1.三防平板方案電子系統(tǒng)基本構(gòu)成
我們通常將能夠完成一個(gè)特定功能且完整的電子裝置稱為電子系統(tǒng)。例如,大到航天飛機(jī)的測(cè)控系統(tǒng),小到電子計(jì)時(shí)器,它們都屬于電子系統(tǒng)。雖然電子系統(tǒng)的大小不一,功能各異,其結(jié)構(gòu)也千差萬(wàn)別,但從完成該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的角度來(lái)看,其基本組成大致可以分為:傳感與識(shí)別信息產(chǎn)生部分、系統(tǒng)前向信號(hào)調(diào)理部分、數(shù)據(jù)信息處理與決策部分,以及系統(tǒng)輸出控制與執(zhí)行部分。
(1)三防平板方案?jìng)鞲信c識(shí)別信息產(chǎn)生部分:該部分相當(dāng)于人的感覺(jué)器官,它可以把系統(tǒng)本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)、狀態(tài)與信息檢測(cè)出來(lái),并傳送到系統(tǒng)前向信號(hào)調(diào)理部分。
(2)系統(tǒng)前向信號(hào)調(diào)理部分:信號(hào)調(diào)理就是將待測(cè)信號(hào)通過(guò)放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成采集設(shè)備能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。例如,傳感器輸出的是相當(dāng)小的電壓、電流或電阻的變化,因此在轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之前必須進(jìn)行調(diào)理,使其適合模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的輸入。A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,并把數(shù)字信號(hào)送到嵌入式微處理器或其他數(shù)字器件,以便系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。
(3)三防平板方案數(shù)據(jù)信息處理與決策部分:數(shù)據(jù)信息處理包括對(duì)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、檢索、加工、變換和傳輸,決策是能參與支持人的決策過(guò)程的信息功能。數(shù)據(jù)信息處理與決策部分可以為決策者提供各種可靠方案,檢驗(yàn)決策者的要求和設(shè)想,從而達(dá)到支持決策的目的。
數(shù)據(jù)信息處理與決策部分的核心是嵌入式微處理器,這部分相當(dāng)于人的大腦。來(lái)自傳感和識(shí)別信息產(chǎn)生部分的信息經(jīng)系統(tǒng)前向信號(hào)調(diào)理部分處理后送入嵌入式微處理器,嵌入式微處理器進(jìn)行綜合整理、分類(lèi)處理和決策后,再對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。因此,三防平板方案嵌入式微處理器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵部件。
(4)三防平板方案系統(tǒng)輸出控制與執(zhí)行部分:該部分相當(dāng)于人的手足,嵌入式微處理器發(fā)出的指令通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種所需的功能。
2.三防平板方案電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和步驟
任何一項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都要遵循一定的原則和規(guī)范,進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般要求遵循以下原則。
(1)兼顧技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性。當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展日新月異,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展潮流,可以使系統(tǒng)保持較長(zhǎng)時(shí)間的先進(jìn)性和實(shí)用性;同時(shí)也要兼顧技術(shù)上的成熟性,以便縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和上市時(shí)間。
(2)安全性、可靠性和容錯(cuò)性。安全性在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是首先考慮的,采用技術(shù)成熟的元器件和部件可以在一定的程度上保證系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性,例如,不會(huì)因操作人員失誤而使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作,或因某個(gè)模塊出現(xiàn)故障而使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓等。
(3)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。在滿足基本功能和性能的前提下,系統(tǒng)應(yīng)具有良好的性價(jià)比。
(4)開(kāi)放性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠支持不同廠商的產(chǎn)品,支持多種協(xié)議,并且符合相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議,以便在系統(tǒng)升級(jí)改造和擴(kuò)展時(shí),不僅可以保護(hù)原有資源,還可以降低系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)的復(fù)雜性并提高效率。
(5)易維護(hù)性。元器件和部件應(yīng)盡可能采用通用、成熟的產(chǎn)品,使系統(tǒng)易于維護(hù)。
3.三防平板方案系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟
現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程如圖1所示。
圖1 三防平板方案現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
主要步驟如下。
(1)三防平板方案選擇與總體論證。通過(guò)調(diào)查研究,明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求,確定系統(tǒng)功能指標(biāo),了解設(shè)計(jì)關(guān)鍵,完成系統(tǒng)功能示意框圖。簡(jiǎn)言之,就是必須明確做什么,做到什么程度。
從完成的功能、性能和技術(shù)指標(biāo)的程度、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性,以及進(jìn)度等方面進(jìn)行比較,選擇一個(gè)較好的方案。首先進(jìn)行系統(tǒng)功能劃分,根據(jù)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能畫(huà)出各單元功能的系統(tǒng)原理框圖,然后進(jìn)行可行性論證,最后確定總體方案。
(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇和元器件選擇。
(3)軟件、硬件開(kāi)發(fā)組裝和連機(jī)調(diào)試。
(4)產(chǎn)品定型,編寫(xiě)產(chǎn)品技術(shù)報(bào)告或產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。