綜閤電子設計與實踐(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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田良 著

圖書標籤:

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• EDA
• 模擬電路
• 數字電路
• 嵌入式係統
• 實驗
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齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564120764

商品編碼：29712140431

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名:綜閤電子設計與實踐(第2版)

：40.00元

售價：27.2元,便宜12.8元,摺扣68

作者:田良

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787564120764

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

本書的內容就是圍繞復雜電子係統的設計與實現方法而安排的。有關的論述有：上至電子係統的高層設計理念、一般性設計方法與步驟，下到電子係統工程實現中常見實際問題的處置原則及方法、重要元器件的正確使用方法等；從傳統手工設計方法與步驟到EDA設計方法與步驟；從PCB闆上集成係統到芯片上集成係統(簡稱片上係統——SOC)的設計方法與步驟等。其目的是讓學生既要站得高看得遠、把握住係統設計中的全局性問題，又能腳踏實地有條不紊地完成某個具體的係統設計與實現的任務，並能正確處理實現時遇到的常見實際問題。與上述論述有關的觀點除滲透在本書的主要章節之中外，還在第l章和第8章內集中做瞭深入而係統的論述。

內容提要

本書對2002年版做瞭重要修訂。全書共分9章：章為電子係統設計導論；第2章為常用傳感器及其應用電路；第3章為模擬係統及其基本單元；第4章為模擬設計中的EDA技術；第5章為數字係統設計；第6章為嵌入式處理器與嵌入式係統及其應用；第7章為電子係統的芯片實現方法；第8章為電子係統設計與製造的有關工程問題；第9章為電子係統設計舉例。以上內容係圍繞電子係統的設計與實現方法來安排的，目的是培養學生的係統設計能力，以適應電子信息時代對學生知識結構和能力的要求。
全書取材先進、內容新穎、理論聯係實際，既論及與電子係統高層設計理念相關的問題，又重視底層實現中常見實際問題的處置原則及方法。此次該書經過修編後，內容更加符閤當前技術發展趨勢以及教學改革的需求。
本書可作為高等院校電氣電子信息類專業的綜閤設計實踐教材，也可供電氣電子信息類工程技術人員參考。

目錄

1 電子係統設計導論
1.1 電子係統概述
1.2 電子係統的設計
1.2.1 電子係統設計的一般方法
1.2.2 電子係統設計的一般步驟
1.2.3 設計文檔的作用
1.2.4 傳統手工設計步驟
1.2.5 電子係統設計的EDA方法
1.2.6 電子係統設計的三要素——人纔、工具、庫
1.3 各種電子係統設計步驟綜述
1.3.1 數字係統設計步驟
1.3.2 模擬係統設計步驟
1.3.3 以微機(單片機)為核心的電子係統的設計步驟
1.4 電子係統設計選題舉例
1.4.1 簡易數控直流電源(1994年全國大學生電子設計競賽題之一)
1.4.2 頻率特性測試儀(1999年全國大學生電子設計競賽題之一)
習題與思考題1
參考文獻
2 常用傳感器及其應用電路
2.1 概述
2.2 常用傳感器及其應用要求
2.2.1 常用傳感器分類
2.2.2 傳感器的應用要求
2.3 溫度傳感器
2.3.1 溫度傳感器的分類
2.3.2 集成溫度傳感器
2.3.3 應用舉例——紅外熱輻射溫度儀
2.4 光電傳感器
2.4.1 發光二極管的特性
2.4.2 光敏二極管和光敏三極管
2.4.3 應用舉例
2.5 霍爾傳感器
2.5.1 綫性霍爾傳感器
2.5.2 開關型霍爾傳感器
習題與思考題2
參考文獻
3 模擬係統及其基本單元
3.1 模擬係統及其特點
3.2 模擬信號産生單元
3.2.1 單片精密函數發生器ICL8038
3.2.2 高精度50Hz時基電路
3.2.3 鎖相環頻率閤成器
3.3 模擬信號的常用處理單元
3.3.1 集成運放及其在信號調理電路中的典型運用
3.3.2 測量放大器
3.3.3 RC有源濾波器的實用電路
3.3.4 D類音頻功率放大器
3.4 模擬信號變換單元
3.4.1 集成電壓比較器
3.4.2 采樣保持器
3.4.3 多路模擬開關
3.4.4 電壓－電流變換器
3.4.5 電壓－頻率變換器
3.4.6 頻率解碼電路
3.4.7 數字電位器及其應用
3.5 傳感器與放大器之間的“匹配
習題與思考題3
參考文獻
4 模擬設計中的EDA技術
4.1 引言
4.2 用於模擬設計的EDA工具簡介
4.2.1 PSpice簡介
4.2.2 OrCAD簡介
4.2.3 EWB簡介
4.2.4 MATLAB簡介
4.2.5 影響EDA模擬設計正確性的因素
4.3 PSpice及EWB中高級分析的使用
4.3.1 參數掃描分析
4.3.2 溫度掃描分析
4.3.3 靈敏度分析
4.3.4 壞情況分析
4.3.5 濛特一卡羅(Monte-Carlo)分析
4.4 器件宏模型在PSpice模擬中的應用舉例
4.4.1 關於器件宏模型
4.4.2 應用舉例
4.5 在係統可編程模擬器件(ispPAC)的原理及應用
4.5.1 概述
4.5.2 結構與性能簡介
4.5.3 應用舉例
4.5.4 在係統可編程電源管理器件——ispPAC Power Manager
習題與思考題4
參考文獻
5 數字係統設計
5.1 概述
5.2 可編程邏輯器件(PLD)及其應用
5.2.1 可編程邏輯器件(PLD)概述
5.2.2 可編程邏輯器件的結構與編程方法
5.2.3 可編程邏輯器件(PLD)的使用
5.2.4 可編程片上係統(SOPC)
5.3 Verilog HDL語言及其應用
5.3.1 Verilog HDL語言的基本結構
5.3.2 Verilog HDL的基本語法
5.3 I.3 不同抽象級彆的Verilog HDL模型
5.3.4 係統的分層描述
5.3.5 用Verilog HDI。描述具體電路舉例
5.4 全硬件數字係統的設計
5.4.1 總體方案設計
5.4.2 子係統設計
習題與思考題5
參考文獻
6 嵌入式處理器與嵌入式係統及其應用
6.0引言
6.1 單片機基本知識的迴顧
6.1.1 MCS一51係列單片機內部資源及引腳功能
6.1.2 單片機小係統
6.2 單片機應用係統的一般組成及開發過程
6.2.1 單片機應用係統的一般組成
6.2.2 單片機應用係統的開發過程
6.2.3 單片機測量控製係統概述
6.3 單片機與外圍器件的連接
6.3.1 單片機與並行總綫外圍器件的連接
6.3.2 單片機與串行外圍器件的連接
6.3.3 單片機與以太網控製器的連接
6.3.4 用單片機測量脈衝頻率的接口及測量方法
6.4 單片機輸齣控製通道
6.5 單片機C語言
6.5.1 概述
6.5.2 使用KeilC51的軟件設計
6.6 DSP原理、結構及應用
6.6.1 概述
6.6.2 TMS320係列的結構
6.6.3 TMS320F2812硬件電路設計
6.6.4 基於DSP的智能測控係統的硬件結構
6.6.5 DXP在測控係統中應用的軟件設計
6.7 ARM處理器及嵌入式操作係統簡介
6.7.1 ARM處理器簡介
6.7.2 uCLinux嵌入式操作係統簡介
6.7.3 嵌入式軟件的開發環境與工具
6.8 基於FPGA的SOPC係統簡介
6.8.1 概述
6.8.2 Nios II軟核處理器
6.8.3 應用Nios II設計SOPC
習題與思考題6
參考文獻
7 電子係統的芯片實現方法
7.1 引言
7.2 設計流程
7.2.1 概述
7.2.2 數字ASIC的設計流程
7.2.3 模擬ASIC的設計流程
7.2.4 片上係統(SUC)的設計流程
7.3 麵嚮教學的芯片設計工具與環境
7.4 定時器ASIC芯片的設計方法與步驟
7.4.1 係統描述及功能設計
7.4.2 邏輯設計和電路設計
7.4.3 版圖設計
7.5 國産工業級EDA軟件——九天係統(Zeni System)簡介
習題與思考題7
附錄7.1 2μm單晶矽單層金屬N阱CMOS設計規則
附錄7.2 2μm單晶矽單層金屬CMOS庫單元版圖舉例
參考文獻
8 電子係統設計與製造的有關工程問題
8.1 概述
8.2 電子係統的抗乾擾設計
8.2.1 電磁乾擾與電磁兼容問題
8.2.2 乾擾的類型
8.2.3 乾擾傳播的途徑
8.2.4 抗乾擾設計方法
8.3 電子設備熱設計
8.3.1 功率器件的散熱
8.3.2 整機的散熱
8.4 可靠性設計
8.5 數字電路的可測試性設計
8.6 印刷電路闆的設計與裝配
8.6.1 PCB的設計
8.6.2 關注信號完整性
8.7 電子係統的調試
8.7.1 通電調試之前的檢查
8.7.2 初步製定齣一個調試順序與步驟
8.7.3 做好調試記錄
8.7.4 模擬電路的調試
8.7.5 數字電路係統的調試
8.7.6 帶微處理器的電路係統調試
8.8 可製造性設計
8.9 設計與質量管理
8.10 電子設備設計文件
復習思考題8
參考文獻
9 電子係統設計舉例
9.1 前言
9.2 水溫控製係統的設計
9.2.1 原始設計任務書
9.2.2 水溫控製係統的設計報告
9.3 數字式工頻有效值電壓錶設計
9.3.1 原始設計任務書
9.3.2 數字式工頻有效值電壓錶設計報告
9.4 數字化語音存儲與迴放係統
9.4.1 原始設計任務書
9.4.2 數字化語音存儲與迴放係統設計報告
9.4.3 部分子係統的詳細設計
9.4.4 單片機的軟件算法與流程圖
9.4.5 係統調試與指標測試
9.5 采用直接數字閤成(DDS)方法産生正弦掃頻信號
9.5.1 DDS工作原理
9.5.2 在《ESD-7綜閤電子設計與實踐平颱》上，采用DDS方法産生正弦掃頻信號
9.5.3 可以達到的性能指標
9.6 DDS産生的掃頻信號用於頻率特性測量
9.6.1 概述
9.6.2 電路係統頻率特性的測試方法
9.6.3 設計一個掃頻儀
9.7 數字存儲示波器和FFT頻譜分析
9.7.1 概述
9.7.2 設計任務
9.7.3 設計方案
參考文獻
附錄
附錄A電子設計常用網址
附錄B 常用電子工程手冊
附錄C 《ESD-7綜閤電子設計與實踐平颱》

作者介紹

文摘

序言

《電子工程導論：從理論到應用》 核心內容概述： 本書旨在為初學者和有一定基礎的電子工程愛好者提供一個全麵而係統的學習框架，深入淺齣地講解電子工程的基礎理論、關鍵概念和實際應用。內容涵蓋瞭電子學發展史上的重要裏程碑，分析瞭現代電子技術的核心組成部分，並重點介紹瞭電子係統設計、驗證和優化的基本流程與方法。讀者將有機會理解不同電子元件的功能與特性，掌握電路分析的基本工具，學習數字與模擬信號處理的原理，並接觸到當前主流的電子設計自動化（EDA）工具和嵌入式係統開發技術。本書注重理論與實踐的結閤，通過豐富的案例分析和項目示例，引導讀者將所學知識應用於解決實際工程問題，培養其獨立思考、分析和創新的能力。 詳細內容介紹： 第一部分：電子工程基石——概念與理論 1. 電子學的演進之路： 從早期對電的探索（如法拉第、麥剋斯韋）到電子管的發明，再到晶體管和集成電路的革命性突破，本書將帶領讀者迴顧電子工程發展的輝煌曆程。 我們將深入探討這些關鍵技術是如何塑造瞭我們今天所處的科技社會，以及它們如何為後來的電子技術發展奠定瞭堅實的基礎。 例如，真空電子管在早期無綫通信和計算中的作用，晶體管如何實現瞭電子設備的微型化和低功耗，以及集成電路如何使得復雜電子係統成為可能。 2. 基礎電路分析： 電路基本元件： 詳細介紹電阻、電容、電感等無源元件的物理原理、特性麯綫、在電路中的作用以及相關參數的含義（如電阻率、介電常數、磁導率）。 歐姆定律與基爾霍夫定律： 係統講解這些基礎定律在直流和交流電路分析中的應用，包括如何列寫方程、求解節點電壓和迴路電流。 交流電路分析： 引入阻抗（Impedance）和導納（Admittance）的概念，講解相量（Phasor）分析方法，以及RLC串聯和並聯諧振電路的特性。 瞬態響應分析： 探討RC和RL電路的充電和放電過程，理解一階和二階電路的時間常數和阻尼係數。 電路分析方法： 詳細介紹節點電壓法、網孔電流法、戴維寜定理、諾頓定理、疊加定理等，提供清晰的解題步驟和示例。 3. 半導體器件原理： PN結： 深入剖析PN結的形成、載流子擴散與漂移、內建電勢、外加電壓對PN結特性的影響（正嚮導通、反嚮截止）。 二極管： 介紹各種類型二極管（如整流二極管、穩壓二極管、發光二極管）的工作原理、伏安特性麯綫及其在電路中的應用，如整流、濾波、穩壓等。 三極管（BJT）： 闡述雙極結型晶體管（BJT）的結構、工作原理（放大區、飽和區、截止區）、輸入輸齣特性麯綫，以及作為開關和放大器的應用。 場效應管（FET）： 介紹結型場效應管（JFET）和絕緣柵場效應管（MOSFET）的工作原理，比較其特性和應用場景，特彆是MOSFET在現代數字集成電路中的核心地位。 晶體管電路： 講解單級放大器（共發射極、共集電極、共基極）的靜態偏置、小信號模型分析，以及不同組態的放大性能（電壓增益、電流增益、輸入阻抗、輸齣阻抗）。 4. 模擬信號處理： 運算放大器（Op-Amp）： 詳細介紹理想運算放大器的特性，如高開環增益、高輸入阻抗、低輸齣阻抗。 基本運算電路： 講解同相比例放大器、反相比例放大器、加法器、減法器、積分器、微分器等基本應用電路，分析其傳遞函數和工作特點。 有源濾波器： 介紹低通、高通、帶通、帶阻濾波器的工作原理，分析巴特沃斯、切比雪夫等濾波器設計的基本概念。 信號發生器與信號調理： 簡要介紹振蕩器（如RC振蕩器、LC振蕩器）和信號調理電路（如比較器、電壓跟隨器）的基本原理。 5. 數字信號處理： 數字信號基礎： 區分模擬信號與數字信號，介紹數字信號的采樣、量化和編碼過程。 邏輯門與布爾代數： 講解基本邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能，介紹布爾代數的基本定律和定理，以及邏輯函數的化簡方法（如卡諾圖）。 組閤邏輯電路： 設計和分析編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器、全加器、半加器等組閤邏輯電路。 時序邏輯電路： 介紹觸發器（SR, JK, D, T）的原理和狀態轉換，講解基本時序電路單元，如寄存器、計數器（同步、異步）、移位寄存器。 數字係統結構： 介紹有限狀態機（FSM）模型，包括摩爾型和米利型狀態機的設計與實現。 第二部分：電子係統設計與實踐 1. 電子係統設計流程： 需求分析與規格定義： 如何從用戶需求齣發，明確係統的功能、性能、接口和約束條件。 係統級設計： 模塊劃分、接口定義、係統框圖繪製，選擇閤適的硬件和軟件技術。 詳細設計： 具體的電路設計、元器件選型、PCB布局布綫等。 實現與集成： 硬件焊接、軟件編程、模塊測試與集成。 測試與驗證： 功能測試、性能測試、可靠性測試。 調試與優化： 排除故障、改進性能。 2. 電子設計自動化（EDA）工具入門： 電路仿真軟件： 介紹如LTspice, PSpice, Multisim等仿真軟件的基本操作，如何搭建電路、設置仿真參數、分析仿真結果（時域、頻域）。 PCB設計軟件： 介紹如Altium Designer, Eagle, KiCad等PCB設計軟件的基本流程，包括原理圖繪製、PCB布局、布綫、DRC（設計規則檢查）等。 FPGA/CPLD設計工具： （如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）簡要介紹硬件描述語言（HDL，如Verilog, VHDL）的基本概念，以及如何使用這些工具進行邏輯綜閤、布局布綫和仿真。 3. 嵌入式係統概覽： 嵌入式係統的定義與特點： 專用於特定功能的計算機係統，通常具有高可靠性、實時性、低功耗等特點。 硬件組成： 微處理器/微控製器（MCU），存儲器（RAM, ROM, Flash），輸入/輸齣接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC）。 軟件組成： 嵌入式操作係統（RTOS）的概念，設備驅動程序，應用程序。 典型應用： 工業自動化、消費電子、汽車電子、醫療設備等。 4. 傳感器與執行器： 傳感器原理與分類： 介紹各種類型傳感器的工作原理（如溫度傳感器、壓力傳感器、光敏傳感器、加速度傳感器、接近傳感器），以及它們如何將物理量轉換為電信號。 執行器原理與分類： 介紹各種類型執行器（如電機、繼電器、LED、LCD）的工作原理，以及它們如何響應控製信號完成特定動作。 傳感器與執行器的接口： 講解如何將傳感器信號接入微控製器（ADC轉換），以及如何驅動執行器（PWM控製、驅動電路）。 5. 實際項目案例解析： 簡單數字時鍾： 從原理圖設計到PCB實現，講解如何利用計數器和顯示驅動實現一個基本數字時鍾。 溫濕度監測係統： 結閤傳感器、微控製器和通信接口，設計一個能夠采集和傳輸溫濕度數據的係統。 LED調光與控製： 利用PWM技術和微控製器，實現LED亮度的調節和簡單的動畫效果。 簡易遙控小車： 結閤電機驅動、無綫通信模塊和控製算法，構建一個可以遠程控製的移動平颱。 第三部分：進階主題與前沿探索 1. 電源管理技術： 綫性穩壓器與開關穩壓器： 比較兩者的效率、發熱和應用場景。 DC-DC轉換器： 介紹Buck、Boost、Buck-Boost轉換器的工作原理。 電池充電管理： 簡要介紹鋰電池充電的保護電路和管理芯片。 2. 通信技術基礎： 模擬通信與數字通信： 調製解調基本概念。 常用通信協議： UART, SPI, I2C, USB, Ethernet等接口的工作原理和應用。 無綫通信： 藍牙、Wi-Fi、LoRa等無綫通信技術的簡要介紹。 3. 信號完整性與電源完整性： 信號完整性問題： 串擾、反射、振鈴等現象的産生原因和抑製方法。 電源完整性問題： 電壓跌落、噪聲等問題，以及如何通過PCB設計和元器件選擇來改善。 4. 未來趨勢展望： 物聯網（IoT）： 傳感器網絡、邊緣計算、雲平颱等概念。 人工智能（AI）與機器學習（ML）在電子工程中的應用： 智能硬件、邊緣AI等。 新能源與綠色電子： 可再生能源發電、儲能技術、低功耗設計等。 學習目標： 通過對本書的學習，讀者將能夠： 紮實掌握電子工程的核心基礎理論和關鍵概念。 理解各種電子元件和器件的工作原理及其應用。 具備分析和設計基本模擬和數字電路的能力。 熟悉電子係統設計的基本流程和方法。 初步掌握常用EDA工具的使用，為實際項目開發打下基礎。 對嵌入式係統和現代電子技術的發展趨勢有初步認識。 培養解決實際電子工程問題的分析能力和實踐能力。 本書內容豐富，循序漸進，適閤作為高等院校電子工程、自動化、計算機科學等相關專業的入門教材，也可作為廣大電子愛好者自學和提升的參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀真的令人印象深刻。紙張質量上乘，拿在手裏沉甸甸的，那種觸感很棒，不是那種廉價的紙張。印刷清晰度極高，圖錶綫條非常銳利，即便是最復雜的電路圖，也能看得一清二楚，這對於需要精確觀察細節的設計工作來說簡直是福音。書本的裝訂也很紮實，感覺能經受住長期的翻閱和查找，不用擔心沒看幾次就散架。而且，側邊留白的寬度恰到好處，方便讀者在閱讀時做批注和標記，看得齣作者和齣版方在細節上是下足瞭功夫的。尤其是那些關鍵概念的插圖，色彩搭配得非常專業且有助於理解，絕非那種敷衍瞭事的黑白綫條圖。這本書拿在手裏，就有一種厚重感和專業感撲麵而來，完全符閤一本經典教材應有的氣質。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失啓發性。作者的措辭精準到位，每一個術語的使用都符閤行業標準，這對於正在建立專業詞匯體係的讀者來說非常重要。盡管內容偏嚮硬核技術，但通過穿插一些曆史性的背景介紹或關鍵人物的洞見，使得閱讀過程不至於過於枯燥。它成功地在保持學術嚴謹性和吸引工程技術人員這兩者之間找到瞭一個絕佳的平衡點。當我遇到一些比較晦澀的概念時，作者往往會用一個精妙的比喻或一個簡潔的數學解釋來瞬間點亮思維的盲區。總而言之，它不僅是一本工具書，更像是一位經驗豐富、要求嚴格但又極富耐心的導師，引導我係統性地掌握這門復雜的學科。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，這本書在實戰案例的深度上達到瞭一個前所未有的高度。它不僅僅停留在理論闡述和公式推導，而是真正深入到瞭“如何設計”和“如何調試”的層麵。書中提供的案例幾乎覆蓋瞭行業內最常見、也是最棘手的幾類設計難題，從電源完整性到信號完整性，從EMC預處理到高速串行接口的布局建議，分析得鞭闢入裏。更難能可貴的是，作者沒有提供標準答案式的“最佳實踐”，而是詳細剖析瞭不同設計選擇背後的權衡（Trade-offs），讓讀者明白在工程實踐中，沒有絕對完美的方案，隻有最適閤當前約束條件的方案。這種深入剖析設計決策過程的敘述方式，對我理解復雜係統的魯棒性設計起到瞭決定性的作用。

評分☆☆☆☆☆

對於工具的使用和軟件仿真的部分，這本書的處理方式非常到位，體現瞭現代電子設計流程的真實麵貌。它沒有簡單地介紹軟件的菜單操作，而是側重於如何利用仿真工具來驗證和優化設計——也就是“如何用好工具”。例如，關於SPICE模型參數提取的章節，描述得極為細緻，解釋瞭理想模型與實際器件之間的偏差來源，並給齣瞭修正的經驗方法。此外，對於一些先進的EDA流程，如自頂嚮下設計方法論的介紹，也使得這本書的時效性得到瞭保障。它平衡瞭理論的永恒性和工具的易變性，重點放在瞭指導讀者形成正確的分析思維，而不是教他們如何操作某一特定版本的軟件，這纔是長久之計。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織邏輯簡直是教科書級彆的範例。作者顯然是花費瞭大量心血來構建知識體係的，從基礎的理論推導到復雜的係統集成，過渡得極其自然和平滑，讓人感覺每一步學習都是水到渠成的。它不是那種東拉西扯堆砌知識點的書，而是像一條清晰的河流，引導著讀者的思維不斷深入。特彆欣賞它在引入新技術或新概念時，總是先迴顧相關的經典原理，建立起堅實的理論基礎，然後再展示現代應用的強大。這種結構使得初學者不會感到迷茫，而有經驗的工程師也能從中找到迴顧和深化理解的切入點。閱讀體驗中，很少齣現“跳躍式”的講解，每一個章節的銜接都像精心設計的齒輪咬閤，嚴密而高效。