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电子系统基本类型

发布时间:2011/8/8 9:36:57 访问次数:2036

 

     1.模拟电子系统
    模拟电路是构成各种电子系统的基础,模拟电子系统是将各类待处理的物理量通过不同种类传感器辖换为电信号,使电信号的电压、电流、相位、频率等参数与某物理量具有直接的对应关系。经过处理的电信号有的需要还原成模拟量,如电视系统将光信号转换成电信号,再将电信号转换成光信号;有的则转换成其他物理量,如测量温度的仪表将温度转换成电信号后经处理再转换成磁信号,通过指针表示温度值。
    模拟电子系统的主要优点是在整个处理过程中电信号的有关参数始终与原始的物理量有着直接的对应关系——模拟关系。放大、滤波、信号调理、驱动是组成模拟电子系统的主要单元电路。一般来讲,模拟电子系统输入电路主要完成系统与信号源的阻抗匹配、信号幅度的变换等功能,输出电路则主要起到与负载或被控对象的阻抗匹配、负载驱动等作用。不管是模拟电子系统还是数字电子系统都要用到模拟电子电路。切不可将模拟电子系统与数字电子系统混为一谈,认为在某个领域中模拟电子系统将被取代,或是模拟电路将被数字电路取代。
    目前,模拟电路的设计有两种方法:人工设计与计算机辅助设计( CAD)。

    2.数字电子系统
    数字电子系统主要用来对不随时间做连续变化的数字信号进行传输、处理和控制。数字电子系统一般由控制器和若干逻辑功能较单一的子系统构成,如存储器、译码器、比较器、计数器等。控制器是数字电子系统中必需的,也是区别系统和功能部件的标志。凡是有控制器的数字电路,不管规模大小都称为数字电子系统,否则只能称为部件。数字电子系统的规模大小不一,有的内部逻辑关系复杂,若直接对这样大的系统进行逻辑电路级的设计是十分困难的,因此往往需要把较大规模的系统划分为若干较小规模的小型数字电子系统(或称子系统),再对各个小型数字电予系统进行逻辑电路级的设计(逻辑电路级的设计是指选用具体的集成元器件并设计出正确的连接关系,以实现逻辑要求)。
    数字电子系统可分为两大类——同步数字电子系统和异步数字电子系统。目前异步数字电子系统还没有统一规范的设计方法,主要采用模块设计法,即依靠经验,采用试凑的方法。此外,还包括寄存器传输语言RTL (Register Transfer Language)设计法、ASM(Algorithmic State Machine)图设计法、MDS (Menmonic Documented Stale)图设计法、MCU图设计法等。

    3.模拟一数字混合电子系统
    包含模拟电路和数字电路的系统称为混合型电子系统。目前,在大多数仪器仪表和过程控制中,都采用模拟一数字混合电子系统实现其功能。利用集成电路,如集成运算放大器、比较器、A/D转换器、D/A转换器、F/V转换器、V/F转换器等,并采用微处理器,组成功能强大的应用系统。
    图1-2给出了一个液体点滴速度监测与控制装置原理框图。这是一个以单片机为主控制器,适当扩展外围电路,完成液体点滴速度监控的应用电子系统。系统通过传感器将液体液位和点滴速度采集成可供测量的电压量,经放大、漶波等调理后,由A/D转换器转换成数字量输入单片机,单片机数据处理控制软件根据一定的算法给出电机控制指令,用以调节点滴速度,在速度超出设定范围或者液面低于设定值时给出声光报警指示信号。单片机通过键盘设置速度和液位阈值,并将采集信息通过LED或LCD显示出来。该系统结构简单,测量精度高,是一个较典型的模拟一数字混合型电子系统。

                         

  4.微处理器(单片机、嵌入式)系统
  嵌入式系统源于计算机的嵌入式应用,早期嵌入式系统是通用计算机经改装后嵌入到对象体系中的各种电子系统,如舰船的自动驾驶仪,轮机监测系统等。嵌入式系统首先是一个

计算机系统,其次它被嵌入到对象体系中,在对象体系中实现对象要求的数据采集、处理、状态显示、输出控制等功能。由于是嵌入

在对象体系中,因此嵌入式系统的计算机没有计算机的独立形式及功能。单片机完全是按照嵌入式系统要求设计的,因此单片机是最

典型的嵌入式系统。早期的单片机只是按嵌入式应用技术要求设计的计算机单芯片集成,故名单片机。随后,单片机为满足嵌入式应

用要求,不断增强其控制功能与外围接口功能,尤其突出控制功能,因此国际上已将单片机正名为微控制器( Microcontroller Unit,MCU)。

  5.DSP(数字信号处理)系统
  现代大型、复杂的电子系统一般总是上述5种类型或前4种类型的集成,而一些简单的系统,可能就是其中的某一种。以硬件实现的DSP系统的设计可在掌握DSP的理论和算法的前提下,借助数字电子系统的设计方法完成;以软件实现的DSP系统的设计可在掌握DSP的理论和算法的前提下,借助微型计算机系统的程序设计方法和硬件配置方法完成;混合系统的设计可将模拟电子系统与数字电子系统的设计方法结合起来完成。从设计的角庋来说,掌握了模拟电子系统、数字电子系统、微处理器系统的基本设计方法,就能够设计出现代复杂的电子系统。
    设计是构思和创造以最佳方式将设想向现实转化的活动过程,一般指根据已经提出的技术设想,制订出具体、明确并付诸实施的方案,在一定条件下以当代先进技术满足社会需求为目标,寻求高效率、高质量完成产品研制的方法。ADG511ABR   


 


 

     1.模拟电子系统
    模拟电路是构成各种电子系统的基础,模拟电子系统是将各类待处理的物理量通过不同种类传感器辖换为电信号,使电信号的电压、电流、相位、频率等参数与某物理量具有直接的对应关系。经过处理的电信号有的需要还原成模拟量,如电视系统将光信号转换成电信号,再将电信号转换成光信号;有的则转换成其他物理量,如测量温度的仪表将温度转换成电信号后经处理再转换成磁信号,通过指针表示温度值。
    模拟电子系统的主要优点是在整个处理过程中电信号的有关参数始终与原始的物理量有着直接的对应关系——模拟关系。放大、滤波、信号调理、驱动是组成模拟电子系统的主要单元电路。一般来讲,模拟电子系统输入电路主要完成系统与信号源的阻抗匹配、信号幅度的变换等功能,输出电路则主要起到与负载或被控对象的阻抗匹配、负载驱动等作用。不管是模拟电子系统还是数字电子系统都要用到模拟电子电路。切不可将模拟电子系统与数字电子系统混为一谈,认为在某个领域中模拟电子系统将被取代,或是模拟电路将被数字电路取代。
    目前,模拟电路的设计有两种方法:人工设计与计算机辅助设计( CAD)。

    2.数字电子系统
    数字电子系统主要用来对不随时间做连续变化的数字信号进行传输、处理和控制。数字电子系统一般由控制器和若干逻辑功能较单一的子系统构成,如存储器、译码器、比较器、计数器等。控制器是数字电子系统中必需的,也是区别系统和功能部件的标志。凡是有控制器的数字电路,不管规模大小都称为数字电子系统,否则只能称为部件。数字电子系统的规模大小不一,有的内部逻辑关系复杂,若直接对这样大的系统进行逻辑电路级的设计是十分困难的,因此往往需要把较大规模的系统划分为若干较小规模的小型数字电子系统(或称子系统),再对各个小型数字电予系统进行逻辑电路级的设计(逻辑电路级的设计是指选用具体的集成元器件并设计出正确的连接关系,以实现逻辑要求)。
    数字电子系统可分为两大类——同步数字电子系统和异步数字电子系统。目前异步数字电子系统还没有统一规范的设计方法,主要采用模块设计法,即依靠经验,采用试凑的方法。此外,还包括寄存器传输语言RTL (Register Transfer Language)设计法、ASM(Algorithmic State Machine)图设计法、MDS (Menmonic Documented Stale)图设计法、MCU图设计法等。

    3.模拟一数字混合电子系统
    包含模拟电路和数字电路的系统称为混合型电子系统。目前,在大多数仪器仪表和过程控制中,都采用模拟一数字混合电子系统实现其功能。利用集成电路,如集成运算放大器、比较器、A/D转换器、D/A转换器、F/V转换器、V/F转换器等,并采用微处理器,组成功能强大的应用系统。
    图1-2给出了一个液体点滴速度监测与控制装置原理框图。这是一个以单片机为主控制器,适当扩展外围电路,完成液体点滴速度监控的应用电子系统。系统通过传感器将液体液位和点滴速度采集成可供测量的电压量,经放大、漶波等调理后,由A/D转换器转换成数字量输入单片机,单片机数据处理控制软件根据一定的算法给出电机控制指令,用以调节点滴速度,在速度超出设定范围或者液面低于设定值时给出声光报警指示信号。单片机通过键盘设置速度和液位阈值,并将采集信息通过LED或LCD显示出来。该系统结构简单,测量精度高,是一个较典型的模拟一数字混合型电子系统。

                         

  4.微处理器(单片机、嵌入式)系统
  嵌入式系统源于计算机的嵌入式应用,早期嵌入式系统是通用计算机经改装后嵌入到对象体系中的各种电子系统,如舰船的自动驾驶仪,轮机监测系统等。嵌入式系统首先是一个

计算机系统,其次它被嵌入到对象体系中,在对象体系中实现对象要求的数据采集、处理、状态显示、输出控制等功能。由于是嵌入

在对象体系中,因此嵌入式系统的计算机没有计算机的独立形式及功能。单片机完全是按照嵌入式系统要求设计的,因此单片机是最

典型的嵌入式系统。早期的单片机只是按嵌入式应用技术要求设计的计算机单芯片集成,故名单片机。随后,单片机为满足嵌入式应

用要求,不断增强其控制功能与外围接口功能,尤其突出控制功能,因此国际上已将单片机正名为微控制器( Microcontroller Unit,MCU)。

  5.DSP(数字信号处理)系统
  现代大型、复杂的电子系统一般总是上述5种类型或前4种类型的集成,而一些简单的系统,可能就是其中的某一种。以硬件实现的DSP系统的设计可在掌握DSP的理论和算法的前提下,借助数字电子系统的设计方法完成;以软件实现的DSP系统的设计可在掌握DSP的理论和算法的前提下,借助微型计算机系统的程序设计方法和硬件配置方法完成;混合系统的设计可将模拟电子系统与数字电子系统的设计方法结合起来完成。从设计的角庋来说,掌握了模拟电子系统、数字电子系统、微处理器系统的基本设计方法,就能够设计出现代复杂的电子系统。
    设计是构思和创造以最佳方式将设想向现实转化的活动过程,一般指根据已经提出的技术设想,制订出具体、明确并付诸实施的方案,在一定条件下以当代先进技术满足社会需求为目标,寻求高效率、高质量完成产品研制的方法。ADG511ABR   


 


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