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系统设计讲稿.ppt
电子系统设计 一、基本要求 二、教学方法 三、电子系统概述 四、电子系统设计的一般方法与步骤 五、电子电路安装 六、电子电路调试技术 七、电子电路抗干扰 八、设计举例 一、基本要求 综合应用电子技术、计算机技术、传感器技术等课程所学的理论知识来独立完成一项切合工程实际的设计任务。 通过一项具体任务锻炼设计、安装、调试电子电路的技能。 通过总结交流,培养撰写科技报告、科技论文的能力。 二、教学方法 选题 方案选择(工具、电路结构、性价比等) 单元电路设计 安装与调试 撰写设计与总结报告 设计与总结报告的具体要求: 设计题目 设计任务(具体要求) 方案论证与选择 总体原理框图、单元电路图及其参数选择、PCB图等。 系统调试方法、步骤,技术指标的测量方法、测量结果,误差分析。 收获、体会,并提出进一步提高性能指标的方法或研究方向。 三、电子系统概述 电子系统 电子系统包括: 模拟系统、数字系统、数模混合系统。 温度控制系统 三、电子系统概述(续) 2.电子系统设计与实现 四、电子系统设计的一般方法与步骤 1.方案论证 例:“数显式交流有功电子电能表”的设计 例:“数显式交流有功电子电能表”的设计 例:“数显式交流有功电子电能表”的设计 四、电子系统设计的一般方法与步骤(续) 2. 单元电路设计 四、电子系统设计的一般方法与步骤(续) 2. 单元电路设计(续) 五、电子电路安装 按功能模块划分: 数字、模拟、大功率、小信号; 检测、处理、显示、执行等部件。 可测性问题:测试、检修维护方便。 散热问题:通风条件、散热片等。 电磁兼容问题 六、电子电路调试技术 调试方法: 先分块调试,再整体调试。 调试内容: 静态调试: 在无外加信号的条件下,测试各点的电位、高低电平,逻辑关系等。 动态调试: 调试信号幅值、相位关系、波形、频率范围、放大倍数及时序逻辑关系等。 六、电子电路调试技术 3. 调试常用仪器 ------万用表、示波器、信号发生器、仿真器、直流电源等 六、电子电路调试技术 例如:单片机系统动态调试 总线检查、输出接口检查: 给端口写55H、AAH,观察每条线上的波形。 执行循环程序检查I/O、RAM、A/D、D/A 等电路的片选(/SC)、读(/RD)、写(/WR)信号是否满足时序要求 RAM、A/D、D/A等电路功能测试 七、电子电路抗干扰 常见的干扰源: 来自电网的干扰 来自地线的干扰 来自信号通道的干扰 来自空间电磁辐射的干扰 数字电路中电源电流的波形 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (1)交流电源滤波器 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (2)许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。其中L为磁珠,也可用100Ω电阻代替。 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (3)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离。其中L为磁珠,也可用100Ω电阻代替。 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (4)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (5)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (6)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。 七、电子电路抗干扰 2.切断干扰传播路径 : (7)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。 大功率器件尽可能放在电路板边缘。 七、电子电路抗干扰 3.抑制干扰源 : 七、电子电路抗干扰 3.抑制干扰源 : 七、电子电路抗干扰 3. 抑制干扰源 : 七、电子电路抗干扰 3.抑制干扰源 : 七、电子电路抗干扰 3.提高敏感器件的抗干扰性能 七、电子电路抗干扰 3.提高敏感器件的抗干扰性能 七、电子电路抗干扰 3.提高敏感器件的抗干扰性能 八、设计举例 1.输入直流电压15V,输出直流电压在0~9.9V,可利用功能键任意设定,步进0.1V;输出电压中的纹波分量不大于20mV;最大输出电流500mA。 2.输出电压值由数码管显示。 3.扩展输出电压种类,如三角波、方波、正弦波等。 八、设计举例 八、设计举例 1.滤波器的截至频率或中心频率能在00Hz~20kHz 设置。 2.滤波器应具有低通
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