電子綜合設(shè)計(jì)匯編

1、電子(dinz)綜合設(shè)計(jì)何誠(chéng)剛共五十五頁(yè)一、電子(dinz)綜合設(shè)計(jì)的目的:二、課程設(shè)計(jì)基本(jbn)要求：三、電子電路設(shè)計(jì)的一般方法：四、課程設(shè)計(jì)中應(yīng)知道的基本工程知識(shí)：共五十五頁(yè)一、電子綜合設(shè)計(jì)(shj)的目的:（1）使學(xué)生了解電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想(sxing)，鍛煉學(xué)生設(shè) 計(jì)技能，調(diào)試技能與實(shí)驗(yàn)研究技能。（2）提高學(xué)生的自學(xué)能力以及運(yùn)用基礎(chǔ)理論去解決 工程實(shí)際問(wèn)題的能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神, 提高學(xué)生的全面素質(zhì)。共五十五頁(yè)二、課程設(shè)計(jì)基本(jbn)要求：（1）通過(guò)熟悉電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shj)的一般方法； 能夠完成小規(guī)模的電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（2）掌握PROTEL99SE軟件的使用方法，學(xué) 會(huì)利用P

2、ROTEL99SE繪制電路原理圖及 印刷線路板圖，并掌握PCB板布線的 一般規(guī)則 （3）產(chǎn)品調(diào)試及排除故障的一般方法。共五十五頁(yè)三、電子電路設(shè)計(jì)的一般(ybn)方法：共五十五頁(yè)1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、單元電路的設(shè)計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè) 所謂總體設(shè)計(jì)是指：針對(duì)所提出的任務(wù)，要求和條件(tiojin)，用具有一定功能的若干單元電路構(gòu)成一個(gè)整體，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。 1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì) 共五十五頁(yè)【例】試設(shè)計(jì)一個(gè)有一定輸出電壓范圍和功能 的數(shù)控電源.要求如下(rx

3、i): 輸出電壓:范圍0+9.9V,步進(jìn)0.1V,紋波不 大于10mV; 輸出電流:500mA; 輸出電壓值由數(shù)碼管顯示; 由+,-兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減.1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì) 共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、單元電路的設(shè)計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè)2、單元電路(dinl)的設(shè)計(jì)(1) 根據(jù)設(shè)計(jì)(shj)要求和已選定的總體方案原理圖， (2) 設(shè)計(jì)各單元電路的結(jié)構(gòu)形式 (4) 元，器件的選擇 (3) 主要參數(shù)的計(jì)算與選取共五十五頁(yè)1、方案(fng n

4、)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、單元電路的設(shè)計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè)3：元器件的選擇(xunz) （1）器件(qjin)選用原則（2）模擬集成電路的選擇（3）數(shù)字集成電路的選擇（4）半導(dǎo)體三極管的選擇 （5）阻容元件的選擇共五十五頁(yè)1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、單元電路的設(shè)計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè)4、參數(shù)(cnsh)計(jì)算共五十五頁(yè)1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、

5、單元電路的設(shè)計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè)5，總體(zngt)電路圖及PCB設(shè)計(jì) (1)注意信號(hào)的流向，通常(tngchng)從輸入端或信號(hào)源畫起，由左 至右或由上至下按信號(hào)流向依次畫出各單元電路。(2)盡量把總體電路圖畫在一張圖紙上，布局要合理， 排列要均勻。 (3)連線要清楚，并且通常都畫成水平線或垂直 線，一般不畫斜線。按新的畫圖規(guī)則，四端連 接的交叉線，應(yīng)在連接處用黑圓點(diǎn)表示，否則 表示相互跨過(guò)，不連接；三端相連處可不畫黑 圓點(diǎn)。 共五十五頁(yè)1、方案(fng n)論證與總體設(shè)計(jì)6、安裝(nzhung)調(diào)試 2、單元電路的設(shè)

6、計(jì) 3、元器件的選擇4、參數(shù)計(jì)算5、總體電路圖及PCB版圖設(shè)計(jì)電子電路設(shè)計(jì)的一般方法共五十五頁(yè)6、安裝(nzhung)調(diào)試 共五十五頁(yè)四、課程設(shè)計(jì)中應(yīng)知道(zh do)的基本工程知識(shí)：集成電路以及其它元?dú)饧恼_(zhngqu)使用怎樣正確識(shí)別電路圖調(diào)試方法緊急情況處置共五十五頁(yè)集成電路以及其它元?dú)饧恼_使用(shyng)怎樣正確識(shí)別電路圖調(diào)試方法緊急情況處置共五十五頁(yè)中小規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路(jchng-dinl)介紹常用的標(biāo)準(zhǔn)中小規(guī)模數(shù)字集成電路主要有三個(gè)系列：1、 TTL（晶體管-晶體管邏輯）：主要包括 74（標(biāo)準(zhǔn)型）； 74AS（先進(jìn)肖特基）； 74LS（低功耗肖特基）； 74S（肖

7、特基）； 74ALS（先進(jìn)低功耗肖特基）； 74F（高速(o s)）。 2、 ECL（射極耦合邏輯）：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（先進(jìn)CMOS）74ACT（先進(jìn)的CMOS-TTL兼容）。74系列產(chǎn)品，只要后邊的標(biāo)號(hào)相同，其邏輯功能和管腳排列就相同。根據(jù)不同的條件和要求可選擇不同類型的74系列，比如電路的供電電壓為3V就應(yīng)選擇74HC系列的產(chǎn)品。共五十五頁(yè)說(shuō)明(shumng)：這三個(gè)系列的特點(diǎn)是：1、ECL邏輯電路速度(sd)最快、TTL邏輯電路次之、CMOS邏輯電路

8、速度最慢。2、CMOS電路消耗功率最少。共五十五頁(yè)集成電路(jchng-dinl)的封裝以及管腳排列：大多數(shù)74系列以及4000系列的集成電路都將接地管腳和電源管腳分別安排在左下腳和右上腳上，但是(dnsh)也有例外：比如74LS90、74LS92等等。小輸出線集成電路(SOIC)封裝 DIP封裝 共五十五頁(yè)色環(huán)電阻阻值(z zh)計(jì)算 共五十五頁(yè)電容(dinrng)的使用電容從原理上分為：無(wú)極性可變電容、無(wú)極性固定電容、有極性電容等，從材料(cilio)上可以分為：CBB電容（聚乙烯），滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨(dú)石電 容、電解電容、鉭電容等 共五十五頁(yè)極性 名稱 制作 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 無(wú)

9、無(wú)感CBB電容 2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成。 無(wú)感，高頻特性好，體積較小 不適合做大容量，價(jià)格比較高，耐熱性能較差。 無(wú) CBB電容 2層聚乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成。 有感，其他同上。 無(wú) 瓷片電容 薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成。 體積小，耐壓高，價(jià)格低，頻率高（有一種是高頻電容） 易碎！容量低 無(wú) 云母電容 云母片上鍍兩層金屬薄膜 容易生產(chǎn)，技術(shù)含量低。 體積大，容量小，（幾乎沒(méi)有用了） 無(wú) 獨(dú)石電容 體積比CBB更小，其他同CBB，有感 有 電解電容 兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊，轉(zhuǎn)捆后浸泡在電解液（含酸性的合成溶液）中。 容量大， 耐壓低。高頻特性不好。

10、 有 鉭電容 用金屬鉭作為正極，在電解質(zhì)外噴上金屬作為負(fù)極。 穩(wěn)定性好，容量大，高頻特性好。 造價(jià)高。（一般用于關(guān)鍵地方） 共五十五頁(yè)電容容量的標(biāo)注方法:(1)以u(píng)F為單位：電容容量1uF以上者，直接以數(shù)值表示 容量，例如10000uF，3300uF。(2)以pF為單位：第一位數(shù)與第二位數(shù)代表電容數(shù)值，第三個(gè)數(shù)字(shz)代表10的次方，亦即數(shù)值後面0的個(gè)數(shù)。例如電容容量標(biāo)示為104者，代表10後面有四個(gè)0，亦即100000pF。(3)以nF為單位：電容容量標(biāo)示為100N代表100 x10-9=10-7法拉，亦等於0.1x10-6法拉，所以等於0.1UF。 共五十五頁(yè)集成電路以及其它元?dú)?yu

11、nq)件的正確使用怎樣正確識(shí)別電路圖調(diào)試方法緊急情況處置共五十五頁(yè)如何正確(zhngqu)識(shí)別電路圖網(wǎng)絡(luò)(wnglu)標(biāo)記電源標(biāo)記IC邏輯符號(hào)接地符號(hào)共五十五頁(yè)數(shù)據(jù)總線共五十五頁(yè)集成電路以及其它元?dú)?yunq)件的正確使用怎樣正確識(shí)別電路圖調(diào)試方法緊急情況處置共五十五頁(yè)調(diào)試方法-通電(tng din)前檢查（1）在面包板上接線完成后，首先進(jìn)行外觀檢 查，看集成電路以及其它(qt)元件有無(wú)插錯(cuò)位 置，有無(wú)插反以及有無(wú)漏插。（2）測(cè)量+5V對(duì)地電阻，檢查+5V電源是否對(duì)地短路。（3）使用萬(wàn)用表對(duì)照電路圖檢查連線是否有錯(cuò)誤。（4）與同伴互相交換面包板，按上述步驟再次進(jìn)行互檢。共五十五頁(yè)（1）清理工作

12、臺(tái)，保持工作臺(tái)干凈整潔。（2）將各測(cè)量?jī)x器以及信號(hào)源、穩(wěn)壓電源置正確 位置。要求穩(wěn)壓電源輸出電壓設(shè)定為+5V， 信號(hào)源輸出的方波波形(b xn)的幅度為2V-3V之 間，用示波器觀察波形應(yīng)無(wú)畸變。（3）所有測(cè)量?jī)x器在使用時(shí)，應(yīng)與面包板上的電 路共地。調(diào)試方法-通電(tng din)前準(zhǔn)備：共五十五頁(yè)通電后應(yīng)迅速觀察電路的工作狀態(tài)，觀察電路板上有無(wú)元件過(guò)熱、冒煙(mo yn)、有無(wú)異味。調(diào)試(dio sh)方法-通電后：共五十五頁(yè)故障排除(pich)方法：（1）根據(jù)統(tǒng)計(jì)90%以上的故障都是因?yàn)榘惭b錯(cuò)誤造成的，所以 通電后，若電路工作不正常應(yīng)當(dāng)首先檢查裝配是否正確。（2）對(duì)比法：用一正常單元組件與

13、不正常的單元組件做比 較，找出其中不正常的部分。（3）逐級(jí)跟蹤法：按照電路原理，逐級(jí)觀察信號(hào)的狀態(tài)直到 找到故障點(diǎn)。（4）對(duì)分法：對(duì)于有故障的多級(jí)電路，為了減少檢查工作 量，可將電路劃分成獨(dú)立的若干單元，然后再分析(fnx)故障 到底出在哪個(gè)單元。（5）替代法：直接替換懷疑有故障的元?dú)饧?。共五十五?yè)調(diào)試(dio sh)中緊急情況處置：當(dāng)調(diào)試過(guò)程中有出現(xiàn)異味、冒煙(mo yn)以及其它緊急情況時(shí)，應(yīng)立即切斷電源！共五十五頁(yè)（1）課程設(shè)計(jì)所有階段中，情緒不好或精神狀態(tài)不好的 時(shí)候請(qǐng)不要進(jìn)行(jnxng)設(shè)備的調(diào)試和安裝，（2）情緒過(guò)于興奮時(shí)，也請(qǐng)不要進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試和安裝，（3）調(diào)試設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)精神飽

14、滿，注意力高度集中。（4）請(qǐng)安裝或調(diào)試完一個(gè)階段再休息。忠告(zhnggo)：共五十五頁(yè)集成電路(jchng-dinl)的發(fā)明者-Robert Noyce（1928-1990） Noyce被稱為硅谷教父， Noyce出生于一個(gè)議會(huì)大臣的家庭當(dāng)他在格林內(nèi)爾大學(xué)求學(xué)時(shí)，他的導(dǎo)師Grant Gale運(yùn)用從晶體管發(fā)明者John Bardeen（巴丁）手中得到的晶體管給他講授了固態(tài)電子學(xué)課程(kchng)，從此Noyce就迷上了計(jì)算機(jī)與電子技術(shù).1953年Noyce獲得了麻省理工大學(xué)博士學(xué)位并于1956年加入Shockley實(shí)驗(yàn)室，一年后Noyce和他的同事創(chuàng)辦了著名的仙童半導(dǎo)體公司，在那里 Noyce

15、 發(fā)明了在一塊獨(dú)立的芯片上互連晶體管的技術(shù),這種硅片后來(lái)被稱為IC（集成電路），集成電路的發(fā)明使得電子電路向小型化發(fā)展，這一發(fā)明是與TI公司的Jack kilby共享的。1968年Noyce與仙童公司的另一名科學(xué)家ore成立了Intel公司，很快這家公司就變?yōu)槊绹?guó)領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司。1979年、1987年美國(guó)總統(tǒng)分別授予Noyce國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)潞蛧?guó)家科技獎(jiǎng)?wù)隆９参迨屙?yè)電子綜合(zngh)設(shè)計(jì)題目共五十五頁(yè)設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓范圍和功能的單片機(jī)控制的穩(wěn)壓穩(wěn)流電源。基本要求如下：（1）輸出電壓：范圍0+9.9V，步進(jìn)0.01V，（2）輸出電流：01A；步進(jìn)1mA（3）輸出電壓、電流值及設(shè)置的輸出電壓

16、、電流 值由LCD1602顯示；（4）輸出電壓、電流的增減可通過(guò)面板(min bn)進(jìn)行 設(shè)置；共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)共五十五頁(yè)1. 一般(ybn)規(guī)則 PCB板上預(yù)劃分?jǐn)?shù)字、模擬區(qū)域。 b) 數(shù)字、模擬元器件及相應(yīng)走線盡量分開(kāi)并放置 於各自的布線區(qū)域內(nèi)。c) 高速數(shù)字信號(hào)及模擬高頻信號(hào)走線盡量短。d) 合理(hl)分配電源和地,DGND、AGND、實(shí)地分開(kāi)。 電源及臨界信號(hào)走線使用寬線。共五十五頁(yè)從Connector和Jack開(kāi)始放置元器件： a) Connector和Jack周圍(zhuwi)留出插件的位置； b) 元器件周圍留出電源和地走線的空間。c) 放置混

17、合型元器件(如A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片等) d)放置模擬電路元器件，模擬器件相互靠近 2、放置(fngzh)元器件共五十五頁(yè)e)放置數(shù)字元器件及去耦電容, 數(shù)字元器 件集中放置以減少(jinsho)走線長(zhǎng)度； 在IC的電源/地間放置0.1uF的去耦電 容，連接走線盡量短以減小EMI 共五十五頁(yè)一般(ybn)地，先布電源走線，再布信號(hào)走線。 數(shù)字信號(hào)布線區(qū)域中，用10uF電解電容或鉭電容與0.1uF瓷片電容(dinrng)并聯(lián)后接在電源/地之間.在PCB板電源入口端和最遠(yuǎn)端各放置一處，以防電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾。 3、走線共五十五頁(yè)所有地線走線盡量寬，25-50mil。 所有IC電源/地間的電

18、容(dinrng)走線盡量短，并不要使用過(guò)孔。 4、電源(dinyun)、地線共五十五頁(yè)集成電路(jchng-dinl)： PIC16F819 (DIP18封裝) TLC272 （DIP8封裝 ） LM385-2.5 (TO-92封裝） 78L05 (TO-92封裝） 共五十五頁(yè)電阻：1/4W AXIAL0.3 1/2W AXIAL0.4 電位器：VR-4瓷片電容：RAD0.1 電解(dinji)電容：一般470uF用RB.3/.6 共五十五頁(yè)晶振 XTAL1二極管 DIODE 0.4三極管： 2SC1815(TO-92 封裝） 2SA1443(TO-220封裝)插座(chzu)： SIP10,SIP4共五十五頁(yè)內(nèi)容摘要電子綜合設(shè)計(jì)。（1）使學(xué)生了解電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想，鍛煉學(xué)生設(shè)。1、 TTL（