电子系统集成

系系统统 是由两个以上各不相同且相互联系 互相制约的单元组成的 在给定环境下能够完成 一定功能的综合体 电电子系子系统统 将由电子元器件或部件组成的 能够产生 传输或处理电信号及信息的客观实体称为电子系统 通常可以完成一个特定功能的完整的 电子装 置都可称为电子系统 电电子系子系统设计统设计方法方法 自顶向下 自底向上 电电子子设计设计的一般步的一般步骤骤 1 行为描述与设计 描述系统的各项功能 各个单元的输入输出关 系 各种技术指标2 结构描述与设计 描述各单元之间的互连关系或协议 3 物理描述与设计 实现结构的具体形式 技术 工艺 电电子系子系统设计统设计三要素三要素 人才 工具 库 模模拟电拟电路路设计设计的原的原则则和步和步骤骤 1 分析技术指标的可行性 2 确定指标中的关键指标和设计难点 3 分析各个指标间的相互关系 4 选择合适的器件5 在设计时留有适当的余量 降额设计 6 反复凑试 反复核算 反复修改 仿真验证 7 反复实验 反复调整 注意1 充分认识模拟电路分析与模拟电路设计的区别 2 注重电路的作用 特点等物理特性方面的学 习 3 充分了解模拟电路的工程性 4 注意积累模拟电路设计的经验 反向反向锯齿锯齿波程序清波程序清单单 MOV DPRT 0DFFFH DA1 MOV R6 80H DA2 MOV A R6 MOVX DPTR A DJNZ R6 DA2 AJMP DA1 正向正向锯齿锯齿波程序清波程序清单单 MOV DPRT 0DFFFH DA1 MOV R6 80H DA2 MOV A R6 MOVX DPTR A INC R6 CJNE R6 0FFH DA2 AJMP DA1 双向双向锯齿锯齿波程序清波程序清单单 MOV DPRT 0DFFFH MOV R6 00H DA1 MOV A R6 MOVX DPTR A INC R6 AJMP DA1 单单路正弦波路正弦波电压输电压输出出 MOV R5 00H SIN MOV A R5 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV DPTR 0DFFFH MOVX DPTR A INC R5 AJMP SIN TAB DB 80 程序清程序清单单如下 如下 MOV R5 00H MOV R1 40H SIN MOV A R5 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV DPTR 0DFFFH MOVX DPTR A INC R5 MOV A R1 MOV DPTR TAB MOV A A DPTR MOV DPTR 0BFFFH MOVX DPTR A INC R1 AJMP SIN 干干扰扰源及其源及其对对系系统统的耦合方式 的耦合方式 1 近场电磁感应干扰 2 近场电磁辐射干扰 3 供电线路馈入的干扰 4 数字集成电路内部尖峰电流的干扰 5 信号在场传输线上因阻抗不匹配引起反 射而造成的干扰 6 公共供电所引起的干扰 干干扰扰源基本要素源基本要素 干扰源 传播途径 敏感器件 抗干抗干扰扰措施措施 1 开关去抖 2 利用LC低通滤波器抑制电源窜入干扰 3 电磁屏蔽 4 改善直流电源质量 5 妥善地处理好接地 6 抑制器件的尖峰电流 7 尽量采用CMOS器件 8 采用新型低功耗元器件 C8051特点特点 1 高速 流水线结构的8051 兼容的CIP 51 内核 可达25MIPS 2 全速 非侵入式的在系统调试接口 片内 3 真正12 位 C8051F020 1 或10 位 C8051F022 3 100 ksps 的8 通道ADC 带PGA和模拟多路开关4 真正8 位500 ksps 的ADC 带PGA 和8 通道模拟多路开关5 两个12 位DAC 具有可编程数据更新方式6 64K 字节可在系统编程的FLASH 存储器7 4352 4096 256 字节的片内RAM8 可寻址64K 字节地址空间的外部数据存储器接口9 硬件实现的SPI SMBus I2C 和两个UART 串行接口10 5个通用的16 位定时器11 具有5 个捕捉 比较模块的可编程计数器 定时器阵列12 片内看门狗定时器 VDD监视器和温度传 感器 内核内核 CIP 51内核与MCS 51内核指令完全兼容 MUC有多达有多达7个复位源个复位源 一个片内VDD监视器 一个看门狗定时器 一个时钟丢失检测器 一 个由比较器0提供的电压检测器 一个软件强制复位 CNVSTR引脚 RST引脚 可编程数字I O C8051F020系列除了具有标准8051的端口外 还有4个附加的端口 因此共有 64个通用端口I O 每 个端口I O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出 数字交叉开关 通过设置交叉开关控制寄存器将片内的计数器 定时器 串行总线 硬件中断 ADC转换启动输 入 比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号 配置为出现在端口I O引脚 DAC输输出更新出更新 1 根据软件命令更新输出写DAC0L无影响 写DAC0H时输出变化 2 基于 定时器溢出的输出更新 使用在产生固定频率的波形 电电子系子系统设计统设计中的工程中的工程问题问题 抗干扰 电磁兼容 热特 性 可靠性等 电电磁兼容磁兼容 EMC 问题问题 电子设备的周围充满了电磁干扰信号 而其本身对其他设备而言是 一个干扰信号源 提高设备的抗干扰能力 同时降低电子设备本身对周围电磁环境的污染 EMC的定的定义义 在同一电磁环境中 设备能够不因为其它设备的干扰影响 正常工作 同时也 不对其它设备产生影响工作的干扰 电电磁兼容磁兼容设计设计就是针对电子产品中产生的电磁干扰 进行优化设计 使之能成为符合各国或地区电磁兼容性 标准的产品 电电磁干磁干扰扰三要素三要素 1 干扰源 能量源 2 被干扰对象 接收器 3 耦合路径 解决解决电电磁干磁干扰扰的方法的方法 屏蔽 接地 滤波 电电磁干磁干扰扰的的传传播途径播途径 1 电场传播 电容耦合2 磁场传播3 辐射电磁场传播4 导线传播 介质传播 5 信号输出电路的串扰 干干扰扰的主要形式的主要形式 1 空间干扰2 过程通道干扰3 供电系统干扰 降降额额使用使用 元器件工作在低于元件额定参数 功率 电压 电流 的条件下 以提高使用寿命对 某些用优质材料工艺制成的元器件可不必降额使用使成本 体积下降 可靠性可靠性设计设计是以概率论 数理统计为基 础 综合应用电子学 可靠性物理学 机械工 程学 系统工程学等多方面知识的一种综合性设计 浴浴盘盘曲曲线线 早期失效期 早期失效期 由于先天不良而导致的失效 如设计 制造 贮存等形成的缺陷 偶然失效期偶然失效期 失效主要由非预期的过载