产品设计过程---硬件开发电子教案
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电子硬件部分课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握电子硬件的基本概念,包括电路元件、电路图和电子元件的功能。
2. 学生能够识别并描述常见电子元件的特性及其在电路中的应用。
3. 学生能够解释并分析简单电子电路的工作原理。
技能目标:1. 学生能够正确使用电子元件和工具,进行基础的电路搭建和测试。
2. 学生能够读懂简单的电路图,并按照电路图搭建相应的电路。
3. 学生能够运用所学知识,解决基本的电子硬件故障问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子硬件的兴趣和好奇心,激发他们探索电子世界的热情。
2. 培养学生的团队合作意识和解决问题的能力,使他们能够在小组合作中有效沟通和协作。
3. 培养学生的安全意识,让他们明白在使用电子硬件时要注意安全操作,养成良好的实验习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子硬件入门课程,旨在让学生了解电子硬件的基本知识和应用。
考虑到学生年级的特点,课程内容将结合直观实验和实际操作,以提高学生的动手能力和实践能力。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索和思考,将理论知识与实际应用紧密结合。
二、教学内容1. 电子元件的认识:- 元件分类:导体、绝缘体、半导体。
- 常见元件:电阻、电容、电感、二极管、三极管等。
- 元件特性:阻值、容值、感值、正向电压等。
2. 电路图的理解:- 电路图符号:电源、开关、用电器、连接线等。
- 简单电路图的识别与绘制。
- 电路图的阅读与理解。
3. 简单电子电路搭建:- 串联电路与并联电路的搭建。
- 数字电路与模拟电路的搭建。
- 电路测试与故障排查。
4. 电子硬件的应用:- 电子元件在日常生活和科技产品中的应用。
- 电子电路在自动控制、通信等领域的应用。
- 电子硬件的创新与发展。
教学内容安排与进度:第一课时:电子元件的认识及分类。
第二课时:电路图符号的理解与绘制。
第三课时:简单电子电路的搭建与测试。
第四课时:电子硬件的应用与创新发展。
《电子产品设计与制作实训》教案第一章:电子产品设计与制作概述1.1 教学目标让学生了解电子产品设计与制作的基本概念、流程和原则。
培养学生对电子产品设计的兴趣和热情。
1.2 教学内容电子产品设计的定义与目的电子产品设计的基本流程电子产品设计的原则与注意事项1.3 教学方法讲授法:讲解电子产品设计的基本概念、流程和原则。
互动法:引导学生讨论电子产品设计中的注意事项。
1.4 教学资源教材:电子产品设计与制作实训教材。
课件:电子产品设计流程、原则与注意事项的PPT。
1.5 教学评估课堂问答:检查学生对电子产品设计基本概念的理解。
小组讨论:评估学生在讨论中的表现和思考能力。
第二章:电子元器件识别与选用2.1 教学目标让学生熟悉常用电子元器件的名称、符号、功能和特性。
培养学生正确选用电子元器件的能力。
常用电子元器件的分类与功能电子元器件的符号与识别电子元器件的选用原则与方法2.3 教学方法讲授法:讲解常用电子元器件的名称、符号、功能和特性。
实践操作法:引导学生识别和选用电子元器件。
2.4 教学资源教材:电子产品设计与制作实训教材。
课件:常用电子元器件的PPT。
实物:常用电子元器件。
2.5 教学评估课堂问答:检查学生对常用电子元器件的了解。
实践操作:评估学生在识别和选用电子元器件的能力。
第三章:电子产品电路图设计3.1 教学目标让学生掌握电子产品电路图的设计方法和技巧。
培养学生绘制电子产品电路图的能力。
3.2 教学内容电子产品电路图的类型与特点电子产品电路图的设计方法与步骤电子产品电路图的绘制技巧与注意事项讲授法:讲解电子产品电路图的类型、特点和设计方法。
实践操作法:引导学生绘制电子产品电路图。
3.4 教学资源教材:电子产品设计与制作实训教材。
课件:电子产品电路图设计方法与步骤的PPT。
工具:电路图绘制软件。
3.5 教学评估课堂问答:检查学生对电子产品电路图设计方法的理解。
实践操作:评估学生在绘制电子产品电路图的能力。
《电子产品设计与制作实训》教案第一章:电子产品设计与制作概述1.1 学习目标了解电子产品设计与制作的基本流程。
理解电子产品的分类和特点。
掌握电子元器件的识别和应用。
1.2 教学内容电子产品设计与制作的基本流程。
电子产品的分类和特点。
电子元器件的识别和应用。
1.3 教学方法讲授法:讲解电子产品设计与制作的基本流程和电子产品的分类特点。
实践法:实物展示和操作,让学生识别电子元器件并了解其应用。
1.4 教学评估课堂问答:检查学生对电子产品设计与制作基本流程的理解。
实操测试:学生识别电子元器件并进行应用。
第二章:电子产品设计与制作基础2.1 学习目标掌握电子电路的基本组成和原理。
学习电子电路图的绘制和解读。
学习电子产品设计与制作的工具和设备的使用。
2.2 教学内容电子电路的基本组成和原理。
电子电路图的绘制和解读。
电子产品设计与制作的工具和设备的使用。
2.3 教学方法讲授法:讲解电子电路的基本组成和原理,电子电路图的绘制和解读。
实践法:操作电子产品设计与制作的工具和设备,绘制简单的电子电路图。
2.4 教学评估课堂问答:检查学生对电子电路的基本组成和原理的理解。
实操测试:学生绘制简单的电子电路图并进行解读。
第三章:电子产品设计与制作实践3.1 学习目标学习电子产品设计与制作的具体步骤。
掌握电子产品制作的技巧和注意事项。
完成一个简单的电子产品设计与制作项目。
3.2 教学内容电子产品设计与制作的具体步骤。
电子产品制作的技巧和注意事项。
简单的电子产品设计与制作项目。
3.3 教学方法讲授法:讲解电子产品设计与制作的具体步骤,电子产品制作的技巧和注意事项。
实践法:学生分组进行简单的电子产品设计与制作项目,教师指导并进行评估。
3.4 教学评估项目评估:评估学生在简单电子产品设计与制作项目中的表现。
学生互评:学生之间对彼此的项目进行评价和反馈。
第四章:电子产品设计与制作进阶4.1 学习目标学习复杂电子产品设计与制作的方法和技巧。
电子产品制作课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握电子产品的基本组成、功能及工作原理。
2. 学生了解并熟悉电子元件的种类、性能及应用。
3. 学生理解电路图的绘制方法,能正确识别并分析简单电子电路。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并制作简单的电子产品。
2. 学生掌握基本的焊接技能,能完成电子元件的安装与焊接。
3. 学生具备初步的故障排查与维修能力,能够解决电子产品使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发创新精神和实践能力。
2. 学生形成严谨的科学态度,注重实践操作的安全性和规范性。
3. 学生增强环保意识,关注电子产品在生产、使用和回收过程中的环境影响。
4. 学生培养团队协作精神,学会与他人共同分析问题、解决问题。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在使学生在掌握电子技术基础知识的基础上,通过实践操作,提高动手能力,培养创新意识和团队协作能力。
课程目标具体、可衡量,有助于学生和教师明确课程预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电子产品基本组成与功能:讲解电子产品的核心元件,如电阻、电容、二极管、三极管等,及其在电路中的作用。
相关教材章节:第一章 电子元件及其特性。
2. 电路原理与电路图绘制:介绍简单电路的原理,教授电路图的绘制方法,分析常见电路类型。
相关教材章节:第二章 电路分析与设计。
3. 电子元件应用与焊接技术:讲解电子元件在实际电路中的应用,教授焊接技巧及注意事项。
相关教材章节:第三章 电子元件的应用与焊接技术。
4. 故障排查与维修:分析电子产品常见故障,教授排查方法及维修技巧。
相关教材章节:第四章 故障排查与维修。
5. 电子产品设计与制作:指导学生运用所学知识,设计并制作简单的电子产品,如电子时钟、音频放大器等。
相关教材章节:第五章 电子产品设计与制作。
6. 电子产品环保与团队协作:强调电子产品在生产、使用和回收过程中的环保意识,培养团队协作精神。
《电子产品设计与制作实训》教案一、实训目标1. 理解电子产品设计与制作的基本原理和方法。
2. 掌握电子元器件的选型、焊接、调试和测试方法。
3. 学会使用电子设计工具软件,如Protel、Altium Designer等。
4. 具备电子产品项目的策划、组织、实施和总结能力。
二、实训内容1. 电子元器件的认识与选型a. 学习常见电子元器件的原理、特性和应用b. 根据电路需求选型合适的元器件2. 电子产品电路图设计a. 学习电路图设计的基本原则和规范b. 使用设计工具软件绘制电路图3. 电子产品PCB设计a. 学习PCB设计的基本原则和布局技巧b. 使用设计工具软件绘制PCB板4. 电子产品焊接与调试a. 学习焊接工艺和焊接技巧b. 焊接组装电子产品c. 对电子产品进行调试和测试5. 电子产品项目实践a. 选择一个电子产品项目,进行策划、组织、实施和总结三、实训步骤1. 电子元器件的认识与选型a. 学习元器件知识,进行线上或线下培训b. 查阅资料,了解市场需求和趋势c. 根据项目需求选型合适的元器件2. 电子产品电路图设计a. 学习电路图设计知识,进行线上或线下培训b. 分析项目需求,设计电路图c. 使用设计工具软件绘制电路图3. 电子产品PCB设计a. 学习PCB设计知识,进行线上或线下培训b. 根据电路图设计PCB布局c. 使用设计工具软件绘制PCB板4. 电子产品焊接与调试a. 学习焊接知识,进行线上或线下培训b. 组装电子产品,进行焊接c. 对焊接的电子产品进行调试和测试5. 电子产品项目实践a. 选择项目,进行策划、组织、实施和总结四、实训评价1. 评价元器件选型的合理性2. 评价电路图设计的正确性和实用性3. 评价PCB设计的合理性和美观度4. 评价焊接质量和调试效果5. 评价项目实施过程的组织、协调和总结能力五、实训注意事项1. 遵守实验室纪律,确保安全2. 严格按照焊接工艺要求进行操作3. 爱护实验设备,避免损坏4. 注重团队合作,互相学习、交流和分享5. 按时完成实训任务,提交相关文档和成果六、实训环境与设备1. 实验室环境:安静、整洁、通风,具备必要的实验桌椅、照明和电源。
stm32硬件设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解STM32的基本结构和原理,掌握其硬件设计流程;2. 学会使用STM32的编程环境,掌握相关编程技巧;3. 了解STM32在不同应用场景下的硬件设计要点,培养解决实际问题的能力。
技能目标:1. 能够运用STM32进行简单的硬件设计和编程;2. 熟练使用STM32的开发工具,进行程序调试和优化;3. 能够分析并解决硬件设计过程中遇到的问题,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术和嵌入式系统的兴趣,激发创新精神;2. 培养学生团队合作意识,提高沟通与协作能力;3. 树立正确的价值观,认识到科技发展对国家和社会的重要性。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在让学生通过实际操作,掌握STM32硬件设计的基本知识和技能。
学生特点:学生具备一定的电子技术和编程基础,对嵌入式系统有一定了解,但实际操作能力有待提高。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调动手实践,培养学生解决实际问题的能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成STM32硬件设计与编程任务。
二、教学内容1. STM32基本原理与结构:介绍STM32的内部架构、性能特点、工作原理等,为学生奠定基础理论。
- 教材章节:第一章,嵌入式系统概述;第二章,STM32微控制器概述。
2. STM32开发环境搭建:学习如何安装和使用STM32的开发工具,包括Keil、STM32CubeMX等。
- 教材章节:第三章,STM32开发环境搭建。
3. STM32编程基础:掌握STM32的编程语言(C语言),学习基本语法、程序结构和编程技巧。
- 教材章节:第四章,C语言基础;第五章,STM32编程基础。
4. STM32硬件设计:学习STM32硬件设计流程,包括电路设计、PCB布线、元件选型等。
- 教材章节:第六章,STM32硬件设计基础;第七章,电路设计与PCB布线。
5. STM32外围设备应用:学习如何使用STM32控制各种外围设备,如LED、LCD、传感器等。
技术教案制作简易电子产品教案概述:本教案旨在引导学生利用简易电子元件制作一个基本的电子产品。
通过该教案,学生将学习并掌握电路连接原理、元件选型以及基本的电子制作技巧。
本教案适合中学技术课程的教学,也可作为课外科技制作活动的指导。
教学目标:1.了解电子元件的基本分类和属性。
2.掌握电路连接的基本原理和技巧。
3.学会选用适当的元件制作简易电子产品。
4.培养学生动手动脑的实践能力和创造力。
教学准备:1.教师准备工作:- 确定本课程适用范围和目标年级。
- 查阅相关教材和资源,深入了解电子元件和电路连接原理。
- 准备足够的简易电子元件和工具供学生使用。
2.学生准备工作:- 学生应具备一定的电子知识基础,包括电路连接、电流和电压等基本概念。
- 学生需要准备一份技术制作笔记本和相关工具。
教学步骤:第一步:导入在课堂开始前,教师可以通过展示一些现成的简易电子产品引起学生的兴趣,例如闪光灯、声光报警器等。
并与学生互动,引导他们思考和猜测这些产品的原理和工作方式。
第二步:理论讲解2.1 介绍电子元件的基本分类和属性,如电阻、电容、二极管等,并详细解释其作用和特点。
2.2 介绍电路连接的基本原理和技巧,包括串联、并联以及简单的并串联组合电路。
重点讲解电流和电压的基本概念,以及欧姆定律的应用。
2.3 通过投影或板书等方式展示相关示意图和实际电路图,引导学生理解和记忆电路连接的方法。
第三步:实践操作3.1 分组安排学生进行实践操作,每个小组由3-4名学生组成。
3.2 学生根据教师提供的材料和元件,选择适合的电子产品进行制作。
例如:闪光灯、电子游戏等。
3.3 学生根据实际需要,进行元件的焊接和连接。
教师提醒学生注意安全事项和正确使用工具。
3.4 学生在制作过程中,如果遇到问题,可以向教师寻求帮助,并进行及时的解答或指导。
第四步:展示和总结4.1 按照小组顺序,学生展示和演示自己制作的简易电子产品。
4.2 学生可以分享制作过程中的心得和经验,可以讨论电路连接中遇到的问题和解决方法。
趣味电子产品设计与制作教案一、教学目标1. 让学生了解电子产品的基本组成部分和工作原理。
2. 培养学生动手操作能力和创新能力。
3. 提高学生对电子科技的兴趣,培养学生的科技素养。
二、教学内容1. 电子产品的分类和基本组成部分。
2. 电子元器件的识别和应用。
3. 简单电子产品的设计与制作。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解电子产品的分类、基本组成部分及工作原理。
2. 采用演示法,展示电子元器件的识别和应用。
3. 采用实践法,让学生动手设计并制作简单电子产品。
四、教学准备1. 电子元器件(如电阻、电容、二极管、三极管等)。
2. 电路板、导线、面包板等制作工具。
3. 教学PPT和相关资料。
五、教学过程1. 导入:通过展示有趣的电子产品,激发学生的兴趣,引出本节课的主题。
2. 讲解:讲解电子产品的分类、基本组成部分及工作原理。
3. 演示:展示电子元器件的识别和应用,让学生了解各种元器件的作用。
4. 实践:引导学生动手设计并制作简单电子产品,如LED闪烁灯、音频放大器等。
6. 作业:布置课后作业,让学生巩固所学知识。
注意:在教学过程中,要注重学生的安全操作,指导学生正确使用工具和元器件。
鼓励学生发挥创新精神,设计出更具趣味性的电子产品。
六、教学评价1. 学生能熟练识别电子元器件,并了解其作用。
2. 学生能理解电子产品的基本组成部分和工作原理。
3. 学生能动手设计并制作出简单的电子产品。
七、教学拓展1. 组织学生进行电子产品设计比赛,提高学生的创新能力和实践能力。
2. 邀请电子科技领域的专家进行讲座,拓宽学生的知识视野。
3. 带领学生参观电子工厂或实验室,让学生了解电子产品的生产过程。
八、教学资源1. 教学PPT和相关资料:包括电子产品的图片、原理图、制作步骤等。
2. 电子元器件:包括电阻、电容、二极管、三极管等。
3. 电路板、导线、面包板等制作工具。
4. 参考书籍:《电子技术基础》、《电子制作入门》等。
九、教学进度安排1. 第一课时:介绍电子产品的基本组成部分和工作原理。
智能硬件产品设计与开发流程随着科技的不断发展,现在的智能设备无处不在,人们的生活离不开这些智能硬件产品。
从智能手机到智能手表,从智能家居到智能车载,在各种智能硬件产品的背后,是一群优秀的设计和开发人员的努力和智慧。
在智能硬件产品的设计和开发过程中,需要经历多个环节,才能最终制造出一款值得消费者购买的产品。
下面,我们就来详细介绍一下智能硬件产品的设计与开发流程。
一、产品需求分析首先,我们需要明确产品的需求。
这一步是整个流程的关键,它直接决定了整个产品的研发方向。
在需求分析阶段,我们需要进行市场调研,了解目标用户的需求和喜好,了解市场现状和发展趋势。
同时,我们需要制定产品规格书,明确产品的技术指标和控制水平。
只有明确了产品的需求,我们才能把握产品的研发方向和技术路线。
二、产品设计产品设计阶段是将产品需求转化为具体产品的过程。
在这个过程中,我们需要进行产品的外观设计、产品结构设计、电路板设计等。
在设计阶段,我们需要根据产品需求和市场调研信息,进行创新设计,使产品在外观、结构和性能等方面领先同类产品。
三、原型制作在产品设计完成之后,需要制作产品原型进行测试。
原型制作可以分为手工制作和快速成型两个阶段。
手工制作是制作简单初样的过程,快速成型则是利用3D打印、注塑等技术进行制作,制作出完整的样机进行功能测试和功能验证。
四、产品开发在原型制作完成之后,就进入了产品开发阶段。
这一阶段包括电路板设计、软件开发、硬件开发等。
在这个过程中,需要进行多次的开发和测试,以保证产品的性能和稳定性。
五、小批量试制当产品开发完成后,需要进行小批量试制。
这一阶段主要是为了调整产品的生产过程,以保证产品的质量和生产效率。
小批量试制过程中,需要进行多次的生产操作,不断改进和优化生产流程和设备,以逐步接近批量生产的标准流程。
六、批量生产当通过小批量试制验证了产品的质量和生产效率后,就可以进行批量生产了。
批量生产主要是为了使产品达到更高的产量和更高的质量。
产品设计过程——硬件开发●课程简介:本课程以产品设计过程为主线,详细讲解产品设计过程中的各个环节,帮助学员理解产品开发流程,树立按流程办事和流程优化的思想,更好地开展工作。
●适合对象:硬件研发类新员工●培训目标:学完本课程后,学员能够达到:了解产品设计过程,并在实际工作中能够按流程办事。
●课程要点:硬件工程师职责与基本技能硬件开发规范化管理的重要性硬件开发过程及文档规范详解与硬件开发相关的流程文件介绍产品设计过程——硬件开发第一章硬件工程师职责与基本技能第一节硬件工程师职责一个技术领先、运行可靠的硬件平台是公司产品质量的基础,硬件工程师职责神圣,责任重大。
1、硬件工程师应勇于尝试新的先进技术之应用,在产品硬件设计中大胆创新。
2、坚持采用开放式的硬件架构,把握硬件技术的主流和未来发展,在设计中考虑将来的技术升级。
3、充分利用公司现有的成熟技术,保持产品技术上的继承生。
4、在设计中考虑成本,控制产品的性能价格比达到最优。
5、技术开放,资源共享,促进公司整体的技术提升。
第二节硬件工程师的基本素质与技术硬件工程师应掌握如下基本技能:1、由需求分析至总体方案、详细设计的设计创造能力;2、熟练运用设计工具,设计原理图,EPLD,FPGA调试程序的能力;3、运用仿真设备,示波器,逻辑分析仪调测硬件的能力;4、掌握常用的标准电路的设计能力,如CPU电路,WDT电路,滤波电路,高速信号传输线的匹配电路等;5、故障定位,解决问题的能力;6、文档的写作能力;7、接触供应商,保守公司机密的技能。
第二章硬件开发规范化管理第一节硬件开发规范化管理的重要性在公司的规范化管理中,硬件开发的规范化是一项重要内容。
硬件开发规范化管理是在公司的《硬件开发流程》及相关的《硬件开发文档编制规范》,《PCB 投板流程》等文件中规划的。
硬件开发流程是指导硬件工程师按规范化方式进行开发的准则,规范了硬件开发的全过程。
硬件开发流程制定的目的是规范硬件开发过程控制,硬件开发质量,确保硬件开发能按预定目的完成。
硬件开发流程不但规范化了硬件开发的全过程,同时也从总体上,规定了硬件开发所完成的任务。
做为一名硬件工程师深刻领会硬件开发流程中各项内容,在日常工作中自觉按流程办事,是非常重要的,否则若大一个公司就会走向混乱。
所有硬件工程师应把学流程、按流程办事、发展完善流程、监督流程的执行作为自己的一项职责,为公司的管理规范化做出的贡献。
总之,硬件开发流程是硬件工程师规范日常开发工作的重要依据,全体硬件工程师必须认真学习。
第二节硬件开发过程详解硬件开发过程对硬件开发的全过程进行了科学分解,规范了硬件开发的五大任务,也划分硬件开发的五大阶段。
1、硬件需求分析2、硬件系统设计3、硬件开发及过程控制4、系统联调5、文档归档及验收申请硬件开发真正起始应在立项后,即接到立项任务书后,但在实际工作中,许多项目在立项之前已做了大量硬件设计工作。
立项完成后,项目组就已有了产品规格说明书,系统需求说明书及项目总体方案书,这些文件都已进行过评审。
1、硬件需求分析项目组接到任务后,首先要做的硬件开发工作就是要进行硬件需求分析,撰写硬件需求规格说明书。
硬件需求分析在整个产品开发过程中是非常重要的一环,硬件工程师更应对这一项内容加以重视。
一项产品的性能往往是由软件和硬件共同完成的,哪些是由硬件完成,哪些是由软件完成,项目组必须在需求时加以细致考虑。
硬件需求分析还可以明确硬件开发任务。
并从总体上论证现在的硬件水平,包括公司的硬件技术水平是否满足需求。
硬件需求分析主要有以下内容:●系统运行环境及使用说明●基本配置及其互连方法●硬件整体系统的基本功能和主要性能指标●硬件分系统的基本功能和主要功能指标●功能模块的划分●关键技术的攻关●外购硬件的名称型号、生产单位、主要技术指标●主要仪器设备●内部合作,对外合作,国内外同类产品的硬件技术介绍●可靠性、稳定性、电磁兼容讨论●电源、工艺结构设计●硬件测试方案进行完硬件需求分析后,撰写《硬件需求说明书》。
《硬件需求说明书》不但给出项目硬件开发总的任务框架,也引导项目组对开发任务有更深入的和具体的分析,更好地来制定开发计划。
《硬件需求说明书》是描写硬件开发目标,基本功能,基本配置,主要性能指标,运行环境,约束条件以及开发经费和进度等要求,它的要求依据是《产品规格说明书》和《系统需求说明书》。
它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据。
《硬件需求说明书》的具体编写的内容有:系统运行环境及使用说明,硬件整体系统的基本功能和主要性能指标,硬件分系统的基本功能和主要性能指标以及功能模块的划分等。
2、硬件系统设计硬件需求分析完成后,项目组即可进行硬件系统设计。
硬件系统设计是把整个系统进一步具体化。
硬件系统设计的主要任务就是从总体上进一步划分各单板的功能以及硬件的总体结构描述,规定各单板间的接口及有关的技术指标。
硬件系统设计主要有下列内容:●系统功能及功能指标●系统总体结构图及功能划分●单板命名●系统逻辑框图●组成系统各功能块的逻辑框图,电路结构图及单板组成●单板逻辑框图和电路结构图●关键技术讨论●关键器件在硬件系统设计阶段需要撰写《硬件总体设计报告》。
《硬件总体设计报告》是根据需求说明书的要求进行总体设计后出的报告,它是硬件详细设计的依据。
编写《硬件总体设计报告》应包含以下内容:系统总体结构及功能划分,系统逻辑框图,组成系统各功能模块的逻辑框图,电路结构图及单板组成,单板逻辑框图和电路结构图,以及可靠性,安全性,电磁兼容性讨论和硬件测试方案等。
硬件系统设计是最重要的环节之一。
系统设计不好,可能出现致命的问题,造成的损失有许多是无法挽回。
另外,系统设计对各个单板的任务以及相关的关系进一步明确,单板的设计要以系统设计为依据。
而产品的好坏特别是系统的设计合理性、科学性、可靠性、稳定性与系统设计关系密切。
一个好的产品,特别是大型复杂产品,系统方案进行反复论证是不可缺少的。
只有经过多次反复论证的方案,才可能成为好方案。
硬件需求分析和硬件总体设计完成后,项目评审委员会要对其进行评审。
审查包括两部分,一是对有关文档的格式,内容的科学性,描述的准确性以及详简情况进行审查。
再就是对总体设计中技术合理性、可行性等进行审查。
如果评审不能通过,项目组必须对自己的方案重新进行修订。
3、硬件开发及过程控制硬件总体方案通过后,即可着手关键器件的申购,主要工作由项目组来完成,计划办总体办进行把关。
关键元器件往往是一个项目能否顺利[实施的重要目标。
关键器件落实后,即要进行结构与电源设计、单板总体设计。
结构与电源设计由其它项目组或部门来协作完成,项目组必须准确地把自己的需求写成任务书,经批准后送达相关项目组或部门。
单板总体设计需要项目组与CAD组配合完成。
单板总体设计过程中,对电路板的布局、走线的速率、线间干扰以及EMI等的设计应与CAD组合作。
CAD 组可利用相应分析软件进行辅助分析。
单板总体设计主要包括下列内容:●单板在整机中的位置●单板功能描述●单板尺寸●单板逻辑图及各功能模块说明●单板软件功能描述●单板软件功能模块划分●接口定义及与相关板的关系●重要性能指标、功耗及采用标准●开发用仪器仪表等在单板的总体设计方案定下来之后应出《单板总体设计方案书》这份文档,《单板总体设计方案》应包含以下内容:单板版本号,单板在整机中的位置,开发目的及主要功能,单板功能描述,单板逻辑框图及各功能模块说明,单板软件功能描述及功能模块划分,接口简单定义与相关板的关系,主要性能指标,功耗和采用标准。
每个单板都要有总体设计方案,且要经过项目评审委员会评审。
只有单板总体方案评审通过后,才可以进行单板详细设计。
单板详细设计包括两大部分:●单板软件详细设计●单板硬件详细设计其中单板硬件详细设计应包括下列部分:●单板整体功能的准确描述●模块的精心划分●接口的详细设计●关键元器件的功能描述及评审,元器件的选择●符合规范的原理图及PCB图●对PCB板的测试及调试计划在单板硬件进入到详细设计阶段,应提交《单板硬件详细设计报告》。
在单板硬件详细设计中应着重体现:单板逻辑框图及各功能模块详细说明,各功能模块实现方式,地址分配,控制方式,接口方式,存储器空间,中继方式,接口管脚信号详细定义,时序说明,性能指标,指示灯说明,外接线定义,可编程器件图,功能模块说明,原理图,详细物料清单以及单板测试,调试计划。
有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发,因此这时单板硬件详细设计便为软件设计者提供一人详细的指导,因此单板硬件详细设计报告至关重要。
尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的基础,一定要详细写出。
单板硬件的详细设计报告,则要项目评审委员会与CAD组联合进行审查,如果审查通过,方可进行PCB板设计,如果通不过,则返回硬件需求分析处,重新进行整个过程。
这样做的目的在于让项目组重新审查一下,某个单板详细设计通不过,是否会引起项目整体设计的改动。
如单板详细设计报告通过,项目组一边要与生产、商务部门配合准备单板物料申购,一方面进行PCB板设计。
PCB板设计需要项目组与CAD组配合进行,PCB原理图是由项目组完成的,而PCB画板和投板的管理工作都由CAD组完成。
PCB投板有专门的PCB样板流程。
PCB板设计完成后,就要进行单板硬件过程调试,调试过程中要注意多记录、总结,勤于整理,写出《单板硬件过程调试文档》,以便管理阶层了解进度,进行考评,另外也给其他相关工程师留下一份有参考价值的技术文档。
如果PCB测试不通过,要重新投板,则要由项目评审委员会与CAD组联合决定。
每次所投PCB板时应制作《单板硬件过程调试文档》,这份文档应包括以下内容:单板硬件功能模块划分,单板硬件各模块调试进度,调试中出现的问题及解决方法,原始数据记录,系统方案修改说明,单板方案修改说明,器件改换说明,原理图,PCB图修改说明,可编程器件修改说明,调试工作阶段总结,调试进展说明,下阶段调试计划以及测试方案的修改。
在单板调试完成之后,申请内部验收之前,项目组应先进行自测。
项目组要把单板放到相应环境进行单板硬件测试,以确保每个功能都能实现,每项指标都能满足。
自测完毕应出《单板硬件测试文档》。
《单板硬件测试文档》包括以下内容:单板功能模块划分,各功能模块设计输入输出信号及性能参数,各功能模块测试点确定,各测试参考点实测原始记录及分析,板内高速信号线测试原始记录及分析,系统I/O口信号线测试原始记录及分析,整板性能测试结果分析。
4、系统联调在结构电源、单板软硬件都已完成开发后,就可以进行系统联调。
系统联调是整机性能提高,稳定的重要环节,认真周到的系统联调可以发现各单板以及整体设计的不足,也是验证设计目的是否达到的唯一方法。