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組合電路的設計步驟范文第1篇

一、組合邏輯電路的分析，就是通過某種方法找出電路的邏輯功能來，具體步驟如下

（一）根據(jù)已知的邏輯圖寫出邏輯函數(shù)表達式，方法是逐級寫出邏輯函數(shù)表達式，最后寫出該電路輸出和輸入的邏輯表達式；

（二）對寫出的邏輯函數(shù)表達式進行化簡；

（三）列出真值表進行邏輯功能分析

用框圖表示為：

示例分析：

組合邏輯電路如圖所示， 試分析該電路的邏輯功能。

解答過程：1. 由邏輯圖逐級寫出邏輯表達式。為了寫表達式方便，借助中間變量。

2. 化簡與變換

3.由表達式列出真值表

4.分析邏輯功能

當A、B、C三個變量不一致時，電路輸出為“1”，所以這個電路稱為“不一致電路”。

二、組合邏輯電路的設計一般應以電路簡單、所用器件最少為目標，并盡量減少所用集成器件的種類，因此在設計過程中要用到代數(shù)法和卡諾圖法來化簡或轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)

組合邏輯電路的設計方法：

（一）將實際的問題分析出邏輯條件和邏輯結(jié)果，并量化成0，1表示；

（二）列出對應的真值表；

（三）由真值表寫出對應的邏輯表達式并進行簡化；

（四）畫出能解決實際問題的邏輯圖。

用框圖表示為：

示例分析：

設計一個電話機信號控制電路。電路有I0（火警）、I1（盜警）和I2（日常業(yè)務）三種輸入信號，通過排隊電路分別從L0、L1、L2輸出，在同一時間只能有一個信號通過。如果同時有兩個以上信號出現(xiàn)時，應首先接通火警信號，其次為盜警信號，最后是日常業(yè)務信號。試按照上述輕重緩急設計該信號控制電路。要求用集成門電路7400（每片含4個2輸入端與非門）實現(xiàn)。

解答過程：

1.列真值表

對于輸入，設有信號為邏輯“1”；沒信號為邏輯“0”。對于輸出，設允許通過為邏輯“1”；不設允許通過為邏輯“0”。

2.由真值表寫出各輸出的邏輯表達式：

這三個表達式已是最簡，不需化簡。但需要用非門和與門實現(xiàn)，且L2需用三輸入端與門才能實現(xiàn)，故不符和設計要求。

3.根據(jù)要求，將上式轉(zhuǎn)換為與非表達式：

組合電路的設計步驟范文第2篇

關(guān)鍵詞：組合邏輯；Multisim；仿真

1 引

組合邏輯電路其特點是功能上無記憶，結(jié)構(gòu)上無反饋，即電路在任意時刻的輸出狀態(tài)只取決于該時刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路的原狀態(tài)無關(guān)。本文通過實例介紹組合邏輯電路的設計方法，并通過電子設計自動化EDA(Electronic Design Automation)進行仿真分析，使組合邏輯電路的設計變得更方便，更實用。

2 組合邏輯電路的設計步驟

1) 根據(jù)給定題目的邏輯要求列出真值表

2) 化簡得出最簡的邏輯函數(shù)表達式

3) 選擇（已給定）器件實現(xiàn)其邏輯函數(shù)，畫出邏輯圖

在工程上為了使電路結(jié)構(gòu)簡單和使用元器件少，往往要求邏輯表達式盡可能簡化。一般來說在保證速度、穩(wěn)定、可靠的邏輯正確的情況下，盡可能使用最少的器件，降低成本是邏輯設計者的任務。

3 組合邏輯電路的設計舉例

3.1 問題提出

現(xiàn)有A、B、C三個舉重裁判對運動員成績進行判決（A為主裁判）當兩個以上裁判（必須含有主裁判）認可時，運動員成績有效。試設計實現(xiàn)這樣一個舉重裁判裁決電路。

3.2 設計過程

1）分析設計要求，列出真值表。設A、B、C三個裁判對運動員成績進行判決，同意用1表示，不同意用0表示，Y為表決結(jié)果，同意用1表示，不同意用0表示，同時還應考慮A為主裁，具有否決權(quán)。 

輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111

2）由真值表寫出邏輯表達式

3) 由卡諾圖化簡后，變換為與非表達式      4) 根據(jù)輸出邏輯函數(shù)畫邏輯圖。

4 組合邏輯電路的仿真測試

4.1 用Multisim軟件仿真

Multisim軟件是一種電路設計與仿真軟件。它可以對模擬、數(shù)字和混合電路進行電路性能仿真和分析。

1)采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路，在計算機屏幕上模擬仿真實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件。

2) 提供了龐大的元件數(shù)據(jù)庫。Multisim有16000多種元件、模型，包括有實際元件和虛擬元件。

3) 強大的虛擬儀器功能。為用戶提供多種面板與實際儀器相似的虛擬測儀器，在平臺上可隨時調(diào)用進行電路測試、分析。

4.2測試電路創(chuàng)建

1)在元器件庫中單擊電源Sources，列表中選中VCC和GND，單擊OK按鈕，取出電源5V。

2)其他元器件依次類推，可參照以下說明使用。

* U1A、U1B、U1C與非門在TTL74LS中選擇74LS00N。

* J1、J2、J3單刀雙擲開關(guān)在BasicSWITCH中選擇SPDT_SB。

* Y指示燈在Indicators中選擇PROBE_DIG_RED。

4.2 仿真測試

將三個單刀雙擲開關(guān)做如下設置：J1中Key=A、J2中Key=B、J3中Key=C。啟動 Multisim的仿真開關(guān)后，J1中Key=A接到電源5V上，J2中Key=B接到電源5V上，J3中Key=C接到GND上，這時指示燈Y發(fā)光，就可以實現(xiàn)三人表決電路中A（為主裁）和B兩個裁判判決運動員成績有效的情況之一（其他情況可以通過設置實現(xiàn)）。

5 結(jié)語

通過組合邏輯電路的設計和Multisim軟件的應用，可使學生初步掌握仿真軟件技術(shù)，內(nèi)容可以緊密聯(lián)系課本知識，能全面地概括和反映所學的組合邏輯電路設計的知識點，將課堂內(nèi)容具體化，又利用了計算機的優(yōu)勢，發(fā)揮其直觀、動態(tài)模擬的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]王廷才，李懷剛.電子技術(shù)實訓[M].北京：高等教育出版社，2008.05.

組合電路的設計步驟范文第3篇

關(guān)鍵詞:Proteus電子設計應用

中圖分類號: 文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2010)01-0000-00

在傳統(tǒng)電子項目設計中,先根據(jù)要求設計原理圖,搭好硬件電路,通過仿真器對系統(tǒng)硬件調(diào)試。由于硬件眾多可能出現(xiàn)各種故障,整個過程要花費大量的時間與精力。如果采用Proteus軟件進行系統(tǒng)虛擬開發(fā)和仿真,可大大降低開發(fā)成本并提高開發(fā)速度。現(xiàn)就Proteus軟件在電子設計中的應用進行介紹。

1 Proteus軟件介紹

Proteus是英國Labcenter Electronics公司研發(fā)的多功能的EDA軟件,是目前世界上最先進、最完整的多種型號微控制器系統(tǒng)的設計與仿真平臺。它真正實現(xiàn)了在計算機上完成從原理圖設計、電路分析、單片機代碼及調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成PCB的完整的電子設計、研發(fā)過程[1,2]。在電子設計中引入Proteus仿真軟件,可以建立直觀的仿真思想。Proteus 提供了各種豐富的調(diào)試測量工具:各種電壓表、電流表、示波器、指示器、分析儀等。其是一個全開放性的仿真實驗和課件制作平臺, 相當于一個實驗設備、元器件完備的綜合性電子技術(shù)實驗室?；谝陨蟽牲c,Proteus可以在任意組合的實驗環(huán)境中搭建實驗。可用常規(guī)的調(diào)試方法如測量各點電壓、電流, 波形等來調(diào)試和測量電路。不僅能用于對單個電路特性和原理進行驗證, 也能用于多級的組合電路。對于較大規(guī)模的電路, 可分級接線和調(diào)試。通過元件復制或單級電路的復制來完成整個電路的組裝。因此也適用于較大型的設計性實驗[3]。

2 Proteus在電子設計中的應用

硬件系統(tǒng)的原理圖設計是電子設計的基礎。只有設計好硬件系統(tǒng)的原理圖才可以進行仿真。硬件系統(tǒng)在Proteus中的設計流程都是一樣的,主要設計流程如下[4]:

2.1 提取和放置元器件

根據(jù)構(gòu)思好的硬件系統(tǒng)電路圖從元器件庫選取相應的元器件放到圖紙適當位置,并對元器件的名稱、標注進行設定,再根據(jù)元器件之間的走線等聯(lián)系對元器件在工作平面上的位置進行調(diào)整和修改,使得硬件系統(tǒng)電路原理圖美觀、易懂。

2.2 元器件間的連線

根據(jù)實際電路的需要,利用Proteus的各種工具進行布線, 用導線把元器件連接起來。構(gòu)成一幅完整的硬件系統(tǒng)電路圖。完成上述步驟后, 就構(gòu)成一幅完整的硬件電路圖。如果要完成印制電路板還要進行以下步驟。

2.3 對硬件系統(tǒng)原理圖進行電氣規(guī)則檢查

當完成布線后,利用Proteus ISIS編輯環(huán)境所提供的電氣規(guī)則檢查命令對設計進行檢查,并根據(jù)系統(tǒng)提供的錯誤檢查報告修改硬件系統(tǒng)原理圖。

2.4 調(diào)整

如果硬件原理圖已經(jīng)通過電氣規(guī)則檢驗,那么硬件系統(tǒng)的設計就完成了,但是對于一般硬件電路設計而言,尤其是較復雜的硬件系統(tǒng),通常需要對其電路多次修改才能通過電氣規(guī)則檢測。

2.5 電路的調(diào)試與仿真

如果為純硬件電路,固可以直接通過仿真按鈕“DEBUG-EXECUTE”進行仿真。仿真時,元件引腳上的紅色代表高電平,蘭色代表低電平,灰色代表懸空。通過觀察各儀器儀表的讀數(shù)或元件引腳上的電平驗證電路是否聯(lián)通。

另外,Proteus VSM的核心是ProSPICE,這種仿真系統(tǒng)組合了SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅(qū)動的數(shù)字仿真器。它主要的特點是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連

接該微處理器的任何模擬和數(shù)字器件協(xié)同仿真。Proteus仿真虛擬實驗大大提高了效率,又節(jié)省了成本,更可以對設計電路優(yōu)化。

3 Proteus在單片機設計和仿真中的應用

與純硬件電路不同,單片機是一個軟硬件緊密結(jié)合的系統(tǒng),Proteus可實現(xiàn)單片機的硬件電路,并能與常用的編譯器(如Keil、IAR、Proton 等)進行協(xié)同調(diào)試。整個過程與真實的硬件調(diào)試極其相似,在動態(tài)外設支持下的實時輸入和輸出為實驗者提供了一個最接近現(xiàn)實的調(diào)試環(huán)境?，F(xiàn)以AT89C51為例,介紹與Keil協(xié)同進行單片機應用系統(tǒng)仿真的實驗。

(1)進入Keil的開發(fā)環(huán)境建立一個工程文件,編寫源程序代碼,在選中“Target”的情況下選擇ProjectOptions for target;在“Debug”選項卡中選擇左邊的“Use”,在下拉框中選“Proteus VSM Simulator”;對源程序進行編譯調(diào)試,最終編譯成功,產(chǎn)生.HEX 文件。

(2)運行Proteus,完成電路原理圖,方法與以上介紹的電子設計中應用一樣,并在菜單欄中選擇“DebugUse remote debug monitor”,選中該項。

(3)把.HEX 文件加載到Proteus軟件的單片機中,再在Proteus 環(huán)境下運行仿真,最終實現(xiàn)仿真效果。

4 結(jié)語

通過對Proteus軟件在模擬電路、數(shù)字電路、單片機設計和仿真中的應用進行介紹,對該軟件的功能與優(yōu)點有了更加清楚的認識,這對于提高產(chǎn)品的開發(fā)效率、降低開發(fā)成本等有著非常重要的作用,也為電子設計提供了新方法。

參考文獻

[1] 孫浩.PROTEUS軟件在設計電子電路中的應用.儀表技術(shù),2009(8):74-75.

[2] 陳駿蓮.PROTEUS7在電子技術(shù)綜合實驗中的應用.實驗科學與技術(shù),2008(3):65-68.

[3] 王靖.Proteus仿真在模擬電子技術(shù)課程中的應用.電腦知識與技術(shù),2009.7(19):

5333-5334.

組合電路的設計步驟范文第4篇

1、兩個重點

任何一種邏輯功能都可以設計出一種相應的邏輯電路，從這個意義上講，數(shù)字電路是不可勝數(shù)的。教學的重點是教會學生學習方法，而不是死記硬背書本內(nèi)容。就本課程而言，只要能夠根據(jù)需要設計出符合要求的邏輯電路，也能分析出任何一種給定邏輯電路所具有的邏輯功能即可。因此，組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析方法和設計方法是本課程的核心內(nèi)容。

2、三個基礎

為更好地學習后續(xù)專業(yè)課程和從事工程技術(shù)工作，數(shù)字電子技術(shù)在教學實踐中必須強化理解和掌握數(shù)制和碼制、邏輯代數(shù)基礎、半導體數(shù)字集成電路的工作原理和特性、組合邏輯電路和時序邏輯電路分析方法和設計方法等基本原理、基本理論和基礎知識。

二、教學方法實現(xiàn)“三個基于”

2.1基于問題的教學

美國教育家蘇娜丹戴克曾說過：“告訴我，我會忘記，做給我看，我會記住，讓我參加，我就會完全理解。”在教學實踐中，就要打破“以知識為本位，以灌輸為特征”的傳統(tǒng)教學模式，采取以學生為中心的問題導向型教學方法。教師通過實例、設疑、示錯等方法導入需要講解的問題，而分析問題和解決問題兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)則由教師引導學生來完成。學生通過思考、查閱資料、討論等方式尋求解決問題的方案，教師最后結(jié)合問題系統(tǒng)講授知識點，使學生對相關(guān)知識點有更加深入地理解。同時，學生的成就感、自信心倍增，學習主動性更強，從而達到良性循環(huán)的效果。通過引導、啟發(fā)，學生自己搭建出具有記憶功能的電路—觸發(fā)器。

2.2基于項目的教學

基于項目的教學強調(diào)的是以學生為中心,強調(diào)小組合作學習,教師引導發(fā)現(xiàn)。實施步驟分為選定項目、制定計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價等六個基本步驟。結(jié)合本課程，就是在課程開始階段,以任務書的形式給學生下發(fā)一些與課程內(nèi)容結(jié)合緊密的、適合學生研究的課題，如電子搶答器、數(shù)字電子鐘、交通燈控制器、出組車計價器等，學生自由選題、自主組合，通過課程的學習、查閱相關(guān)資料以及與教師的交流討論，利用軟件仿真或硬件焊接制作出課題作品，期末提交研究成果和設計報告，并進行專題匯報，研究成果作為評定平時成績的重要依據(jù)。

2.3基于資源的教學

基于資源的教學是以學習者的學習活動為中心的教育教學模式，其主要特征是靈活性和自主性。此模式的教學目標是以教會學生學習為主，而不是以傳授知識為主。也就是說，通過基于資源的教學，學生應該學會確定學習目標，學會查找的資源的手段和方法，學會如何做讀書筆記，學會評價信息，學會與他人合作交流，學會評價自己的學習進展，學會反映學習過程和成果。目前，校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)字電子技術(shù)課程資源較多。通過基于資源的教學，學會查找資源、利用資源，不僅可以克服課堂教學的時空限制，更為開展研究性學習提供了廣闊的平臺。

三、結(jié)束語

組合電路的設計步驟范文第5篇

關(guān)鍵詞：信號 過渡

在鐵路建設的過程中，對于部分既有車站，由于新建線路的引入、單線改復線等需要，需要對既有站場進行改造，為了減少對行車的干擾，保證行車安全，節(jié)約投資，同時考慮到運輸要求及站前施工單位的施工能力，站場改造需逐步進行。

在進行站場改造過程中，信號專業(yè)需配合站前專業(yè)施工，對于較大的站場改造，信號過渡具有規(guī)模大、技術(shù)復雜、涉及單位部門多，安全隱患多的特點，是既有線改造施工的難點和重點。

信號過渡方案在滿足工務進行站場改造的同時盡量在既有聯(lián)鎖基礎上進行改造，進行站場改造過程中需與站前站場改造施工單位緊密配合，根據(jù)現(xiàn)場情況及時優(yōu)化方案，確保站場改造的順利進行。

下面就站場改造過渡方案進行探討：

1信號過渡方案編制步驟

第一步：現(xiàn)場調(diào)查

在站場改造施工單位已經(jīng)確定了新增道岔的現(xiàn)場位置并交樁后，及時進行現(xiàn)場調(diào)查，分析新增道岔就位后對既有信號設備的影響

第二步：初步制定過渡方案

根據(jù)站場改造專業(yè)交底結(jié)果，結(jié)合既有信號設備情況和新設計圖紙，會同站場改造專業(yè)制定初步的過渡方案，方案要能夠同時滿足站前和信號專業(yè)的要求，還要盡量做到“永臨結(jié)合”。改造順序一般為“先輔后主，先外后內(nèi)”?！跋容o后主”就是對于整過站場來說，先進行簡單、輔的過渡施工，為后續(xù)重大過渡做好準備和鋪墊。“先外后內(nèi)”就是對于整個站場來說，先進行靠站場最外側(cè)的道岔拆除及插鋪施工，再進行內(nèi)側(cè)過渡改造，這樣是保證前面施工為后面施工騰出空間，有利于站場改造。

第三步：進一步細化方案

會同設計等相關(guān)人員對初步過渡方案進行分析，對方案進行修改，確保方案的可行性。

第四步：討論方案

組織電務、工務、運輸?shù)扔嘘P(guān)部門對方案進行評審，結(jié)合各部門的意見對方案進行修改，形成較為合理的過渡方案。

第五步：根據(jù)過渡方案進行過渡設計

根據(jù)確定好的過渡方案進行過渡設計。

第六步：現(xiàn)場摸底

根據(jù)過渡設計圖紙對既有信號設備進行摸底，確保圖紙的正確。

第七步：進行過渡設備安裝及調(diào)試

第八步：根據(jù)過渡方案逐步進行過渡直至站場改造完畢。

在進行過渡改造工程中，過渡方案可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行合理優(yōu)化，保證過渡改造順利推進。

2典型信號改造的過渡方案

在進行站場改造過程中，需要拆除部分既有道岔，插鋪新道岔，同時對線路進行改造施工，為了盡量減少對既有聯(lián)鎖系統(tǒng)的影響，確保行車安全，需要進行過渡施工。制定過渡方案時，需要對拆除和插鋪的道岔進行統(tǒng)籌考慮，確定各組道岔拆除或插鋪的時機，在滿足運輸?shù)那闆r下，盡量不修改或少修改既有聯(lián)鎖。

下面就在站場改造過程中可能出現(xiàn)的情況進行探討。

2.1拆除既有聯(lián)鎖道岔的信號過渡方案

拆除既有聯(lián)鎖道岔可以在既有聯(lián)鎖基礎上完成過渡。

對于拆除單動道岔，在站前專業(yè)拆除道岔的同時，進行電路修改，直接對本道岔的DBJ(或FBJ)的1、4線圈送KZ和KF,使DBJ(或FBJ)保持常吸狀態(tài)，滿足聯(lián)鎖要求，并拆除本道岔在分線盤的電纜配線，。

對于拆除雙動道岔中的一組道岔，在工務進行拆除施工的同時，對電路進行修改，把雙動道岔改為單動道岔，同時斷開轉(zhuǎn)轍機動作電源，只保留表示電源，同時把沒有拆除的道岔釘固在規(guī)定位置。

2.2直接插鋪新道岔的信號過渡方案

對于直接插鋪新道岔的情況，需要把新插鋪的道岔的表示納入既有聯(lián)鎖，監(jiān)督道岔狀態(tài)，保證行車安全。

為了節(jié)約投資，插鋪道岔過渡盡量在新設電纜已經(jīng)敷設到位后進行。

納入既有聯(lián)鎖前外轉(zhuǎn)轍設備安裝到位并調(diào)試好，并在既有信號機械室安裝過渡組合。

如果新聯(lián)鎖設備和既有聯(lián)鎖設備不在同一信號機械室，需要在新信號機械室分線盤和既有信號機械室分線盤之間敷設過渡電纜，如果在同一機械室，在兩分線盤之間敷設過渡纜線即可。

新插鋪的道岔由于不需要轉(zhuǎn)動，只需把新插鋪的道岔表示納入同一軌道區(qū)段的相鄰的道岔表示電路中。如果是微機聯(lián)鎖設備，也可以把插鋪的道岔表示繼電器接點串入相應道岔的表示采集電路中，示意圖如下：

2.3用新插鋪道岔代替既有需拆除道岔信號過渡方案

在站場改造過程中，由于運輸需要，需要用新插鋪的道岔替換拆除的道岔。為了減少對既有聯(lián)鎖的修改，如果新插鋪的道岔與既有需拆除的道岔相對位置相同，邏輯位置沒有變化，可以用新插鋪的道岔代替拆除的道岔，滿足鐵路運輸需要。

在插鋪新道岔前，需要對相應的信號機和軌道電路設備進行遷移，確保符合既有聯(lián)鎖條件。在對既有軌道電路及信號機進行遷移前，要進行詳細的現(xiàn)場定測和圖紙核對，確保不能影響其他信號設備或是由于設備位置的變化影響聯(lián)鎖關(guān)系。特別是樞紐內(nèi)，站（場）距離很近，列車信號機的移動可能引起兩架相鄰同向列車主體信號機之間的距離變化，如果由大于800米變?yōu)樾∮?00米，或由大于400米變?yōu)樾∮?00米，都會造成聯(lián)鎖變化，并且牽涉面很大，需要謹慎考慮。

用新插鋪道岔替換既有需拆除道岔，可以分為兩種情況：

一種是轉(zhuǎn)轍設備類型沒有變化，可以利用既有電路或?qū)﹄娐愤M行部分修改進行控制；

另一種是轉(zhuǎn)轍機型號發(fā)生變化，既有為非提速道岔，更換后為提速道岔，如果既有信號機械室沒有提速電源屏，需要增加提速電源屏，具體步驟如下：

第一步：把室外提速道岔的轉(zhuǎn)轍機控制電纜按設計敷設到新信號樓，在新信號機械室和既有信號機械室分線盤之間敷設聯(lián)系電纜。

第二步：在既有機械室內(nèi)設置臨時提速電源屏和提速道岔組合架，用于在過渡期間控制提速道岔轉(zhuǎn)轍機。當臨時電源屏和提速道岔組合安裝到位后，進行的配線、導通及調(diào)試。

第三步：對預鋪好的提速道岔進行轉(zhuǎn)轍機安裝，并調(diào)試好。

第四步：要點更換道岔。由于既有聯(lián)鎖條件沒有變化，直接納入既有聯(lián)鎖，并用臨時設立的提速電源屏和提速道岔組合進行控制。

2.4特殊站場改造信號過渡方案

在站場改造過程中，經(jīng)常會遇到需要把既有站場拆除后進行路基填方等改造，需要的時間很長，新設計線路不能及時施工到位投入使用，但是為了減少對運輸?shù)挠绊?，需要通過過渡線路行車保證運輸，這就涉及到發(fā)車口或接車口的變化，這就需要進行過渡設計，編制過渡聯(lián)鎖軟件，室外根據(jù)過渡設計進行施工。

在站場改造比較大的施工時，由于工務一次封鎖點內(nèi)施工能力及工作面的限制，只能開通正線及部分側(cè)線，暫時停用其他室外設備，首次開通的道岔及股道數(shù)量應滿足行車運輸?shù)幕疽?，但是信號?lián)鎖室內(nèi)設備需要按正式全部開通，室外不能就位的信號設備緊跟工務施工進度及時就位，施工完一處，試驗開通一處納鎖，逐步完成站場施工，直至啟用全站信號設備。

三、工程應用