第2章 电子系统设计基础
电子系统设计课程设计
电子系统设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电子系统的基本原理，掌握电子元件的功能和电子电路的设计方法。
2. 使学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的电子系统，如传感器应用、信号处理和控制系统。
3. 引导学生了解电子系统在实际应用中的发展现状和未来趋势。
技能目标：1. 培养学生运用电子绘图软件进行电路图设计的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够正确组装和调试电子系统。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力，能够共同完成电子系统的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科学的兴趣，激发创新意识，增强探究精神。
2. 引导学生树立正确的工程伦理观念，注重环保和资源利用，培养社会责任感。
3. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的学习习惯和团队合作精神。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和动手实践，注重培养学生的实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但对电子系统设计的整体认识尚浅。
教学要求：教师需结合学生特点，以理论为基础，实践为导向，引导学生主动参与，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子系统的设计与制作，达到学以致用的目的。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子系统设计基础理论：- 电子元件特性与选型- 电路图绘制原则与方法- 电子电路的基本分析方法2. 电子系统设计实践：- 传感器应用电路设计- 信号处理电路设计- 控制系统电路设计3. 电子系统设计与制作：- 设计流程与方法- 电子绘图软件操作- 电子系统组装与调试4. 电子系统设计案例分析：- 现有电子产品的原理与结构分析- 创新电子系统设计实例讲解- 学生作品展示与评价教学内容根据课程目标，结合教材相关章节，制定以下教学大纲：第1周：电子系统设计基础理论第2周：电子元件特性与选型第3周：电路图绘制原则与方法第4周：电子电路的基本分析方法第5周：传感器应用电路设计第6周：信号处理电路设计第7周：控制系统电路设计第8周：设计流程与方法第9周：电子绘图软件操作第10周：电子系统组装与调试第11周：现有电子产品案例分析第12周：学生作品设计与制作第13周：学生作品展示与评价教学内容注重科学性和系统性，旨在使学生掌握电子系统设计的基本知识和技能，培养实际操作能力和创新意识。
电子系统设计
电子系统主要是由多个电子元器件或功能模块组成，能实现较复杂的应用功能的客观实体。
一般来说，一个复杂的电子系统可以分解成若干个子系统，其中每个子系统又由若干个功能模块组成，而功能模块由若干单元电路或电子元器件组成。
电子测量系统主要由：模拟子系统（传感器、信号处理、系统电源及监控、驱动）、数字子系统（存储器、译码控制、人机接口、通信接口）、数模合子系统（ADC、DAC）和MCU/ARM/DAP子系统。
电子系统设计三种方法：自顶向下发、自底向上发和组合法电子系统设计原则：1、兼顾技术的先进性和成熟性2、安全性、可靠性和容错性3、实用性和经济性4开放性和可扩张性5易维护性电子系统设计步骤：1调查研究2方案选择与可行性论证3单元电路设计、参数选择和元器件选择4组装与调试5编写设计文件与总结报告电子元器件遵循三条原则：1元器件的技术参数必须完全满足系统的要求，并留有合理的余地2最高性能/价格比3满足系统的结构要求标称阻值1/4W以上的金属膜电阻采用直接标注法。
1/4W及1/4W以下的金属膜电阻采用四色或五色环标注允许误差:允许误差=标减实/标X100% 市场上金属膜电阻中最常见的为±5%，在±1%内属精密电阻范畴额定功率：额定功率与电阻的体积直接相关，即体积越大，额定功率越高最高工作电压：电压与气压有关，气压越低，最高工作电压也越低 ( 温度系数、噪声 @皆技术参数)电阻分类：1碳膜电阻，其高频特性与阻值稳定性较好2金属膜电阻，其阻值范围宽，最高工作温度可达155℃，常用语要求较高的电子系统中3线绕电阻和电位器，耐高温，噪声较小，精度高，常用于制作精密电阻或功率要求较高的低频或电源电路中，不宜用于较高频率的电路压敏电阻的响应速度较高，可广泛用于过压保护；力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻电感器能将电能转换为磁能并加以存储的性能硅整流二极管除主要用于电源电路作整流元件外，还可以做限幅、钳位、保护、隔离等多种灵活应用高速开关管常用作检波和高速开关常用硅整流桥分为单相半桥、单相全桥和三组全桥几种。
电子系统设计基础教案
电子系统设计基础教案一、教案概述本教案旨在介绍电子系统设计的基础知识和技能，帮助学生掌握电子系统设计的核心概念和方法。
通过本教案的研究，学生将能够理解电子系统的组成和工作原理，并能够运用所学知识进行简单的电子系统设计。
二、教学目标1. 理解电子系统的基本概念和组成结构；2. 掌握数字电子系统和模拟电子系统的设计原理和方法；3. 运用学到的知识进行简单的电子系统设计；4. 培养学生的创新思维和解决问题的能力。
三、教学内容1. 电子系统的概念和分类- 电子系统的定义和特点- 数字电子系统和模拟电子系统的区别和联系2. 电子系统的组成和工作原理- 电子元器件和电路的基本知识- 电子系统的常见部件和功能模块3. 数字电子系统的设计- 逻辑门和布尔代数- 组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计原理4. 模拟电子系统的设计- 放大器和滤波器的设计原理- 模拟信号的采样和转换5. 电子系统的实际应用- 电子系统在通信、控制和计算机等领域的应用- 电子系统的发展趋势和前景四、教学方法1. 理论授课：通过讲解和示例，介绍电子系统设计的基本概念和原理。
2. 实践操作：组织学生进行电子系统设计的实际操作，加深对所学知识的理解和掌握。
3. 课堂讨论：引导学生参与讨论，解决电子系统设计中的问题和难点。
4. 小组项目：分组完成电子系统设计项目，培养学生的团队合作和创新能力。
五、教学评估1. 作业评价：布置相关作业，评估学生对所学知识的理解和应用能力。
2. 实验报告：要求学生提交电子系统设计实验的报告，评估实验操作和结果分析的能力。
3. 期末考试：进行综合性评估，考察学生对电子系统设计的整体掌握程度。
六、教学资源1. 教材：选用相关的电子系统设计教材，作为教学的参考资料。
2. 实验设备：准备相应的电子实验设备和元器件，供学生进行实践操作。
3. 课件：制作电子系统设计的教学课件，辅助教学和学生研究。
七、教学进度安排根据教学计划和学校安排，确定每周的教学进度，确保教学任务按时完成。
电子系统设计导论
通过增加备份组件和系 统，提高系统的稳定性 和可靠性。
容错技术
采用容错算法和检测技 术，及时发现和纠正系 统中的错误。
热设计
合理设计散热系统，确 保系统在正常温度范围 内工作。
系统功耗问题
低功耗设计
选用低功耗元件和芯片，优化电路设计，降低系统功 耗。
电源管理
采用适当的电源管理策略，如动态电压调整和休眠模 式，减少不必要的功耗。
案例一：数字音频处理器的设计
设计目标
设计一款高效、低失真的数字音频处理器，用于音频信号 的压缩、均衡和动态处理。
关键技术
数字信号处理算法、音频编解码技术、可编程逻辑门阵列 （FPGA）实现。
系统架构
采用FPGA作为核心处理单元，通过数字信号处理器（DSP） 算法实现音频信号的处理，并采用高速串行接口与外部存储 器和通信接口进行数据传输。
PCB布局与布线
根据原理图，合理安排元器件在PCB板上的位置，并进行电路布 线。
元器件选择与采购
元器件选型
根据电路设计和性能要求，选择合适 的元器件型号和规格。
采购与库存管理
根据元器件清单进行采购，确保元器 件的质量和交货期；建立库存管理制 度，确保元器件的及时供应和有效利 用。
电路板设计与制作
1
嵌入式系统设计技术是电子系统设计中不可或缺 的一部分，它涉及嵌入式系统的设计和实现。
2
嵌入式系统设计技术主要通过微控制器、可编程 逻辑器件等硬件实现，能够实现控制、监测、数 据处理等功能。
3
嵌入式系统设计技术的应用范围广泛，包括智能 家居、工业控制、医疗电子等领域。
集成电路设计技术
集成电路设计技术是电子系统设计中不可或缺的一部分，它涉及集成电路 的设计和实现。
电子系统设计的基础知识
§1 电子系统设计的基础知识电子系统分为模拟型和数字型或两者兼而有之的混合型电子系统，无论哪一种形式的电子系统，它们都是能够完成某种任务的电子设备。
一般把规模较小、功能单一的称为单元电路；而功能复杂，由若干个单元电路（功能块）组成规模较大的电子电路称为电子系统。
通常电子系统由输入、输出、信息处理三大部分组成，用来实现对某些信息的处理、控制或带动某种负载。
图1-1所示为电子系统基本组成方框图。
图1-1 电子系统方框图对于模拟型电子系统，输入电路主要起到系统与信号源的阻抗匹配，信号的输入与输出连接方式的转换、信号的综合等作用；输出电路主要解决与负载或被控对象的匹配并输出足够大的功率去带动负载。
而对于数字型电子系统，输入与输出电路主要解决现场信号与控制对象的接口问题。
输入电路往往由A/D转换器组成，而输出电路则由D/A转换器或加功率放大器或驱动电路组成。
电子系统的设计方法，没有一成不变的步骤，它往往与设计者的经验、兴趣、爱好密切相关，但从总的设计过程来讲，可以归纳成以下四个步骤：1· 课题分析根据技术指标的要求，弄清系统所要求的功能和性能指标以及目前该领域中类似系统所达到的水平；有没有能完成技术指标所要求功能的类似电路可以借鉴。
如有，电路需经何种改动或电路参数需要哪些设计计算等等，要做到心中有数，从而对课题的可行性作出判断。
2·方案论证按照系统要求，把电路划分成若干功能块，从而得到系统框图。
每个方框即是一个单元电路。
按系统指标要求，规划出各单元电路要完成的任务，确定输出与输入的关系，决定单元电路的结构。
为完成总任务，由系统框图到单元电路的具体结构应是多解的，应该经过较为详细的方案比较和论证，以技术上的可行性和较高的性能价格比为依据，最后选定方案。
3· 方案实现尽量选用市场上可以提供的中大规模集成电路，并通过应用性设计来实现各功能块的要求以及各功能块之间的协调。
该步骤的要点是：（1）熟悉目前数字或模拟集成电路的分类、特点，合理选择所用芯片，方便地实现各功能块的要求，并且工作可靠、价格低廉。
1电子系统设计基础
1、电子系统设计基础1.1 电子设计概述 1.2 现代电子设计的特点1.3 电子系统的设计步骤 1.4 电子系统设计方法1.5 系统设计与系统仿真技术 1.6 板卡设计与板卡仿真技术1.7 芯片设计与仿真技术 1.8 电子系统综合设计概述1.9 专用数字集成电路综合设计概述1.1 电子设计概述电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种，无论哪一种电子系统，它们都是能够完成某种任务的电子设备。
通常把规模较小、功能单一的电子系统称为单元电路,实际应用中的电子系统由若干单元电路构成。
一般的电子系统由输入、输出、信息处理三大部分组成，用来实现对信息的采集处理、变换与传输功能。
图1.1.1为电子系统基本组成方框图。
图1.1.1 电子系统方框图从系统的角度看,电子系统是能按特定的控制信号，执行所设想的功能，由一组元件(通常是电子元件)联成的一个整体。
这样，很多东西，譬如从单级放大器到最复杂的计算机都可以称为一个电子系统。
我们可以将很多元件集成为一个功能单元，再用若干个功能单元去描述一个系统。
在认识、理解与设计电子系统的过程中，这样的功能单元常常不用给出详细的内部结构，而只需从输入输出特性去描述，这就需要用到黑箱分析法。
黑箱辨识方法是系统科学中的主要方法之一。
人们在从事科学研究时，常常会遇到一些需要认识或控制的系统(称为客体)。
由于种种条件限制，这些客体的内部结构和机理尚不能或不便被直接观察到，仿若一个不透明的密封箱子，将这种客体称为黑箱(B1ack Box)是极其形象的。
所谓黑箱辨识方法，就是通过考察黑箱的输入、输出及其动态过程，而不是通过直接考察其内部结构，来定量地研究黑箱的功能特性、行为方式，从而探索其内部结构和机理。
1.2 现代电子设计的特点人类要改造自然，就要进行设计。
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策，产生相应的文字、数据、图形等信息，这就是设计。
然后或通过实践转化为某项工程，或通过制造成为产品。
《电子系统设计》课程设计
《电子系统设计》课程设计一、设计思想1.教学内容框架本课程以电子系统的基本构成按照循序渐进的原则来来逐步展开，通过设计五个教学项目来体现以MCU为核心的电子系统的结构及原理。
在实际教学中通过软件及硬件的联合，通过学生实际动手采用“做中学，学中做”的方式展开学习内容。
2.总体设计思路本课程的设计理念是以学生的职业能力为中心，以职业活动为导向，突出能力目标，以学生为主体，以项目任务作为载体进行能力的训练。
在教学的实施过程中，打破传统的“按部就班”的教学模式，采用基于工作过程的教学模式，整合工作任务中涉及的专业知识与技能，以真实的产品为项目载体来开展教学，彻底改变了教与学的行为，让学生真正感受到日常实验与实际产品开发的区别，并体验企业对实际岗位的要求。
通过真实岗位任务模拟，进一步加强学生职业意识，提升职业素养。
课程开发和学习情境设计，整个学习领域由以下学习项目组成：二、课时分配建议本课程课时为62课时，其中理论教学24课时，实践教学38课时，三、课程单元描述课程单元1课程单元2课程单元3课程单元4课程单元5四、课程评价（一）《电子系统设计》课程评价及方式说明学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握（为总结性考核，占30%）、考勤（占10%），课堂提问（占30%）、作业（占10%）、企业教师技能评定（占20%）等五方面构成。
（二）《电子系统设计》课程过程考核说明1.理论知识的掌握以试卷形式考核，题型包括单选、多选、判断、简答、案例分析等；2.考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率；3.作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。
以完成的数量和质量给予成绩；4.企业教师技能评定是指企业教师在授课过程中，根据学生掌握的技能情况或者在企业的实践情况评定。
表1：考核标准表2：总结性考核标准表3：技能考核点五、实施建议（一）授课资料编写建议授课资料是实现教学目标的重要载体，必须依据本课程标准以及电子技术应用岗位国家职业标准和应用电子技术专业培养目标为主线编写授课计划、教案和教学案例，坚持理论够用，强调知识传授的趣味性。
电子系统设计基本知识(ADD)
10.8
4.2
1W
28
6
13
6.6
2W
46
8
18.5
8.6
电阻器主要技术参数的标志方法
1、直标法
-3-
-------电子系统设计基本知识---------
直标法是用数字和文字符号在电阻器上直接标出主要参数的标志方法，电阻值为 5.1KΩ，误差为 ±5%。若电阻器上未标注误差，则均为±20%。 2、文字符号法
************************************************************************************** 搞硬件和软件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精确 什么是精确呢？精确，实际上是敬业的精神。
1． 对你所要实现的工作的目标理解准确； 2． 对你的电路图要清楚每一个器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一个专家问问，得 到确认；如果不清楚，可以先试试； 3． 对每一个器件的封装要严格把握，该是什么形状、外形一定要完全一致；还有考虑到空间是 不是对其它的板卡器件有影响；对边缘连接器件与电路板的边缘之间的距离、ISA 和 PCI 的边缘连 接件与挡板之间的关系要完全把握才能去做电路板；否则只是浪费金钱和时间； 对边缘器件与边缘之间的距离要是不能有把握的话，可以找 3 个人，每个人都计算一遍，取个平 均值，基本上就差不多了。 4． 对单片机的资源能不能作成这件事情一定要有把握，CPU 运算速度和字长、内存够不够大、 程序存储器够不够大，需要仔细的规划； 5． 原理图经过专家认可无误后，画出来的 PCB 需要做网络检查，做到与原理图完全一致；
ARM 硬件
-1-
ARM 编程
-------电子系统设计基本知识---------
电子系统设计概述
总结词
高可靠性设计是电子系统设计中不可或缺的一环，有助于 保证设备在复杂环境和应用中的稳定性和可靠性。
要点二
详细描述
高可靠性设计需要采用冗余技术和容错技术，提高系统可 靠性和稳定性。同时，加强电子元件和材料的筛选和测试 ，确保其质量和可靠性。此外，采用故障检测和诊断技术 ，及时发现和排除故障，保证设备的正常运行。在系统设 计中还需考虑环境适应性、耐久性和可维护性等因素，以 提高设备在实际应用中的表现。
元器件库存，避免资源浪费和设计延误。
05
电子系统设计挑战与解 决方案
高性能需求实现
总结词
高性能需求是电子系统设计中的重要挑战，需要关注处理速度、运算精度和实时响应等 方面。
详细描述
为了实现高性能需求，电子系统设计需要采用先进的微处理器、数字信号处理器（DSP） 和可编程逻辑器件等技术，优化算法和数据处理流程，提高系统运算速度和精度。同时，
电路仿真软件
总结词
电路仿真软件用于模拟和验证电子系统的行为和性能。
总结词
电路仿真软件是电子系统设计过程中不可或缺的工具，它 能够大大提高设计的可靠性和效率。
详细描述
电路仿真软件如Multisim、SPICE等，能够模拟电路在不 同条件下的行为，帮助设计师预测电路的性能、发现潜在 的问题并进行优化。
案例二：无人机控制系统设计
总结词
无人机控制系统设计是实现无人机自主飞行和完成任务的关键，涉及到飞行控制、导航定位、通信协议等多个方 面。
详细描述
无人机控制系统设计需要对飞行动力学、传感器技术、控制算法等进行深入研究。其主要功能包括飞行控制、导 航定位、图像传输等，广泛应用于航拍、物流、农业等领域。
系统设计的创新和应用。
《电子系统设计方法》课件
电子系统的基本概念和分类
详细描述
电子系统是指由电子元器件、电路、模块和子系统组成的系统，具有信息处理、 传输和控制系统等功能。根据不同的分类标准，电子系统可以分为模拟电子系统 和数字电子系统，也可以分为离散型电子系统和连续型电子系统等。
电子系统设计流程
总结词
电子系统设计的基本流程和步骤
详细描述
需求规格说明书
编写目的
明确编写需求规格说明书的目的是为了对系统的需求进行详细描述 ，为后续的系统设计、开发、测试提供依据。
内容结构
介绍需求规格说明书的内容结构，包括概述、功能需求、非功能需 求、约束和假设条件等部分，以确保内容的完整性和规范性。
编写规范
说明编写需求规格说明书时应遵循的规范和标准，如语言、格式、术 语等，以确保文档的质量和一致性。
《电子系统设计方法 》ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 电子系统设计概述 • 系统需求分析 • 硬件平台选择与设计 • 软件平台选择与设计 • 系统集成与测试 • 设计优化与可靠性分析 • 设计案例分析
01
电子系统设计概述
电子系统定义与分类
选择合适的操作系统对于软件平台的稳定性、安全性和性能至关重要。
详细描述
在选择操作系统时，需要考虑操作系统的可靠性、安全性、实时性、可扩展性和易用性。常见的电子 系统设计软件平台操作系统包括Windows、Linux和RTOS（实时操作系统）。
编程语言选择
总结词
编程语言的选择直接影响软件平台的 开发效率和软件质量。
通用处理器
如Intel的i3、i5、i7系列，具有强大的计算能力和丰富的外设接口 ，适用于高性能计算和多媒体处理。
《电子设计基础》课件
03 电路分析基础
电压与电流
电压
电压是电场中电位差，表示电场力对 单位正电荷的做功，是电势能变化的 量度。电压用符号“U”表示，单位 为伏特（V）。
电流
电流是指电荷的定向移动，表示单位 时间内通过导体横截面的电荷量。电 流用符号“I”表示，单位为安培（A ）。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
欧姆定律是电路分析的基本定律之一， 它指出在纯电阻电路中，电压与电流成 正比，电阻等于电压与电流的比值。
触发器
RS触发器
有两个输入端R和S，当S端始终 为高电平，R端由高变低时，输 出端Q变为高电平；当R端始终 为高电平，S端由高变低时，输
出端Q变为低电平。
D触发器
当输入端D为高电平时，输出端 Q变为高电平；当D端由高变低
时，Q端保持原状态不变。
JK触发器
具有置0、置1、翻转和保持四种 功能。
寄存器与移位器
VS
基尔霍夫定律
基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。其中，基尔霍夫电流定 律指出在任意闭合回路中，流入节点的电 流之和等于流出节点的电流之和；基尔霍 夫电压定律指出在任意闭合回路中，各段 电压的代数和为零。
电路分析方法
01
02
03
支路电流法
支路电流法是一种以支路 电流为未知量，应用基尔 霍夫定律列出独立方程求 解的方法。
寄存器
存储二进制代码的元件，由触发器组成。
移位器
将一个二进制数向左或向右移动的元件，分 为单向移位器和双向移位器。
06 电子设计软件介绍
Multisim软件介绍
总结词
Multisim是一款功能强大的电路仿真软件 ，适用于模拟和数字电路的仿真分析。
电子系统设计课程设计
电子系统设计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电子系统的基本组成、工作原理和设计方法；2. 使学生了解常见电子元器件的功能、特性和应用；3. 引导学生理解电子系统设计中涉及的数学和物理知识。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行电子系统方案设计的能力；2. 提高学生动手实践能力，能独立完成简单电子系统的搭建和调试；3. 培养学生运用相关软件（如Multisim、Protel等）进行电路仿真和PCB设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发创新精神；2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神，养成良好的学术道德；3. 引导学生关注电子技术在日常生活和社会发展中的应用，提高社会责任感。
本课程针对高年级学生，具有较强的理论性和实践性。
结合学生特点，课程目标注重培养学生的动手实践能力和创新能力，使学生在掌握基本理论知识的基础上，能够独立设计和实现简单的电子系统。
通过本课程的学习，为学生进一步深造和从事电子技术领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子系统的基本概念与组成：包括电子系统的定义、分类、基本组成部分及其功能；- 教材章节：第一章 电子系统概述2. 常见电子元器件：电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等，讲解其工作原理、特性参数和应用实例；- 教材章节：第二章 常用电子元器件3. 电子系统设计方法：讲解电子系统设计的基本流程、步骤和方法，包括需求分析、方案设计、电路仿真、PCB设计等；- 教材章节：第三章 电子系统设计方法4. 电子系统实践：结合实际案例，指导学生进行电子系统设计、搭建和调试；- 教材章节：第四章 电子系统实践5. 相关软件应用：介绍Multisim、Protel等软件在电子系统设计中的应用，进行电路仿真和PCB设计；- 教材章节：第五章 电子设计自动化6. 课程总结与拓展：对所学知识进行总结，探讨电子系统设计的发展趋势和新技术。
教学内容安排和进度：本课程共计16学时，分配如下：- 第1-2学时：电子系统概述- 第3-4学时：常用电子元器件- 第5-6学时：电子系统设计方法- 第7-10学时：电子系统实践- 第11-14学时：相关软件应用- 第15-16学时：课程总结与拓展教学内容注重理论与实践相结合，使学生能够系统地掌握电子系统设计的相关知识，提高实际操作能力。
现代电子系统设计EDA教案
现代电子系统设计EDA教案第一章：概述1.1 教学目标让学生了解现代电子系统设计的基本概念。
让学生了解电子设计自动化（EDA）的基本概念和流程。
让学生了解常见的EDA工具和软件。
1.2 教学内容现代电子系统设计的基本概念。
电子设计自动化的基本概念和流程。
常见的EDA工具和软件介绍。
1.3 教学方法讲授法：讲解基本概念和流程。
演示法：展示常见的EDA工具和软件。
1.4 教学资源PPT课件。
网络资源：介绍常见的EDA工具和软件。
1.5 教学评估课堂问答：检查学生对基本概念的理解。
课后作业：要求学生了解并使用一种EDA工具或软件。
第二章：数字电路设计基础2.1 教学目标让学生了解数字电路的基本概念和原理。
让学生掌握常见的数字电路设计方法。
让学生掌握基本的逻辑门电路设计。
2.2 教学内容数字电路的基本概念和原理。
常见的数字电路设计方法。
基本的逻辑门电路设计。
2.3 教学方法讲授法：讲解基本概念和原理。
实验法：进行逻辑门电路设计实验。
2.4 教学资源PPT课件。
实验设备：进行逻辑门电路设计实验。
2.5 教学评估课堂问答：检查学生对基本概念和原理的理解。
实验报告：评估学生的实验设计和实现。
第三章：数字电路设计高级技巧3.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
让学生掌握数字电路设计的优化方法。
让学生掌握数字电路设计的测试和验证方法。
3.2 教学内容组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
数字电路设计的优化方法。
数字电路设计的测试和验证方法。
3.3 教学方法讲授法：讲解设计方法和优化技巧。
实验法：进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计实验。
3.4 教学资源PPT课件。
实验设备：进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计实验。
3.5 教学评估课堂问答：检查学生对设计方法和优化技巧的理解。
实验报告：评估学生的实验设计和实现。
第四章：模拟电路设计基础4.1 教学目标让学生了解模拟电路的基本概念和原理。
让学生掌握常见的模拟电路设计方法。
电子系统设计
电子系统设计引言电子系统设计是指通过电子元器件和电路来实现特定功能的系统。
在现代科技发展的背景下，电子系统设计已经成为许多行业的核心。
无论是通信设备、消费电子、汽车电子还是工业控制，都依赖于电子系统设计来实现其功能和性能。
本文将介绍电子系统设计的基本原理、方法和流程，以及常见的设计工具和技术。
通过阅读本文，读者将了解到电子系统设计的重要性以及如何进行系统设计。
电子系统设计的基本原理电子系统的组成和功能电子系统由电子元器件、电路和信号处理模块组成，用于实现特定的功能。
常见的电子系统包括计算机、手机、音频设备等。
不同的电子系统具有不同的功能需求，因此需要根据具体需求进行设计。
电子系统设计的目标电子系统设计的目标是满足特定的功能需求和性能要求。
在设计过程中，需要考虑以下因素：•功能需求：根据系统的应用场景和用户需求，确定系统的功能，并选择合适的组件和电路来实现。
•性能要求：根据功能需求，确定系统的性能指标，例如速度、精度、功耗等，并在设计中尽量满足这些要求。
•可靠性：电子系统通常需要在恶劣环境下运行，因此设计时需要考虑系统的可靠性，例如抗干扰能力、工作温度范围等。
电子系统设计的原则电子系统设计需要遵循一些基本的原则，以保证系统的稳定性、可靠性和性能：•模块化设计：将系统划分为多个模块，并对每个模块进行独立设计和测试，降低整体设计的复杂度。
•实用性和可扩展性：设计的系统应具备实用性，并且可以根据需要进行扩展和升级。
•经济性：在设计中应尽量节约成本，选用价格合适的元器件和材料。
•可维护性：设计的系统应易于维护和修理，减少故障发生和修复的难度。
电子系统设计的方法和流程了解需求在进行电子系统设计之前，首先需要了解系统的功能需求和性能要求。
这需要与用户、客户或系统使用者进行沟通，并收集相关的信息。
通过对需求的分析和理解，可以确定系统设计的范围和目标。
系统规划在了解需求之后，需要进行系统规划，确定系统的整体结构和各个模块之间的关系。
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第2章 电子系统设计基础
或门
或非门
异或门
三态 缓冲器
施 密 特触 发器
与门
非门
与非门
同或门
缓冲器
与 门 芯或 门 芯 与 非 芯或 非 芯非 门 芯异 或 芯同 或 芯 缓 冲 片 片 片 片 片 片 片 芯片
图2.11 逻辑门电路图标
第2章 电子系统设计基础 (9) 数字器件库。 数字器件库图标如图2.12所示。
第2章 电子系统设计基础
3. EWB 5.12 EWB 5.12的元器件及仪器库栏如图2.3所示。用鼠 标单击某元器件库或仪器库图标，即可打开该元器件 库或仪器库，库中所包含的元器件或仪器图标窗口分 别如图2.4至图2.16所示。
第2章 电子系统设计基础
自定 义 器件 库
基本
晶体
器件 库
管库
混合 集成 电路 库
第2章 电子系统设计基础
全加 器
JK触 发 器 一型
D触 发 器一 型
半加 器
RS 触发 器
JK触 发 器 二型
D触 发 器二 型
多路 选 择器 芯片
编码 器 芯片
计数 器 芯片
触发 器 芯片
多路 分配 器芯 片
运算 器 芯片
移存 器 芯片
图2.12 数字器件库图标
第2章 电子系统设计基础 (10) 显示器件库。 显示器件库图标如图2.13所示。
压控 限幅 器
电压 滞 回模 块
电压 积分 器
传递 函 数模 块
除法 器
电压 限幅 器
电流 限 幅模 块
电压 变化 率模 块
图2.14 控制器件库图标
第2章 电子系统设计基础
第2章 电子系统设计基础
2.1 EWB简介 2.2 Protel 99 SE疑难问题及其解决方法 2.3 Wave单片机仿真系统简介 2.4 EDA设计软件简介
第2章 电子系统设计基础
2.1 EWB简介
2.1.1 EWB 5.12 1. EWB 5.12 启动EWB 5.12时，显示器屏幕展现其工作主窗口
2. EWB 5.12
EWB 5.12的工具栏如图2.2所示。工具栏包括了常用 的操作命令按钮，通过鼠标可方便地使用各种操作命令。
第2章 电子系统设计基础
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水 平 翻转 子 电 路 元 器 件特 性 放 大
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旋 转 垂 直 翻转 分 析 图
缩小
缩 放 比例
图2.2 EWB5.12的工具栏
三端 运放 七端 运放
比较 器
五端 运放
九端 运放
锁相 环
图2.8 模拟集成电路库图标
第2章 电子系统设计基础 (6) 混合集成电路库。 混合集成电路库图标如图2.9所示。
第2章 电子系统设计基础
电压 输出 A/D转 换 器 D/A转 换 器 555定 时 器
电流 输出
单稳 态
图2.9 混合集成电路库图标
如图2.1所示。
第2章 电子系统设计基础
元器 件 菜单 栏 工具 栏 及仪 器库 栏 暂停 /恢复 按钮 启动 / 停止 开关
软件 运行 状态 栏 电路 描述 窗口 电路 工作 窗口
图2.1 EW 5.12工作主窗口
第2章 电子系统设计基础
从图2.1可以看出，EWB 5.12的工作主窗口的屏幕中 (Workspace)， 它如同电子实验
电阻
电感
继电 器
延迟 开关
流控 开关
连接 点
电容
变压 器
开关
压控 开关
上拉 电阻
电位器 压控模拟开关 可调电容
无芯电感 非线性变压器
排电 阻
极性 电容
可调 电感
磁芯
图2.5 基本器件库图标
第2章 电子系统设计基础 (3) 二极管库。 二极管库图标如图2.6
第2章 电子系统设计基础
二极 管 发光 二极 管 肖特 基二 极管 双向 可控 硅
NPN三 极 管
N沟 道 结 型 型 NMOS
型 NMOS
三端 增强 型 NMOS
四端 增强 型 NMOS
N沟 道 砷化 镓
三端 增强 型 PMOS
四端 增强 型 PMOS
P沟道 砷化 镓
图2.7 晶体管库图标
第2章 电子系统设计基础 (5) 模拟集成电路库。 模拟集成电路库图标如图2.8所示。
第2章 电子系统设计基础
第2章 电子系统设计基础 (7) 数字集成电路库。 数字集成电路库图标如图2.10所示。
第2章 电子系统设计基础
74xx系列 742xx系列 744xx系列
741xx系列 743xx系列 4xxx系列
图2.10 数字集成电路库图标
第2章 电子系统设计基础 (8) 逻辑门电路库。 逻辑门电路库图标如图2.11所示。
第2章 电子系统设计基础
电压 表
七段
译码 条型
灯泡
数码 管
蜂鸣 器
光柱
电流 表
彩色 指示 器
译码 七 段数 码管
条型 光柱
图2.13 显示器件库图标
第2章 电子系统设计基础 (11) 控制器件库。控制器件库图标如图2.14所示。
第2章 电子系统设计基础
电压 微分 器
电压 比 例模 块
乘法 器
三端 电压 加法 器
逻辑 门 电路 库
显示 器件 库
其他 器件 库
信号
二极
模拟 集成
数字 集成
数字
控制
仪器 库
源库
管库
电路 库
电路 库
器件 库
器件 库
图2.3 元器件及仪器库栏
第2章 电子系统设计基础 (1) 信号源库。 信号源库的图标如图2.4所示。
第2章 电子系统设计基础
接地
直流 电流 源 交流 电流 源 压控 电流 源 流控 电流 源 Vdd电压 源
电池
交流 电压 源 压控 电压 源 流控 电压 源 Vcc电压 源
时钟 源
调幅 源
压控正弦波 压控方波
分段线性源 频移键控源 非线性相关源
调频 源
电控三角波 受控单脉冲 压控分段线性源 多项式源
图2.4 信号源库图标
第2章 电子系统设计基础 (2) 基本器件库。 基本器件库图标如图2.5所示。
第2章 电子系统设பைடு நூலகம்基础
桌，在桌面上可将各种电子元器件和测试仪器仪表连接成 实验电路。电路工作窗口的上方是菜单栏、工具栏和“虚 拟元器件及仪器库”栏。
用鼠标操作可以很方便地从元器件及仪器库中提取实 验所需的各种元器件及仪器仪表到电路工作窗口并连接成 实验电路。电路工作窗口的下方是电路描述窗口，可用来 对电路进行注释和说明。
稳压 二极 管 全波 桥式 整流 器 可控 硅整 流器 三端 双向 可控 硅
图2.6 二极管库图标
第2章 电子系统设计基础
(4) 晶体管库。 晶体管库图标如图2.7所示。
第2章 电子系统设计基础
三端 耗尽 四端 耗尽
PNP三 极 管 P沟 道 结 型 型 PMOS 型 PMOS
三端 耗尽
四端 耗尽