电子系统设计与实践(21世纪高等学校规划教材 电子信息) 9787302267775 清华 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

孙宏国，周云龙著 著

图书标签:

• 电子系统设计
• 电子信息
• 电路分析
• 模拟电子技术
• 数字电子技术
• 嵌入式系统
• 实践教学
• 清华大学
• 21世纪高等学校规划教材
• 电子工程

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302267775

商品编码：29265982400

包装：平装

出版时间：2012-01-01

基本信息

书名：电子系统设计与实践(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

定价：29.50元

作者：孙宏国,周云龙著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-01-01

ISBN：9787302267775

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

---

内容提要

---

　　本书共6章，介绍了电子系统设计导论，电子系统的组成、一般设计方法、方案论证、元件的选择以及报告的撰写方法，模拟电子系统的设计方法、常用的单元电路设计，传统数字电子系统和现代数字电子系统的设计方法，单片机小系统和各单元电路的组成，电子电路的调试方法、步骤和经验，历届电子设计竞赛题目举例。
　　本书可作为高等学校电气信息类等专业的“电子技术课程设计”、“单片机课程设计”课程的教材，也可作为参加电子设计竞赛的培训教材和参考书。

目录

---

第1章　电子系统设计导论
　1.1　电子系统概述
　　1.1.1　定义
　　1.1.2　电子系统的组成
　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　电子系统设计一般步骤
　1.3　总体方案的选择和实现
　　1.3.1　总体方案论证及选择
　　1.3.2　总体方案框图的设计及细化
　　1.3.3　总体方案的实现
　1.4　元器件的选择原则
　　1.4.1　集成电路的选择
　　1.4.2　电阻、电容的选择　　
　1.5　设计报告与总结报告的编写
　　1.5.1　设计报告的编写
　　1.5.2　总结报告的编写
　　1.5.3　电子设计竞赛设计报告格式、内容
第2章　模拟电子系统设计
　2.1　概述
　　2.1.1　模拟电子系统的组成及特点
　　2.1.2　模拟电子系统的设计方法与步骤
　2.2　基本单元电路设计
　　2.2.1　信号的获取
　　2.2.2　模拟信号处理单元
　　2.2.3　模拟信号变换单元
　　2.2.4　信号产生单元
　　2.2.5　多路选择开关
　　2.2.6　电源电路
　2.3　模拟电子系统设计举例
　　2.3.1　湿度控制器的设计
　　2.3.2　电子系统的数控直流稳压电源设计
　2.4　模拟电子系统设计课题
　　2.4.1　直流稳压电源
　　2.4.2　OCL功率放大器
　　2.4.3　脉冲调宽型伺服放大器
　　2.4.4　电压/频率变换器
　　2.4.5　多路防盗报警器
　　2.4.6　液体界面位置的实时检测与分离
　　2.4.7　电子配料秤
　　2.4.8　多种波形发生器
　　2.4.9　温度测量与控制器
　　2.4.10　流量测量电路
第3章　数字电子系统设计
第4章　单片机应用系统设计
第5章　制作与调试实践
第6章　综合电子系统设计实例
参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《现代电子系统集成与应用》 前言 电子技术的飞速发展，不仅深刻地改变了人类的生活方式，也驱动着社会各行各业的转型与升级。从我们手中智能的移动终端，到庞大复杂的航空航天系统，无不依赖于精巧的电子系统设计与集成。本书旨在为读者提供一个深入理解现代电子系统设计核心理念、关键技术以及实际应用的方法论框架，帮助读者构建起扎实的电子系统知识体系，并具备将理论应用于实践的能力。 本书的编写，充分考虑了当前电子信息领域发展的新趋势和新需求。我们不拘泥于单一的学科分支，而是着眼于电子系统的整体性和系统性，强调跨学科的知识融合。本书力求将理论的严谨性与实践的指导性相结合，通过深入浅出的讲解和丰富的案例分析，引导读者理解电子系统设计中的关键要素，掌握主流的设计工具与流程，并培养解决复杂工程问题的能力。 第一章 电子系统的基本概念与构成 本章将从宏观角度出发，为读者建立起对电子系统的基本认知。我们将深入探讨什么是电子系统，它由哪些基本单元构成，以及这些单元之间是如何协同工作的。 电子系统的定义与分类： 详细阐述电子系统的概念，区分模拟系统、数字系统以及混合信号系统，并介绍按照功能、应用领域（如通信、控制、计算、传感等）划分的电子系统类型。 基本电子元件及其作用： 回顾并深化对电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、运算放大器等基本电子元件的理解，重点强调它们在构成复杂电路中的基础性作用。 集成电路（IC）的原理与分类： 介绍集成电路的演进历程，深入讲解数字集成电路（如逻辑门、微处理器、存储器）和模拟集成电路（如放大器、滤波器、数据转换器）的设计原理，以及它们的优越性。 信号的传播与处理： 讨论信号在电子系统中的产生、传输、处理和输出过程，包括模拟信号与数字信号的转换，以及信号完整性等关键问题。 系统级框图的绘制与分析： 学习如何绘制清晰、准确的系统级框图，以直观地展现电子系统的功能模块划分、信号流向和接口关系，为后续的设计与分析打下基础。 第二章 信号处理与通信基础 现代电子系统离不开对信号的采集、处理和传输。本章将重点关注信号处理和通信领域的核心技术。 傅里叶变换与频域分析： 深入理解傅里叶变换在信号分析中的重要性，掌握如何将信号从时域转换到频域，从而分析信号的频谱特性，理解信号的带宽和频率成分。 滤波器的设计与应用： 介绍不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）的原理，以及如何根据信号特性选择和设计合适的滤波器，用于噪声抑制、信号提取等。 采样定理与数字信号处理（DSP）： 详细讲解奈奎斯特采样定理，理解模拟信号如何被离散化为数字信号，并介绍数字信号处理的基本算法，如离散傅里叶变换（DFT）、卷积等。 调制与解调技术： 阐述幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更高级的数字调制技术（如QPSK、QAM）的原理，以及它们在信息传输中的作用。 信道编码与解码： 介绍纠错码（如汉明码、卷积码、Turbo码）的基本原理，理解它们如何提高信号传输的可靠性，抵抗噪声干扰。 通信协议栈： 概述通信系统中不同层次的协议，如物理层、数据链路层、网络层、传输层等，理解它们如何协同工作，实现端到端的通信。 第三章 微处理器与嵌入式系统设计 微处理器是现代电子系统的“大脑”，嵌入式系统则将强大的计算能力融入各种设备。本章将深入探讨微处理器的工作原理以及嵌入式系统的设计方法。 微处理器的架构与指令集： 介绍中央处理器（CPU）的基本构成，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器、寄存器等，理解指令集架构（ISA）的设计原则，如RISC和CISC。 存储器系统： 讲解不同类型的存储器（RAM、ROM、Flash）的工作原理，以及它们在微处理器系统中的地位和作用，如缓存（Cache）的设计。 总线结构与接口技术： 讨论微处理器与外围设备之间的数据传输机制，如并行总线、串行总线（USB、I2C、SPI）等，以及各种接口标准。 中断系统与异常处理： 理解中断机制如何提高系统的响应速度和效率，以及异常处理在系统稳定运行中的作用。 嵌入式系统的概念与特点： 定义嵌入式系统，分析其与通用计算机系统的区别，强调其实时性、功耗、成本和可靠性等关键特性。 嵌入式软件开发： 介绍嵌入式软件的开发流程，包括操作系统（RTOS）的选择与应用、驱动程序的编写、应用程序的开发和调试。 外围设备接口与控制： 学习如何通过微处理器控制各种外围设备，如GPIO、ADC、DAC、定时器、PWM等，并结合传感器和执行器进行实际应用。 第四章 传感器技术与数据采集 传感器是电子系统感知外部世界的“眼睛”和“耳朵”。本章将聚焦传感器技术及其在数据采集中的应用。 传感器的工作原理与分类： 介绍各种常见传感器的物理原理，如电阻式、电容式、电感式、压电式、光学式、磁学式、声学式等。重点讲解温度、压力、位移、光照、声音、化学成分等传感器的特性。 传感器接口与信号调理： 讨论传感器输出信号的特点（如模拟、数字、串行、并行），以及如何设计信号调理电路（如放大、滤波、电平转换）以适配数据采集系统。 模拟数字转换器（ADC）与数字模拟转换器（DAC）： 深入讲解ADC和DAC的参数（如分辨率、采样率、线性度），以及它们在模拟信号与数字信号之间转换过程中的作用。 数据采集系统（DAS）的设计： 介绍数据采集系统的整体架构，包括传感器、信号调理、ADC、数据存储和处理单元，并讨论如何优化系统性能。 传感器融合与应用： 探讨如何将多个传感器的数据进行融合，以获得更全面、更准确的环境信息，并列举在智能家居、工业自动化、医疗健康等领域的应用实例。 第五章 电源管理与功耗优化 在现代电子系统中，尤其是在便携式设备和物联网设备中，电源管理和功耗优化是至关重要的设计考量。 直流电源设计基础： 回顾线性稳压器和开关稳压器（Buck、Boost、Buck-Boost）的工作原理，理解它们的优缺点和适用场景。 电池技术与管理： 介绍不同类型电池（如锂离子电池、镍氢电池）的特性，以及电池管理系统（BMS）的功能，包括充电、放电、过压/欠压保护等。 低功耗设计技术： 探讨各种低功耗设计策略，如时钟门控、电源门控、动态电压频率调整（DVFS）、休眠模式等。 功耗分析与测量： 学习如何对电子系统进行功耗分析，识别功耗瓶颈，并介绍常用的功耗测量工具和方法。 能量采集技术： 简要介绍太阳能、热电、射频能量采集等技术，以及它们在实现低功耗设备自供电方面的潜力。 第六章 系统集成与设计流程 本章将从整体设计流程出发，引导读者理解如何将各个模块有机地集成起来，形成一个完整、可靠的电子系统。 系统需求分析与规格定义： 强调在设计之初进行详细的需求分析，明确系统的功能、性能、接口、功耗、成本等要求，并形成明确的技术规格。 模块划分与接口设计： 根据系统需求，将整个系统划分为若干个功能模块，并精心设计模块之间的接口，确保数据的正确传输和控制信号的有效传递。 硬件与软件协同设计： 讨论硬件设计与软件开发之间的紧密联系，强调并行开发和集成验证的重要性。 设计工具与仿真： 介绍常用的电子设计自动化（EDA）工具，如原理图设计软件、PCB布局布线软件、电路仿真软件（如SPICE、MATLAB/Simulink）、系统级仿真工具等。 原型开发与验证： 阐述原型开发在设计流程中的作用，以及如何通过硬件在环（HIL）仿真、现场可编程门阵列（FPGA）等方式进行快速原型验证。 测试与调试： 介绍电子系统测试的各种方法，如功能测试、性能测试、环境测试、电磁兼容（EMC）测试等，并分享有效的调试技巧。 可靠性与可维护性设计： 讨论在设计过程中如何考虑系统的可靠性，包括元器件选择、布局布线、冗余设计等，以及如何提高系统的可维护性。 第七章 现代电子系统应用实例分析 理论学习最终需要与实际应用相结合。本章将通过分析一些典型的现代电子系统应用，帮助读者巩固所学知识，并拓展设计思路。 智能手机系统： 从处理器、通信模块、传感器、电源管理等方面，解析智能手机的组成结构和工作原理。 物联网（IoT）设备： 分析低功耗传感器节点、网关设备的设计要点，以及通信协议（如MQTT、CoAP）的应用。 汽车电子系统： 探讨车载信息娱乐系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）等模块的设计挑战，如信号完整性、EMC、可靠性。 医疗电子设备： 分析医疗成像设备、生命体征监测仪等精密电子系统的设计要求，如高精度、低噪声、生物兼容性。 工业自动化控制系统： 讲解PLC（可编程逻辑控制器）、嵌入式工控机在工业生产中的作用，以及数据采集与控制的实现。 结语 电子系统的设计与实践是一个充满挑战和创造力的领域。本书的学习，为读者打开了一扇通往更广阔电子技术世界的大门。希望本书能够激发读者对电子科学的浓厚兴趣，培养严谨的工程思维，并鼓励大家在未来的学习和工作中，不断探索创新，为电子技术的进步贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！作为一名刚刚接触电子系统设计的初学者，我总是对那些晦涩难懂的理论感到头疼，而市面上大部分的书籍要么过于理论化，要么又太过零散。这本书的出现，就像在一片迷雾中给我指明了方向。它的内容由浅入深，循序渐进，从最基础的电子元器件讲起，然后逐步过渡到复杂的集成电路设计，再到实际的应用案例。让我印象最深刻的是，书中不仅仅是罗列那些公式和图表，而是用一种非常易于理解的方式去解释这些概念。比如，在讲解运算放大器时，作者并没有一开始就抛出复杂的传递函数，而是从一个简单的“信号放大器”的概念入手，通过生动的类比，让我瞬间领悟了它的核心作用。接着，再引申出同相、反相放大器等不同配置，并结合实际的电路图进行分析，让我不仅知其然，更知其所以然。而且，书中提供了大量的实例，这些实例都非常贴近实际的工程应用，让我在学习理论知识的同时，也能了解到这些知识如何在实际的电子产品中得到应用。我尤其喜欢书中关于“PCB布局与布线”那一章，它详细地介绍了如何避免信号干扰、如何优化电源分配等关键技巧，这对于我这种新手来说，简直是宝贵的经验总结。这本书让我对电子系统设计充满了信心，也激发了我进一步深入学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的教材，应该能够反映出该领域最前沿的发展和趋势。这本书在这方面做得尤为突出。虽然它是一本基础教材，但作者并没有停留在陈旧的知识点上，而是巧妙地将一些新兴的技术和概念融入其中。例如，在讲解嵌入式系统设计时，书中并没有仅仅停留在传统的微控制器，而是开始探讨如何将FPGA（现场可编程门阵列）与嵌入式系统结合，以及在物联网（IoT）应用中的一些关键技术和挑战。我尤其欣赏书中对“低功耗设计”和“信息安全”这些在当前电子系统设计中越来越重要的议题的讨论，它们不仅仅是作为一个独立的章节出现，而是贯穿于各个应用案例的分析之中，让我能够从一开始就建立起对这些重要概念的认识。书中还提到了云计算在电子系统部署和管理中的作用，以及大数据分析如何指导硬件设计等前瞻性的内容。这种将传统基础知识与前沿技术相结合的做法，让这本书不仅仅是一本“教科书”，更是一本“前沿指南”，它让我看到了电子系统设计的未来方向，也为我未来从事相关工作打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校学生，正在为毕业设计项目而发愁。我需要设计一个包含多种功能的智能控制系统，这其中涉及到硬件选型、电路设计、嵌入式软件开发等多个方面。在翻阅了市面上众多的参考书后，我最终选择了这本书。事实证明，我的选择是正确的。这本书的内容覆盖了我项目所需的绝大部分知识点，而且讲解得非常系统和深入。从微控制器的选型到传感器接口的设计，从电源管理到通信协议的实现，书中都有详细的论述和实例。我尤其感谢书中提供的那些实用的开发技巧和调试方法，它们帮助我少走了很多弯路。例如，在进行PCB打样和测试时，书中关于信号完整性分析和电磁兼容性（EMC）处理的建议，让我能够提前规避很多潜在的问题。另外，书中提供的部分开源代码和参考设计，也为我的项目提供了宝贵的起点。最让我感动的是，书中虽然篇幅很长，但讲解却一点也不枯燥，作者用一种非常亲切和幽默的语言，将复杂的知识点娓娓道来，让我感觉像是在和一位经验丰富的工程师交流。这本书不仅帮助我完成了我的毕业设计，更重要的是，它教会了我如何去独立地解决工程问题，培养了我对电子工程的热情和信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计也给我留下了非常好的印象。在信息爆炸的时代，一本优秀的教材，除了内容本身，其呈现方式同样至关重要。这本书在这一点上做得非常出色。首先，它的纸张质量很好，文字清晰，图片和图表色彩鲜明，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。其次，章节的划分逻辑清晰，每一个章节的标题都能够准确地概括其内容，让我能够快速地找到自己需要的信息。书中的插图和图表更是精心设计，每一个都标注得非常详细，并且与文字内容完美契合，起到了很好的辅助理解作用。我特别喜欢书中对一些复杂电路的剖析，作者使用了多角度的示意图，并且对每一个元器件的功能和连接关系都进行了详细的标注，这对于我这种初学者来说，极大地降低了理解的难度。此外，书中还使用了多种颜色来区分不同的信号线、电源线等，使得复杂的电路图一目了然。每章的结尾都配有总结性的回顾，帮助我巩固所学知识。这种细致入微的排版和设计，充分体现了作者和出版方的专业和用心，让学习过程变得更加愉悦和高效。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，真正有价值的教材，应该是能够引导读者思考，而不是简单地灌输知识。这本书恰恰做到了这一点。它在讲解每个概念时，都会设置一些思考题或者给出一些开放性的讨论点，鼓励你去主动探索和发现。比如，在介绍数字信号处理的基础时，书中并没有止步于讲解FFT（快速傅里叶变换）的算法原理，而是引出了“在实际应用中，我们应该如何选择合适的采样率才能保证信号的完整性？”这样的问题。这样的提问方式，让我不再是被动地接受信息，而是开始主动地去分析问题、解决问题。更让我惊喜的是，书中并没有提供标准答案，而是鼓励读者通过查阅资料、进行仿真实验甚至与同行交流来寻找自己的答案。这种“引导式学习”的方式，极大地提高了我的学习效率和独立思考能力。我发现，在解决那些开放性问题的过程中，我对知识的理解也更加深刻和牢固。而且，书中还穿插了一些历史上著名的电子技术发展的故事，以及一些工程师的经验分享，这些内容不仅增加了阅读的趣味性，也让我感受到了电子工程的魅力和挑战。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在引领我在电子系统设计的道路上不断前行。