電子係統設計與實踐(21世紀高等學校規劃教材 電子信息) 9787302267775 清華 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫宏國，周雲龍著 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
• 電子信息
• 電路分析
• 模擬電子技術
• 數字電子技術
• 嵌入式係統
• 實踐教學
• 清華大學
• 21世紀高等學校規劃教材
• 電子工程

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302267775

商品編碼：29265982400

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：電子係統設計與實踐(21世紀高等學校規劃教材 電子信息)

定價：29.50元

作者：孫宏國,周雲龍著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787302267775

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

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內容提要

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　　本書共6章，介紹瞭電子係統設計導論，電子係統的組成、一般設計方法、方案論證、元件的選擇以及報告的撰寫方法，模擬電子係統的設計方法、常用的單元電路設計，傳統數字電子係統和現代數字電子係統的設計方法，單片機小係統和各單元電路的組成，電子電路的調試方法、步驟和經驗，曆屆電子設計競賽題目舉例。
　　本書可作為高等學校電氣信息類等專業的“電子技術課程設計”、“單片機課程設計”課程的教材，也可作為參加電子設計競賽的培訓教材和參考書。

目錄

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第1章　電子係統設計導論
　1.1　電子係統概述
　　1.1.1　定義
　　1.1.2　電子係統的組成
　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　電子係統設計一般步驟
　1.3　總體方案的選擇和實現
　　1.3.1　總體方案論證及選擇
　　1.3.2　總體方案框圖的設計及細化
　　1.3.3　總體方案的實現
　1.4　元器件的選擇原則
　　1.4.1　集成電路的選擇
　　1.4.2　電阻、電容的選擇　　
　1.5　設計報告與總結報告的編寫
　　1.5.1　設計報告的編寫
　　1.5.2　總結報告的編寫
　　1.5.3　電子設計競賽設計報告格式、內容
第2章　模擬電子係統設計
　2.1　概述
　　2.1.1　模擬電子係統的組成及特點
　　2.1.2　模擬電子係統的設計方法與步驟
　2.2　基本單元電路設計
　　2.2.1　信號的獲取
　　2.2.2　模擬信號處理單元
　　2.2.3　模擬信號變換單元
　　2.2.4　信號産生單元
　　2.2.5　多路選擇開關
　　2.2.6　電源電路
　2.3　模擬電子係統設計舉例
　　2.3.1　濕度控製器的設計
　　2.3.2　電子係統的數控直流穩壓電源設計
　2.4　模擬電子係統設計課題
　　2.4.1　直流穩壓電源
　　2.4.2　OCL功率放大器
　　2.4.3　脈衝調寬型伺服放大器
　　2.4.4　電壓/頻率變換器
　　2.4.5　多路防盜報警器
　　2.4.6　液體界麵位置的實時檢測與分離
　　2.4.7　電子配料秤
　　2.4.8　多種波形發生器
　　2.4.9　溫度測量與控製器
　　2.4.10　流量測量電路
第3章　數字電子係統設計
第4章　單片機應用係統設計
第5章　製作與調試實踐
第6章　綜閤電子係統設計實例
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代電子係統集成與應用》 前言 電子技術的飛速發展，不僅深刻地改變瞭人類的生活方式，也驅動著社會各行各業的轉型與升級。從我們手中智能的移動終端，到龐大復雜的航空航天係統，無不依賴於精巧的電子係統設計與集成。本書旨在為讀者提供一個深入理解現代電子係統設計核心理念、關鍵技術以及實際應用的方法論框架，幫助讀者構建起紮實的電子係統知識體係，並具備將理論應用於實踐的能力。 本書的編寫，充分考慮瞭當前電子信息領域發展的新趨勢和新需求。我們不拘泥於單一的學科分支，而是著眼於電子係統的整體性和係統性，強調跨學科的知識融閤。本書力求將理論的嚴謹性與實踐的指導性相結閤，通過深入淺齣的講解和豐富的案例分析，引導讀者理解電子係統設計中的關鍵要素，掌握主流的設計工具與流程，並培養解決復雜工程問題的能力。 第一章 電子係統的基本概念與構成 本章將從宏觀角度齣發，為讀者建立起對電子係統的基本認知。我們將深入探討什麼是電子係統，它由哪些基本單元構成，以及這些單元之間是如何協同工作的。 電子係統的定義與分類： 詳細闡述電子係統的概念，區分模擬係統、數字係統以及混閤信號係統，並介紹按照功能、應用領域（如通信、控製、計算、傳感等）劃分的電子係統類型。 基本電子元件及其作用： 迴顧並深化對電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管、運算放大器等基本電子元件的理解，重點強調它們在構成復雜電路中的基礎性作用。 集成電路（IC）的原理與分類： 介紹集成電路的演進曆程，深入講解數字集成電路（如邏輯門、微處理器、存儲器）和模擬集成電路（如放大器、濾波器、數據轉換器）的設計原理，以及它們的優越性。 信號的傳播與處理： 討論信號在電子係統中的産生、傳輸、處理和輸齣過程，包括模擬信號與數字信號的轉換，以及信號完整性等關鍵問題。 係統級框圖的繪製與分析： 學習如何繪製清晰、準確的係統級框圖，以直觀地展現電子係統的功能模塊劃分、信號流嚮和接口關係，為後續的設計與分析打下基礎。 第二章 信號處理與通信基礎 現代電子係統離不開對信號的采集、處理和傳輸。本章將重點關注信號處理和通信領域的核心技術。 傅裏葉變換與頻域分析： 深入理解傅裏葉變換在信號分析中的重要性，掌握如何將信號從時域轉換到頻域，從而分析信號的頻譜特性，理解信號的帶寬和頻率成分。 濾波器的設計與應用： 介紹不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的原理，以及如何根據信號特性選擇和設計閤適的濾波器，用於噪聲抑製、信號提取等。 采樣定理與數字信號處理（DSP）： 詳細講解奈奎斯特采樣定理，理解模擬信號如何被離散化為數字信號，並介紹數字信號處理的基本算法，如離散傅裏葉變換（DFT）、捲積等。 調製與解調技術： 闡述幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）以及更高級的數字調製技術（如QPSK、QAM）的原理，以及它們在信息傳輸中的作用。 信道編碼與解碼： 介紹糾錯碼（如漢明碼、捲積碼、Turbo碼）的基本原理，理解它們如何提高信號傳輸的可靠性，抵抗噪聲乾擾。 通信協議棧： 概述通信係統中不同層次的協議，如物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層等，理解它們如何協同工作，實現端到端的通信。 第三章 微處理器與嵌入式係統設計 微處理器是現代電子係統的“大腦”，嵌入式係統則將強大的計算能力融入各種設備。本章將深入探討微處理器的工作原理以及嵌入式係統的設計方法。 微處理器的架構與指令集： 介紹中央處理器（CPU）的基本構成，包括算術邏輯單元（ALU）、控製器、寄存器等，理解指令集架構（ISA）的設計原則，如RISC和CISC。 存儲器係統： 講解不同類型的存儲器（RAM、ROM、Flash）的工作原理，以及它們在微處理器係統中的地位和作用，如緩存（Cache）的設計。 總綫結構與接口技術： 討論微處理器與外圍設備之間的數據傳輸機製，如並行總綫、串行總綫（USB、I2C、SPI）等，以及各種接口標準。 中斷係統與異常處理： 理解中斷機製如何提高係統的響應速度和效率，以及異常處理在係統穩定運行中的作用。 嵌入式係統的概念與特點： 定義嵌入式係統，分析其與通用計算機係統的區彆，強調其實時性、功耗、成本和可靠性等關鍵特性。 嵌入式軟件開發： 介紹嵌入式軟件的開發流程，包括操作係統（RTOS）的選擇與應用、驅動程序的編寫、應用程序的開發和調試。 外圍設備接口與控製： 學習如何通過微處理器控製各種外圍設備，如GPIO、ADC、DAC、定時器、PWM等，並結閤傳感器和執行器進行實際應用。 第四章 傳感器技術與數據采集 傳感器是電子係統感知外部世界的“眼睛”和“耳朵”。本章將聚焦傳感器技術及其在數據采集中的應用。 傳感器的工作原理與分類： 介紹各種常見傳感器的物理原理，如電阻式、電容式、電感式、壓電式、光學式、磁學式、聲學式等。重點講解溫度、壓力、位移、光照、聲音、化學成分等傳感器的特性。 傳感器接口與信號調理： 討論傳感器輸齣信號的特點（如模擬、數字、串行、並行），以及如何設計信號調理電路（如放大、濾波、電平轉換）以適配數據采集係統。 模擬數字轉換器（ADC）與數字模擬轉換器（DAC）： 深入講解ADC和DAC的參數（如分辨率、采樣率、綫性度），以及它們在模擬信號與數字信號之間轉換過程中的作用。 數據采集係統（DAS）的設計： 介紹數據采集係統的整體架構，包括傳感器、信號調理、ADC、數據存儲和處理單元，並討論如何優化係統性能。 傳感器融閤與應用： 探討如何將多個傳感器的數據進行融閤，以獲得更全麵、更準確的環境信息，並列舉在智能傢居、工業自動化、醫療健康等領域的應用實例。 第五章 電源管理與功耗優化 在現代電子係統中，尤其是在便攜式設備和物聯網設備中，電源管理和功耗優化是至關重要的設計考量。 直流電源設計基礎： 迴顧綫性穩壓器和開關穩壓器（Buck、Boost、Buck-Boost）的工作原理，理解它們的優缺點和適用場景。 電池技術與管理： 介紹不同類型電池（如鋰離子電池、鎳氫電池）的特性，以及電池管理係統（BMS）的功能，包括充電、放電、過壓/欠壓保護等。 低功耗設計技術： 探討各種低功耗設計策略，如時鍾門控、電源門控、動態電壓頻率調整（DVFS）、休眠模式等。 功耗分析與測量： 學習如何對電子係統進行功耗分析，識彆功耗瓶頸，並介紹常用的功耗測量工具和方法。 能量采集技術： 簡要介紹太陽能、熱電、射頻能量采集等技術，以及它們在實現低功耗設備自供電方麵的潛力。 第六章 係統集成與設計流程 本章將從整體設計流程齣發，引導讀者理解如何將各個模塊有機地集成起來，形成一個完整、可靠的電子係統。 係統需求分析與規格定義： 強調在設計之初進行詳細的需求分析，明確係統的功能、性能、接口、功耗、成本等要求，並形成明確的技術規格。 模塊劃分與接口設計： 根據係統需求，將整個係統劃分為若乾個功能模塊，並精心設計模塊之間的接口，確保數據的正確傳輸和控製信號的有效傳遞。 硬件與軟件協同設計： 討論硬件設計與軟件開發之間的緊密聯係，強調並行開發和集成驗證的重要性。 設計工具與仿真： 介紹常用的電子設計自動化（EDA）工具，如原理圖設計軟件、PCB布局布綫軟件、電路仿真軟件（如SPICE、MATLAB/Simulink）、係統級仿真工具等。 原型開發與驗證： 闡述原型開發在設計流程中的作用，以及如何通過硬件在環（HIL）仿真、現場可編程門陣列（FPGA）等方式進行快速原型驗證。 測試與調試： 介紹電子係統測試的各種方法，如功能測試、性能測試、環境測試、電磁兼容（EMC）測試等，並分享有效的調試技巧。 可靠性與可維護性設計： 討論在設計過程中如何考慮係統的可靠性，包括元器件選擇、布局布綫、冗餘設計等，以及如何提高係統的可維護性。 第七章 現代電子係統應用實例分析 理論學習最終需要與實際應用相結閤。本章將通過分析一些典型的現代電子係統應用，幫助讀者鞏固所學知識，並拓展設計思路。 智能手機係統： 從處理器、通信模塊、傳感器、電源管理等方麵，解析智能手機的組成結構和工作原理。 物聯網（IoT）設備： 分析低功耗傳感器節點、網關設備的設計要點，以及通信協議（如MQTT、CoAP）的應用。 汽車電子係統： 探討車載信息娛樂係統、ADAS（高級駕駛輔助係統）等模塊的設計挑戰，如信號完整性、EMC、可靠性。 醫療電子設備： 分析醫療成像設備、生命體徵監測儀等精密電子係統的設計要求，如高精度、低噪聲、生物兼容性。 工業自動化控製係統： 講解PLC（可編程邏輯控製器）、嵌入式工控機在工業生産中的作用，以及數據采集與控製的實現。 結語 電子係統的設計與實踐是一個充滿挑戰和創造力的領域。本書的學習，為讀者打開瞭一扇通往更廣闊電子技術世界的大門。希望本書能夠激發讀者對電子科學的濃厚興趣，培養嚴謹的工程思維，並鼓勵大傢在未來的學習和工作中，不斷探索創新，為電子技術的進步貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，真正有價值的教材，應該是能夠引導讀者思考，而不是簡單地灌輸知識。這本書恰恰做到瞭這一點。它在講解每個概念時，都會設置一些思考題或者給齣一些開放性的討論點，鼓勵你去主動探索和發現。比如，在介紹數字信號處理的基礎時，書中並沒有止步於講解FFT（快速傅裏葉變換）的算法原理，而是引齣瞭“在實際應用中，我們應該如何選擇閤適的采樣率纔能保證信號的完整性？”這樣的問題。這樣的提問方式，讓我不再是被動地接受信息，而是開始主動地去分析問題、解決問題。更讓我驚喜的是，書中並沒有提供標準答案，而是鼓勵讀者通過查閱資料、進行仿真實驗甚至與同行交流來尋找自己的答案。這種“引導式學習”的方式，極大地提高瞭我的學習效率和獨立思考能力。我發現，在解決那些開放性問題的過程中，我對知識的理解也更加深刻和牢固。而且，書中還穿插瞭一些曆史上著名的電子技術發展的故事，以及一些工程師的經驗分享，這些內容不僅增加瞭閱讀的趣味性，也讓我感受到瞭電子工程的魅力和挑戰。總而言之，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在引領我在電子係統設計的道路上不斷前行。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和設計也給我留下瞭非常好的印象。在信息爆炸的時代，一本優秀的教材，除瞭內容本身，其呈現方式同樣至關重要。這本書在這一點上做得非常齣色。首先，它的紙張質量很好，文字清晰，圖片和圖錶色彩鮮明，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。其次，章節的劃分邏輯清晰，每一個章節的標題都能夠準確地概括其內容，讓我能夠快速地找到自己需要的信息。書中的插圖和圖錶更是精心設計，每一個都標注得非常詳細，並且與文字內容完美契閤，起到瞭很好的輔助理解作用。我特彆喜歡書中對一些復雜電路的剖析，作者使用瞭多角度的示意圖，並且對每一個元器件的功能和連接關係都進行瞭詳細的標注，這對於我這種初學者來說，極大地降低瞭理解的難度。此外，書中還使用瞭多種顔色來區分不同的信號綫、電源綫等，使得復雜的電路圖一目瞭然。每章的結尾都配有總結性的迴顧，幫助我鞏固所學知識。這種細緻入微的排版和設計，充分體現瞭作者和齣版方的專業和用心，讓學習過程變得更加愉悅和高效。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校學生，正在為畢業設計項目而發愁。我需要設計一個包含多種功能的智能控製係統，這其中涉及到硬件選型、電路設計、嵌入式軟件開發等多個方麵。在翻閱瞭市麵上眾多的參考書後，我最終選擇瞭這本書。事實證明，我的選擇是正確的。這本書的內容覆蓋瞭我項目所需的絕大部分知識點，而且講解得非常係統和深入。從微控製器的選型到傳感器接口的設計，從電源管理到通信協議的實現，書中都有詳細的論述和實例。我尤其感謝書中提供的那些實用的開發技巧和調試方法，它們幫助我少走瞭很多彎路。例如，在進行PCB打樣和測試時，書中關於信號完整性分析和電磁兼容性（EMC）處理的建議，讓我能夠提前規避很多潛在的問題。另外，書中提供的部分開源代碼和參考設計，也為我的項目提供瞭寶貴的起點。最讓我感動的是，書中雖然篇幅很長，但講解卻一點也不枯燥，作者用一種非常親切和幽默的語言，將復雜的知識點娓娓道來，讓我感覺像是在和一位經驗豐富的工程師交流。這本書不僅幫助我完成瞭我的畢業設計，更重要的是，它教會瞭我如何去獨立地解決工程問題，培養瞭我對電子工程的熱情和信心。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本優秀的教材，應該能夠反映齣該領域最前沿的發展和趨勢。這本書在這方麵做得尤為突齣。雖然它是一本基礎教材，但作者並沒有停留在陳舊的知識點上，而是巧妙地將一些新興的技術和概念融入其中。例如，在講解嵌入式係統設計時，書中並沒有僅僅停留在傳統的微控製器，而是開始探討如何將FPGA（現場可編程門陣列）與嵌入式係統結閤，以及在物聯網（IoT）應用中的一些關鍵技術和挑戰。我尤其欣賞書中對“低功耗設計”和“信息安全”這些在當前電子係統設計中越來越重要的議題的討論，它們不僅僅是作為一個獨立的章節齣現，而是貫穿於各個應用案例的分析之中，讓我能夠從一開始就建立起對這些重要概念的認識。書中還提到瞭雲計算在電子係統部署和管理中的作用，以及大數據分析如何指導硬件設計等前瞻性的內容。這種將傳統基礎知識與前沿技術相結閤的做法，讓這本書不僅僅是一本“教科書”，更是一本“前沿指南”，它讓我看到瞭電子係統設計的未來方嚮，也為我未來從事相關工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！作為一名剛剛接觸電子係統設計的初學者，我總是對那些晦澀難懂的理論感到頭疼，而市麵上大部分的書籍要麼過於理論化，要麼又太過零散。這本書的齣現，就像在一片迷霧中給我指明瞭方嚮。它的內容由淺入深，循序漸進，從最基礎的電子元器件講起，然後逐步過渡到復雜的集成電路設計，再到實際的應用案例。讓我印象最深刻的是，書中不僅僅是羅列那些公式和圖錶，而是用一種非常易於理解的方式去解釋這些概念。比如，在講解運算放大器時，作者並沒有一開始就拋齣復雜的傳遞函數，而是從一個簡單的“信號放大器”的概念入手，通過生動的類比，讓我瞬間領悟瞭它的核心作用。接著，再引申齣同相、反相放大器等不同配置，並結閤實際的電路圖進行分析，讓我不僅知其然，更知其所以然。而且，書中提供瞭大量的實例，這些實例都非常貼近實際的工程應用，讓我在學習理論知識的同時，也能瞭解到這些知識如何在實際的電子産品中得到應用。我尤其喜歡書中關於“PCB布局與布綫”那一章，它詳細地介紹瞭如何避免信號乾擾、如何優化電源分配等關鍵技巧，這對於我這種新手來說，簡直是寶貴的經驗總結。這本書讓我對電子係統設計充滿瞭信心，也激發瞭我進一步深入學習的興趣。