写清一个小系统需求 · 电子系统基础

本章做一个完整的小系统。第一步不是买元件，是把需求写清楚。

为什么需求最重要

因为「做出来了但不好用」，几乎总是需求没想清楚。

「做一个自动浇花器」——听起来很清楚。
但是：多久浇一次？浇多少？土湿了还浇吗？没水了怎么办？断电后要不要记住状态？

这些没想清楚，做出来的东西一定要返工。

需求要写清五件事

① 它要解决什么问题（一句话，不含技术方案）
② 正常情况下它怎么工作（具体到数字）
③ 异常情况下它怎么办（至少想三种）
④ 硬性约束（成本、供电、体积、时间）
⑤ 怎么算做成了（可验证的标准）

第③和第⑤最容易被跳过，也最重要。

任务：三选一

自动浇花器：土干了就浇水
储物间感应灯：有人进入且天黑时亮灯，人走后延时熄灭
冰箱门未关提醒：门开超过 1 分钟就响铃

需求模板

【解决什么问题】
  ________________________________

【正常工作流程】（具体到数字）
  条件：____________
  动作：____________
  持续：____________
  结束条件：____________

【异常处理】（至少三种）
  异常 1：____________ → 怎么办：____________
  异常 2：____________ → 怎么办：____________
  异常 3：____________ → 怎么办：____________

【约束】
  供电方式：____________（电池要撑多久？）
  成本上限：____________
  体积限制：____________

【验收标准】（可测量的）
  1. ____________
  2. ____________
  3. ____________

一份填好的示例（自动浇花器）

【解决什么问题】出差一周时，阳台的花不会因为没人浇水而死。

【正常工作流程】
  条件：土壤湿度低于 30%
  动作：水泵启动，抽水 10 秒（约 100ml）
  持续：浇完后强制等待 6 小时再检测
  结束条件：湿度回到 30% 以上则不再浇

【异常处理】
  异常 1：水箱空了 → **水位传感器检测到低位就停止水泵并闪灯报警**
         （否则水泵空转会烧毁）
  异常 2：湿度传感器坏了读数恒为 0 → **一天最多浇 3 次，超过就停机报警**
  异常 3：停电后恢复 → **上电先检测一次，不依赖断电前的状态**

【约束】
  供电：USB 5V 适配器（不用电池，因为水泵功耗大）
  成本：100 元以内
  体积：能放进花盆旁边，不超过 10×10cm

【验收标准】
  1. 土壤干燥时 1 分钟内启动浇水
  2. 连续运行 7 天不需人工干预
  3. 水箱空时不启动水泵，且有明显报警

注意异常处理里的两条

「水泵空转会烧毁」——这是保护性设计。真实产品里，异常处理的代码量常常比正常流程还多。

「一天最多浇 3 次」——这是兜底限制。即使传感器坏了给出错误数据，系统也不会把花淹死。

好的设计不假设传感器永远正确。

需求自查

□ 「解决什么问题」这句话里没有出现技术方案
□ 正常流程里的每个条件都有具体数字
□ 想到了至少三种异常
□ 每种异常都有明确的处理动作（不是「报错」两个字）
□ 验收标准是可测量的（不是「效果好」）
□ 有兜底限制（即使传感器出错也不会造成严重后果）

练习：选一个题目，填完需求模板，重点写好异常处理和验收标准。