第7章电子产品的整机结构与电子工程图

本章内容：介绍电子产品的整机结构设计；电子工程图：生产过程中的操作控制文件。第七章电子产品的整机结构与电子工程图§7.1电子产品的整机结构整机工艺设计：根据产品的功能、技术要求、使用环境等因素确定的整机总体方案而进行的工艺设计。内容：整机结构的造型与色彩、机箱外壳等。目标：实现原设计的各项功能，达到各项技术指标；在允许的环境条件下，保证产品运行的可靠性；批量生产中装配简单、互换性强、调试维修方便；成本低，性能-价格比高。一、机箱结构的方案选择常见的机柜、机箱形式：立式、台式、壁挂式和便携式几种。1.立式机箱（体积外形较大的设备）适用于设备的控制柜；控制柜的尺寸有标准。适用于坐姿操作的中心控制台、实验台等。2.台式机箱适合于放置在工作台上操作使用；如各种电子仪器、实验设备、台式计算机等。前、后面板比较适宜的长、宽比例为1∶(0.6～0.7)左右。在单台或小批量生产的电子产品中广泛采用标准机箱。大批量生产或有特殊要求的台式电子产品，通常使用专用的机箱。3.壁挂式机箱适合安装在垂直的平面上。壁挂式机箱有长、宽、高三个体积参数，标准化机箱对这三个参数的比例是有要求的，可以参考相应的国家标准。非标准机箱不能在市场上买到，需要订做。4.便携式机箱二、操作面板的设计与布局操作面板：用于安装固定开关、控制元件、显示和指示装置，实现对整机的操作与控制。通过面板实现对整机的装饰。1.符合操作习惯及审美要求的原则2.面板设计电子产品机箱的面板分为前面板和后面板。在面板设计中应注意下述几点：无论是立姿还是坐姿操作，都应该使面板上的表头、显示器、度盘等垂直于操作者的视线。表头、显示器的排列应该保持水平，并按照采读和操作的顺序，从左到右依次排列。不需要随时或同时采读的表头及显示器应当尽可能合并，通过开关转换实现一表多用。指示和显示器件的安装位置应该和与之相关的开关、旋钮等操作元件上下对应。复杂面板上的相关内容可以通过不同颜色或用线条划分区域，便于操作，给使用者带来方便，如图7-4所示。指示灯应当尽量选用同种型号。指示灯的颜色与指示内容可以参照下列规则：红色——电源接通、报警、危险、高压等；绿色——工作正常、低压、适当等；黄色——警告、注意、参数已到极限等。度盘标数的标法开关等控制元件应该安装在表头、显示器的下方，并易于操作。不需要经常调整的电位器，轴端不应露出面板，可通过面板上的小孔进行调节；需要旋转调节的元件如电位器、波段开关等，应当在面板上加工定位孔，防止调节时元件本体转动。为适应人们的操作习惯，那些最经常调整的旋钮应该尽可能安装在面板的右侧，左侧放置那些调整机会比较少的旋钮。面板上所有的调整元件，其功能应当用文字、符号标明；标注的内容要准确、明了，字迹要清晰，颜色与面板底色的反差大；标注的位置安排在相应元件的下方。面板上的元件布置应当均匀、和谐、整齐、美观。面板颜色应与机箱颜色配合，既谐调一致，又显著突出。三、电子机箱的内部结构1.内部结构的连接产品内部结构的连接设计，要考虑如下因素：便于整机装配、调试、维修；零部件的安装布局要保证整机的重心靠下并尽量落在底层的中心位置；彼此需要相互连接的部件应当比较靠近，避免过长和往返的连线；易损坏的零部件要安装在更换方便的位置；印制电路板在机箱内的位置及其固定连接方式，不仅要考虑散热和防震动，还要注意维修是否方便。2.内部连线电路部件相互连线的常用方式有插接式、压接式、焊接式三种。四、环境防护设计1.散热设计：散热设计要根据不同产品的特点，采用多种形式，加速散热。通风孔；散热片；强迫风冷；散热表面涂黑处理；半导体致冷器件；热管；液体冷却。2.屏蔽设计屏蔽可分为三种：电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。3.防潮、防腐设计4.防震设计五、外观及装潢设计1.产品的造型与装潢设计在产品造型与外观的设计中，应该考虑如下因素：技术上合理，经济上合算；外型简单，表意明白，功能突出；局部设计与整体设计的风格统一；外形尺寸比例适宜，避免过分扁平、瘦长、高耸的形状；注意色彩与明暗，一般产品的面板与机身的颜色要深浅区分，使面板突出，便于操作人员集中注意力。2.产品的包装§7.2电子工程图一、电子工程图概述电子工程图：用规定的“电子工程语言”描述电路设计内容、表达工程设计思想、指导生产过程的工程图。1.电子工程图的基本要求标准：（规则）GB/T4728.1～13《电气简图用图形符号》；GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》；国外的标准；非标准器件。2.电子工程图的特点不断会有新的名词、符号和代号出现。传统的象形符号已经不足以表达其结构与功能，象征符号被大量采用。这已成为现代电子工程图的重要特点。大部分电子工程图以描述元器件、部件和各部分电路之间的电气连接及相互关系为主，它们在空间的实际距离和位置，则是次要的。在这一点上，电子工程图与其他工程图有很大的区别。在不造成误解的前提下，电子工程图追求尽量简化。3.电子工程图的分类二、电子工程图中的图形符号及说明1.常用图形符号Protel软件设计原理图时用其中的标准库中的器件：1、通用分立器件库2、分类库2.元器件代号3.下脚标注同一电路图中，下脚标码表示同种元器件的序号，如R1、R2、…，BG1、BG2、…。电路由若干单元电路组成，用以下两种方法标注：例如：1R1、1R2、…，1BG1、1BG2、…；2R1、2R2、…，2BG1、2BG2、…；例如：R101、R102、…，BG101、BG102、…；R201、R202、…，BG201、2BG202、…一个元器件有几个功能独立的单元时，在标码后面再加附码。K1-a,K1-b;K1-c.4.电子工程图中的元器件标注三、产品设计图1.方框图方框图：是一种说明性图形，它用简单的“方框”代表一个部件或一个功能模块，用它们之间的连线表达信号通过电路的途径或电路的动作顺序。2.电路原理图电原理图：用来表示设备的电气工作原理，它使用各种图形符号，按照一定的规则，表示元器件之间的连接。◆电路原理图中的连线一般规则：连线要尽可能画成水平或垂直的。多条相互平行线条的间距要等间隔。线条粗细如果没有说明，不代表电路连接的变化。连线可以任意延长或缩短。一般不要从一点上引出多于三根的连线。◆电路图中的虚线虚线：一般是作为一种辅助线，没有实际电气连接的意义。它的辅助作用如下：表示元件中的机械连接表示屏蔽表示一组封装在一起的功能组件其他作用：表示一个复杂电路划分成若干个单元或印制电路分隔为几块小板的界限等等，一般需要附加说明。◆原理图中的省略线的中断草图中使用，不能利用CAD软件设计印制电路板！1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:30-Nov-2008SheetofFile:C:\WINDOWS\Desktop\电缆成缆机-1.ddbDrawnBy:1Q380501R2110K1R201K123456789101112131415161P316PIN109876543211RP110K*91Q480501R2310K1R221K1Q580501R2510K1R241K1Q680501R2710K1R261K1Q180501R1710K1R161K1Q280501R1910K1R181KDGND2B12K12K22K32K42K52K62K72K3-L2K4-L2K6-L2K5-L2K7-L2B12K3-L2K4-L2K5-L2K6-L2K7-L1Q1b1Q2b1Q3b1Q4b1Q5b1Q6b1R62.4K1R72.4K1R82.4K1R92.4K1R102.4K+24V1R111K1R121K1R131K1R141K1R151K+5V2K12K2P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EAVPP+5V至P0口+24V1Q1b1Q2b1Q3b1Q4b1Q5b1Q6b至P2口1Q1b1Q2b1Q3b1Q4b1Q5b1Q6b+5V+24VDGND操作按钮检测及指示驱动电路原理图1U6PC8171U7PC8171U8PC8171U9PC8171U10PC8172K12K22K32K42K52K62K7使用网络标号（net）总线（bus）电源线省略+24V+5V标准电源符号：集成电路的电源有时不用直接画出来，采用CAD软件绘图时，采取消隐(hidden)的方法处理。◆电原理图的绘制绘制电原理图时，要注意做到布局均匀，条理清楚。基本原则如下：在正常情况下，采用电信号从左到右、自上而下的顺序，即输入端在图纸的左上方，输出端在右下方。每个图形符号的位置，应该能够体现电路工作时各元器件的作用顺序。串联的元器件最好画到一条直线上；并联时，各元器件符号的中心对齐。把复杂电路分割成单元电路进行绘制时，应该标明各单元电路信号的来龙去脉，并遵循从左至右、自上而下的顺序。（层次图设计）根据图纸的使用范围及目的需要，设计者可以在电原理图中附加一些内容。原理图绘制实例：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:30-Nov-2008SheetofFile:F:\项目资料\LUOKE\2A\2A控制器\SCH\Lk-a.DDBDrawnBy:CS1SO2WP3Vss4SI5SCK6RST/RST7VCC8U3X256451234567891011121314151617181920P120PINA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U274LS138Q19012Q29012Q39012Q49012Q59012Q69012R1R2R3R4R5R6R7R8654321RP110K*5R9R10R11R12R13R14K1K2K3K4K5K1K2K3K4K5DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT1DT2DT3DT4DT5DT6+5V+5VQ1BQ1BQ2BQ2BQ3BQ3BQ4BQ4BQ5BQ5BQ6BQ6B+5VX111.0592M+5VC130PC230P+5VP1.0(T2)1P1.1(T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XT218XT119GND20VCC40P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732EA/VPP31ALE/(PROG)30PSEN29P2.728P2.627P2.526P2.425P2.324P2.223P2.122P2.021U1AT89C52R2110kRO1RE2DE3DI4GND5A6B7VCC8U4MAX487RO1RE2DE3DI4GND5A6B7VCC8U5MAX48712345678910111213141516P212PINR153K3R163K3R17120910111213141516P34PIN12JP312JP112JP2+5V+5VR183K3R193K3R20120JP1JP2JP3全双工半双工1半双工2OFFONONONONOFFONONOFFVCCGNDVSSJ1J24052A4052BSDASCLVCCGNDVSSV-INI-INT-IN4051A4051BALEPOLBUSYV-INI-INT-IN1K*656*8TODISP/KEYTOBACKTOINTERFACE-12V+12VGNDGND-12V+12VT-T+R-R++5V+5V+5VSDASCLJ1J24052A4052BBUSYPOL4051A4051BVref-12V+12VALEVrefALE4051A4051BV-INI-INT-IN+12V-12VGNDPOLBUSYVCCVrefVS