数字电路和模拟电路-1基础知识

前言：搞开发设计不是像搞开发板那样，什么电路都给你搭好了，然后再写程序，去控制它，那么这种能力只能说你能玩好它。项目开发是必须需要硬件支持的，如果你连硬件都看不懂，就别说团队合作和软件设计了。所以要把数字电路和模拟电路好好学一下。

目录

一、适合什么人群去学习？

二、需要掌握的技能

三、电子技术的发展历程

四、电子技术应用

五、智能硬件产品开发流程

六、项目案例：液位控制需求（要求低成本）

七、博士与民工的故事

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一、适合什么人群去学习？

• 对于初学者，和对硬件有些了解，但对于应用却不知如何入手的人。
• 适合一些偏软件的同学，对于硬件电路却不是很清晰的。

二、需要掌握的技能

• Multisim电路仿真软件熟练掌握
• 数字电路基础课程
• 逻辑电路设计与应用
• 熟练掌握存储器、
• 脉冲波形发生器、D/A和A/D转换器原理
• 基本元器件熟练掌握
• 晶体管放大电路及负反馈放大电路
• 集成运算放大器设计
• 电压变电流电路设计
• 绝对值电路设计
• 压力传感器电路设计
• STM32最小系统设计

三、电子技术的发展历程

1906年电子管发明开启电子时代                      无线广播、无线通信诞生

1947年晶体三极管发明开启固体电子学时代    雷达、电视诞生

1958年集成电路诞生开启了解微电子时代        移动通信、彩色电视大发展

1964年激光发明开启光电子时代      大规模集成电路、卫星、个人电脑、互联网进入知识经济时代

第1代：电子管数字机，1946-1958年

第2代：晶体管数字机，1958-1964年

第3代：集成电路数字机，1964-1970年

第4代：大规模集成电路机，1970年至今

当今集成电路的制造水平：线宽10纳米，一片集成电路就是一个电子系统！一块芯片内可集成10万以上的元器件，从此电子信息技术跨入了飞速发展新时代。

四、电子技术应用

 

五、智能硬件产品开发流程

1、市场分析

• 用户需求分析
• 市场规模分析
• 竞品分析
• 用户购买力分析
• 成本分析

2、立项、团队组建

• ID设计
• UI设计
• 机构设计
• APP开发
• 固件开发
• 服务器开发
• 电子工程师
• 软硬件测试
• 采购
• 品控等团队
• 项目经历

3、产需求分析

• 需求分析筛选
• 软件需求设计
• 硬件需求设计
• 绘制原理图

4、软件研发

• UI设计
• 启动开发、APP、固件、服务器
• 三方联调
• 初期测试
• 问题修复
• 硬件主板完成后进使用主板进行测试
• 修复BUG
• 持续版本迭代

5、ID设计（工业设计）

• ID评审
• 打手板验证
• 调整优化再次打板验证
• 确定ID

6、结构设计

• 结构设计
• 基本确定电池、PCBA等元器件尺寸和位置
• 结构评审
• 结构打板验证
• 结构设计封板

7、电子设计

• PCBA设计
• 电子件选型
• 打板验证
• 优化修改
• 再次验证
• 确定PCB
• 出电子BOM

 

8、样板整机验证

• 结构、电子、软件结构验证
• 发现问题
• 修复问题
• 再次验证确认
• 真实用户使用测试

9、包材设计与生产

• 包装说明书设计
• 打样确认材质、效果、质量
• 包材封板确认

10、结构开模、电子备料

• 结构件开模
• 磨具验证
• 综合BOM
• 电子备料
• 成本核算

11、整机验证

• 结构件小批量生产
• 电子小批量生产
• 包材小批量生产
• 多台组装验证（按生产标准）
• 整机验证
• 输出生产指导书

12、产品内侧

• 真实用户小批量测试
• 手机反馈
• 分析总结问题
• 提出方案优化

13、小批量试产

• 选定工厂
• 确定生产流程和工艺
• 小批量试产
• 性能测试
• 发现问题总结问题
• 视情况是否需要再次小批量验证
• 申请相关认证

14、大批量生产

• 生产流程、工艺、标准进行喜欢
• 生产过程质量把控
• 成品质量把控
• 产品维修手册等文件编写
• 配备相应的替换部件

15、销售相关

• 产出售前指导文件
• 内部员工培训
• 产品开始营销
• 销售渠道预热

16、量产爬坡

• 生产流程优化
• 对出现的问题进行总结修复
• 生产线扩充进入量产爬坡
• 根据批次对质量把控

17、售后阶段

• 产品售后服务
• 产品维修、换机等服务
• 用户问题总结数据分析

18、项目维持

• 维持项目正常生产销售
• 项目复盘总结经验
• 对下一代产品进行规划
• 软件持续迭代

六、项目案例：液位控制需求（要求低成本）

1、功能要求：

• 实现水箱内无水自动开启水泵
• 实现水箱内水满自动关闭水泵

 

红线公共端

黄线下限位

紫线上限位

当水箱没水时候，5和6都是不导通的，左边的三极管集极不导电，那么12v电流就会分压至10K和22K电阻，22k电阻上相当于7v左右，驱动右边的三极管使继电器打开，使得2和3的常开开关闭合，启动电机，6的常闭开关断开。

当水箱水满时，5得电，驱动左边三极管导通，10k和22k的中点就是0v，右边三极管截止，继电器断电，常开开关打开，电机关闭，常闭触点打开。

总成本5元就是实现了水没自动加水的功能。

七、博士与民工的故事

联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个缺陷:常常会有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子卖给顾客啊，他们只得请了一个学自动化的博士后设计一个方案来分拣空的香皂盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探
测等技术，花了90万，成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测器会检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。

中国南方有个乡镇企业也买了同样的生产线，老板发现这个问题后大为发火，找了个小工来说“你他妈给老子把这个搞定，不然你给老子爬走。”小工很快想出了办法他花了190块钱在生产线旁边放了一台大功率电风扇猛吹，于是空皂盒都被吹走了。