电子技术课程设计方法课件.ppt
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- 电子技术 课程设计 方法 课件
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1、1电子技术课程设计电子技术课程设计目的目的 运用已基本掌握的具有不同功能的单元电运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法,在单元电路设路的设计、安装和调试方法,在单元电路设计的基础上,设计出具有各种不同用途和一计的基础上,设计出具有各种不同用途和一定工程意义的电子装置。深化所学理论知识,定工程意义的电子装置。深化所学理论知识,培养综合运用能力,培养综合运用能力,增强独立分析与解决问增强独立分析与解决问题的能力题的能力。训练培养严肃认真的工作作风和。训练培养严肃认真的工作作风和科学态度,为以后从事电子电路设计和研制科学态度,为以后从事电子电路设计和研制电子产品打下初步基础。电
2、子产品打下初步基础。 .2要求要求 根据题目的技术指标,独立进行电路选取、工程估算、实验测根据题目的技术指标,独立进行电路选取、工程估算、实验测试与调整,试与调整,制作出实际电子产品和写出总结报告。制作出实际电子产品和写出总结报告。步骤步骤 选择总体方案,设计单元电路,选择元器件,选择总体方案,设计单元电路,选择元器件,计算机仿真计算机仿真优化优化,硬件装配调试,测试性能指标,写出总结报告,进行,硬件装配调试,测试性能指标,写出总结报告,进行文档整理。文档整理。 衡量标准衡量标准 工作稳定可靠,能达到所要求的性能指标,并留有适当的工作稳定可靠,能达到所要求的性能指标,并留有适当的裕量;电路简单
3、;裕量;电路简单;成本低;成本低;功耗低;所采用元器件的品种少、功耗低;所采用元器件的品种少、体积小且货源充足;便于生产、测试和维修体积小且货源充足;便于生产、测试和维修 。.3设计方法与步骤设计方法与步骤一、一、 系统设计系统设计二、二、 硬件组装、调试硬件组装、调试 三、三、 性能指标测试性能指标测试四、四、 实验报告,文档整理实验报告,文档整理 .4一、一、 系统设计系统设计1. 1.明确系统的设计任务要求明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析,充分了对系统的设计任务进行具体分析,充分了解系统的性能、指标、内容及要求,明确系解系统的性能、指标、内容及要求,明确系统应完成的任
4、务。统应完成的任务。 .52 2总体方案选择总体方案选择 把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,画出一个能表示各单元功能和关系的整机原画出一个能表示各单元功能和关系的整机原理框图。理框图。 方案选择的重要任务是针对系统提出的任务、方案选择的重要任务是针对系统提出的任务、 要求和条件,查阅资料,广开思路,提出尽要求和条件,查阅资料,广开思路,提出尽 量多的不同方案,仔细分析每个方案的可行性量多的不同方案,仔细分析每个方案的可行性 和优缺点,加以比较,从中选取合适的方案。和优缺点,加以比较,从中选取合适的方案。 在选择过程中,常用框图表示各种方案的基本在选
5、择过程中,常用框图表示各种方案的基本 原理。框图一般不必画得太详细,只要说明基原理。框图一般不必画得太详细,只要说明基 本原理就可以了。最后设计出一本原理就可以了。最后设计出一 个完整框图。个完整框图。.63 3单元电路的设计、参数计算和器件选择单元电路的设计、参数计算和器件选择 根据系统指标和功能框图,明确任务,进行各根据系统指标和功能框图,明确任务,进行各单元电路的设计单元电路的设计、参数计算参数计算和和元器件选择元器件选择。 (1 1). . 单元电路设计单元电路设计每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务,每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标。详细
6、拟定出单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合和前后级之间的关注意各单元电路之间的相互配合和前后级之间的关系,尽量简化电路结构。系,尽量简化电路结构。注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系。注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系。选择选择单元电路的组成形式,可以模仿成熟的先进的单元电路的组成形式,可以模仿成熟的先进的电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能要求。要求。.7(2 2). . 参数计算参数计算 理解电路的工作原理,正确利用计算公式,满理解电路的工作原理,正确利用计算公式,满足设计要求。足设计要求。 (1 1)元器件
7、的工作电流、电压、频率和功耗)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。等参数应能满足电路指标的要求。(2 2)元器件的极限参数必须留有足够裕量,)元器件的极限参数必须留有足够裕量,一般应大于额定值的一般应大于额定值的1.51.5倍。倍。(3 3)电阻器和电容器的参数应选计算值附近)电阻器和电容器的参数应选计算值附近的标称值。的标称值。.8(3 3). . 元器件选择元器件选择 阻容元件的选择。阻容元件的选择。电阻器和电容器种类很电阻器和电容器种类很多,正确选择电阻器和电容器是很重要的。多,正确选择电阻器和电容器是很重要的。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合设计时要根
8、据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件,并要注意功耗、容量、频率适的阻容元件,并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。和耐压范围是否满足要求。.9 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、光电三极管、晶闸管应管、光电二极管、光电三极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。等。根据其用途分别进行选择。分立元件的选择。分立元件的选择。.10 由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能,所以选用集成电路设计单元机电路的功能,所以选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活,它不仅使系电路和总体电
9、路既方便又灵活,它不仅使系统体积缩小,而且性能可靠,便于调试及安统体积缩小,而且性能可靠,便于调试及安装,在设计电路时应首选。装,在设计电路时应首选。 选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案,而且要满足功耗、电压、速度、价设计方案,而且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面要求。格等多方面要求。集成电路的选择。集成电路的选择。一般优先选集成电路一般优先选集成电路。 集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。器集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。器件的型号、功能、特性、管脚可查阅有关手册。件的型号、功能、特性、管脚可查阅有关手册。.11 集成电路的品种很
10、多,选用方法一般是集成电路的品种很多,选用方法一般是“先粗后细先粗后细”,即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路,然即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路,然后考虑具体性能,最后根据价格等因素选用某种型号的集后考虑具体性能,最后根据价格等因素选用某种型号的集成电路成电路 。 应熟悉集成电路的品种和几种典型产晶的型号、性能、应熟悉集成电路的品种和几种典型产晶的型号、性能、价格等,以便在设计时能提出较好的方案,较快地设计出价格等,以便在设计时能提出较好的方案,较快地设计出单元电路和总电路。单元电路和总电路。 集成电路的常用封装方式有三种:扁平式、直立式和双集成电路的常用封装方式有三
11、种:扁平式、直立式和双列直插式,为便于安装、更换、调试和维修,一般情况下,列直插式,为便于安装、更换、调试和维修,一般情况下,应尽可能选用双列直插式集成电路。应尽可能选用双列直插式集成电路。.124. 4. 电路图的绘制电路图的绘制 目前比较流行的或应用广泛的绘制软件目前比较流行的或应用广泛的绘制软件包有包有PROTEL和和ORCAD/STD。亦可用电子。亦可用电子工作平台工作平台multisim。.13(1)布局合理、排列均匀、图面清晰、便于布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利于对图的理解和阅读。看图、有利于对图的理解和阅读。 绘制电路图时应注意:绘制电路图时应注意: (2)注意信号
12、的流向。注意信号的流向。 (3)图形符号要标准,图中应加适当的图形符号要标准,图中应加适当的标注。标注。 (4)连接线应为直线,并且交叉和折弯应连接线应为直线,并且交叉和折弯应最少。最少。 .145. 计算机仿真优化计算机仿真优化 v电子系统的方案选择、电路设计以及参数计算电子系统的方案选择、电路设计以及参数计算和元器件选择基本确定后,方案的选择是否合和元器件选择基本确定后,方案的选择是否合理,电路设计是否正确,元器件选择是否经济,理,电路设计是否正确,元器件选择是否经济,这些问题还有待于研究。传统的设计方法只能这些问题还有待于研究。传统的设计方法只能通过实验来解决以上问题,这样不仅延长了设通
13、过实验来解决以上问题,这样不仅延长了设计时间,而且需要大量元器件,有时设计不当计时间,而且需要大量元器件,有时设计不当可能要烧坏元器件,因此设计成本高。而利用可能要烧坏元器件,因此设计成本高。而利用电子电路电子电路CAD技术,可对设计的电路进行分析、技术,可对设计的电路进行分析、仿真、虚拟实验,不仅提高了设计效率,而且仿真、虚拟实验,不仅提高了设计效率,而且可以通过反复仿真得到一个最佳方案。目前应可以通过反复仿真得到一个最佳方案。目前应用较为广泛的电子电路仿真软件有用较为广泛的电子电路仿真软件有PSPICE、和和功能多、应用方便的功能多、应用方便的ELECTRONICS WORK BENCH和
14、和multisim 。 .15 6. 印刷电路板的设计印刷电路板的设计 借助计算机对印刷电路板进行辅助借助计算机对印刷电路板进行辅助设计已经取代了传统的手工设计,它不设计已经取代了传统的手工设计,它不仅可以使底图更整洁、标准,而且能够仅可以使底图更整洁、标准,而且能够解决手工布线印刷导线不能过细和较窄解决手工布线印刷导线不能过细和较窄的间隙不易布线等问题,同时可彻底解的间隙不易布线等问题,同时可彻底解决双面板焊盘严格的一一对应问题。决双面板焊盘严格的一一对应问题。 PROTEL软件包是绘制印刷电路板的最软件包是绘制印刷电路板的最常用软件。常用软件。.16二、硬件组装与调试二、硬件组装与调试1
15、1、电子电路的组装、电子电路的组装 (1 1)元器件的焊接技术)元器件的焊接技术当印刷电路板设计好后,需要将元器件接在印刷板当印刷电路板设计好后,需要将元器件接在印刷板上。焊接质量取决于四个条件:上。焊接质量取决于四个条件:焊接工具焊接工具、焊料焊料、焊剂焊剂、焊接技术焊接技术。 焊接工具。焊接工具。 电烙铁是焊接的主要工具。要根据不同的焊接对象选择不电烙铁是焊接的主要工具。要根据不同的焊接对象选择不同功率的电烙铁。焊接集成电路一般可选用同功率的电烙铁。焊接集成电路一般可选用 25 W的,元器件的,元器件管脚较粗或印刷板焊盘面积较大时可选用管脚较粗或印刷板焊盘面积较大时可选用45W 或功率更大
16、的。或功率更大的。焊接焊接CMOS电路一般选用电路一般选用20W 内热式电烙铁内热式电烙铁,而且,而且外壳要连外壳要连接良好的接地线接良好的接地线。若用外热式电烙铁,最好采用烙铁断电,用。若用外热式电烙铁,最好采用烙铁断电,用余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。 .17焊料。焊料。 常用的焊料是常用的焊料是焊锡焊锡,焊锡是一种铅锡合金。市,焊锡是一种铅锡合金。市场上出售的焊锡有两种:一种是将焊锡做成管状,场上出售的焊锡有两种:一种是将焊锡做成管状,管内填有松香,称管内填有松香,称松香焊锡丝松香焊锡丝,使用这种焊锡丝时,使用这种焊锡丝时,可以不加助焊剂
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