電子系統(tǒng)設計

1、電子系統(tǒng)主要是由多個電子元器件或功能模塊組成，能實現(xiàn)較復雜的應用功能的客觀實體。一般來說，一 個復雜的電子系統(tǒng)可以分解成若干個子系統(tǒng)，其中每個子系統(tǒng)又由若干個功能模塊組成，而功能模塊由若 干單元電路或電子元器件組成。電子測量系統(tǒng) 主要由：模擬子系統(tǒng)（傳感器、信號處理、系統(tǒng)電源及監(jiān)控、驅(qū)動）、數(shù)字子系統(tǒng)（存儲器、譯碼控制、人機接口、通信接口）、數(shù)模合子系統(tǒng)（ADG DAC和MCU/ARM/DA子系統(tǒng)。電子系統(tǒng)設計三種方法：自頂向下發(fā)、自底向上發(fā)和組合法電子系統(tǒng)設計原則：1、兼顧技術的先進性和成熟性2、安全性、可靠性和容錯性 3、實用性和經(jīng)濟性 4開放性和可擴張性5易維護性個人收集整理勿做商業(yè)用途

2、電子系統(tǒng)設計步驟：1調(diào)查研究2方案選擇與可行性論證 3單元電路設計、參數(shù)選擇和元器件選擇4組裝與調(diào)試5編寫設計文件與總結(jié)報告?zhèn)€人收集整理勿做商業(yè)用途電子元器件遵循三條原則：1元器件的技術參數(shù)必須完全滿足系統(tǒng)的要求，并留有合理的余地2最高性能/價格比3滿足系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求個人收集整理勿做商業(yè)用途標稱阻值1/4W以上的金屬膜電阻采用直接標注法。1/4W及1/4W以下的金屬膜電阻采用四色或五色環(huán)標注個人收集整理勿做商業(yè)用途允許誤差：允許誤差=標減實/標X100%市場上金屬膜電阻中最常見的為土 5%在土 1%內(nèi)屬精密電阻范疇 個 人收集整理勿做商業(yè)用途額定功率：額定功率與電阻的體積直接相關，即體積越大，

3、額定功率越高最高工作電壓：電壓與氣壓有關，氣壓越低，最高工作電壓也越低（溫度系數(shù)、噪聲 皆技術參數(shù)）電阻分類：1碳膜電阻，其高頻特性與阻值穩(wěn)定性較好2金屬膜電阻，其阻值范圍寬，最高工作溫度可達155C，常用語要求較高的電子系統(tǒng)中3線繞電阻和電位器，耐高溫，噪聲較小，精度高，常用于制作精密電阻或功率要求較高的低頻或電源電路中，不宜用于較高頻率的電路個人收集整理勿做商業(yè)用途壓敏電阻的響應速度較高，可廣泛用于過壓保護； 力敏電阻是一種阻值隨壓力變化而變化的電阻 電感器能將電能轉(zhuǎn)換為磁能并加以存儲的性能硅整流二極管 除主要用于電源電路作整流元件外，還可以做限幅、鉗位、保護、隔離等多種靈活應用高速開關管

4、常用作檢波和高速開關常用硅整流橋分為單相半橋、單相全橋和三組全橋幾種。單相全橋在小功率整流電流中應用廣范，而三相全橋則在電力整流器、逆變器等大功率設備中使用個人收集整理勿做商業(yè)用途肖特基二極管主要用于開關穩(wěn)壓電流作整流和逆變器中做續(xù)流二極管電子系統(tǒng)的“地”三類：工作地、安全地、屏蔽地繼電器是在自動控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，它實際上是一種可以用低電壓、小電流來控制 高電壓、大電流的自動開關 個人收集整理 勿做商業(yè)用途功率驅(qū)動設計：總的設計原則是數(shù)字器件的輸岀特性必須與所驅(qū)動的負載相匹配 LED數(shù)碼管：按顏色可分為紅、橙、黃、綠、藍、白及變色（雙色）等按封裝形式可分為單、雙、叁、肆及伍

5、等 按驅(qū)動方式可分為靜態(tài)與動態(tài)驅(qū)動兩種輸入串聯(lián)拓撲 將使電路的輸入電阻提高；輸入并聯(lián)拓撲 將導致電路的輸入電阻降低；輸岀并聯(lián)拓撲 或稱為電壓反饋使輸岀電壓穩(wěn)定，使輸岀電阻降低；輸岀串聯(lián)拓撲 或稱為電流負反饋可使輸岀電流穩(wěn)定、輸岀電阻增大個人收集整理勿做商業(yè)用途濾波器是一種頻域變換電路。它能讓指定頻段的信號順利通過。按照其頻域特性可分為低通、高通、帶通、 帶阻和全通五種個人收集整理勿做商業(yè)用途HPF用于有效信號頻率較高，而又必須消除低頻，甚至直流信號的影響的場合LPF低通濾波器主要用于是低頻或直流信號通過BPF主要用于遴選岀有用頻段的信號BEF主要用于摒除某指定頻段的信號。BEF也稱為焰波濾波器

6、電源電路設計：當前的電源可分為線性電源和開關電源兩大類電子系統(tǒng)的直流供電壓在兩種情況下必須保持穩(wěn)定，一是供電電壓變化，二是負載變化實際運算放大器對應用電路的影響 表現(xiàn)在：Ao影響運算精度；Vo影響輸出的零點漂移；Iib影響輸入電阻； 帶寬BW影響高頻特性；CMRf影響信噪比個人收集整理勿做商業(yè)用途數(shù)字電路系統(tǒng)主要由信息處理電路和控制電路兩部分組成。信息處理電路主要完成對輸入信息的采集、調(diào)理、傳輸和處理等工作，從而輸出其他電路所需的輸出信息；控制電路主要完成協(xié)調(diào)和管理各信息處理單 元電路的工作，根據(jù)不同的狀態(tài)信號和外部控制信號發(fā)出相應的控制信號，使各部分電路協(xié)調(diào)一致地完成 系統(tǒng)規(guī)定的任務。個人收

7、集整理勿做商業(yè)用途數(shù)字電路系統(tǒng)的設計步驟:1分析設計要求，明確系統(tǒng)功能和性能指標。2確定系統(tǒng)總體方案。3設計各子系統(tǒng)或單元電路。4組成系統(tǒng)，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和優(yōu)化 5系統(tǒng)功能和性能測試 6撰寫設計文件 個人收集整理 勿做商 業(yè)用途數(shù)字電路系統(tǒng)的設計方法：有試湊法和自上而下法。試湊法：基本思想是：把系統(tǒng)的總體方案分成若干個相對獨立的功能部件，然后用組合邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法分別設計并構(gòu)成這些功能部件，或者直接選擇合適的 SSI、MSI、LSI器件實現(xiàn)上述功能，最后把這些已經(jīng)確定的部件按要求拼接組合起來，便構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)個人收集整理勿做商業(yè)用途鎖相環(huán)：能夠?qū)崿F(xiàn)兩個電信號相位同步的自動控制閉環(huán)

8、系統(tǒng)統(tǒng)稱為鎖相環(huán)，建成PPL。鎖相環(huán)是一種以消除頻率誤差為目的的閉環(huán)反饋控制電路，其基本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差，它廣泛應用與廣播 通信、頻率合成、自動控制及時鐘同步等技術領域。個人收集整理勿做商業(yè)用途鎖相環(huán)電路由鑒相器、（PD,也稱相位比較器）、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO三部分組成ADC和 DAC是連接數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的十分重要的接口電路DAC主要技術指標1分辨率2轉(zhuǎn)換誤差3轉(zhuǎn)換精度4轉(zhuǎn)換速度（DAC轉(zhuǎn)換速度主要由建立時間和轉(zhuǎn)換速率來 描述）個人收集整理勿做商業(yè)用途A/D轉(zhuǎn)換器是將時間連續(xù)和幅值連續(xù)的模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的N位二進制數(shù)字輸岀信號的電路。

9、A/D轉(zhuǎn)換器（ADC 一般要經(jīng)過采樣、保持、量化及編碼4個過程。個人收集整理 勿做商業(yè)用途ADC分類：按工作原理不同，ADC可以分為直接型 ADC和間接型ADC直接型ADC主要有并行比較型、串行 比較型ADC反饋比較型ADC和逐次逼近型ADC;而間接型主要有積分型 ADCE 型ADC和壓頻變換型ADC. 個人收集整理勿做商業(yè)用途ADC主要技術指標：1轉(zhuǎn)換精度（主要由分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述，其中以分辨率為決定因素）2轉(zhuǎn)換速率3量化誤差4孔徑延遲時間5抗干擾能力 個人收集整理 勿做商業(yè)用途單片機應用系統(tǒng)設計一般過程 ：1確定設計任務書，分析系統(tǒng)功能指標，擬定系統(tǒng)總體設計方案。2硬件設計、軟件設計及

10、調(diào)試。（硬件設計原則:1采用典型電路，力求標準化。 這樣可以少走彎路， 縮短開發(fā)周期。2選擇新型器件，避免因器件廠商停產(chǎn)和轉(zhuǎn)產(chǎn)帶來的不便3系統(tǒng)擴展和配置要留有余地，以備將來更新?lián)Q代4盡可能以阮帶硬，提高可靠性和方便修改）3系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，性能測試 4編制設計文件 個人收集整理 勿做商業(yè)用途I2C總線接口設計：I2C是一種用于IC器件之間連接的二線制總線，即通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。個人收集整理 勿做商業(yè)用途在主從通信中，可以有多個 I2C總線器件同時接到I2C總線上，通過地址來識別通信對象。它是同步通信 的一種特殊形式，具有接口線少、控制方式簡化、器件封裝形式小、通信速率較高等優(yōu)點。個人收集整理 勿做商業(yè)用途SPI總線接口設計：SPI是一個同步串行外設接口，用于 CPU與各種外圍器件進行全雙工、同步串行通信。SPI可