现代电子系统设计及案例
什么是现代电子系统 电子系统组成及应用
什么是现代电子系统电子系统组成及应用
电子系统是指由相互作用的基本电路和器件构成的能够完成某种特定功能的电路整体。
图1. 3 扩音系统
图 1. 3 所示为常见的扩音系统, 是一个典型的模拟信号处理系统。
先用传声器( 话筒) 将声波的机械振动转化为电信号, 经声频放大器对电信号进行放大,再由扬声器( 喇叭)将电信号还原成声音, 这样就可以获得提高的音量。
图 1. 4 所示为一个用于流动细胞分析的激光血球计数系统, 是一个较为简单的数字处理系统的例子。
通过一定的方法, 可以使血球排列成单行进入计数通道, 当激光光束通过血球时,其散射光照射到硅光电池上, 由光的强弱变化产生电脉冲信号, 然后由数字信号处理电路进行计数,再通过数字显示器显示出来。
同时由记录设备记录数据。
电源的作用是为信号处理、显示、记录电路提供电能,使其正常工作。
图1 .4 激光血球计数系统方框图
图1. 3 和图1. 4 是电子技术中处理信号的两种常见模式:一种是模拟方式; 一种是数字方式。
此外还有一种模拟- 数字混合方式。
不论采用哪种方式, 其电子系统大致可由四个部分组成,即传感器、信号处理电路、再生器和电源, 如图 1. 5 所示。
如果需要处理的信号为电信号,则可以省去传感器。
若在输出端不需要还原成非电信号,则可省去再生器。
现代电子电路的系统设计流程
现代电子电路的系统设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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举例简述电路系统
举例简述电路系统
电路系统是由各种电子元件和电气设备组成的，用于实现电能的传输、分配、转换和控制的系统。
以下是一个简单的电路系统示例：
假设我们要设计一个简单的音频放大器电路系统，用于将输入的音频信号放大并输出到扬声器。
这个电路系统可以包括以下组件：
1. 电源：提供电能给整个电路系统。
2. 音频输入：可以是一个音频插头，用于接收外部音频信号。
3. 放大器：用于放大输入的音频信号。
4. 滤波器：用于过滤掉不需要的频率成分，以提高音频质量。
5. 音量控制：用于调节输出音频的音量。
6. 扬声器：用于将放大后的音频信号转换为声音输出。
在这个电路系统中，电源为整个电路提供电能。
音频输入接收外部音频信号，并将其传递给放大器进行放大。
放大器将输入的音频信号放大到足够的强度，以便驱动扬声器。
滤波器用于过滤掉不需要的频率成分，以提高音频质量。
音量控制可以调节输出音频的音量大小。
最后，扬声器将放大后的音频信号转换为声音输出。
这只是一个简单的电路系统示例，实际的电路系统可能会更加复杂，包括更多的组件和功能。
电路系统在电子设备中广泛应用，如手机、电脑、电视、音响等。
它们的设计和实现需要考虑到电子元件的特性、电路的拓扑结构、信号处理等多个方面。
基于JAVA技术的B2C电子商城网站系统设计与实现
基于JAVA技术的B2C电子商城网站系统设计与实现1. 本文概述随着互联网技术的飞速发展，电子商务已经成为现代商业活动的重要组成部分。
在众多电子商务模式中，B2C（Business to Consumer）模式以其直接面向消费者、交易便捷等特点受到广泛关注。
本文旨在探讨和实现一个基于JAVA技术的B2C电子商城网站系统。
JAVA作为一种跨平台、面向对象的编程语言，以其稳定性和安全性在电子商务领域得到广泛应用。
本文首先对B2C电子商城网站系统的需求进行了详细分析，包括用户需求、功能需求和性能需求。
基于这些需求，本文设计了一个合理的系统架构，并详细阐述了系统的各个模块，如用户模块、商品模块、订单模块和支付模块等。
在系统实现部分，本文采用了JAVA技术进行开发，并利用了多种JAVA框架和工具，如Spring、Hibernate和MySQL数据库，以实现系统的各项功能。
同时，本文还详细描述了系统实现过程中的关键技术和难点，如数据库设计、系统安全性和用户交互设计等。
本文对实现的系统进行了全面的测试，包括功能测试、性能测试和用户测试，以确保系统的稳定性和可用性。
通过本文的研究和实现，不仅为B2C电子商城网站的开发提供了一个实用的解决方案，也为相关领域的研究和实践提供了参考和借鉴。
2. 相关技术概述JAVA技术背景：介绍JAVA语言的特点，如跨平台性、面向对象、安全性等，以及其在企业级应用中的优势。
B2C电子商务模式：解释B2C（Business to Consumer）模式的基本概念，以及它在电子商城中的应用。
网站系统架构：概述电子商城网站系统的常见架构，如MVC （ModelViewController）架构，以及其在JAVA技术中的应用。
数据库技术：介绍用于存储和管理电子商城数据的数据库技术，例如MySQL或Oracle，以及如何通过JAVA进行数据库操作。
前端技术：讨论前端设计的相关技术，如HTML、CSS和JavaScript，以及它们在构建用户界面中的作用。
现代电子电路与系统的分析设计与实现方法
现代电子电路与系统的分析设计与实现方法现代电子电路与系统的分析、设计与实现方法是指在设计电子电路和系统时，采用的一系列技术和工具，以确保电路和系统能够达到设计要求，并满足性能、可靠性和经济性等各方面的需求。
在现代电子技术的快速发展下，电子电路和系统设计面临着越来越多的挑战，因此分析、设计和实现方法变得越来越重要。
下面是一些常用的现代电子电路与系统的分析设计与实现方法：1. 基于硬件描述语言的设计：硬件描述语言（HDL）是一种用来描述电子系统硬件行为的语言。
通过使用HDL，设计人员可以对电路进行更高层次的抽象描述，从而更容易进行电路的分析和验证。
常用的HDL包括VHDL和Verilog。
2.元件级设计：元件级设计是指在电路设计中将电路拆分为可独立分析和设计的基本元件。
通过对各个元件的分析和设计，可以实现对整个电路的分析和设计。
3.数字信号处理（DSP）技术：数字信号处理技术在现代电子电路和系统中应用广泛。
通过使用DSP技术，可以对电路中的信号进行精确和高效的处理，以满足各种应用需求。
4.模拟电路分析与设计：模拟电路的分析与设计主要涉及电路的建模、分析和优化。
通过对电路元器件的特性进行数学建模，可以对电路的行为进行准确的分析，并通过各种优化方法来改进电路的性能。
5.电磁兼容性（EMC）设计：在现代电子电路和系统设计中，电磁兼容性是一个重要的考虑因素。
通过采用适当的布线和屏蔽技术，可以有效地减少电磁干扰和抗干扰能力，提高整个电路系统的EMC性能。
6.集成电路设计：集成电路设计是指将多个电路和系统集成到同一芯片上的设计方法。
通过采用现代的集成电路设计流程和工具，可以实现高度集成、低功耗和高性能的电子系统设计。
7.系统级设计和建模：系统级设计是指对整个电子系统进行高层次的建模和设计。
通过对系统功能、性能和约束进行详细分析和建模，可以优化整个电子系统的设计过程。
8.可靠性设计与分析：在现代电子电路和系统设计中，可靠性是一个重要的考虑因素。
2009全国电子信息实践教学成果评选一等奖：理论、实践、创新结合的《现代电子系统设计》课程体系建设
促进成果的应用。同时结合本地科研 院所
３ 加强教材 建设 。 ． 出版 高水 平系列教 和 大 型 企 业 技 术 力 量 ， 合 共 建 开 放 式 校 联 外创新 实践教学 基地 ， 立专兼职的教 师 建 课程 团队近年先后 出版 了《 电子系统 队伍 ， 实现 了将课程教学 与社 会实际应用
工 程 物 理 研 究 院 、 虹 电子 集 团 、 洲 电 习和实践 的积极 性 ， 长 九 又使科 技活动取得 了 程 提供 最 新 的 技 术 支 持 和 实验 平 台 ， 现 实
子集 团等高 素质 的研 究 团队和优 秀技 术 很好的效果 ， 培养 的学生在 各类大赛上屡 实验 内容与实验手段与 国际接轨 ， 一步 进 人 员参 与教学 改革 的研 讨 、培养 青年 教 获佳绩 。
制 下 ， 程 团 队充 分 利 用 董 事单 位 的 人 才 环 境 ； 学 生 课 外 科 技 活 动 和 教 学 内容 以 课 将
２ 与 国 际 知 名 企 业 如 Ａｔｒ ． ｌ ａ公 司 和 ｅ
资源和技术优势 ， 聘请本地 董事单位 中国 及教学体 系相 结合 ， 既激 发 了学生主动 学 美 国 德 州 仪 器 公 司 建 立 联 合 实 验 室 ， 课 为
四 效 益
１ 成果 每年应 用在 我校 信息 类的 自 ．
“ 多样化 、 综合 型、 研究 型” 的实验课题 ， 因
课 程 理 论 与 实践 高 度 结 合 ， 教 师 素 材 施教 ， 对 强化基础 ， 培养 学生 实践创 新能 动化 、 电子信息工程 、 通信技术 、 生物 医学
质 有较高 要求 ， 学校地 处西部 ， 但 如何 建 力。充分利用 网络教学 资源 ， 立丰富的 工程等专业学生 ４ ０人左右 ，受益面广。 建 ０
系统可靠性设计中的可靠性增长分析案例分享(Ⅰ)
系统可靠性设计中的可靠性增长分析案例分享在工程设计中，系统可靠性是一个至关重要的指标，它影响着产品的性能、安全性以及使用寿命。
在现代工业中，系统可靠性设计已经成为越来越重要的一项工作。
本文将通过几个案例分享来探讨系统可靠性设计中的可靠性增长分析。
一、故障树分析在航空电子系统中的应用故障树分析是一种系统性的方法，用于识别系统故障的可能原因。
在航空电子系统中，系统的可靠性直接关系到飞行员和乘客的安全。
一家知名的航空电子公司在设计飞行控制系统时，采用了故障树分析的方法，通过对各种可能的故障事件进行分析，找出了系统中可能的故障模式和原因。
通过对故障树进行分析，他们得以针对性地进行改进和优化，从而大大提高了系统的可靠性。
二、故障模式效应分析在汽车电子系统中的应用故障模式效应分析是另一种常用的可靠性增长分析方法，它主要用于分析系统中各种可能的故障模式及其影响。
一家汽车电子系统供应商在设计车载电子系统时，采用了故障模式效应分析的方法，通过对各种故障模式的分析，他们发现了一些潜在的安全隐患，并及时进行了改进和修正。
在产品推向市场后，这一系列的改进大大提高了车载电子系统的可靠性，得到了客户的好评。
三、可靠性增长测试在通信设备中的应用可靠性增长测试是一种通过对系统进行长时间运行和测试，来评估系统可靠性增长情况的方法。
一家通信设备制造商在设计新型通信设备时，进行了大量的可靠性增长测试，通过对系统的长时间运行和测试，他们发现了系统中一些潜在的故障点，并及时进行了修正。
经过一系列的测试和改进，最终将通信设备的故障率降低到了最低程度，大大提高了设备的可靠性和稳定性。
四、使用可靠性工程软件进行分析除了传统的可靠性增长分析方法，如故障树分析、故障模式效应分析和可靠性增长测试，现代工程设计中还广泛应用了各种可靠性工程软件来辅助分析。
这些软件能够通过大量的数据分析和模拟，帮助工程师更好地评估系统的可靠性增长情况，并进行优化和改进。
数字集成电路—电路、系统与设计
数字集成电路（IC）在当今的电子装置和系统中发挥着至关重要的作用。
这些电路的设计将大量电子组件集成到一个单一芯片上，提供高性能和紧凑的尺寸。
在本篇文章中，我们将探索数字IC设计的关键方面，侧重于电路，系统和设计方面。
我们探索数字IC的电路方面。
数字 IC由晶体管，电阻器，电容器等基本电子元件构建而成，这些电子元件相互连接，可以实现逻辑功能。
现代数字IC集成水平惊人，数十亿晶体管被包装成一个芯片。
这种密集的集成使得在很小的物理空间内可以执行复杂的功能，如微处理器，内存单元，以及通信接口。
数字IC还设计为高速运行，消耗最小功率。
实现高速运行需要仔细考虑信号传播延迟，交叉对讲，以及动力消散。
为了应对这些挑战，IC设计师采用了先进的电路设计技术，如管道衬线，时钟标注，以及动力标注，以优化数字电路的性能和能效。
转到系统方面，数字IC常是更大的电子系统的一部分，它们与其他组件如传感器、起动器和通信接口相互作用。
数字IC的设计必须考虑到系统层面的要求，包括与外部组件的接口，处理输入、输出信号，以及支持各种通信协议。
数字IC在系统层面设计中的一个有趣例子是汽车电子领域。
现代车辆配备了广泛的数字IC，控制发动机，传输，安全系统，以及信息娱乐等功能。
这些IC必须满足可靠性、性能和安全性的严格要求，同时与各种传感器和起动器接口。
汽车数字IC的设计不仅涉及电路层面的考虑，还涉及系统层面的方面，如故障耐受性，通信协议，以及实时操作。
让我们谈谈数字IC的设计方面。
IC设计开始于具体说明电路的功能，之后是建筑和逻辑设计，电路执行，以及验证。
设计过程涉及各种工具和技术，包括逻辑综合、地点和路线、时间分析和功能核查。
设计可制造性和可检验性是关键考虑因素，可确保能够大规模生产高产量的IC并测试其可靠性。
IC设计中一个有趣的例子是开发适用于加密货币开采的集成电路。
为此目的设计的ASIC高度优化，用于履行采矿所需的密码散列功能，与一般用途处理器相比，往往能达到更高的性能和能源效率。
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（2）单元电路的设计与选择：在明确每个单元电路的技术指标后， 要分析清楚单元电路的工作原理，设计出各单元的电路结构形式。 尽量采用学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料、分 析研究一些新型电路，开发利用新型器件。 注意：要尽量减少或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路 结构，降低成本。 （3）元器件的选择：一般优先选用集成电路。 ➢ 集成电路的选择：“先粗后细”的选用方法，即先根据主体方 案考虑应选用什么功能的集成电路，再进一步考虑其具体性能， 然后再根据价格等因素选用型号。选择的集成电路不仅要在功能
三、电子系统设计步骤
1.调查研究：明确设计任务和要求，确定系统功能指标，了解设 计关键，完成系统功能示意框图。简言之，就是必须明确做什么， 做到什么程度。
2.方案选择和可行性论证 要求综合应用所学知识，同时查阅有关参考资料；要敢于创
新，敢于采用新技术，不断完善所提的方案；应提出几种方案， 对它们进行可行性论证，从完成的功能、性能和技术指标的程度、 经济性、先进性以及进度等方面进行比较，最后选择一个较好的 方案。
第七届全国大学生电子设计竞赛题目
正弦信号发生器（A题）
电压控制LC振荡器（A题）
集成运放参数测试仪（B题） 宽带放大器（B题）
简易频谱分析仪（C题）
低频数字式相位测量仪（C题）
单工无线呼叫系统（D题） 简易逻辑分析仪（D题）
悬挂运动控制系统（E题） 简易智能电动车（E题）
数控直流电流源（F题）
液体点滴速度监控装置（F题）
系统能够支持不同厂商的产品，支持多种协议，并且符合国 际标准及相关协议。除此之外，还应包括：子系统之间、子系统
对主系统以及系统对外部的开放。以便在对系统进行升级改造时， 不仅可以保护原有资源，还可以降低系统维护、升级的复杂性以 及提高效率。 （5）易维护性
元器件和部件应尽可能采用通用、成熟产品，使系统易于维护。
➢ 保证电路性能的前提下，尽可能设法降低成本，减少元器件的 品种、功耗和体积，并为安装调试创造有利条件。 ➢ 在满足性能指标和上述各项要求的前提下，应优先选用现有或 容易买到的元器件，以节省时间和精力。 2.电子系统设计的一般原则 （1）兼顾技术的先进性和成熟性
系统设计应适应技术发展的潮流，使系统能保持长时间的先 进性和实用性。同时要兼顾技术上的成熟性，以缩短开发时间和 上市时间。
一、电子系统概述
电子系统：完成一个特定功能的、完整的电子装置称为电子系统。 如出租车计价器、温度控制系统、航天飞机测控系统等。 电子系统组成：一般包含模拟系统、数字系统、微处理机系统、 片上系统。 电子系统分类：可分为非智能型和智能型系统。前者功能简单且 单一。后者具有记忆、接收信息能力，并根据信息进行分析、判 断、决策和控制操作的能力。一般人们将以CPU为核心、软硬结合 的电子系统称为智能型系统。
设计结果的正确性需要验证，需要用仪器进行测试。这样可 以发现问题并及时修改，直到所要求的功能和性能指标完全符合 要求。
5.编写设计文档与总结报告 （1）设计文档的编写 ➢ 系统的设计要求与技术指标的确定 ➢ 方案选择与可行性论证 ➢ 单元电路设计、参数选择和元器件选择 ➢ 参考资料和文献
（2）总结报告的撰写
现代电子系统设计及应用案例 主讲：徐荃
2010年3月
课程教学目标
1.完成一个电子系统的设计 2.了解电子系统设计的基本理论 3.了解电子系统设计的基本流程 4.掌握电子系统设计常用开发工具 5.掌握电子系统工程设计的基本方法
课程教学特色
1.将信息类各专业分散的“电子技术课程设计”、“计算机 仿真”、“现代数字系统设计”、“嵌入式系统设计”等课程有 机结合，既减少了内容的重叠、交叉，又提高了设计和实践课程 的有效性。
① 双向六车道，只有汽车没有自行车行驶。车辆直行时不允 许车辆左拐，允许右拐。另设左拐时间。
② 车辆控制灯有直行（↑）、左拐（←）和右拐（→）三个 绿灯、黄灯以及红灯。
③ 车辆通行时间为40秒，由各方向设置的倒计时显示器显示， 向司机提示剩余时间。黄灯持续时间2秒。
2.充分利用现代化教学手段，让学生完成从理论设计、仿真、 加工、焊接、调试的全过程，建立电子产品及系统开发的完整知 识体系。
3.在教学体系中融入创新能力的培养，激发学生参与的积极 性，增强创新能力。
课程教学内容
一、电子系统概述 二、电子系统设计方法和原则 三、电子系统设计步骤 四、数字系统设计 五、模拟系统设计 六、微机系统设计 七、片上系统设计
➢ 设计工作的进程记录 ➢ 原始设计修改部分的说明 ➢ 实际电路原理图、程序清单等 ➢ 功能与指标测试结果（注明所使用的仪器型号与规格） ➢ 系统的操作使用说明 ➢ 存在的问题及改进措施等
四、数字系统设计
数字系统是一个完成一系列复杂操作的逻辑单元。它可以是
一台数字计算机、一个自动控制系统、一个数据采集系统或者是
Pspice; Multisim 3.PCB设计工具
Power PCB; Protel
4.可编程器件设计工具 Xilinx ISE; Altera QuartusII; Mentor FPGA Advantage
5.嵌入式系统开发工具 ARM ADS; Keil ARM/C51 IDE；Altera Nios II IDE；Ti
Code Composer Studio
ＭATLAB仿真软件---丰富的表现力
ＭATLAB仿真软件---强大的运算能力
MULTISIM仿真软件
MULTISIM仿真软件---直观的线路仿真
Protel 仿真软件--原理图设计
Protel 仿真软件--多层电路板设计
Ｘilinx仿真软件--ISE
（4）元器件的参数计算：元器件的参数计算有的需要根据电路理 论公式进行，有的按照工程估算法进行，有的可用典型电路参数 或经验数据。选用的元器件参数值最终都必须采用标称值。 注意： ➢ 各元器件的工作电流、工作电压、频率和功耗应在允许的范围 内，并留有适当的余量，并保证电路在规定的条件下正常工作， 达到所要求的性能指标。 ➢ 对于环境温度、其它干扰等工作条件，计算参数时应按最坏的 情况考虑。
（2）安全性、可靠性和容错性 采用成熟的技术、元器件和部件，可在一定程度上保证系统
的可靠、稳定和安全。系统还应具有较强的容错性，例如，不会 因人员操作失误而使整个系统无法工作；或因某个模块出现故障 而使整个系统瘫痪。 （3）实用性和经济性
在满足基本功能和性能的前提下，系Байду номын сангаас应具有良好的性价比。 （4）开放性和可扩展性
Ｘilin设计软件--ISE仿真器
QuartusⅡ仿真软件--VHDL设计入口
QuartusⅡ仿真软件--原理图设计入口
QuartusⅡ仿真软件--仿真
Mentor FPGA Advantage
ARM CodeWarrior集成开发环境
ARM AXD调试器
Ti Code Composer Studio
三相正弦波变频电源（G题）
第六届全国大学生电子设计竞赛题目
第五届全国大学生电子设计竞赛题目
A题 波形发生器
A题 测量放大器
B题 简易数字存储示波器 B题 数字式工频有效值多用表
C题 自动往返电动小汽车 C题 频率特性测试仪
D题 高效率音频功率放大器 D题 短波调频接收机
E题 数据采集与传输系统 E题 数字化语音存储与回放系统
3.数字系统设计举例 设计要求：完成一个十字路口交通灯控制系统的设计。
（1）明确设计要求 进一步明确十字路口车辆行驶的规则如何？道路多宽？允
许几车道行驶？控制灯有几种？通行和禁止的时间是多少？是 否需要显示时间？有否有行人穿行指示？有无连网要求？
明确以上问题，将设计要求具体化，也就明确了设计系统 的逻辑功能。
和特性上实现设计方案，而且要满足功耗、电压、温度、价格等 多方面的要求。 ➢ 阻容元件的选择：根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容 元件，并要注意功耗、容量、频率、耐压范围是否满足要求。 ➢ 分立元器件的选择：包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管 等，选择器件的种类不同，注意事项也不同。例如三极管，在选 用时应考虑是NPN管还是PNP管，是大功率管还是小功率管，是高 频管还是低频管，并注意管子的电流放大倍数、击穿电压、特征 频率、静态功耗等是否满足电路设计的要求。
日常生活中用的电子秤，也可以是大系统中的子系统。
1.数字系统组成
数据输入
数据子系统 数据输出
控制与条件信号
时钟
控制子系统
外部控制信号
数据子系统主要完成数据的采集、存储、运算和传输，主要 由存储器、运算器、数据选择器等部件组成。 控制子系统是执 行算法的核心，具有记忆功能，是时序系统。
2.数字系统设计步骤 明确设计要求：将设计要求分解成条目，每一条都应是无二义 的。明确设计系统的逻辑功能及性能指标，画出简单框图。 确定系统方案：用方框图、流程图或描述语言描述系统方案， 画出系统方框图、流程图或算法，如需要画出时序图。 数据子系统设计：根据系统方案，选择合适的器件构成数据子 系统原理图。根据设计要求对原理图进行时序设计。 控制子系统设计：按照规则及要求选择电路构成控制子系统， 必要时进行时序设计。 设计方法：在整个设计过程中应尽可能多地利用EDA软件，及 时地进行逻辑仿真、优化，以保证设计工作优质快速地完成。
首先，进行系统功能划分。把系统所要实现的功能分配给若 干个单元电路，画出能表示各单元电路功能的整机原理框图。
然后，进行方案比较和可行性论证。 最后，确定总体方案。
3.单元电路设计、参数选择和元器件选择 对各单元电路可能的组成形式进行分析、比较，在确定了单
元电路后，就可选择元器件。根据某种原则或已确定好的单元电 路部分元件的参数，可以计算其余器件参数和电路参数。 4.组装与调试
电子系统分类：根据电子系统实现的功能，有以下几类。 （1）测控系统：相机快门系统、锅炉控制系统、飞行轨道控制 系统等。 （2）测量系统：电量测量、非电量测量系统等。 （3）数据处理系统：语音处理、图像处理、雷达信息处理等。 （4）通信系统：数字通信、微波通信、卫星通信、短波通信等。 （5）计算机系统：单机系统、计算机网络系统等。 （6）家电系统：多媒体彩电系统、音频系统、报警系统。