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田良 著

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564120764

商品编码：29712140431

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名:综合电子设计与实践(第2版)

：40.00元

售价：27.2元,便宜12.8元,折扣68

作者:田良

出版社：东南大学出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787564120764

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

本书的内容就是围绕复杂电子系统的设计与实现方法而安排的。有关的论述有：上至电子系统的高层设计理念、一般性设计方法与步骤，下到电子系统工程实现中常见实际问题的处置原则及方法、重要元器件的正确使用方法等；从传统手工设计方法与步骤到EDA设计方法与步骤；从PCB板上集成系统到芯片上集成系统(简称片上系统——SOC)的设计方法与步骤等。其目的是让学生既要站得高看得远、把握住系统设计中的全局性问题，又能脚踏实地有条不紊地完成某个具体的系统设计与实现的任务，并能正确处理实现时遇到的常见实际问题。与上述论述有关的观点除渗透在本书的主要章节之中外，还在第l章和第8章内集中做了深入而系统的论述。

内容提要

本书对2002年版做了重要修订。全书共分9章：章为电子系统设计导论；第2章为常用传感器及其应用电路；第3章为模拟系统及其基本单元；第4章为模拟设计中的EDA技术；第5章为数字系统设计；第6章为嵌入式处理器与嵌入式系统及其应用；第7章为电子系统的芯片实现方法；第8章为电子系统设计与制造的有关工程问题；第9章为电子系统设计举例。以上内容系围绕电子系统的设计与实现方法来安排的，目的是培养学生的系统设计能力，以适应电子信息时代对学生知识结构和能力的要求。
全书取材先进、内容新颖、理论联系实际，既论及与电子系统高层设计理念相关的问题，又重视底层实现中常见实际问题的处置原则及方法。此次该书经过修编后，内容更加符合当前技术发展趋势以及教学改革的需求。
本书可作为高等院校电气电子信息类专业的综合设计实践教材，也可供电气电子信息类工程技术人员参考。

目录

1 电子系统设计导论
1.1 电子系统概述
1.2 电子系统的设计
1.2.1 电子系统设计的一般方法
1.2.2 电子系统设计的一般步骤
1.2.3 设计文档的作用
1.2.4 传统手工设计步骤
1.2.5 电子系统设计的EDA方法
1.2.6 电子系统设计的三要素——人才、工具、库
1.3 各种电子系统设计步骤综述
1.3.1 数字系统设计步骤
1.3.2 模拟系统设计步骤
1.3.3 以微机(单片机)为核心的电子系统的设计步骤
1.4 电子系统设计选题举例
1.4.1 简易数控直流电源(1994年全国大学生电子设计竞赛题之一)
1.4.2 频率特性测试仪(1999年全国大学生电子设计竞赛题之一)
习题与思考题1
参考文献
2 常用传感器及其应用电路
2.1 概述
2.2 常用传感器及其应用要求
2.2.1 常用传感器分类
2.2.2 传感器的应用要求
2.3 温度传感器
2.3.1 温度传感器的分类
2.3.2 集成温度传感器
2.3.3 应用举例——红外热辐射温度仪
2.4 光电传感器
2.4.1 发光二极管的特性
2.4.2 光敏二极管和光敏三极管
2.4.3 应用举例
2.5 霍尔传感器
2.5.1 线性霍尔传感器
2.5.2 开关型霍尔传感器
习题与思考题2
参考文献
3 模拟系统及其基本单元
3.1 模拟系统及其特点
3.2 模拟信号产生单元
3.2.1 单片精密函数发生器ICL8038
3.2.2 高精度50Hz时基电路
3.2.3 锁相环频率合成器
3.3 模拟信号的常用处理单元
3.3.1 集成运放及其在信号调理电路中的典型运用
3.3.2 测量放大器
3.3.3 RC有源滤波器的实用电路
3.3.4 D类音频功率放大器
3.4 模拟信号变换单元
3.4.1 集成电压比较器
3.4.2 采样保持器
3.4.3 多路模拟开关
3.4.4 电压－电流变换器
3.4.5 电压－频率变换器
3.4.6 频率解码电路
3.4.7 数字电位器及其应用
3.5 传感器与放大器之间的“匹配
习题与思考题3
参考文献
4 模拟设计中的EDA技术
4.1 引言
4.2 用于模拟设计的EDA工具简介
4.2.1 PSpice简介
4.2.2 OrCAD简介
4.2.3 EWB简介
4.2.4 MATLAB简介
4.2.5 影响EDA模拟设计正确性的因素
4.3 PSpice及EWB中高级分析的使用
4.3.1 参数扫描分析
4.3.2 温度扫描分析
4.3.3 灵敏度分析
4.3.4 坏情况分析
4.3.5 蒙特一卡罗(Monte-Carlo)分析
4.4 器件宏模型在PSpice模拟中的应用举例
4.4.1 关于器件宏模型
4.4.2 应用举例
4.5 在系统可编程模拟器件(ispPAC)的原理及应用
4.5.1 概述
4.5.2 结构与性能简介
4.5.3 应用举例
4.5.4 在系统可编程电源管理器件——ispPAC Power Manager
习题与思考题4
参考文献
5 数字系统设计
5.1 概述
5.2 可编程逻辑器件(PLD)及其应用
5.2.1 可编程逻辑器件(PLD)概述
5.2.2 可编程逻辑器件的结构与编程方法
5.2.3 可编程逻辑器件(PLD)的使用
5.2.4 可编程片上系统(SOPC)
5.3 Verilog HDL语言及其应用
5.3.1 Verilog HDL语言的基本结构
5.3.2 Verilog HDL的基本语法
5.3 I.3 不同抽象级别的Verilog HDL模型
5.3.4 系统的分层描述
5.3.5 用Verilog HDI。描述具体电路举例
5.4 全硬件数字系统的设计
5.4.1 总体方案设计
5.4.2 子系统设计
习题与思考题5
参考文献
6 嵌入式处理器与嵌入式系统及其应用
6.0引言
6.1 单片机基本知识的回顾
6.1.1 MCS一51系列单片机内部资源及引脚功能
6.1.2 单片机小系统
6.2 单片机应用系统的一般组成及开发过程
6.2.1 单片机应用系统的一般组成
6.2.2 单片机应用系统的开发过程
6.2.3 单片机测量控制系统概述
6.3 单片机与外围器件的连接
6.3.1 单片机与并行总线外围器件的连接
6.3.2 单片机与串行外围器件的连接
6.3.3 单片机与以太网控制器的连接
6.3.4 用单片机测量脉冲频率的接口及测量方法
6.4 单片机输出控制通道
6.5 单片机C语言
6.5.1 概述
6.5.2 使用KeilC51的软件设计
6.6 DSP原理、结构及应用
6.6.1 概述
6.6.2 TMS320系列的结构
6.6.3 TMS320F2812硬件电路设计
6.6.4 基于DSP的智能测控系统的硬件结构
6.6.5 DXP在测控系统中应用的软件设计
6.7 ARM处理器及嵌入式操作系统简介
6.7.1 ARM处理器简介
6.7.2 uCLinux嵌入式操作系统简介
6.7.3 嵌入式软件的开发环境与工具
6.8 基于FPGA的SOPC系统简介
6.8.1 概述
6.8.2 Nios II软核处理器
6.8.3 应用Nios II设计SOPC
习题与思考题6
参考文献
7 电子系统的芯片实现方法
7.1 引言
7.2 设计流程
7.2.1 概述
7.2.2 数字ASIC的设计流程
7.2.3 模拟ASIC的设计流程
7.2.4 片上系统(SUC)的设计流程
7.3 面向教学的芯片设计工具与环境
7.4 定时器ASIC芯片的设计方法与步骤
7.4.1 系统描述及功能设计
7.4.2 逻辑设计和电路设计
7.4.3 版图设计
7.5 国产工业级EDA软件——九天系统(Zeni System)简介
习题与思考题7
附录7.1 2μm单晶硅单层金属N阱CMOS设计规则
附录7.2 2μm单晶硅单层金属CMOS库单元版图举例
参考文献
8 电子系统设计与制造的有关工程问题
8.1 概述
8.2 电子系统的抗干扰设计
8.2.1 电磁干扰与电磁兼容问题
8.2.2 干扰的类型
8.2.3 干扰传播的途径
8.2.4 抗干扰设计方法
8.3 电子设备热设计
8.3.1 功率器件的散热
8.3.2 整机的散热
8.4 可靠性设计
8.5 数字电路的可测试性设计
8.6 印刷电路板的设计与装配
8.6.1 PCB的设计
8.6.2 关注信号完整性
8.7 电子系统的调试
8.7.1 通电调试之前的检查
8.7.2 初步制定出一个调试顺序与步骤
8.7.3 做好调试记录
8.7.4 模拟电路的调试
8.7.5 数字电路系统的调试
8.7.6 带微处理器的电路系统调试
8.8 可制造性设计
8.9 设计与质量管理
8.10 电子设备设计文件
复习思考题8
参考文献
9 电子系统设计举例
9.1 前言
9.2 水温控制系统的设计
9.2.1 原始设计任务书
9.2.2 水温控制系统的设计报告
9.3 数字式工频有效值电压表设计
9.3.1 原始设计任务书
9.3.2 数字式工频有效值电压表设计报告
9.4 数字化语音存储与回放系统
9.4.1 原始设计任务书
9.4.2 数字化语音存储与回放系统设计报告
9.4.3 部分子系统的详细设计
9.4.4 单片机的软件算法与流程图
9.4.5 系统调试与指标测试
9.5 采用直接数字合成(DDS)方法产生正弦扫频信号
9.5.1 DDS工作原理
9.5.2 在《ESD-7综合电子设计与实践平台》上，采用DDS方法产生正弦扫频信号
9.5.3 可以达到的性能指标
9.6 DDS产生的扫频信号用于频率特性测量
9.6.1 概述
9.6.2 电路系统频率特性的测试方法
9.6.3 设计一个扫频仪
9.7 数字存储示波器和FFT频谱分析
9.7.1 概述
9.7.2 设计任务
9.7.3 设计方案
参考文献
附录
附录A电子设计常用网址
附录B 常用电子工程手册
附录C 《ESD-7综合电子设计与实践平台》

作者介绍

文摘

序言

《电子工程导论：从理论到应用》 核心内容概述： 本书旨在为初学者和有一定基础的电子工程爱好者提供一个全面而系统的学习框架，深入浅出地讲解电子工程的基础理论、关键概念和实际应用。内容涵盖了电子学发展史上的重要里程碑，分析了现代电子技术的核心组成部分，并重点介绍了电子系统设计、验证和优化的基本流程与方法。读者将有机会理解不同电子元件的功能与特性，掌握电路分析的基本工具，学习数字与模拟信号处理的原理，并接触到当前主流的电子设计自动化（EDA）工具和嵌入式系统开发技术。本书注重理论与实践的结合，通过丰富的案例分析和项目示例，引导读者将所学知识应用于解决实际工程问题，培养其独立思考、分析和创新的能力。 详细内容介绍： 第一部分：电子工程基石——概念与理论 1. 电子学的演进之路： 从早期对电的探索（如法拉第、麦克斯韦）到电子管的发明，再到晶体管和集成电路的革命性突破，本书将带领读者回顾电子工程发展的辉煌历程。 我们将深入探讨这些关键技术是如何塑造了我们今天所处的科技社会，以及它们如何为后来的电子技术发展奠定了坚实的基础。 例如，真空电子管在早期无线通信和计算中的作用，晶体管如何实现了电子设备的微型化和低功耗，以及集成电路如何使得复杂电子系统成为可能。 2. 基础电路分析： 电路基本元件： 详细介绍电阻、电容、电感等无源元件的物理原理、特性曲线、在电路中的作用以及相关参数的含义（如电阻率、介电常数、磁导率）。 欧姆定律与基尔霍夫定律： 系统讲解这些基础定律在直流和交流电路分析中的应用，包括如何列写方程、求解节点电压和回路电流。 交流电路分析： 引入阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）的概念，讲解相量（Phasor）分析方法，以及RLC串联和并联谐振电路的特性。 瞬态响应分析： 探讨RC和RL电路的充电和放电过程，理解一阶和二阶电路的时间常数和阻尼系数。 电路分析方法： 详细介绍节点电压法、网孔电流法、戴维宁定理、诺顿定理、叠加定理等，提供清晰的解题步骤和示例。 3. 半导体器件原理： PN结： 深入剖析PN结的形成、载流子扩散与漂移、内建电势、外加电压对PN结特性的影响（正向导通、反向截止）。 二极管： 介绍各种类型二极管（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管）的工作原理、伏安特性曲线及其在电路中的应用，如整流、滤波、稳压等。 三极管（BJT）： 阐述双极结型晶体管（BJT）的结构、工作原理（放大区、饱和区、截止区）、输入输出特性曲线，以及作为开关和放大器的应用。 场效应管（FET）： 介绍结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOSFET）的工作原理，比较其特性和应用场景，特别是MOSFET在现代数字集成电路中的核心地位。 晶体管电路： 讲解单级放大器（共发射极、共集电极、共基极）的静态偏置、小信号模型分析，以及不同组态的放大性能（电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗）。 4. 模拟信号处理： 运算放大器（Op-Amp）： 详细介绍理想运算放大器的特性，如高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗。 基本运算电路： 讲解同相比例放大器、反相比例放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本应用电路，分析其传递函数和工作特点。 有源滤波器： 介绍低通、高通、带通、带阻滤波器的工作原理，分析巴特沃斯、切比雪夫等滤波器设计的基本概念。 信号发生器与信号调理： 简要介绍振荡器（如RC振荡器、LC振荡器）和信号调理电路（如比较器、电压跟随器）的基本原理。 5. 数字信号处理： 数字信号基础： 区分模拟信号与数字信号，介绍数字信号的采样、量化和编码过程。 逻辑门与布尔代数： 讲解基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能，介绍布尔代数的基本定律和定理，以及逻辑函数的化简方法（如卡诺图）。 组合逻辑电路： 设计和分析编码器、译码器、多路选择器、数据分配器、全加器、半加器等组合逻辑电路。 时序逻辑电路： 介绍触发器（SR, JK, D, T）的原理和状态转换，讲解基本时序电路单元，如寄存器、计数器（同步、异步）、移位寄存器。 数字系统结构： 介绍有限状态机（FSM）模型，包括摩尔型和米利型状态机的设计与实现。 第二部分：电子系统设计与实践 1. 电子系统设计流程： 需求分析与规格定义： 如何从用户需求出发，明确系统的功能、性能、接口和约束条件。 系统级设计： 模块划分、接口定义、系统框图绘制，选择合适的硬件和软件技术。 详细设计： 具体的电路设计、元器件选型、PCB布局布线等。 实现与集成： 硬件焊接、软件编程、模块测试与集成。 测试与验证： 功能测试、性能测试、可靠性测试。 调试与优化： 排除故障、改进性能。 2. 电子设计自动化（EDA）工具入门： 电路仿真软件： 介绍如LTspice, PSpice, Multisim等仿真软件的基本操作，如何搭建电路、设置仿真参数、分析仿真结果（时域、频域）。 PCB设计软件： 介绍如Altium Designer, Eagle, KiCad等PCB设计软件的基本流程，包括原理图绘制、PCB布局、布线、DRC（设计规则检查）等。 FPGA/CPLD设计工具： （如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）简要介绍硬件描述语言（HDL，如Verilog, VHDL）的基本概念，以及如何使用这些工具进行逻辑综合、布局布线和仿真。 3. 嵌入式系统概览： 嵌入式系统的定义与特点： 专用于特定功能的计算机系统，通常具有高可靠性、实时性、低功耗等特点。 硬件组成： 微处理器/微控制器（MCU），存储器（RAM, ROM, Flash），输入/输出接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC）。 软件组成： 嵌入式操作系统（RTOS）的概念，设备驱动程序，应用程序。 典型应用： 工业自动化、消费电子、汽车电子、医疗设备等。 4. 传感器与执行器： 传感器原理与分类： 介绍各种类型传感器的工作原理（如温度传感器、压力传感器、光敏传感器、加速度传感器、接近传感器），以及它们如何将物理量转换为电信号。 执行器原理与分类： 介绍各种类型执行器（如电机、继电器、LED、LCD）的工作原理，以及它们如何响应控制信号完成特定动作。 传感器与执行器的接口： 讲解如何将传感器信号接入微控制器（ADC转换），以及如何驱动执行器（PWM控制、驱动电路）。 5. 实际项目案例解析： 简单数字时钟： 从原理图设计到PCB实现，讲解如何利用计数器和显示驱动实现一个基本数字时钟。 温湿度监测系统： 结合传感器、微控制器和通信接口，设计一个能够采集和传输温湿度数据的系统。 LED调光与控制： 利用PWM技术和微控制器，实现LED亮度的调节和简单的动画效果。 简易遥控小车： 结合电机驱动、无线通信模块和控制算法，构建一个可以远程控制的移动平台。 第三部分：进阶主题与前沿探索 1. 电源管理技术： 线性稳压器与开关稳压器： 比较两者的效率、发热和应用场景。 DC-DC转换器： 介绍Buck、Boost、Buck-Boost转换器的工作原理。 电池充电管理： 简要介绍锂电池充电的保护电路和管理芯片。 2. 通信技术基础： 模拟通信与数字通信： 调制解调基本概念。 常用通信协议： UART, SPI, I2C, USB, Ethernet等接口的工作原理和应用。 无线通信： 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等无线通信技术的简要介绍。 3. 信号完整性与电源完整性： 信号完整性问题： 串扰、反射、振铃等现象的产生原因和抑制方法。 电源完整性问题： 电压跌落、噪声等问题，以及如何通过PCB设计和元器件选择来改善。 4. 未来趋势展望： 物联网（IoT）： 传感器网络、边缘计算、云平台等概念。 人工智能（AI）与机器学习（ML）在电子工程中的应用： 智能硬件、边缘AI等。 新能源与绿色电子： 可再生能源发电、储能技术、低功耗设计等。 学习目标： 通过对本书的学习，读者将能够： 扎实掌握电子工程的核心基础理论和关键概念。 理解各种电子元件和器件的工作原理及其应用。 具备分析和设计基本模拟和数字电路的能力。 熟悉电子系统设计的基本流程和方法。 初步掌握常用EDA工具的使用，为实际项目开发打下基础。 对嵌入式系统和现代电子技术的发展趋势有初步认识。 培养解决实际电子工程问题的分析能力和实践能力。 本书内容丰富，循序渐进，适合作为高等院校电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的入门教材，也可作为广大电子爱好者自学和提升的参考读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，但又不失启发性。作者的措辞精准到位，每一个术语的使用都符合行业标准，这对于正在建立专业词汇体系的读者来说非常重要。尽管内容偏向硬核技术，但通过穿插一些历史性的背景介绍或关键人物的洞见，使得阅读过程不至于过于枯燥。它成功地在保持学术严谨性和吸引工程技术人员这两者之间找到了一个绝佳的平衡点。当我遇到一些比较晦涩的概念时，作者往往会用一个精妙的比喻或一个简洁的数学解释来瞬间点亮思维的盲区。总而言之，它不仅是一本工具书，更像是一位经验丰富、要求严格但又极富耐心的导师，引导我系统性地掌握这门复杂的学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织逻辑简直是教科书级别的范例。作者显然是花费了大量心血来构建知识体系的，从基础的理论推导到复杂的系统集成，过渡得极其自然和平滑，让人感觉每一步学习都是水到渠成的。它不是那种东拉西扯堆砌知识点的书，而是像一条清晰的河流，引导着读者的思维不断深入。特别欣赏它在引入新技术或新概念时，总是先回顾相关的经典原理，建立起坚实的理论基础，然后再展示现代应用的强大。这种结构使得初学者不会感到迷茫，而有经验的工程师也能从中找到回顾和深化理解的切入点。阅读体验中，很少出现“跳跃式”的讲解，每一个章节的衔接都像精心设计的齿轮咬合，严密而高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧真的令人印象深刻。纸张质量上乘，拿在手里沉甸甸的，那种触感很棒，不是那种廉价的纸张。印刷清晰度极高，图表线条非常锐利，即便是最复杂的电路图，也能看得一清二楚，这对于需要精确观察细节的设计工作来说简直是福音。书本的装订也很扎实，感觉能经受住长期的翻阅和查找，不用担心没看几次就散架。而且，侧边留白的宽度恰到好处，方便读者在阅读时做批注和标记，看得出作者和出版方在细节上是下足了功夫的。尤其是那些关键概念的插图，色彩搭配得非常专业且有助于理解，绝非那种敷衍了事的黑白线条图。这本书拿在手里，就有一种厚重感和专业感扑面而来，完全符合一本经典教材应有的气质。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，这本书在实战案例的深度上达到了一个前所未有的高度。它不仅仅停留在理论阐述和公式推导，而是真正深入到了“如何设计”和“如何调试”的层面。书中提供的案例几乎覆盖了行业内最常见、也是最棘手的几类设计难题，从电源完整性到信号完整性，从EMC预处理到高速串行接口的布局建议，分析得鞭辟入里。更难能可贵的是，作者没有提供标准答案式的“最佳实践”，而是详细剖析了不同设计选择背后的权衡（Trade-offs），让读者明白在工程实践中，没有绝对完美的方案，只有最适合当前约束条件的方案。这种深入剖析设计决策过程的叙述方式，对我理解复杂系统的鲁棒性设计起到了决定性的作用。

评分☆☆☆☆☆

对于工具的使用和软件仿真的部分，这本书的处理方式非常到位，体现了现代电子设计流程的真实面貌。它没有简单地介绍软件的菜单操作，而是侧重于如何利用仿真工具来验证和优化设计——也就是“如何用好工具”。例如，关于SPICE模型参数提取的章节，描述得极为细致，解释了理想模型与实际器件之间的偏差来源，并给出了修正的经验方法。此外，对于一些先进的EDA流程，如自顶向下设计方法论的介绍，也使得这本书的时效性得到了保障。它平衡了理论的永恒性和工具的易变性，重点放在了指导读者形成正确的分析思维，而不是教他们如何操作某一特定版本的软件，这才是长久之计。