全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高吉祥 編

圖書標籤:

• 電子設計競賽
• 大學生競賽
• 數字係統
• 自動控製
• 電路設計
• 單片機
• FPGA
• 嵌入式係統
• 係統設計
• 教材

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040374926

版次：1

商品編碼：11290937

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-07-01

用紙：膠版紙

頁數：241

字數：360000

正文語種：中文

內容簡介

　　全國大學生電子設計競賽係列教材是針對全國大學生電子設計競賽的特點和需要，為高等學校電子信息類、自動化類、電氣類及計算機類專業學生編著的培訓教材。《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》為本係列教材的第3分冊。全書共分2章。第1章為數字係統設計。主要介紹瞭數字係統的基本概念、設計方法、描述方法、安裝與調測以及多路數據采集電路設計、數字化語音存儲與迴放係統、數據采集與傳輸係統設計。第2章為自動控製係統設計，主要介紹瞭自動控製係統設計基礎以及水溫控製係統設計、簡易智能電動車、自動往返小車、液體點滴速度監控裝置、懸掛運動控製係統、電動車蹺蹺闆、聲音引導係統、模擬路燈控製係統、基於自由擺的平闆控製係統、智能小車、帆闆控製係統等各屆控製類賽題的設計過程。《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》搜集整理瞭曆屆關於自動控製係統及數字係統方麵的設計試題，所舉每個試題均有題目分析（或題目剖析）、方案論證及比較、理論分析與參數計算、軟硬件設計、測試方法、測試結果及結果分析。
　　《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》內容豐富實用，敘述簡潔清晰，工程性強，可作為高等學校電子信息類、電氣類、自動化類及計算機類專業的大學生參加全國大學生電子設計競賽的培訓教材，也可以作為各類電子製作、課程設計、畢業設計的教學參考書，以及電子工程技術人員進行電子設備設計與製作的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 數字係統設計
1.1 數字係統設計基礎
1.1.1 數字係統的基本概念
1.1.2 數字係統的設計方法
1.1.3 數字係統設計的描述方法
1.1.4 數字係統的安裝與調測
1.1.5 國産半導體集成電路型號命名法
1.2 多路數據采集電路設計（1994年全國大學生電子設計競賽B題）
1.2.1 題目分析
1.2.2 方案論證
1.2.3 硬件設計
1.2.4 軟件設計
1.2.5 測試結果及結果分析
1.3 數字化語音存儲與迴放係統（1999年全國大學生電子設計競賽E題）
1.3.1 題目分析
1.3.2 方案論證
1.3.3 硬件設計
1.3.4 軟件設計
1.3.5 測試結果及結果分析
1.4 數據采集與傳輸係統設計（2001年全國大學生電子設計競賽E題）
1.4.1 題目分析
1.4.2 方案論證
1.4.3 硬件設計
1.4.4 軟件設計
1.4.5 測試結果及結果分析

第2章 自動控製係統設計
2.1 自動控製係統設計基礎
2.1.1 自動控製係統概述
2.1.2 傳感器及其應用電路
2.1.3 電機與驅動電路
2.1.4 繼電器電路
2.2 水溫控製係統設計（1997年全國大學生電子設計競賽C題）
2.2.1 題目分析
2.2.2 方案論證
2.2.3 硬件設計
2.2.4 軟件設計
2.2.5 測試結果及結果分析
2.3 簡易智能電動車（2003年全國大學生電子設計競賽E題）
2.3.1 題目分析
2.3.2 方案論證
2.3.3 硬件設計
2.3.4 軟件設計
2.3.5 測試結果及結果分析
2.4 自動往返小車（2001年全國大學生電子設計競賽C題）
2.4.1 題目分析
2.4.2 方案論證
2.4.3 硬件設計
2.4.4 軟件設計
2.4.5 測試結果及結果分析
2.5 液體點滴速度監控裝置（2003年全國大學生電子設計競賽F題）
2.5.1 題目分析
2.5.2 方案論證
2.5.3 硬件設計
2.5.4 軟件設計
2.5.5 測速結果及結果分析
2.6 懸掛運動控製係統（2005年全國大學生電子設計競賽E題）
2.6.1 題目分析
2.6.2 方案論證
2.6.3 硬件設計
2.6.4 軟件設計
2.6.5 測試結果及結果分析
2.7 電動車蹺蹺闆（2007年全國大學生電子設計競賽F題）
2.7.1 題目分析
2.7.2 係統方案
2.7.3 理論分析與參數計算
2.7.4 程序設計
2.8 聲音引導係統（2009年全國大學生電子設計競賽B題）
2.8.1 設計任務與要求
2.8.2 題目剖析
2.8.3 利用測時差法被動定位的聲音引導係統
2.8.4 利用測距定位法的聲音引導係統
2.8.5 采用漸近法的聲音引導係統
2.9 模擬路燈控製係統（2009年全國大學生電子設計競賽I題）
2.9.1 設計任務與要求
2.9.2 題目剖析
2.9.3 模擬路燈控製係統（Ⅰ）
2.9.4 模擬路燈控製係統（Ⅱ）
2.10 基於自由擺的平闆控製係統（2011年全國大學生電子設計競賽B題）
2.10.1 題目分析
2.10.2 係統方案
2.10.3 係統理論分析與參數計算
2.10.4 電路與程序設計
2.10.5 測試方案及測試結果
2.11 智能小車（2011年全國大學生電子設計競賽C題）
2.11.1 題目分析
2.11.2 係統方案論證與比較
2.11.3 理論分析與參數計算
2.11.4 電路與程序設計
2.11.5 係統測試
2.11.6 設計總結
2.12 帆闆控製係統（2011年全國大學生電子設、計競賽F題）
2.12.1 題目分析
2.12.2 方案論證
2.12.3 硬件設計
2.12.4 軟件設計
2.12.5 測試結果及結果分析
參考文獻

《數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》：賦能創新，引領未來 本書是“全國大學生電子設計競賽係列教材”中的第三冊，聚焦於數字係統與自動控製係統的交叉融閤與前沿設計。在電子信息技術飛速發展的今天，掌握高效、可靠的數字係統設計能力，並將其靈活應用於復雜的自動控製場景，已成為衡量電子信息類專業人纔核心競爭力的重要標誌。本書正是為響應這一時代需求而精心編撰，旨在為廣大師生提供一套兼具理論深度與實踐廣度的學習資源，助力他們在電子設計競賽乃至未來的科技創新道路上披荊斬棘。 核心內容概述： 本書緊密圍繞數字係統設計和自動控製係統設計兩大核心領域，並著重探索兩者深度融閤所帶來的設計思路與實現方法。 第一部分：深入理解數字係統設計 本部分將係統性地梳理數字係統設計的基礎理論與關鍵技術。內容涵蓋： 數字電路基礎理論復習與深化： 迴顧並深入講解組閤邏輯電路和時序邏輯電路的基本原理，包括門電路、觸發器、寄存器、計數器等核心單元的設計與應用。特彆會強調不同邏輯風格（如靜態邏輯、動態邏輯）的優缺點及其適用場景。 硬件描述語言（HDL）在現代設計中的地位與應用： 重點介紹Verilog或VHDL等主流HDL語言，從語法、語義到設計流程，進行全麵講解。通過豐富的實例，演示如何使用HDL進行模塊化設計、仿真驗證以及綜閤到FPGA或ASIC。強調抽象層次的設計理念，從行為級、寄存器傳輸級到門級，循序漸進。 可編程邏輯器件（FPGA）與ASIC設計流程： 詳細闡述FPGA的架構、配置原理及其在原型驗證和中小規模量産中的優勢。同時，介紹ASIC（專用集成電路）的設計流程，包括前端設計（RTL設計、邏輯綜閤、靜態時序分析）和後端設計（布局布綫、版圖驗證），為讀者搭建完整的數字芯片設計概念。 現代數字係統設計方法學： 探討高級綜閤、IP核復用、低功耗設計、驗證方法學（如UVM）等前沿設計理念與技術，幫助讀者掌握高效、高質量的數字係統開發技巧。 第二部分：精通自動控製係統設計 本部分將係統性地介紹自動控製係統的理論基礎、建模方法與控製器設計。內容包括： 自動控製理論核心概念： 深入解析綫性係統和非綫性係統的基本概念，包括係統模型、傳遞函數、狀態空間方程等。理解係統的穩定性、暫態響應和穩態響應是控製器設計的基礎。 係統建模與辨識： 學習如何根據物理模型推導係統的數學模型，並介紹係統辨識的基本方法，從實驗數據中獲取係統模型，為控製器設計提供依據。 經典控製理論（PID控製）詳解： 重點深入講解PID（比例-積分-微分）控製器的原理、參數整定方法（如Ziegler-Nichols法、臨界比例法等）及其在工程實踐中的應用。分析不同控製模式（P、PI、PD、PID）對係統性能的影響。 現代控製理論基礎： 引入狀態空間分析與設計方法，包括能控性、可觀性分析，以及極點配置、最優控製等概念。為設計更復雜的、高性能的控製係統奠定基礎。 數字控製器設計： 關注離散時間係統的分析與控製，學習如何將連續時間控製器轉換為離散時間控製器，並介紹直接數字控製的設計方法。 第三部分：數字係統與自動控製係統的深度融閤與創新應用 本書最核心的價值在於將前兩部分的內容有機結閤，展示數字係統設計能力如何為自動控製係統帶來革命性的提升。此部分將重點探討： 基於FPGA的實時數字控製器設計： 演示如何利用FPGA強大的並行處理能力，實現高性能、低延遲的數字控製器。例如，設計高速PID控製器、滑動模式控製器、模型預測控製器等。重點講解RTL級實現這些控製算法的技巧，以及如何與傳感器、執行器進行接口。 嵌入式係統在自動控製中的應用： 介紹基於微控製器（MCU）或嵌入式處理器（如ARM）的自動控製係統設計。包括係統架構、實時操作係統（RTOS）的選擇與應用、外設接口（ADC、DAC、PWM等）的配置，以及如何在嵌入式平颱上實現復雜的控製算法。 數字信號處理（DSP）技術在控製中的融閤： 探討如何利用DSP技術處理傳感器數據，實現濾波、估計、辨識等功能，從而提高控製係統的魯棒性和精度。 智能控製與機器學習在自動控製中的初步探索： 簡要介紹模糊控製、神經網絡控製等智能控製方法，以及如何利用機器學習技術對控製係統進行自適應優化或預測。為讀者打開更廣闊的智能控製領域視野。 係統級集成與調試： 強調硬件與軟件的協同設計，以及整個係統的調試方法。如何在實際搭建的係統中，定位和解決數字電路與控製算法之間的聯動問題。 本書特色與價值： 理論與實踐緊密結閤： 每章都配以大量的典型案例和工程實例，幫助讀者將抽象的理論知識轉化為具體的工程實踐能力。 競賽導嚮性強： 內容緊扣全國大學生電子設計競賽對數字係統與自動控製係統設計的要求，為參賽者提供寶貴的實戰指導。 循序漸進，由淺入深： 從基礎理論齣發，逐步深入到復雜的係統設計，適閤不同知識背景的讀者。 前沿技術視野： 涵蓋瞭當前數字係統與自動控製領域的熱點技術，幫助讀者緊跟時代步伐。 培養創新思維： 鼓勵讀者在掌握基本方法的基礎上，探索新的設計思路和解決方案，激發創新潛力。 《數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》不僅是一本學習教材，更是一份開啓創新之旅的鑰匙。無論您是渴望在電子設計競賽中脫穎而齣，還是希望在未來的工程領域大展宏圖，本書都將是您不可或缺的得力助手，助您在數字世界的海洋中，駕馭自動控製的巨輪，駛嚮科技創新的彼岸。

評分☆☆☆☆☆

作為一名大三的電子信息工程專業的學生，今年的電賽對我來說意義非凡，既是檢驗我過去學習成果的絕佳機會，也是通往未來職業生涯的關鍵一步。我一直以來都對數字係統和自動控製係統這兩個領域抱有濃厚的興趣，它們是現代電子産品和智能係統不可或缺的核心技術。在備賽過程中，我翻閱瞭市麵上不少相關的書籍，而《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》無疑是我近期接觸到的最讓我眼前一亮的一本。 首先，這本書在內容編排上就展現齣瞭極高的專業性和前瞻性。它並沒有簡單地羅列各種理論知識點，而是將理論與實踐緊密結閤，緊扣電賽的實際需求。我尤其欣賞的是它對數字係統設計部分的深入剖析，從基礎的邏輯門電路、組閤邏輯、時序邏輯，到更復雜的FPGA、CPLD等可編程邏輯器件的應用，都進行瞭詳盡的闡述。書中不僅講解瞭原理，更提供瞭大量的實例，例如如何利用Verilog或VHDL語言設計一個控製單元，如何實現一個高速數據采集係統，以及如何優化時序約束以滿足高性能要求。這些實例的選擇非常貼閤曆年電賽的常見題型，讓我能夠迅速找到與自己備賽方嚮契閤的內容。

評分☆☆☆☆☆

這本書在案例的實用性和典型性上也做得非常到位。它所選取的案例，大多是曆年電賽中齣現過的經典題目，或者是具有代錶性的工程應用場景。這些案例不僅能夠幫助我們鞏固所學的理論知識，更重要的是能夠讓我們瞭解實際工程中會遇到的各種問題，以及如何去解決它們。例如，書中關於低功耗設計、抗乾擾設計、可靠性設計等方麵的討論，都充滿瞭實戰經驗，這些都是在學校課堂上很難學到的。通過分析這些案例，我不僅學會瞭如何“做”，更學會瞭如何“做好”。

評分☆☆☆☆☆

更令我印象深刻的是，這本書在自動控製係統設計部分展現齣的係統性和全局觀。它不像許多教材那樣孤立地講解PID控製器、模糊控製、神經網絡控製等算法，而是將它們置於整個控製係統設計的流程中進行介紹。從係統建模、控製器設計，到係統仿真、硬件實現，再到實際調試和優化，作者都給予瞭充分的關注。我曾遇到過一個難題，就是在設計一個精密的位置控製係統時，盡管理論上PID控製器很成熟，但在實際應用中卻齣現瞭振蕩和超調的問題。翻閱這本書後，我找到瞭關於控製器參數整定技巧的詳細指導，以及如何根據被控對象的特性選擇閤適的補償環節，這讓我茅塞頓開，最終成功解決瞭問題。

評分☆☆☆☆☆

值得一提的是，本書在對不同技術路綫的對比分析上也做得相當客觀和深入。例如，在介紹數字信號處理部分時，它會對比分析基於DSP的實現方式和基於FPGA的實現方式的優缺點，幫助讀者根據實際需求做齣最優選擇。在自動控製係統設計部分，也會對比分析不同控製算法的適用範圍和性能特點。這種分析能夠幫助我們形成一種批判性的思維，不盲目追求新技術，而是根據實際問題選擇最閤適的技術方案。這對於培養工程師的工程素養至關重要。

評分☆☆☆☆☆

此外，本書在算法講解方麵也做得相當深入。對於一些常用的控製算法，如PID，它不僅介紹瞭基本的原理，還深入探討瞭各種改進型PID算法，例如增量式PID、位置式PID，以及針對特定問題的變種。同時，對於一些更高級的控製策略，如模糊邏輯控製和自適應控製，也進行瞭詳盡的介紹，並給齣瞭相應的數學模型和實現方法。我記得在準備一個需要精確控製溫度的題目時，普通的PID效果不佳，後來我查閱瞭這本書關於模糊PID的章節，結閤實際工況，設計瞭一個模糊PID控製器，效果立竿見影。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》在語言錶達上也做得相當齣色。作者使用瞭大量清晰、簡潔的語言，避免瞭晦澀難懂的術語堆砌。即使是對於一些相對抽象的概念，也通過生動形象的比喻和圖示進行解釋，使得讀者更容易理解和吸收。舉個例子，在講解反饋控製的穩定性時，書中用瞭一個水龍頭和水桶的比喻，形象地展示瞭如何通過反饋來穩定水位，讓我在理解理論的同時，也對實際應用有瞭更直觀的感受。這種通俗易懂的風格，大大降低瞭閱讀門檻。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》是一本極具價值的參考書，對於所有即將或正在參加電子設計競賽的大學生來說，它都是一本不可或缺的“神器”。它不僅能夠幫助我們係統地學習數字係統和自動控製係統的相關知識，更重要的是能夠極大地提升我們的工程實踐能力和解決問題的能力。在我備賽的這段時間裏，它已經成為瞭我案頭最常翻閱的工具書，它所帶來的啓發和幫助，遠超齣瞭我的預期。相信在未來的學習和工作中，它依然會是我重要的參考夥伴。

評分☆☆☆☆☆

從讀者的角度來看，這本書最大的亮點之一在於其對“設計”二字的強調。它不僅僅是告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“怎麼做”。書中充滿瞭大量的工程實踐經驗和巧妙的設計思路，這對於正在備戰電賽的我們來說，簡直是如獲至寶。例如，在討論傳感器選型和信號調理時，作者詳細分析瞭不同類型傳感器的優缺點，以及如何根據應用場景進行最優選擇，並給齣瞭具體的電路設計方案。同時，在PCB設計部分，也給齣瞭很多實用的建議，比如如何進行差分信號布綫，如何處理電源去耦，這些都是在實際項目中容易被忽視但又至關重要的細節。

評分☆☆☆☆☆

這本書還有一個顯著的優點是它對復雜問題的分解能力。很多時候，我們在麵對一個復雜的電賽題目時，會感到無從下手。而這本書通過將大的問題分解成小的、可管理的模塊，逐步引導讀者去解決。例如，在設計一個嵌入式係統時，它會先從處理器選型、外設接口設計講起，再到RTOS的應用、驅動程序編寫，最後是應用程序的開發。這種層層遞進的方式，讓復雜的工程項目變得清晰可見，也極大地增強瞭讀者的信心。我曾在一個涉及到多傳感器融閤的題目上卡住瞭，這本書關於多源數據同步和濾波的章節，為我提供瞭非常清晰的思路。

評分☆☆☆☆☆

作為一本教材，《全國大學生電子設計競賽係列教材：數字係統與自動控製係統設計（第3冊）》在理論深度和實踐廣度上找到瞭一個絕佳的平衡點。它既有紮實的理論基礎，又緊密結閤瞭當前電子設計競賽的最新趨勢和技術熱點。書中對當前流行的微控製器、FPGA平颱以及各種傳感器和執行器的應用，都有著非常詳盡的介紹和案例分析。這對於我們這些需要快速掌握新技術的學生來說，無疑是一份寶貴的資料。比如，書中對STM32係列單片機的深入講解，包括其GPIO、ADC、PWM等核心外設的使用，以及FreeRTOS的移植和應用，都為我參加智能小車等相關賽項提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

很好的書，很全麵，很詳細～

評分☆☆☆☆☆

很好的書，很全麵，很詳細～

評分☆☆☆☆☆

全國大學生電子設計競賽係列教材（第1分冊）：基本技能訓練與單元電路設計全國大學生電子設計競賽係列教材（第1分冊）：基本技能訓練與單元電路設計全國大學8生電子設計競賽”的基本情況、設計競賽命題介使用繪製的過程……第章

評分☆☆☆☆☆

發票居然默認電子的 沒法報銷啊 隻有自己齣錢瞭 書不錯的

評分☆☆☆☆☆

好書，值得閱讀並收藏之。

評分☆☆☆☆☆

真的很不錯，很實用，比較滿意。

評分☆☆☆☆☆

高吉祥電子設計競賽電路配套書。買到瞭自己想要的書。最近京東搞活動買的，比其它網站便宜一點，有些書在我所在的這個地區就沒貨 所以發貨就晚瞭。但是書真的不錯 隻要發貨就很快就到，應該是正品，快遞很快哦 繼續努力，書直接給我送到樓下，這樣的服務態度真的值得其他的快遞員學習，東京快遞真的不錯。上周周六，閑來無事，上午上瞭一個上午網，想起好久沒買書瞭，一段時間不逛書店就周身不爽，於是上京東挑選瞭一大批書。一共買瞭1200多塊錢的書籍。

評分☆☆☆☆☆

真的很不錯，很實用，比較滿意。

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