基本信息
書名:電子係統設計(第2版)
定價:59.80元
作者:李金平瀋明山薑餘祥
齣版社:電子工業齣版社
齣版日期:2012-09-01
ISBN:9787121180057
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.763kg
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內容提要
本書是依據高等工科院校電子技術實踐教學大綱的基本要求,並結閤作者多年的科研與教學的經驗編寫的。全書以電子係統設計為目標,係統講解瞭元器件選擇、傳感器應用、信號調理電路、A/D和D/A轉換、可編程器件開發應用、單片機係統、驅動電路及PCB等設計原理與設計方法,並提供瞭大量、翔實的設計實例。本書適應應用型人纔的培養需求,具有先進性、實用性、係統性和靈活性。
目錄
'章 電子係統設計基礎知識
1.1 電子係統的設計方法
1.1.1 明確係統的設計任務和要求
1.1.2 方案的比較與選擇
1.1.3 單元電路的設計、參數計算和元器件選擇
1.1.4 電路的仿真
1.1.5 電路圖的繪製及印製電路闆的設計
1.2 電子係統的組裝與調試
1.2.1 電子係統的組裝
1.2.2 電子係統的調試
1.3 電子係統的抗乾擾技術
1.3.1 在乾擾源處采取措施
1.3.2 在耦閤通道上采取措施
1.3.3 在傳輸通道上采取措施
思考題與習題
第2章 常用電子元器件
2.1 電阻器
2.1.1 電阻器的作用
2.1.2 電阻器的分類
2.1.3 電阻器的主要技術指標
2.1.4 電阻器的閤理選用與質量判彆
2.2 電位器
2.2.1 電位器的作用
2.2.2 電位器的分類
2.2.3 電位器的主要技術指標
2.2.4 幾種常用的電位器
2.2.5 電位器的閤理選用與質量判彆
2.3 電容器
2.3.1 電容器的作用
2.3.2 電容器的分類
2.3.3 電容器的主要技術參數
2.3.4 幾種常用的電容器
2.3.5 電容器的閤理選用與質量判彆
2.4 電感器和變壓器
2.4.1 電感器
2.4.2 變壓器
2.5 繼電器
2.5.1 繼電器的作用
2.5.2 繼電器的分類
2.5.3 電磁式繼電器的主要參數
2.5.4 電磁式繼電器的閤理選用與質量判彆
2.6 半導體器件
2.6.1 晶體二極管
2.6.2 晶體三極管
2.6.3 場效應管(FET)
2.6.4 晶閘管
2.7 常用集成電路器件
2.7.1 集成電路的分類
2.7.2 集成電路的主要參數
2.7.3 常用集成電路簡介
2.7.4 集成電路的選用原則及注意事項
2.8 傳感器
2.8.1 溫敏傳感器
2.8.2 光電傳感器
2.8.3 氣敏傳感器
2.8.4 濕敏傳感器
2.8.5 磁敏傳感器
2.8.6 力敏傳感器
2.8.7 傳感器的選用
思考題與習題
第3章 電子電路的仿真
3.1 Multisim概述
3.2 Multisim的操作使用方法
3.2.1 設計主界麵的進入及主界麵的介紹
3.2.2 Multisim主菜單簡介
3.2.3 Multisim元件數據庫介紹
3.2.4 Multisim的虛擬儀器儀錶簡介
3.2.5 在Multisim中建立並仿真電路
3.3 Multisim的主要分析功能
3.3.1 直流工作點分析
3.3.2 交流分析
3.3.3 瞬態分析
3.3.4 傅裏葉分析概述
3.3.5 失真分析
3.3.6 直流掃描分析
3.3.7 DC和AC靈敏度分析
3.3.8 參數掃描分析
3.3.9 溫度掃描分析
3.3.10 零-極點分析
3.3.11 其他分析
3.4 Multisim的應用實例
3.4.1 電子元器件的性能測試
3.4.2 濾波電路分析
3.4.3 模擬電路的設計與分析
3.4.4 數字電路的設計與分析
思考題與習題
第4章 電子係統中的常用單元電路設計
4.1 穩壓電源電路的設計
4.1.1 穩壓電源的主要技術指標及組成
4.1.2 整流、濾波電路及其設計
4.1.3 直流穩壓電路及其設計
4.2 信號發生電路的設計
4.2.1 信號發生電路的主要性能要求
4.2.2 信號發生電路的一般設計方法
4.2.3 正弦波振蕩電路的設計
4.2.4 RC方波振蕩電路的設計
4.2.5 函數發生器的設計
4.3 信號選擇電路的設計
4.3.1 多路信號選擇電路
4.3.2 有源濾波電路的設計
4.4 信號調理單元電路的設計
4.4.1 小信號放大電路
4.4.2 頻率變換電路設計
4.4.3 信號整形電路設計
4.5 A/D、D/A接口電路的設計
4.5.1 A/D接口電路設計
4.5.2 D/A接口電路設計
4.6 驅動電路的設計
4.6.1 常用驅動器的選擇及其典型應用
4.6.2 常用光電耦閤器的選擇及其驅動電路
4.7 控製單元電路的設計
4.7.1 聲控電路及其設計
4.7.2 光控電路及其設計
4.7.3 遙控電路及其設計
思考題與習題
第5章 係統可編程技術
5.1 可編程器件的基本原理
5.1.1 可編程邏輯器件概述
5.1.2 可編程邏輯器件基本結構
5.2 高密度係統可編程邏輯器件
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器件的編程、適配與邊界掃描測試技術
5.3 可編程邏輯器件開發軟件及應用
5.3.1 QuartusII軟件的安裝
5.3.2 QuartusII軟件的主界麵
5.3.3 文本輸入設計法
5.3.4 原理圖輸入設計法
5.3.5 QuartusII的層次化設計
5.3.6 VHDL設計
5.4 數字係統開發實例
5.4.1 ASM圖與交通燈控製器設計
5.4.2 齣租車計程計價錶
5.5 Nios II係統設計實例
5.5.1 Nios II軟核處理器設計
5.5.2 Nios 應用程序開發
5.6 係統可編程模擬器件
5.6.1 可編程模擬器件概述
5.6.2 Lattice的ispPAC係列器件的結構
5.5.3 ispPAC接口
5.6.4 UREFOUT緩衝電路
5.6.5 ispPAC增益調整方法
5.6.6 有源濾波器設計
5.7 PAC-Designer軟件及開發實例
5.7.1 可編程模擬器件的開發流程
5.7.2 ispPAC10器件開發應用示例
5.7.3 ispPAC20器件開發應用示例
5.7.4 ispPAC80器件開發應用示例
思考題與習題
第6章 單片機應用係統設計
6.1 小應用係統設計
6.1.1 MCS-51係列單片機結構
6.1.2 AT89C52單片機指令集
6.1.3 AT89C52單片機小應用係統
6.2 單片機係統擴展
6.2.1 數據存儲器
6.2.2 I/O接口擴展
6.3 單片機接口電路設計
6.3.1 鍵盤接口電路
6.3.2 顯示接口
6.3.3 打印接口
6.3.4 通信接口
思考題與習題
第7章 電子繪圖軟件
7.1 Protel概述
7.1.1 EDA軟件現狀
7.1.2 電路闆設計步驟
7.2 Protel 99 SE安裝
7.3 Protel電路原理圖設計
7.3.1 原理圖設計流程
7.3.2 數據庫文件
7.3.3 原理圖設計過程
7.3.4 原理圖常用命令
7.3.5 原理圖庫設計
7.3.6 原理圖Miscellaneous Devices庫器件清單
7.4 印製電路闆(PCB)設計
7.4.1 新建PCB文件
7.4.2 PCB綫路闆信號層管理
7.4.3 PCB繪圖工具
7.4.4 PCB布綫規則
7.4.5 PCB布綫步驟
7.4.6 PCB庫管理
7.5 Keil與Proteus聯調
7.5.1 聯調環境設置
7.5.2 編輯工程文件
7.5.3 聯調
思考題與習題
第8章 實用電子係統設計舉例及課題
8.1 電子係統綜閤設計實例
8.1.1 數控直流電源的設計
8.1.2 波形發生器的設計
8.1.3 簡易邏輯分析儀的設計
8.1.4 簡易數字存儲示波器設計
8.2 電子技術課程設計課題
8.2.1 CDMA設備用AC/DC開關穩壓電源
8.2.2 多路輸齣的直流穩壓電源
8.2.3 小功率綫性直流穩壓電源
8.2.4 開關型直流穩壓電源
8.2.5 簡易開關式充電器
8.2.6 鎳鎘電池快速充電器
8.2.7 車用鎳鎘電池充電器
8.2.8 車距報警器
8.2.9 氣體煙霧報警器
8.2.10 汽車無綫報警器
8.2.11 電子體溫計
8.2.12 開關電源電磁乾擾濾波器
8.2.13 抗混疊低通濾波器
8.2.14 階梯波發生器
8.2.15 自行車時速錶
8.2.16 電阻精度篩選儀
8.2.17 信號波形發生器
8.2.18 OCL低頻功率放大器
8.2.19 洗衣機控製電路
8.2.20 無綫紅外耳機
8.2.21 無綫遙控電控鎖
8.2.22 綫路尋跡器
8.2.23 8路搶答器
8.3 電子係統綜閤設計課題
8.3.1 有關電源的課題
8.3.2 有關信號源的課題
8.3.3 有關放大器的課題
8.3.4 有關電參量測量和電子儀器的課題
8.3.5 有關數據采集的課題
8.3.6 有關檢測和自動控製的課題
8.3.7 有關無綫電的課題'
作者介紹
文摘
序言
這本書簡直是我在電子工程領域摸索多年的“定海神針”。坦白說,在我翻開它之前,我對“電子係統設計”的理解,很大程度上停留在教科書式的理論層麵,知道一些名詞,瞭解一些基本流程,但缺乏那種“融會貫通”的實操感。而這本書,它做到瞭!它不僅僅是知識的羅列,更是一種思維方式的引導。從係統需求分析的嚴謹性,到架構設計的多維度考量,再到模塊化設計如何提升可維護性和可擴展性,每一個環節都剖析得鞭闢入裏。我特彆喜歡其中關於“權衡”的討論,在實際設計中,我們總會麵臨各種各樣的衝突——成本、性能、功耗、可靠性等等。這本書沒有給齣一個放之四海而皆準的“最優解”,而是教會我們如何理解這些權衡背後的邏輯,如何在不同的約束條件下做齣最閤適的決策。作者在闡述這些復雜概念時,語言風格非常獨特,既有學術的嚴謹,又不乏工程的 pragmatism(實用主義)。他用非常形象的比喻來解釋抽象的原理,比如將電源分布網絡比作人體內的血管係統,將信號完整性類比於人與人之間的清晰溝通,這些比喻讓我一下子就抓住瞭問題的本質,避免瞭枯燥的公式推導帶來的迷失感。此外,書中的圖示和錶格也是極其精煉,將復雜的電路圖、時序圖、數據流圖等呈現得清晰明瞭,極大地幫助瞭我理解設計思路。我感覺自己的思維層次被拉高瞭,不再僅僅是“畫圖”,而是真正地理解瞭“為什麼這麼畫”,以及“如何畫得更好”。
評分這本書對我最大的價值在於,它讓我明白瞭“權衡”在電子係統設計中的核心地位。我以前總以為,設計的目標就是追求極緻的性能,而忽略瞭成本、功耗、體積等其他重要的因素。這本書則用大量篇幅闡述瞭,在現實世界的工程設計中,往往不存在一個“最優解”,而是需要根據具體的應用場景和客戶需求,在不同的設計維度之間進行取捨。我尤其欣賞書中關於“風險評估與管理”的討論。它教會我如何識彆設計過程中可能齣現的風險,並提前製定相應的應對策略。例如,在選擇關鍵元器件時,作者會引導我們去評估供應商的可靠性、産品的生命周期,以及潛在的替代方案。這讓我對接下來的設計工作更加有信心,因為我知道,即使遇到問題,我也能夠有條不紊地去應對。書中關於“設計流程的標準化”的論述也給我留下瞭深刻印象。它提供瞭一個清晰、可執行的設計流程,從需求定義到最終産品發布,每一個環節都有明確的目標和産齣物。這讓我能夠更加高效地管理我的項目,並確保設計的質量。這本書讓我明白瞭,設計不僅僅是技術實現,更是一門綜閤的管理藝術。
評分這本書給我帶來的最深刻的感受,是它讓我看到瞭“迭代與演進”在電子係統設計中的重要性。我以前可能更傾嚮於一次性完成設計,而這本書則鼓勵我采用一種“漸進式”的設計方法。從最初的概念驗證,到原型開發,再到最終的産品定型,每一個階段都注重反饋和修正。我特彆喜歡書中關於“敏捷設計”的理念,它強調瞭快速原型開發和持續的測試驗證,以便能夠及時發現問題並進行調整。這讓我的設計過程變得更加靈活和高效。書中還詳細介紹瞭如何進行“性能評估與調優”,它不僅僅是給齣一些通用的優化建議,而是會引導讀者根據具體的係統需求,去分析性能瓶頸,並采取有針對性的措施。我感覺自己的優化能力得到瞭顯著提升,能夠設計齣更具競爭力的産品。這本書就像一位經驗豐富的教練,指導我如何通過不斷的練習和反思,成為一名更齣色的電子係統設計師。它讓我明白,優秀的設計不是一蹴而就的,而是需要持續的打磨和優化。
評分我一直認為,電子係統設計是一門藝術,也是一門科學,需要紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗。而這本書,恰恰在這兩個方麵都做得非常齣色。我最深刻的感受是,它提供瞭一種“全局觀”,讓我能夠跳齣單個元器件或單個電路的局限,從整個係統的角度去審視問題。在閱讀這本書之前,我常常會在某個具體的設計點上陷入睏境,花費大量時間去調試,卻收效甚微。這本書通過對係統設計的全生命周期的梳理,讓我明白瞭在早期階段就應該考慮的諸多因素,比如可製造性、可測試性、可維護性,甚至包括未來的升級迭代。這讓我意識到,很多問題並非齣在最後的“實現”環節,而是源於前期的“規劃”和“設計”。作者在處理諸如功耗管理、熱設計、電磁兼容性(EMC)等挑戰性議題時,展現齣瞭深厚的功底。他不僅列齣瞭這些問題的潛在風險,更提供瞭多種行之有效的設計方法和驗證手段。我特彆欣賞書中關於“成本意識”的討論,在商業化的電子産品設計中,成本永遠是一個繞不開的話題。這本書並沒有將成本妖魔化,而是將其視為設計過程中的一個重要維度,並指導讀者如何在滿足性能要求的前提下,優化成本。這讓我對“性價比”有瞭更深刻的理解,學會瞭如何在有限的資源下,創造齣最有價值的産品。這本書就像一位經驗豐富的導師,用他的智慧和經驗,為我指明瞭前進的方嚮。
評分這本書給我帶來的最大改變,在於它重塑瞭我對“優化”的理解。我以前認為,優化就是簡單地堆砌更先進的元器件,或者采用更復雜的算法。但這本書讓我明白,真正的優化,是基於對係統需求的深刻理解,以及對各種約束條件的清晰認知,然後在權衡取捨中找到最佳的平衡點。我特彆欣賞書中關於“功耗優化”的章節,它不僅僅介紹瞭低功耗模式和電源管理技術,更強調瞭如何在係統架構層麵就進行功耗設計。比如,如何閤理地分配任務,如何有效地管理時鍾信號,如何選擇低功耗的器件組閤等等。這些都是我之前從未深入思考過的方麵。這本書還非常注重“可重用性”的設計理念。它鼓勵讀者將設計分解為獨立的模塊,並盡可能地標準化接口,這樣不僅能夠提高開發效率,還能夠降低維護成本,並為未來的産品升級奠定基礎。這讓我聯想到在軟件開發中“模塊化”和“組件化”的思想,並將它們巧妙地應用到瞭硬件設計中。我感覺自己的設計思路變得更加靈活和高效,不再是“閉門造車”,而是能夠藉鑒和復用已有的成熟設計。這本書就像是一位經驗豐富的工程師,在我的耳邊悄悄地說:“設計的美妙,在於精妙的平衡。”
評分這本書真的是把我從一片混沌帶入瞭清晰的光明之中。我一直覺得自己對電子係統設計這個領域隻是“管中窺豹”,零散地瞭解一些概念,但從未形成一個係統性的認知框架。這本書就像一個經驗豐富的老船長,循循善誘地引導著我穿越瞭電子係統設計的復雜海洋。從最初的原理概念,到具體的硬件選型、電路布局,再到軟件協同以及性能優化,每一個章節都銜接得恰到好處,如同精心編織的掛毯,圖案逐漸顯現,細節令人驚嘆。尤其是書中對於信號完整性和電源完整性等關鍵技術講解的深入,讓我茅塞頓開。我之前在這方麵總是遇到瓶頸,設計齣來的電路要麼不穩定,要麼達不到預期的性能。這本書不僅解釋瞭這些問題的根源,還提供瞭切實可行的解決方案和設計技巧。它沒有迴避那些“疑難雜癥”,而是將它們剖析得淋灕盡緻,讓我能夠理解背後的物理原理,從而舉一反三。我尤其欣賞作者在書中穿插的那些真實案例分析,它們不是簡單的理論堆砌,而是將理論知識與實際工程項目緊密結閤,讓我看到瞭這些概念在現實世界中的應用價值。閱讀過程中,我常常會停下來,對照自己過去的一些設計經驗,發現當初犯下的許多錯誤,也理解瞭為什麼會犯這些錯誤。這本書的價值不僅僅在於知識的傳授,更在於它提供瞭一種思考和解決問題的方式,一種嚴謹的工程思維。我感覺自己的設計能力得到瞭質的提升,對未來將要麵對的項目充滿瞭信心。
評分這本書對我最大的啓發,在於它讓我看到瞭“工程思維”的魅力。我以前可能更側重於理論知識的學習,而這本書則將這些理論知識與實際的工程實踐緊密結閤,讓我明白瞭如何將抽象的概念轉化為可落地的解決方案。我尤其欣賞書中關於“成本效益分析”的討論。它不僅僅是簡單地給齣技術方案,而是會詳細地分析不同方案的成本,以及它們在性能、功耗、可靠性等方麵的權衡。這讓我學會瞭如何在有限的預算下,做齣最經濟、最有效的技術決策。此外,書中對於“設計文檔”和“知識管理”的強調,也讓我印象深刻。它讓我明白,一個優秀的設計不僅僅是實現功能,更重要的是要能夠被清晰地記錄、理解和維護。這對於團隊協作和項目的長期發展都至關重要。我感覺自己的設計能力得到瞭全麵的提升,不再是一個“技術宅”,而是一個能夠理解商業需求、並用工程方法去解決問題的“係統工程師”。這本書讓我明白瞭,設計的美,在於其深刻的思考和嚴謹的實踐。
評分這本書給我帶來的最大改變,在於它讓我擁有瞭更加“係統化”的思維。我以前在做設計的時候,往往是“頭痛醫頭,腳痛醫腳”,遇到問題就去解決那個具體的問題,而忽略瞭它可能對整個係統造成的影響。這本書則從“全局”的角度齣發,引導我理解電子係統是一個相互關聯的整體。我特彆喜歡書中關於“模塊化設計”的講解,它不僅僅是把一個大係統拆分成幾個小模塊,更強調瞭模塊之間清晰的接口定義、以及如何確保模塊的可獨立開發和測試。這極大地提高瞭我的設計效率,讓我能夠更專注於某個特定模塊的實現,而不用擔心對其他部分産生意想不到的乾擾。此外,書中關於“驗證與調試”部分的論述也讓我受益匪淺。它不僅僅是介紹瞭各種調試工具和技術,更重要的是,它強調瞭在設計早期就應該進行驗證,以及如何通過係統的調試方法來快速定位和解決問題。我感覺自己的調試能力得到瞭質的飛躍,能夠更快速、更準確地找到設計的“病竈”。這本書就像一位經驗豐富的老匠人,傳授我建造精妙機械的“秘訣”。
評分我一直對電子係統設計這個領域抱有濃厚的興趣,但總覺得缺乏一條清晰的學習路徑。市麵上充斥著各種技術書籍,但很多都過於偏重某個細分領域,或者流於錶麵,無法讓我獲得真正的“內功”。直到我遇到這本書,纔感覺像是找到瞭“真經”。它給我的最大震撼是,它不是零散知識點的堆砌,而是形成瞭一個完整、連貫的設計邏輯鏈條。從需求分析到概念設計,再到詳細設計、原型製作、測試驗證,每一個環節都闡述得非常透徹,而且相互之間聯係緊密,環環相扣。我特彆欣賞作者在講解“接口設計”時的思路,這絕對是係統集成中的一個關鍵但又容易被忽視的環節。書中關於不同接口協議的選型、時序匹配、阻抗匹配等方麵的論述,讓我對如何實現不同模塊之間的高效、可靠通信有瞭全新的認識。我以前在集成不同廠商的模塊時,經常會遇到意想不到的兼容性問題,閱讀瞭這本書之後,我纔明白很多時候問題齣在接口設計的細節上。此外,作者對“可靠性設計”的強調也讓我印象深刻。在電子産品日益復雜的今天,可靠性已經成為用戶最關心的指標之一。書中關於失效模式分析(FMEA)、冗餘設計、應力分析等內容的介紹,讓我能夠從源頭上就規避潛在的設計缺陷,從而提高産品的魯棒性。這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本關於如何成為一名優秀電子係統設計師的“思想指南”。
評分這本書給我最大的啓示,在於它教會瞭我如何“從宏觀到微觀”地進行思考。我以前的設計習慣,往往是先沉浸在某個具體的電路細節中,然後纔慢慢往上推,試圖將其整閤進整個係統。這種自下而上的方法,雖然有時候也能解決問題,但效率不高,而且容易忽略整體的協調性。而這本書,它始終保持著一種“頂層設計”的視角,從係統目標齣發,逐步分解到各個子係統和模塊,再深入到具體的電路設計。我尤其喜歡書中關於“抽象層次”的講解,它將復雜的電子係統分解為不同層級的抽象模型,從硬件架構到軟件接口,再到具體的邏輯功能,讓我能夠有條不紊地理解和設計。這就像是在建造一座摩天大樓,你首先需要確立整體的風格和結構,然後纔是具體的樓層布局和房間設計。作者在處理“設計驗證”這一環節時,也提供瞭非常係統性的方法。他不僅僅停留在理論層麵,而是詳細介紹瞭多種驗證技術,包括仿真、原型驗證、以及實際應用中的測試方法。我感覺我的驗證能力得到瞭極大的提升,能夠更早地發現設計中的問題,並及時進行修正,從而大大縮短瞭産品開發周期。這本書讓我明白,優秀的設計不是靠“運氣”,而是靠嚴謹的流程和科學的方法。
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