基本信息
书名:电子系统设计(第2版)
定价:59.80元
作者:李金平沈明山姜余祥
出版社:电子工业出版社
出版日期:2012-09-01
ISBN:9787121180057
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.763kg
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内容提要
本书是依据高等工科院校电子技术实践教学大纲的基本要求,并结合作者多年的科研与教学的经验编写的。全书以电子系统设计为目标,系统讲解了元器件选择、传感器应用、信号调理电路、A/D和D/A转换、可编程器件开发应用、单片机系统、驱动电路及PCB等设计原理与设计方法,并提供了大量、翔实的设计实例。本书适应应用型人才的培养需求,具有先进性、实用性、系统性和灵活性。
目录
'章 电子系统设计基础知识
1.1 电子系统的设计方法
1.1.1 明确系统的设计任务和要求
1.1.2 方案的比较与选择
1.1.3 单元电路的设计、参数计算和元器件选择
1.1.4 电路的仿真
1.1.5 电路图的绘制及印制电路板的设计
1.2 电子系统的组装与调试
1.2.1 电子系统的组装
1.2.2 电子系统的调试
1.3 电子系统的抗干扰技术
1.3.1 在干扰源处采取措施
1.3.2 在耦合通道上采取措施
1.3.3 在传输通道上采取措施
思考题与习题
第2章 常用电子元器件
2.1 电阻器
2.1.1 电阻器的作用
2.1.2 电阻器的分类
2.1.3 电阻器的主要技术指标
2.1.4 电阻器的合理选用与质量判别
2.2 电位器
2.2.1 电位器的作用
2.2.2 电位器的分类
2.2.3 电位器的主要技术指标
2.2.4 几种常用的电位器
2.2.5 电位器的合理选用与质量判别
2.3 电容器
2.3.1 电容器的作用
2.3.2 电容器的分类
2.3.3 电容器的主要技术参数
2.3.4 几种常用的电容器
2.3.5 电容器的合理选用与质量判别
2.4 电感器和变压器
2.4.1 电感器
2.4.2 变压器
2.5 继电器
2.5.1 继电器的作用
2.5.2 继电器的分类
2.5.3 电磁式继电器的主要参数
2.5.4 电磁式继电器的合理选用与质量判别
2.6 半导体器件
2.6.1 晶体二极管
2.6.2 晶体三极管
2.6.3 场效应管(FET)
2.6.4 晶闸管
2.7 常用集成电路器件
2.7.1 集成电路的分类
2.7.2 集成电路的主要参数
2.7.3 常用集成电路简介
2.7.4 集成电路的选用原则及注意事项
2.8 传感器
2.8.1 温敏传感器
2.8.2 光电传感器
2.8.3 气敏传感器
2.8.4 湿敏传感器
2.8.5 磁敏传感器
2.8.6 力敏传感器
2.8.7 传感器的选用
思考题与习题
第3章 电子电路的仿真
3.1 Multisim概述
3.2 Multisim的操作使用方法
3.2.1 设计主界面的进入及主界面的介绍
3.2.2 Multisim主菜单简介
3.2.3 Multisim元件数据库介绍
3.2.4 Multisim的虚拟仪器仪表简介
3.2.5 在Multisim中建立并仿真电路
3.3 Multisim的主要分析功能
3.3.1 直流工作点分析
3.3.2 交流分析
3.3.3 瞬态分析
3.3.4 傅里叶分析概述
3.3.5 失真分析
3.3.6 直流扫描分析
3.3.7 DC和AC灵敏度分析
3.3.8 参数扫描分析
3.3.9 温度扫描分析
3.3.10 零-极点分析
3.3.11 其他分析
3.4 Multisim的应用实例
3.4.1 电子元器件的性能测试
3.4.2 滤波电路分析
3.4.3 模拟电路的设计与分析
3.4.4 数字电路的设计与分析
思考题与习题
第4章 电子系统中的常用单元电路设计
4.1 稳压电源电路的设计
4.1.1 稳压电源的主要技术指标及组成
4.1.2 整流、滤波电路及其设计
4.1.3 直流稳压电路及其设计
4.2 信号发生电路的设计
4.2.1 信号发生电路的主要性能要求
4.2.2 信号发生电路的一般设计方法
4.2.3 正弦波振荡电路的设计
4.2.4 RC方波振荡电路的设计
4.2.5 函数发生器的设计
4.3 信号选择电路的设计
4.3.1 多路信号选择电路
4.3.2 有源滤波电路的设计
4.4 信号调理单元电路的设计
4.4.1 小信号放大电路
4.4.2 频率变换电路设计
4.4.3 信号整形电路设计
4.5 A/D、D/A接口电路的设计
4.5.1 A/D接口电路设计
4.5.2 D/A接口电路设计
4.6 驱动电路的设计
4.6.1 常用驱动器的选择及其典型应用
4.6.2 常用光电耦合器的选择及其驱动电路
4.7 控制单元电路的设计
4.7.1 声控电路及其设计
4.7.2 光控电路及其设计
4.7.3 遥控电路及其设计
思考题与习题
第5章 系统可编程技术
5.1 可编程器件的基本原理
5.1.1 可编程逻辑器件概述
5.1.2 可编程逻辑器件基本结构
5.2 高密度系统可编程逻辑器件
5.2.1 Altera公司CPLD器件
5.2.2 Altera公司的FPGA器件
5.2.3 CPLD器件和FPGA器件的编程、适配与边界扫描测试技术
5.3 可编程逻辑器件开发软件及应用
5.3.1 QuartusII软件的安装
5.3.2 QuartusII软件的主界面
5.3.3 文本输入设计法
5.3.4 原理图输入设计法
5.3.5 QuartusII的层次化设计
5.3.6 VHDL设计
5.4 数字系统开发实例
5.4.1 ASM图与交通灯控制器设计
5.4.2 出租车计程计价表
5.5 Nios II系统设计实例
5.5.1 Nios II软核处理器设计
5.5.2 Nios 应用程序开发
5.6 系统可编程模拟器件
5.6.1 可编程模拟器件概述
5.6.2 Lattice的ispPAC系列器件的结构
5.5.3 ispPAC接口
5.6.4 UREFOUT缓冲电路
5.6.5 ispPAC增益调整方法
5.6.6 有源滤波器设计
5.7 PAC-Designer软件及开发实例
5.7.1 可编程模拟器件的开发流程
5.7.2 ispPAC10器件开发应用示例
5.7.3 ispPAC20器件开发应用示例
5.7.4 ispPAC80器件开发应用示例
思考题与习题
第6章 单片机应用系统设计
6.1 小应用系统设计
6.1.1 MCS-51系列单片机结构
6.1.2 AT89C52单片机指令集
6.1.3 AT89C52单片机小应用系统
6.2 单片机系统扩展
6.2.1 数据存储器
6.2.2 I/O接口扩展
6.3 单片机接口电路设计
6.3.1 键盘接口电路
6.3.2 显示接口
6.3.3 打印接口
6.3.4 通信接口
思考题与习题
第7章 电子绘图软件
7.1 Protel概述
7.1.1 EDA软件现状
7.1.2 电路板设计步骤
7.2 Protel 99 SE安装
7.3 Protel电路原理图设计
7.3.1 原理图设计流程
7.3.2 数据库文件
7.3.3 原理图设计过程
7.3.4 原理图常用命令
7.3.5 原理图库设计
7.3.6 原理图Miscellaneous Devices库器件清单
7.4 印制电路板(PCB)设计
7.4.1 新建PCB文件
7.4.2 PCB线路板信号层管理
7.4.3 PCB绘图工具
7.4.4 PCB布线规则
7.4.5 PCB布线步骤
7.4.6 PCB库管理
7.5 Keil与Proteus联调
7.5.1 联调环境设置
7.5.2 编辑工程文件
7.5.3 联调
思考题与习题
第8章 实用电子系统设计举例及课题
8.1 电子系统综合设计实例
8.1.1 数控直流电源的设计
8.1.2 波形发生器的设计
8.1.3 简易逻辑分析仪的设计
8.1.4 简易数字存储示波器设计
8.2 电子技术课程设计课题
8.2.1 CDMA设备用AC/DC开关稳压电源
8.2.2 多路输出的直流稳压电源
8.2.3 小功率线性直流稳压电源
8.2.4 开关型直流稳压电源
8.2.5 简易开关式充电器
8.2.6 镍镉电池快速充电器
8.2.7 车用镍镉电池充电器
8.2.8 车距报警器
8.2.9 气体烟雾报警器
8.2.10 汽车无线报警器
8.2.11 电子体温计
8.2.12 开关电源电磁干扰滤波器
8.2.13 抗混叠低通滤波器
8.2.14 阶梯波发生器
8.2.15 自行车时速表
8.2.16 电阻精度筛选仪
8.2.17 信号波形发生器
8.2.18 OCL低频功率放大器
8.2.19 洗衣机控制电路
8.2.20 无线红外耳机
8.2.21 无线遥控电控锁
8.2.22 线路寻迹器
8.2.23 8路抢答器
8.3 电子系统综合设计课题
8.3.1 有关电源的课题
8.3.2 有关信号源的课题
8.3.3 有关放大器的课题
8.3.4 有关电参量测量和电子仪器的课题
8.3.5 有关数据采集的课题
8.3.6 有关检测和自动控制的课题
8.3.7 有关无线电的课题'
作者介绍
文摘
序言
这本书简直是我在电子工程领域摸索多年的“定海神针”。坦白说,在我翻开它之前,我对“电子系统设计”的理解,很大程度上停留在教科书式的理论层面,知道一些名词,了解一些基本流程,但缺乏那种“融会贯通”的实操感。而这本书,它做到了!它不仅仅是知识的罗列,更是一种思维方式的引导。从系统需求分析的严谨性,到架构设计的多维度考量,再到模块化设计如何提升可维护性和可扩展性,每一个环节都剖析得鞭辟入里。我特别喜欢其中关于“权衡”的讨论,在实际设计中,我们总会面临各种各样的冲突——成本、性能、功耗、可靠性等等。这本书没有给出一个放之四海而皆准的“最优解”,而是教会我们如何理解这些权衡背后的逻辑,如何在不同的约束条件下做出最合适的决策。作者在阐述这些复杂概念时,语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不乏工程的 pragmatism(实用主义)。他用非常形象的比喻来解释抽象的原理,比如将电源分布网络比作人体内的血管系统,将信号完整性类比于人与人之间的清晰沟通,这些比喻让我一下子就抓住了问题的本质,避免了枯燥的公式推导带来的迷失感。此外,书中的图示和表格也是极其精炼,将复杂的电路图、时序图、数据流图等呈现得清晰明了,极大地帮助了我理解设计思路。我感觉自己的思维层次被拉高了,不再仅仅是“画图”,而是真正地理解了“为什么这么画”,以及“如何画得更好”。
评分这本书给我带来的最大改变,在于它重塑了我对“优化”的理解。我以前认为,优化就是简单地堆砌更先进的元器件,或者采用更复杂的算法。但这本书让我明白,真正的优化,是基于对系统需求的深刻理解,以及对各种约束条件的清晰认知,然后在权衡取舍中找到最佳的平衡点。我特别欣赏书中关于“功耗优化”的章节,它不仅仅介绍了低功耗模式和电源管理技术,更强调了如何在系统架构层面就进行功耗设计。比如,如何合理地分配任务,如何有效地管理时钟信号,如何选择低功耗的器件组合等等。这些都是我之前从未深入思考过的方面。这本书还非常注重“可重用性”的设计理念。它鼓励读者将设计分解为独立的模块,并尽可能地标准化接口,这样不仅能够提高开发效率,还能够降低维护成本,并为未来的产品升级奠定基础。这让我联想到在软件开发中“模块化”和“组件化”的思想,并将它们巧妙地应用到了硬件设计中。我感觉自己的设计思路变得更加灵活和高效,不再是“闭门造车”,而是能够借鉴和复用已有的成熟设计。这本书就像是一位经验丰富的工程师,在我的耳边悄悄地说:“设计的美妙,在于精妙的平衡。”
评分这本书给我带来的最大改变,在于它让我拥有了更加“系统化”的思维。我以前在做设计的时候,往往是“头痛医头,脚痛医脚”,遇到问题就去解决那个具体的问题,而忽略了它可能对整个系统造成的影响。这本书则从“全局”的角度出发,引导我理解电子系统是一个相互关联的整体。我特别喜欢书中关于“模块化设计”的讲解,它不仅仅是把一个大系统拆分成几个小模块,更强调了模块之间清晰的接口定义、以及如何确保模块的可独立开发和测试。这极大地提高了我的设计效率,让我能够更专注于某个特定模块的实现,而不用担心对其他部分产生意想不到的干扰。此外,书中关于“验证与调试”部分的论述也让我受益匪浅。它不仅仅是介绍了各种调试工具和技术,更重要的是,它强调了在设计早期就应该进行验证,以及如何通过系统的调试方法来快速定位和解决问题。我感觉自己的调试能力得到了质的飞跃,能够更快速、更准确地找到设计的“病灶”。这本书就像一位经验丰富的老匠人,传授我建造精妙机械的“秘诀”。
评分我一直对电子系统设计这个领域抱有浓厚的兴趣,但总觉得缺乏一条清晰的学习路径。市面上充斥着各种技术书籍,但很多都过于偏重某个细分领域,或者流于表面,无法让我获得真正的“内功”。直到我遇到这本书,才感觉像是找到了“真经”。它给我的最大震撼是,它不是零散知识点的堆砌,而是形成了一个完整、连贯的设计逻辑链条。从需求分析到概念设计,再到详细设计、原型制作、测试验证,每一个环节都阐述得非常透彻,而且相互之间联系紧密,环环相扣。我特别欣赏作者在讲解“接口设计”时的思路,这绝对是系统集成中的一个关键但又容易被忽视的环节。书中关于不同接口协议的选型、时序匹配、阻抗匹配等方面的论述,让我对如何实现不同模块之间的高效、可靠通信有了全新的认识。我以前在集成不同厂商的模块时,经常会遇到意想不到的兼容性问题,阅读了这本书之后,我才明白很多时候问题出在接口设计的细节上。此外,作者对“可靠性设计”的强调也让我印象深刻。在电子产品日益复杂的今天,可靠性已经成为用户最关心的指标之一。书中关于失效模式分析(FMEA)、冗余设计、应力分析等内容的介绍,让我能够从源头上就规避潜在的设计缺陷,从而提高产品的鲁棒性。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于如何成为一名优秀电子系统设计师的“思想指南”。
评分这本书真的是把我从一片混沌带入了清晰的光明之中。我一直觉得自己对电子系统设计这个领域只是“管中窥豹”,零散地了解一些概念,但从未形成一个系统性的认知框架。这本书就像一个经验丰富的老船长,循循善诱地引导着我穿越了电子系统设计的复杂海洋。从最初的原理概念,到具体的硬件选型、电路布局,再到软件协同以及性能优化,每一个章节都衔接得恰到好处,如同精心编织的挂毯,图案逐渐显现,细节令人惊叹。尤其是书中对于信号完整性和电源完整性等关键技术讲解的深入,让我茅塞顿开。我之前在这方面总是遇到瓶颈,设计出来的电路要么不稳定,要么达不到预期的性能。这本书不仅解释了这些问题的根源,还提供了切实可行的解决方案和设计技巧。它没有回避那些“疑难杂症”,而是将它们剖析得淋漓尽致,让我能够理解背后的物理原理,从而举一反三。我尤其欣赏作者在书中穿插的那些真实案例分析,它们不是简单的理论堆砌,而是将理论知识与实际工程项目紧密结合,让我看到了这些概念在现实世界中的应用价值。阅读过程中,我常常会停下来,对照自己过去的一些设计经验,发现当初犯下的许多错误,也理解了为什么会犯这些错误。这本书的价值不仅仅在于知识的传授,更在于它提供了一种思考和解决问题的方式,一种严谨的工程思维。我感觉自己的设计能力得到了质的提升,对未来将要面对的项目充满了信心。
评分这本书对我最大的价值在于,它让我明白了“权衡”在电子系统设计中的核心地位。我以前总以为,设计的目标就是追求极致的性能,而忽略了成本、功耗、体积等其他重要的因素。这本书则用大量篇幅阐述了,在现实世界的工程设计中,往往不存在一个“最优解”,而是需要根据具体的应用场景和客户需求,在不同的设计维度之间进行取舍。我尤其欣赏书中关于“风险评估与管理”的讨论。它教会我如何识别设计过程中可能出现的风险,并提前制定相应的应对策略。例如,在选择关键元器件时,作者会引导我们去评估供应商的可靠性、产品的生命周期,以及潜在的替代方案。这让我对接下来的设计工作更加有信心,因为我知道,即使遇到问题,我也能够有条不紊地去应对。书中关于“设计流程的标准化”的论述也给我留下了深刻印象。它提供了一个清晰、可执行的设计流程,从需求定义到最终产品发布,每一个环节都有明确的目标和产出物。这让我能够更加高效地管理我的项目,并确保设计的质量。这本书让我明白了,设计不仅仅是技术实现,更是一门综合的管理艺术。
评分这本书给我最大的启示,在于它教会了我如何“从宏观到微观”地进行思考。我以前的设计习惯,往往是先沉浸在某个具体的电路细节中,然后才慢慢往上推,试图将其整合进整个系统。这种自下而上的方法,虽然有时候也能解决问题,但效率不高,而且容易忽略整体的协调性。而这本书,它始终保持着一种“顶层设计”的视角,从系统目标出发,逐步分解到各个子系统和模块,再深入到具体的电路设计。我尤其喜欢书中关于“抽象层次”的讲解,它将复杂的电子系统分解为不同层级的抽象模型,从硬件架构到软件接口,再到具体的逻辑功能,让我能够有条不紊地理解和设计。这就像是在建造一座摩天大楼,你首先需要确立整体的风格和结构,然后才是具体的楼层布局和房间设计。作者在处理“设计验证”这一环节时,也提供了非常系统性的方法。他不仅仅停留在理论层面,而是详细介绍了多种验证技术,包括仿真、原型验证、以及实际应用中的测试方法。我感觉我的验证能力得到了极大的提升,能够更早地发现设计中的问题,并及时进行修正,从而大大缩短了产品开发周期。这本书让我明白,优秀的设计不是靠“运气”,而是靠严谨的流程和科学的方法。
评分这本书对我最大的启发,在于它让我看到了“工程思维”的魅力。我以前可能更侧重于理论知识的学习,而这本书则将这些理论知识与实际的工程实践紧密结合,让我明白了如何将抽象的概念转化为可落地的解决方案。我尤其欣赏书中关于“成本效益分析”的讨论。它不仅仅是简单地给出技术方案,而是会详细地分析不同方案的成本,以及它们在性能、功耗、可靠性等方面的权衡。这让我学会了如何在有限的预算下,做出最经济、最有效的技术决策。此外,书中对于“设计文档”和“知识管理”的强调,也让我印象深刻。它让我明白,一个优秀的设计不仅仅是实现功能,更重要的是要能够被清晰地记录、理解和维护。这对于团队协作和项目的长期发展都至关重要。我感觉自己的设计能力得到了全面的提升,不再是一个“技术宅”,而是一个能够理解商业需求、并用工程方法去解决问题的“系统工程师”。这本书让我明白了,设计的美,在于其深刻的思考和严谨的实践。
评分我一直认为,电子系统设计是一门艺术,也是一门科学,需要扎实的理论基础和丰富的实践经验。而这本书,恰恰在这两个方面都做得非常出色。我最深刻的感受是,它提供了一种“全局观”,让我能够跳出单个元器件或单个电路的局限,从整个系统的角度去审视问题。在阅读这本书之前,我常常会在某个具体的设计点上陷入困境,花费大量时间去调试,却收效甚微。这本书通过对系统设计的全生命周期的梳理,让我明白了在早期阶段就应该考虑的诸多因素,比如可制造性、可测试性、可维护性,甚至包括未来的升级迭代。这让我意识到,很多问题并非出在最后的“实现”环节,而是源于前期的“规划”和“设计”。作者在处理诸如功耗管理、热设计、电磁兼容性(EMC)等挑战性议题时,展现出了深厚的功底。他不仅列出了这些问题的潜在风险,更提供了多种行之有效的设计方法和验证手段。我特别欣赏书中关于“成本意识”的讨论,在商业化的电子产品设计中,成本永远是一个绕不开的话题。这本书并没有将成本妖魔化,而是将其视为设计过程中的一个重要维度,并指导读者如何在满足性能要求的前提下,优化成本。这让我对“性价比”有了更深刻的理解,学会了如何在有限的资源下,创造出最有价值的产品。这本书就像一位经验丰富的导师,用他的智慧和经验,为我指明了前进的方向。
评分这本书给我带来的最深刻的感受,是它让我看到了“迭代与演进”在电子系统设计中的重要性。我以前可能更倾向于一次性完成设计,而这本书则鼓励我采用一种“渐进式”的设计方法。从最初的概念验证,到原型开发,再到最终的产品定型,每一个阶段都注重反馈和修正。我特别喜欢书中关于“敏捷设计”的理念,它强调了快速原型开发和持续的测试验证,以便能够及时发现问题并进行调整。这让我的设计过程变得更加灵活和高效。书中还详细介绍了如何进行“性能评估与调优”,它不仅仅是给出一些通用的优化建议,而是会引导读者根据具体的系统需求,去分析性能瓶颈,并采取有针对性的措施。我感觉自己的优化能力得到了显著提升,能够设计出更具竞争力的产品。这本书就像一位经验丰富的教练,指导我如何通过不断的练习和反思,成为一名更出色的电子系统设计师。它让我明白,优秀的设计不是一蹴而就的,而是需要持续的打磨和优化。
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