需求分析,方案論證是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的開始,也是工作的基礎(chǔ)。只有經(jīng)過深入細(xì)致的需求分析,周密而科學(xué)的方案論證才能使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作順利完成。
需求分析的內(nèi)容主要包括:
l被測(cè)控參數(shù)的形式(電量、非電量模擬量、數(shù)字量等)、
l被測(cè)控參數(shù)的范圍、
l性能指標(biāo)、
l系統(tǒng)功能、
l工作環(huán)境、
l顯示、
l報(bào)警、
l兼容性,安全性,電磁兼容性
方案論證是根據(jù)用戶要求,設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場(chǎng)條件的軟硬件方案,在選擇測(cè)量結(jié)果輸出方式上,既要滿足用戶的要求,又要使系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠、這是進(jìn)行方案論證與總體設(shè)計(jì)一貫堅(jiān)持的原則。
總體設(shè)計(jì):硬件框架設(shè)計(jì)、軟件框架設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)
主要文檔
l系統(tǒng)功能及功能指標(biāo)
l系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖及功能劃分
l系統(tǒng)邏輯框圖
l各功能塊的邏輯框圖
l關(guān)鍵技術(shù)討論
l關(guān)鍵器件datasheet
l安全性、可靠性、電磁兼容性分析
2、器件選擇、電路設(shè)計(jì)制作、數(shù)據(jù)處理、軟件的編制階段。
硬件部分的設(shè)計(jì):
硬件設(shè)計(jì)要重視極限參數(shù),典型參數(shù),參數(shù)變化范圍。最重要的是計(jì)算。主要需要計(jì)算的內(nèi)容有:
1、工程計(jì)算基礎(chǔ)
l過渡過程及超調(diào)對(duì)輸入端器件的影響
l 降額通用要求
l Datasheet的應(yīng)用
l系統(tǒng)失效率與可靠性串并聯(lián)模型
l電子系統(tǒng)可靠性量化評(píng)估方法
l系統(tǒng)精度分配方法
l阻抗連續(xù)
l機(jī)械電子嵌入式軟件的失效率規(guī)律與特性
l應(yīng)力條件的(應(yīng)力變化率、組合應(yīng)力、器件環(huán)境條件)
l可靠性設(shè)計(jì)三階段(系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì))
l建立一致性
2、工程計(jì)算與器件選型
l電阻選型計(jì)算:電阻的固有特性、上拉電阻、下拉電阻、限流電阻、分壓電阻、阻抗匹配電阻的選型計(jì)算
l電容選型計(jì)算:電容的固有特性與寄生參數(shù)、退耦電容、儲(chǔ)能電容、安規(guī)電容、隔直電容、濾波電容的選型計(jì)算
l電感選型計(jì)算
l晶振及振蕩電路選型計(jì)算
l散熱器件:整機(jī)散熱計(jì)算、散熱片、風(fēng)扇、半導(dǎo)體致冷片散熱選型計(jì)算
l光電器件選型計(jì)算:光耦、發(fā)光二極管、數(shù)碼管選型計(jì)算
l導(dǎo)線與接插件選型計(jì)算
l保護(hù)器件選型計(jì)算:保險(xiǎn)絲、TVS管、壓敏電阻、高壓放電管選型計(jì)算
l濾波器件選型計(jì)算:濾波器件特性、濾波電路設(shè)計(jì)計(jì)算、濾波器、濾波電容、磁珠磁環(huán)、電感選型計(jì)算
lPCB板選型:PCB板特性及PCB設(shè)計(jì)計(jì)算
l 數(shù)字IC器件選型計(jì)算:數(shù)字IC特性(結(jié)溫、響應(yīng)時(shí)間、帶載能力、溫漂、閾值、時(shí)序要求)、MCU、存儲(chǔ)類器件、邏輯器件的選型計(jì)算
l模擬IC器件選型計(jì)算:AD、運(yùn)放、放大器件的選型計(jì)算
l電源模塊選型計(jì)算:電壓轉(zhuǎn)換器件、電源模塊、變壓器選型計(jì)算及設(shè)計(jì)應(yīng)用方法
l開關(guān)類器件:開關(guān)類器件的特性、開關(guān)管、繼電器選型計(jì)算
l二極管三極管:二極管和三極管特性、三極管、二極管選型計(jì)算
l電控機(jī)械器件:電機(jī)特性、電機(jī)選型計(jì)算
l軟件類:存儲(chǔ)空間、中斷or查詢選擇、界面設(shè)計(jì)、時(shí)序、運(yùn)算執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算
l可維修性評(píng)估:量化評(píng)估指標(biāo)和試驗(yàn)方法
l其它:按鍵、揚(yáng)聲器的選型方法和計(jì)算
主要文檔
硬件部分
l 單板尺寸圖
l 接口定義及與相關(guān)板的關(guān)系
l 原理圖(包含一些必要的說明信息)
l PCB設(shè)計(jì)圖
l BOOM表
l 元件布置圖(含一些必要的說明信息)
l 調(diào)試測(cè)試計(jì)劃
軟件部分
偽代碼:使用自然語言表達(dá)程序的必要步驟。
流程圖:
模塊化編程
l 端口定義
l 數(shù)據(jù)定義
l 功能模塊
l 中斷使用
l 存儲(chǔ)空間使用
主要文檔
l 流程圖
l 程序文檔
3、整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試與性能測(cè)定
編制好的程序和焊接好的線路,不能按預(yù)計(jì)的那樣正確工作是常有的事,這就需要查錯(cuò)和調(diào)試。查錯(cuò)和調(diào)試有時(shí)是很費(fèi)時(shí)間的。
調(diào)試時(shí),應(yīng)將硬件和軟件分成幾個(gè)部分,逐個(gè)部分調(diào)試,各部分都調(diào)試通過后再進(jìn)行聯(lián)調(diào)。調(diào)試完成后,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)條件,對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件、軟件進(jìn)行性能測(cè)試。
主要文檔
l 硬件調(diào)試報(bào)告
u 各個(gè)可變變量在不同的情況的測(cè)試數(shù)據(jù)、
u 極限條件的數(shù)據(jù)
u 關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)
u 數(shù)據(jù)差異原因分析
l 軟件調(diào)試報(bào)告
u BUG修補(bǔ)說明,版本更新
4、外觀及外殼設(shè)計(jì)
主要文檔
部件二維尺寸圖
三維模型圖
裝配體圖
爆炸圖
外協(xié)加工圖紙
5、文件編制階段
文件不僅是設(shè)計(jì)工作的結(jié)果,而且是以后使用、維護(hù)以及進(jìn)一步再設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此,一定要精心編寫,描述清楚,使數(shù)據(jù)及資料齊全。
主要文檔
l 項(xiàng)目文件清單
總結(jié):
一個(gè)項(xiàng)目定下來后,經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研,方案論證后,就進(jìn)入正式研制階段。從總體上來看,設(shè)計(jì)任務(wù)可以分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),這兩者相互結(jié)合,不可分離。從時(shí)間上來看,硬件設(shè)計(jì)的絕大部分工作量是在最初階段,到后期往往還要做一些修改。軟件設(shè)計(jì)任務(wù)貫徹始終,到中后期基本都是軟件設(shè)計(jì)任務(wù)。
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