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第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 第1章 电子应用系统设计导论 第 1 次课 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 第1章 电子应用系统设计导论 vv1.1 1.1 电子应用系统的构成电子应用系统的构成 vv1.2 1.2 电子应用系统设计方法和原则电子应用系统设计方法和原则 vv1.3 1.3 电子应用系统设计步骤电子应用系统设计步骤 vv1.4 1.4 电子工程设计过程电子工程设计过程 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 1.1 1.1 电子应用系统的构成电子应用系统的构成 v电子应用系统主要是指由多个电子元器 件或功能模块组成，能实现较复杂的应 用功能的客观实体。 v如自动控制系统、电子测量系统、计算 机系统、通信系统等。 v一般来说，一个复杂的电子系统可以分 解成若干个子系统，其中每个子系统又 由若干个功能模块组成，而功能模块由 若干电子元器件组成。如图1.1.1所示。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 系统：两个以上各不相同且互相联系互相制 约的单元模块完成特定功能的综合体。单元 指元器件、模块或子系统。 电子系统：产生.传输或处理电信号及信息的 电路实体。如：电子测量系统，显示系统， 微机控制系统，通信系统 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 图1.1.1 电子系统构成示意图 系统 子系统1子系统2子系统n 功能 模块 n 功能 模块 2 功能 模块 1 单 元 电 路 1 单 元 电 路 2 单 元 电 路 n 单 元 电 路 1 单 元 电 路 2 单 元 电 路 n 功能 模块 n 功能 模块 2 功能 模块 1 功能 模块 n 功能 模块 2 功能 模块 1 单 元 电 路 1 单 元 电 路 2 单 元 电 路 n 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 图1.1.2 以MCU/ARM/DSP为核心的电子测量 系统组成示意图 v图1.1.2为以MCU/ARM/DSP为核心的电子 测量系统的组成示意图。 从该示意图可知，该电子系统主要由以下分 系统组成： 模拟子系统；数字子系统；数模混合子系统； MCU/ARM/DSP子系统。 其中这些子系统又由各个功能模块构成。 如数模混合子系统由信号调理与驱动模块、输入 输出接口模块、通讯接口模块、系统译码与控制 模块、电源模块等组成。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 电子测量系统组成示意图 MCU/ARM /DSP 系统电源 及监控 DAC存储器 信号处理 驱动 传感器 通信接口人机接口 译码控制ADC 图1.1.2 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 复杂系统结构的电子产品已经大众化 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 GSM移动电话组成方框图 本节结束 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 1.2 1.2 电子应用系统设计方法和原则电子应用系统设计方法和原则 v1.2.1 电子应用系统设计的一般 方法 基于系统的功能与结构上的层次性， 电子系统设计一般有以下三种方法： 自顶向下法（Top to Down）； 自底向上法（Bottom to Up）； 组合法（TD 确定系统实现的硬、软件子系统划分,分别画 出硬件与软件子系统的方框图。 (2) 硬件、软件设计与调试 按模块进行硬件设计,力求标准化、模块化,要 有高的可靠性和抗干扰能力; 以微机(单片机)为核心的电子系统 的设计步骤举例 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 按模块进行软件设计,力求结构化、模块化,要 有高的可靠性和抗干扰能力; 选择合适的单片机开发系统和测试仪器,进行 硬、软件的调试。 (3) 系统总调、性能测定 将调试好的硬、软件装配到系统样机中去,进行 整机总体联调。排除硬、软件故障后,进行系统的 性能指标测试。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 简单介绍 1.4 电子工程设计过程 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 一. 需求分析 1. 确定设计任务 任务来源：社会需求 甲方委托 立项理由：社会需求且尚未开发的产品。 已有产品提高性能、降低成本 ，提高市场竞争力。 降低生产成本，降低材料、能 源消耗，提高产品质量和生产效率 的生产技术改造。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 2. 确定功能与指标 满足实际需求 - 避免多余功能、过高指标、过 长寿命。 必要的功能扩展 - 生存期内可以发挥作用或能 够延长生存期。 必要的指标裕量 - 应该在正常范围之内。 3. 拟定设计任务书 用规范的技术文字对包括功能、指标在内的设 计任务和要求进行描述。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 二. 方案设计（自顶向下） 1. 整体技术路线的论证 可以满足设计要求 特点及其与其它同类技术对比具有的优点 关键技术前期开发说明 技术难点说明 2. 技术手段选择 成熟技术 有应用实例可供借鉴 设计成本可以接受 落后的不采纳 不成熟的不采纳 没有必要的不采纳 自行开发必要的技术 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 三. 细节设计 1. 电路设计（自下而上） 选用经典电路 来源： 杂志、技术书籍 - 介绍过的应用实例 个人技术文档 - 用过的电路 器件应用手册 - 专门介绍的电路 进一步处理：修改、增补、删减、创新 选择核心器件或组件自行设计 依据： 数据手册（Data Sheet） 应用笔记（Application Note） 第三方应用实例 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 2. 关键或疑难电路的试验 电路功能试验 电路参数试验 3. 整体电路的综合考虑 实际功能难以把握需要进一步确认的电路 实际应用中对参数影响因素较多的电路 各电路模块之间的衔接 插接方式 接口参数 各电路模块之间的共享和复用 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 4. 程序设计 程序完成的工作 硬件工作替代 数据采集、处理、储存、管理、传送 过程控制或管理 等等 程序设计任务 总体结构规划 - 分为相对独立、互相联系 的若干功能模块 各功能模块具体任务规划 各功能模块任务实现方法设计 系统资源分配设计 容错设计 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 5. 其他设计考虑 经济 - 最小投入获得最大产出 安全 人性化 环保 测试 稳定性及可靠性 结构 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 四. 实现 飞线板电路实现 - 产品处于试验阶段并且电 路相对简单 1. 焊装 2. 调试 印刷电路板实现 - 产品基本定型或电路相对 复杂 单元电路调试 - 各功能模块单独调试 系统调试 - 各功能模块联合调试 3. 检测 系统功能、指标的全面、详细检测 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 小结 v本章主要内容包括电子应用系统构成， 电子应用系统设计方法及原则以及电子 应用系统设计步骤。 1. 一般来说，一个复杂的电子系统可以 分解成若干个子系统，其中每个子系统又 由若干个功能模块组成，而功能模块由若 干电子元器件组成。 第1章 电子应用系统设计导论电路与系统教研室09年春 小结 2. 电子系统设计是系统工程设计，一般 是比较复杂的，必须采用有效的方法去管 理才能使设计工作顺利