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电子电路设计入门(电子电路设计需要哪些知识)

2022-12-19 13:13来源:m.sf1369.com作者:宇宇

1. 电子电路设计需要哪些知识

设计自动化设备需要懂的知识面比较广。比如说:电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,具有自动化系统分析、设计、开发与研究的基本能力,综合素质高,具有坚实理论基础和创新能力。主要课程《电路》、《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《现代控制理论》《微机原理及应用》、《软件技术基础》、《电机与拖动》、《电力电子技术》、《计算机控制技术》、《系统仿真》、《计算机网络》、《运动控制》(亦称电力拖动自动控制系统)、《过程控制》、《单片机与嵌入式系统原理》、《计算机辅助设计》、《专业英语》和《智能控制》等。设计自动化专业德、智、体全面发展,具有扎实的自然科学基础,具有良好的计算机、外语、经济、管理等方面的应用基础;具备电工电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用等专业知识高素质应用型专门人才。

2. 电子电路设计需要哪些知识点

首先,电路分析原理

。1. 基本电路分析理论:知道基尔霍夫电压电流定律;要会用回路电流和节点电压法求解电路电压电流;会用戴维南定理和诺顿定理求解等效电路(这在后面模拟电路里很重要);了解叠加原理、源转换等理论;(以上理论对直流和交流电路都适用,是基本的电路分析方法。)会列写并求解一阶二阶电路对应的一阶二阶微分方程,同时也要会用三要素法求解一阶二阶电路的零状态响应、零输入响应和全响应。2. 交流电部分:知道为什么激励源模型都采用采用正弦信号,为什么要分析正弦信号?知道正弦稳态响应的求解为什么要借助于相量(phasor)?相量的运算和基本电路分析理论在交流电里的应用;几种功率的意义:瞬时功率,平均功率,视在功率,复功率,最大功率传输理论。三相电,互感,串并联谐振电路知识。傅立叶变换和拉普拉斯变换在电路分析中的应用。推荐教材:Fundamentals of Electric Circuits, 5th edition, Charles K. Alexander然后,模拟电子线路。

知道二极管、三极管的基本原理,知道有哪些种二极管,都是用来干什么的;会判断三极管的工作状态是放大还是饱和还是截止;知道静态工作点是怎么回事;熟悉NPN型硅管的共射放大电路,会求其输入电阻、输出电阻、放大倍数;知道输入电阻和输出电阻对于负载和电源的意义;了解共基电路和共集电路;知道饱和失真和截止失真;知道多级放大电路(一般三级)的组成一般都是哪一级用那种电路;知道差分放大电路是啥;集成运放要会用虚短虚断求解电路,知道集成运放的几个重要指标;电路的频率响应部分很重要,掌握波特图,至少掌握四种基本的有源和无源滤波器。数字逻辑电路。

卡诺图化简逻辑表达式;知道晶体管在数字电路和模拟电路里使用时的区别;会用各种门搭建逻辑电路实现某种逻辑功能,即组合逻辑电路;时序逻辑电路部分要会设计有限状态机;知道米利型和摩尔型状态机的区别;常用触发器如D、JK、T要熟悉;计数器等电路会设计;了解异步时序电路;数字集成电路设计。

摩尔定律和当前的工艺节点;整个数字IC设计的flow是什么样的;PMOS和NMOS的原理;反相器原理;知道静态功耗和动态功耗;知道上升时间和下降时间,会估算反相器链和组合电路的延迟;知道扇入扇出是什么;会一种硬件描述语言如verilog这些都是最基本的了,哪本书都会介绍的,所以书不是重点,重点是至少要把这些知识点看到。时间不够就捡重点的看。

3. 电子电路设计需要哪些知识和技能

模拟电路中需要的数学分析是比较多的,没有一定的数学基础,无法理解模拟信号的处理过程。因为模拟电路是指处理的电信号的波形是连续变化的,这些连续变化的电信号在模拟电路中可以产生不同的信号变换,如信号的调制与解调,信号的频率变换,信号的放大与混合,信号的特定频率的提取等等,所以,学习电子技术与信息技术必须有較好的高等数学基础,傅式变换和复变函数等数学基础。

另外,模拟电路中的信号处理也基本上是利用数学分析和变换来说明信息的处理过程,离开数学,有些现象比较抽象,比较难懂。

因此,在大学一二年级,一定要学好数学、物理、电路理论等基础课程,这些知识是搞电子技术的人一辈子都会用到的工具,千万要学到融会贯通才行。

4. 电子设计需要什么知识

电子工程师:

1、已通过助理电子工程师资格认证者;

2、研究生以上或同等学力应届毕业生;

3、本科以上或同等学力并从事相关工作一年以上者;

4、大专以上或同等学力并从事相关工作两年以上者。

5. 电子电路设计需要掌握什么知识

电子信息工程专业主要是学习基本电路知识,并掌握用计算机等处理信息的方法,首先要有扎实的数学知识,对物理学的要求也很高,并且主要是电学方面;要学习许多电路知识、电子技术、信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。

6. 学电路设计需要什么基础

芯片设计包含的方面很多的。首先从大的范围上来讲,任何芯片挂靠的都是某一个单纯的行业,例如你做通信芯片,那必然需要相关的通信知识;你做CPU芯片,需要x86知识或者ARM,MIPS设计知识;电源芯片你需要模拟电路的知识。而单纯从集成电路设计的角度看,有分前后端,前端主要是逻辑设计,与之前所说一样需要挂靠某个行业;后端主要牵扯物理实现,需要充分理解电路,集成电路物理原理,甚至是半导体工艺技术,半导体材料等等。所以说你提到的芯片设计是个很广泛的概念,具体你希望从事芯片设计的哪个环节,还需要更细的知识分类。希望能帮到你,有问题可以私信我,我本人从事你所说的“芯片设计”行业。^_^

7. 电子电路设计基础知识

弄懂电子技术常用名称、概念、图形及文字符号、单位制等,初学者必须弄懂电子技术常用的名称、概念,比如什么是电流、电压、电阻,什么是直流电、交流电,什么是串联、并联、串并联,什么是频率、周期、波长、振幅、相位,什么是阻抗、容抗、感抗,什么是磁场、磁力线、磁通,什么叫耦合、负载、电功率,什么是通路、开路、短路,什么是自感、互感、串联谐振、并联谐振,什么是导体、绝缘体、半导体等等,这些也就是最起码的初中物理知识。对一些容易混淆的名称概念,

8. 电路设计的基本知识

首先你要明白串并联电路和混联电路的作用和特性,然后就是熟悉各种电子原件的原理和在电路中接成各种形式的作用,然后你就可以先学习分析一下简单的电路的工作原理,然后你还要系统的学习一些电路的基本知识还有电路中的原件的计算公式这个很重要,然后在练习分析一些比较难的电路,这些基本上都弄通弄懂了,你就可以根据自己的需要,结合各种元器件的工作原理,来设计电路了,刚开始的时候要先从简单的开始,然后在由简入难,这样循序渐进的积累知识和经验,最后你的电子技术会达到令人刮目相看的地步的,这东西不能着急,着急就不能学好电子知识,要一点一点的来。

9. 设计电路需要什么知识

一、STC51单片机外部引脚介绍

1、电源和时钟引脚。如Vcc、GND、XTAL1、XTAL2

2、编程控制引脚。如RST(复位)。

3、I/O口引脚。

Vcc、GND——单片机电源引脚,不同的型号单片机接入对应电压电源,常压为+5V,低压为+3.3V

XTAL1、XTAL2——外接时钟引脚。XTAL1为片内震荡电路的输入端,XTAL2为片内震荡电路的输出端。8051的时钟有两种方式,一种是片内时钟震荡方式,需要在这两个脚外接石英晶体和震荡电容,震荡电容的值一般取10p~30p;另一种是外部时钟方式,将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入。

P0口——双向8位I/O口,每个口可独立控制,没有上拉电阻,为高阻态,所以不能正常的输出高低电平,因此该组IO口在使用时务必要接上拉电阻,一般选10千欧。

P1口——准双向8位IO口,每个口可独立控制,内带上拉电阻,这种接口输出没有高阻状态,输入也不能锁存,故不是真正的双向IO口。之所以称它为准双向,是因为该口在作为输入使用前,要先向该口进行写1操作,然后单片机内部才可正确的读出外部信号,也就是要使其先有个“准”备的过程,所以说才是准双向接口。

P3口——与P1口类似,作为第二功能使用时,和引脚有着各种功能的定义,要查手册。

二、电平特性

单片机的输入输出电平为TTL电平,其中高电平为+5V,低电平为0V。计算机串口为RS-232电平,其中高电平为-12V,低电平为+12V。注意,RS-232为负逻辑电平。

三、单片机的几个周期介绍

1、时钟周期:也称为震荡周期,定义为时钟频率的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,如12Mhz的晶振,它的时钟周期就是1/12us),它是单片机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内,CPU仅完成这一个最基本的动作

2、状态周期:它是时钟周期的两倍

3、机器周期:单片机的基本操作周期,在一个操作周期内,单片机完成一项基本操作,如取指令、存储器读写等。它由12个时钟周期(6个状态周期)组成。

4、指令周期:他是指CPU执行一条指令所需要的时间。一般一个指令周期含有1~4个机器周期。

四、移位操作

1、左移。C51操作符为“<<”,最低位补零

2、右移。同上

3、循环左移,最高位移入最低位,其他依次向左移一位。

五、数码管显示原理

电路方面有共阴极和共阳极之分,让数码管显示不同的数字就是先定义一个保存16进制数的数组,然后在程序中把这个16进制数赋值给相应的引脚。

六、中断概念

1、51单片机一共有6个中断源

INT0——外部中断0

INT1——外部中断1

T0/1/2——计时器/定时器中断,由计数器满回零引起。

T1/R1——串行口中断,串行端完成一帧字符发送/接收后引起。

七、单片机的定时器中断

51单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器,即定时器T0和定时器T1。它们既有定时功能又有计数功能。定时器/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和底8位两个寄存器组成,TMOD寄存器是定时器/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0,T1的启动和停止以及设置溢出标志。

加一计数器的输入计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来;另一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。如果定时器/计数器工作在定时模式,则表示时间已到;如果工作在计数模式,则表示计数值已经满了。

定时器初始化过程如下:

①对TMOD赋值,以确定T0和T1的工作方式

②计算初值,并将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1中。

③中断方式时,则对IE赋值,开放中断。

④使TR0或TR1置位,启动定时器/计数器定时或计数

八、并行与串行基本通信方式

1、并行通信方式:将数据字节的各位用多条数据线同时进行传输,每位数据都需要一条传输线。

2、串行通信方式:串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个的传输,此时只需要一条数据线

3、异步串行通信方式:指通信的接收与发送设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。其特点是:不要求发送双方时钟严格一致,容易实现,设备开销小,但每个字符要附加2~3位,用于起始位、校验位、停止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。在单片机与单片机之间,单片机与计算机之间通信时,通常采用异步串行通信方式。

4、同步串行通信方式:同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方完全达到同步。

九、RS-232电平与TTL电平的转换

一般使用MAX232实现电平转换

十、波特率与定时器初值的关系

1、波特率:单片机或计算机在串口通信时的速率用波特率表示,它定义为每秒传输二进制代码的位数,即1波特 = 1位/秒,单位是bps。

2、波特率的计算:在串行通信中,收、发双方对发送或接受数据的速率有约定。通过编程可对单片机串行口设定四种工作方式,其中方式0和方式2的波特率是固定的,而方式1和方式3的波特率是可变的,由定时器T1的溢出率来决定。

3、为什么51系列单片机常用11.0592MHz的晶振设计?常用波特率通常按规范取1200,2400,4800,9600···,若采用晶振12Mhz或6Mhz,计算得出的T1定时初值将不是一个整数,这样通信时便会产生积累误差。

十一、串行口结构描述

1、串行口结构:51单片机的串行口是一个可编程全双工的通信接口,具有UART(通用异步收发器)的全部功能,能同时进行数据的发送和接收。串行口主要由两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF(一个发送缓冲寄存器,一个接收缓冲寄存器)和发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器以及若干控制门电路组成。执行写指令时,访问串行发送寄存器;执行读指令时,访问串行接收寄存器。与串口紧密相关的一个特殊功能寄存器是串行口控制寄存器SCON,它用来设定串行口的工作方式,接收/发送控制以及设置状态标志位等。

2、串口方式简介:重点介绍方式1:。方式1是十位数据的异步通信口,其中1为起始位,8为数据位,1位停止位。TXD为数据发送引脚,RXD为数据接收引脚。其传输的波特率是可变的,对于51单片机,波特率由定时器1的溢出率决定。通常在做单片机与单片机串口通信、单片机与计算机串口通信、计算机与计算机串口通信时,基本都选择方式1。

3、在具体操作串行口之前,需要对单片机的一些与串口有关的特殊功能寄存器进行初始化设置,主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。①确定T1工作方式(编程TMOD寄存器)②计算T1的初值,装载TH1,TL1③启动T1(编程TCON寄存器的TR1位)④确定串行口工作方式(编程SCON寄存器)⑤串行口工作在中断方式时,要进行中断设置(编程IE、IP寄存器)

十二、I2C总线概述

1、I2C具有接线口少,控制简单,器件封装形式小,通信速率高等优点。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL两条线构成通信线路,即可发送数据,也可接受数据。

2、单片机模拟I2C总线通信,因为有许多单片机没有I2C总线接口,如51单片机,不过我们可以在单片机应用系统中通过软件模拟I2C总线的工作时序,在使用时,只需要正确调用各个函数就能方便地扩展I2C总线接口器件。

3、单片机在模拟I2C通信时,需要写出如下几个关键部分的程序:总线的初始化、启动信号、应答信号、停止信号、写一个字节、读一个字节。

十三、单片机空闲与掉电模式

1、空闲模式:除CPU处于休眠状态之外,其余硬件全部处于活动状态。

2、掉电模式:也成为休眠模式,外部晶振停振,CPU,定时器、串行口全部停止工作,只有外部中断继续工作。

十四、看门狗概念

在由单片机构成的系统中,由于单片机的工作有可能受到外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,从而陷入死循环,程序的正常运行被打断,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称看门狗。

其工作过程如下:看门狗芯片和单片机的一个IO引脚相连,该IO引脚通过单片机程序控制,使他定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散的放在单片机其他控制语句中间的,一旦单片机由于干扰造成的程序跑飞而陷入某一程序段进入死循环状态时,给看门狗引脚送电平的程序便不能被执行到,这时看门狗电路会由于得不到单片机送来的信号,便对它与单片机复位引脚相连接的引脚送一个复位信号,使单片机复位。

十五、SPI接口

1. 概述

SPI = Serial Peripheral Interface,是串行外围设备接口,是一种高速,全双工,同步的通信总线。常规只占用四根线,节约了芯片管脚,PCB的布局省空间。现在越来越多的芯片集成了这种通信协议,常见的有EEPROM、FLASH、AD转换器等。

优点:

支持全双工,push-pull的驱动性能相比open-drain信号完整性更好;

支持高速(100MHz以上);

协议支持字长不限于8bits,可根据应用特点灵活选择消息字长;

硬件连接简单;

缺点:

相比IIC多两根线;

没有寻址机制,只能靠片选选择不同设备;

没有从设备接受ACK,主设备对于发送成功与否不得而知;

典型应用只支持单主控;

相比RS232 RS485和CAN总线,SPI传输距离短;

2. 硬件结构

SPI总线定义两个及以上设备间的数据通信,提供时钟的设备为主设备Master,接收时钟的设备为从设备Slave;

信号定义如下:

SCK : Serial Clock 串行时钟

MOSI : Master Output, Slave Input 主发从收信号

MISO : Master Input, Slave Output 主收从发信号

SS/CS : Slave Select 片选信号

10. 电子电路设计需要哪些知识基础

推荐一本书叫《电子设计从零开始》,不过不是特别的全,前面的简单元器件没什么问题,不过有些特殊元器件就没有了.从这两本好书中学到电子元件及基本电路知识的:《电子元器件应用进阶》,作者——本书编写组,责任编辑刘深;《零起步轻松学——电子电路》,主编——蔡杏山,易电工作室编著,万华清主审。

11. 电子电路设计是干嘛的

本专业学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。

主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术、信号与系统、控制理论等。

主要实践性教学环节:包括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习、计算机软件实践及硬件实践、课程设计、生产实习、毕业设计。

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