01电子产品设计与研发规范

电子产品设计与制作电子工程系课程性质《电子产品设计与制作》是电子信息工程技术专业的一门职业核心课程，它偏重于产品整体概念的建立，涉及智能电子产品从调研到设计、制作、组装、调试及编制产品相关文件的各个环节，目的是培养学生从事电子技术类工作的核心职业能力，在本课程中体现为电子产品的设计、制作能力及文件的编写能力。课程思路根据课程的性质和学时安排，考虑到前后课程的整体延续性，我们选择了电子产品——多功能数字钟。从产品的调研分析、设计优化、元器件的选择、电路仿真、电路板的设计与制作、单片机程序设计、元件的焊接测试、产品的组装调试到相关支持性文件的编写等进行全方位的一体化教学活动。能力目标1.能够按照设计流程完成电子产品的分析设计2.会使用仿真软件对设计的电路进行仿真3.能够熟练完成PCB设计与制作4.能够进行单片机程序设计5.能够按照工艺要求完成电子产品的焊接与组装6.能够熟练使用相关仪器完成电子产品的参数测试及指标调试7.能够规范撰写设计文件、工艺文件典型工作项目及学时安排多功能数字钟，包含6个典型工作项目(共64学时)：项目1：多功能数字钟的电路设计（8学时）项目2：多功能数字钟的电路仿真（6学时）项目3：多功能数字钟的PCB设计与制作（10学时）项目4：多功能数字钟的组装（10学时）项目5：多功能数字钟的程序设计与调试（22学时）项目6：文件编制（8学时）成果资料1．工作计划学生根据整个任务情况，制定合理可行的工作计划（在项目报告中体现）。2．最终制作完成的电子产品——多功能数字钟。要求：（1）电路设计规范合理，能够进行方案论证。（2）电路板的制作符合制板规范要求，走线美观，布局合理；（3）元器件的焊接布局整齐美观、焊接牢固、焊点均匀规范；（4）外接元件通过导线与电路板连接，走线整齐规范，连接处做好绝缘，整体上美观匀称；（5）产品的组装符合规范要求；（6）产品运行正常，达到技术指标要求；（7）相关支持性文件编制完整，符合规范要求。3．项目报告产品最终完成后，学生递交完整的项目报告，要求独立完成。考核方式本课程注重对学习过程的考评：6个项目，分别考评，每个项目占总成绩的10%，合计占60%；课程结束前，安排一次理论测验，试卷成绩占总成绩的30%。平时成绩占总成绩的10%。即总成绩=平时成绩10%+项目成绩60%+理论考试成绩×30%。项目1．多功能数字钟电路设计项目1．多功能数字钟电路设计学习活动：1.1电子产品设计与研发规范（2学时）1.2明确任务，制定计划，安排进度（1学时）1.3多路温度测试仪相关理论学习（5学时）1.1电子产品设计与研发规范教学目标1.掌握电子产品的设计与研发规范2.掌握电子产品的设计与制作流程一、电子产品的设计与研发1、电子产品设计与制作的主要内容电子产品的设计制作包括电路设计、工艺设计、外观设计、电子元器件的选配、安装、调试，以及文档、说明书的编写等几个方面。需要考虑的方包括：产品制作、检测、维修、储运、安装和使用的全过程对产品的种种需求。2、电路设计的主要内容通常所说的电路设计，一般包括：拟定性能指标，电路的预设计，实验和修改设计等环节。衡量设计的标准是：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的余量；电路简单，成本低；所采用的元器件品种少、体积小，且货源充足；便于生产、测试和维修。①拟定电路设计的技术条件（任务书）。②选择电源的种类。③确定负荷容量（功耗）。④设计电路原理图、接线图、安装图、装配图。⑤选择电子、电器元件，制定电机和电子元器件明细表。⑥画出电动机、执行元件、控制部件及检测元件总布局图。⑦设计机壳、面板、印制电路板、接线板以及非标准电器和专用安装零件。⑧编写设计计算说明书和使用说明书。3、电路设计的基本方法（1）借鉴设计法设计者在接到设计任务或确定设计目标后，此类产品采用电子电路的情况，应结合产品，进行调查研究，了解该行业中和技术上可以借用的电路，选取可以借用或借鉴的实用电路。设计的第一步是将设计任务功能模块化，进行目标分解，将整个电路系统分解为若干个功能模块和功能电路，然后查寻可以借用或借鉴的电路。（2）近似设计法近似设计法是电路设计的又一种方法。众所周知，理论可以给设计者一个清晰的思路，但理论抽象往往是有条件的，因而具有一定的局限性。在电路设计中，精确的理论计算是不必要的。由于元件受多方因素的影响，在电路设计过程中，往往采取“定性分析、定量估算、实验调整”的方法，所以在设计初期，只需进行粗略计算，帮助近似确定电路参数的取值范围，参数的具体确定借助于实验调整和计算机仿真来完成。（3）分解、组合设计法功能分解、组合是电子电路设计的第三种方法。在电路设计中，经常将电子线路在功能级划分为各个子模块，各模块参照各种具体电路进行设计，然后组合成系统进行统调。4、设计方案论证对方案的可行性进行论证。包括技术的先进性、市场需求分析、成本与价格核算、经济分析等等。二、电子产品设计与制作流程1、课题分析根据技术指标的要求，弄清楚系统要求的功能，确定采用电路的基本形式，据此对课题的可行性作出估计和判断，确定课题的技术关键和拟解决的问题。2、总体方案的选择由于符合要求的总体方案不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，广开思路，提出若干不同方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中选优，进行优化设计及可靠性设计。3、单元电路的设计①确定对各单元电路的设计要求，必要时应拟定主要单元电路的性能指标。应注意各个单元电路之间的相互配合。②设计单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料，从而找到适用的参考电路，也可从几个电路综合得出需要的电路。③选择单元电路的元器件，根据设计要求，调整元件，估算参数。4、电子元器件的选用电子产品的制作过程需要各种各样的电子元器件。为了确保产品质量，降低成本，电子元器件的选用是产品生产、制作的关键。如果选用不当影响各项技术指标的实现，将会出废品、次品。5、对单元电路及总电路进行仿真①检查各元器件的性能和质量能否满足设计要求。②检查各单元电路的功能和主要指标是否达到设计要求。③检查各接口电路是否起到应有的作用。④把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能，从中发现设计中的问题。6、PCB板的设计与制作在电子产品生产中，印制板作为一个重要部件，一般是由整机厂设计，专业印制板生产厂家制造。在产品研制、技术革新及创新制作时，需要印制板数量少、而且不定型的情况下，出于时间及经济考虑，可用简单快速法自己制造。7、电路板的焊接①元器件的检测：确保元器件完好。②元器件的焊接：按照焊接流程顺次完成。③目测焊接的正确性和完整性：保证所有的元器件各就各位。8、产品的调试、检修及参数测试一方面验证产品的功能、性能的指标是否满足产品的设计要求。另外一个方面，验证仿真分析阶段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是准确、可靠，为下一个产品开发奠定很好的理论和实际相结合的基础。9、整机组装将制作好的电路板装壳。10、产品设计报告与使用说明书（1）设计报告的主要内容系统概述：提出几种设计方案，方案比较，对选取的方案进行可行性分析；列出系统框图，介绍设计思路、工作原理等。单元电路设计与分析：介绍各单元电路的工作原理，技术指标；参数计算，元件选择．提出元件采购计划；如用EDA软件设计，应列出程序清单和仿真波形等。安装调试与数据处理：列出测试仪器仪表名称、型号，记录测量数据及波形；分析安装调试过程中的技术问题，找出原因，提出改进方案。给束语：总结设计制作的结论性意见，收获体会，对存在问题，提出改进方案；致谢辞。附录：总电路图、元件表、参考文件。（2）说明书产品使用说明书就是用文字简要地向用户说明产品的用途、原理、性能、使用和保养方法的文件。三、电子产品的市场调研市场是商品交易的场所。电子产品的市场是电子市场体系的核心。市场研究是企业各项市场经营决策的基础。1、市场研究的内容（1）对产品本身的研究包括产品的设计、功能、用途以及机壳造型等是否满足顾客的需要；顾客对产品的偏爱程度与原因；产品的寿命周期等待。（2）对产品市场的研究包括整个市场对产品的总需求量，市场竞争情况；消费者的购买动机和购买习惯；市场未来的发展趋势，是否有必要开辟国际市场等等。（3）对产品的经营方法的研究包括产品定价策略的制定，广告媒介的选择，销售渠道的选择等。2、市场研究的分类按照研究问题的性质和目的不同分为四类：（1）探索性研究用来发现市场机会，探索问题发生的原因，或为了解决某种疑难问题寻找解决思路而进行的研究。属于比较粗略的研究。（2）描述性研究用来如实反映市场经营状况的一种市场调查研究。描述性研究所搜集的资料及其研究结果，是深入研究市场经营中的各种问题和搞好市场预测工作的基础。与探索性研究相比，描述性研究是较为深入的研究。（3）因果性研究是为了揭示或鉴别市场经营活动中出现的有关现象之间存在的因果关系而进行的研究。因果性研究是在描述性研究的基础上，搜集有关市场变化的实际资料，并运用逻辑推理和统计分析的方法，找出它们之间的因果关系，从而为预测市场的发展变化趋势创造条件。（4）预测性研究是在取得历史的和现状的各种情报资料的基础上，经过分析研究，运用科学的方法和手段，估计未来一定时间内市场对某产品的需求量及其变化趋势的研究。常常在因果性研究的基础上进行。学生要完成的调研要求1、调研产品——多功能数字钟2、调研方向：种类、应用领域、价格、电路结构、发展方向等3、完成调研报告（1500字左右）