硬件电路设计基础37页PPT
电路硬件设计基础
1.1电路硬件设计基础1.1.1电路设计硬件电路设计原理嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。
图1-1硬件设计的3个步骤进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。
设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。
例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。
原理图设计完成后要进行网络表输出。
网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。
常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。
原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。
进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。
电路设计方法(有效步骤)电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。
由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。
电路原理图的具体设计步骤，如图所示。
图1-2原理图设计流程图（1）建立元件库中没有的库元件元件库中保存的元件只有常用元件。
设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。
这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。
当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。
（2）设置图纸属性设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。
电路板设计基础ppt课件
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6.3 电路板编辑器 一、进入电路板编辑器（PCB 99）
执行新建文件命令：File/ New 在弹出的对话框中选择PCB Document图标。
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新建的PCB文档
PCB编辑器
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二、PCB编辑器的画面管理 1.界面的打开与关闭 2.显示画面的管理
状态栏 命令状态栏
显示整个电路板
层）。
2.内部电源层（Internal Planes）
用于连接电源网络和接地网络，也可连接其他网络。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.机械层（Mechanical）：用于放置标注和说明。4个
4.丝印层（Silkscreen）
用于显示元件封装的轮廓线和元件封装文字。2个
5.阻焊层（Solder Mask）
用于放置阻焊剂，共有顶层和底层两个阻焊层。
恢复前次显示画面
设计管理器
主工具栏 放置工具栏
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3. 画面的移动 滚动条移动画面 游标手移动画面 微型窗口
4. 公制、英制切换
菜单命令：View/Toggle 5. 当U前ni坐ts标原点设置
菜单命令：Edit / Origin / Set 撤消所设置的相对原点并恢复绝对原点
菜单命令：Edit / Origin / Reset
6.阻粘层（Paste Mask）
7.钻孔层（Drill Layers）
用于输出钻孔图和标出钻孔的位置。两个钻孔层
Drill Guide：钻孔位置用一个小十字表示；
Drill Drawing：钻孔位置可以用字符串、钻孔直径或图形符号表示。
8.其他层（Other）
包括：禁止布线层（Keep Out）；多层（Muti Layer）；
硬件电路设计基础知识
硬件电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
（略）1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子（－）•空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。
•N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。
如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。
如：硼；铝使空穴大大增加原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──＋3价载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况：P区：空穴多N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。
留下了正、负离子。
（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。
方向：N--> P大小：与材料和温度有关。
（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
电脑硬件基础知识PPT课件
①.硬件系统:硬件系统是指构成计算机系统的物理实体，主要由各 种电子部件和机电装置组成。硬件系统的基本功能是接受计算 机程序，并在程序的控制下完成数据输入、数据处理和输出结 果等任务。
②. 软件系统:软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机 程序和全部技术资料。软件系统的任务是保证计算机硬件的功 能得以充分发挥，并为用户提供一个直观、方便的工作环境。
2. 工作站:工作站是一种高档的微型计算机。 3. 台式机:台式机就是通常所说的桌上型电脑，由主机箱、
CRT或LCD显示器、键盘、鼠标等设备组成，也称桌面机。 4. 便携机 :便携机也称笔记本电脑（体型小便于携带）。 5. 手持机:手持机又称掌上电脑或亚笔记本电脑。
电脑硬件—组装与维修
电脑组装与维修教案
➢快速、准确、自动处理 *数据：指生活中的各种信息如：文字、图 像、声音、数字等
电脑硬件—组装与维修
电脑组装与维修教案
二、现代计算机的分类
1. 服务器:专门为其它电脑提供服务的一台设备，服务器有很 大容量的存储器和快速的输入/输出通道，具有功能强大的 处理能力和联网能力。服务器主要分为网络服务器、打印 服务器、磁盘服务器和文件服务器等几种。
CPU 内存条 硬盘 光驱 显示卡 主板 电源 数据连接线
电脑硬件—组装与维修
电脑内部结构
电脑组装与维修教案
电脑主机与其它外部设备连接方法，如图所示：
电脑硬件—组装与维修
电脑I/O接口
电脑组装与维修教案
四、软件
➢ 系统软件
系统软件是计算机设计者或厂商提供的，用于使用和管理计 算机的软件，通常包括操作系统、语言处理系统、数据库 管理系统、各种服务程序及网络系统等。 （1）操作系统(WINDOWS 98/2000/XP LINX…..) （2）计算机编程语言 （3）语言处理（翻译）软件 （4）文字、图像处理、 （5）网络软件
硬件电路课设
目录第一章直流稳压电源 (2)摘要 (2)1．设计目的 (2)2．所需元器件 (2)3.电路的工作原理……………………………………………..............................2--44.测量数据 (4)5.安装与调试 (5)6.心得体会 (5)第二章声光控延时开关 (6)1．设计目的 (6)2．所需元器件 (6)3.电路的工作原理……………………………………………...............................7--84.测量数据……………………………………………...........................................8--95.心得体会 (9)第三章九路抢答器 (10)1．设计目的 (10)2．所需元器件 (10)3.电路的工作原理……………………………………………............................10--124.测量数据……………………………………………........................................12--135.心得体会 (14)参考文献 (14)1第一章直流稳压电源摘要：本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来测量直流电压，测量围为0～+12V。
直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。
其电源电路包括电源变压器，直流电路，滤波电路，稳压电路四个环节。
关键词：直流电源整流滤波稳压一．设计目的1.学习直流稳压电源的设计与调试方法。
2.掌握直流稳压电源有关参数的测试方法。
3.理解直流稳压电源的工作原理，以及电路的各个极点的工作状态。
二．所需元器件(1) 12V变压器一个带插头，电路面包板一个(2)电容：2200uF一个，470uF一个，10uF一个，瓷片电容104的二个,LM317一个,220Ω电阻一个,1KΩ电阻二个,4.7KΩ电位器一个,1N4007型号二极管4个，1N4148型号二极管2个，LED灯二个，鳄鱼夹一对，导线若干根。
《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。
计算机硬件基础优秀课件
二、三极管的开关特性
三、MOS管的开关特性
2.2 基本逻辑运算和基本门电路
逻辑变量和逻辑表达式
一
逻辑门
二数的基本定律
四
逻辑常量：逻辑常量只有两个，即0和1，用来表示两个对立的逻辑状态。 逻辑变量：逻辑变量一般用字母、数字及其组合来表示，其取值只有两个，即0和1。 在“正逻辑”的数字电路设计中，用低电平信号（如0.5V）表示逻辑0；用高电平信号（如3V）表示逻辑1。 逻辑运算：对于逻辑常量和变量的操作，有与、或、非三种基本逻辑运算。 逻辑门（logic gates） ：对逻辑常量和变量完成基本的逻辑运算的电路。
二、逻辑门
二、逻辑门
1 、双极型逻辑门
二、逻辑门
2 、单极型逻辑门
二、逻辑门
3 、其他类型的TTL门电路 （1）集电极开路与非门（OC门） 其输入输出逻辑关系为
二、逻辑门
3 、其他类型的TTL门电路 （2）三态门
二、逻辑门
4 、逻辑门的表示方式
二、逻辑门
4 、逻辑门的表示方式
H H H H L
X：指可以取值1或者0
74LS139
按照真值表，四个输出的逻辑代数式为：
2－4译码器逻辑电路：
74LS138
3输入8输出的译码器：3－8译码器； 功能表：
输 入
输 出
G1G2AG2B
C B A
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
1 0 0
0 0 0
2.4 时序逻辑电路实例
触发器和锁存器
一
寄存器
二
计数器
三
移位寄存器
四
一、触发器和锁存器
（1）电平触发方式触发器
EasyARM2131硬件电路设计ppt课件
L E D1 1 P1. 1 8 3 L E D2 4 P1. 1 9 6 L E D3 7 P1. 2 0 9 L E D4 1 0 P1. 2 1 1 2 L E D5 1 3 P1. 2 2 1 5 L E D6 1 6 P1. 2 3 1 8 L E D7 1 9 P1. 2 4 2 1 L E D8 2 2 P1. 2 5 2 4
采用I/O灌电流的驱动方式来驱动LED，主要原因是I/O能提供 的灌电流大于其拉电流。
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12 整理ppt
EasyARM2131硬件电路设计
• SPI驱动显示电路
V D Q D F 3.3
EasyARM2131硬件电路设计
• EasyARM2131开发板功能框图
LDO 稳 压 电 路 SPX1117M 3-3.3
9针 D型 串行接口
M ODEM 接 口
RTC 后备电源接口
EEPROM (C A T 1 0 2 5 J I)
直流电压测量 (0V～ 3.3V)
I2C BU S
ADC
RS232转 换 器 (2路 )
9 整理ppt
EasyARM2131硬件电路设计
• Modem接口电路
U10
CZ3
VDD3.3 26
1
4
6
5
2
6
7
9
3
10
8
7
4
11
9
8
5
21
UART1
22 VDD3.3 23
25
VCC
V+
V-
R1IN
电路基础培训(ppt 33页)
– 电压摆幅 – 共模电平范围 – 端接
• 直流耦合
– 直接接口，需要仔细处理接口的共模电平范围
• 交流耦合
– 通过电容隔直，可以单独设置共模偏置，设计容易
• 交流耦合时，数据中0-1个数不同，会导致传输失 败，需要直流平衡编码——CIMT，8B/10B
16
接口部分参考资料
Component Pitfalls
9
硬件开发人员常用知识
This part may include RAM, PCI Bridge etc...
MCU/CPU
Local Bus
EPLD
Power Supply Interface
Clock
FPGA
简单单板示意
• 电源
– 线性电源 – 开关电源
• PLD • 接口 • 时钟/定时 • 电路互联 • 可靠性 • 专门知识
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电路常识
• 器件远不是理想的
– 电源
• 额定功率，内阻，纹波，频率特性，负载特性……
– 电阻：
• 额定功率，阻值误差，温度系数，噪声，寄生参数……
– 电容
• 击穿电压，ESR，ESL，漏电流，介质吸收，温度，湿度，漏 液（液体铝电解电容），明火（固体钽电解电容）……
– 电感
• 电阻，寄生电容，功率……
– 实际的切换电平在0.8~2.0V之间的某一个电平，可能随 电源、温度、厂商等有一些变化
– VOH（VOL）随着输出负载电流的降低（增加） – 信号完整性问题使噪声裕度进一步降低
12
接口—— RS-232/RS-485
• 成熟，低速 • 232电平（来源于TIA/EIA-232-F-1997）
电子电路设计基础PPT课件
详细描述
滤波器设计主要涉及选择合适的滤波器类型（如低通、高通、带通、带阻等）和确定相 关参数（如截止频率、通带增益、阻带衰减等），常用的设计方法有巴特沃斯滤波器和
切比雪夫滤波器等。
振荡器设计
总结词
振荡器用于产生一定频率和幅度的正弦波信 号。
详细描述
振荡器设计关键在于确定起振条件、调节频 率和幅度稳定性等参数，常见的振荡器类型
电感
总结词
电感是电子电路中用于存储磁能的元 件。
详细描述
电感由导线绕成线圈组成，其电感量 取决于线圈的匝数、线圈的直径、线 圈的长度以及线圈的材料。电感具有 阻止电流变化的特性，常用于滤波、 振荡和延迟等电路中。
二极管
总结词
二极管是电子电路中常用的半导体元 件，具有单向导电性。
详细描述
二极管由一个PN结组成，正向偏置时 导通，反向偏置时截止。二极管具有 整流、检波、开关等应用，广泛用于 各种电子设备和电路中。
集成电路设计
将多个电子元件集成在一块芯片上。
集成电路设计是将多个电子元件集成在一块 芯片上的过程。集成电路可以实现复杂的电 路功能，提高设备的可靠性和性能。集成电 路设计涉及多个领域的知识，包括电路设计 、版图绘制、工艺制造等。随着技术的发展 ，集成电路的规模越来越大，功能越来越复 杂，成为现代电子系统不可或缺的重要组成
部分。
06
设计工具与技术
EDA工具
总结词
EDA工具是电子设计自动化的简称，是电子设计过程中 不可或缺的工具。
详细描述
EDA工具包括原理图编辑、电路仿真、布局布线、可靠 性分析等多种功能，能够帮助设计师快速完成电路设计 、优化和验证。常见的EDA工具有Altera Quartus、 Xilinx ISE、Mentor Graph总结词