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焊接,電路制作的工具準(zhǔn)備問題。人員變動和組隊(duì)問題。(一些同學(xué)中途退出,原本就是不齊的,先加入其他隊(duì)組隊(duì)一起來完成,最后可以再調(diào)整)第一篇 電子設(shè)計(jì)綜合背景知識一、電子電路系統(tǒng)的組成1.完成一些簡單的功能:純硬件電路(1)模擬電路簡單、參數(shù)(頻率,功率)要求不高的,如:走廊路燈控制、調(diào)光臺燈、信號放大器、波形發(fā)生器、紅外檢測報(bào)警電路高頻部分典型:無線發(fā)射、接收(如:對講機(jī))(2)數(shù)字電路數(shù)字時(shí)鐘、(頻率要求不高的)計(jì)數(shù)器、脈沖發(fā)生器2.需要智能判斷的電路:硬件+智能判斷軟件全自動洗衣機(jī)、程控放大器、程控濾波器、智能小車對于電子設(shè)計(jì)競賽的命題,不是一個(gè)完整的產(chǎn)品,考核的是基本功和某個(gè)電子技術(shù)方向?qū)Q谐潭取T谙到y(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)上,很難用純硬件電路來實(shí)現(xiàn),都是需要硬件+軟件結(jié)合。目前的基礎(chǔ)平臺方向:硬件電路+單片機(jī)智能系統(tǒng)(51、AVR、PIC、)硬件電路+智能控制核心(ARM 低端:相當(dāng)于高級單片機(jī) 高端:能夠運(yùn)行系統(tǒng)軟件,嵌入式系統(tǒng))少許外圍電路+FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列):超大規(guī)模的數(shù)字集成芯片,根據(jù)專有的程序語法和編譯軟件對其內(nèi)部進(jìn)行燒寫,構(gòu)建成目標(biāo)電路。二、歷年電子設(shè)計(jì)競賽題目分類或方向:1.信號處理、波形發(fā)生類:(程控放大、程控濾波或者二者的結(jié)合、函數(shù)信號發(fā)生器),主要體現(xiàn)在參數(shù)的高要求。2.控制類:主要圍繞電機(jī)和傳感器(小車走蹺蹺板、小車循跡、小車踢足球、小車根據(jù)聲源定位)3.電源類:開關(guān)電源功率、效率、(輸出電壓的穩(wěn)定性);逆變、三相電源等4.儀器檢測類:簡易示波器、數(shù)字集成電路參數(shù)測量、非接觸轉(zhuǎn)速測量(近年低功耗)5.無線:無線通信系統(tǒng)、無線電能傳輸(去年)、主要在功率、效率、距離上要求。 概括:現(xiàn)在的命題越來越貼近時(shí)代主題:節(jié)能、環(huán)保,參數(shù)的要求也越來越苛刻 因此,要較好的完成賽題并不容易,需要靠團(tuán)隊(duì)協(xié)作、充分的準(zhǔn)備工作(相關(guān)知識的儲備)還需要一些運(yùn)氣。三、電子設(shè)計(jì)競賽相關(guān)常識 1.組隊(duì)(人員的工作要有側(cè)重點(diǎn)) (1)程序員 (2)硬件制作、設(shè)計(jì)的執(zhí)行者 (3)統(tǒng)籌人員 2.競賽時(shí)間的安排(4天3夜,基本上不允許方案和選題的返工) (1)選題的敲定和粗略方案半天之內(nèi)就要決定清楚(平時(shí)準(zhǔn)備的越充分,這個(gè)時(shí)間就會越短)(2)組成系統(tǒng)的各個(gè)模塊的制作和調(diào)試(2天半)(3)系統(tǒng)合成統(tǒng)調(diào),最后完成功能確定收尾(最后1天)(4)設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫,從方案的擬定開始到各模塊的制作貫穿始終(框架、一些陳述性的東西、原理性文字先準(zhǔn)備清楚)、最后收尾階段只是數(shù)據(jù)的修改和整體把關(guān),千萬不要等到最后才開始著手。 統(tǒng)籌人員先搭框架,清楚的內(nèi)容就寫,不清楚的有其他成員空閑時(shí)來補(bǔ)。3.評分 (1)不同于大家常規(guī)認(rèn)識!一句話:沒達(dá)到指定的門檻標(biāo)準(zhǔn),不給分。 (2)不同賽題,不同的評分標(biāo)準(zhǔn) (3)按比例設(shè)定獲獎(jiǎng)人員(牽涉到選題) 4.國賽與省賽 全國賽(奇數(shù)年份),評獎(jiǎng)等級:特等獎(jiǎng)、全國一等獎(jiǎng)、全國二等獎(jiǎng)、省一等獎(jiǎng)、省二等獎(jiǎng)、省三等獎(jiǎng)、成功參賽獎(jiǎng) 省賽(偶數(shù)年份),評獎(jiǎng)等級:省一等獎(jiǎng)、省二等獎(jiǎng)、省三等獎(jiǎng)、成功參賽獎(jiǎng) 大學(xué)4年,一般只有兩次機(jī)會,偶數(shù)級的同學(xué)沖擊國賽在時(shí)間上具備更好條件。5.設(shè)計(jì)報(bào)告的結(jié)構(gòu)及撰寫(一)方案及論證(二)系統(tǒng)的組成框圖(三)各部分電路原理(四)程序設(shè)計(jì)(五)測試及數(shù)據(jù)分析(六)結(jié)論最后遞交的設(shè)計(jì)報(bào)告對頁碼有要求,除摘要外,正文6頁,因此都是最最核心的內(nèi)容。四、學(xué)習(xí)的方法和知識儲備的方向總則:持之以恒、不斷積累、不斷進(jìn)步。注意點(diǎn):知識的保存和積累每當(dāng)你制作完成一個(gè)單元電路或編寫一段功能程序并調(diào)試成功之后,應(yīng)將材料整理并保存清楚(電路板調(diào)試過程中的問題和解決、電路的相關(guān)數(shù)據(jù)、程序編寫過程中的錯(cuò)誤原因及解決)。1.基本功硬件:(1)識別清楚元器件、識讀清楚電路圖(2)電路焊接、(萬能板)、PCB板制做(3)電路設(shè)計(jì):電路照搬、修改參數(shù)、自己設(shè)計(jì)軟件:(1)程序規(guī)范(2)看懂程序(3)修改程序(4)模仿寫法(5)模塊訓(xùn)練(6)自己設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)(鍵盤、顯示、A/D、D/A)2.針對不同的題目的知識儲備(平時(shí)訓(xùn)練模塊的積累)1.信號處理類、波形發(fā)生器:(1)運(yùn)算放大參數(shù)好的集成運(yùn)放(頻率、電壓幅值、驅(qū)動電流)OPA690,THS4001(2)程控放大集成芯片(AD603)(3)濾波器、程控濾波 (MAX262)(4)信號發(fā)生:AD9952、AD9954 (FPGA)(5)峰值檢波電路(寬頻率范圍)、自動增益控制放大電路難點(diǎn):噪聲、頻帶、驅(qū)動能力、自激2.控制類:主要圍繞電機(jī)和傳感器(1)直流、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(L298N、橋路驅(qū)動、TA8435) 難點(diǎn):驅(qū)動電流、速度控制、方向控制(2)傳感器(紅外傳感器、光敏)3.電源類:開關(guān)電源功率、效率、(輸出電壓的穩(wěn)定性);逆變、三相電源等4.儀器檢測類:簡易示波器、數(shù)字集成電路參數(shù)測量、非接觸轉(zhuǎn)速測量(近年低功耗)5.無線:無線通信系統(tǒng)、無線電能傳輸(去年)、主要在功率、效率、距離上要求。 相關(guān)的集成電路只能通過調(diào)研,從別人的設(shè)計(jì)中去尋找??偨Y(jié):相關(guān)的集成電路的使用知識掌握的越多,越有利。所謂知識儲備及各功能模塊的使用心得。第二篇 PCB制板經(jīng)驗(yàn)及注意事項(xiàng)前序:從對付電子設(shè)計(jì)競賽的角度來看,由于受到時(shí)間的限制,并不一定所有的電路都是PCB。簡單化、速度快,純手動用導(dǎo)線在萬能板上焊接。(考驗(yàn)的就是基本功) 從業(yè)的角度來看,電路設(shè)計(jì)最后,批量生產(chǎn) 必須是PCB一、Protel 99SE軟件在制作PCB 板方面的應(yīng)用1.從原理圖到成品板的過程說明原理圖PCB板走線,元件定位打印到轉(zhuǎn)印紙上通過轉(zhuǎn)印機(jī)把轉(zhuǎn)印紙上的電路印到覆銅板上腐蝕鉆孔焊接元器件 (1)原理圖 到PCB板走線,元件定位 電路板設(shè)計(jì)軟件(protel)要解決的問題 (2)打印到轉(zhuǎn)印紙上通過轉(zhuǎn)印機(jī)把轉(zhuǎn)印紙上的電路印到覆銅板上腐蝕鉆孔焊接元器件(實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,自行處理;可以外包給專門的加工公司做) 2.演示:利用protel從原理圖到生成PCB打印紙的過程 (1)從原理圖網(wǎng)絡(luò)表 (2)從網(wǎng)絡(luò)表布線圖二、Protel 99SE 制板過程中的具體問題 1.原理圖文件繪制過程的一些問題(1)元件庫的導(dǎo)入(你要用到原理圖元件必須再導(dǎo)入的庫中、不同庫內(nèi)一些元件可能存在重復(fù)、一些沒有的原理圖元件庫必須自己畫)(2)元件的放置(從庫中找;快捷鍵Place Part),兩種方法的區(qū)別。(3)連接元件的線保證用 Place Wire ;不要用line,交叉且相連線必須要有節(jié)點(diǎn)(4)以同名的 NET 實(shí)現(xiàn)連接 (NET的命名上必須考慮可讀性,便于檢查)(5)可以用總線的方式實(shí)現(xiàn)連線,但要注意P B , P U 之后,要放置 NET(同一點(diǎn)要同名)(6)元器件的封裝(必須設(shè)定;引腳名稱必須與PCB庫中的文件引腳對應(yīng))(7)默認(rèn)的規(guī)則集成電路,電源、地 引腳基本默認(rèn)并沒有顯示。(8)批量處理多個(gè)元件的封裝。(9)對于單元電路一定要留好電源、輸入、輸出接口(有接插件)(10)作為論文中的原理圖時(shí)要注意可讀性(如:運(yùn)放、集成電路、傳感器、背景顏色、取消網(wǎng)格)2.PCB 板繪制過程中的一些問題(1)禁止布線層的大?。ǜ鶕?jù)元件多少和實(shí)際電路情況進(jìn)行估計(jì),開始時(shí)候稍微大點(diǎn),之后要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整做到“緊湊” )(2)導(dǎo)入NET 時(shí)出錯(cuò)。(原理圖中封裝沒設(shè)定、PCB 庫中沒有導(dǎo)入該封裝、封裝引腳不匹配)(3)尺寸和單位(mil ,mm) 40 mil 約為1mm a.焊盤和過孔(推薦:2mm , 0.8mm , 處理清楚不同元器件,自己做,給專業(yè)公司開板的差別) b.形狀根據(jù)需要改變(IC座中間走線) c.線的粗細(xì)(自己做 0.5mm (20mil) );大電流情況下需要加大寬度;如果空間足夠盡量粗一點(diǎn)(4)元器件的位置擺放 a.按照信號的流程,不要出現(xiàn)環(huán)路,不要刻意追求整齊把相同的元件放在一起 b.元器件間的距離緊湊,充分考慮器件的大小,特殊功能的器件(大功率、需要調(diào)節(jié)的原件、顯示的部件、電路的接口)特別考慮。(5)布線規(guī)則里的設(shè)定(一般:先粗細(xì)、布線層、走線間的最小距離)(6)布線 a.純自動(需要再調(diào)整) b.半自動:一次同一個(gè)NET c.純手動 (優(yōu)先重要、容易的線) 注意:PLACE TRACK(7)檢查布線規(guī)則:ReportRun DRCRule check(broken net)(8)PCB中連線的直接更改(9)元件封裝不合適的直接更改(10)自制時(shí)覆銅慎用3.簡單電路的直接手動PCB 4.排列工具(TOOLS/Inter Placement / Align)、最小移動距離(G)、測量尺寸(R M )三、打印、轉(zhuǎn)印、腐蝕與鉆孔1.打印問題(1)Print Preview 中 右鍵MULTIPLAYER / properties 進(jìn)行設(shè)定(2)添加去除層、過孔、鏡像、黑/白、mulilayer移至頂2.覆銅板的預(yù)處理(面、尺寸)3.轉(zhuǎn)印機(jī)處理(加熱鍵長按3S閃爍停止加熱)、轉(zhuǎn)印次數(shù)(3次左右),夾板問題(如何包轉(zhuǎn)印紙)、撕紙方向4.腐蝕前補(bǔ)線(油性筆,非水筆)5.腐蝕(注意安全、時(shí)間不可過長),如果有一大塊銅都要腐蝕光,建議貼上透明膠。6.鉆孔(注意鉆頭直徑)7.清理碳墨層、清洗、晾干、上松香水四、新建原理圖元件庫舉例1.新建ddb 2.新建library 3.新建元件 4.畫一個(gè)集成電路,如:AD603(引腳分配時(shí),一定要注意和pdf中的序號一致;number影響和封裝的配對不能錯(cuò),name 只是個(gè)名稱)5.在同一個(gè)lib里添加新的原理圖元件6.在ddb 文件中加入,自己做的庫7.在原理圖文件中放置自己新做的原理圖元件8.如果覺得原理圖元件不合適可以直接在選元件的library框中選擇中edit 進(jìn)行修改。五、新建PCB元件庫舉例總則:尺寸、引腳的物理位置要求必須精確到一定程度;尺寸信息可根據(jù)pdf(有些有提供)或?qū)嶋H測量獲得1.新建ddb文件2.新建pcb.lib 文件3.添加新元件(自動添加、手動畫、自動添加的基礎(chǔ)上手動編輯修改)4.某一個(gè)器件的封裝,如:按鈕、數(shù)碼管5.在庫里添加新元件,新建pcb.lib庫文件六、雙面板的制作1.PCB中的問題(以PL2303電路為例)(1)規(guī)則中布線層開2層(頂層和底層)(2)貼片元件(集成電路注意引腳順序順時(shí)針?逆時(shí)針?)(3)過孔位置的安排(自己做板不要讓集成電路的引腳成為過孔、最好另外再安排)(4)布線(先自動布線再手動更改) a.更改過孔位置 b. 線分分支和拐點(diǎn) c.有些線希望能放在特定的頂或者底層,自動布線可能無法滿足,自己調(diào)整2.打印和制作過程中的問題(1)分兩層兩次打?。?)底層 Bottom 不要鏡像!頂層TopLayer要鏡像?。ㄓ绊懙揭_順序)(3)要放置對準(zhǔn)的定位孔(4)打印在紙上、并且用裁剪成合適大小,用膠布固定在覆銅板上,先鉆定位孔(5)將PCB 打印在轉(zhuǎn)印紙上(2張 頂、底層),根據(jù)事先設(shè)定好的定位孔對準(zhǔn),(電阻引腳固定定位孔,透明膠布粘好)(6)轉(zhuǎn)印,前后幾次走板方向一致(7)開水浸泡后,撕轉(zhuǎn)印紙(8)補(bǔ)線、腐蝕、清洗、對準(zhǔn)光源看板孔對其情況、若基本對其,則表明板可用,若偏差(看上下同一個(gè)孔是不是對其的)太多,直接丟棄不要往下做。第三篇 硬件電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、集成器件總則:電源電壓的大小、極性不能錯(cuò)!輸入電壓必須小于安全范圍!輸出一般可以空載但不能過載!其余的引腳不能隨意短路。一、硬件電路元件參數(shù)選擇(接口、電阻、電容等)。集成電路的外圍元件在 pdf中基本都已給出,找到?jīng)Q定其參數(shù)的表達(dá)式,進(jìn)行確定。特定電阻、電容1.限流電阻(二極管、三極管積極、紅外管、光耦)與分壓電阻取值。2.繼電器驅(qū)動(NPN、 PNP)3.耦合電容與濾波電容(大、?。?.電平高低不匹配的問題5.模擬信號的驅(qū)動能力提升6.數(shù)字電路的驅(qū)動能力提升二、器件與電路單獨(dú)器件(1)按鍵(內(nèi)部兩腳相通)(2)數(shù)碼管(單個(gè)、兩個(gè)、4個(gè)一體)、LCD1602、點(diǎn)陣的液晶(3)ST
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