電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和原則

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1、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和原則電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，一般是比較復(fù)雜的，必須采取有效的方法去管理才能使設(shè)計(jì)工程順利并取得成功。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)從功能與結(jié)構(gòu)層次上考慮，設(shè)計(jì)可分為三種方法：1.自頂向下(ToptoDown)自頂向下的設(shè)計(jì)方法，首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始，根據(jù)系統(tǒng)所描述的該系統(tǒng)應(yīng)具備的各項(xiàng)功能，將系統(tǒng)劃分為單一功能的子系統(tǒng)，再根據(jù)子系統(tǒng)任務(wù)劃分各部件，完成部件設(shè)計(jì)后，才是元器件級設(shè)計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：避開具體細(xì)節(jié)，有利于抓住主要矛盾，適用于大型、復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.自底向上根據(jù)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)功能的要求，從現(xiàn)有的元器件或模塊中選出合適的元件，設(shè)計(jì)各部件，一級一級向上設(shè)計(jì)，最后完成整個(gè)系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：可以繼承經(jīng)過

2、驗(yàn)證、成熟的部件和子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用，提高設(shè)計(jì)效率，多用于小系統(tǒng)或系統(tǒng)的組合、測試。3.組合法組合法綜合了以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。自頂向下的設(shè)計(jì)方法是目前較為流行的設(shè)計(jì)方法，下面將詳細(xì)介紹目前最流行的自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。一．總體方案的設(shè)計(jì)與選擇總體方案的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開發(fā)的第二個(gè)階段，第一階段是系統(tǒng)需求分析，選擇總體方案是在系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、指標(biāo)要求，分析系統(tǒng)應(yīng)完成的功能，并將系統(tǒng)按功能分解成若干子系統(tǒng)，硬件設(shè)備的配置、分清主次和相互關(guān)系，形成實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的總體方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般需要多個(gè)方案進(jìn)行比較，每個(gè)方案用方框圖的形式表示出來(關(guān)鍵的功能模塊的作用一定要表達(dá)清楚，還要表示出它

3、們各自的作用和相互之間的關(guān)系，注明信息走向等)，然后通過實(shí)際的調(diào)查研究，查閱有關(guān)的資料和集體討論等方式，著重從方案能否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，結(jié)構(gòu)是否簡單，實(shí)現(xiàn)是否經(jīng)濟(jì)可行等方面，對幾個(gè)方案進(jìn)行以上方面的比較和論證，擇優(yōu)選取。ò對不同的方案應(yīng)深入分析比較。對關(guān)鍵部分還要提出各種具體電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析比較，從而找出最優(yōu)方案。ò還需考慮方案的可行性、性能、可靠性、成本功耗等實(shí)際問題。二．單元電路的設(shè)計(jì)與選擇在確定了總體方案后，給出子系統(tǒng)中各部件的詳細(xì)功能框圖，便可以進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)，任何復(fù)雜的電路都是有若干具有簡單功能的單元電路組成的，這些單元電路的性能指標(biāo)往往比較單一。在明確每個(gè)單元電路的性

4、能技術(shù)指標(biāo)后，要分析清楚單元電路的工作原理，設(shè)計(jì)出各單元的電路結(jié)構(gòu)形式。盡量采用學(xué)過的或熟悉的單元電路，也要善于通過查閱資料，分析研究一些新型電路，開發(fā)利用新型器件。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定對各單元電路的設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)化之類的接口電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)，降低成本。各單元電路之間要注意外在條件、元器件使用、連接關(guān)系等方面的配合，盡可能減少元器件的數(shù)量、類型、電平轉(zhuǎn)化和接口電路，以保證電路最簡單，工作最可靠，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。各單元電路擬定后，應(yīng)全面地檢查一次，看每個(gè)單元各自的功能是否能實(shí)現(xiàn)，

5、信息是否暢通，總體功能是否滿足要求，如果存在問題，必須及時(shí)做出局部調(diào)整。三．元器件的選擇對元器件的選擇優(yōu)先選用集成電路，減少電子設(shè)備的成本和體積，提高可靠性，使安裝調(diào)試和維修變得比較簡單、并可簡化設(shè)計(jì)。1)集成電路的選擇選用方法是“現(xiàn)粗后細(xì)”，先根據(jù)主體方案應(yīng)選用什么功能的集成電路，再進(jìn)一步考慮其具體性能，然后在根據(jù)價(jià)格等因素選用型號。選擇的集成電路不僅要在功能和性能上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，而且要滿足功耗、電壓、溫度、價(jià)格等多方面的要求。2)阻容元件的選擇對不同電路，阻容性能要求不同，根據(jù)電路的要求選擇參數(shù)合適的阻容元件，要注意功耗、容量、頻率、耐壓范圍等方面的要求。3)分立元器件的選擇分立元器件包

6、括二極管、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管四．元器件的參數(shù)計(jì)算單元電路的結(jié)構(gòu)、形式確定以后，需要對影響技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)的元器件進(jìn)行計(jì)算。這種計(jì)算有的要根據(jù)電路理論公式進(jìn)行，有的按照工程估算方法進(jìn)行，有的可用典型電路參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。選用的元器件參數(shù)最終都必須采用標(biāo)稱值。參數(shù)計(jì)算應(yīng)注意如下問題：①各元器件的工作電流、工作電壓、頻率和功率應(yīng)用在允許范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以保證電路在規(guī)定的條件下正常工作，達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。②對于環(huán)境溫度，其它干擾等工作條件，計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)按最壞的情況考慮。③保證電路性能的前提下，盡可能設(shè)計(jì)降低成本，減少元器件的品種、功耗和體積，并為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。電子應(yīng)用系統(tǒng)綜合

7、設(shè)計(jì)的一般原則任何一項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都要遵循一定的原則或標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。各種應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不同，但都要遵循一定的原則：(1)兼顧技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性電子技術(shù)發(fā)展日新月異，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流，使系統(tǒng)保持長時(shí)間的先進(jìn)性和適用性。同時(shí)也要兼顧技術(shù)上的成熟性，以縮短開發(fā)時(shí)間和上市時(shí)間。(2)安全性、可靠性和容錯(cuò)性安全在任何產(chǎn)品中都是第一位的，在電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中也是必須首先考慮的，采用成熟技術(shù)，元器件和部件，可以