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电子产品技术范文1
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0016-01
随着科技的不断进步，上世纪90年代后电子领域开始了飞跃式的发展，各种用途的电子产品开始进驻主流市场，电子产品的开发设计也正式进入了一个崭新的阶段。新技术的不断涌入，挑战着每一个电子产品设计师们的技术功底。电子产品不仅需要与市场实际需求接轨，更要注重如何才能使其价格便宜，质量高的特点。电子设计师在产品设计时通常会考虑产品的功能是否全面，体积是否足够小，性能是否足够稳定，如何才能最大限度地满足客户的需求。电子设计师的在长期与市场接轨为最终目标的限制以及自身的习惯性思维导致了产品设计过程中各种设计理念的融合不够，新技术运用不够纯熟，因此，设计出来的产品往往太过于陈旧，不能符合日新月异机械发展需求，设计出来的产品也就会重复地修改，这样就浪费了大量的人力、物力、财力。那么如何才能设计出一款符合当前电子设备发展，成为了现今电子产品发展最为重要的一部分。
一、接地技术的运用
电子设备集成化、智能化的进程的加速，接地技术引起了许多设计师的关注，在设计过程中如何才能合理地运用接地技术，成为了电子产品设计以及运用最为关键的一部分。当前的接地系统应在传统功能的基础上，更应该结合电子设备信号之间的相连。如何才能避免电磁兼容这一信号干扰，接地技术就显得尤为重要。接地技术包括工作接地、保护接地、过压保护接地、防静电接地、屏蔽接地、信号地、直流―48V（+24V）电源（电池）回流地[1]等等。比如在印制电路板上的接地技术运用，设计师就应该足够重视。印制线走法应根据不同的电源电压以及相关因素来设置地线。这其中要考虑到的是模拟地和数字地的问题，数字信号变化速度快，模拟信号就会受到噪声的干扰，因此，就需要在设计中正确地设计单元电路和设备，保证其不会受到干扰。同时，单面板和双面板的设计中也应该考虑到接地问题。单面板和双面板地线和信号线都应该粗一点，且呈井字形网状结构排列，地线的连接或垂直或交叉的孔连接。双面板的轨线对供电的应该符合供电环路电源线不应交叉，采用屏蔽电缆。当然，多层板设计的地线也应该注重地线的电连续性，线也应该足够粗，同时电源层和地线层的多层板供电，且高速信号线不能交叉与地线层的沟。因此，复杂的工艺技术对于设计师来说还是具有一定的挑战性。
二、仿真技术的运用
仿真技术运用在不同的领域，就电子产品来说，当前使用最为广泛的是PROTEUS仿真技术，它是模拟电路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平台，也是世界上最先进的单片机应用系统的设计与仿真平台[2]。这一仿真技术是以计算机为载体，完成从设计图纸开始的一系列过程，进而再进行分析、调试、仿真，最终完成电子设计。PROTEUS作为电子产品的调试方式，通过这一方式设计生产的电子产品具有高灵敏度、高精确度等特征，这一仿真平台能够有效地提高设计效率，减少设计师劳动强度。传统的电子产品设计中是以原理图设计为基础，之后通过PCB电路板设计，等待PCB制版，物理样品制作，软件设计，系统调试等步骤，传统的设计过程需要通过不断的重复才能达到设计的效果，从而增加了设计周期，提高了设计成本。运用PROTEUS仿真技术则通过计算机技术直接进行原理图设计和软件设计，在采取系统仿真调试，如果没有达到设计效果，则可以对原理图进行修整和调试，直到完成设计效果再进行PCB电路板设计，等待PCB制板和物理样品制作。PROTEUS在电子产品设计有着举足轻重的作用，为电子产品的设计提供了庞大的虚拟实验室，保证了电子产品的生产质量的前提下，又可能能够对其进行创新。新时代的电子产品设计必须依靠仿真技术来确保电子产品成功与否，设计师也应该全面地掌握仿真技术，为生产出更好的电子产品做好准备。
三、EMC技术运用
电磁兼容技术的运用是保证了电磁环境不能对任何设备产生破坏性的电磁干扰。电磁干扰技术主要作用于传导干扰和辐射干扰两者的运用。所谓传导干扰是指电子设备产生的干扰信号能够干扰到其他设备；辐射干扰则是通过空间耦合形成的干扰信号作用于另一个网络电子设备。在电子产品的设计中应该注重硬件抗干扰设计、选用频率低的微控制器、减小来自电源的噪声、软件滤波抗干扰等问题的细节处理。硬件抗干扰设计是对电路结构进行调整来起到抗干扰的作用。采用导电材料制成的屏蔽体，来隔离空间耦合通道，用高导磁材料来减小干扰[3]。选用平率低的微控制器能够有效减少信号干扰的，控制时钟频率，以减少噪声源。当然电源噪声的是噪声产生的主要途径。电源在向设备提供能源的同时，也将噪声传输到电源设备中，因此，成为了重要的干扰源，因此，在设计中就应该减小电源噪声的干扰。
四、总结
电子产品的设计是当前电子产业发展的重要组成部分，一个良好的设计产品势必会起对电子产业起到促进的作用。在以上三种新技术的运用过程中，只有不断的创新，不断的改进才能跟得上电子产品的发展。尤其是作为电子产品设计师，更应该注重新技术的运用，尤其是应该紧跟市场步伐，开发设计出一款性价比高、性能好、价格优惠的电子产品，这样才能为我国的电子产业做好充分的准备。
参考文献：
[1]侯鹏翔.电子产品设计中的接地技术[J].国外电子测量技术，2007，7：55-57
电子产品技术范文2
关键词：EMC；设计流程；技术规范；测试
中图分类号： TN03 文献标识码：A
1 电子产品生产企业面临的困境和现状
在很多企业中，由于专业人才的缺失，并没有设置专门进行EMC设计的工作岗位。另外，在产品设计阶段，企业的研发流程中往往也没有专门针对产品的电磁兼容性进行评价的环节。对于EMC开发流程、设计要求，也没有明确的技术文件加以描述和要求。至于开发产品的电磁兼容性好坏，完全取决于个别开发工程师的相关技术水平和经验，不能在系统和流程上保证产品的质量。这样造成的后果是，相当一部分的电子产品在研发后期不能顺利地通过认证，影响产品的上市速度，或者由于生产出来的电子产品其EMC的一致性不能保证，在市场监督抽查时出现质量问题。这是企业在内部流程方面存在的缺陷。
2 EMC的设计流程和技术规范
2.1产品总体方案设计
在总体方案设计阶段，要对产品的总体规格进行EMC设计方面的考虑。主要内容有：产品销售目标市场，需要满足国家或地方制定的EMC标准、法规要求，客户要求的产品电磁兼容性以及潜在目标市场的EMC方面的标准和法规要求。基于目标市场或企业客户对产品EMC性能的要求，需要提出产品的EMC总体设计框图，并根据经验，制定产品EMC设计总体方案。总体方案的内容基本上包括：产品的结构如何设计，屏蔽如何设计，接地如何设计，滤波如何设计；新的国家或地区、或是新的客户，对于产品的EMC性能是否有新的要求；结合具体的测试要求，是否需要在产品设计阶段格外关注某一设计要点。
2.2产品详细方案设计
在产品详细方案设计阶段，产品的硬件实现方案已经确定，可以作为EMC设计的基础。我们可以依据产品的结构设计图和电路框图，提出产品总体的EMC设计方案，如：电源接口、信号接口、电缆选型和接口结构等关键部位的设计要求和方案。我们需要特别注意相关方面提出的、对于EMC方面的新要求，这些新的要求经常会使原有的设计有所改变。
2.3产品的原理图设计
从这个阶段开始，产品的EMC设计进入到关键阶段，原理图设计是关键阶段的第一个环节。在产品原理图设计阶段，需要进行的主要内容有：产品内部主芯片的滤波电路设计，晶振的滤波电路设计，时钟驱动电路的滤波电路设计，电源输入端的滤波电路设计，外接信号接口的滤波电路设计。在进行EMC设计时，由滤波和防护器件的选型开始，需要考虑电路板功能地和保护地属性的划分，滤波器件的位置和参数，单个电路板的接地位置等因素。
在这个阶段，我们经常会用到EMC设计检查表。检查表包含的内容，其基础和核心是产品在原理图设计阶段和PCB设计阶段，应遵循一整套的设计要求与规范，这些要求与规范应该是具体的和可操作的。检查表的内容应该得到不断丰富和完善，应该是随着产品的不断升级与更新换代，将研发工程师与EMC整改工程师的经验不断地融合和提炼后形成的。
在原理图设计阶段，检查表中涉及的核查内容举例如下：
a）电源部分
主要有：电源板输入端有没有预留Y电容；在变压器次级，各输出电压线路有没有预留滤波电感和滤波电容；电源输入端是否预留压敏电阻或稳压二极管。
b）主控制板
主要有：数据总线是否有匹配的电阻或排阻；晶振输出管脚是否有RC滤波电路；IC的电源管脚处是否有滤波电容；输出信号排线，在端子位置是否有磁珠或者电阻与电容组成滤波电路。
c）输入和输出口是否有电容—电感—电容（CLC）或电容—电阻—电容（CRC）滤波电路，信号线上是否有磁珠或者电阻；以太网口位置是否有防雷器。通过上述的核查，可以认为满足条件的原理图基本上符合EMC设计要求。
2.4产品的PCB设计
PCB设计是整个EMC设计流程中最为关键的一环，PCB设计的好坏与最终整机的EMC性能息息相关。在后续对整机采用问题解决法来整改时，PCB往往也是改动最多的地方。由此，可以看出PCB设计的重要程度。目前，随着研究的不断深入，关于PCB设计与整机EMC性能之间关系的著作和论述也多了起来。本文不对技术方面做过多解释，只着重从流程方面说明如何保证PCB设计符合EMC设计规范。
在PCB设计阶段，需要考虑采取何种层叠结构，建议对高速信号板尽量采用4层以上的多层板。多层板的中间至少有一个地层，这样可以保证为高速信号提供较小的回流路径，同时为晶振提供完整的镜像平面。在PCB设计阶段，需要格外注意PCB上关键器件的摆放，如晶振、主芯片、驱动电路和外接端子，这些器件的位置决定了时钟走线的方向和长度。如果这些器件走线不正确，那么就会使时钟走线弯曲或者过长，易造成比较大的辐射干扰或接收到外界的干扰电磁波。
PCB上“地”的划分，也对整机的EMC性能有很大的影响。对EMC来讲，建议将数字地、模拟地分开，信号地与电源地分开。在布置地线时，最核心的思想是借助地线或者地平面，利用耦合电容对高速时钟信号进行滤波或者提供尽可能短的回流路径，最大限度地减小可能的射频干扰。采取的措施有：在高速时钟线的两侧铺设地线，在主芯片和晶振的镜像位置保证完整的平面，地层和电源层尽量少走信号线等方法。
在PCB设计阶段，检查表中涉及的核查内容举例如下：
a）电源板
电源板次级是否有预留到地的固定螺丝锁合孔的位置。
b）主电路板
时钟线上如有过孔，则时钟的换层过孔附近是否有到地层的过孔存在；主芯片和存储芯片是否在PCB的同一层；数据总线的走线是否在同一平面上；电源线是否与数据线、时钟线有相邻的平行布线现象，如有平行，则应尽量使其走线满足3W原则（即走线间距的大小一般为2倍之线宽）；晶振外壳是否留有接地点，且晶振与芯片的回路应尽量小；电源层是否比地层内缩20H，H为电源层与地层之间的距离；PCB布线时，是否是地线宽度﹥电源线宽度﹥信号线宽度；不同的PCB之间，互联排线的端子是否在相邻的一方。
2.5产品结构试装（工程样机）阶段
在这个阶段，产品的工程样机已经做好。我们可以利用这个样机来验证产品的EMC性能。验证的主要方法是进行EMC测试。在测试之前，我们还需要进行一项工作，主要是对样机的结构进行检查。需要检查的内容有：不同PCB板之间的互联排线，其长度是否过长；PCB的接地点选择是否合理，接地电阻大小是否满足要求；屏蔽层是否接地。当然，这些内容也可以列入EMC设计检查表中，将来作为标准的核查事项。通常在这个阶段的检查当中，会发现一些结构和工艺设计方面存在缺陷，或者是内部电缆走线方面的错误。这些缺陷和错误需要采取措施尽可能地消除。
2.6确认或验证测试
在上述的设计检查完成后，需要对样机进行一次EMC方面的全项目测试，以便找出所有的潜在问题。因为即使使用目前先进的仿真设计软件，其结果也代替不了实际的测试。产品的EMC性能还是取决于实际的测试情况。经测试发现问题后，依据EMC三要素方法进行整改，寻找干扰源，切断传播途径，或者降低敏感设备的敏感度。整改的方法，大致可分为滤波、接地和屏蔽等措施，具体的技术细节不在本文中讨论。
结语
本文中介绍的电磁兼容设计开发流程，可以帮助企业从源头上解决电磁兼容问题，同时省去许多人力、物力和金钱成本。
参考文献
电子产品技术范文3
【关键词】智能化电子产品 单片机技术 实践
单片机技术的发展是由上世纪90年代开始的，目前此技术已经趋于成熟，被广泛地应用到有关人们生活中的各个领域当中，并且取得了较好的效果。而在目前智能化技术开发逐渐发展，相应产品市场不断完善的情况下，单片机技术在自动控制、自动测量、智能仪表和通讯交流等智能化电子领域当中也有了广泛的应用，这样的技术应用能够为智能化电子产品的开发实践提供更为广阔的思路，并且进一步推动智能化电子产品的应用和开发。
1 单片机的定义
单片机也被称为单片微控器，属于一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术将具有数据处理能力的功能集成到一个体积较小，同时功能比较完善的微型计算机中，以此来实现数据的快速处理。做为计算机技术领域的重要分支，单片机技术的应用能够使产品得到质的升级。一般应用单片机技术的产品，都可以在产品名称前冠以“智能”，来对此产品进行形容。在对单片机的定义进行描述之后可以发现，单片机其实就是一块芯片组成了一个计算机系统，能够实现计算机中的所有数据计算功能，在整个单片机当中，主要包括运算器、控制器和主要寄存器，以此来执行各种算数运算、下达运算指令和控制运算信号等功能，其硬件特征包括这样几个方面：首先是系统结构简单，体积较小同时功能齐全，在方便使用的同时能够实现模块化。在另外一个方面，单片机具有极高的可靠性，在连续工作很长时间内都不会出现故障；单片机在实际使用的时候具有低电压和低能耗的特点，便于生产便携式产品；最后，单片机的数据计算和处理功能较强，能够适应各种环境，具有较强的控制性。根据这些特点可以知道，单片机具有极为广泛的应用范围，在计算机信息化技术的不断发展下，单片机也在不断的发展成熟中，其应用范围和应用方式也将进一步的扩大。
2 单片机技术在智能化电子产品中的实践应用
2.1 单片机在电动机节能控制中的应用
电动机在工业生产上具有极大的作用，但是在电动机的实际运行过程中，机器在大部分时间中都处于轻载或者变动负载的过程中，变动负载一般低于60%的额定负载，其实际运行效率较低，在生产力没有提高的情况下，消耗了更多的电能资源，在这样的情况下，节能控制技术是目前相关行业比较重视的问题之一，在对节能控制技g进行研究的过程中可以发现，相应的电动机节能控制装置需要附加在不同应用场合的电动机运行上才能获得应有的节能效果，节能装置的开发比较麻烦，针对这种情况，可以将单片机技术应用在电动机的节能控制装置开发当中，目前一般是由三端双向可控硅组成三相调压电路，是电动机节能装置中一种新的节能控制器。这种单片机节能控制器的节电原理体现在以下几个方面：一般情况下，电动机运行中所产生的的基本损耗主要包括定子铜损，转子铜损、铁损和机械损耗，除了机械损耗之外，其它几种基本损耗都与电动机实际运行中的电压和电流的平方比形成正比，这样就可以通过降低电动机的绕组端电压，保证电动机在轻载或者空载运行的过程中，减少对电能的使用，并且达到相应的使用效果。目前根据对不同元件的调压设计节能装置分为以下几种类型：电抗器调压、电机定子绕组星三角转换调压和双向晶闸管调压等，这样几种调压原理在电动机节能装置中的应用，能够从装置运行稳定性和经济效益等两个方面出发，充分实现电动机的节能效果，目前双向晶闸管调压技术是应用最为广泛的电动机技能控制技术。
2.2 单片机在人际语言互动方面的开发利用
语言作为人类交流中的一种特定通信方式，在文明发展过程中和人类的日常生活中具有不可替代的作用，也是人类文明进步的象征，而让机器“开口说话”一直以来都是电子技术领域不断努力的方向，在目前的人机语声通讯当中，语言合成技术是其中一项比较重要的部分，在电子技术的不断发展过程中，大规模集成电路的开发运用，使多种形式简单同时性价比较高的语音处理芯片不断的被开发出来，但是这些芯片往往不具备只能合成的能力，也就是说不具备智能化的特点，一些比较简单的芯片只能实现简单的语音播放功能，远远达不到人们预期的效果，其应用范围受到了较大程度的限制。在目前的智能语音开发过程中，一些科研人员利用单片机技术对电子闹钟的语音自动报时功能进行改造完善的时候，使单片机在人际语言互动开发方面得到了较大的突破，起主要设计原理包括软件设计和硬件设计等两大方面，具有表现如下：
2.2.1 软件设计原理
在语言合成技术的应用当中，波形编码技术是其中应用最为广泛同时效果最好的一种语言合成技术，单片机在定时计数或者接收到相应需求制定的时候，能够对EPROM中的语言数据编码进行压缩固化，而根据应用场景的不同，单片机就能够根据实际情况来进行自动组合，也就是说能够利用不同类型的编码语音数据来对语音进行不同形式的智能化组合。其电路工作原理体现如下：结合应用场景中的当前计时值，取出事前经编码压缩固化在EPROM中的相应语音数字信号，经解码组合，送至单片机Pl口作D/A变换，然后经平滑滤波和功放，还原成报时语音，这样的报时语音功能具有智能化的特点，考虑到闹钟报时的时候其整体词汇量不多，这就需要提高对语音合成质量的重视程度，在对系统中所储存的语音数据和常用数字音节进行调整的过程中，语音报时信号的不同，使调用的语音数据也不相同，在接受到不同语音请求的时候，能够按照特定的组合方式将解码送到单片机中，并且对其进行变化处理，最后输出处理结果。
2.2.2 硬件设计原则
在硬件设计的过程中，其主要设计原则包括降低制作成本、降低使用能够和进行有效布局，根据这样的设计原理，需要在最大程度上缩短CPU的运行时间，以此来提高待机时间，这样能够极大的提高电子产品的使用效率，降低使用能耗。在实际使用的过程中，根据所设计电力产品的主要特点和电池供应的实际需求，可以选择能耗较低的芯片来进行使用，在电子产品不需要运行的时候进入待机状态，在需要实现报时功能的时候可以接通相应线路的电源，以此来实现相应的功能，在这样的情况，静态工作电源下降到一个非常可观的程度，就算使用日常可见的电池，也能满足播报闹钟近一个月的供电要求。在另外一个方面，可以通过减少芯片数量来降低设计成本，也就是说可以将数据和程序存储器合为一体，实现一个芯片的多种用途，在这样的设计过程中，只需要对单片机的节电运行方式进行改变，并且在硬件上设置电子开关就可以，这样的设计方式能够充分对CPU内部定时器进行利用，减少软件定时计数的次数。
2.3 单片机在自动报警器中应用
自动报警装置是目前各个领域中使用较为广泛的一种安装装置之一，在人们的日常生活中，火灾危害程度较大，涉及范围较广，很久以来人们九将火灾预防作为安全运行中的一个重点部分进行对待，为了充分保证人们的人身财产安全，在电子技术不断发展的过程中，可以开发出以集成电路为代表的火灾报警控制器，这样的自动报警装置能够达到预期的火灾报警，使人们对火灾的控制力度不断增强，安全隐患逐渐减少，在这样的自动报警器当中，其主要设计原理体现在这样几个方面：首先是对单片机的串行通讯口性能进行利用，火灾自动报警装置的核心为微机控制，在最初的时候，其代表产品为晶体管继电器，利用自动报警装置中的单片机，能够对火灾报警装置所探测到的火灾信号进行接收，在对信号进行确认之后，发出相应声光报警，并且对出现报警的位置进行显示，在对人们形成警示的同时，能够利用单片机发出自动控制信号，以此来对附近区域的消防设备进行启动，达到灭火的效果。在另外一个方面，这样的自动报警装置还具有现场变成和事故广播等功能，在自动报警控制装置运行的过程中，可以采用自动巡回检测技术，相应的控制器能够对附近的报警装置进行来回巡查，在发生故障的时候进行警报，在这样的过程中，会存在火警信号和故障信号等两种信号，一般火警信号要优于故障信号。在信号的传输过程中，利用单片机所开发出的自动报警装置具有功能多、体积小、便于携带和操作简单等功能。
2.4 单片机在车辆监控系统中的应用
车辆控制系统是交通运输管理中的重要组成部分，在目前城市交通压力逐渐增大的情况下，车辆监控系统能够对各个地区中的交通情况进行有效监控。在目前所使用的车辆监控系统中，其主要基础为通信技术和全球定位系统，其主要控制核心是依靠单片机技术来进行制作和功能实现的，其中主要实现了控制信号和监控信号的传递和处理。控制核心能够对车载单位上的定位数据进行接收，并且通过无线通讯技术来将信号传递到监控中心当中，监控中心在对这些数据进行接收和处理之后，发出相应的控制信号，在对车辆的实施动态进行追踪和监控，在这样的信传递流程当中，能够建立起完善实时的车辆管理定位系统。在另外一个方面，这样的车辆监控系统不仅需要实现对车辆的全面监控，在目前的交通运输要求下，还应该实现与司机的人机交互等功能，这就涉及到了智能化语音合成等单片机技术的应用，所以说，车辆监控终端不仅需要包含GPS定位模块和监控模块，同样也需要包括以单片机为核心的扩展模块，在定时器的使用当中，能够实现对车辆的实时监控，并且在发生故障的情况下来实现对继电器的直接控制。
2.5 单片机在医用设备开发中的应用
在医疗技术和条件不断提升的情况下，人们的健康理念正在不断的提升，在实际的医院检测过程中，对其中医疗设备的性能提出了更高的要求。医疗设备的使用涉及到许多方面，而在医用消毒、设备检测等方面仍旧存在着一些问题，这些问题主要包括了检测的准确程度不高，医院医疗管理系统不完善等，这些问题影响着人员对医疗设备使用的直观印象，同样也影响了病人的医疗体验，为了对医疗设备和医院管理系统进行完善，可以在医疗设备领域中应用单片机技术，比如分析仪、病床呼叫系统和超声诊断系统等，通过对信号的接收处理和输出，在提高医疗设备准确性的同时，也提高了医疗设备的使用效率，在一定程度上保证了医疗设备检测使用的准确性和稳定性，推动了整体的医疗质量。
2.6 单片机在仪表仪器制造中的应用
仪表仪器的智能化水平直接决定了国家的制造水平，在目前的仪表仪器制造方面，可以利用单片机技术，由于单片机技术具有可靠性、集成程度高和体积小的特点和发展优势，单片机技术在仪表仪器的应用中，能够使仪器仪表制造向着数字化和智能化方向发展，以此来提升仪器的整体性能。比如说单片机在工业生产数据采集仪器中的应用，能够在减小仪器体积的同时，提升数据检测的准确性。
3 结束语
单片机在智能化电子产品中的应用，能够利用单片机体积小、集成性高和可靠性高的特点，提升电子产品的性价比和整体功能，在另外一个方面，也可以利用单片机技术应用到智能语音合成领域当中，以此来促进通讯系统和交通系统的快速发展。从目前单片机的发展情况来看，主要是向着节能减排和控制稳定性方向进行发展，而单片机技术的不断成熟，也将为节能控制等多种领域带来广阔的发展前景。
参考文献
[1]孙光.试论单片机在"智能化"电子产品中的应用[J].数字技术与应用，2011（01）：6-6.
[2]张建华.单片机技术在智能化电子产品中的应用研究[J].消费电子，2014（16）：8-8.
[3]金玉兵.“智能化”电子产品中单片机技术的应用分析[J].电子制作，2014（11）：59-60.
[4]江宝文.单片机在“智能化”电子产品中的应用[J].中国科技博览，2013（38）：233-233.
[5]李玉涛.单片机在“智能化”方面的应用[J].中国电子商务，2013（02）：37-37.
作者简介
何蕾（1985-），女，广东工业大学本科，中山大学工程硕士，工作于广东省轻工业高级技工学校，电子技术专业讲师。研究方向为电子基础应用、通信技术、SMT电子应用、集成电路及单片机应用。
电子产品技术范文4
关键词： Proteus VSM Studio; 编译器; EDA; 协同仿真
中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）06?0129?04
Technology of electronic product development Based on Proteus VSM Studio
ZHOU Ling?bin
（Shaoxing Vocational& Technical College， Shaoxing 312000， China）
Abstract： The technology that the electronic products are rapidly developed with Proteus VSM （virtual system modeling） Studio is introduced. With the development of a simple voltmeter on this platform， including the detailed platform establishment， hardware circuit design， software programming， system co?simulation debugging and PCB design， the product will be fabricated successfully. This technology can realize “from emptiness to solid” modern high?effective EDA development of electronic products. The practice testifies it is a convenient high?effective tool to realize the electronic products development “from the concept to the product” .
Keywords： Proteus VSM Studio; compiler; electronic design automation; co?simulation
0 引 言
Proteus是英国Labcenter公司开发的电子设计自动化软件（EDA），为单片机及嵌入式系统（以下统称为微控制器）应用开发提供了集设计、协同仿真调试和PCB设计为一体的完整的集成开发环境[1]。其突出优势是能对微控制器应用系统（包括微控制器、电路及控制程序）进行动态、交互式的协同仿真，支持丰富的微控制器如51系列、ARM7、PIC、Basic Stamp、HC11、MSP430、AVR等，还有其众多的元件仿真模型远远超过了同类软件[2]。实现协同仿真，需要满足两个条件：有仿真模型[3?4]，如上所述;有Proteus支持的程序调试代码。而调试代码必须由相应的汇编、编译器生成。Proteus提供了几种汇编器，有51系列的ASEM51，AVR系列的AVRASM、AVRASM32，PIC系列的MPASM、MPASM32和HC11系列的ASM11[5]。当有其他的微控制器如MSP430或用高级语言开发程序时，用户首先必须解决的问题是安装相应的汇编/编译器或相关的集成开发环境，其次生成Proteus能执行的可调试代码。Protues VSM Studio解决了这一问题。将众多的汇编/编译器与Proteus整合在一起，为用户带来极大的方便。
1 VSM Studio对硬软件的整合
VSM Studio是一个完全免费的通用IDE（集成开发环境），专为编译器与Proteus VSM仿真软件整合而设计。VSM Studio的界面。左上角的工程窗口不仅包括源程序文件还有ISIS原理电路文件，即将软、硬件开发环境整合在同一工程下，可以实现同时进行软件硬件的设计修改。对工程下的文件左双击，即可打开进行编辑，如双击电路文件*.DSN，将打开ISIS电路编辑软件。主要程序如图1左侧所示。
2 关键设置
2.1 VSM Studio的编译器配置
编译源程序需要相应的编译器的支持，VSM Studio自动检测、配置大量的数量不断增加的编译器，点击菜单ConfigCompilers Configuration，弹出如图2所示的编译器配置框，框中第一列为VSM Studio支持的编译器列表，此处已特别标明对所支持的编译器要求的最低版本。第二列为编译器是否安装的信息，第三列为已安装的编译器路径。
该框的底部各按钮给出了配置编译器的各种方法。系统启动后会自动搜索本机已安装的编译器并自动配置。也可按底部第三个按钮Manual进行手动设置。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼18t7.tif>
图1 简易电压表系统设计、编译、仿真、调试
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼18t1.tif>
图2 VSM Studio汇编/编译器配置框
2.2 编译、启动仿真调试
点击工具按钮<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image3.png>就可以启动VSM Studio内部编译，可以输出与Proteus VSM仿真格式兼容的代码。若选择了<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image4.png>，编译生成调试格式的代码。若选择了<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image5.png>，编译后生成烧写格式代码。调试菜单Debug下有两个选项，当选择<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image6.png>时，将在ISIS中打开该电路文件。若选择<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image7.png>，则打开电路文件并启动仿真。时钟频率和编译器的输出文件一起被装载到ISIS的微控制器属性中。
3 用VSM Studio进行简易电压表开发[8]
3.1 建立工程
工程的建立、打开、关闭、另存等操作都在File菜单下。点击FileNew Project，弹出如图3所示的新建向导对话框，选择框左上角的None，建立一个空的工程。若工程中的电路文件已存在，可选择框中None下的Design File<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image9.png>，打开已有的ISIS电路文件，与该文件同一路径下的所有文件都会在图2的框右侧显示出来，以方便进一步选取所需文件。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼18t2.tif>
图3 新建工程向导首页
点击Next，弹出图4所示的微控制器选择框，选取类型，再选型号，设置振荡频率，最后设置汇编/编译器。微控制器类型及其编译器设定后不能更改。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼18t3.tif>
图4 微控制器选择
若微控制器相应的编译器没有安装，系统会自动检测并提示。点击OK弹出保存工程框<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image11.png>，为维持VSM Studio的文件保存结构，选中框左上角的<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image12.png>选项，在文本框中输入工程名，点击Brows按钮，选择保存路径，再点击OK，工程保存为*.vsmp，同时新建的该工程出现在工程窗口，在工程窗口右击，对工程添加电路、程序等文件。如图1所示，创建名为AD的工程文件，并对其添加名为55.c的程序文件和名为55_AD0808.dsn的电路文件。若借助系统范例新建工程，选中图4新建工程首页的<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image13.png>，后继的步骤同上，然后在图2左下角的工程窗口进行修改，对工程中的文件进行添加、删除、更名等操作。
3.2 设置工程
点击<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image14.png>，或操作菜单Project<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image15.png>，弹出如图5所示的工程选项框。左上角可选择工程编辑方式，它与编译按钮<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image4.png>右侧的选择一致。若设为Debug，编译后一般文件名为Debug，后缀为调试格式，如经Keil编译后的调试文件为Debug.omf。若选择Release时，则生成烧写代码文件Release.hex。该框右上角的编译器不能更改。在该框的第一个选项Controller中呈现的是创建工程时设置的信息。
控制器类型不可更改，型号可改，但要与电路中的一致。在该框的第二个选项Compiler中，如图6所示，可选择编译工具Tool为CC （编译器）、LD（链接器）或ASM（汇编器）。进一步可从Option选项下选取更多的编译选项，并通过最右侧各按钮添加、删除、移动各选项。或点击Defaults恢复到系统默认设置。各选项的详情请参考各编译器用户手册。
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图5 工程选项-控制器
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图6 工程选项-汇编/编译器
3.3 简易电压表的设计
设计要求：将电位器的电压量（0～5 V）经系统处理后实时显示在两位数码管上。原理电路见图7，主要程序如图1左侧所示。
3.4 简易电压表的仿真调试[9]
点击工具按钮<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image3.png>进行编译，结果显示在窗口左下角，如图1所示。编译正确后点击<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image20.png>之一，启动Proteus的ISIS并打开电路文件，进行仿真调试。在ISIS中可单步、断点、全速运行，也可观察变量、各存储器的内容等。
3.5 PCB 设计及产品装配、调试
仿真调试正确后可直接点击ISIS工具栏中按钮<c：＼program files＼founder＼founderfx2011＼plugins＼v12pluginwordtranslator＼wordimage＼cf18-222＼image22.png>进入Proteus ARES，进行电路板PCB设计。它还提供PCB设计板的3D仿真视图，可缩放、正、反全方位转动观察。使得在未制板前便可预览产品的布局情况，及时修改不理想之处，节省时间、人力、资金。图8左侧是用Proteus设计的电压表的PCB图及其3D视图，右侧为在左边的PCB图手工制作出的PCB板子上安装调试成功的作品。
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图8 简易电压表PCB图及其3D预览、实物作品
3.6 仿真与实测比较
按照图1对0通道输入的模拟量及其对应的数字量进行测量，并记录三个关键量及其附近量，如表1所示。根据转换计算公式[VINVts-Vz=DxDMAX-DMIN]，计算出ADC后的理论数字值[Dx]。仿真、实际、理论三者极为接近，仿真的误差最大约0.4%，实际最大误差约0.8%。说明仿真设计是正确可靠的。
表1 A/D转换仿真与实物测试数据（Vcc=Vref+=4.96 V，Vref-=0）
4 应用限制与注意
（1） 由于测试和配置要求，目前只支持编译程序;
（2） 只支持单目标，不支持多核;
（3） 全局编译，不能编译单个源文件;
（4） 不能直接建库;
（5） 编译器选定后不能再更改;
（6） 不支持硬件编程接口。
5 结 语
Labcenter公司将多种编译器与Proteus整合为一体成为VSM Studio，是一个高集成度的EDA系统。在这一个软件平台上就可以完成多种硬、软件设计及仿真调试，避免了在开发不同类型的单片机&嵌入式应用系统时使用不必用的软件集成开发环境的麻烦。通过电压表的设计案例说明在Studio中完成电子产品的整个EDA开发过程及关键技术，从而实现电子产品的高效开发。
参考文献
[1] 周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2010.
[2] 张靖武，周灵彬.单片机系统的Proteus设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2007.
[3] 周灵彬，张靖武.创建Proteus原理图仿真模型的制作技术[J].现代电子技术，2008，31（4）：9?11.
[4] 周灵彬，张靖武.创建Proteus动态器件仿真模型的技术[J].现代电子技术，2009，32（14）：152?154.
[5] 张靖武，周灵彬.单片机原理、应用与Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社，2008.
[6] 周灵彬，方曙光.基于Proteus 的嵌入式系统仿真中的源码调试[J].现代电子技术，2009，32（22）：13?15.
电子产品技术范文5
关键词：视觉系统；产品特征；电子产品；机器视觉，防呆，扫描检测
采用计算机模拟生物视觉的科学技术称之为机器视觉，而机器视觉系统的目的在于认识现实世界。随着我国社会经济和科学技术水平的不断发展，计算机以及信息化也在飞速地提升，计算机科学的关键研究领域之一就包括了机器视觉。机器视觉研发初期是在上世纪五十年代，当时的研发工作仅集中于分析以及识别二维图像等问题上。例如：通过计算机程序的应用，提取出三维结构，并描述了物体空间关系以及物体形态等等。而真正研发出机器视觉是上世纪八十年代中期。之后，随着计算机技术以及光电自动化的迅速发展，在印刷电路板的检验、IC字符识别、元件定位电子装配线、自动装配完整性检查等方面，机器视觉才得到具体的应用。机器视觉具有着可现场性、智能化、可重复性、快速性等特点。
1、 视觉系统组成
机器视觉指的是用机器人来代替人眼作出判断和测量等。机器视觉系统是通过机器视觉产品将转换为图像信号的被摄取目标传输给专用图像处理系统，图像处理系统根据颜色、亮度、像素分布.面积比例等信息，抽取目标特征经行比较分析，之后实现现场控制的设备动作。
专用的处理图像软件、装有图像采集卡的计算机、CCD图像传感器、光源部分等共同组成了机器视觉系统。图像的采集时通过CCD图像传感器实现的，所谓的模拟信号就是通过光信号转换成为电信号，而数字信号是由图像采集卡转换了电信号而来，最后提供给计算机进行统一处理。为了防止灯光或者自然光线影响到工作状态，机器视觉系统的光源应具有高稳定性、好的均匀性、可调亮度、亮度大等特点，这是为了能够对外界环境中各种光影响倒图像质量，而起的抑制作用。通常，CCD图像传感器的形式有两种，一为面阵CCD，另一种为线性CCD。机器视觉系统以PC机为基础，图像信号的接受、转换、协调等功能是图像采集卡所具有的功能。通过PC总线，专用处理图像软件处理与分析图像。
2、 现代3C电子产品制造业中视觉技术的应用
在现代电子产品制造业中，视觉系统所具有的的特点诸多，例如：现场抗干扰能力强、精度高、速度快、非接触等等。这些优质的特点使得机器视觉技术在经济效益与社会效益中获得广泛应用。
2.1机器人的研究应用
在现代制造业中，机器人的研发与制造广泛应用了机器视觉的技术，该技术为机器人创建了视觉系统，使机器人具备了更主动、更灵活的方式，在诸多的领域中，能够满足如自动焊接、搬运、装配、自动定位、自动检测等很多柔性生产方式的需要。为了对未知目标物体进行判断，提供出较为有效地依据，研发除了一种以手、眼视觉为寄出的定位与测量方法。该方法用于重复定位任务中时，为了避免频繁移动手臂，而利用目标物体的快速定位技术。线采用线状光投影的方法将金属表面的镜面反射呈现出的伪3D信息有效去除，在对物体3D位置法线、向量进行有效计算，最后在将物体某个面信息检测出来。为了保持稳定的位置，应从检测面信息中在进行检测。
2.2检查产品特征
在进行电子产品的大批量生产中，为了能够提升生产效率，实现高效、准确、快速的检查品质，采用了机器视觉技术。不同特征的产品可按照如下方法进行检查。第一，以产品结构特征为基础进行检查，通过机器视觉来检查3c产品生产线上如结构缺失，精冲漏冲检测等的情况。检查时，先利用合格产品创建一个模板，在被检查产品与标准产品的图像成像面积进行比较，正确判断3C产品结构以及外形形状。第二，以产品表面外观品质特征为基础进行检查，对于产品表面出现的磨损、裂纹、划痕、凹陷等，采用机器视觉进行检查，最终可以分级或者判断产品品质，做出相应措施。第三，以产品空间特征为基础进行检查，在制造业中，对产品尺寸的检查通常是以产品是否具有正确形状或者在容许范围内进行。该检查方法主要涉及如圆度、方向、位置、形状等被检产品2维或3维几何特性，也可以说是检查其空间特征。
3、 机器视觉在扫描机的应用
之所以在扫描机中应用机器视觉技术，因其有着其自身的研发背景。在研磨段常出现漏精冲、精冲反带等孔内堵塞现象，严重的会对公司的利益和形象产生直接的影响，导致客户端无法组装。为了预防漏精冲、精神反带，采用了防呆检具，但是，防呆针的断裂又成为了生产中新问题、新隐患。以此为背景，将先进的视觉系统应用与扫描机中，可对产品进行扫描，最终可达到对产品缺陷进行检测的目的。扫描检测机由处理器、显示器、视觉光源、线扫相机四部分构成了扫描机。扫描机的工作原理如图所示。掃描机是用于通孔检测的设备，产品在传送带上运动的过程中遇到光电触发信号开始采图检测，检测工件孔位是否有漏加工或是否有精沖反带等不良现象发生，当有不良現象发生时立即进行声光报警，挑出不良品，此设备每小时产能高达达到1000片。
使用扫描机安全注意事项有：一、严谨在机器运行或者放料的过程中在亚克力板间缝中放入手指，以防伤手。二、传送带在运行的过程中，若有硬物掉入，应立即按下急停，运行在取出硬物后方可继续。三、紧急情况出现时，应及时按下急停按钮。四、禁止私改电路或打开电控箱，电控专业人员除外。五、严谨私自挪动右导正板，而左导正板可调。六、严谨任意挪动电脑桌。
在扫描机中应用了机器视觉技术后，效果良好，其优点如下：①检测效果稳定、可靠。②可在无限多个机种上应用适用性广。③节省了人力、效率高。④机器稼动率，效益高。⑤一次投入，维修方便，且环保。
结束语
文章介绍了在现代3c电子产品制造业中，推广及应用机器视觉技术的效果，并通过其在防呆检测扫描仪中的应用实例，说明了机器视觉的优点与可行性，未来的工业制造将向自动化，无人化，快速化发展，机器视觉技术必将成为重要的组成部分，大量替代人眼判断系统。
参考文献：
[1]魏志强，李兵，屈玉丰，沙群. 基于激光雷达三维图像建模的机器人拆码垛控制系统[J]. 机械与电子，2013（4）.
[2]ABB赢得宝马集团2400台机器人订单——机器人将应用于宝马工厂的搬运、涂胶和点焊工序[J]. 国内外机电一体化技术，2013（2）.
电子产品技术范文6
关键词：电子电器产品;回收;再利用;研究
现在，电子电器产品的制造业已经成为我国经济发展的支柱产业，但是，对于废旧电子电器产品的回收利用没有得到有效的重视与利用。本文主要开展研究电子电器产品的回收再利用的重要性，并且分析了我国现阶段回收利用的现状，讨论电子电器产品的回收的有效途径。
一、我国电子电器产品回收再利用的现状
因为废旧电子电器产品属于固体的废弃物，这种固体废弃物是不同于一般的城市垃圾，这种固体废弃物体积大，不可以自己分解，也不能短时间内融入到大自然中。如果对于这些废旧的电子电器产品的处理不当，不仅会造成资源的浪费，还会污染城市的水源、土地和空气等公共资源。因此，对于这种废旧的电子电器产品的处理，需要专门的技术，应该引起国家和社会的重视。
为了促进废旧的电子电器产品的回收及再利用，世界上一些国家和地区制定了相应的法律法规，例如，欧盟就在1998年完成了《废旧电子产品回收法》（草案），这部法律包括了绝大多数的电子产品，法律要求对电子产品的回收与再利用要达到90%。
但是，与国外在电子电器产品的回收再利用方面所做的努力相比，我国现阶段对于废旧电子电器产品的法律制定方面还处于空白，没有做到及时、有效的对废旧电子电器产品进行回收和再利用。因此，我国还需要在这方面多做努力，积极调动国家、社会和公民的积极性，倡导对废旧电子电器产品的回收利用。
二、电子电器产品回收利用的意义
随着我国现阶段信息科技的快速发展以及人们生活水平的不断提高，各种电子信息科技的公司的迅速崛起，我国的电子电器产品的种类也日益丰富，人们在日常生活中也越来越离不开电子电器产品，并且，电子电器产品的更新换代速度也更加快速。
由于电子电器产品的企业的精力主要集中在产品、销售这两方面，而对于产品淘汰后的后期处理考虑的比较少，与此同时，淘汰的产品成为社会发展的累赘。另外，在电子电气产品中，尤其是电冰箱、电视机、空调器、计算机等这些大的电子产品，淘汰后所产生的废旧资源种类很多，不仅会对社会造成严重的负担，还会浪费大量的资源与能源，如何将这些大的废旧电子电器产品变废为宝，已是全社会的电子电器公司所面临的重要问题。
尽管我国地大物博，但由于人口基数大，人口数量多，人均占有的资源相对来说，还是较少，只有走资源再利用的道路，才是实现我国资源可持续发展战略的重要措施。一方面，废旧电子电器产品的回收，可以实现一些组成材料的回收再利用。这些材料构成是大多数电子电器产品的所需要的，电子电器产品的组成材料一般变化的较少，所以这些材料可以重复使用，这是对资源的一种回收再利用，是提高了资源的使用效率。
另一方面，从我国整体经济社会发展角度开看，我国的消费水平固然有所提高，但是还是有所地区差异，并没有做到所有地区购买能力的普遍提高。因此，通过回收废旧的电子电器产品这种渠道和相关的技术保障，开展电子电器产品的回收以及再利用，是走循环经济的发展模式的重要且有效的途径。
所以，综上所述，对于电子电器产品的回收再利用是十分有用的。
三、电子电器产品的回收再利用的技术支持
现在我国的废旧电子电器产品一般都是在消费者手中，由于电子电器产品的使用寿命或是其他的因素，导致电子电器产品的更新换代。一般情况，消费者会将废旧的电子电器产品送入废品收购站或是电子电器产品的维修站，好一点的经过维修后进入旧货市场流通，无法使用的经过拆卸后，有些零部件还可以重新利用，但是，对于那些无法重新利用的元器件该如何处理呢？
电子电器产品的制造业更多的是高新科技技术公司，这些公司具有较高的科学技术含量，因此，国家和社会以及公民，都希望这些高科技公司能够研发出绿色高能的产品，符合我国现阶段可持续发展的理念。因此，在重视公司科技含量的同时，也要加强电子电器产品的绿色性能的提高。这就需要我国高科技公司提供技术支持，将废旧的电子电器产品变废为宝。为此，建立有效的电子电器产品回收再利用系统就显得尤为重要。
四、结语
废旧电子电器产品的回收是一件十分重要且艰难的事情，但是如果能够做到有效的回收和再利用废旧的电子电器产品，这不仅是对资源的节约以及更高效的利用，而且还是对国家社会环境的保护。因此，只有做好电子电器产品的回收和再利用，才能促进整个电子电器产业的循环与可持续发展。
参考文献：
[1]刘志峰，林巨广，刘光复，朱华炳，江吉彬. 电子电器产品的回收再利用及其关键技术研究[J]. 电机电器技术，2003，01：12-16.
