电子系统设计实例

电子系统设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电子系统的基本原理，掌握电子元件的功能和电子电路的设计方法。

2. 使学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的电子系统，如传感器应用、信号处理和控制系统。

3. 引导学生了解电子系统在实际应用中的发展现状和未来趋势。

技能目标：1. 培养学生运用电子绘图软件进行电路图设计的能力。

2. 提高学生动手实践能力，能够正确组装和调试电子系统。

3. 培养学生团队协作和问题解决能力，能够共同完成电子系统的设计与制作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科学的兴趣，激发创新意识，增强探究精神。

2. 引导学生树立正确的工程伦理观念，注重环保和资源利用，培养社会责任感。

3. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的学习习惯和团队合作精神。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和动手实践，注重培养学生的实际操作能力和创新意识。

学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但对电子系统设计的整体认识尚浅。

教学要求：教师需结合学生特点，以理论为基础，实践为导向，引导学生主动参与，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子系统的设计与制作，达到学以致用的目的。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子系统设计基础理论：- 电子元件特性与选型- 电路图绘制原则与方法- 电子电路的基本分析方法2. 电子系统设计实践：- 传感器应用电路设计- 信号处理电路设计- 控制系统电路设计3. 电子系统设计与制作：- 设计流程与方法- 电子绘图软件操作- 电子系统组装与调试4. 电子系统设计案例分析：- 现有电子产品的原理与结构分析- 创新电子系统设计实例讲解- 学生作品展示与评价教学内容根据课程目标，结合教材相关章节，制定以下教学大纲：第1周：电子系统设计基础理论第2周：电子元件特性与选型第3周：电路图绘制原则与方法第4周：电子电路的基本分析方法第5周：传感器应用电路设计第6周：信号处理电路设计第7周：控制系统电路设计第8周：设计流程与方法第9周：电子绘图软件操作第10周：电子系统组装与调试第11周：现有电子产品案例分析第12周：学生作品设计与制作第13周：学生作品展示与评价教学内容注重科学性和系统性，旨在使学生掌握电子系统设计的基本知识和技能，培养实际操作能力和创新意识。

电源电路设计分析实例（经典分析）众所皆知，电源电路设计，乃是在整体电路设计中最基础的必备功夫，因此，在接下来的文章中，将会针对实体电源电路设计的案例做基本的探讨。

电源device电路※输出电压可变的基准电源电路（特征：使用专用IC基准电源电路）图1是分流基准（shunt regulator）IC构成的基准电源电路，本电路可以利用外置电阻Vr1与R3的设定，使输出电压在+2.5V-5V范围内变化，输出电压Vout可利用下式求得：----------------------（1）Vref：内部的基准电压。

图中的TL431是TI的编号，NEC的编号是μPC1093，新日本无线电的编号是NJM2380，日立的编号是HA17431，东芝的编号是TA76431。

※输出电压可变的高精度基准电源电路（特征：高精度、电压可变）类似REF-02C属于高精度、输出电压不可变的基准电源IC，因此设计上必需追加图2的OP增幅IC，利用该IC的gain使输出电压变成可变，它的电压变化范围为+5-+10V。

※利用单电源制作正负电压同时站立的电源电路（特征：正负电压同时站立）虽然电池device的电源单元，通常是由电池构成单电源电路，不过某些情况要求电源电路具备负电源电压。

图3的电源电路可输出由单电源送出的稳定化正、负电源，一般这类型的电源电路是以正电压当作基准再产生负电压，因此负电压的站立较缓慢，不过图3的电源电路正、负电压却可以同时站立，图4中的TPS60403 IC可使输入的电压极性反转。

※40V最大输出电压的Serial Regulator（特征：可以输出三端子Regulator IC无法提供的高电压）虽然三端子Regulator IC的输出电压大约是24V，不过若超过该电压时电路设计上必需与IC以disk lead等组件整合。

图5的Serial Regulator最大可以输出+40V 的电压，图中D2 Zener二极管的输出电压被设定成一半左右，再用R7 VR1 R8 将输出电压分压，使该电压能与VZ2 的电压一致藉此才能决定定数。

eda课程设计实训报告一、教学目标本课程的教学目标分为知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标：学生通过本课程的学习，能够掌握eda的基本概念、原理和应用。

技能目标：学生能够熟练使用eda工具，进行电子系统设计和仿真。

情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括eda基本概念、eda工具的使用和电子系统设计实例。

教学大纲如下：1.第一章：eda概述学习eda的基本概念、发展历程和应用领域。

2.第二章：eda工具介绍学习主流eda工具的使用方法和技巧。

3.第三章：电子系统设计实例通过具体实例，学习如何使用eda工具进行电子系统设计和仿真。

三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。

1.讲授法：用于讲解eda的基本概念和原理。

2.讨论法：用于引导学生探讨和解决问题。

3.案例分析法：通过分析具体案例，让学生掌握eda工具的使用方法和技巧。

4.实验法：让学生动手实践，提高实际操作能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

1.教材：选用权威、实用的eda教材作为主要学习资料。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：保障实验课程的顺利进行，让学生充分实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试。

1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式评估学生的学习态度和理解程度。

2.作业：布置适量的作业，评估学生的掌握情况和应用能力。

3.考试：进行期中和期末考试，全面评估学生的知识掌握和运用能力。

评估方式要求客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

六、教学安排教学进度安排如下：1.第一章：eda概述（2课时）2.第二章：eda工具介绍（4课时）3.第三章：电子系统设计实例（6课时）教学时间安排为每周2课时，共计12课时。

《开环电子控制系统的设计和应用》作业设计方案第一课时一、课程背景：《开环电子控制系统的设计和应用》是一门电子工程领域的重要课程，旨在援助同砚精通开环电子控制系统的设计原理和应用技术，培育同砚的工程实践能力和创新能力。

通过进修本课程，同砚可以深度了解电子控制系统的基本观点、结构和工作原理，精通相关的数学模型和仿真分析方法，提高对电子控制系统设计和应用的能力。

二、课程目标：1.理解开环电子控制系统的基本原理和技术特点；2.精通开环电子控制系统的设计方法和计算模型；3.培育电子控制系统设计和应用的能力和实践技巧；4.了解开环电子控制系统在工程实践中的应用案例和进步趋势。

三、课程内容与教学方法：本课程内容包括开环电子控制系统的基本观点、数学模型、系统结构、设计方法、应用技术以及实例分析等内容。

教学方法主要接受理论讲授、案例分析、试验实践、教室谈论等多种形式，重视理论与实践相结合，提倡同砚独立沉思和团队合作。

四、作业设计方案：1.课程设计：（1）课程设计内容：设计一个简易的开环电子控制系统，要求包括传感器、执行器、控制器和反馈回路等基本组成部分。

（2）课程设计要求：同砚需要依据所学知识和技能，设计出一个基本稳定、可靠的开环电子控制系统，并能进行仿真与试验验证。

2.试验报告：（1）试验要求：同砚需要利用仿真软件或试验设备，完成一个开环电子控制系统的设计与实现，同时记录数据和结果。

（2）试验报告内容：试验报告需要包括试验目标、试验原理、试验步骤、试验数据、结果分析和结论等内容。

3.课程论文：（1）论文要求：同砚可以选择一个相关的电子控制系统设计或应用方面的课题，撰写一篇学术论文。

（2）论文内容：论文需要包括选题背景、探究方法、试验结果、分析谈论和结论等部分，要求有一定的创新性和好用性。

五、评估方式：1.平时表现：出勤状况、教室表现、作业完成状况等；2.试验报告：试验数据、试验结果分析和报告质量等；3.课程设计：设计方案的合理性、稳定性和可行性等；4.课程论文：选题深度、探究水平宁论文质量等。

目录1前言 (1)2总体方案设计 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计内容 (2)2.3方案论证 (3)2.4方案选择 (4)3单元模块设计 (5)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.1.1 温度采集电路 (5)3.1.2 DS1302时钟电路 (5)3.1.3 串行通信接口电路 (6)3.1.4 USB连接电路 (6)3.1.5 按键电路 (7)3.1.6液晶显示显示电路 (7)3.2特殊器件介绍 (7)3.2.1 STC89C52单片机芯片 (7)3.2.2 DS1302介绍 (8)3.2.3 温度传感器DS18B20 (9)3.2.4 液晶显示LCD1602 (9)4软件设计 (10)4.1软件选择 (10)4.2软件设计流程 (10)4.2.1 温度采集流程 (11)4.2.2 日期数据处理流程 (12)5系统的仿真及调试 (13)5.1系统仿真 (13)5.2硬件调试 (13)5.3软件调试 (14)6结论 (16)7总结与体会 (17)7.1设计小结 (17)7.2设计收获及改进 (17)7.3致谢 (17)8参考文献 (18)附录： (19)1前言单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。

同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。

而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机也被称为微控制器（Microcontroller），它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。

STC单片机完全兼容51单片机,并有其独到之处,其抗干扰性强,加密性强,超低功耗,可以远程升级,内部有专用复位电路,价格也较便宜,由于这些特点使得 STC 系列单片机的应用日趋广泛。

LIN总线概述与汽车门控系统设计实例动力和车速已经不再是消费者对汽车性能的唯一追求，人们越来越关心驾车时的舒适感、安全保障、功能的易用性，和对环境的保护等方面。

因此，除了车身系统（Car body）和传动系统（Power Train）等传统的汽车控制单元以外，安全系统（Safety）和车载资通娱乐系统（Telematics / Infotainment）也随着电子技术的进步而逐渐成熟。

现代的汽车电子系统中，电子控制组件（ECU）因在上述系统中赋予汽车更高效和更具智能性的操控能力而扮演了重要角色，也实现了诸如电源、车灯和门窗等自动检测功能，给驾驶提供了更大便利。

汽车中的电子系统和组件平均达到80多个，它们之间越来越复杂的连接和通信功能对总线技术提出了需求。

车灯、发动机、电磁阀、空调等设备的传统连接方式为线缆连接，而如果电子元件之间也用电缆连接则必然造成连接复杂性的提高、可靠性的下降，和整体重量的上升;此外，伴随而来的线缆的磨损和老化现象也将使汽车的安全性能降低。

为避免线缆带来的各种麻烦，车载网络（In-Vehicle Network）中应用标准化总线技术则成为较理想的解决方式。

按不同的技术特点和应用领域，车载总线技术可分为五类。

如表一所示，第一类LIN、TTP/A等总线传输速度最低，适用于车体控制;第二类中速总线，如低速CAN、SAE J1850、VAN（Vehicle Area Network）等，适用于对实时性要求不高的通信应用;第三类包括高速CAN、TTP/C等技术，适用于高速、实时死循环控制的多路传输网络;第四类如IDB-C、IDB-M（D2B、MOST、IDB1394））、IDB-Wireless（Bluetooth）等，一般应用于车载资通娱乐网络;第五类传输速度最高，用于最具关键性、实时性最高的人身安全系统，包括FlexRay和Byteflight等。

本文将主要讨论LIN总线技术规格及在门控系统中的应用实例。

开关电源设计举例电源是各类产品中很重要的一部分，可以算是最基础的部分，任何电子器件缺少了电源都无法工作。

本人从事电路设计相关工作（不涉及电源设计），但需要了解电源的设计原理、性能、测试等信息。

通过收集资料整理出一份AC-DC开关电源的设计过程。

仙童半导体官网提供了较为详细的开关电源设计方案，本文以仙童的FSL1x6xRN系列芯片为例,介绍采用FPS的反激式隔离AC-DC开关电源的设计开发流程。

开关模式电源（SMPS）设计本质上就是一项费时的工作，需要作出许多权衡取舍并采用大量的设计变量进行迭代运算。

本文所描述的步进式设计程序能够帮助工程师完成SMPS的设计。

为了使设计效率更高，还提供了一个包含本文所述全部公式的软件设计工具—FPS设计助手（FPS design assistant）。

该设计助手是用电子表格将全部变量、公式集于一个工作表，通过参数的改变实现相关参数的更新，提高设计开发的进度。

图1 采用FPS的基本反激式隔离AC-DC转换器一、引言图1示出了采用FPS的基本反激式隔离AC-DC转换器的原理图，它同时也是本文所描述的设计程序的参考电路。

由于MOSFET和PWM控制器以及各附加电路都被集成在了一个封装中，因此，SMPS的设计比分立型的MOSFET和PWM控制器解决方案要容易得多。

本文提供了针对基于FPS的反激式隔离AC-DC转换器的进步式设计程序，也包括变压器设计、输出滤波器设计、元件选择和反馈闭合环路设计。

这里描述的设计程序具有足够的通用性，可适用于不同的应用。

本文介绍的设计程序还可以由一个软件设计工具（FPS设计助手）来实现，从而使得设计师能够在一个很短的时间内完成SMPS设计。

本文的附录给出了一个采用软件工具的步进式设计实例。

二、步进式设计程序在这一节中，我们以图1所示的原理为参考来介绍设计程序。

一般而言，如图1所示，大多数FPS 引脚1到引脚4的配置都是相同的。

(1)第一步：确定系统规格输入电压范围(V line min 和V line max )。