在实现电子系统之前必须按照需求对系统进行设计。严谨规范的设计可以使得系统在制作、调试时省时省力、节省成本，达到事半功倍的效果。一个完整的电子系统的设计流程如图1-6所示。

一般较为复杂的电子系统设计的具体步骤因实际电子系统要求的不同，可能会有所省略。按照图1-6说明如下。

（1）应用需求分析。

首先对系统功能进行分析，确定完成功能的控制方式，待测信号、被控对象的性质、数量，明确系统的技术指标等。

系统技术指标包含技术参数、性能要求、测量控制精度及范围、工作环境及无故障工作时间等。

另外要了解进度计划要求，包括技术方案制订、样机开发、测试、鉴定、批量生产的周期需求等。

（2）系统总体技术方案的提出。

根据技术的可能性提出各种可能实现的技术方案，系统结构，控制测量方法；部件、元件选择，关键电路；可能实现的功能和技术指标、时间和经济性等。

（3）方案的可行性论证。

方案的可行性论证包括：系统设计的原则，择优选择方案保证技术先进性、可发展性；说明技术掌握程度、时间进度的安排、经费的来源及市场竞争能力等。

（4）确定系统总体技术方案。

这是电子系统设计中必不可少的一个关键步骤。系统总体技术方案中必须认真制定翔实可行的技术路线，硬件方案和软件方案及相关技术文档等。

（5）功能模块划分。

设计阶段一般分三个方面：硬件设计方面，含数字部分、模拟部分、PLD设计等内容；软件设计方面，含汇编程序、系统管理软件、数据库管理、操作界面与打印设计等内容；第三个方面为通信问题，包含通信方式、网络选择、通信软件等。

设计阶段完成后便为安装制作、调试、测试等方面任务的安排。

图1-6　电子系统设计基本流程

（6）系统的方案设计。

在确定了系统方案之后，进入设计阶段，系统设计包括以下内容。

1）系统总体方案。系统总体方案应包含系统功能与技术指标，系统原理框架结构与功能实现的方法（硬件实现方法和软件实现方法），系统的测量方法，系统技术指标的保证措施，系统的可靠性与抗干扰能力的整体策略，以及项目进度规划安排等内容。

2）系统硬件方案。在系统硬件方案设计中，需要确定硬件系统构成方式。对于功能较为简单的电子系统，可以采用单机系统实现；而功能复杂的电子系统则可以考虑多级系统协作完成系统任务。

对于硬件系统结构的选择，可以根据系统结构、复杂性、外设数量、驱动能力、兼容能力及可扩展能力要求来确定硬件系统结构为单板结构还是总线模板结构，后者的兼容能力及可扩展能力都要强于前者。另外需要对相关的现场设备进行选择，如传感器、执行结构、显示设备等设备的选用。

3）系统机械结构。一个成功的电子系统，除了有一个软硬件方案之外，还应注重系统机械结构的设计。需要考虑机箱的美观、实用性，机架的牢固、易安装性。同时要考虑系统的接地方式、接线方式要方便可靠，人机操作要简单、方便、快捷，操作界面清晰醒目，容易接受。

4）系统软件方案。电子系统的功能性、可靠性、可升级性等指标很大程度上都依赖于系统软件的性能。因此在系统软件方案中首先要设计软件架构框图，需要对数据库结构、操作方式、系统通信方式、控制算法、数据处理算法、优化算法、错误处理等一系列因素进行认真设计，才能确保电子系统的设计目标的实现。

（7）系统硬件的设计与实现。

对于现代电子系统的设计，离不开嵌入式微处理器的应用。在设计初期就需要对处理器的类型、总线的方式等做出选择。另外还有存储器的设计、接口器件的选择与I/O通道的设计，输入/输出方式包括模拟输入、模拟输出、开关量输入、开关量输出等设计，还有传感器、变送器、执行结构的接口设计，还有中断系统的设计等诸多硬件设计因素需要考虑。这些因素对电子系统的性能质量有着举足轻重的影响，所以在设计过程中应充分全面地考虑，以免产生不良的设计缺陷。

（8）系统软件的设计与实现。(www.daowen.com)

一个包含微处理器的电子系统的正常运行离不开一套能正常运行的软件系统的支持。系统软件的设计应包含硬件驱动程序设计、功能模块设计和软件抗干扰设计等功能。其中硬件驱动程序设计、功能模块设计是实现系统功能的必不可少的部分，而软件抗干扰设计则是系统的稳定性、可靠性设计的需求。

（9）系统的调试与运行。

当系统的硬件设计完成并实现之后，下一步就进入系统的调试阶段。本阶段包括硬件系统的功能仿真、软件系统的仿真、软硬件的在线联合调试以及系统运行调试等部分。在系统的不同开发阶段将会进行不同环境的调试。例如，在硬件系统没有实现之前，对于软件功能的仿真完全可以在相应的软件仿真环境上进行模拟仿真，或者也可以在开发试验台上先进行仿真。最后待硬件系统完备后方可进行在线联合调试以及系统运行调试工作。

系统的调试工作是整个电子系统设计过程中相当重要的步骤。设计的成败，调试工作有着举足轻重的作用。一般来说，调试工作和设计过程密不可分，往往需要交叉反复进行，反复修改验证，才可以达到设计的最佳要求。

（10）系统测试。

系统测试作为电子系统开发的最后一个步骤，主要包含以下测试项目。

1）系统功能测试，分为硬件测试和软件测试。

①硬件测试：功能实现，技术指标。

②软件测试：操作的方便性、容错性，模块功能，运行速度。

2）系统参数及技术指标测试。

3）系统的容错性测试。

4）系统的可靠性测试。

5）系统的电气安全性测试。

6）系统的EMC测试。

7）系统的机械特性测试。

在完成以上的电子系统测试项目并达到各项性能指标之后，方可交付用户，完成整个设计过程。

（11）整理文档。

完整的电子系统设计必须包括规范的设计文件。正规文件必须按照相应的行业或国家标准执行并归档。完整的文档为设备升级、维护、技术参考、查询提供依据。

设计文件包括下列所示。

1）建立文档编号，便于查询。

2）设计任务书，提出设计要求和技术指标。

3）方案论证报告，方案选择及可行性论证。

4）技术图纸，包括电路图、连接图、装配图、元件清单、软件程序清单等。

5）调试记录、更改说明。

6）测试记录及结果。

7）使用说明书。

8）技术总结报告。