第一种方法的要点是：
熟悉目前数字或模拟集成电路的分类、特点， 合理地选择所用芯片，方便地实现各功能块的 要求，并且工作可靠、价格低廉。
对所选各功能块进行应用性设计时，要根据集 成电路的技术要求和功能块应完成的任务，正 确设计计算外围电路的参数，对于数字集成电 路要特别注意正确处理各功能输入端。
第10章 数字系统设计 16
要保证各功能块协调一致地工作。
主要通过控制器来完成，控制器通常由移位寄 存器或计数器构成的脉冲分配器（又称节拍发 生器）来组成。
对该控制器的要求是严格的，不允许有竞争冒 险和过渡干扰脉冲出现，以免发生控制失误。 因为这一原因，控制器多采用扭环形计数器来 构成。
第10章 数字系统的设计
10.1 数字系统概述

数字系统的组成
数字系统的研制过程
10.2 数字系统设计的一般方法
10.3 数字系统设计举例

浮点频率计的设计
第10章 数字系统设计
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10.1 数字系统概述 10.1.1 数字系统的组成
数字系统通常包括输入、输出、信息处理与控 制等部分 。
外部 输入
第10章 数字系统设计
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方案4 电子手表 秒脉冲信号
电路结构非常简单，但要从手表内引出秒脉冲 信号，工艺上有一定困难。 手表电池电压为1.3V，而一般CMOS电路工作 电压为318V，因此，不仅需两种电源供电，而 且引出信号还需增加电平转换电路才能使用。
第10章 数字系统设计 13
第10章 数字系统设计
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10.2.1 课题分析
课题分析：根据技术指标的要求，做好充分的
调查研究，弄清系统所要求的功能和性能指标， 以及目前该领域中类似系统所能达到的水平， 对课题的可行性做出判断。
第10章 数字系统设计
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10.2.2 方案论证
按照系统总的要求，得到系统框图。
每个框即是一个单元电路，按照系统性能指标要 求，规划出各单元电路所要完成的任务，确定输 出与输入的关系，决定单元电路的结构。 由系统框图到单元电路的具体结构应是多解的， 应该经过较为详细的方案比较和论证，以技术上 的可行性和较高的性能价格比为依据。 最后选定方案。
张简单的装配图，以确定各元器件的实际位置，这 对于后面的布线和调试工作是十分重要的。
第二步就是把元器件按照装配图指示的位置插入实
验板或实验箱的面板上，然后进行接线。
在接线时，应首先连接各集成块的电源线和地线，
然后插入外围电路各元器件，最后完成各集成块之 间的信号连线。
拟订性能指标：就是要根据实际的需要，并充分考
虑当前的技术发展状况，提出对系统主要性能指标 的要求。 方案设计：指从接到任务书一直到样机研制成功的 整个过程。
工艺设计：主要包括印制电路板的设计与制作，系
统各部件间的连接设计，接线图以及机箱的加工制 造等。
第10章 数字系统设计 4
样机研制：对整个系统进行安装调试，进一步完
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10.2.4 系统仿真
系统仿真就是利用计算机内的EDA软件对所设
计的电路进行模拟仿真，这样，可以事先验证 设计的正确性，排除错误。
系统ห้องสมุดไป่ตู้真可以大大缩短设计时间，减少故障出
现的可能性，提高系统的可靠性。
第10章 数字系统设计
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10.2.5 样机研制
样机研制是设计完成后，按照设计加工制造的
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例10-1：试设计一个秒脉冲发生器。
1. 提出方案。4种方案
方案1
交流50Hz 信号 方案2 整形 电路 50分频 器 秒脉冲 信号
RC多谐振荡器
秒脉冲信号
第10章 数字系统设计
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方案3 石英晶体 多谐振荡器 多级 分频器 秒脉冲 信号
方案4 电子手表 秒脉冲信号
选择方案3
方案3 石英晶体 多谐振荡器 多级 分频器 秒脉冲 信号
电路工作稳定性及精度好，如果集成电路选择
合适，电路结构也很简单。 例如选择15级分频器及频率为32768Hz的石英晶 体，即可方便地构成秒脉冲发生器。
第10章 数字系统设计
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10.2.3 方案实现
数字系统的实现大致有以下几种方法：
第一台设备。它主要包括工艺设计以及安装调
试等内容。学生在实验室大都是在逻辑实验箱 上进行，验证是否达到任务书中各项要求。 安装与调试过程按照先局部后整机的原则。 要注意各信号输入端的正确处理，一般不允许 悬空。
第10章 数字系统设计
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安装调试的第一步，就是根据实验板或实验箱为设
计者提供的使用面积和各元器件体积大小，画出一
善系统设计。
试生产：样机研制成功后，可根据实际情况试生
产若干台，交使用单位使用，并提出使用意见，
为下一步鉴定工作做准备。 最后才能正式投入生产。
第10章 数字系统设计
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10.2 数字系统设计的一般方法
系统的设计没有一成不变的规定步骤，它往往
与设计者的经验、兴趣、爱好等密切相关。 总体来说可归纳为如图所示的5个步骤。 课题 分析 方案 论证 方案 实现 系统 仿真 样机 研制
输入 电路
处理与 控制
输出 电路
对象 负载
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10.1.2 数字系统的研制过程
数字系统的研制过程一般如下图所示
选
题
拟 订 性 能 指 标
方 案 设 计
实 验 与 修 改
工 艺 设 计
样 机 研 制
试 生 产
鉴
定
批 量 生 产
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选题：即根据客观需求提出研制课题。
1）采用通用的集成逻辑器件组成。
传统的方法，实际应用比较广泛。 2）采用单片微处理器作为核心实现。 所用器件少，使用灵活，也得到广泛应用。 3）采用可编程逻辑器件PLD。
设计的系统体积小、功耗低、可靠性高、易于进行 修改等，已成为当今实现数字系统设计的首选方案。
4）设计功能完整的数字系统芯片。
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第10章 数字系统设计
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2. 4种方案优缺点及可行性分析
1）方案1
交流50Hz 信号 整形 电路 50分频 器 秒脉冲 信号
50Hz信号的引入及其幅值要合适，使用起来不方
便，且工作稳定性及精度较差。
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方案2
RC多谐振荡器
秒脉冲信号
电路结构简单，但工作稳定性及精度差。