应用电子技术介绍.ppt

,应用电子技术介绍,2,,什么是电子技术？ 他离我们究竟有多远？,3,电子技术的应用,,4,,学习电子技术能干什么？,一、我国应用电子技术专业的历史,,没有电子技术，人类只能停留在工业化时期。,科学技术是第一生产力！,1、电子技术的发展历程,2、电子计算机的发展,IBM 7090,伴随着电子技术的发展而飞速发展起来的电子计算机所经历的四个阶段充分说明了电子技术发展的四个阶段的特性。 第一代（1946～1957）电子管计算机 第二代（1958～1963）晶体管计算机 第三代（1964～1970）集成电路计算机 第四代（1971～）大规模集成电路计算机,世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功，取名ENIAC。这台计算机使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电140千瓦，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的"庞然大物"。由于它采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行5000次加法和减法运算，把计算一条弹道的时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算，后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用，到1955年10月最后切断电源，ENIAC服役长达9年。,IBM 360 晶体管计算机,品牌电脑,ENIAC,3、我国应用电子技术的历史,随着电子技术的引入和不断发展，从20世纪五十年代起， 在我国北京、上海、天津等大城市开始组建无线电厂，一些知名院校开始成立无线电系，其中包括无线电物理学专业。在20世纪八十年代末九十年代初，各大院校将无线电物理学正式更名为应用电子技术专业。,二、我国应用电子技术的现状,2010年，我国规模以上电子信息制造业销售收入达63945亿元，较2005年（31010亿元）翻一番，五年间年均增速超过15%； 出口占全国外贸出口的比重一直保持在30%以上； 彩电、微型计算机、手机等主要整机产品产量分别达1.2亿台、2.5亿台和10亿部，均占全球总产量40%以上，五年间年均增速分别为7.4%、24.9%和26.9%； 规模以上电子信息制造业从业人员达880万人，比2005年增长329万人，占全国工业从业人员比重从2005年的8%提高到10%。,(一)产业规模稳步扩大,二、我国应用电子技术的现状,1、我国有200多种制造业产品产量位居世界第一。彩电、空调、压缩机、微波炉4个产品占全球总产量达到70%左右，冰箱压缩机、洗衣机产量占全世界的1/3。 2、航空航天技术（神九神十与天宫一号对接） 3、北京正负电子对撞机发现新粒子 4、高性能计算机关键技术的突破（我国研制成功世界上首台5亿亿次超级计算机——天河二号）,（二）产量领先，技术领先,三、应用电子技术的新技术,1、EDA技术,电子设计技术的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。,计算机辅助设计(CAD)阶段（ 70年代）：用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。,计算机辅助工程(CAE)阶段（ 80年代）：与CAD相比，CAE除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。,EDA技术发展的三个阶段：,电子系统设计自动化(ESDA)阶段（ 90年代以后）：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。,ARM开发板,2、纳米电子技术,纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落特性等。,从微电子技术到纳米电子器件将是电子器件发展的第二次变革，与从真空管到晶体管的第一次变革相比，它含有更深刻的理论意义和丰富的科技内容。在这次变革中，传统理论将不再适用，需要发展新的理论，并探索出相应的材料和技术。,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的新时代！,电子管发明至今只约100年，集成电路发明不过50年！,电子信息科学是最具活力的年轻学科！,当今集成电路的制造水平：线宽32纳米，一片集成电路就是一个电子系统！,386CPU芯片,芯片内部布线,3、波峰焊、回流焊技术,早期人工插装、手工焊接或波峰焊接。,插装流水线,工人在流水线上插元件,通孔PCB自动插装、暖风回流焊接。,通孔PCB板,暖风使锡熔化实现焊接,注：当前在电力电子设备大功率PCB板生产中仍采用。,4、贴片生产技术,贴片机,贴片机,贴片生产技术,我国中兴通讯公司的一个贴片电路板生产车间,贴片生产技术,某手机贴片机产品,电路板的截图, 原板尺寸： 40毫米 ×37毫米,5、新型平板显示 技术,平板显示的特点是：这种显示的装置本身就是一块平板，没有一般显示器中的电子束管，作为大屏幕显示时不存在投射距离问题，因此，是一种比较理想的显示。 由于它多采用矩阵控制，所以又叫做矩阵控制平板显示或简称为矩阵显示。 它所控制的显示材料有：场致发光材料、发光二极管、等离子、液晶等。 目前主要的平板显示器包括: PDP 、LCD、FED、 OLED 以及投影显示技术（CRT、LCD、LCOS、DLP）等。,PDP (Plasma display panel),PDP(Plasma Display Panel，等离子显示板，台湾地区称为电浆显示)是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。,LCD,LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。,FED---Field Emission Display,FED---Field Emission Display (or Field Effection Display) 是指场电子发射。所谓电子发射是指电子从阴极逸出进入真空或其它气体媒质中的过程。所有物体都含有大量的电子，常态下不逸出物体，当电子获得足够的能量，足以克服阻碍其逸出物体表面的力时，便产生了电子发射。,OLED有机发光二极管,OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，因为此OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势。,6、太阳能光伏技术,光伏发电是利用太阳能电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar Module)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的一种材料，在广大的无电地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，也可以与区域电网并网实现互补。,光伏发电的原理,工作过程：太阳电池(solar cell)是以半导体制成的，将太阳光照射在其上，太阳电池吸收太阳光后，能透过p型半导体及n型半导体使其产生电子(负)及空穴(正)，同时分离电子与空穴而形成电压降，再经由导线传输至负载。,独立光伏发电系统结构,并网光伏发电系统结构,7、传感器与检测技术,传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。 传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。,传感器在现代汽车中的应用,传感器在军事上的应用,驻伊英军装备的AS90自行火炮弹道传感器引爆弹药,agm-129a巡航导弹,无人驾驶飞机,航空航天应用,中国航天("神九"飞船 天宫一号,神十与天宫一号对接,嫦娥二号奔月旅程,月球车,8、移动通信技术,通信是一种沟通移动用户与固定用户之间或移动用户之间的通信方式。它具有快速、便捷、可靠、不受时空限制的特点。 1897年，马移动可尼在固定站和一艘拖船之间进行的无线通信实验，标志着移动通信的诞生。 1947年贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，70年代试验，80年代开始使用。,无线传播方式,直射,,,,,,,,,反射,绕射,,无线多址技术,频分多址技术 业务信道在不同频段分配给不同的用户。如TACS、AMPS。,时分多址技术 业务信道在不同的时间分配给不同的用户。如GSM、DAMPS。,码分多址技术 所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道。CDMA,通信 – 四张网,,传输网,1G - 模拟蜂窝移动技术,1946年 移动电话服务在美国出现 1947年 贝尔实验室提出蜂窝移动概念 50至60年代 贝尔实验室发展了蜂窝无线电话原理 美国 AMPS， 英国TACS，北欧NMT 1981 (Nokia/Mobira, Erricson) 1987年TACS进入中国运营 2001年12月31日我国关闭模拟移动网络,出身,多址方式：FDMA 无数据传输能力,特点,2G - GSM,Global System for Mobile Communications 全球移动通信系统,定义,标准源于欧洲 1982年由欧洲电信标准学会(ESTI)技术委员会下的“移动特别小组（Group Special Mobile）”制定标准和建议书； 1991年GSM系统正式在欧洲问世,出身,多址方式：FDMA和TDMA的结合 使用频段： 900M, 1.8G, 1.9G 数据速率：9.6K bps,特点,形形色色的基站,2.5G - GPRS,General Packet Radio Service 通用分组无线业务,定义,突破GSM网只提供电路交换的思维方式，通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换。 较小的投入得到用户数据速率的大幅提升。,演进,多址方式：FDMA和TDMA的结合（同GSM） 使用频段： 900M, 1.8G, 1.9G（同GSM） 数据速率：56K – 114K bps,特点,3G,WCDMA,CDMA 2000,TD-SCDMA,WiMax,蓝牙,BlueTooth 一种近距离设备间无线通讯技术,定义,1994年爱立信开始研发 1998年5月，由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚成立特殊兴趣小组（SIG），共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。,出身,传输距离：10米半径内,单点对多点 使用频段： 2.402GHz到2.480GHz 数据速率：1M bps,特点,WI-FI,Wireless Fidelity 无线保真 又称802.11标准,定义,1985年美国联邦通信委员会(FCC)决定开放几个无需政府许可证即可使用的无线频段； 由于垃圾频段部分被微波炉等占用，只有采用扩频的方式达到抗干扰保真的目的。 形成Wi-Fi产业联盟（Wi-Fi Alliance）,出身,传输距离：从100米到几英里 使用频段：2.4 G HZ， 5G HZ 数据速率：11 M bps,54 M bps, 108M bps,特点,Wi-MAX,又称为802.16标准,定义,2001年开始开发 为了有效地协调各方面立场，由众多通信器件、设备公司在2003年组成了非营利性机构WiMAX，致力于推动802.16无线宽带设备进入市场。,出身,传输距离：30英里 使用频段：802.16a:10G/66G, 802.16e:2G - 6G 数据速率：70Mbps(802.16),特点,9、嵌入式技术,嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。嵌入式系统不能使用通用型计算机，而且运行的是固化的软件，用术语表示就是固件（firmware），终端用户很难或者不可能改变固件。,嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视……,四、应用电子技术专业的发展趋势,我国的电子产品制造业主要是以加工业或制造业为主，行业的发展规模有了非常显著的变化。 2010年，我国规模以上电子信息制造业销售收入达63945亿元，较2005年（31010亿元）翻一番，五年间年均增速超过15%；出口占全国外贸出口的比重一直保持在30%以上。 “十二五”期间，我国规模以上电子信息制造业销售收入年均增速保持在10%左右，2015年超过10万亿元。,市场需求量变化曲线，就业形势、就业前景分析  (按应用电子技术专业相关职位统计),国内主要城市需求分布,,电子产品制造业是一个高技术产业，它对人才的需求具有明显的两方面特点，一是具有高学历的开发、研究、创造性人才，二是具有较熟练操作技能的中等职业技术人员。以江苏的苏州工业园区为例，整个园区内具有大专以上学历的专业人员约占17%，这些人员主要是从事电子产品的开发、研究以及高层次的生产管理，而70%以上员工是职业学校的毕业生，这些人员主要从事装配、调试、维修及生产一线的管理工作。 据电子英才网报告分析，电子行业人才从年龄上集中在25~34岁之间，平均年龄31岁，以中青年为主力军。,,核心能力,核心课程,核心岗位,,,电子 产品装配 维护 设计,电子产品分析装配,2. 电子产品设计能力,3.电子产品检测维护,1. 电子电路分析与实践,2. 单片机技术及应用,4.电子产品控制设计,4. 电气控制与PLC,5. 智能产品设计,5. 小型智能电子产品设计,1.课程体系 — 核心课程构建,3. 传感器与检测技术,五、课程体系,2、专业人才培养目标,总目标： 培养从事电子产品的生产、装配、调试、质量检验；电子设备的操作与维护，电子产品和电子控制系统的开发与研制，电子产品的销售与服务，具有电子产品的生产管理、品质管理、生产加工、工艺设计、营销服务等能力，适应电子产品相关管理、设计、制造第一线的高等技术应用性专门人才。,51,3、就业前景,（1）就业方向：,嵌入式开发方向,楼宇智能化技术方向,电子产品设计与制造方向,电子工艺管理方向,电子产品营销方向,应用电子专业毕业生主要从事：,52,嵌入式应用开发,所有的控制系统都是一个完整的嵌入式系统。,54,2011第五届上海国际智能家居及楼宇智能化展览会,55,楼宇对讲门禁楼宇智能化系统,56,小型电子产品研发与制造,智能家电维修,音乐跳舞机,发光管随着音乐而跳动，可置于夜场摆设，发光管颜色可选。,57,电子工艺-将设计转化为一个成熟的电子产品。,58,,潍坊位于山东半岛蓝色经济区和黄河三角洲高效生态经济区交界处，随着山东省两区规划的实施，潍坊电子信息产业的发展突飞猛进，以歌尔电子、浪潮华光、中微光电子为龙头的电声、光电企业得到迅猛发展。2011年潍坊电子信息企业产值已经突破400亿元，企业300余家。为应用电子技术专业的学生就业提供了巨大的空间。,（2）就业环境,59,我院毕业生就业双选会现场,11年我院毕业生就业双选会上，共有50多家企业前来招聘员工，为应用电子技术专业学生提供岗位500多个。（毕业生32人）,（3）就业岗位,60,学生自制数码显示与控制电路,61,出租车计价器,