系统是由两个以上各不相同且相互联系,互相制约的单元组成的,在
给定环境下能够完成一定功能的综合体
将由电子元器件或部件组成的,能够产生、传输或处理电信号及信息
的客观实体称为电子系统。通常可以完成一个特定功能的完整的电子
装置都可称为电子系统。
电子系统、网络、电路的区别和联系电路也称为电网络。研究抽象规
律采用网络,讨论具体问题则为电路。一般系统是比网络或电路更复
杂、规模更大的组合体。有时简单的网络或
电路可以称之为系统,我们可以采用研究系
统的方法和观点来研究它们。
子系统基本类型 1.模拟子系统 2.数字子系
统 3.模拟,数混合子系统 4.微处理器子系统
5.DSP 子系统
电子系统设计方法 1 自顶向下 top-down、2
自底向上 bottom-up、 3 自顶向下与自底向
上相结合 1 优点:尽量运用概念(抽象)
描述,分析设计对象,不过早考虑具体电路 、
元器件和工艺。抓主要矛盾,逐步细化、分
解 2 优点可利用前人的设计成果,减少重复劳动,提高效率 缺点部件
设计在先,设计系统时将受这些部件的系统性、易读性、可靠性、可
维护性的限制和影响
电子系统一般设计步骤 1.行为描述与设计(描述系统的各项功能、各
个单元的输入输出关系、各种技术指标)2.结构描述与设计(描述各
单元之间的互连关系或协议)3.物理描述与设计(实现结构的具体形
式,技术,工艺)
电子系统设计的一般详细步骤 1、总体方案确定:根据任务书功能和
指标拆分系统,画出总体设计框图,通过论证,选择最优方案。 2 单
元电路设计:尽可能选择现有的、成熟的器件、部件及电路,注意各
个器件之间的接口电平匹配、速度匹配等;选择统一的供电电源;尽
量选择集成电路,减小体积,提高可靠性。3 参数计算 根据指标计
算电路的各项参数,例如:电流、增益、振荡频率、截止频率等等,
并留有适当的余量。4 元器件选择 根据器件的各项参数如频率、环
境温度、成本等因素考虑,优先考虑集成芯片。5 计算机模拟仿真和
实验 绘制电路前,对关键电路进行用 EDA 模拟仿真和实验,验证各
项技术指标,如:品质因素、失真度等等。 6 绘制电路图,用 EDA
软件绘制电路图,并制作实物版图 7 组装、调试及撰写设计报告
模拟电路设计方法(1)人工设计:电路结构的确定、元器件参数的选
取、电路的各项指标的计算等各个设计关节均由设计人员完成。 (2)
计算机辅助设计(CAD):电路的各项指标的计算由计算机完成。
模拟电路设计的特点 1 器件模型的精度有限 2 计算方法简化 3 模拟电
路的种类较多 4 电路的技术指标众多 5 模拟器件种类繁多 6 分布参数
和干扰对模拟电路的影响较大 7 要求设计者具有较高的综合素质
运算放大器定义由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路,
是一种能模拟数学运算的放大器
理想放大器特性:1 输入端“零子”,输出端“任意子”2 只放大差模信号,
无限大的共模抑制(CMRR)3 没有温漂、时漂,能处理任何微弱信
号
增益带宽 积 :GBW = 。 为 中频开 环 差 模增益; 为 上限截止 频 率 。
GBW 对于单点放大电路是一个常数
摆率:额定负载条件下,输入大幅度阶跃信号时,输出电压的最大变
化率,即最大不失真输出电压对时间变化的最大值。
共模抑制比 CMRR:表示了集成运放对共模信号的抑制能力。
最大差模输入电压:运放正负输入端允许施加的最大电压差。
最大共模输入电压:运放正端或负端的最大输入电压。
输入失调电压 UOS:由于运放两输入端不平衡,当输入电压为 0 时,
输出电压 UO 不一定为 0,为使输出为 0,输入端的补偿电压为输入
失调电压 UOS。
DA 转换器的静态参数分辨率、精度、失调误差、增益误差、线性误
差、温度系数、电源抑制比、温度范围、馈送误差动态参数建立时间、
尖峰、
单缓冲方式是指两个数据输入寄存器中只有一个处于受控选通状态,
而另一个则处于常通状态,或者虽然是两级缓冲,但将两个寄存器的
控制信号连在一起,一次同时选通。单缓冲方式适用于单路 D/A 转
换或多路 D/A 转换而不必同步输出的系统中。
双缓冲方式:CPU 发送两次控制信号,分时选通 DAC0832 内部的两
个寄存器。第一次将待转换数据锁存于输入锁存器中,第二次将数据
从前一级缓冲器写入 DAC 寄存器并送到 D/A 转换器完成一次转换输
出
A/D 转换原理 由于输入的模拟信号在时间上是连续量,把模拟量转
换成数字量,便于计算机或 CPU 等进行处理,一般的 A/D 转换过程
为:采样、保持、量化和编码
A/D 转换器主要技术指标分辨率、量化误差、、偏移误差、满刻度误
差、线性度、绝对精度、转换速率、温度系数、电源抑制比
数字系统分类:1 同步数字系统 2 异步数字系统(竞争与冒险)
(1)控制器(控制电路):由记录当前逻辑状态的时序电路和进行
逻辑运算的组合电路组成。
(2)受控器(数字处理器):由一些组合电路和时序电路组成。
数字系统干扰源 1 近场电磁感应干扰 2 远场电磁辐射干扰 3 供电线路
馈入的干扰 4 数字集成电路内部尖峰电流的干扰 5 信号在场传输
线上因阻抗不匹配引起反射而造成的干扰 6 公共供电所引起的干
扰形成干扰的基本要素 1)干扰源 2)传播路径 3)敏感器件
抗干扰设计的基本原则:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高
敏感器件的抗干扰性能常用措施抑制干扰源、切断干扰传播路径、
提高敏感器件的抗干扰性能举例 1) 开关去抖(2) 利用 LC 低通滤波
器抑制电源窜入干扰(3) 电磁屏蔽 4) 改善直流电源质量 5) 妥善地
处理好接地 6) 抑制器件的尖峰电流 7) 尽量采用 CMOS 器件 8) 采
用新型低功耗元器件
“模块化设计思想”硬件一般包括主机、输入输出通道、人机对话 、
通信接口、电源等部分。软件包括主程序(即监控程序)、中断
程序及控制功能模块的子程序等
模块化优点 1 功能独立、设计独立、调试独立 2 难度分解,易于
多人分担 3 安装灵活、易于维修 4 高可靠性、易读性
C8051F020 特性有 64 个 I/O 引脚,主要特性如下:
(1) 高速、流水线结构的 8051 兼容的 51 内核(可达 25MIPS)