电子综合设计汇编

1、电子(dinz)综合设计何诚刚共五十五页一、电子(dinz)综合设计的目的:二、课程设计基本(jbn)要求：三、电子电路设计的一般方法：四、课程设计中应知道的基本工程知识：共五十五页一、电子综合设计(shj)的目的:（1）使学生了解电子产品设计思想(sxing)，锻炼学生设 计技能，调试技能与实验研究技能。（2）提高学生的自学能力以及运用基础理论去解决 工程实际问题的能力，开发学生的创新精神, 提高学生的全面素质。共五十五页二、课程设计基本(jbn)要求：（1）通过熟悉电子系统设计(shj)的一般方法； 能够完成小规模的电子系统的设计。（2）掌握PROTEL99SE软件的使用方法，学 会利用P

2、ROTEL99SE绘制电路原理图及 印刷线路板图，并掌握PCB板布线的 一般规则 （3）产品调试及排除故障的一般方法。共五十五页三、电子电路设计的一般(ybn)方法：共五十五页1、方案(fng n)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、单元电路的设计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页 所谓总体设计是指：针对所提出的任务，要求和条件(tiojin)，用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，来实现系统的各项性能。 1、方案(fng n)论证与总体设计 共五十五页【例】试设计一个有一定输出电压范围和功能 的数控电源.要求如下(rx

3、i): 输出电压:范围0+9.9V,步进0.1V,纹波不 大于10mV; 输出电流:500mA; 输出电压值由数码管显示; 由+,-两键分别控制输出电压步进增减.1、方案(fng n)论证与总体设计 共五十五页共五十五页1、方案(fng n)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、单元电路的设计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页2、单元电路(dinl)的设计(1) 根据设计(shj)要求和已选定的总体方案原理图， (2) 设计各单元电路的结构形式 (4) 元，器件的选择 (3) 主要参数的计算与选取共五十五页1、方案(fng n

4、)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、单元电路的设计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页3：元器件的选择(xunz) （1）器件(qjin)选用原则（2）模拟集成电路的选择（3）数字集成电路的选择（4）半导体三极管的选择 （5）阻容元件的选择共五十五页1、方案(fng n)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、单元电路的设计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页4、参数(cnsh)计算共五十五页1、方案(fng n)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、

5、单元电路的设计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页5，总体(zngt)电路图及PCB设计 (1)注意信号的流向，通常(tngchng)从输入端或信号源画起，由左 至右或由上至下按信号流向依次画出各单元电路。(2)尽量把总体电路图画在一张图纸上，布局要合理， 排列要均匀。 (3)连线要清楚，并且通常都画成水平线或垂直 线，一般不画斜线。按新的画图规则，四端连 接的交叉线，应在连接处用黑圆点表示，否则 表示相互跨过，不连接；三端相连处可不画黑 圆点。 共五十五页1、方案(fng n)论证与总体设计6、安装(nzhung)调试 2、单元电路的设

6、计 3、元器件的选择4、参数计算5、总体电路图及PCB版图设计电子电路设计的一般方法共五十五页6、安装(nzhung)调试 共五十五页四、课程设计中应知道(zh do)的基本工程知识：集成电路以及其它元气件的正确(zhngqu)使用怎样正确识别电路图调试方法紧急情况处置共五十五页集成电路以及其它元气件的正确使用(shyng)怎样正确识别电路图调试方法紧急情况处置共五十五页中小规模标准数字集成电路(jchng-dinl)介绍常用的标准中小规模数字集成电路主要有三个系列：1、 TTL（晶体管-晶体管逻辑）：主要包括 74（标准型）； 74AS（先进肖特基）； 74LS（低功耗肖特基）； 74S（肖

7、特基）； 74ALS（先进低功耗肖特基）； 74F（高速(o s)）。 2、 ECL（射极耦合逻辑）：主要包括： ECL10K、ECL100K。3、 CMOS系列：主要包括 4000系列、74HCT（高速CMOS兼容）、 74HC（高速CMOS）、 74AC（先进CMOS）74ACT（先进的CMOS-TTL兼容）。74系列产品，只要后边的标号相同，其逻辑功能和管脚排列就相同。根据不同的条件和要求可选择不同类型的74系列，比如电路的供电电压为3V就应选择74HC系列的产品。共五十五页说明(shumng)：这三个系列的特点是：1、ECL逻辑电路速度(sd)最快、TTL逻辑电路次之、CMOS逻辑电路

8、速度最慢。2、CMOS电路消耗功率最少。共五十五页集成电路(jchng-dinl)的封装以及管脚排列：大多数74系列以及4000系列的集成电路都将接地管脚和电源管脚分别安排在左下脚和右上脚上，但是(dnsh)也有例外：比如74LS90、74LS92等等。小输出线集成电路(SOIC)封装 DIP封装 共五十五页色环电阻阻值(z zh)计算 共五十五页电容(dinrng)的使用电容从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料(cilio)上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电 容、电解电容、钽电容等 共五十五页极性 名称 制作 优点 缺点 无

9、无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感，高频特性好，体积较小 不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。 无 CBB电容 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 有感，其他同上。 无 瓷片电容 薄瓷片两面渡金属膜银而成。 体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容） 易碎！容量低 无 云母电容 云母片上镀两层金属薄膜 容易生产，技术含量低。 体积大，容量小，（几乎没有用了） 无 独石电容 体积比CBB更小，其他同CBB，有感 有 电解电容 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。 容量大， 耐压低。高频特性不好。

10、 有 钽电容 用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。 稳定性好，容量大，高频特性好。 造价高。（一般用于关键地方） 共五十五页电容容量的标注方法:(1)以uF为单位：电容容量1uF以上者，直接以数值表示 容量，例如10000uF，3300uF。(2)以pF为单位：第一位数与第二位数代表电容数值，第三个数字(shz)代表10的次方，亦即数值後面0的个数。例如电容容量标示为104者，代表10後面有四个0，亦即100000pF。(3)以nF为单位：电容容量标示为100N代表100 x10-9=10-7法拉，亦等於0.1x10-6法拉，所以等於0.1UF。 共五十五页集成电路以及其它元气(yu

11、nq)件的正确使用怎样正确识别电路图调试方法紧急情况处置共五十五页如何正确(zhngqu)识别电路图网络(wnglu)标记电源标记IC逻辑符号接地符号共五十五页数据总线共五十五页集成电路以及其它元气(yunq)件的正确使用怎样正确识别电路图调试方法紧急情况处置共五十五页调试方法-通电(tng din)前检查（1）在面包板上接线完成后，首先进行外观检 查，看集成电路以及其它(qt)元件有无插错位 置，有无插反以及有无漏插。（2）测量+5V对地电阻，检查+5V电源是否对地短路。（3）使用万用表对照电路图检查连线是否有错误。（4）与同伴互相交换面包板，按上述步骤再次进行互检。共五十五页（1）清理工作

12、台，保持工作台干净整洁。（2）将各测量仪器以及信号源、稳压电源置正确 位置。要求稳压电源输出电压设定为+5V， 信号源输出的方波波形(b xn)的幅度为2V-3V之 间，用示波器观察波形应无畸变。（3）所有测量仪器在使用时，应与面包板上的电 路共地。调试方法-通电(tng din)前准备：共五十五页通电后应迅速观察电路的工作状态，观察电路板上有无元件过热、冒烟(mo yn)、有无异味。调试(dio sh)方法-通电后：共五十五页故障排除(pich)方法：（1）根据统计90%以上的故障都是因为安装错误造成的，所以 通电后，若电路工作不正常应当首先检查装配是否正确。（2）对比法：用一正常单元组件与

13、不正常的单元组件做比 较，找出其中不正常的部分。（3）逐级跟踪法：按照电路原理，逐级观察信号的状态直到 找到故障点。（4）对分法：对于有故障的多级电路，为了减少检查工作 量，可将电路划分成独立的若干单元，然后再分析(fnx)故障 到底出在哪个单元。（5）替代法：直接替换怀疑有故障的元气件。共五十五页调试(dio sh)中紧急情况处置：当调试过程中有出现异味、冒烟(mo yn)以及其它紧急情况时，应立即切断电源！共五十五页（1）课程设计所有阶段中，情绪不好或精神状态不好的 时候请不要进行(jnxng)设备的调试和安装，（2）情绪过于兴奋时，也请不要进行设备的调试和安装，（3）调试设备时应当精神饱

14、满，注意力高度集中。（4）请安装或调试完一个阶段再休息。忠告(zhnggo)：共五十五页集成电路(jchng-dinl)的发明者-Robert Noyce（1928-1990） Noyce被称为硅谷教父， Noyce出生于一个议会大臣的家庭当他在格林内尔大学求学时，他的导师Grant Gale运用从晶体管发明者John Bardeen（巴丁）手中得到的晶体管给他讲授了固态电子学课程(kchng)，从此Noyce就迷上了计算机与电子技术.1953年Noyce获得了麻省理工大学博士学位并于1956年加入Shockley实验室，一年后Noyce和他的同事创办了著名的仙童半导体公司，在那里 Noyce

15、 发明了在一块独立的芯片上互连晶体管的技术,这种硅片后来被称为IC（集成电路），集成电路的发明使得电子电路向小型化发展，这一发明是与TI公司的Jack kilby共享的。1968年Noyce与仙童公司的另一名科学家ore成立了Intel公司，很快这家公司就变为美国领先的半导体公司。1979年、1987年美国总统分别授予Noyce国家科学奖章和国家科技奖章。共五十五页电子综合(zngh)设计题目共五十五页设计出有一定输出电压范围和功能的单片机控制的稳压稳流电源。基本要求如下：（1）输出电压：范围0+9.9V，步进0.01V，（2）输出电流：01A；步进1mA（3）输出电压、电流值及设置的输出电压

16、、电流 值由LCD1602显示；（4）输出电压、电流的增减可通过面板(min bn)进行 设置；共五十五页共五十五页共五十五页共五十五页共五十五页共五十五页1. 一般(ybn)规则 PCB板上预划分数字、模拟区域。 b) 数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置 於各自的布线区域内。c) 高速数字信号及模拟高频信号走线尽量短。d) 合理(hl)分配电源和地,DGND、AGND、实地分开。 电源及临界信号走线使用宽线。共五十五页从Connector和Jack开始放置元器件： a) Connector和Jack周围(zhuwi)留出插件的位置； b) 元器件周围留出电源和地走线的空间。c) 放置混

17、合型元器件(如A/D、D/A转换芯片等) d)放置模拟电路元器件，模拟器件相互靠近 2、放置(fngzh)元器件共五十五页e)放置数字元器件及去耦电容, 数字元器 件集中放置以减少(jinsho)走线长度； 在IC的电源/地间放置0.1uF的去耦电 容，连接走线尽量短以减小EMI 共五十五页一般(ybn)地，先布电源走线，再布信号走线。 数字信号布线区域中，用10uF电解电容或钽电容与0.1uF瓷片电容(dinrng)并联后接在电源/地之间.在PCB板电源入口端和最远端各放置一处，以防电源尖峰脉冲引发的噪声干扰。 3、走线共五十五页所有地线走线尽量宽，25-50mil。 所有IC电源/地间的电

18、容(dinrng)走线尽量短，并不要使用过孔。 4、电源(dinyun)、地线共五十五页集成电路(jchng-dinl)： PIC16F819 (DIP18封装) TLC272 （DIP8封装 ） LM385-2.5 (TO-92封装） 78L05 (TO-92封装） 共五十五页电阻：1/4W AXIAL0.3 1/2W AXIAL0.4 电位器：VR-4瓷片电容：RAD0.1 电解(dinji)电容：一般470uF用RB.3/.6 共五十五页晶振 XTAL1二极管 DIODE 0.4三极管： 2SC1815(TO-92 封装） 2SA1443(TO-220封装)插座(chzu)： SIP10,SIP4共五十五页内容摘要电子综合设计。（1）使学生了解电子产品设计思想，锻炼学生设。1、 TTL（