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频分复用硬件电路

第1章频分复用

1.1 系统设计

设计一个通信系统，首先是定系统指标和各种参数，在确定了通信特点为电缆全双工传输以后，根据通信要求中电缆传输12路语音信号带宽为60KHz～156KHz，我们需要分配带宽，语音信号的主带宽为300-3400Hz，加上各频段之间的保护带，我们给每路语音信号分配4KHz的基带带宽，由于要实现全双工通信，需要24路信道，若采用DSB双边带调制，需要占用2倍基带带宽，则调制后的一路信号占用8K带宽，则总共调制后的信号需要8*24=192KHz的带宽，60-156KHz 的传输带宽只有96KHz，显然不够用，故DSB在这里不被采用，我们选择SSB 单边带调制，可以节约一半的频谱资源，每路话音信号只需要4KHz传输带宽，刚好需要4*24=96KHz，符合信道要求。

划分好频段之后，是选择发送和接收机的调制体系，SSB调制有两种常用方法，一种是移相法，一种是滤波法，为了实现的方便，我们采用滤波法这一更为普遍采用的方法。由于信号传输频率较低，没有专门的陶瓷或晶体滤波器可用，需要自制边带滤波器，故需要考虑滤波器的可行性，综合考虑了滤波器的参数后，发现一次调制是难以实现的，因此采用多级调制，这里采用二级调制，基本思路为：

A到B，第一次用：12KHz，16KHz，20KHz调制形成前群，第二次用84，96，108，120KHz调制，发送传输带宽为60—108KHz；B到A，第一次用：12KHz，16KHz，20KHz调制形成前群，第二次用132KHz，144KHz，156KHz，168KHz 调制，发送传输带宽为108KHz—156KHz。这样就把96KHz的低48KHz划分给了A的发送，高48KHz划给了B的发送。由于需要全双工，故这里采用2-4线转换，避免“自发自收”的现象。

SSB信号由于不存在载波分量，故只能用提取导频法来做相干检波解调，因此在发送端第一级调制之后，应在BPF后插入导频。接收端的本振频率对称于发送端，A的接收带宽恰好为B的发送带宽，反之亦然。对于B端接收的情况，首先分别用84KHz，96 KHz，108 KHz，120 KHz的本振将滤波选频后的四个前群搬移到12—24 KHz，再经过不同的滤波器把每个前群中的3路信号分离，最后分别提取导频后与自身信号相乘检波，低通滤波后得到各路语音信号。

另外，本系统中传输电缆及音频接口均为600欧姆的端接阻抗，故所有模块之间采用600欧的阻抗匹配。

系统框图如图3-1所示，系统发射与接收框图分别见图3-2、图3-3。这里只给出

A发送B接收的框图，B发送A接收类似，只是改变了第二级混频本振的频率和相应的滤波器。

图1-1 系统框图

图1-2 A端发送框图

图1-3 B端接收框图

1.2 系统单元硬件系统设计

本系统主要硬件电路由: 调制电路、解调电路、数字频率合成器、四二线转换电路、滤波器、导频插入及提取电路、加法电路、放大衰减电路等组成。下面一一阐述电路设计方案以及器件选择和参数计算。

3.2.1 调制解调电路设计

该模型中的核心器件是模拟乘法器, 它实现了对基带信号的调制, 本系统中采用的是AD835来实现调制器的设计。AD835是一片基于双差分对模拟相乘器原理制成的四象限相乘器芯片，具有较好的载波抑制功能。

图3-4 AD835器件原理图

图3-5 AD835模拟乘法器引脚图

乘法器AD835可以实现250MHz带宽内的混频，这对于我们的设计完全满足要求。而且其输出幅度在不同频率值时相对稳定，外围电路也相对简单，不需要进行复杂的调零调试，只需要对Z的直流输入进行相对调整即可。其基本原理框图如图3-5所示。其中W=X×Y+Z。

3.2.2 数字频率合成器

由于调制与解调都有众多不同频率的本振，且频率都较低，故选用DDS数字频率合成的方法。

直接数字频率合成器（DDS）技术，具有频率切换速度快，很容易提高频率分辨率、对硬件要求低、可编程全数字化便于单片集成、有利于降低成本、提高可靠性并便于生产等优点。目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的DDS芯片，专用DDS芯片采用了特定工艺，内部数字信号抖动很小，输出信号的质量高。然而在某些场合，由于专用的DDS芯片的控制方式是固定的，故在工作方式、频率控制等方面与系统的要求差距很大，这时如果用高性能的FPGA器件设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法，它的可重配置性结构能方便的实现各种复杂的调制功能，具有很好的实用性和灵活性。

图3-6 DDS调频原理框图

图3-7 产生12K本振的电路

DDS电路及系统构成

设计的系统中，采用比较通用的51系列单片机AT89S52作为系统的控制处理单元。利用P0口和P2口构成显示和键盘接口，显示由一个液晶模块LCD 构成，键盘由0～9及设定和确认键（共12个按键）构成，P1口来完成与

AD9852串行数据口的通信和控制。由于AD9852使用COMS工艺，供电电压是+3.3V，所以存在TTL电路和CMOS电路的电平转换问题。采用PHILIPS 公司的74LVT245B作为+5V电源下的逻辑电平到+3.3V逻辑电平的转换器件。它是三态输出的双向总线收发器，供电电压为+3.3V，延迟时间为2.4ns，可以完成5V的TTL逻辑电平到3.3VCMOS逻辑电平的转换。

DDS的D/A输出信号经过一个7阶的椭圆函数滤波器滤波后输出纯净的正弦波，再送入到DDS内部集成的高速比较器整形后输出所需要的方波信号，这样可以减少后级电路的触发误差，同时也可以经过滤波器后直接输出正弦信号。

3.2.3四-二线转换电路

由于语音信号是收和发同时存在(收二线,发二线),所以是四线,而传输线是二线,这就需要进行四-二线转换。四-二线转换原理图如图7所示。在将二次群信号送入电缆传输时,为了使发送方不至于收到自己发出的信号,采用混合线圈。其中电阻均取600欧，T1线圈匝数比1：1，这样输入阻抗600欧姆变换到次级线圈后保持不变，和R1R2R3形成平衡电桥，可抑制回波。

图3-8 四--二线转换电路

3.2.4 滤波器设计

本系统中多处用到滤波器。首先，信号调制采用SSB滤波法调制，需要Q值较高的边带滤波器，直接影响到调制信号频谱的纯度；其次，二级调制后也需要带通滤波器来滤出所需要的差频,即下边带。

信号的解调同样需要滤波器，第一级解调之前通过带通滤波器取出需要的前群；第二级解调，即与提取出的导频相干解调，解调后通过带通滤波器取差频，之所以用带通而不是低通滤波，是因为需要滤掉第一级调制前没有完全滤除的其他前

群混频出的带外无用信号；在第二级相干解调之后需通过一个低通滤波，滤出所需的300-3400Hz的音频信号，最后需要在输出端接一个隔直电容去除直流分量。下面给出各滤波器的参数（只给出A发送、B接收部分的滤波器参数，B发送、A接收部分的同理），见表3-1，其中频率单位均为KHz。

指定A发送端第一级调制后的滤波器分别为1BPF1-1BPF3，第二级调制后的滤波器分别为1BPF4-1BPF7，B接收端第一级解调前的滤波器为2BPF1-2BPF4，第一级解调后的滤波器为2BPF5-2BPF7，最后的低通滤波器为LPF，框图见图3-1。

表3-1 滤波器参数设计（单位KHz）

图3-9 导频插入电路

图3-10 导频提取电路

在接收端二级调制处，第二本振就是提取出的导频。导频提取可采用窄带导频滤波器，或直接用锁相环来提取。相比之下后者功耗更大，但是更稳定，可自动跟踪漂移的导频。这里我们选用NE564集成模拟锁相环，该集成电路工作频率可到50MHZ，内带压控振荡器、鉴相器、限幅器。输入带有导频的边带信号，即可锁定导频的频率稳定输出，用于相干检波，如上图3-10。

3.2.6 加法器电路

多路信号在调制到不同频段上需要通过一个加法器相加，第一级调制是3路信号相加成前群，第二级调制是4个前群相加而成，这里我选择了简单易实现的三极

止状态。

3.2.8 系统供电

系统按要求采用24V直流单电源供电，由于多数芯片须正负供电，我们取12V 处为地，则供电等效为±12V。

调制解调器MC1496采用+12V，-8V供电；

插入导频采用+5V供电；

加法器采用±5V供电；

数字频率合成芯片MC145151-2采用+5V供电；

锁相环芯片NE564采用+5V供电。

其中-8V采用7908三端稳压芯片提供，±5V分别采用7805/7905提供。

各处电源注意加10u和104的电容退耦。

3.3技术指标及系统测试

本系统传输技术指标如下：

1. 语音信号频带：300Hz～3400Hz。

2. 电缆传输频带：60KHz～156KHz。

3．传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。

4．电缆传输端阻抗600Ω，电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于1mW。

5．语音通信接口采用4线制全双工。

6．音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW。

7．滤波器指标：规一化过渡带1％，特征阻抗600Ω，通带衰耗1dB，阻带衰耗40dB（功率衰耗），截止频率（设计者定）。

8．系统电源：直流24V单电源。

超声波测距仪硬件电路的设计

超声波测距仪电路设计实验报告轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的：了解超声波测距仪的原理，掌握焊接方法，掌握电路串接方法，熟悉电路元件。实验设备及器材：电烙铁，锡线，电路元件实验步骤：1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试超声波测距程序： #include unsigned char code dispbitcode[]={0x31,0x32,0x34,0x38,0x30,0x30, 0x30,0x30}; unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x77,0x7c,0x 39}; unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,10,10,0,0}; unsigned char dispcount; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned int temp1;

unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }

硬件电路设计过程经验分享 (1)

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。 1)总体思路。设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb，物料清单(BOM)表。原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。

pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos，是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤)： 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上，我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY)，周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找到现成的库，这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等区别。 2)有了充足的库之后，就可以在原理图上画图了，按照datasheet和系统设计的要

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目录 [项目名称测试报告（标准版）] 0 [V1.0(版本号)] 0 [2010年9月9日] 0 第1章简介 (3) 1.1目的 (3) 1.2范围 (3) 1.3名词解释 (3) 1.4参考资料 (3) 第2章测试简介 (4) 2.1测试日期 (4) 2.2测试地点 (4) 2.3人员 (4) 2.4测试环境 (4) 2.5数据库 (5) 2.6测试项 (5) 第3章测试结果与分析 (5) 3.1对问题报告进行统计分析 (5) 3.2遗留问题列表 (7) 第4章简要总结测试的结果 (7) 第5章各测试类型测试结论 (8) 5.1功能测试 (8) 5.2用户界面测试 (9) 5.3性能测试 (9) 5.4配置测试 (9) 5.5安全性测试 (9) 5.6数据和数据库完整性测试 (9) 5.7故障转移和恢复测试 (9) 5.8业务周期测试 (10) 5.9可靠性测试 (10) 5.10病毒测试 (10) 5.11文档测试 (10) 第6章软件需求测试结论 (10) 第7章建议的措施 (10) 第8章追踪记录表格 (11) 8.1需求—用例对应表(测试覆盖) (11) 8.2用例—需求对应表(需求覆盖) (11)

第1章简介测试报告的简介应提供整个文档的概述。它应包括此测试报告的目的、范围、定义、首字母缩写词、缩略语、参考资料和概述等。 1.1 目的阐明此测试报告的目的。 1.2 范围简要说明此测试报告的范围：它的相关项目，以及受到此文档影响的任何其他事物。1.3 名词解释列出本计划中使用的专用术语及其定义列出本计划中使用的全部缩略语全称及其定义表1 名词解释表 1.4 参考资料本小节应完整地列出此测试报告中其他部分所引用的任何文档。每个文档应标有标题、报告号（如果适用）、日期和发布组织。列出可从中获取这些引用的来源。这些信息可以通过引用附录或其他文档来提供。

硬件电路设计基础知识

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硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化掺杂──管子温度──热敏元件光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴自由电子──受束缚的电子（－）空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结一、PN结的基本原理 1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。

电动车无刷马达控制器硬件电路详解

电动车无刷马达控制器硬件电路详解电动车无刷电机是目前最普及的电动车用动力源，无刷电机以其相对有刷电机长寿，免维护的特点得到广泛应用，然而由于其使用直流电而无换向用的电刷，其换向控制相对有刷电机要复杂许多，同时由于电动车负载极不稳定，又使用电池作电源，因此控制器自身的保护及对电机，电源的保护均对控制器提出更多要求。自电动车用无刷电动机问世以来，其控制器发展分两个阶段：第一阶段为使用专用无刷电动机控制芯片为主组成的纯硬件电路控制器，这种电路较为简单，其中控制芯片的代表是摩托罗拉的MC33035,这个不是这里的主题，所以也不作深入介绍。第二阶段是以MCU为主的控制芯片。这是这篇文章介绍的重点，在MCR版本的设计中，揉和了模拟、数字、大功率MOSFET 驱动等等许多重要应用，结合MCU智能化控制，是一个非常有启迪性的设计。今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例,整机电路如图1：整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看：

图2:电路框图电路大体上可以分成五部分：一、电源稳压，供应部分；二、信号输入与预处理部分；三、智能信号处理，控制部分；四、驱动控制信号预处理部分；五、功率驱动开关部分。下面我们先来看看此电路最核心的部分：PIC16F72组成的单片机智能处理、控制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制，弄清楚这部分，其它电路就比较容易明白。图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振

荡器等，共有22个可复用的IO口，其中第13脚是CCP1输出口，可输出最大分辨率达10BIT 的可调PWM信号，另有AN0-AN4共5路AD模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事件。内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。各引脚应用如下： 1：MCLR复位/烧写高压输入两用口 2：模拟量输入口：放大后的电流信号输入口，单片机将此信号进行A-D转换后经过运算来控制PWM的输出，使电流不致过大而烧毁功率管。正常运转时电压应在0-1.5V左右 3：模拟量输入口：电源电压经分压后的输入口，单片机将此信号进行A-D转换后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池，避免电池因过放电而损坏。正常时电压应在 3V以上 4：模拟量输入口：线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，单片机根据此电压高低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。 5：模拟/数字量输入口：刹车信号电压输入口。可以使用AD转换器判断，或根据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平，单片机收到该信号后切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。 6：数字量输入口：1+1助力脉冲信号输入口，当骑行者踏动踏板使车前行时，该口会收到齿轮传感器发出的脉冲信号，该信号被单片机接收到后会给电机输出一定功率以帮助骑行者更轻松地往前走。 7：模拟/数字量输入口：由于电机的位置传感器排列方法不同，该口的电平高低决定适合于哪种电机，目前市场上常见的有所谓120°和60°排列的电机。有的控制器还可以根据该口的电压高低来控制起动时电流的大小，以适合不同的力度需求。 8：单片机电源地。 9：单片机外接振荡器输入脚。 10：单片机外接振荡器反馈输出脚。 11：数字输入口：功能开关1 12：数字输入口：功能开关2 13：数字输出口：PWM调制信号输出脚，速度或电流由其输出的脉冲占空比宽度控制。 14：数字输入口：功能开关3 15、16、17：数字输入口：电机转子位置传感器信号输入口，单片机根据其信号变化决定让电机的相应绕组通电，从而使电机始终向需要的方向转动。这个信号上面讲过有120°和60°之分，这个角度实际上是这三个信号的电相位之差，120°就是和三相电一样，每个相位和前面的相位角相差120°。60°就是相差60°。 18：数字输出口：该口控制一个LED指示灯，大部分厂商都将该指示灯用作故障情况显示，当控制器有重大故障时该指示灯闪烁不同的次数表示不同的故障类型以方便生产、维修。 19：单片机电源地。 20：单片机电源正。上限是5.5V。 21：数字输入口：外部中断输入，当电流由于意外原因突然增大而不在控制范围时，该口有低电平脉冲输入。单片机收到此信号时产生中断，关闭电机的输出，从而保护重要器件不致损坏或故障不再扩大。 22：数字输出口：同步续流控制端，当电流比较大时，该口输出低电平，控制其后逻辑电路，使同步续流功能开启。该功能在后面详细讲解。 23--28：数字输出口：是功率管的逻辑开关，单片机根据电机转子位置传感器的信号，由这里输出三相交流信号控制功率MOSFET开关的导通和关闭，使电机正常运转。

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）

二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结一、PN结的基本原理 1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）

硬件电路板设计规范

硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。

1概述............................................... 错误!未定义书签。适用范围............................................ 错误!未定义书签。参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。原理图元件库管理规范：......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。创建网络表..................................... 错误!未定义书签。创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。布局规范............................................ 错误!未定义书签。布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。热设计要求..................................... 错误!未定义书签。基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。布线要求............................................ 错误!未定义书签。布线基本要求................................... 错误!未定义书签。安规要求....................................... 错误!未定义书签。丝印要求............................................ 错误!未定义书签。可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案 1.1概述传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资，化石能源储量的有限性是发展可再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有 41年，其年占世界能源总消耗量的40.5%,国内剩余可开采年限为15年；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年, 其年占世界能源总消耗量的 7.6%，国内剩余可开采年限为50年。太阳能利用和光伏发电是最有发展前景的可再生能源，因此，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向，制定了相应的导向政策。在光伏发电的历史上，最早规模化推广的是日本，而后是德国，再发展到现在大力推广的包括美国、西班牙、意大利、挪威、澳大利亚、韩国、印度等超过 40个国家与地区，如日本 “新阳光计划”、欧盟“可再生能源白皮书”，以及美国国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划、光伏先锋计划等的相继推出，成为近年来推动太阳能光伏发电产业的主要动力。根据欧盟的预测：到2030年太阳能发电将占总能耗10%以上，到2050年太阳能发电将占总能耗20% 1.2光伏照明系统的结构光伏照明系统主要由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控制器、照明电路、负载，如下图1-1所示。在系统中，控制器是整个系统的核心。它控制蓄电池的充电及蓄电池对负载的供电, 对蓄电池性能、使用寿命有非常大的影响。目前，光伏系统主要由于控制器控制蓄电池充电方式不合理，降低了蓄电池寿命而导致整个系统可靠性不高，因此，在控制器的设计中采用什么样的充电图1- 1光伏系统组成框图

电路硬件设计基础

1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计硬件电路设计原理嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。图1-1硬件设计的3个步骤进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。

图1-2原理图设计流程图（1）建立元件库中没有的库元件元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。（2）设置图纸属性设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。（3）放置元件在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。（4）原理图布线在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。（5）检查与校对在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。（6）电路分析与仿真这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。

硬件课程设计简易计算器设计

中国矿业大学徐海学院单片机课程设计姓名：XXX学号： 22090XXX 专业：计算机09-4班题目：硬件课程设计专题：简易计算器设计指导教师： XXX 设计地点：嘉园时间： 2011-12-23 20011年12月

单片机课程设计任务书专业年级计算机09-4 学号22090XXX 学生姓名XXX 任务下达日期：2011年12 月15日设计日期：2011 年12 月15 日至2011 年12 月23日设计题目：硬件课程设计设计专题题目：简易计算器设计设计主要内容和要求：摘要：利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器。主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。关键词：单片机; 计算器 ; 加减乘除指导教师签字：

目录 1 系统概述 (1) 1.1硬件知识概述 (1) 1.1.1 单片机 (1) 1.1.2 C语言 (1) 1.1.3 ISP (1) 1.2设计基本思想 (1) 2硬件电路设计 (2) 2.1 单片机最小系统 (2) 2.2键盘接口电路 (2) 2.3数码管显示电路 (3) 3 软件设计 (4) 3.1 复位电路 (4) 4.系统调试 (5) 4.1 软件流程图 (5) 4.1.1系统软件系统流程图 (5) 5.结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (8)

1 系统概述 1.1硬件知识概述 1.1.1 单片机单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 1.1.2 C语言 C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 1.1.3 ISP ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。本次课程设计便使用ISP 方式，直接将编写好的程序下载到连接好的单片机中进行调试 1.2设计基本思想利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器，用四位一体数码管显示计算数值及结果。要求用Protel 画出系统的电路原理图，绘出程序流程图，并给出程序清单。主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。

单片机硬件电路设计

单片机应用设计

概述单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。制等领域。

单片机类型集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）–采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。 –采用RISC结构的单片机，数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。

常用的几个系列单片机 MCS-51及其兼容系列： –英特尔公司的MCS-51系列单片机是目前应用最广泛的8位单片机之一，并且ATMEL、 PHILIPS、ADI、MAXIM、LG、 SIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物）、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略）

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ）三、杂质半导体——N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多）掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多）掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

手机软件测试报告(模板)资料

技术文件技术文件名称：XXX手机软件测试报告技术文件编号：版本：共页 (包括封面) 拟制审核会签标准化批准

目录 1概述...................................................错误！未定义书签。 1.1 编写目的................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 术语和缩略语......................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1 术语、定义：................................................................. 错误！未定义书签。 1.2.2 缩略语：......................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 参考文献................................................................................. 错误！未定义书签。2测试任务说明 .. (2) 2.1 测试活动类别 (2) 2.2 测试级别 (2) 2.3 版本变更情况......................................................................... 错误！未定义书签。 2.4 测试任务列表 (2) 3测试环境描述 (2) 3.1 测试环境描述 (2) 3.1.1 硬件环境描述 (2) 3.1.2 软件环境描述 (3) 3.2 测试环境比较 (3) 3.3 其它说明 (3) 4测试故障描述 (3) 4.1 ××××测试模块 (3) 4.2 ××××测试模块 (3) 5测试结果分析 (4) 5.1 ××××模块测试结果分析 (4) 5.2 ××××模块测试结果分析 (4) 5.3 总体测试结果分析 (4) <2.按实现结果统计：> (4) 6测试结论 (5) 7测试总结和评价 (5) 7.1 测试评估 (5) 7.2 测试总结和改进建议 (5) 8遗留问题报告 (5) 8.1 遗留问题统计 (5) 8.2 遗留问题详细列表 (6) 附录1：测试现场记录 (7)

硬件电子琴电路设计

江西理工大学应用科学学院

目录一、设计任务与要求 (1) 二、总体框图 (2) 三、选择器件 (5) 四、功能模块 (6) 1.Songer模块 (6) 1.1NoteTabs模块 (6) 1.2ToneTaba模块 (11) 1.3Speakera模块 (13) 2.div模块 (16) 3.七段译码器模块 (18) 五、总体设计电路图 (21) 1.顶层设计的电路原理图 (21) 2.顶层设计的仿真结果 (23) 3.电路的管脚图 (23) 六、结束语 (24) 七、心得体会 (25)

硬件电子琴电路设计一、设计任务与要求使用FPGA设计一模拟电子琴键，实现电子琴按键的DO，Re，Mi，Fa，Sol，La，Si等中音以及相应的高音。二、总体框图系统设计方案：方案一：采用单个的逻辑器件组合实现。这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然。但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出的，而采用方案一就需要运用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频。所用仪器之多显而易见。方案二：采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。系统主要由电子琴发声模块、选择控制模块和储存器模块组成。和方案一相比较，方案二就显得比较笼统，只是把整个系统分为了若干个模块，而不牵涉到具体的硬件电路。但是我们必须看到用超高速硬件描述语言VHDL的优势，它不仅具有良好的电路行为描述和系统描述的能力而且通俗易懂。经过对

以上两种方案的分析、比较和总结，我们选用方案二来进行八音符电子琴的设计。 (2)．ToneTaba模块：是乐曲简谱码对应的分频预置数查找表电路，其中设置了乐曲的全部音符所对应的分频置数，每一音符的停留时间由音乐节拍和音调发生器模块NoteTabs 的CLK的输入频率决定，这些值由对应于ToneTaba的4

5 控制系统硬件设计

5 控制系统硬件设计 5.1主电路设计在硬件设计中，采用一台变频器控制三台空压机的电机运行，三台电机的运行都有变频/工频两种状态，每台电机都需要通过两个接触器与工频电源和变频输出电源相连。变频器输入电源前面接入一个自动空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，空气开关的容量依据电机的额定电流来确定。还需要在工频电源下面接入同样的自动空气开关，来实现电机的过流过载保护接通。在PLC的220V输入电源前也需要接入自动空气开关，保证PLC的正常运行。所有接触器的选择都要依据电动机的容量适当选择。（主电路如5.1）由于每台电机的工作电流都在几百安以上，为了显示电机当前的工作电流，必须在每台电机三相输入电源前面都接入一个电流互感器，电流互感器和热继电器、电流表连接。电流表安装在控制柜上，可以方便地观察电机的三相工作电流，便于操作人员监测电机的工作状态。同时热继电器可以实现对电动机的过热保护。变频器主电路电源输入端子(U1，V1，W1)经过空气开关与三相电源连接，变频器主电路输出端子(U2，V2，W2)经接触器接至三相电动机上。对于有变频/工频两种状态的电动机，一定要保证在工频电源拖动和变频输出电源拖动两种情况下电机旋向的一致性，否则在变频/工频的切换过程中会产生很大的转换电流，致使转换无法成功。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用触摸面板的运行和停止键来操作，不得以主电路的通断来进行。

QF1 QF2 QF3 QF4 L2L1 L3 图5-1 控制系统主电路图 5.2 PLC 选型本系统中共有3台电机、3个电磁阀、7个压力传感器、12个温度传感器，

硬件测试方案模版

测试方案 XXX公司2012年7月4日

历史修改记录

目录 1概述 (4) 1.1项目背景 (4) 1.2编写目的 (4) 1.3参考资料 (4) 2测试定义 (4) 2.1测试目的 (4) 2.2测试范围 (5) 2.3术语定义 (6) 3测试环境和配置 (6) 3.1配置要求 (6) 3.2测试环境 (7) 4测试方案 (7) 4.1功能测试 (7) 4.1.1单元测试 (8) 4.1.2集成测试 (8) 4.2性能测试 (9) 4.3兼容性测试 (10) 4.4安全性测试 (10) 4.5用户界面测试 (11) 4.6安装与配置测试 (11) 4.7完整性分析 (12)

1 概述 1.1 项目背景【编写要求】简要介绍项目总体情况（包括项目内容、用途、项目开发负责人、建项日期等基本情况）和项目当前进展情况、进展阶段。【关键点】项目名称描述。项目内容和用途能清晰、明确的介绍，不需要大量篇幅阐述。简要描述项目当前进展情况，进展阶段主要分为：需求阶段、设计阶段、开发阶段和开发结束四个阶段。当为需求、设计和开发三个阶段时，需要描述预计开始测试日期。 1.2 编写目的【编写要求】描述本篇文档编写的主要目的，适用对象，编写内容的简要介绍。【关键点】明确、简要，以点的方式描述编写的主要内容，可以是以下测试方案章节的编写框架描述。说明本篇文档编写的用途和用意。明确说明文档的适用对象，一般包括：项目负责人、测试人员、使用人员。 1.3 参考资料【编写要求】罗列编写文档时用到的所有参考资料。【关键点】参考资料包括文档编写过程中，参照过的相关文档。一般包括：需求文档、概要设计文档、详细设计文档。 2 测试定义 2.1 测试目的【编写要求】

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