电子系统设计竞赛说明

电子系统设计竞赛阐明郑恭明

zgm831@

长江大学电信学院内容平台阐明1标题阐明2系统设计方法3文档写作4平台阐明硬件系统：根据所选标题——选择最熟习的硬件系统平台功能模块：创新基地现有的一部分器件单面板制造

标题阐明1、温室控制系统设计要求：(1)温度检测：10°C----80°C，最小区分度0.1°C(2)温度范围可恣意设定：20°C----60°C(3)冷却〔如风扇〕和加热控制：温度静态误差<=1°C(4)显示被丈量的值〔数码管、LCD均可〕发扬：冷却和加热的有效控制：当设定温度突变时，减小调理时间标题阐明2、频率相位丈量仪设计根本要求：(1)被测信号：正弦波、方波、三角波(2)频率丈量a．丈量范围：1Hz～100KHz；b．丈量误差≤0.1。(3)相位差丈量a．量程：0～360°；丈量准确度：1°；分辨率：0.1°。b．信号频率范围：10Hz～10kHz；(4)显示被丈量的值〔数码管、LCD均可〕发扬部分：a、信号幅度范围：0.5Vrms～5Vrms；b、丈量精度提高10倍。标题阐明3、可编程放大器系统设计根本要求：(1)放大器输入正弦信号电压峰峰值Vpp为5mV~5V，电压放大倍数为1~100倍可调，最大步进10倍，通频带为20Hz～200kHz，放大器输出电压无明显失真。(2)误差不大于5%。发扬部分：误差不大于2%。具有放大倍数的设置功能。提高通频带到1Hz～1MHz系统设计方法1.“Bottom-up〞〔自底向上〕设计方法传统的电子系统设计普通是采用搭积木式的方法进展，即由器件搭成电路板，由电路板搭成电子系统。系统设计方法2.“Top－down〞〔自顶向下〕设计方法在“Top－down〞〔自顶向下〕的设计方法中，设计者首先需求对整个系统进展方案设计和功能划分，拟订采用一片或几片公用集成电路ASIC来实现系统的关键电路，系统和电路设计师亲身参与这些公用集成电路的设计，完成电路和芯片幅员，再交由IC工厂投片加工，或者采用可编程ASIC〔例如CPLD和FPGA〕现场编程实现。系统设计方法将整个设方案分为系统级设计、子系统级设计、部件级设计、元器件级设计4个层次。第1步：行为描画与设计〔将设计要求变为技术性能目的与功能的描画〕第2步：构造描画与设计〔实现技术性能目的与功能的子系统、部件或者元器件，以及相互衔接关系、输入/输出信号、接口等〕第3步：物理描画与设计〔实现构造的资料、元器件、工艺、加工方法、设备等〕系统设计制造步骤在电子系统设计中，作为控制器，单片机与可编程逻辑器件运用非常普遍，其设计过程如以下图所示，可以分为明确设计要求、系统设计、硬件设计与调试、软件设计与调试、系统集成等步骤。系统设计制造步骤明确设计要求，确定系统功能与性能目的系统设计〔器件选型，软件/硬件义务分配〕软件设计与调试〔选择与硬件配套的软件开发工具，确定数学模型，算法、数据构造，软件功能划分，子程序、程序模块设计与调试，模块联调〕硬件设计与调试〔最小系统板，接口电路，显示与键盘电路，功率控制电路，A/D与D/A电路，信号调理等电路设计制造与调试〕注：最小系统板在竞赛中可以采用废品。系统集成〔软件与硬件联调与修正〕功能模块设计步骤1.明确设计要求2.确定设计方案3.设计制造功能模块设计步骤1.明确设计要求〔1〕对于数字子系统，需求明确的设计要求有：子系统的输入和输出？数量？信号方式？模拟？TTL？CMOS？负载？微控制器？可编程器件？功率驱动？输出电流？时钟？毛刺？冒险竞争？实现器件？〔2〕对于模拟子系统，需求明确的设计要求有：输入信号的波形和幅度、频率等参数？输出信号的波形和幅度、频率等参数？系统的功能和各项性能目的？如增益、频带、宽度、信噪比、失真度等？技术目的的精度、稳定性？丈量仪器？调试方法？功能模块设计步骤2.确定设计方案数字电路占主体的系统，建议是采用单片机或者可编程逻辑器件，不选中小规模器件模拟子系统的设计方案与所选择的元器件有很大关系。建议： a．根据技术性能目的、输入输出信号关系等确定系统方框图； b.在子系统中，合理的分配技术目的，如增益、噪声、非线性等。将目的分配到方框图中的各模块，技术参数目的要定性和定量。 c.要留意各功能单元的静态目的与动态目的、精度及其稳定性，应充分思索元器件的温度特性、电源电压动摇、负载变化及干扰等要素的影响。 d.要留意各模块之间的耦合方式、级间的阻抗匹配、反响类型、负载效应及电源内阻、地线电阻、温度等对系统目的的影响。 e.合理的选择元器件，应尽量选择通用、新型、熟习的元器件。应留意元器件参数的分散性，设计时应留有余地。f.要事先确定参数调试与测试方法、仪器仪表、调试与测试点，以及相关的数据记录与处置方法。功能模块设计步骤3.设计制造 设计主要包括电路设计与印制板设计。〔1〕电路设计 电路设计建议根据所确定的设计方案，选择好元器件，按照技术目的要求，参考元器件厂商提供的设计参考〔评价板〕以及参考资料提供的电路，完成设计。〔2〕印制板设计PCB设计时应遵守PCB设计的根本规那么，留意数字电路与模拟电路的分隔、高频电路与低频电路的分隔、电源线与接地板的设计等问题。