硬件电路设计基础37页PPT
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1.1电路硬件设计基础1.1.1电路设计硬件电路设计原理嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤:设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板,如下图所示。
图1-1硬件设计的3个步骤进行硬件设计开发,首先要进行原理图设计,需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。
设计一个原理图的元件来源是“原理图库”,除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件,用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。
例如利用Protel 中的画线、总线等工具,将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来,构成一个完整的原理图。
原理图设计完成后要进行网络表输出。
网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁,它是设计工具软件自动布线的灵魂,可以从原理图中生成,也可以从印制电路板图中提取。
常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能,这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。
原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。
进行印制电路板设计时,可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能,完成复杂的印制电路板设计,达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。
电路设计方法(有效步骤)电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步,也是电路设计的基础。
由于以后的设计工作都是以此为基础,因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。
电路原理图的具体设计步骤,如图所示。
图1-2原理图设计流程图(1)建立元件库中没有的库元件元件库中保存的元件只有常用元件。
设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。
这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件,然后才能进行原理图设计。
当采用片上系统的设计方法时,系统电路是针对封装的引脚关系图,与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。
(2)设置图纸属性设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。
硬件电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
(略)1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子(-)•空穴──电子跳走以后留下的坑(+)三、杂质半导体──N型、P型(前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。
•N型半导体(自由电子多)掺杂为+5价元素。
如:磷;砷 P──+5价使自由电子大大增加原理: Si──+4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体(空穴多)掺杂为+3价元素。
如:硼;铝使空穴大大增加原理: Si──+4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──+3价载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子;P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况:P区:空穴多N区:自由电子多扩散运动:多的往少的那去,并被复合掉。
留下了正、负离子。
(正、负离子不能移动)留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。
方向:N--> P大小:与材料和温度有关。
(很小,约零点几伏)漂移运动:由于内建电场的吸引,个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
目录第一章直流稳压电源 (2)摘要 (2)1.设计目的 (2)2.所需元器件 (2)3.电路的工作原理……………………………………………..............................2--44.测量数据 (4)5.安装与调试 (5)6.心得体会 (5)第二章声光控延时开关 (6)1.设计目的 (6)2.所需元器件 (6)3.电路的工作原理……………………………………………...............................7--84.测量数据……………………………………………...........................................8--95.心得体会 (9)第三章九路抢答器 (10)1.设计目的 (10)2.所需元器件 (10)3.电路的工作原理……………………………………………............................10--124.测量数据……………………………………………........................................12--135.心得体会 (14)参考文献 (14)1第一章直流稳压电源摘要:本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成,用来测量直流电压,测量围为0~+12V。
直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时,能保证输出电压基本不变的电源。
其电源电路包括电源变压器,直流电路,滤波电路,稳压电路四个环节。
关键词:直流电源整流滤波稳压一.设计目的1.学习直流稳压电源的设计与调试方法。
2.掌握直流稳压电源有关参数的测试方法。
3.理解直流稳压电源的工作原理,以及电路的各个极点的工作状态。
二.所需元器件(1) 12V变压器一个带插头,电路面包板一个(2)电容:2200uF一个,470uF一个,10uF一个,瓷片电容104的二个,LM317一个,220Ω电阻一个,1KΩ电阻二个,4.7KΩ电位器一个,1N4007型号二极管4个,1N4148型号二极管2个,LED灯二个,鳄鱼夹一对,导线若干根。