电子系统设计方法和原则
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基于Web的电子商务系统设计随着互联网技术的发展,电子商务系统已经成为现代商业的必要工具。
基于Web的电子商务系统是指通过互联网开展商业交易的系统,它能够为消费者和商家提供便利的购物和销售平台。
本文将介绍基于Web的电子商务系统的设计原则和方法。
一、系统架构设计Web电子商务系统的架构设计是系统设计的关键,主要分为客户端、服务器和数据库三个层次。
客户端包括用户界面和应用程序,是用户和系统之间的接口。
用户界面应该简洁、易用、美观,应该有较好的响应速度,不应有动态效果过多的页面。
应用程序应包含用户相关的所有功能,例如搜索、购买、管理订单和支付等功能。
服务器是Web电子商务系统的核心部分,是连接所有客户端和数据库的中间人。
服务器应该是高效、安全、可靠、可扩展的,应该有足够的容错能力,以保证系统的稳定性。
数据库是Web电子商务系统的数据存储和管理中心,它是所有数据的来源和支持。
数据库应该是快速、可靠、可扩展的,应该具有足够的容错能力,以保证数据的完整性和安全性。
二、功能设计Web电子商务系统的功能涵盖商品管理、订单管理、支付管理等方面,应该根据商家的具体需求进行设计。
商品管理包括商品的发布、上下架、价格设置等。
商品的发布应包括商品名称、图片、价格、库存量等信息。
商家应能够设置商品的价格和优惠活动。
商品的上下架应实时更新,保证商品信息的准确性。
订单管理包括订单的查询、修改、删除等。
用户提交订单后,商家应能够在线对订单进行处理,包括确认、发货和退货等操作。
订单的查询应支持多种查询条件,如订单号、日期范围等。
支付管理应支持多种支付方式,如支付宝、微信支付等。
商家应能够对支付方式进行配置,并能够在线处理退款和售后服务等问题。
支付系统应有较高的安全性,以保证用户信息的安全。
三、界面设计Web电子商务系统的用户界面应该简洁、美观、易用,应该尽量减少干扰因素,以利于用户集中精力浏览和选择商品。
界面设计应尽可能将页面布局合理化、明确化。
电子系统设计知识点电子系统设计是指在电子技术领域中,通过理论与实践相结合,采用适当的设计方法和技术,设计出满足特定功能需求的电子系统的过程。
电子系统设计涉及到多个知识领域,包括电路设计、信号处理、通信原理等。
下面将介绍一些电子系统设计中的重要知识点。
一、模拟电路设计在电子系统设计中,模拟电路设计是基础且重要的一部分。
模拟电路是以连续时间和连续幅度的信号为基础,使用电子元器件构建的电路。
模拟电路设计的主要内容包括放大器设计、滤波器设计、稳压电源设计等。
设计时需要考虑电路的性能指标,如增益、带宽、失真等,以及电路的稳定性和可靠性。
二、数字电路设计数字电路设计是指采用逻辑门、触发器、计数器等数字元件和数字电路模块,通过逻辑运算和时序控制等方式实现逻辑功能的电路设计。
数字电路设计的主要内容包括逻辑门电路设计、时序电路设计和组合电路设计等。
设计时需要考虑电路的逻辑功能是否满足需求,电路的功耗和噪声等因素。
三、嵌入式系统设计嵌入式系统设计是指将计算机技术与电子技术相结合,将计算能力和控制能力嵌入到各种电子设备中,实现特定功能的系统设计。
嵌入式系统设计的主要内容包括微控制器选择与应用、实时操作系统设计、接口设计等。
设计时需要综合考虑系统的计算能力、存储空间、接口要求以及功耗等因素。
四、通信系统设计通信系统设计是指用来传输信息的电子系统的设计。
通信系统设计的主要内容包括调制解调器设计、编码译码器设计、信道编码与纠错设计等。
设计时需要考虑信号传输的可靠性、抗干扰能力以及系统的带宽和速率等。
五、电源系统设计电源系统设计是指为电子设备提供稳定、可靠的电源的设计。
电源系统设计的主要内容包括直流电源设计、交流电源设计、电池管理系统设计等。
设计时需要考虑电源的输出稳定性、效率和噪声等指标。
六、硬件描述语言(HDL)硬件描述语言(HDL)是一种用于电子系统设计的计算机语言。
HDL可以描述电路的结构和行为,用于模拟和验证电子系统设计。
电路设计方案引言:电路设计是电子领域中关键的一步。
一个好的电路设计方案可以确保电子产品的正常运行和良好的性能。
本文将介绍电路设计的基本原则、流程和一些常见的电路设计方案。
一、电路设计基本原则:1. 系统需求分析:在电路设计之前,需要对系统的需求进行详细的分析,包括功能要求、性能指标、电源需求等。
只有清楚了解系统需求,才能有针对性地进行电路设计。
2. 选择合适的电子元器件:根据系统需求,选择合适的电子元器件非常重要。
例如,对于信号放大电路,需要选择具有高增益和低噪声的运算放大器。
在选择电子元器件时,还需要考虑其可获得性、成本和可靠性等因素。
3. 进行电路模拟和优化:在正式进行电路设计之前,可以通过软件工具进行电路模拟和优化。
这有助于评估电路的性能、调整参数以及解决可能存在的问题。
通过模拟和优化,可以提前发现潜在的设计缺陷,减少后期修改的时间和成本。
4. 合理布局电路板:电路板的布局对于电路的性能和稳定性至关重要。
合理的布局可以减少干扰和串扰,提高电路的抗干扰能力。
此外,在布局电路板时,还需要考虑散热和电磁兼容等因素。
5. 进行可靠性验证和测试:在完成电路设计后,需要进行可靠性验证和测试。
通过严格的可靠性验证和测试,可以确保电路的稳定性、可靠性和性能符合设计要求。
二、电路设计流程:1. 系统需求分析:对系统需求进行详细分析,明确设计目标和性能指标。
2. 电路拓扑设计:根据系统需求,选择合适的电路拓扑结构。
例如,对于信号放大电路,可以选择共射放大器或差动放大器等拓扑结构。
3. 选择元器件:根据电路拓扑设计,选择合适的电子元器件。
在选择元器件时,需要考虑其参数和性能指标。
4. 电路模拟与优化:使用软件工具进行电路模拟和优化,评估电路的性能、调整参数以及解决可能存在的问题。
5. PCB设计:进行电路板的布局和布线设计,保证电路的稳定性和可靠性。
在PCB设计中,需要考虑信号完整性、散热和电磁兼容等因素。
6. 原理图设计:根据电路拓扑、元器件和布局设计,完成电路的原理图设计。
电子系统设计的基本原则和设计方法一、电子系统设计的基本原则:电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。
具体如下:1、整体性原则在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。
整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。
基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。
离开了综合的分析是盲目的,不全面的。
(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。
即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。
(3)综合不许以分析为基础。
只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。
没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。
2、最优化原则最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。
3、功能性原则任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。
仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。
电子系统设计关键知识点第一章1、电子系统的构成。
2、电子系统设计方法和原则。
3、电子系统设计步骤。
第二章1、电阻器,了解各种类型的电阻;电阻的标注方法:色环法、数字索位标称法;常用的电阻是哪些精度,哪些功率类型;排阻的应用和内部结构;常用的电位器种类。
2、电容器,电容的种类;极性电容和非极性电容的区别;电容的选用和选用原则;如何识别电解电容的正负极;容量值的标注方法:直标法、数码法。
3、电感器,常用电感的种类;电感的选用。
4、晶体管,各种二极管的用途;三极管的分类;三极管的选用;场效应管的优点。
5、光电耦合器,光耦合器的作用;光耦应用的典型电路。
6、继电器,继电器的种类;电磁式继电器的内部结构和工作原理,典型的驱动电路。
7、功率驱动,常用的LED驱动电路、LED的驱动电流、正向导通压降;蜂鸣器的驱动电路;小功率电动机的驱动电路。
第三章1、传感器的各种分类方式;传感器静态特性;传感器动态特性;传感器的选择标准;热敏电阻的特性;热敏电阻的温度测量计算方法;DSB18B20功能及性能参数;常用的湿度传感器和热释电红外传感器参数及连接电路。
第四章1、交流电到低压直流电的处理环节;直流稳压电源的各项技术指标;半波整流电路和全部整流电路的典型电路;滤波电容的计算方法;7800系列三端稳压模块的功能和性能参数、典型连接电路、电压特性和电流特性、各种封装类型、各种型号的电流能力、转换效率的计算方法;LM317的典型电路,可调电压的计算方法;LDO的特性。
2、开关稳压电源的特点、BUCK和BOOST类型的工作原理、常用的LM2596连接电路。
第五章1、数字电路系统的结构;数字电路系统的设计步骤;数字电路系统的设计方法;常用的元器件:模拟开关、数字选择器、数值比较器、计数器、译码器功能及应用电路。
第六章1、Altium Designer绘制电路原图的步骤、注意事项;Multisim的基本应用。
第七章1、单片机,计算机系统的构成;程序空间和数据空间结构;指令集;单片机定义;MCS-51系列单片机特点;A VR MEGA系列单片机特点;MSP430系列单片机特点;STM32特点;各种不领用应用的单片机;单片机的常用接口;单片机常用调试接口;单片机常用的复位电路、时钟电路。
电子健康档案管理系统的设计与开发近年来,随着医疗技术的不断发展,电子健康档案管理系统的设计与开发变得日益重要。
这一系统的目的是提供一个能够方便、安全地存储、管理和共享个人健康信息的平台。
本文将探讨电子健康档案管理系统的设计原则、主要功能以及实施过程中的挑战。
设计原则电子健康档案管理系统的设计应遵循以下几个原则:1. 用户友好性:系统应具备直观的用户界面和易于使用的功能,使医疗从业人员和患者能够轻松地查找、更新和共享健康信息。
2. 数据安全性:系统需要采取严格的安全措施,确保个人健康信息的隐私和保密性。
包括数据加密、身份验证和访问控制等措施。
3. 数据一致性:系统应确保患者的健康信息在不同的医疗机构之间能够共享和一致。
这样可以提高医疗服务的质量和效率。
4. 可扩展性:系统需要具备良好的可扩展性,能够适应日益增长的健康信息以及新的功能需求。
主要功能电子健康档案管理系统应具备以下主要功能:1. 健康信息记录:系统应允许医疗从业人员记录患者的健康信息,包括病历、诊断结果、药物处方等。
这些信息应能够被安全地存储和检索。
2. 数据共享:系统应具备适当的权限管理和数据共享功能,允许医疗从业人员在必要的情况下共享患者的健康信息。
例如,不同医疗机构之间的医生可以共享患者的病历,从而提供更好的医疗服务。
3. 提醒和警示:系统应提供提醒和警示功能,及时通知医疗从业人员关于患者的健康状况、用药情况以及可能的风险因素。
这样可以帮助医生做出准确的诊断和治疗方案。
4. 统计和分析:系统应能够对健康信息进行统计和分析,帮助医疗从业人员更好地了解患者的健康情况,并提供指导性的建议和措施。
实施挑战电子健康档案管理系统的设计和开发面临一些挑战,如下所述:1. 标准化和互操作性:不同医疗机构之间使用的健康信息系统可能存在不一致的标准和格式。
因此,设计一个能够与不同系统互操作的电子健康档案管理系统是一个挑战。
2. 安全性和隐私保护:电子健康档案涉及大量敏感的个人健康信息,系统的设计需要严格遵守隐私保护法规,确保数据的安全和隐私。
什么是系统?•由部件组成,能实现较复杂的功能(不是一个单一的电路,要有输入、输出和其他控制电路)(只能实现单一功能的通常不算系统)系统设计的方法自顶向下自底向上自顶向下与自底向上相结合何谓顶?顶——系统的功能何谓底?底——最基本的元、器件,甚至是版图系统的结构•自顶至底有:系统子系统部件(功能模块)单元电路元、器件版图系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图自顶向下自上而下法的优点••系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图自顶向上自底向上的缺点•部件设计在先,设计系统时将受这些部件的限制,影响:•系统性•易读性•可靠性•可维护性自底向上的优点•在系统的组装和调试过程中有效•可利用前人的设计成果系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图以功能模块为基础的自上而下的设计方法自上而下法的要领从顶层到底层从概括到展开从粗略到精细系统级子系统级部件级元件级自顶向下自底向上自上而下法的原则•正确性与完备性•模块化与结构化•问题不下放•高层主导•直观性与清晰性原始技术指标系统级子系统级部件级元件级电子系统设计的步骤•••••调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键做什么?系统的功能输入和输出做到何种程度?性能技术指标注意分析每一个细节,尽量考虑得周到、完善调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键有那些可使用的设计方法相同产品同类产品同原理产品其他可借鉴的方法比较各种方法的先进性性价比可行性器材人才时间产品效益与开发时间的关系上市延迟销售顶峰销售顶峰电子系统设计的步骤•••••调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键决定指标的关键难点工作量大(重点)方案论证从顶层到底层从概括到展开从粗略到精细逐层细化Y 图系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级用户需求变为技术规范与功能描述实现给定规范与功能的子系统、部件或元件及其互联方式用一定的材料与工艺实现结构系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级子系统级部件级元件级结构级物理级子系统级部件级元件级结构级物理级方案论证•起点:•系统级行为描述设计•用户需求•系统技术规范•功能描述系统级行为描述设计•系统的外部特性•主要功能•输入和输出——•那些端口•输入(输出)信号——•特征•来源(去向)•对系统的要求初步方案面板图子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一步:•系统级的结构描述与设计•系统设计规范与功能•子系统之间的组合•系统的内部特性——•基本原理•基本框图——•子系统•各子系统之间的接口要求•基本控制流程基本框图基本流程图•系统的内部特性——•基本原理•基本框图——•子系统•各子系统之间的接口要求•基本控制流程系统的实现技术用数字技术,还是模拟技术实现?模拟技术数字技术高频小信号大功率软件离不开硬件支持DSP(数字信号处理)系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级•第三步:•系统级的物理描述与设计•组成系统的各抽象的子系统•各具体的子系统(IP )•提出具体的要求并转入•下一层设计方案论证Intellecture Property 知识产权系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一层:•子系统级行为描述设计•对子系统的需求•子系统技术规范•功能描述系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一步:•子系统级的结构描述与设计•子系统设计规范与功能•功能模块(部件)•之间的组合•第三步:•子系统级的物理描述与设计•组成子系统的各抽象的模块•选择具体的功能模块或•对模块提出具体的要求并•转入下一层设计方案论证没有现成模块可用的特殊模块关键模块、关键元件及相互接口以模块为单位的详细框图方案论证•下一层:•部件级行为描述设计•对部件(模块)的需求•部件的技术规范•功能描述方案论证•下一步:•部件级的结构描述与设计•部件设计规范与功能•单元电路之间的组合方案论证•第三步:•部件级的物理描述与设计•抽象的单元电路•选用具体的单元电路电子系统设计的步骤•••••。
柔性电子系统的设计原则与优化方法随着科技的不断进步,柔性电子系统作为一种新型的电子技术,正在迅速发展和应用。
与传统硬件电路相比,柔性电子系统具有重量轻、可弯曲、可折叠等特点,使其在可穿戴设备、可弯曲显示屏、智能医疗设备等领域具有巨大的潜力。
本文将探讨柔性电子系统的设计原则和优化方法,以期为相关领域的专业人士提供参考。
首先,柔性电子系统的设计应遵循以下原则:1. 系统整合性原则:柔性电子系统由多个组件和模块组成,包括电路、传感器、电源等。
设计时应考虑系统的整体性能,确保各个组件能够正常工作并相互协调。
因此,在设计过程中需要综合考虑电路布局、信号传输和能耗等问题。
2. 功耗与能效原则:柔性电子系统通常是依靠有限的电池供电,因此设计中应尽可能降低系统的功耗,延长电池寿命。
优化电路的设计,降低元器件的电流消耗,采用功耗较低的传感器和处理器是有效的方法。
同时,采用节能策略和算法,如休眠模式、功耗优化算法等,可以提高系统的能效。
3. 可靠性与耐久性原则:柔性电子系统需要在不断变化的环境条件下工作,如弯曲、折叠、挤压等。
因此,设计时应考虑系统的可靠性和耐久性。
合理选择材料,提高电路板和连接器的柔性,加强组装和封装技术,可以有效提高系统的稳定性和耐用性。
接下来,我们将介绍柔性电子系统的优化方法:1. 材料与工艺优化:选择合适的材料对柔性电子系统的性能至关重要。
例如,采用高弹性材料可以增加系统的柔韧性;选择导电性好、耐环境变化的材料可以提高系统的稳定性。
此外,优化工艺流程,提高制造质量和一致性,对提高系统的性能和可靠性也有重要作用。
2. 电路模块优化:柔性电子系统由多个电路模块构成,各模块之间的协作是保证系统正常运行的关键。
优化电路布局,减少信号干扰和功耗,可有效提高系统的性能。
采用高度集成和高度一体化的电路模块,可以减小系统体积和重量,提高可靠性和稳定性。
3. 电源管理优化:柔性电子系统的电源管理对于延长电池寿命和提高能效至关重要。
电子电路设计的一般方法与步骤电子电路设计的一般方法与步骤一、总体方案的设计与选择1.方案原理的构想在设计一个复杂的系统时,需要进行原理方案的构思。
这就是要确定用什么原理来实现系统要求。
为此,需要对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题,并提出实现的原理与方法。
同时,应该广泛收集与查阅有关资料,提出尽可能多的方案以便作出更合理的选择。
所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论,并通过试验加以确认。
2.总体方案的确定原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定。
为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。
总之,应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。
二、单元电路的设计与选择1.单元电路结构形式的选择与设计按已确定的总体方案框图,对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。
因此,必须根据系统要求,明确功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。
满足功能框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。
2.元器件的选择1)元器件选择的一般原则在选择元器件时,应根据单元电路的要求,选择性能稳定、质量可靠、价格合理的元器件。
同时,还要考虑元器件的电气参数是否符合要求,以及元器件的封装形式和安装方式是否适合设计要求。
在选择元器件时,还要考虑其供应渠道是否可靠,以及是否有足够的库存量。
在电子元器件领域,元器件的品种规格繁多,性能、价格和体积各异,新品种不断涌现。
因此,我们需要经常关注元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,熟悉常用的元器件型号、性能和价格,以便为单元电路和总体电路设计提供有利的信息。
在选择合适的元器件时,需要进行分析比较,首先考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,然后考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。
随着微电子技术的飞速发展,集成电路的应用越来越广泛。
《电子系统设计》课程设计一、设计思想1.教学内容框架本课程以电子系统的基本构成按照循序渐进的原则来来逐步展开,通过设计五个教学项目来体现以MCU为核心的电子系统的结构及原理。
在实际教学中通过软件及硬件的联合,通过学生实际动手采用“做中学,学中做”的方式展开学习内容。
2.总体设计思路本课程的设计理念是以学生的职业能力为中心,以职业活动为导向,突出能力目标,以学生为主体,以项目任务作为载体进行能力的训练。
在教学的实施过程中,打破传统的“按部就班”的教学模式,采用基于工作过程的教学模式,整合工作任务中涉及的专业知识与技能,以真实的产品为项目载体来开展教学,彻底改变了教与学的行为,让学生真正感受到日常实验与实际产品开发的区别,并体验企业对实际岗位的要求。
通过真实岗位任务模拟,进一步加强学生职业意识,提升职业素养。
课程开发和学习情境设计,整个学习领域由以下学习项目组成:二、课时分配建议本课程课时为62课时,其中理论教学24课时,实践教学38课时,三、课程单元描述课程单元1课程单元2课程单元3课程单元4课程单元5四、课程评价(一)《电子系统设计》课程评价及方式说明学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握(为总结性考核,占30%)、考勤(占10%),课堂提问(占30%)、作业(占10%)、企业教师技能评定(占20%)等五方面构成。
(二)《电子系统设计》课程过程考核说明1.理论知识的掌握以试卷形式考核,题型包括单选、多选、判断、简答、案例分析等;2.考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率;3.作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。
以完成的数量和质量给予成绩;4.企业教师技能评定是指企业教师在授课过程中,根据学生掌握的技能情况或者在企业的实践情况评定。
表1:考核标准表2:总结性考核标准表3:技能考核点五、实施建议(一)授课资料编写建议授课资料是实现教学目标的重要载体,必须依据本课程标准以及电子技术应用岗位国家职业标准和应用电子技术专业培养目标为主线编写授课计划、教案和教学案例,坚持理论够用,强调知识传授的趣味性。
电子系统的可靠性设计与分析电子系统在现代社会中扮演着重要的角色,涵盖了从家用电器到航空航天设备的各种应用。
然而,由于电子系统的复杂性和高度集成性,其可靠性成为了一个重要的考量因素。
本文将讨论电子系统的可靠性设计与分析,探讨如何提高电子系统的可靠性。
1. 可靠性设计的基本原则可靠性设计的基本原则是通过合理的系统设计和工程实践来确保电子系统的正常运行。
首先,合理的系统设计包括模块化设计、冗余设计和容错设计。
模块化设计将系统划分为多个功能模块,使得系统更易于理解、测试和维护。
冗余设计通过增加备用部件来提高系统的容错能力,即使某个部件发生故障,系统仍能正常运行。
容错设计则通过设计检测和纠错机制来提高系统的容错性能,例如使用校验码来检测和纠正数据传输中的错误。
其次,工程实践是可靠性设计的关键。
在电子系统的制造和组装过程中,必须严格遵守工程实践,包括正确的焊接、连接和封装等操作。
同时,对于关键部件的选择和测试也是至关重要的,必须确保它们符合规定的标准和性能要求。
2. 可靠性分析的方法除了可靠性设计,可靠性分析也是提高电子系统可靠性的重要手段。
可靠性分析的目的是评估系统的可靠性水平,并找出潜在的故障源。
常用的可靠性分析方法包括故障模式与影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)和可靠性块图(RBD)等。
故障模式与影响分析(FMEA)是一种系统性的分析方法,通过识别系统中的故障模式、评估其对系统性能的影响,并制定相应的纠正措施。
故障树分析(FTA)则是一种定性和定量分析方法,用于分析系统故障的可能性和影响。
可靠性块图(RBD)则是一种图形化的表示方法,用于描述系统中各个组件之间的关系和可靠性。
3. 可靠性增强技术除了可靠性设计和分析,还有一些可靠性增强技术可以进一步提高电子系统的可靠性。
其中之一是故障诊断技术,通过监测和分析系统的运行状态,及时发现和诊断故障,并采取相应的纠正措施。
另一个是故障容忍技术,即使在部分故障的情况下,系统仍能继续工作,以保证系统的可靠性和可用性。
电子系统主要是指由多个电子元件或功能模块组成,能实现较复杂的应用功能的客观实体。
一般来说,一个复杂的电子系统可以分解成若干个子系统,其中每个子系统又由若个功能模块组成,而功能模块由若干单元电路或电子元器件组成。
以MCU/ARM/DSP为核心的电子测量系统的组成:模拟系统(传感器、信号处理、系统电源及监控、驱动等)、数字系统(储存系统、译码控制、人集接口等)、数/模混合子系统(ADC、DAC)和MCU/ARM/DSP子系统。
电子系统设计的一般方法:自顶向下法、自底向上法、组合法。
电子系统设计的一般原则:1兼顾技术的先进性和成熟性2安全性、可靠性和容错性3实用性和经济性4 开放性和可扩展性5易维护性电子系统设计步骤:1调查研究2 方案选择与可行性论证性3单元电路设计、参数选择和元器件选择4组装与调试5编写设计文件与总结报告。
设计时选用各种电子元器件通常遵循三条原则:1 元器件的技术参数必须完全满足系统的要求,并留有合理的余地;2 最高性能/价格比 3 满足系统的结构要求(如体积、封装形式等)1/4W以上的金属膜电阻采用直接标注法;1/4W及1/4W一下的金属膜电阻采用四色或五色环标注法。
金属膜电阻中允许误差最常见的为±5%,当允许误差在±1%内属精密电阻范畴。
额定功率与电阻的体积直接相关,体积越大,额定功率越高。
电压与气压有关,气压越低,最高工作电压越低。
碳膜电阻高频特性与阻值稳定性较好,价格低廉,市民用电子产品中的首选品种。
金属膜电阻阻值范围宽,电性能优于碳膜电阻,最高工作温度可达155℃,价格适中,常用于要求较高的电子系统中。
线绕电阻和电位器耐高温(能在300℃高温下稳定工作),噪声较小精度高,额定功率可以达到300W,常用于要求较高的低频或电源电路中。
不宜用于较高频率的电路。
电容器广泛用作储能和信息传输。
允许物差系列值比电阻高,通常在±(5%~100%之间)。
电感器的所有应用都是基于电感器能将电能转换为磁能并加以储存的性能。
电子系统设计方法和原则
电子系统设计是系统工程设计,一般是比较复杂的,必须采取有效的方法去管理才能使设计工程顺利并取得成功。
电子系统设计从功能与结构层次上考虑,设计可分为三种方法:
1.自顶向下(Top to Down)
自顶向下的设计方法,首先从系统设计开始,根据系统所描述的该系统应具备的各项功能,将系统划分为单一功能的子系统,再根据子系统任务划分各部件,完成部件设计后,才是元器件级设计。
优点:避开具体细节,有利于抓住主要矛盾,适用于大型、复杂的系统设计。
2.自底向上
根据要实现系统各个功能的要求,从现有的元器件或模块中选出合适的元件,设计各部件,一级一级向上设计,最后完成整个系统。
优点:可以继承经过验证、成熟的部件和子系统,实现设计重用,提高设计效率,多用于小系统或系统的组合、测试。
3.组合法
组合法综合了以上两种方法的优点。
自顶向下的设计方法是目前较为流行的设计方法,下面将详细介绍目前最流行的自顶向下的系统设计方法。
一.总体方案的设计与选择
总体方案的设计是系统开发的第二个阶段,第一阶段是系统需求分析,选择总体方案是在系统需求分析的基础上,根据
设计任务、指标要求,分析系统应完成的功能,并将系统按功能分解成若干子系统,硬件设备的配置、分清主次和相互关系,形成实现规划的总体方案。
系统设计一般需要多个方案进行比较,每个方案用方框图的形式表示出来(关键的功能模块的作用一定要表达清楚,还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系,注明信息走向等),然后通过实际的调查研究,查阅有关的资料和集体讨论等方式,着重从方案能否满足设计指标要求,结构是否简单,实现是否经济可行等方面,对几个方案进行以上方面的比较和论证,择优选取。
z对不同的方案应深入分析比较。
对关键部分还要提出各种具体电路,根据设计要求进行分析比较,从而找出最优方案。
z还需考虑方案的可行性、性能、可靠性、成本功耗等实际问题。
二.单元电路的设计与选择
在确定了总体方案后,给出子系统中各部件的详细功能框图,便可以进行单元电路设计,任何复杂的电路都是有若干具有简单功能的单元电路组成的,这些单元电路的性能指标往往比较单一。
在明确每个单元电路的性能技术指标后,要分析清楚单元电路的工作原理,设计出各单元的电路结构形式。
尽量采用学过的或熟悉的单元电路,也要善于通过查阅资料,分析研究一些新型电路,开发利用新型器件。
根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。
注意各单元电路之间的相互配合,但要尽量少用或不用电平转化之类的接口电路,以简化电路结构,降低成本。
各单元电路之间要注意外在条件、元器件使用、连接关系等方面的配合,尽可能减少元器件的数量、类型、电平转化和
接口电路,以保证电路最简单,工作最可靠,且经济实用。
各单元电路拟定后,应全面地检查一次,看每个单元各自的功能是否能实现,信息是否畅通,总体功能是否满足要求,如果存在问题,必须及时做出局部调整。
三.元器件的选择
对元器件的选择优先选用集成电路,减少电子设备的成本和体积,提高可靠性,使安装调试和维修变得比较简单、并可简化设计。
1)集成电路的选择
选用方法是“现粗后细”,先根据主体方案应选用什么功能的集成电路,再进一步考虑其具体性能,然后在根据价格等因素选用型号。
选择的集成电路不仅要在功能和性能上实现设计方案,而且要满足功耗、电压、温度、价格等多方面的要求。
2)阻容元件的选择
对不同电路,阻容性能要求不同,根据电路的要求选择参数合适的阻容元件,要注意功耗、容量、频率、耐压范围等方面的要求。
3)分立元器件的选择
分立元器件包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管四.元器件的参数计算
单元电路的结构、形式确定以后,需要对影响技术指标和参数的元器件进行计算。
这种计算有的要根据电路理论公式进行,有的按照工程估算方法进行,有的可用典型电路参数或经验数据。
选用的元器件参数最终都必须采用标称值。
参数计算应注意如下问题:
①各元器件的工作电流、工作电压、频率和功率应用在允许范
围内,并留有适当的余量,以保证电路在规定的条件下正常
工作,达到所要求的性能指标。
②对于环境温度,其它干扰等工作条件,计算参数时应按最坏
的情况考虑。
③保证电路性能的前提下,尽可能设计降低成本,减少元器件
的品种、功耗和体积,并为安装调试创造有利条件。
电子应用系统综合设计的一般原则
任何一项系统的设计,都要遵循一定的原则或标准、规范。
各种应用系统的标准不同,但都要遵循一定的原则:
(1)兼顾技术的先进性和成熟性
电子技术发展日新月异,系统设计应适应技术发展的潮流,使系统保持长时间的先进性和适用性。
同时也要兼顾技术上的成熟性,以缩短开发时间和上市时间。
(2)安全性、可靠性和容错性
安全在任何产品中都是第一位的,在电子系统综合设计中也是必须首先考虑的,采用成熟技术,元器件和部件,可以在一定程度上保证系统的可靠、稳定和安全、系统还应具有较强的容错性。
例如,不会因为人员操作失误而是整个系统无法工作;或因某个模块出现故障而使整个系统瘫痪等。
(3)实用性和经济性
在满足基本功能和性能的前提下,系统应具有良好的性价比。
(4)开放性和可扩充性
系统能够支持不同厂商的产品,支持多种协议,并且符合国际标准及相关协议。
除此之外,还用包括:系统之间,子系统对主系统以及对外部的开放。
以便在对系统进行升级改造时,不仅可以保护原有资源,还可以降低系统维护、升级的复杂性以及提高效率。
电子应用系统设计步骤
(1)调研
通过调研,明确设计任务和要求;确定系统功能指标;了解设计关键;完成系统功能示意框图。
也就是说必须明确做什么,做到什么程度。
(2)方案选择与可行性论证
要求综合应用所学知识,同时查阅有关参考资料;要敢于创新,敢于采用新技术,不断完善所提方案;对方案要进行系统功能划分。
把系统所要实现的功能分配给若干个单元电路,画出能表示各单元功能的整机原理框图。
应提出几种方案,对它们进行可行性论证,从完成的功能,性能和技术指标的程度、经济性、先进性以及进度方面进行比较,进行方案比较和可行性论证。
最后选择一个较好的方案。
在方案选择完成后,对各单元电路的功能、性能指标以及
前后级之间的关系应当明确。
(3)单元电路设计、参数选择和元器件选择
单元电路设计需要有扎实的电子电路知识。
对各单元电路可能的组成形式进行分析、比较,在确定了单元电路后,就可以选择元器件。
根据某种原则或以确定好的单元电路部分元件的参数,可以计算其余元器件参数和电路参数。
(4)组装与调试
设计结果的正确需要验证,需要用一起进行测试。
这样可以发现问题并及时修正,直到所要求的功能和性能指标完全符合要求。
(5)编写设计文件与总结报告
符合标准形式的设计文件是一个完整设计过程不可缺少的部分。
文件的类型要求、内容与格式,可参考原电子工业部制定的部标准《设计文件的管理制定》。
软件是电子设备的一个必不可少的组成部分。
对于软件文件的组成,可参考国家标准GB8567-88《计算机软件产品开发文件编制指南》
①设计文档的编写,设计文档的具体内容与以上设计过程
是相呼应的。
z系统的实际要求与技术指标的确定;
z方案选择与可行性论证;
z单元电路设计、参数选择和元器件选择;
z参考资料和文献。
②总结报告的编写,具体内容有:
z设计工作的进程记录;
z原始设计修改部分的说明;
z实际电路原理图、程序清单等;
z功能与指标测试结果(注明所使用的仪器型号与规格);
z系统的操作使用说明;
z存在的问题及改进措施等。