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淺談電子電路設計過程及問題

電子電路設計涉及的東西很多。首先是你需要根據具體的需要和應用去設計電路圖。這是整個設計中最重要的一個環節。這個環節你需要考慮的問題很多。就拿數據采集系統來說。

首先:最先想的的肯定是你需要用什么處理器,這需要根據你的系統采集,發送數據的速度決定。如果就是一個簡單的溫濕度的數據采集,那么你可以用帶射頻功能的處理器,比如cc2530等等。數據量較大一些的就需要選擇一些高速的處理器。這些需要綜合考慮,你處理器的運行速度,I/O口速度,是不是集成你需要的功能模塊,比如網口模塊,usb模塊等等。當然這里面還有一個很重要的問題就是開發難度。畢竟一個資料多,應用廣的芯片,你可參考的設計就會多,出現問題解決的也會比較快。

第二:各個模塊的電路設計。這個就是基于選定處理器后,其他電路的設計,比如無線電路的設計,網口電路設計。這個是一個細化的過程。而各個模塊中最重要的是那個模塊呢。估計很多人可能都是到,是電源模塊。和一個技術人員交流的時候,她說以前一個老技術教導他們,說你們不要想什么數字電路重要,模擬電路重要,程序重要,硬件重要的,最重要的就是電源。沒有好的電源會給系統帶來災難性的故障。比如我的電源噪聲很大,那么模擬電路肯能就受不了,有用信號都被噪聲淹沒,最后測得的都是噪聲。比如電源功率不夠,具體的看的話就是電流不夠,系統都沒法運行。所以制約整個系統設計的最重要因素,就是電源的設計。在做過的一個電路中,我們按照芯片的功耗計算,電源電流完全夠,可是最后還是不夠。最后發現,因為很多芯片資料給的是靜態電流,運行的時候是波動的,而且還會有外部的無源元件也會消耗電流。

所以設計電路在原理圖設計的時候這些問題是都需要考慮到的,需要仔細推敲,不然到最后成型后再不停的改設計方案,會讓人很頭疼。

第三:查錯。這個過程是最后核實的過程。一旦系統原理圖有一點小小的問題,都可能導致你最后PCB設計的重新開板,成本是很高的。常見的就是功能引腳的連接。比如串口收發引腳和你所用的串口是公頭還是母頭而不一樣的,很多細節問題。還有就是閑置引腳的處理。一般芯片手冊會注明,仔細看手冊會很有幫助。

原理圖設計完成,你就需要進行PCB的設計。PCB設計的最重要的前提就是要好的對應的封裝,封裝是應該在你電路設計,芯片選型的階段就定了的。這里只是根據選型的結果制作封裝庫。只有對應的準確的封裝庫,最后做成的PCB才不會有問題。后續的PCB的布局設計,最好也是在理解電路的基礎上,才會有事半功倍的效果。

接著就是調試。調試其實是對你電路設計的驗證。所以調試必須對電路的原理很清楚,知道什么地方該出什么信號,什么效果。調試的時候應該是一步步調試,比如先調電源模塊,再到處理器。。。如果你整個電路都很焊接上,那么出現問題,你也很難知道是哪里出現了問題。模擬電路部分調試麻煩點,數字部分,只要原理對,處理器能工作,后面就是程序的調試了。

如果在原理圖設計時,系統存在缺陷,調試不成功。那么就需要你再去修改方案,重復進行上面的工作,這是個很費時的方法。因此在電路設計最初的時候就應該考慮全面,防止返工重新設計。

簡要的說,電路設計時,首先考慮實現功能,不管是電路,還是芯片,各種參數都要滿足你系統的要求。第二是性能,就是你在滿足基本要求后,要留出充足的余量,防止意外狀況。第三,仔細推敲你的電源設計,電源廢了,整個系統就廢了,前面提到的功能性能全白費了。
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