也是通过电路实现的。
计算机网卡电路
2．电路的作用
电路是为实现某种目的而设计的，它的形式有多种多样，但就其作用而言，可以归为两类：
（1）实现电能的传送、分配和转换
（2）实现电信号的传递和处理。
望采纳

2. 陷波滤波器的工作原理以及电路如何实现

只滤除或衰减特定的频率时，可使用陷波滤波器，例如用它滤除电源频率引起的交流声、滤除基波后测量波形失真率等。采用双T电路时，如果采用大的Q值，无用的频率附近的信号也会跟着衰减，因此陷波器的Q值要求可变。

双T电路由3个电阻、3个电容组成，基本上是双对称型的。单个无源滤波元件其衰减特性Q=0.25，具有很好的宽频响应特性。

参数确定：R2=R3，C1=C2，R4=R2/2，C2=2C1，FO=1/2πR2.C1，在衰减极点处谐振。如果偏离以上条件就不能获得最大衰减量，同时须注意各种元件的误差。 OP放大器A1~A3均起缓冲放大器的作用，A2用来加正反馈，以改变阻抗，反馈量由R5和R6的分压值确定。无反馈时的Q为0.25，如果设反馈的Q为Q’。

(2)电路现扩展阅读：

电阻可采用误差为±1%的金属膜电阻。确定了所需的Q值之后，如果不再需要调整，最好去掉VR1，因为即使加了VR1，一边观察频率特性，一边调整也是相当困难的。

C1~C3用聚酯薄膜电容，最好选用误差为±1%以内的产品，不过也可以从误差±5%的元件中挑选，再用电阻值微调。

应用说明为了与50HZ、60HZ电源频率相对应，可以更换双T电路，或者把本电路的陷波滤波器作成50HZ和60HZ两级串联。如果使用频率限制滤波器测量失真时，可进行3级串联调谐设计，使之具有中心频率±1%的衰减带宽。

当带阻滤波器的阻带很窄时， 被称为陷波滤波器 ， 又称点阻滤波器。一个理想点阻滤波器的频率响应是要在消除的信号频率点， 其值等于零；而在其他频率处， 其值不为零， 且要等于1。

3. 电路的原理

如果你是学电气专业的话，电路原理是最基础最重要的一门课。学不好它，后面的模电、电机、电力系统分析、高压简直没办法学。

对于这门课，你要想真正的领悟和掌握，奥秘就在于不能停止思考。而且我觉得这是最重要的一点。我以江辑光的《电路原理》为例（这本书编的相当不错）解释为何不能停止思考。

电路几乎是第一本开始培养你工程师思维的书，它不同于数学物理，很多可以理论推导。而电路更多的是你的思考和不断累积的经验。

在江的书中，前面用了四章讲解了电阻电路的基本知识，包括参考方向问题、替代定理，支路法、节点电压、回路电流、戴维南、特勒根、互易定理。这些基本内容都要掌握到烂熟于心才能在之后的章节里灵活的用。怎样才能烂熟于心？我时刻提醒自己要不停思考。这套教材的课后习题就是最好的激发你大脑思考能力的宝库。可以说里面的每一道题都极具针对性，题目并不难。

一个合格的工程师应该把更多的时间留给思考如何最合理地解决问题，而不是花大把时间计算，电路的计算量是非常大的，一个节点电压方程组有可能是四元方程，显然这些东西留给计算器算就好了。为了学好电路你应该买一个卡西欧991，节省那些不必要浪费的时间留下来思考问题本身。

前四章的基础一定要打得极为扎实，不是停留在只是会用就行了，那样学不好电路。你要认真研究到每个定理是怎么来的，最好自己可以随手证明，你要知道戴维宁是有叠加推出来的，而叠加定理又是在电阻电路是线性时不变得来的，互易定理是由特勒根得来的。这一切知识都是靠细水长流一点点积累出来的，刚开始看到他们你会觉得迷糊，但你要相信这是一个过程，渐渐地你会觉得电路很美妙甚至会爱上它。当你发现用一页纸才能解出来的答案，你只用五六行就可以将其解决，那时候你就会感觉电路好像是从身体中流淌出来一般。这就是一直要追求的境界。

后面就是非线性，这一章很多学校要求都不高，而且考起来也不难，最为兴趣的话研究起来很有意思。

接着后面是一阶二阶动态电路，这里如果你高数的微分方程学得不错的话，高中电路知识都极本可以解了。这一部分的本质就是求解微分方程。

说白了，你根据电路列出微分方程是需要用到电路知识的，剩下来怎么解就看你的数学功底了。但是电路老师们为了给我们减轻压力有把一阶电路单独拿出来做了一个专题，并将一切关于它上面的各支路电流或者电压用一个简单的结论进行了总结，即三要素法。

学了三要素一阶电路连方程也不用列了。只要知道电路初始状态、末状态和时间常数就可以得到结果。如果你愿意思考，其实二阶电路也可以类比它的，在二阶电路中你只要求出时间常数，初值和末值，同样也可以求通解。

在这部分的最后，介绍了一种美妙的积分——卷积。很多人会被他的名字唬住，提起来就很高科技的样子。其实它的确很高科技，但只要你掌握它的精髓，能够很好的用它，对你的电路思维有极大的提升，关于卷积在知乎和网络上都有很多很好的解释和生动的例子，我也是从他们那里汲取经验的。我在这里只能提醒你，不要因为老师不做重点就忽略卷积，否则这将无异于丢了一把锐利的宝剑。记得我在学习杜阿美尔积分（卷积的一种）的时候，感觉如获至宝，虽然书上对它的描述只有一句话。但为了那一句我的心情竟久久无法平静，因为实在太好用了。

接下来是正弦电路，这里主要是要理解电路从时域域的转化，这里是电路的第一次升华，伟大的人类用自己的智慧把交流量头上打个点，然后一切又归于平静了，接下来还是前四章的知识。我想他用的就是以不变应万变的道理吧，所有量都以一个频率在变，其效果就更想对静止差不多了吧，但是他们对电容和电感产生了新的影响，因为他们的电流电压之间有微分和积分的关系。在新的思路下你可以将电感变成jwl，将电容变成1/jwc，接下来你又改思考为什么可以这样变。

这是在极坐标下的电流电压关系可以推导出来的。你要再追根溯源说，为什么可以用复数来代替正弦？那是因为欧拉公式将正弦转化成了复数表达。你还问欧拉公式又是什么？它是迈克劳林（泰勒）公式得到的。你必须不断地思考，不断地提问才能明白这一起是怎么回事。

不过这都是基础，在正弦稳态这里精髓在于画向量图，能正确地画出向量图你才能说真正理解了它。向量图不是乱画的，不是你随便找个支路放水平之后就可以得到正确的图，有时候走错了路得不到正确答案不说，反而可能陷入思维漩涡。做向量图一般要以电阻支路或者含有电阻的支路为水平向量，接下来根据它的电流电压来一步步推。而且很多难题都是把很多信息隐藏在图里面，不画得一幅好图你是解不出来的。这也需要自己揣摩。

跟着张飞老师一起学习

1(功率因素校正）如何设计

2如何快速去理解一个陌生的组件的data sheet

3详细讲解NCP1654 PFC控制芯片内部的电路设计

4D触发组、RS触发组、与门、或门的详细讲解

5NCP芯片内部各种保护（OUP、BO、UVLO、OPL、UVP、OCP）电路和实现方式的详细讲解

6如何用数字电路，通过逻辑控制，实现软起功能，关于软起作用的深度讲解

7V/I转换、I/V转换、V/F转换、F/V转换的讲解

8三极管如何工作在放大区，如何精准控制电流

9如何设计镜像电流源，如何让电流间接控制，如何用N管和P管做镜像恒流源

10PFC电阻采样电流如何做到全周期采样，既不管在MOSFET ON和OFF之间，都能实现电流采样。为什么要采样负极电源？

后面是互感，我相信很多人被同名端折磨的死去活来。其实，电感是描述，线圈建立磁场能力的量，电感大了，产生磁场越大。所以同名端的意思就是：从同名端流入的电流，磁场相加，表现在方程上为电感相加。只要牢记这一点，列含有互感的方程式就不会错了。你不要胡思乱想，有时候你会被电流方向弄糊涂，别管它，图上画的是参考方向，就算你假设的方向与实际方向反了，对真确结果依然没有丝毫影响。这里其实是考察你对参考方向的理解。

然后是谐振，这是很有趣也很有用的一节，无论是电气，通信，模电还是高压都离不开它。这是在一种美妙的状态下，电厂能量和立场能量达到完美的交替。通过谐振可以实现滤波、升压等具有实际意义的电路。但就电路内容来说这里并不难，总结一下就是，阻抗虚部为零则串联谐振，导纳虚部为零为并联谐振。在求解谐振频率时有时候用导纳求解会比较方便，这在于多做题开阔思路。

接下来是三相电路。要我来说，三相电路是最简单的部分。很多人觉得它难（当然一开始我也觉得它让人头晕），完全是因为我们总是害怕恐惧本身。其实你看它有三个地但一点也不难。这要你头脑清晰别被他的表面吓住了。三相电路跟普通电路没有任何区别。做到五个六个电源也不会害怕，因为你知道，一个所有元件都告知的电路，用节点电压或回路电流肯定是可以求的出来的。为什么到了三相你就被吓得魂不守舍了。你是不明白线电压和相电流的关系，还是一相断线对中线电流的影响？你管那些干嘛？什么相啊线呀都只是个代号而已。你把它看成一个普通电路解，它就是一个普通电路而已。很多同学总是喜欢在线和相的关系上纠结。其实一句话就可以概括的：线量都是向量的根3倍。其实这些都不用记，需要的时候画个图就来了。最重要的是你要明白三相只不过是个有三个电源的普通电路而已。你只要会节点电压法，不学三相的知识都可以解答的很好。当你以一个正常电路看它的时候，三相就已经学得差不多了。三相唯一的难点在计算，只要你是个细心的人，平时多找几个题算算，以后三相想错都难。

后面是拉普拉斯变换。这里是电路思维的又一次飞跃。人们发现高阶电路真的不好求解，而且如果电源改变的话除了卷积，找不到更好的办法。所以为了方便的使用卷积，前辈们把拉氏变换引入电路。如果说前面正弦稳态时域到频域是由泰勒公式一步步推来的。那这里就是高数的最后一章——傅立叶变换推倒的。关于傅立叶知乎也有许多精彩的讲解，自己找吧。傅立叶变换有两种形式，一种是时域形态，一种是频域形态。而拉普拉斯变换就是将由频域形态的傅立叶变换，推广到复频域形态。其基本变换公式也是由傅立叶变换公式推广得到的。这一章的学习，你要从变换公式入手，自己把基本的几个变换推导出来。还要理解终值定理和初值定理，这两个定理是检验结果正确与否的有力证据。学电路只知道思路是一回事，能做对是另外一回事。只有在学习中不断培养自己开阔的视野和强大的计算能力才可以学好这门课，学电路是要靠硬功夫的，你看着老师解题的时候感觉信手拈来，自己却百思不得其解。那是功夫没下到位。我考研时看了电路大概一百天，新书都翻烂了，自己的旧书都快散架了，各种习题不计重复的做了至少1500道以上。当我做电路的时候，我会觉得时间停止了，根本感受不到自习室里还有别人。那种你在冥思苦想后终于解决一个问题所带来的足以让你笑出声来的快乐，是陪伴着我的最好的药。每天走在月光下，我都会想，如果当不了科学家，那就干点别的吧。

所以说啊，要学好电路，还是要发自内心的爱上它。

1芯片内部是如何做到低功耗的

2NCP1654内部是如何用数字电路实现电压和电流相位跟踪的

3电压源对电容充电与电流源对电容充电的区别和波形有何不同

4单周期控制电压公式的详细推论

5如何进行有效的公式推导，推导公式的原则和方法？如何在公式推导中引入检流电阻？

6当我们公式推导结束后，如何将公式转化为电路。如何自己搭建电路，实现公式推导的结果？这也是本部视频讲解的核心。

7如何用分立组件搭建OCC单周期控制的PFC

8基于NCP1654搭建PFC电路

9详细讲解PFC PCB板调试完整过程。包括：用示波器测试波形、分析波形、优化波形，最终把PFC功率板调试出来

4. 我想问一下集成电路目前的现状，希望有专业人士不吝赐教，大致介绍一下目前比较前沿的发展情况。

我这里有一份。要的话可以给你发一份。

2011 年 1月 2日
中国集成电路产业发展现状 中国集成电路产业发展现状 集成电路产业发展
关键词：中国集成电路现状
集成电路产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业，世界集成电路产业发 展迅速，技术日新月异。2003年前中国集成电路产业无论从质还是从量来说都不 算发达， 但伴随着全球产业东移的大潮， 中国的经济稳定增长， 巨大的内需市场， 以及充裕的人才，中国集成电路产业已然崛起成为新的世界集成电路制造中心。 二十一世纪， 我国必须加强发展自己的电子信息产业。 它是推动我国经济发展， 促进科技进步的支柱，是增强我国综合实力的重要手段。作为电子信息产业基 础的集成电路产业必须优先发展。只有拥有坚实的集成电路产业，才能有力地 支持我国经济、军事、科技及社会发展第三步发展战略目标的实现。
一、我国集成电路产业发展迅速 1998 年我国集成电路产量为 22.2 亿块，销售规模为 58.5 亿元。 到 2009 年，我国集成电路产量为 411 亿块，销售额为 1110 亿元，12 年间产量 和销售额分别扩大 18.5 倍与 20 倍之多，年均增速分别达到 38.1%与 40.2%，销 售额增速远远高于同期全球年均 6.4%的增速。 二、 中国集成电路产业重大变化 2008年是中国集成电路产业发展过程中出现重大变化的一年。 全球金融危机不 仅使世界半导体市场衰退，同时也使中国出口产品数量明显减少，占中国出口总 额1/3左右的电子信息产品增速回落，其核心部件的集成电路产品的需求量相应 减少。 人民币升值也是影响产业发展的一个不可忽视的因素， 因为在目前国内集成电 路产品销售额中直接出口占到70%左右， 人民币升值对于以美元为结算货币的出 口贸易有着重要影响，人民币兑美元每升值1%，国内集成电路产业整体销售额 增幅将减少1.2到1.4个百分点，在即将到来的2011年里，人民币加速升值值得关 注。 三、中国集成电路产品产销概况 中国集成电路产品产销概况 中国集 2008年中国集成电路产业在产业发展周期性低谷呈现出增速逐季递减状态， 全年 销售总额仅有1246.82亿元，比2007年减少了0.4%，出现了未曾有过的负增长局 面；全年集成电路产量为417.14亿块，较2007年仅增长了1.3%。近几年我国集成 电路产品产量和销售额的情况如图1和图2所示：
图1 2003—2008年中国集成电路产品产量增长情况
图2 2003—2008年中国集成电路产品销售额增长情况 由上图可知，最近几年我国集成电路产品销售额虽逐年上升，但上升的速度却 缓慢，这是因为在国务院18号文件颁布后的五年中，中国集成电路产业的产品销 售额一直以年均增长率30%以上的速度上升， 是这个时期世界集成电路增长速度 的3倍，是一种阶段性的超高速发展的状态；一般情况下，我国集成电路产业年 均增长率能保持在世界增长率的1.5倍左右已属高速发展，因此，在2007年以后， 我国集成电路产业的年增长速度逐步减缓应属正常势态， 在世界集成电路产业周 期性低谷阶段，20%左右的年增长率仍然是难得的高速度。世界经济从美国次贷 危机开始逐步向全世界扩展，形成金融危机后又向经济实体部门扩散，从2008
年开始对中国集成电路产业产生影响，到第三季度国际金融危机明显爆发后，中 国集成电路产业销售额就出现了大幅度下滑，形成了第四季度的跳水形态。图3 是这个变化过程。
图3 2006Q1－2008Q4中国集成电路产品销售收入及同比(季期)增长率 中国集成电路产业的发展得益于产业环境的改善， 抵御金融危机的影响政策 十分显著。2008年1月，财政部和国家税务总局发布了《关于企业所得税若干优 惠政策的通知》(财税〔2008〕1号)，对集成电路企业所享受的所得税优惠十分 重视。日前通过的《电子信息产业调整和振兴规划》 ，又把“建立自主可控的集成 电路产业体系”作为未来国内信息产业发展的三大重点任务之一，在五大发展举 措中明确提出“加大投入，集中力量实施集成电路升级”。2005年由国务院发布的 《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006━2020年)》(国发[2005]44号),确定 并安排了16个国家重大专项，其中把“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件 产品”与“超大规模集成电路制造装备及成套工艺”列在多个重大专项的前两位； 2008年4月国务院常务会议已审议并原则通过了这两个重大专项的实施方案，为 专项涉及的相关领域提供了良好的发展契机。 中国各级政府对集成电路产业发展 的积极支持和相关政策的不断落实， 对我国集成电路产业的发展产生了积极的影 响。 四、中国集成电路产品需求市场 近些年来，随着中国电子信息产品制造业的迅速发展，在中国市场上对集成 电路产品的需求呈现出飞速发展的势态，并成为全球半导体行业的关注点，即使 中国集成电路产品的需 在国内外半导体产业陷入低迷并出现了负增长的2008年，
求市场仍保持着增长的势头， 这是由中国信息产品制造业的销售额保持着10%以 上的正增长率所决定的。 中国最近几年的集成电路产品市场需求额变化情况如图 4所示。
图4 2004-2008年中国集成电路市场需求额 五、我国集成电路产业结构 设计、制造和封装测试业三业并举，半导体设备和材料的研发水平和生产能 力不断增强，产业链基本形成。随着前几年 IC 设计业和芯片制造业的加速发展， 设计业和芯片制造业所占比重逐步上升，国内集成电路产业结构逐渐趋于合理。 2006年设计业的销售额为186.2亿元， 比2005年增长49.8%； 2007年销售额为225.7 亿元，比2006年增长21.2%。芯片制造业2006年销售额为323.5亿元，比2005年增 长了38.9%； 2007年销售额为397.9亿元， 比2006年增长又23.0%。 封装测试业2006 年销售额为496.6亿元，比2005年增长43.9%；2007年销售额为627.7亿元，比2006 年增长26.4%。2001年我国设计业、芯片制造业、封测业的销售额分别为11亿元、 27.2亿元、161.1亿元，分别占全年总销售额的5.6%、13.6%、80.8%，产业结构 不尽合理。 最近5年来， 在产业规模不断扩大的同时，IC 产业结构逐步趋于合理， 设计业和芯片制造业在产业中的比重显著提高。到2007年我国 IC 设计业、芯片 制造业、封测业的销售额分别为225.5亿元、396.9亿元、627.7亿元，分别占全年 总销售额的18.0%、31.7%、50.2%。 半导体设备材料的研发和生产能力不断增强。 在设备方面， 65纳米开始导入生产， 中芯国际与 IBM 在45纳米技术上开展合作，FBP（平面凸点式封装）和 MCP（多
芯片封装）等先进封装技术开发成功并投入生产，自主开发的8英寸100纳米等离 子刻蚀机和大角度离子注入机、12英寸硅片已进入生产线使用。在材料方面，已 研发出8英寸和12英寸硅单晶，硅晶圆和光刻胶的国内生产能力和供应能力不断 增强。
但是2008年，国内集成电路设计、芯片制造与封装测试三业均不同程度的受 到市场低迷的影响，其中芯片制造业最明显，全年芯片制造业规模增速由2007 年的23%下降到-1.3%，各主要芯片制造企业均出现了产能闲置、业绩下滑的情 况；封装测试业普遍订单下降、开工率不足，全年增幅为-1.4%；集成电路设计 业也受到国内市场需求增长放缓的影响， 由于重点企业在技术升级与产品创新方 面所做的努力部份地抵御了市场需求不振所带来的影响， 全年增速仍保持在正增 长状态，为4.2%，高于国内集成电路产业的整体增幅。如图5所示。
图5 2008年中国集成电路产业基本结构
六、集成电路技术发展 集成电路技术发展 我国技术创新能力不断提高，与国外先进水平差距不断缩小。从改革开放之初 的 3 英寸生产线，发展到目前的 12 英寸生产线，IC 制造工艺向深亚微米挺进， 封装测试水平从低端迈向中 研发了不少工艺模块， 先进加工工艺已达到 100nm。 高端，在 SOP、PGA、BGA、FC 和 CSP 以及 SiP 等先进封装形式的开发和生产
方面取得了显著成绩。IC 设计水平大大提升，设计能力小于等于 0.5 微米企业比 例已超过 60%，其中设计能力在 0.18 微米以下企业占相当比例，部分企业设计 水平已经达到 100nm 的先进水平。设计能力在百万门规模以上的国内 IC 设计企 业比例已上升到 20%以上，最大设计规模已经超过 5000 万门级。相当一批 IC 已投入量产，不仅满足国内市场需求，有的还进入国际市场。 总之，集成电路产业是信息产业和现代制造业的核心战略产业，其已成为一些 国家信息产业的重中之重。 2011年我国集成电路产业的发展将勉励更好的发展环 境，国家政府的支持力度将进一步增加，新的扶植政策也会尽快出台，支持研发 的资金将会增多，国内市场空间更为广阔，我国集成电路产业仍将保持较快的发 展速度，占全球市场份额比重必会进一步增大！！ ！
附录： 附录： 中国集成电路产业发展大事记（摘自网络） 中国集成电路产业发展大事记（摘自网络） 1947 年，美国贝尔实验室发明了晶体管。 1956 年，中国提出“向科学进军”，把半导体技术列为国家四大紧急措施 之一。 1957 年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。中国科学院应用 物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年，中国相继研制出锗点接 触二极管和三极管（即晶体管） 。 1959 年，天津拉制出硅（Si）单晶。 1962 年，天津拉制出砷化镓单晶（GaAs） ，为研究制备其他化合物半导体打 下了基础。 1962 年，我国研究制成硅外延工艺，并开始研究采用照相制版，光刻工艺。 1963 年，河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。 1964 年，河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。 1965 年 12 月，河北半导体研究所召开鉴定会，鉴定了第一批半导体管，并 在国内首先鉴定了 DTL 型（二极管――晶体管逻辑）数字逻辑电路。1966 年底， 在工厂范围内上海元件五厂鉴定了 TTL 电路产品。 这些小规模双极型数字集成电 路主要以与非门为主，还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路 等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。 1968 年，组建国营东光电工厂（878 厂） 、上海无线电十九厂，至 1970 年建 成投产，形成中国 IC 产业中的“两霸”。 1968 年，上海无线电十四厂首家制成 PMOS（P 型金属－氧化物半导体）电 路（MOSIC） 。拉开了我国发展 MOS 电路的序幕，并在七十年代初，永川半导体研 究所（现电子第 24 所） 、上无十四厂和北京 878 厂相继研制成功 NMOS 电路。之
后，又研制成 CMOS 电路。 七十年代初，全国掀起了建设 IC 生产企业的热潮，共有四十多家集成电路 工厂建成。 1972 年，中国第一块 PMOS 型 LSI 电路在四川永川半导体研究所研制成功。 1973 年，我国 7 个单位分别从国外引进单台设备，期望建成七条 3 英寸工 艺线，最后只有北京 878 厂，航天部陕西骊山 771 所和贵州都匀 4433 厂。 1976 年 11 月，中国科学院计算所研制成功 1000 万次大型电子计算机，所 使用的电路为中国科学院 109 厂（现中科院微电子中心）研制的 ECL 型（发射极 耦合逻辑）电路。 1982 年，江苏无锡的江南无线电器材厂（742 厂）IC 生产线建成验收投产， 这是中国第一次从国外引进集成电路技术。 1982 年 10 月，国务院为了加强全国计算机和大规模集成电路的领导，成立 了以万里副总理为组长的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”， 制定了中 国 IC 发展规划，提出“六五”期间要对半导体工业进行技术改造。 1983 年，针对当时多头引进，重复布点的情况，国务院大规模集成电路领 导小组提出“治散治乱”， 集成电路要“建立南北两个基地和一个点”的发展战 略，南方基地主要指上海、江苏和浙江，北方基地主要指北京、天津和沈阳，一 个点指西安，主要为航天配套。 1986 年，电子部厦门集成电路发展战略研讨会，提出“七五”期间我国集 成电路技术“531”发展战略，即普及推广 5 微米技术，开发 3 微米技术，进行 1 微米技术科技攻关。 1989 年 2 月，机电部在无锡召开“八五”集成电路发展战略研讨会，提出 了“加快基地建设，形成规模生产，注重发展专用电路，加强科研和支持条件， 振兴集成电路产业”的发展战略。 1989 年 8 月 8 日， 厂和永川半导体研究所无锡分所合并成立了中国华晶 742 电子集团公司。 1990 年 10 月，国家计委和机电部在北京联合召开了有关领导和专家参加的座谈 会，并向党中央进行了汇报，决定实施九 O 八工程。 1995 年，电子部提出“九五”集成电路发展战略：以市场为导向，以 CAD 为突破口，产学研用相结合，以我为主，开展国际合作，强化投资，加强重点工 程和技术创新能力的建设，促进集成电路产业进入良性循环。 1995 年 10 月，电子部和国家外专局在北京联合召开国内外专家座谈会，献 计献策，加速我国集成电路产业发展。11 月，电子部向国务院做了专题汇报， 确定实施九 0 九工程。 1997 年 7 月 17 日， 由上海华虹集团与日本 NEC 公司合资组建的上海华虹 NEC 电子有限公司组建，总投资为 12 亿美元，注册资金 7 亿美元，华虹 NEC 主要承 担“九 0 九”工程超大规模集成电路芯片生产线项目建设。 1998 年 1 月 18 日，“九 0 八” 主体工程华晶项目通过对外合同验收，这 条从朗讯科技公司引进的 0.9 微米的生产线已经具备了月投 6000 片 6 英寸圆片 的生产能力。 1998 年 1 月，中国华大集成电路设计中心向国内外用户推出了熊猫 2000 系 统，这是我国自主开发的一套 EDA 系统，可以满足亚微米和深亚微米工艺需要， 可处理规模达百万门级，支持高层次设计。 1998 年 2 月 28 日，我国第一条 8 英寸硅单晶抛光片生产线建成投产，这个
项目是在北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心进行的。 1998 年 4 月，集成电路“九 0 八”工程九个产品设计开发中心项目验收授 牌，这九个设计中心为信息产业部电子第十五研究所、信息产业部电子第五下四 研究所、上海集成电路设计公司、深圳先科设计中心、杭州东方设计中心、广东 专用电路设计中心、兵器第二一四研究所、北京机械工业自动化研究所和航天工 业 771 研究所。这些设计中心是与华晶六英寸生产线项目配套建设的。 1998 年 3 月，由西安交通大学开元集团微电子科技有限公司自行设计开发 的我国第一个-CMOS 微型彩色摄像芯片开发成功，我国视觉芯片设计开发工作取 得的一项可喜的成绩。 1999 年 2 月 23 日，上海华虹 NEC 电子有限公司建成试投片，工艺技术档次 从计划中的 0.5 微米提升到了 0.35 微米，主导产品 64M 同步动态存储器（S－ DRAM） 这条生产线的建-成投产标志着我国从此有了自己的深亚微米超大规模集 。 成电路芯片生产线。 2000 年 7 月 11 日，国务院颁布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若 干政策》 随后科技部依次批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳 。 共 7 个国家级 IC 设计产业化基地。 2001 年 2 月 27 日， 直径 8 英寸硅单晶抛光片国家高技术产业化示范工程项 目在北京有色金属研究总院建成投产；3 月 28 日，国务院第 36 次常务会议通过 了《集成电路布图设计保护条例》 。 2002 年 9 月 28 日，龙芯 1 号在中科院计算所诞生。同年 11 月，中国电子 科技集团公司第四十六研究所率先研制成功直径 6 英寸半绝缘砷化镓单晶， 实现 了我国直径 6 英寸半绝缘砷化镓单晶研制零的突破。 2003 年 3 月 11 日，杭州士兰微电子股份有限公司上市，成为国内 IC 设计 第一股。 2006 年中星微电子在美国纳斯达克上市。随即珠海炬力也成功上市。 2007 年展讯通信在美国纳斯达克上市。 2008 年《集成电路产业“十一五”专项规划》重点建设北京、天津、上海、 苏州、宁波等国家集成电路产业园。

5. 数字电路设计实验报告（5选1即可）

目录
1 设计目的 3
2 设计要求指标 3
2.1 基本功能 3
2.2 扩展功能 4
3．方案论证与比较 4
4 总体框图设计 4
5 电路原理分析 4
5.1数字钟的构成 4
5.1.1 分频器电路 5
5.1.2 时间计数器电路 5
5.1.3分频器电路 6
5.1.4振荡器电路 6
5.1.5数字时钟的计数显示电路 6
5.2 校时电路 7
5.3 整点报时电路 8
6系统仿真与调试 8
7.结论 8
参考文献 9
实验作品附图 10

数字钟

摘要：
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习，特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习，我们已经具备了设计小规模集成电路的能力，借由本次设计的机会，充分将所学的知识运用到实际中去。
本次课程设计要求设计一个数字钟，基本要求为数字钟的时间周期为24小时，数字钟显示时、分、秒，数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒。供扩展的方面涉及到定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、定时启闭路灯等。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1 设计目的
1．掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2．熟悉集成元器件的选择和集成电路芯片的逻辑功能及使用方法。
3．掌握面包板结构及其接线方法
4．熟悉仿真软件的使用。
2 设计要求及指标
2．1基本功能
1）时钟显示功能，能够正确显示“时”、“分”、“秒”。
2）具有快速校准时、分、秒的功能。
3）用555定时器与RC组成的多谐振荡器产生一个标准频率（1Hz）的方波脉冲信号。
2．2扩展功能
1）用晶体振荡器产生一个标准频率（1Hz）的脉冲信号。
2）具有整点报时的功能。
3）具有闹钟的功能。
4）……

3、方案论证与比较
本设计方案使用555多谐振荡器来产生1HZ的信号。通过改变相应的电阻电容值可使频率微调，不必使用分频器来对高频信号进行分频使电路繁复。虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确性高，由于设计方便，操作简单，成为了设计时的首选，但是由于与实验中使用的555芯片产生的脉冲相比较，利用晶振产生的脉冲信号更加的稳定，同过电压表的测量能很好的观察到这一点，同时在显示上能够更加接进预定的值，受外界环境的干扰较少，一定程度上优于使用555芯片产生信号方式。我们组依然同时设计了555和晶振两个信号产生电路。（本实验报告中着重按照原方案设计的555电路进行说明）
4、 系统设计框图
数字式计时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。在本设计中555振荡器及其相应外部电路组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以‘时’、‘分’、‘秒’的数字显示出来。‘时’显示由二十四进制计数器、译码器、显示器构成，‘分’、‘秒’显示分别由六十进制计数器、译码器、显示器构成。其原理框图如图1.1所示。

5、电路原理分析

5.1数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.在此使用555振荡器组成1Hz的信号。

数字钟原理框图（1.1）

5．1.1振荡器电路
555定时器组成的振荡器电路给数字钟提供一个频率为1Hz的方波信号。其中OUT为输出。

5.1.2时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器.

5.1.3分频器电路
通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级2进制计数器来实现。例如，将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768（ ），即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。

5.1.4振荡器电路
利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。

5.1.5数字时钟的计数显示控制
在设计中，我们使用的是74**160十进制计数器，来实现计数的功能，实验中主要用到了160的置数清零功能（特点：消耗一个时钟脉冲），清零功能（特点：不耗时钟脉冲），在上级160控制下级160时候通过组合电路（主要利用与非门）实现，在连接电路的时候要注意并且强调使能端的连接，其将影响到整一个电路的是否工作。

电路的控制原理如下：
秒钟由个位向十位进位：0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001实现个位的计数，采用的是置数的方式（利用RCO端口），当电路计数到1001的时候采用一个二输入与非门接上级输入的高位和低位输出作为下级的信号，实现了秒区的个位和十位的显示与控制。设计中注意到接的是一个与非门而不是与门，目标在产生一个时钟脉冲。实现正确的显示。
由秒区向分区的显示控制：
基本原理同上，在秒区十位向时区个位显示的时：0000—0001—0010—0011—0100—0101产生了六个脉冲的时候向下级输出一个时钟脉冲，利用的还是与非门，目标仍是实现正确的计时显示。
分区的显示及整体电路反馈清零：
当数值显示达到：23：59的时候要实现清零的工作，采用CLR清零的方式反馈清零。具体设计接出控制端的9，5，3，2用十六进制表示后高电平对应引脚接与非，将非门输出信号的值反馈给各个160芯片的清零端（CLR）既可以实现清零了。

5.2 校时功能的实现
当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正.通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可.
根据要求,数字钟应具有分校正功能,因此,应截断分个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中.
在实验实现过程中使用的是通过开关（普通开关）来实现高低电平的切换，手动赋予需要的高低电平来实现脉冲的供给，将脉冲提供到所需要的输入（CLK）端口，实现校时，仿真过程中能够正常校时并且在校时的时候达到了预定的效果；而在我们进入实际电路连接的时候，利用开关（手控导线点触实现）来实现校时再不像仿真那样的精确了，原因分析是由于使用的是普通的开关同时利用的是手动的对CLK端口赋予脉冲信号，在实现手动生成脉冲信号的过程中产生了扰动，即相当于产生了多个的脉冲信号对需要的数码管进行校时，如此，并没有达到仿真的精确效果，但是在实验中通过改进电路的校时方式，不是用手触开关产生脉冲信号（如若需用手触则需要使用一个锁存器实现去抖动，才能够在脉冲生成时候不产生干扰的脉冲，实现正常的校时），而是使用信号发生器实现信号的提供，对需要校时的数码管在相对应的CLK端口提供脉冲信号实现校时，利用此方式实现校时则比手触开关方式效果要好。

5.3 报时的实现
报时功能的实现原理较为简单，即对所需要报时的输出量进行控制，并对控制产生的信号作为LED显示的信号源，电路连接中要注意到的是在实现LED显示的时候最好连接上一个保护电阻对LED灯器到保护的作用。例如我们的校时时间是 23：59，0010—0011—0101—1001；利用相应的门电路实现满足端口输出是上述条件的时候进行报时即可。

6、系统仿真与调试

7、结论
学贵以致用，通过几天的数字钟设计过程，将从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的电子电路仿真设计,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。在当前金融危机大的社会背景下，能够增加自身砝码的不仅仅是一纸文凭证书，更为重要的是毕业生是否能够适应社会大潮流的需要，契合企业的要求即又较硬的动手操作及设计能力。此次的设计作业不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养，为自己以后的学习方向的明确了重点。
另外在这次实验中我们遇到了不少的问题针对不同的问题我们采取不同的解决方法，最终一一解决设计中遇到的问题。还有在实验设计中我们曾遇到多块芯片以及数码管损坏的情况造成了数字钟的显示没有达到预期的效果，或是根本不显示，通过错误排除最终确认是元件问题，并向老师咨询跟换元件最终的到解决。在我们曾经遇到不懂的问题时，利用网上的资源，搜索查找得到需要的信息。

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