电路设计技术与技巧

A. 设计电路板的技巧有哪些

正确

这是印制板设计最基本、最重要的要求，准确实现电原理图的连接关系，避免出现“短路”和“断路”这两个简单而致命的错误。这一基本要求在手工设计和用简单CAD软件设计的PCB中并不容易做到，一般的产品都要经过两轮以上试制修改，功能较强的CAD软件则有检验功能，可以保证电气连接的正确性。

2、可靠

这是PCB 设计中较高一层的要求。连接正确的电路板不一定可靠性好，例如板材选择不合理，板厚及安装固定不正确，元器件布局布线不当等都可能导致PCB不能可靠地工作，早期失效甚至根本不能正确工作。再如多层板和单、双面板相比，设计时要容易得多，但就可靠而言却不如单、双面板。从可靠性的角度讲，结构越简单，使用面越小，板子层数越少，可靠性越高。

3、合理

这是PCB 设计中更深一层，更不容易达到的要求。一个印制板组件，从印制板的制造、检验、装配、调试到整机装配、调试，直到使用维修，无不与印制板的合理与否息息相关，例如板子形状选得不好加工困难，引线孔太小装配困难，没留试点高度困难，板外连接选择不当维修困难等等。每一个困难都可能导致成本增加，工时延长。而每一个造成困难的原因都源于设计者的失误。没有绝对合理的设计，只有不断合理化的过程。它需要设计者的责任心和严谨的作风，以及实践中为断总结、提高的经验。

4、经济

这是一个不难达到、又不易达到，但必须达到的目标。说“不难”，板材选低价，板子尺寸尽量小，连接用直焊导线，表面涂覆用最便宜的，选择价格最低的加工厂等等，印制板制造价格就会下降。但是不要忘记，这些廉价的选择可能造成工艺性，可靠性变差，使制造费用、维修费用上升，总体经济性不一定分理处，因此说“不易”。“必须”则是市场竞争的原则。竞争是无情的，一个原理先进，技术高新的产品可能因为经济性原因夭折。

体会：

1、要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等，它们的走向应该是呈线形的(或分离)，不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线，但一般不易实现，最不利的走向是环形，所幸的是可以设隔离带来改善。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。所以“合理”是相对的。

2、选择好接地点：小小的接地点不知有多少工程技术人员对它做过多少论述，足见其重要性。一般情况下要求共点地，如：前向放大器的多条地线应汇合后再与干线地相连等等。现实中，因受各种限制很难完全办到，但应尽力遵循。这个问题在实际中是相当灵活的。每个人都有自己的一套解决方案。如能针对具体的电路板来解释就容易理解。

3、合理布置电源滤波/退耦电容：一般在原理图中仅画出若干电源滤波/退耦电容，但未指出它们各自应接于何处。其实这些电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的，布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。有趣的是，当电源滤波/退耦电容布置的合理时，接地点的问题就显得不那么明显。

4、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细；高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。

5、有些问题虽然发生在后期制作中，但却是PCB设计中带来的，它们是：过线孔太多，沉铜工艺稍有不慎就会埋下隐患。所以，设计中应尽量减少过线孔。同向并行的线条密度太大，焊接时很容易连成一片。所以，线密度应视焊接工艺的水平来确定。 焊点的距离太小，不利于人工焊接，只能以降低工效来解决焊接质量。否则将留下隐患。所以，焊点的最小距离的确定应综合考虑焊接人员的素质和工效。焊盘或过线孔尺寸太小，或焊盘尺寸与钻孔尺寸配合不当。前者对人工钻孔不利，后者对数控钻孔不利。容易将焊盘钻成“c”形，重则钻掉焊盘。导线太细，而大面积的未布线区又没有设置敷铜，容易造成腐蚀不均匀。即当未布线区腐蚀完后，细导线很有可能腐蚀过头，或似断非断，或完全断。所以，设置敷铜的作用不仅仅是增大地线面积和抗干扰。

B. 集成电路计算机的集成电路辅助设计

利用计算机具有快速运算和大容量存储数据的功能，帮助人们设计各种复杂产品的方法。实现这种设计方法的物质基础是计算机辅助设计系统，它包括计算机本身和辅助设计所需的外部设备和软件系统。集成电路有独特的计算机辅助设计方法和相应的计算机辅助设计系统。
集成电路的计算机辅助设计方法是60年代后期发展起来的。当时，大规模集成电路刚刚开始发展，由于每个芯片上的晶体管数目日益增多，电路的复杂性与日俱增，使得人工分析、计算电路性能和人工设计版图越来越困难。不仅设计周期长，消耗大量的人力，而且版图的正确性也很难保证，因此提出用计算机协助人设计集成电路版图和分析集成电路性能的方法。利用计算机快速运算和处理大量数据的能力，只要总结出设计原则和设计方法，便可通过编制计算机程序实现这些设计原则和方法。在计算机辅助设计时，只要以一定格式输入较简单的原始数据，计算机就能设计出正确的版图。但是，集成电路尚不能实现全自动设计，在整个设计过程中需要设计人员不断进行干预。要反复对设计的结果进行分析比较，选取较优方案，然后进行下一步设计。计算机辅助设计不仅能缩短设计周期，而且易于查出错误，降低设计成本，已成为大规模集成技术的重要组成部分。
集成电路计算机辅助设计的内容很多，几乎在设计过程的各个阶段都研究出了计算机辅助设计的方法。其主要内容有系统分划和模拟、逻辑模拟、电路分析和模拟、工艺模拟、器件性能模拟、版图设计、版图验证、辅助制版等，并有相应的各种描述语言和各种数据库，如单元版图数据库、器件参数数据库等。
系统分划和模拟是对整个系统的设计。由于超大规模集成电路的发展，一个完整的电子系统往往只需不太多的集成电路就可实现全部功能。因此，首先从整个系统分析出发，按照功能决定最合理和最经济的芯片划分方案，并有计算机模拟。逻辑模拟是以确定芯片的逻辑电路进行的，检查是否达到原定功能的要求。逻辑模拟有门级模拟、寄存器级模拟和功能级模拟。电路分析和模拟是对已选定的电路进行电学性能的分析和模拟，包括静态、动态和容差分析，并有最佳中心值的设计。电路分析需要器件的电学特性参数，这些参数可以由工艺模拟和器件性能模拟等程序提供。这样，就能确定未来芯片加工的工艺条件。另一种提供器件电学特性参数的方法是通过器件参数自动提取程序，它是实际测定器件特性通过程序提取电路分析所需的器件电学特性参数。一般后一方法更合理和切合实际。
版图设计是根据电路分析的结果，选定出正确的电路图，然后按照器件性能的要求对器件图形进行的，把各器件安放在版图中的一定位置上，并按线路图进行互连。这是集成电路、特别是大规模和超大规模集成电路设计中最费时的一项工作，也是集成电路计算机辅助设计中最重要的一个环节。版图设计有人机交互式设计和自动设计两种方法，一般设计时结合使用这两种方法。但是为提高版图设计的工作效率，则必须建立单元版图的数据库。
设计完成的版图可能有错误，而用人工查错又是一件既费时又艰苦的工作。通过计算机辅助查错效果良好，这就是版图校验程序。这种校验程序不仅能查出几何图形的错误，而且还能把连线和隔离等的寄生效应考虑进去，校正原设计不合理的部分。校对正确无误后的版图数据，通过计算机辅助制版程序送绘（刻）图机或图形发生器，或电子束曝光机制出集成电路所需的掩模版。
对制成的集成电路还需要进行测试，测试工作艰巨而繁复，现代也都用计算机辅助测试来完成，以提高工作效率。关于提高测试效率，在电路的设计阶段就已考虑，称为可测性设计。因此，计算机辅助测试从广义上来说也是计算机辅助设计的一部分。

C. 开关电源电路设计秘笈之如何选择正确的工作频率

本文将就开关电源设计中如何正确的选择工作频率分享设计技巧。
为您的电源选择正确的工作频率
为您的电源选择最佳的工作频率是一个复杂的权衡过程，其中包括尺寸、效率以及成本。通常来说，低频率设计往往是最为高效的，但是其尺寸最大且成本也最高。虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本，但会增加电路损耗。接下来，我们使用一款简单的降压电源来描述这些权衡过程。
我们以滤波器组件作为开始。这些组件占据了电源体积的大部分，同时滤波器的尺寸同工作频率成反比关系。另一方面，每一次开关转换都会伴有能量损耗;工作频率越高，开关损耗就越高，同时效率也就越低;其次，较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。因此，更高频率运行能够带来极大的成本节约。
图1.1显示的是降压电源频率与体积的关系。频率为100kHz时，电感占据了电源体积的大部分(深蓝色区域)。如果我们假设电感体积与其能量相关，那么其体积缩小将与频率成正比例关系。由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小，因此在此情况下上述假设就不容乐观了。如果该设计使用陶瓷电容，那么输出电容体积(褐色区域)便会随频率缩小，即所需电容降低。另一方面，之所以通常会选用输入电容，是因为其具有纹波电流额定值。该额定值不会随频率而明显变化，因此其体积(黄色区域)往往可以保持恒定。另外，电源的半导体部分不会随频率而变化。这样，由于低频开关，无源器件会占据电源体积的大部分。当我们转到高工作频率时，半导体(即半导体体积，淡蓝色区域)开始占据较大的空间比例。
该曲线图显示半导体体积本质上并未随频率而变化，而这一关系可能过于简单化。与半导体相关的损耗主要有两类:传导损耗和开关损耗。同步降压转换器中的传导损耗与MOSFET的裸片面积成反比关系。MOSFET面积越大，其电阻和传导损耗就越低。
开关损耗与MOSFET开关的速度以及MOSFET具有多少输入和输出电容有关。这些都与器件尺寸的大小相关。大体积器件具有较慢的开关速度以及更多的电容。图1.2显示了两种不同工作频率(F)的关系。传导损耗(Pcon)与工作频率无关，而开关损耗(PswF1和PswF2)与工作频率成正比例关系。因此更高的工作频率(PswF2)会产生更高的开关损耗。当开关损耗和传导损耗相等时，每种工作频率的总损耗最低。另外，随着工作频率提高，总损耗将更高。
但是，在更高的工作频率下，最佳裸片面积较小，从而带来成本节约。实际上，在低频率下，通过调整裸片面积来最小化损耗会带来极高成本的设计。但是，转到更高工作频率后，我们就可以优化裸片面积来降低损耗，从而缩小电源的半导体体积。这样做的缺点是:如果我们不改进半导体技术，那么电源效率将会降低。
如前所述，更高的工作频率可缩小电感体积，所需的内层芯板会减少。更高频率还可降低对于输出电容的要求。有了陶瓷电容，我们就可以使用更低的电容值或更少的电容。这有助于缩小半导体裸片面积，进而降低成本。

D. 电路板上那么复杂的东西，有什么意义吗

什么是集成电路？

什么是集成电路？

来源： http://member.netease.com/~lebok/gb/learn.htm

集成电路是什么？就是电路板上的那些小黑块，有很多引脚，它的里面并不复杂，无非就是一些三极管组合在一起，仅此而已。

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三极管的基本原理

首先我们要了解三极管的基本原理，三极管就是一条电流的通道，有一个电极控制这个通道的通和断，如果说三极管的基本原理用这样的比喻比较牵强附会的话，在设计三极管的版图时，它就非常的确切了，我们先画一条绿色的线条表示通道，再画一条横跨过通道的红色线条表示控制栅极，就象马路上的绿色的通道和警察掌握的红灯一样，绿色通道里的电流的通断，得看警察的脸色行事。不过在集成电路里通道不叫通道，而叫有源区，一个奇怪的名字，不过很好记，我们平时把半导体器件叫做有源器件，电阻电容叫无源器件，三极管是有源器件，因此只要记住和三极管有关的区域叫有源区就可以了。

由 N型或 P型半导体材料组成源极和漏极，在源极和漏极之间放一层多晶硅作为栅极，这就形成了一个 MOS三极管，多做几个这样的三极管，并把它们按要求连接起来，这就形成了集成电路。把许多三极管做在一起就是集成电路。
集成电路真的就是这么简单，请暂时不要问什么半导体为什么会导电之类目前被认为是无关紧要的问题，我们在这里探讨的是如何快速的学会设计集成电路，而不是半导体理论。
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设计一个反相器管

我们知道三极管相当于一条通道，在这条通道上电流出发的那一端叫做源极，而电流到达的那一端叫做漏极，控制电流通断的那个电极叫做栅极，那么栅极需要带上什么样的电压才表示通道导通呢？一般情况下，栅极对源极的电压为0V时，表示关断，栅极上带 0.7V以上的电压时，表示导通，应该注意栅极电压是对源极而言的。
上述的 MOS三极管我们叫它 N型 MOS管，对应的，还有一种 P型 MOS 管， P型 MOS管的特性正好完全相反，电流从漏极出发到达源极，栅极带上比漏极低于0.7V以下的电压时， MOS管导通。

如果规定只能用一种类型的 MOS管，我们也能设计出集成电路来，想当初的半导体工艺只适合于做 N型一种类型的 MOS管，那时侯的集成电路大部分是NMOS集成电路，我们熟悉的早期的 Z80、8048等，都是用 NMOS工艺制造的。后来，发展了在同一个芯片上做两种不同类型 MOS管的工艺，叫做CMOS工艺，现在已是半导体行业的主流工艺。

N 管和 P管的版图设计并没有什么不一样，只要对其类型做一个标记就可以了，这个标记用来通知制造集成电路的人把这些管子做成某一类型的管子，在下图中我们把 P管用虚框圈起来作为标记。

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设计一个简单集成电路

设计集成电路也很简单，不过就是把那些三极管连接起来，用什么来连接呢？总不至于用电烙铁和焊锡丝之类的方法吧？在集成电路里不用这种方法，用的是类似于双面线路板的方法，双面线路板上的过孔将线路板的两面连接了起来，在集成电路了也用了过孔，两层导电材料分别是铝和多晶硅，铝可以越过各种区域通到任何地方而不受限制，但多晶硅可不可以呢？好象可以，可是，的多晶硅越过有源区时，有源区变成了一个受多晶硅控制的电流通路：一个多余的三极管，这不是我们所希望的，所以，我们在这里增加一条规则：多晶硅不能跨越有源区。按这样的规则连接两各三极管，我们就设计了一个含有一个反相器的简单的集成电路。

在芯片的四周有四个焊接点，用来和外部电路进行连接，不过，在这里不叫焊接点，而叫压焊点，可能因工艺而得名。如果你到集成电路行业里把它叫成焊接点的话，会让别人目瞪口呆的。

我们不妨大胆的把集成电路设计技术和制造工艺用印刷来理解，当我们要印名片时，我们要先设计版面的排列，为一个商标图案苦思冥想，用彩色笔在草稿纸是画来画去，甚至出钱请搞美工的人来为这张名片进行设计。
设计的名片可能包含了好几种颜色，好多种字体，当设计方案送到引名片的小店后，将根据颜色的种类先做出版子来，然后就是用这些版子把各种颜色印到纸上，再然后就是把一大张纸剪切成一张一张的小名片，最后把这些名片装到小盒里，就等着用户来取货了。
印名片的小店老板只要会玩那些制版机、速印机之类的玩艺就可以了，基本上不用识多少字，小学程度即可，要求他必须懂得美术原理才发给操作证可以上岗，属于一种无理取闹的行为。
对设计名片的美工师傅的最大的要求是能够理解客户的要求，并且能够用版面的排列、字体的选择、颜色的搭配来表达客户的意图，我们完全没有必要要求美工师傅会做各种字体的铅字、读过大部头的《照相原理》、精通印刷机械。
相应地，我们对客户就应该只有一个要求：简单、明确的提出他的意图。
集成电路的情况也是这样，用户提出他的芯片具有的功能，设计的过程是将功能翻译成版图，制造的过程是用版图印刷出芯片。
印刷和芯片的惊人的类似之处是，美工师傅只要使用字库里的各种字体就可以了，没有必要自己亲自作出一个个的字体来；芯片设计师实际上也只要使用单元库里的单元就可以了。
印刷和芯片的另一个更惊人的类似之处是，当字库里没有某个特定的符号时，比如一个不常见的商标，美工师傅就要亲自做出这个符号来；芯片设计师有时也会遇到库里没有的单元，他也需要亲自画出这个单元的版图来。
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设计一个振荡器芯片的版图

如果你觉得不过瘾，你可以设计一个更复杂一点的集成电路如下图，它是个振荡器的版图，你给它接上一个电阻、一个电容、一个发光二极管，再接上电源，你就可以看到发光二极管一闪一闪的发起光来。
集成电路版图设计差不多就这点事了，没有什么花样。

你可能发现最右边的反相器比较大一点，这是为了有较大的驱动能力以使发光二极管有较高的亮度。另一个应该注意的问题是尽量让比较大的电流在铝导电层里流动，铝的导电性能比多晶硅好很多，这一点和双面线路板有点不同，双面线路板两面的导电性能一样好。

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版图设计

现在，你了解了一点版图设计了，如果你再了解得更多一点的话，你就会发现你满怀热情的希望学会的版图设计，其实只是一种大人玩的七巧板而已，只是没有小孩玩的七巧板好玩，也没有那么复杂和变化多端。
现在，人各有志，你想把这块七巧板玩出点花样来的话，可以，在这里有大把朋友愿意陪你一起玩；或者你想起了你到这里来的初衷，想要把你的那个电路做成集成电路，那你暂时就别玩七巧板了，想办法尽快的完成你的芯片设计吧。
假如你原来用分立元件设计的电路里用到了许多标准的集成电路，有反相器，与非门、D触发器，计数器、甚至包含了一个液晶显示驱动模块等等，按理说你要设计这些单元的版图，这可不是件轻松的活，日复一日，月复一月，非把你画得痴痴傻傻，呆若木鸡不可，你原来设计一个高性能电路的满腔热情在这里没有用处，你火花般迸发的电路设计灵感对版图设计也一样没有帮助，画版图要的是拼七巧板的技巧。
当你累死累活的干了三个月之后，才发现已经开始种第二季稻的农民伯伯也没有这么辛苦。由此推算，做一个版图库的工作量约等于种两季稻的工作量。做一个芯片设计师不如种田实在。

不过即使让你干画版图的活你也不用害怕，电脑上高科技的最奇妙的特点在于它的劳动竟然可以重复使用，第一次做单元图库要用两个月的时间，到了第二次做图库时，你可以把第一次图库拷贝过来，修修改改，有两个星期的时间也就可以了，这就是电脑里 COPY 的绝妙之处。真奇怪为什么不把这种电脑科技推广到农业科技上去，要是农民伯伯也采用这些技术的话，他只要专心种好一亩田就可以了，然后跨嗒跨嗒地拷贝它个十万八千亩，于是站在一望无际金黄色田头，看着晨曦下巍巍壮观的麦浪翻滚，就很难控制住“身在田头，胸怀世界”的感觉了。
幸好农民伯伯还没有还没有掌握这门技术，不然实在要叫我们这些搞芯片设计的家伙无地自容了，但我们还十应该抓紧时间，在目前芯片比种田暂时领先的优势下，做出比农民伯伯更多的贡献来。

但现在情况不一样了，在这里，有现成的单元版图供你使用，这些单元版图放在一个库里，里面品种繁多，差不多包含的你可能用到的全部品种，不要以为这是什么“演示版”，这是很多芯片设计师正在使用的工作库，你现在要干的活已经不是什么版图设计，而是要干一些类似于你以前经常干的活：给双面线路板布线。
有了单元图库，你就可以进行正常的设计工作，你用以前常用的方法画线路图，然后用相应的元件把它们连接起来，以前一个没有经验的电路设计师往往会按过时的教科书设计电路，结果采购员往往抱怨采购不到元件，甚至要到 Intel的公司历史陈列室才能看到样品。现在的电路设计师一般都比较关心原器件的供应情况，这条经验在这里同样适用，你应该在设计之前先熟悉单元图库的情况，以免画出了线路图却没有单元可供使用。

芯片设计用到的单元图库中的内容和市面上 CMOS 4000系列或 TTL 74 系列的内容毕竟还是有一点差异的，比如常用的JK触发器，在单元图库就找不到，（或许以后会有热心人补上这个单元），因为在ASIC设计中，没有必要使用 JK触发器，使用它后会在分析电路时造成混乱。你可以很快的适应这些差异，甚至在你通读了一遍单元图库的介绍之后就有胸有成竹的感觉了。

我再次提醒你：你到这里来，是为了设计出集成电路来，而不是研究版图设计技术，如果你是初学者，你设计的版图大概不会比库里面已有的版图更好吧？所以暂时了解一点版图设计就可以了，不要深究，采用现成的单元图库加双面布线技术，尽快的完成你的集成电路吧。如果你遇到的图库里面没有的单元，也不要慌张，请到这里来，问一声，说不定会有那位老手会帮你画一个的，不过，应该是一些比较通用的单元，你别问什么16位A／D转换器、照相机的控制电路这样的单元，要是这样的话，还不如你睡大觉，让别人免费给你设计算了。
说实在的，伟大而又神秘的集成电路版图设计，并不比小孩玩的七巧板复杂多少，下面的触发器的版图，差不多是版图库中最复杂的一个版图，但也就这么样了，没什么大不了的，我不认为你掌握不了它，我只是认为你暂时没有必要掌握它。

别以为这是个示范的版图，这可是个真正的正在使用的版图，我把它叫做DF06A ，有位设计高手为了做好类似的版图花了大概一个月的时间。我是在他的基础上画这个版图的，所以只花了大约半个月的时间，还有一些延时参数等没有计算。做好了这个版图，差不多就完成了整个标准单元库（100 多个单元）的三分之一的工作量了，因为这是库中最困难的一个版图。
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电路设计

最奇妙、最神奇的还是你原来做惯的电路设计，可以玩出很多花样，我以前曾工作过的单位，有一台火车头那么大的塑料机，突然有一天趴下了，这台机器一天做出产品的产值50多万，利润好几万，这可把老板给急得熊似的团团乱转，动员了全部机械和塑料的精英，香港的技师也于第二天赶到，可是，会诊的结果是无可奈何。第三天，冒出个懂点电子的家伙，他从一个破收音机里拆了一个电阻，装到机器上一试，那庞大的塑料机居然就此起死回生，当在场的人了解到这个神奇的元件的价值只有人民币两分钱时，全体同时作目瞪口呆状。
到这里来的都是电路设计的行家，我想也用不着解释一个电阻是如何修好塑料机的，太简单太平常的事了，但电路设计的最大的趣味就在于此：一个极其简单的小技巧，会引发起社会上的一番大事出来。你应该在电路设计上淋漓尽致的发挥你的聪明才智，而不要拘泥于是不是采用了公共单元图库。
当然集成电路设计和你以前的设计是有点不同，这里说其中的一个特点：有大量的三极管供你使用，而电阻电容却很麻烦。
或者这样吧：你就当是一场考试，考试的题目是设计一个电路，不许使用电阻电容，但可以无限量的使用三极管，可能你一开始不习惯，觉得浪费了很多三极管，可是只要多做几次，你就会适应这种浪费的设计法的，不要为你的浪费而内疚，其实即使是芯片设计专家，也是这么做的。
电路设计也就是画出你所需要的电路图来，然后推理你的电路图，看看是不是正确，需不需要改进。在这里，我建议你采用 workview 软件和这里提供的电路图库进行设计，采用 workview 的话它会帮你做推理，在这里叫仿真，它会把电路工作时的波形显示给你看，非常直观。这里不但提供版图库给你使用，还提供相关联的电路图库，采用这里的电路图库可以简化你的设计工作，库中有很多实用的单元电路，比如十进制计数器，甚至动态的液晶显示器驱动电路等，你只要拿来用就可以了，如果你自行设计一个动态的液晶显示器驱动电路，不是说你不会，而是没有必要干这些重复烦琐的劳动，你应该集中精力完成你的整体设计，那才是你的特长。你可以把你在设计中找到的一些诀窍和技巧公开出来，作为自由资源添加到图库中去，让以后的设计者也能享受你的劳动果实。
这世界上有两种资源，一种实资源，就象石油，越用越少；另一种是虚资源，就象脑力，奇怪的是这种虚资源竟然是一种越用越多的资源，世界真奇妙，无奇不有，如果我们发动全民来开发虚资源，那么用不了多久，我们就会成为一个资源大国，我们就能象拍苍蝇那样容易的消灭美帝国主义和一切反动派。说笑而已，其实我不想让我的世界观带有民族主义的色彩，任何民族的文化我都有兴趣。什么“国富民强”，对我的感觉就象山沟沟里的农民希望多养几个儿子可以不受邻居的欺负那样，是一种跟愚昧无知很有瓜葛的意识。我们开发虚资源，是为了迎接未知的人类的明天的到来。我们不知道明天会怎样，但知道明天不会象今天预想的那样。

搞电路设计在我看来实在有投机取巧的嫌疑，我无意贬低各位同行，但在我见到的许多事例中，一个会修修半导体的电子爱好者往往比机械本科生还吃香，一个家用电器项目的开发人员组成中，有电子的、有机械的、如果你参加过几个这样的开发组，你就会理解如下的结论：搞电子的工作量小，老在一些局部问题上翻花样，不顾全大局，经常返工惹麻烦，但容易得到老板的好感；搞机械的工作量大，要全面综合的的考虑整机的协调问题，可悲的是总是不讨好。在老板的眼光里，好象搞机械的没什么大不了，不就是拿个铅笔那么画两下而已，而搞电子的就不一样了，那东西神秘，两分钱就可以让火车头那么大的机器动起来。
如果你有学机械的朋友，你就会了解机械不是谁都可以画那么简单的，单看机械的那些课程，就能了解机械知识远比电子知识复杂、严谨得多，在一个家用电器比如冰箱或是洗衣机里，机械占了大部分工作，而电子只不过是在机械的基础上玩的一些花样而已，什么定时、警报之类，全是花样。机械设计牵涉了严谨广泛的知识，而电子的知识，说不定从什么《电子小制作 200例》之类的杂书上就可以得到。
不少老板的重电子轻机械的观念其实是不对的，或许你可以拿一支铅笔画出零件的图纸来，可是你能算出这个零件能承受多大的压力吗？你知道你画的零件在什么样的情况下会发生谐振吗？发生谐振后又会对整机造成多大的伤害吗？如果你想了解这些情况，你就非得花几年时间啃几本《机械原理》、《材料力学》、《····》等不可。而神秘的电子技术，到是在街上买几本杂书就可以学会的，不要以为开玩笑，其实我们这些搞电子的家伙最知道电子的底细。
你有没有听说过业余机械爱好者？或者是业余材料力学爱好者？应该说有，但很少，以至于要举个例子都困难。

在我们的周围有大把的业余无线电爱好者，业余电子爱好者，这是为什么呢？这说明电子电路的几个特点：很容易入门，另一个更大的特点是你只要学会一点点，你就可以发挥你的聪明才智，进行卓有成效的电路设计。
由此展开来，我们不禁要问：有没有业余集成电路设计爱好者？

我留意了多时，想知道究竟有没有业余集成电路设计爱好者，可是到目前还没有找到，这使我很纳闷，心中不免嘀咕：难道我是中国业余集成电路设计爱好者第一人？

做一个业余的集成电路设计爱好者在以前可能是天方夜谈，让人听了的感觉就象听到有业余洲际导弹爱好者一样。但是时代不同了，造就业余集成电路设计师的外部条件已经具备了，只是这些条件来得太快了，以至于我们来不及反应过来。我们听说的集成电路，好象都是要上千万美圆的投资，可是，当我们今天早上从梦中醒来时，花上几千元人民币就可以让芯片工厂把我们自己设计的集成电路给做出来了。
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芯片设计

完成了电路设计后，就可以开始考虑整个的芯片设计了。如果你的芯片不大，你可以用双面线路板布线的方法设计你的芯片，用一些专用的软件如 LEDIT等进行设计，先把用到的单元放到版面上，然后用铝和多晶硅进行布线。如果你的芯片略微大一点，这将是一项艰苦的工作，
如果芯片更大一点，我们可以用电脑来进行自动布线，实际上我们主要考虑的实现布局布线的手段应该是自动布线，
有很多的软件可以进行优良的自动布线，如cadence,mento graph, 然而软件价格不菲，动辄20万美圆的大有人在。
价格低一点而性能还不错的软件也不少，
甚至连免费的软件也有，在这里自由软件库里，有一套 Alliance，它的布线性能就很不错，其实用它来布线真有点大材小用，它是一套具有更强大功能的集成电路设计工具，我们暂且就事论事，讨论它的布线工具，它的布线器很不错，有很好的优化能力，它使用的库的描述方法有点不同，但和其他软件的描述方法也大同小异，我们可以编一段小程序进行转换。和其他软件相比有很大的不同的是它接收的线路图的描述格式，竟然用的是C语言源程序的格式，幸好是源程序格式，这就给编写转换程序的编写提供了一定的方便， workview中有一个专用的数据库操作程序viewdate，应该可以完成这项工作。
我们可以设想远程布线，以前宫敏先生举过一个例子，说的是新疆的芯片设计师可以通过连网来运行安装在上海主机上的珍贵的设计软件，就是这个意思。
在进一步，甚至可以为系统编写一些自动的功能，它自动的接收用户用email形式发来的线路板文件，交给布线软件布完线后再通过email 把结果发回给用户，这样就可以充分发挥高档软件的效率，而又不侵犯版权。有这些高档软件又有 email服务器的单位可以提供这项免费或收费的服务。
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设计检查

集成电路的设计好象并不复杂，而对设计好的版图进行一次检查，就不是那么容易的了，我敢打赌，一个1万管子的版图，你花10年的时间也检查不完。但这世界真奇妙，越是困难的事情，反而变得容易了。现在有很多软件可以帮你检查，你只要学会利用这些软件就可以了。我的意思是，劝你不要尝试用人工的方法来检查一个略微大一点的版图，人的脑子是用来创造的，用它来做一些重复烦琐的工作，不但效率低下，更麻烦的是会惹出许多意想不到的错误来。
真正实用的版图检查软件还是比较少的，Dracula 是其中的佼佼者，在没有找到廉价实用的检查软件之前，我们可以考虑通过 email的委托检查，让有Dracula软件的单位帮助做检查工作。如果文件的格式规范，或许我可以说服一些单位用他们机器的空闲时间来为你服务。
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外部支持

最有效，最传统的支持来自于书籍。你应该收集这方面的书籍。
新闻组、邮件列表、以及 email都可以廉价快速地从外界向你提供技术支持，这也是internet的好处之一。通过网络得到的支持在大部分时间是非常有效的，但它不是肯定和明确的，因为没有任何人承担必须帮助你的义务，他们热心的帮助你的最起码的条件是必须有空才行。
你要学会利用外界对你的支持，这些支持不是出于义务，而是出于热心，你不要滥用这些热情，在提出问题前，请多花一点精力研究一下你的问题，然后确切的提出你的问题。当以后有其他人问到类似的问题时，你也应该热心的出来回答，介绍你解决问题的经验。
获得肯定和明确的帮助的方法是，你可以在你的附近找一家集成电路设计公司，以一定的代价获得这些帮助。我在最初学习设计集成电路时，采用的方法是将项目委托给设计公司做，并要求他们把设计过程告诉我，好让我有一个模仿的对象。
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ASIC和 PGP邮件列表介绍

邮递列表是一种类似于新闻组的交流方式，由一群志同道合者组成，它比新闻组更便宜、更有针对性。参加了一个邮递列表后，你就可以经常收到别人寄给这个邮递列表的各种信息，你可以对各种问题发表你的看法，也可以提出新的建议、新的观念、或是提出你遇到的困难，以得到别人的帮助。最难能可贵的是所有的操作都可以在免费的email帐户上通过email 进行。
发出订阅申请信后很快您就会收到一封确认信，直接回复此信，您就加入了邮件列表，以后，您就可以向这两个邮递列表投递稿件、参与讨论、寻求帮助、或是发表您想发表的任何高见，仅要求尽量围绕主题，以照顾其他成员的兴趣所在。
通过下面的表格你可以投递、加入或是退出邮递列表。请注意使用同一个email 帐号进行操作，在操作过程中如果遇到麻烦，请给我写信，让我从服务器上帮您完成。查看已经存档的文件需要上Internet网才能进行。

E. led线路板里写的程序可以读出来吗怎么样可以作出包含程序都是一样的板来

里面有个控制器

F. 电气原理图的设计方法有几种,常用什么方法

根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟定出各部分的主要技术要求和主要技术参数。
(2)根据各部分要求设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计的步骤为主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、检查、修改与完善。    
(3)绘制总原理图。按系统框图结构将各部分联成一个整体。    
(4)正确选用原理线路中每一个电器元件，并制定元器件目录清单。    
对于比较简单的控制线路，例如普通机械或非标准设备的电气配套设计，可以省略前两步直接进行原理图设计和选用电器元件。但对于比较复杂的自动控制线路，生产机械或者采用微机或电子控制的专用检测与控制系统，要求有程序预选和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警等。应按上述4步骤进行设计，以保证总装调试的顺利进行。
一、电气控制原理电路的基本设计方法
电气控制原理电路设计的方法有分析设计法和逻辑设计法。
1、分析设计法
分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计。
优点是设计方法简单，无固定的设计程序，它容易为初学者所掌握，在电气设计中被普遍采用；
缺点是设计出的方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作的可靠性。
2、逻辑设计法
逻辑设计法是利用逻辑代数来进行电路设计，从生产机械的拖动要求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触点的闭合与断开，主令电器的接通与断开看成逻辑变量，根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，然后再化简，做出相应的电路图。
优点是能获得理想、经济的方案。
缺点是这种方法设计难度较大，整个设计过程较复杂，还要涉及一些新概念，因此，在一般常规设计中，很少单独采用。
二、电气原理图设计的基本步骤
（l）根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图。
（2）设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计时按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查反复修改与完善的先后顺序进行。
（3）绘制总原理图。
（4）恰当选用电器元件，并制订元器件明细表。

G. 电路设计中的接地方法

地线也是有阻抗的，电流流过地线时，会产生电压，此为噪声电压，而噪声电压则是影响系统稳定的干扰源之一，不可取。所以，要降低地线噪声的前提是降低地线的阻抗。
众所周知，地线是电流返回源的通路。随着大规模集成电路和高频电路的广泛应用，低阻抗的地线设计在电路中显得尤为重要。这里就简单列举几种常用的接地方法：
单点接地
单点接地，顾名思义，就是把电路中所有回路都接到一个单一的，相同的参考电位点上。如下图所示。

单点接地可以分为“串联接地”和“并联接地”两种方式。串联单点接地的方式简单，但是存在共同地线的原因，导致存在公共地线阻抗，如果此时串联在一起的是功率相差很大的电路，那么互相干扰就非常严重。并联单点接地的方式可以避免公共地线耦合的因素，但是每部分电路都需要引地线到接地点上，需要的地线就过多，不实用。
所以，在实际应用时，可以采用串联和并联混合的单点接地方式。在画PCB板时，把互相不易干扰的电路放一层，把互相容易发生干扰的电路放不同层，再把不同层的地并联接地。如下图所示。

单点接地在高频电路里面，因为地线长，地线的阻抗是永远避免不了的因素，所以并不适用，那怎么办呢？下面再介绍“多点接地”。
多点接地
当电路工作频率较高时，想象一下高频信号在沿着地线传播时，所到之处影响周边电路会有多么严重，因此所有电路就要就近接到地上，地线要求最短，多点接地就产生了。
多点接地，其目的是为了降低地线的阻抗，在高频(f 一定的条件下)电路中，要降低阻抗，主要从两个方面去考虑，一是减小地线电阻，二是减小地线感抗。
1，减小地线导体电阻，从电阻与横截面的关系公式中我们知道，要增加地线导通的横截面积。但是在高频环境中，存在一种高频电流的趋肤效应(也叫集肤效应)，高频电流会在导体表面通过，所以单纯增大地线导体的横截面积往往作用不大。可以考虑在导体表面镀银，因为银的导电性较其他导电物质，故而会降低导体电阻。
2，减小地线的感抗，的方法就是增大地线的面积。
在实际应用时，地线短，地面积大，抗干扰的效果就会更好。
写到这里时，可能有人会问，如何才算是高频电路？参考杨继深教授的书籍《电磁兼容EMC技术》有提到“通常1MHZ以下算低频电路，可以采用单点接地，10MHZ以上算高频电路，可以采用多点接地的方式”，1MHZ和10MHZ时

H. 怎么设计电路图

业前提条件的方法，人为拉高学校的论文发表数量，其他学校纷纷跟进，使这种本质上违法的行为，成为高校的新惯例。研究生做不出论文，就买，不仅买论文，而且买版面，各个学术期刊，因此出卖版面，蔚然成风，进一步败坏了学术期刊的质量。现在的状况是，跟中国有全世界最多的大学生相匹配，中国也有世界上最大的论文发表量，但科研竞争力却呈逐年下降的趋势，基础工业能力没有实质提高，依然落后于发达国家数十年。核心期刊和论文发表如此，所谓的课题也如此。往往官越大，课题就越多，当然也就越没有时间做（这是假定他们都有学问的前提下），只能让学生做，因此研究生们就成了导师的打工仔，廉价劳动力，这样的课题，能有什么质量，可想而知。从教师的基础水平、道德底线、创新能力、责任心、起码的道义感，从中国自行车与发达国家的自行车的每一个细节的比较就可以清楚区别了， 这样的课题和论文的实质水平你自己就清楚了。学校的教师，在定期的考评面前，必须拿出东西来凑数，否则就会下岗。当然，如果产量高，也有奖励，尤其是在所谓A级B级刊物上发文章，奖金甚为可观。扫黑跟反贪腐要结合吗？那么反恐跟反贪腐需要结合吗？请你说一说对目前世界经济危机成因的看法所以要严厉打击政治流氓、学术流氓、经济诈骗、黑社会头子四位一体的恶棍什么是资产阶级自由化？就是教授不能从基础做起，依靠从国外进口模块、试剂、集成电路、计算机、仪器设备集成，还要挟政府放血，支持“高科技”，就是消耗、浪费社会资源。中国稀缺什么样的设备和技术病态的知识分子不缺进口国际上最先进的设备、分析仪器，例如哈斯齿轮加工设备这些顶尖的设备，中国进口了许多；不缺巨额研究经费。就是不能以此为基础制造顶级机械装备母机。下一代键盘的第二次原型是在马路边手工制造的，中国人以参观者身份提到展览会上违法展示给摊位的日本人看，他们马上就要放在他们的展台上，进行摄像；日本大公司动用十多名中国技术人员将过百页基础资料翻译后送回本土。而 侨8办 强迫设计制造者提前退休，设计制造者20多年来都没有仪器设备、工作经费、没有工作场所；具有高额科研经费的高职称、高学历的无论在工程技术上、理论分析上，都不能超越这个台阶。你说中国还缺什么？蒋述卓指责本人经常当场即兴回答学生在毕业论文、创新工程中遇到的问题，抢尽风头，从设计技巧、加工工业、算法、专利文件撰写规则无所不包，而他手下高学历、高职称的人物没文化，瞠目结舌，受到压力，就施行逆淘汰，强迫本人提前下岗失业。这就是破坏基础教育，打击创新。
楼上扔东西扔到底楼（我们住在底楼），脏乱差，我们想给楼上的住户贴纸条，叫他们不要乱扔垃圾，写什么好
通告：1）本人的小舅子在公安厅警犬训练基地，即将定期在本楼道进行基础训练，具体方式是对扔到楼下的物体吸取气味特征，然后向楼上逐层搜索，寻找匹配符合的住户；首先对该住户的门口确认，再对该住户的人体气味特征进行确认。进攻性大型犬类对于人类有威胁，为了你的生命安全，请在验证过程中保持镇定，遏制多余的动作和语言，以保证您的生命安全。每星期有几天，该警犬会在你的门口守候你的到来，你可以有礼貌地回应哟。
2）公安大学物证鉴定专业即将在此进行DNA生物特征识别工作，检材是楼上扔下了的食物、毛发、烟蒂、牙签；因为生物DNA特征是比指纹、住址、家庭电话、生存必须客户资料更高级的私人信息，能预测你的未来疾病、癌症、性格等各种致命的缺陷，在公布前，请楼上用户前来认领为盼。3）提取到您的指纹也将公开，他人可以在指纹识别装置上模仿你的活体指纹，如有意见，请尽快来访，提出你的申请和要求为盼。4）每隔三层楼安装微波、红外、超声波综合定位测试仪器，对空间移动物体进行实时定位、摄影与记录存档，并且用高压射流、控制爆炸、激光束消灭、烧毁空间移动的杂物，为了您的安全，请主动避让激光束，以免遭到不测。

I. 哪能免费下载到高中通用技术《技术与设计2》的复习提纲

干嘛去下，我给你
我们也是6.13考试

第一单元（结构与设计）知识点
一、结构的涵义：
1、结构的概念：
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，结构多种多样且决定着事物存在的性质及功能。
自然界形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示（例苍耳子、飞机、导弹跟踪系统等）。
2、结构的分类：
根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构 和 壳体结构三种基本类型。
实体结构是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是，外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝等；
框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是，支撑空间而不充满空间，如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等；
壳体结构是指层状的结构。它的受力特点是，外力分散作用在结构体的表面上，如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
生活中很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成，称为组合结构，如埃菲尔铁塔等。
二、结构的分析：
1、承受应力：
从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限（容许应力）时，结构就会遭到破坏。用公式表示为Ơ=F/S，其中F是内力，S是受力面积，Ơ是应力。
构件的受力形式多种多样，基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，很多情况下，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。（结构的受力分析）
2、结构的稳定性：
结构的稳定性是结构在负载的作用下维持其原有平衡状态 的能力。它是结构的重要性质之一。影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面积的大小和结构的形状、材料等。对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
3、结构的强度：
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。三角形是框架中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。
结构构件的连接通常有两类：铰连接和刚连接。铰连接是指被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。如门与门框的连接；刚连接是指被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等，如固定铁床架的连接。
三、结构的设计：
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。结构设计应考虑的主要因素有：功能、符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。对于任何结构的设计安全是至关重要的因素。
步骤：确定结构设计方案———绘制简单结构设计草图———做出模型或原型
四、结构的欣赏：
优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。
技术角度：使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。
文化角度：文化寓意与传达，美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。
第二单元（流程与设计）知识点
一、流程的涵义：
1、流程的概念：
流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。⑴ 环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。如：切种、布种、掩种环节，冲片和印片环节等。（2）时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。如：先切种→ 再布种→后掩种。
2、流程的表达（流程图）：
依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示、方框图、示意图、程序等。
二、流程的分析：
1、生活与流程：
科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，是我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。
2、生产与流程：
运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。
流程中工序的作业方式——串行和并行。上一道工序完成之后才能进入下一道工序——串行。几项工作同时进行——并行。
3、简单流程图的识读：
识读流程图的要点： ⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作用； ⑵弄清流程中时序的体现与特征； ⑶流程是技术的核心概念之一。不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等。
三、流程的设计：
1、流程设计的基本要求：
⑴提高效率。⑵提高质量。⑶保证安全。⑷节省资源。⑸提高管理水平。⑹提高经济效益。⑺其他，如注意环保、方便操作等。
2、流程设计中的基本因素：
研究内在属性与规律，就是流程设计应该考虑的基本因素。
生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。
不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。
3、流程设计的步骤：
第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。注意：流程设计的基本要素是环节和时序。
4、学画流程设计的框图：
画流程设计框图的一般方法：⑴根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程的全过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程——环节，并用方框表示环节。⑵按照每个小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。
四、流程的优化：
1、流程的优化及目的：
在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。
目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。
2、流程优化的内容：
一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。
对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。
3、流程优化的条件：
⑴内部条件：对流程内在机理和规律的深入了解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗；
⑵外部条件：设备和工艺水平的提高或完善，以及人员技术水平的提高。比如，只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工。
第三单元（系统与设计）知识点
一、系统的涵义：
1、系统的概念：
由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。
构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；第二，要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。
2、 系统的组成、类型：
系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。如，可把系统分为自然系统和人造系统，自然系统是自然形成的系统（如生态系统），人造系统是由人工制造加工而成的系统（如计算机系统和机械传动系统）；也可把系统分为实体系统和抽象系统，实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统），抽象系统是非实物形态的（如哲学系统）。
3、系统的基本特性：
系统的基本特性主要有整体性（全局、集合）、相关性（匹配、关联）、目的性（功能）、动态性（更新）和环境适应性（自适应）等，这些特性都体现了一定的思想与方法。（结合课本相关案例，学会运用系统的基本特性，分析身边的系统）。
二、系统的分析：
1、系统分析及其目的：
系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。 目的：寻求解决问题的最佳决策。
2、系统分析的一般步骤：
明确问题，设立目标——收集资料，制定方案——分析计算，评价比较——检验核实，作出决策。
（结合田忌赛马案例）
3、系统分析的主要原则：
系统分析应遵循整体性原则（丁谓修复皇宫）、科学性原则（三三进九不如二五一十）和综合性原则（孝襄高速公路）。
三、系统的优化：
1、系统优化的目的：
系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。
最小的成本——最大的利润；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的产品；单位面积土地——更高的农业产量。（案例：农业间作套种，家具利润问题等）
优化目标；目标函数；约束条件（不能人为调节）；影响因素（可以人为调节）。
2、系统优化的方法：
数学模型——最优解； 科学估算、试验——满意解。 结合案例，分析系统优化的实现。
四、系统的设计：
1、系统设计的目的、方法与过程：
系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计要考虑其目的与要求（以系统的整体功能的最优为目的）、系统各部分之间的相互联系与相互作用、对系统设计方案进行优化（整体优化，统筹兼顾）等问题。
2、系统设计的一般步骤：
系统设计的步骤包括：将系统分解为若干子系统；确定各子系统的目标、功能及其相互关系；对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
3、简单系统的设计：
了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程，写出系统设计或系统优化设计的书面方案，包括必要的设计草图以及量化数据。（案例：手电筒照明供电部分的设计）。
控制与设计
一、控制的手段与应用
1.控制的手段
⑴控制的含义：案例分析：大禹治水P96
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
例如：人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。
⑵控制的手段：控制的实现需要通过一定的手段。
从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。
人工控制是在人的直接干预和全程干预下进行的。人工控制又称手动控制。
自动控制是指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。按执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。
有时，控制手段又可以综合的。案例分析：从手摇扇到空调器P98
2.控制的应用
控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。
控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。阅读：控制论P101
二、控制系统的工作过程与方式
1.控制系统
案例分析：自行车行驶的速度控制的实现P102

案例分析：电风扇的风速控制的实现P102

任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。一般的控制过程都有一个输入和一个输出，控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2.开环控制系统
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统为开环控制系统。
开环控制系统在日常生活中用途很广。如十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。
案例分析：自动门的控制系统P103
在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述：

输入量即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；输出量（被控量）即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位；被控对象即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水阀门；控制器即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路；控制量即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。
案例分析：水泵抽水控制系统P104
3.闭环控制系统
系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
简单闭环控制系统的方框图如下：

检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端； 是比较器，它将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。
与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置组成的环节。
三、闭环控制系统的干扰与反馈
1.干扰因素
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；
有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。
在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。如战士在大风大雨中进行射击练习，风和雨都是子弹命中准确度的干扰因素。控制系统在工作中必须克服干扰，使被控量稳定。
案例分析：电视机P109
有些情况可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。
2.反馈
（1）什么是反馈
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
案例分析：投篮 P110
利用反馈来分析和处理被控制对象，通过系统的书出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运用的方法，称为反馈方法。如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动电水壶具有挡水沸腾时自动切断电源的功能，终究是运用反馈方法实现自动控制的结果。
(2) 闭环控制系统的工作过程
从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈问题，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。
一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。
案例分析：供水水箱的水位自动控制系统P112
案例分析：加热炉的温度自动控制系统P113
（3）闭环控制系统与开环控制系统的比较
开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
3.功能模拟方法：以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。
阅读：功能模拟方法的提出 P115 思考：功能模拟方法对技术有何意义？
4.黑箱方法：把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。例如，通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。
四、控制系统的设计与实施
1.控制系统设计的一般思路
设计好一个控制系统，应该明确这个系统要达到的目的是什么，所要控制的对象是什么，被控制对象有哪些重要的特性，被控量和控制量分别是什么，外界的主要干扰因素有哪些，选择怎样的设计方案既能达到目的，又能经济、易于实现，如何选择设备和元件，等等。
设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。能达到控制目的，采用易于实现的控制方式，降低控制成本、减少对环境的负面影响等，是我们进行控制系统设计必须考虑的基本问题。
控制系统的设计方案，还包括画出必要的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸、撰写说明书等。
（1）开环控制系统的设计
开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。例如：普通电风扇控制系统的设计，被控对象是电风扇，被控量是电风扇输出的风速，控制量是电机的转速；若是具有定时功能的电风扇控制系统的设计，则需在开关环节加一个定时器。
案例分析：电吹风控制系统的设计 P119
设计要求：电吹风能根据不同的挡位（如冷风挡档、热风挡）输出不同种类的风。
设计分析：电吹风控制系统的被控对象是电吹风装置，被控量是风的速度和温度，控制量是电机的电压，干扰因素是房间温度、电源电压的波动等。
电吹风的控制工作过程：电吹风是要将其内部电热丝的热量通过一个小电风扇扩散出去。
方案构思：选择开环控制系统实现电吹风的控制要求。
设定风的档位就设定了电机的电压和电热丝的阻值，接通电源后，电机带动一个小风扇转动，产生的风通过电吹风的电热丝，输出的就是与设定的风种相对应的风。

确定了电吹风控制系统的设计方案后，画出必要的电气线路图，选择适当型号的元件和配件，进行组装、调试。
（2）闭环控制系统的设计
简单的闭环控制系统，基本要求：
第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。
第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。
第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计P120
设计项目：抽水马桶水箱的自动控制系统
设计要求：⒈当水箱中的水位低于达到某一指定高度时，进水口立即进水。
⒉当水箱的水位达到某一指定高度时，进水口立即停进水。
⒊控制系统对控制精度和系统的稳定性均没有特别的要求。
设计分析：⒈从设计要求来看，这是一种自动控制，因此选择闭环控制系统。
⒉被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的水流量（即进水量），水箱水位的高度与进水量之间呈线性关系。
⒊主要干扰因素是水箱的出水流量。
方案构思：采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某一高度时，出现了水位差（给定的水位高度与实际水位高度之差），这个信号通过浮球、连杆机构传给进水阀，使进水阀打开，从而水箱进水；当水箱的水位达到水箱的某个高度时，水位差为零，进水阀关闭。
水箱水位的控制过程：拨动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水，与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。

2.控制系统的设计与实施方案
案例分析：自动升旗简易控制装置的设计P121
本单元小结：
事物发展具有多种可能性。人们根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。人类的控制现象自古就有，随着科学技术的发展进步，自动控制得以迅速发展。控制的手段多种多样，控制广泛应用于人们的生产生活中。
开环控制系统是指输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。闭环控制系统是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。控制系统的工作过程通常可以用方框图来表示。
在控制系统中，除输入量以外引起被控量变化的各种因素，就是干扰因素。反馈是闭环控制系统的重要特征，体现了一定的思想方法，有着广泛的应用。此外，功能模拟方法、黑箱方法在控制系统设计以及日常生活中也有着广泛的应用。
设计一个控制系统，要明确控制目的、控制对象是什么，要弄清干扰因素以及被控量、控制量，选择经济、易于实现的手段来实现。

怎么样，够全吧。o(∩_∩)o...