电子系统设计方法及步骤-1.ppt

电子系统设计应具备的条件 具备足够的基础知识储备 掌握基本的电子系统设计方法和步骤 必不可少的软件工具的掌握 (1) Protel软件 (2) Multisim软件(EWB软件) 具备搜集资料的网络或其他条件 必备的电路调试工具 电子系统设计步骤 明确系统的设计任务要求 方案选择 单元电路的设计、参数计算和器件选择 EDA工具进行电路图绘制、仿真及PCB设计 电子电路的加工及调试 编写设计文档与总结报告 电子系统设计方法及步骤 需求分析 任务书分析、确定软件硬件的分工 方案设计 系统功能模块划分 方案实施 原理图、PCB版图、软件设计与仿真 原理样机 验证原理用的第一个设备 产品初样 经过改进的原理样机，为最终生产提供样机 最终产品 可以批量生产的设备 Top-Down、Bottom-Up设计方法 自顶向下法：首先确定大框架结构，再确定模块结构，最后是详细的子电路结构 特点：可靠性高，便于标准化管理，信息传输关系层次清楚 自底向上法：首先给出各个模块的详细结构，然后再利用各个模块构建整个系统 特点：适合于小规模系统设计 典型的电子系统结构 射频通信系统结构 机器人系统 GSM通信系统 MP3系统结构 DVD系统 PC机系统 子系统基本类型 复杂电子系统结构层次: 5种子系统基本类型: 1.模拟子系统 2.数字子系统 3.模拟,数混合子系统 4.微处理器子系统 5.DSP子系统 数字系统设计 此处指包括微处理器的数字系统 设计流程 需求分析：对需要完成的功能、任务进行技术分析，确定实现方案 微处理器选型：根据需要完成的功能来选择微处理器 数字逻辑功能模块划分 数字逻辑设计与仿真 芯片下载及实际测试 微处理器简介 微处理器-也称单片机。它是一种具有数据运算模块，可以根据事先设定的程序指令，并按照一定的时钟周期顺序执行的特殊功能IC 是所有智能系统中的核心单元 根据总线宽度：8、16、32、64位 定点/浮点：是否能运行带有小数的数学运算 指令格式：汇编、C程序（是由ANSIC C演变的一种，大部分是兼容的，多了一些寄存器设置及特殊函数） 微处理器常用术语 寄存器：用于存放配置数据的一种触发器 操作指令：用于实现某种功能的指令 逻辑运算、搬移指令、移位运算、算术运算、跳转、位操作 时钟周期：微处理器的基本时钟周期 指令周期：执行一条指令所耗费的时钟周期 定时器：MCU内置的一种可配置的倒计时计数器，用于实现定时操作等 中断：在正常运行过程当中，可以实时监测某些信息的变化，并保存当前的指令状态，跳转至服务程序，去执行相关的操作，然后再返回现场接着执行当前指令 休眠：指MCU关闭当前的某些模块，停止执行指令，仅让必要的唤醒单元处于值守状态。休眠状态通常不改变RAM内容和大部分的寄存器内容。 复位：所有的MCU均需要执行上电复位操作才能进入正常的工作状态 高电平复位、低电平复位，复位信号保持一段时间系统才能彻底复位，例如100ms。 外部复位：简单的RC复位、专用的电源管理兼复位IC 软件复位：所谓的热启动。通过软件设置来实现系统复位，软件复位可以保留某些信息 常见的微处理器 8051： Intel公司产品。8位MCU，128/256字节的RAM，12T的指令周期，采用外部程序存储器 改进型8051单片机：缩短指令周期：1T、6T等，改用内置FLASH存储器，增大RAM容量，增加ADC等特殊功能模块，降低功耗 AVR单片机：Atmel公司产品，属于RISC指令型，有8位、16位、32位等产品，可以使用C语言开发 PIC单片机：美国Microchip公司产品，支持C语言开发 是51之外最流行的一种单片机 具有动态功耗控制功能 编程简单 MSP430单片机：美国TI公司产品，超低功耗，休眠状态：0.1uA@1.8V，支持C语言开发 ARM：来自英国ARM公司。它是一种基于IP授权模式的MCU，具有很高的性价比，采用特殊的指令格式及多级流水线指令操作，既可以独立使用，也可以方便的嵌入各种FPGA中。ARM是目前高端MCU的主流，在各类常见的数字系统中获得了广泛的应用。某些高端的ARM器件可以使用SDRAM或DDR RAM等，可以运行linux等操作系统。 硬件乘法器 PLL时钟调节 内存管理 微处理器在各种系统中的应用 微处理器系统开发 基本设备 软件编译器/IDE：将文本格式的软件代码翻译成二进制机器代码（HEX/BIN格式等），主要的编程语言-汇编/C语言； 仿真器：用于对编写的程序代码进行模拟运行或者用于查看MCU中的寄存器内容、代码中的临时数据等等，是对代码进行性能评估和查错的主要手段； 编程器：将编译后的二进制代码文件写入EPROM/FLASH等程序存储器中，