電子設(shè)計 第三部分

1、第三部分第三部分 電子系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試方法電子系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試方法n電路的設(shè)計就是用我們學(xué)習(xí)到的理論知識結(jié)合實際經(jīng)驗，構(gòu)成電路的設(shè)計就是用我們學(xué)習(xí)到的理論知識結(jié)合實際經(jīng)驗，構(gòu)成一個有效、可行、適用的電子系統(tǒng)，來達(dá)到一個或多個實際需一個有效、可行、適用的電子系統(tǒng)，來達(dá)到一個或多個實際需求的一種有目的的活動。求的一種有目的的活動。 電子系統(tǒng)設(shè)計的步驟電子系統(tǒng)設(shè)計的步驟1.明確所要設(shè)計的任務(wù)明確所要設(shè)計的任務(wù)2.分析具體指標(biāo)。解讀所要設(shè)計的系統(tǒng)性能、技術(shù)指標(biāo)、內(nèi)容和分析具體指標(biāo)。解讀所要設(shè)計的系統(tǒng)性能、技術(shù)指標(biāo)、內(nèi)容和要求。要求。3.設(shè)計方案、理論計算設(shè)計方案、理論計算4.實驗分析、測試等。實驗分析、測

2、試等。電子系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)達(dá)到的基本要求電子系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)達(dá)到的基本要求1.學(xué)會運用電子技術(shù)、微處理器技術(shù)等課程中所學(xué)到的理論知識學(xué)會運用電子技術(shù)、微處理器技術(shù)等課程中所學(xué)到的理論知識獨立完成設(shè)計方案獨立完成設(shè)計方案2.學(xué)會查閱手冊和文獻(xiàn)資料，尤其要學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)資源搜集相關(guān)學(xué)會查閱手冊和文獻(xiàn)資料，尤其要學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)資源搜集相關(guān)信息，培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力信息，培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力電子制作實訓(xùn)：電子制作實訓(xùn)：http:/ multisim multisim 電子自動化設(shè)計軟件電子自動化設(shè)計軟件5.學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技巧學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技巧6. 熟悉電子儀器的正確使用方法熟悉電子

3、儀器的正確使用方法7.學(xué)會撰寫系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)報告，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)與科學(xué)的態(tài)度學(xué)會撰寫系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)報告，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)與科學(xué)的態(tài)度電子系統(tǒng)設(shè)計一般過程電子系統(tǒng)設(shè)計一般過程撰寫總結(jié)報告階段撰寫總結(jié)報告階段系統(tǒng)級設(shè)計系統(tǒng)級設(shè)計電路級設(shè)計電路級設(shè)計芯片級設(shè)計芯片級設(shè)計電路板級設(shè)電路板級設(shè)計計提提出出設(shè)設(shè)計計方方案案方方案案比比較較論論證證選選擇擇系統(tǒng)系統(tǒng)功能功能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)軟硬軟硬件設(shè)件設(shè)計計電路電路安裝安裝系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試性能性能指標(biāo)指標(biāo)測試測試撰寫撰寫設(shè)計設(shè)計報告報告局部修局部修改設(shè)計改設(shè)計方案或方案或修改修改重新設(shè)計方案重新設(shè)計方案是是否否滿滿足足要要求求基本滿基本滿足要求足要求是是無法滿足要求無法滿

4、足要求方案設(shè)計與參數(shù)計算階段方案設(shè)計與參數(shù)計算階段系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段選題選題題目分析題目分析設(shè)計報告的撰寫方法設(shè)計報告的撰寫方法 設(shè)計報告是對完成設(shè)計、安裝、調(diào)試后，歸納技術(shù)資料、設(shè)計報告是對完成設(shè)計、安裝、調(diào)試后，歸納技術(shù)資料、撰寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。通過撰寫總結(jié)報告，撰寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。通過撰寫總結(jié)報告，可以將設(shè)計、安裝、調(diào)試和技術(shù)參數(shù)進行全面總結(jié)，將實踐內(nèi)可以將設(shè)計、安裝、調(diào)試和技術(shù)參數(shù)進行全面總結(jié)，將實踐內(nèi)容提升到理論高度。通常包括：容提升到理論高度。通常包括：1.設(shè)計題目設(shè)計題目2.設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計任務(wù)與要求3.內(nèi)容摘要。內(nèi)容摘要。

5、即用簡練的文字概括主要的設(shè)計思想、特色和結(jié)論即用簡練的文字概括主要的設(shè)計思想、特色和結(jié)論4.方案選擇與論證，軟硬件劃分，畫出系統(tǒng)方案原理框圖方案選擇與論證，軟硬件劃分，畫出系統(tǒng)方案原理框圖5.單元電路設(shè)計，參數(shù)計算和元件選擇單元電路設(shè)計，參數(shù)計算和元件選擇6.畫出系統(tǒng)總體電路原理圖、布線圖、程序流程圖，并說明畫出系統(tǒng)總體電路原理圖、布線圖、程序流程圖，并說明工作原理工作原理7.電路的調(diào)試。使用的主要儀器儀表、調(diào)試的方法與技巧，電路的調(diào)試。使用的主要儀器儀表、調(diào)試的方法與技巧，調(diào)試中出現(xiàn)問題和解決措施調(diào)試中出現(xiàn)問題和解決措施8.總結(jié)設(shè)計電路的優(yōu)缺點，存在問題和改進意見總結(jié)設(shè)計電路的優(yōu)缺點，存在問

6、題和改進意見9.總結(jié)心得體會總結(jié)心得體會 結(jié)束語結(jié)束語10.列出參考文獻(xiàn)列出參考文獻(xiàn)電子系統(tǒng)的組裝與調(diào)試電子系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 電子電路的組裝與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要地位。電子電路的組裝與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要地位。任何設(shè)計方案都要經(jīng)過安裝、調(diào)試和多次修改后才能成型，任何設(shè)計方案都要經(jīng)過安裝、調(diào)試和多次修改后才能成型，要取得較為滿意的實驗效果，不僅要求電路原理和調(diào)試方法要取得較為滿意的實驗效果，不僅要求電路原理和調(diào)試方法正確，而且與電路安裝的合理性緊密相關(guān)。正確，而且與電路安裝的合理性緊密相關(guān)。電子系統(tǒng)的安裝電子系統(tǒng)的安裝 電子元器件必須安裝在實驗板上才能構(gòu)成實驗電路。電子元器件必須

7、安裝在實驗板上才能構(gòu)成實驗電路。實驗板通常有實驗板通常有插件板插件板（俗稱面包板）（俗稱面包板）多功能實驗板多功能實驗板和和印刷印刷電路板電路板三種。三種。面包板多功能實驗板印刷電路板（PCB）插接方式插接方式面包板是一個有許多小孔的塑料板，每個小孔內(nèi)裝有供插接元面包板是一個有許多小孔的塑料板，每個小孔內(nèi)裝有供插接元器件引腳或?qū)Ь€的金屬簧片，可方便組裝成任何要求的電路。器件引腳或?qū)Ь€的金屬簧片，可方便組裝成任何要求的電路。組裝電路時，應(yīng)注意以下幾點：組裝電路時，應(yīng)注意以下幾點：1.集成電路引腳必須插在面包板中央凹槽兩邊的孔中，插入集成電路引腳必須插在面包板中央凹槽兩邊的孔中，插入時所有引腳，如

8、有多個集成電路，則所有集成電路的方向應(yīng)時所有引腳，如有多個集成電路，則所有集成電路的方向應(yīng)一致，缺口朝左，便于正確布線和調(diào)試。一致，缺口朝左，便于正確布線和調(diào)試。2.集成電路和晶體管的布局，通常按照主電路信號流向的順序集成電路和晶體管的布局，通常按照主電路信號流向的順序在一塊面包板上直線排列。外圍元件圍繞周圍布置。在一塊面包板上直線排列。外圍元件圍繞周圍布置。3.避免電路產(chǎn)生干擾，合理分布元件，正確連接地線。避免電路產(chǎn)生干擾，合理分布元件，正確連接地線。4.盡量用不同顏色的導(dǎo)線，一般正極電源用紅色，負(fù)極電源用盡量用不同顏色的導(dǎo)線，一般正極電源用紅色，負(fù)極電源用藍(lán)色，地線用黑色。連線應(yīng)緊貼面包板

9、，盡量圍繞元件走線。藍(lán)色，地線用黑色。連線應(yīng)緊貼面包板，盡量圍繞元件走線。不允許導(dǎo)線在集成塊上方跨過。不允許導(dǎo)線在集成塊上方跨過。采用接插方式的采用接插方式的優(yōu)點：優(yōu)點：容易更改線路和器件，使用方便，造價低。容易更改線路和器件，使用方便，造價低。缺點：缺點： 簧片多次使用后彈性變差，容易造成接觸不良?；善啻问褂煤髲椥宰儾睿菀自斐山佑|不良。布局及焊接方式布局及焊接方式 對于電源變壓器、電路板、執(zhí)行機構(gòu)、指示與顯示部分、操作部對于電源變壓器、電路板、執(zhí)行機構(gòu)、指示與顯示部分、操作部分、以及其它部分等等，要根據(jù)尺寸進行合理布局。分、以及其它部分等等，要根據(jù)尺寸進行合理布局。 布局原則：布局原則：

10、1.注意電子裝置的注意電子裝置的重心平衡與穩(wěn)定重心平衡與穩(wěn)定問題。問題。變壓器、大電容等。變壓器、大電容等。2.注意發(fā)熱部件的注意發(fā)熱部件的通風(fēng)散熱及熱干擾通風(fēng)散熱及熱干擾問題。問題。 3.注意注意電磁干擾電磁干擾對電路正常工作的影響問題。對電路正常工作的影響問題。受干擾的元器件應(yīng)盡受干擾的元器件應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離干擾源（如變壓器、高頻振蕩器、繼電器、接觸器等）?？赡苓h(yuǎn)離干擾源（如變壓器、高頻振蕩器、繼電器、接觸器等）。4.注意注意連線的相互影響連線的相互影響。強電流線與弱電流線分開走，輸入級的輸強電流線與弱電流線分開走，輸入級的輸入線與輸出級的輸出線分開走。入線與輸出級的輸出線分開走。5.操作、調(diào)

11、節(jié)按鈕、指示器與顯示器等操作、調(diào)節(jié)按鈕、指示器與顯示器等都應(yīng)安裝在裝置的面板上。都應(yīng)安裝在裝置的面板上。6.注意注意安裝、調(diào)試和維修的方便安裝、調(diào)試和維修的方便，并盡可能注意整體布局的美觀。，并盡可能注意整體布局的美觀。焊接方式焊接方式為保證布局合理，電路板的整齊、美觀，焊接元器件時應(yīng)按照為保證布局合理，電路板的整齊、美觀，焊接元器件時應(yīng)按照先低后高、先輕后重的順序進行。即先焊接電阻、電容等位置先低后高、先輕后重的順序進行。即先焊接電阻、電容等位置排列較低且較輕的元件，然后再焊接位置較高且較重的器件。排列較低且較輕的元件，然后再焊接位置較高且較重的器件。電路的調(diào)試方法和步驟電路的調(diào)試方法和步驟

12、 任何一個電子系統(tǒng)在組裝好之后，都要經(jīng)過認(rèn)真、任何一個電子系統(tǒng)在組裝好之后，都要經(jīng)過認(rèn)真、細(xì)致的調(diào)試，才能獲得滿意的性能要求。調(diào)試過程就細(xì)致的調(diào)試，才能獲得滿意的性能要求。調(diào)試過程就是利用符合技術(shù)指標(biāo)要求的各種儀器，例如萬用表、是利用符合技術(shù)指標(biāo)要求的各種儀器，例如萬用表、示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀等各種測量儀器，示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀等各種測量儀器，對安裝好的電路進行調(diào)試和測量，判斷系統(tǒng)性能好壞，對安裝好的電路進行調(diào)試和測量，判斷系統(tǒng)性能好壞，指標(biāo)是否達(dá)到要求。指標(biāo)是否達(dá)到要求。分塊調(diào)試法分塊調(diào)試法 將總體電路按功能模塊分成若干個模塊，對每個模塊分別進將總體電路按功能模塊分成若干

13、個模塊，對每個模塊分別進行調(diào)試。調(diào)試順序應(yīng)該是按信號流向，逐塊進行，逐步擴大行調(diào)試。調(diào)試順序應(yīng)該是按信號流向，逐塊進行，逐步擴大調(diào)試范圍，最后完成總體調(diào)試。調(diào)試范圍，最后完成總體調(diào)試。 分塊調(diào)試有兩種方法：一種是邊安裝邊調(diào)試，另一種是電路分塊調(diào)試有兩種方法：一種是邊安裝邊調(diào)試，另一種是電路一次一次 組裝完畢后再分塊調(diào)試。組裝完畢后再分塊調(diào)試。 特點：特點：問題出現(xiàn)的范圍小，可及時發(fā)現(xiàn)，易于解決。適用于問題出現(xiàn)的范圍小，可及時發(fā)現(xiàn)，易于解決。適用于新設(shè)計電路設(shè)計。新設(shè)計電路設(shè)計。整體調(diào)試法：整體調(diào)試法： 把整個電路組裝完畢后，不進行分塊調(diào)試，實行一次性總調(diào)。把整個電路組裝完畢后，不進行分塊調(diào)試，

14、實行一次性總調(diào)。顯然，它適用于已經(jīng)定型的，設(shè)計方法較為成熟的系統(tǒng)設(shè)計顯然，它適用于已經(jīng)定型的，設(shè)計方法較為成熟的系統(tǒng)設(shè)計電路，或需要相互配合、不能進行分塊調(diào)試的系統(tǒng)。電路，或需要相互配合、不能進行分塊調(diào)試的系統(tǒng)。 調(diào)試方法調(diào)試方法 不論是分塊調(diào)試還是整體調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容均包括靜態(tài)調(diào)試不論是分塊調(diào)試還是整體調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容均包括靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試兩部分。靜態(tài)調(diào)試是指沒有外加輸入信號的條件下，和動態(tài)調(diào)試兩部分。靜態(tài)調(diào)試是指沒有外加輸入信號的條件下，測試電路各點的電位。對模擬電路應(yīng)測試靜態(tài)工作點，數(shù)字電測試電路各點的電位。對模擬電路應(yīng)測試靜態(tài)工作點，數(shù)字電路測試各輸入輸出的高、低電平和邏輯關(guān)系等。路測試

15、各輸入輸出的高、低電平和邏輯關(guān)系等。 值得注意的是，值得注意的是，一個電子系統(tǒng)往往包含模擬電路、數(shù)字電一個電子系統(tǒng)往往包含模擬電路、數(shù)字電路和微機控制系統(tǒng)等三個部分，由于它們對輸入信號的要求各路和微機控制系統(tǒng)等三個部分，由于它們對輸入信號的要求各不相同，因此，一般不要直接連調(diào)和總調(diào)，而應(yīng)先分三部分分不相同，因此，一般不要直接連調(diào)和總調(diào)，而應(yīng)先分三部分分別進行調(diào)試后再進行整機調(diào)試。別進行調(diào)試后再進行整機調(diào)試。 1 1、調(diào)試準(zhǔn)備、調(diào)試準(zhǔn)備不通電直觀檢查電路不通電直觀檢查電路 任何組裝好的電子系統(tǒng)，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢任何組裝好的電子系統(tǒng)，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否正確，是否有錯

16、接線、少接線和多接線的現(xiàn)象查電路連線是否正確，是否有錯接線、少接線和多接線的現(xiàn)象發(fā)生。發(fā)生。通常采用兩種查線方法：通常采用兩種查線方法： 一是根據(jù)電路原理圖上的連線按一定順序在安裝的線路中一是根據(jù)電路原理圖上的連線按一定順序在安裝的線路中逐級對應(yīng)檢查。逐級對應(yīng)檢查。特別要注意電源是否接錯，電源與地是否有短特別要注意電源是否接錯，電源與地是否有短接，二極管的方向和電解電容的極性是否接反，集成電路的方接，二極管的方向和電解電容的極性是否接反，集成電路的方向和晶體管的引腳是否接錯，各元器件是否有假焊、虛焊和短向和晶體管的引腳是否接錯，各元器件是否有假焊、虛焊和短路現(xiàn)象。路現(xiàn)象。 另一種方法是按實際線

17、路來對照電路原理圖，按兩個元件另一種方法是按實際線路來對照電路原理圖，按兩個元件引腳的去向查找每個去處是否在原理圖上存在。這種方法不但引腳的去向查找每個去處是否在原理圖上存在。這種方法不但能查出錯線和少線，還能查出多線。不論采用哪種查線方法，能查出錯線和少線，還能查出多線。不論采用哪種查線方法，一定要在原理圖上對所查過的線做出標(biāo)記。一定要在原理圖上對所查過的線做出標(biāo)記。 調(diào)試步驟調(diào)試步驟2、通電觀察、通電觀察 通電之前，調(diào)試好所需要的電源電壓數(shù)值，然后方可給電通電之前，調(diào)試好所需要的電源電壓數(shù)值，然后方可給電路通電。電源一經(jīng)接通，不要急于用儀器觀測波形和數(shù)據(jù)，路通電。電源一經(jīng)接通，不要急于用儀

18、器觀測波形和數(shù)據(jù)，而應(yīng)觀察是否有異常現(xiàn)象，如冒煙、異常氣味，放電的聲光、而應(yīng)觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味，放電的聲光、元器件發(fā)燙等。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即切斷電源，待故障排除后元器件發(fā)燙等。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即切斷電源，待故障排除后方可再通電。在沒有其它異常故障后，要測量每個集成塊的方可再通電。在沒有其它異常故障后，要測量每個集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。3 3、靜態(tài)測試：、靜態(tài)測試： 不加輸入信號，測量此時電路有關(guān)點的電位是否正常。不加輸入信號，測量此時電路有關(guān)點的電位是否正常。對于模擬電路為測量靜態(tài)工作點；對于

19、數(shù)字電路則測量輸對于模擬電路為測量靜態(tài)工作點；對于數(shù)字電路則測量輸入與輸出的高、低電平值及邏輯關(guān)系。入與輸出的高、低電平值及邏輯關(guān)系。 若出現(xiàn)異常，應(yīng)及若出現(xiàn)異常，應(yīng)及時找出故障點并排除。一般應(yīng)特別注意管子與集成電路的時找出故障點并排除。一般應(yīng)特別注意管子與集成電路的工作是否正常，以及所用電路元器件參數(shù)是否合理等。工作是否正常，以及所用電路元器件參數(shù)是否合理等。 4 4、動態(tài)測量：、動態(tài)測量： 加上輸入信號，觀察電路輸出信號是否符合要求。對于模擬加上輸入信號，觀察電路輸出信號是否符合要求。對于模擬電路，通常加入周期性變化的輸入信號，用示波器觀測輸出信電路，通常加入周期性變化的輸入信號，用示波器

20、觀測輸出信號是否符合要求。對于數(shù)字電路，輸入信號一般加入階梯信號號是否符合要求。對于數(shù)字電路，輸入信號一般加入階梯信號, ,觀測輸出信號波形、幅值、脈沖寬度、相位及動態(tài)邏輯關(guān)系是觀測輸出信號波形、幅值、脈沖寬度、相位及動態(tài)邏輯關(guān)系是否符合要求。否符合要求。 5、指標(biāo)測試：、指標(biāo)測試： 電路經(jīng)靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試正常后，即可對所設(shè)計的系統(tǒng)電路經(jīng)靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試正常后，即可對所設(shè)計的系統(tǒng)進行技術(shù)指標(biāo)測試。并記錄和測量測試的數(shù)據(jù)，對測試數(shù)進行技術(shù)指標(biāo)測試。并記錄和測量測試的數(shù)據(jù)，對測試數(shù)據(jù)進行分析，最后作出測試結(jié)論。如果發(fā)現(xiàn)性能與要求不據(jù)進行分析，最后作出測試結(jié)論。如果發(fā)現(xiàn)性能與要求不符，應(yīng)仔細(xì)檢查問題所在。如調(diào)整元器件參數(shù)，對部分電符，應(yīng)仔細(xì)檢查問題所在。如調(diào)整元器件參數(shù)，對部分電路進行修改，甚至對整個系統(tǒng)加以修改。路進行修改，甚至對整個系統(tǒng)加以修改。結(jié) 束 2011.11.32011.11.3實驗一、光控開關(guān)電路實驗一、光控開關(guān)電路 采用采用NE555NE555時基電路構(gòu)成的光控電路。有光照射時輸出為高電平（時基電路構(gòu)成的光控電路。有光照射時輸出為高電平（+5V+5V），無光），無光照射時輸出為低電平（照射時輸出為低電平（0V0V）。光電二極管）。光電二極管VD1VD1作光檢測、轉(zhuǎn)換用，將可見光或