系统设计的一般方法

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系统设计的一般方法
进行需求确认 需求评审
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系统设计的一般方法
需求分析
方案设计
工程设计
初样系统
正样系统
各种试验
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系统设计的一般方法 2、方案设计
根据设计任务、指标要求和需求分析书，分析所要设计
电路应完成的功能，并将总体功能分解成若干单元，分 清主次和相互的关系，形成若干单元功能模块组成的总 体方案。 该方案可以有多个，需要通过实际的调查研究、查阅有
关的资料或集体讨论等方式，着重从方案能否满足要求、
结构是否简单、实现是否经济可行方面，对几个方案进 行比较和论证，择优选取。
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系统设计的一般方法 【例】伺服平台（电路部分）
桅杆 电机 2
上托板 丝杆螺母 轴承 下托板 电机 1 蜗轮蜗杆
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系统设计的一般方法
伺服机构功能需求：
a） 获取水平和俯仰的角度，0.01度和0.2度；
东南大学
检测技术与系统设计
东南大学仪器科学与工程学院
系统设计的一般方法
系统设计的一般方法
项目/课题实施阶段
方案评审 软件需求文档 需求评审
需求分析 方案设计 工程设计 初样系统 正样系统 各种试验
方案设计报告
工程评审
工程需求文档
工程设计报告
初样鉴定
初样试验
测评大纲评审
正样鉴定
正样试验
软件测评
基地试验
b） 俯仰方向的定点控制；
c） 水平方向的定点控制；
d） 通过RS422与雷达主机通讯；
e） 通过CAN总线与操纵设备通讯；
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系统设计的一般方法
水平 电机 俯仰 电机
电机 驱动
电机 驱动
水平传 感器 俯仰传 感器
CAN
主控芯片
RS4Leabharlann Baidu2
雷达 主机
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操控 设备
系统设计的一般方法
需求分析
方案设计
环境试验
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系统设计的一般方法
需求分析 方案设计 工程设计 初样系统 正样系统 各种试验
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系统设计的一般方法 1、需求分析
需求分析是系统设计前的重要工作
需求分析直接关系项目开发的各个环节： 方向，人力、周期，结项等等。
明确功能要求，输入输出要求，处理流程和人机界面
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系统设计的一般方法
客户说不清楚需求
工程设计
初样系统
正样系统
各种试验
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系统设计的一般方法 3、工程设计
单元电路设计
电路仿真
版图设计
软件设计
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系统设计的一般方法 3.1 单元电路设计
根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，展
开详细设计，确定对各单元电路的具体设计方案。
元器件选择
参数计算
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系统设计的一般方法 1）元器件选择
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系统设计的一般方法 2）PCB图
规则检查
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系统设计的一般方法 2）PCB图
规则检查
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系统设计的一般方法 2）PCB图
走线检查
人工进行审查走线是否合理
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法 3）PCB制版
厂家选择
周期7~20天
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
单元电路设计
电路仿真
版图设计
软件设计
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系统设计的一般方法 3.2 电路仿真
设计好各个单元模块电路后，需要对一些关键电路
进行仿真，通过仿真软件进行模拟，模拟出实际功
能，然后通过其分析改进，从而实现电路优化。
EWB仿真软件 Multisim7仿真软件
集成电路的选用
阻容元件的选择 分立元器件的选择
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系统设计的一般方法 2）参数计算
根据电路需要进行计算，进而选取参数，如放大
电路、滤波电路等； 根据集成芯片的典型电路选择相应的电阻电容。
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法 【例】伺服平台
水平 电机 俯仰 电机
• 不是专业人士，难以用专业的语言去描述
• 客户只关心功能，而不考虑技术层面
需求自身经常变动
• 当项目深入时，客户开始增加需求
• 当技术条件或成本增加时，客户开始减少需求
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系统设计的一般方法
开发人员写不好需求文档
需求调查不充分，获取的需求信息太少或者太乱 开发人员写作能力比较差 90％
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系统设计的一般方法
需求分析
方案设计
工程设计
初样系统
正样系统
各种试验
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系统设计的一般方法
高低温试验
振动实验
环境试验
电磁兼容试验
高原试验
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系统设计的一般方法
高低温试验箱
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系统设计的一般方法
振动试验箱
系统设计的一般方法
电磁兼容试验
系统设计的一般方法
淋雨试验
东南大学
电机 驱动
电机 驱动
水平传 感器 俯仰传 感器
CAN
主控芯片
RS422
雷达 主机
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操控 设备
系统设计的一般方法
电机1 MOS管 全桥1 逻辑 控制 电机2 MOS管 全桥1
光耦
RS232
串口
码盘
单片机2
单片机1
测角精密电位器
串口
CAN 收发器
光耦
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SJA1000
光耦
422 模块
系统设计的一般方法
OrCAD
PowerPCB
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系统设计的一般方法 1）原理图
原理图尽量分模块，便于后续理解和修改
如果图很大，系统复杂，采用方框图表示
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法 2）PCB图
进行器件布局
全面考虑 芯片位置干涉？ 接插件型号合适？ 布线空间足够？
东南大学仪器科学与工程学院
Proteus仿真软件
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系统设计的一般方法
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系统设计的一般方法
单元电路设计
电路仿真
版图设计
软件设计
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系统设计的一般方法 3.3 电路原理图及PCB设计
设计并仿真好各单元电路以后，应画出总电路图。
总电路图是进行实验和印制电路板设计制作的主要 依据，也是进行生产、调试、维修的依据，因此画 好一张总电路图非常重要。 Protel