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何小艇 编

图书标签:

• 电子系统设计
• 电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• 嵌入式系统
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• EDA
• 电子工程

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308153799

版次：5

商品编码：11838136

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　　　何小艇编写的《电子系统设计（第5版）》是面向21世纪课程教材，同时也是浙江省高等教育重点建设教材之一，又是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。　　本书以电子系统设计方法为主线，以数字系统、模拟系统、智能系统(以微处理器为核心的数模混合系统)三大系统的设计原理、方法并结合实例为主题展开，同时简要地介绍了电力电子系统。全书特别注重理论与实际的结合，并注重实用性。　　本书可作高等学校工科电子工程类、信息工程类、电子技术类、电气工程类、自动控制类以及机电工程类专业本科生的教材，也可供有关工程技术人员作为学习电子系统设计的参考书，同时可作为全国大学生电子设计竞赛的培训教材及参考书。

目录

第l章 电子系统设计基本概念
1.1 电子系统设计概念
1.2 电子系统设计方法
1.2.1 白底向上设计方法
1.2.2 自顶向下设计方法
1.2.3 数模混合电子系统和模拟电子系统的设计方法
1.2.4 电子系统设计自动化EDA
1.3 EDA设计流程
1.3.1 EDA设计输入
1.3.2 EDA设计综合
1.3.3 EDA设计仿真
1.4 可编程逻辑器件PLD
1.4.1 PLD器件的发展
1.4.2 PLD设计综合
1.5 片上系统设计中的新概念
1.6 EDA设计工具和环境
1.6.1 EDA设计语言与软件
1.6.2 仿真工具
1.6.3 印刷电路板PCB软件
1.7 总结
参考文献
第2章 数字系统设计
2.1 概述
2.1.1 数字系统的基本组成
2.1.2 设计数字系统的基本步骤
2.2 明确设计要求
2.3 确定系统方案
2.4 受控器(数据子系统)硬件设计
2.5 控制器设计
2.5.1 MDS图
2.5.2 控制器的硬件实现
2.5.3 控制子系统的微程序设计
2.6 数字系统设计举例
2.6.1 出租车计价器的设计
2.6.2 堆栈处理器的设计
2.6.3 应用可编程逻辑器件设计交通灯控制系统
2.6.4 时钟问题
参考文献
第3章 模拟系统设计
3.1 模拟系统设计方法
3.1.1 概述
3.1.2 模拟系统的设计方法与步骤
3.2 低频模拟系统主要单元电路及其应用知识
3.2.1 集成运放应用设计基础
3.2.2 高性能放大电路介绍
3.2.3 A／D转换器、D／A转换器和取样／保持(S／H)电路
3.2.4 传感器
3.2.5 执行机构
3.3 低频模拟系统设计举例
3.3.1 电子系统的数控直流稳压电源设计
3.3.2 音响系统放大通道设计简述
3.4 锁相环系统-
3.4.1 设计举例
3.4.2 系统调试与指标测试
3.4.3 不同应用场合的锁相环的性能特点
3.5 通信系统-
3.5.1 设计举例
3.5.2 结构与工艺
3.5.3 系统调试
3.5.4 指标测量
3.5.5 附录
参考文献
第4章 电力电子系统设计
4.1 概述
4.2 电力电子器件
4.2.1 晶闸管(SCR)
4.2.2 大功率晶体管(GTR)
4.2.3 功率场效应晶体管(P—MOsFET)
4.2.4 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
4.3 驱动与保护电路
4.3.1 晶闸管触发电路
4.3.2 全控型器件驱动电路
4.3.3 电力电子器件的保护
4.4 电力电子基本电路
4.4.1 整流电路(AC—DC)
4.4.2 直流变换电路(DC—DC)
4.4.3 逆变电路(DC—AC)
4.4.4 交流变换电路(AC～AC)
4.5 电力电子系统设计举例
4。5.1 三相正弦波变频电源设计
4.5.2 开关稳压电源设计
参考文献
第5章 以微处理器为核心的智能型电子系统的设计
5.1 概述
5.2 系统功能的软、硬件划分
5.3 以单片机为核心的智能型电子系统的设计
5.3.1 单片机系统软件开发
5.3.2 单片机系统硬件没计
5.3.3 以单片机为核心的智能型电子系统设计举例
5.4 以嵌人式微处理器l为核心的智能型电子系统的设计
5.4.1 嵌入式系统概述
5.4.2 ARM处理器系列
5.4.3 以ARM为核心的嵌入式系统
5.4.4 嵌入式系统软件的层次结构
5.5 Iinux设备驱动程序
5.5.1 Iinux设备与设备文件
5.5.2 Iinux模块调用
5.5.3 Iinux设备驱动程序的编写
5.5.4 嵌入式Iinux字符型设备驱动程序框架
5.6 以嵌入式微处理器为核心的智能型电子系统的设计举例
5.6.1 无线摄像系统方案论证
5.6.2 无线摄像系统电原理图设计
5.6.3 CMOS摄像头驱动
5.6.4 CF无线网卡的驱动
5.6.5 嵌入式系统控制模块实现与软件移植
5.7 嵌入式多核系统简介
5.7.1 嵌入式多核系统概述
5.7.2 嵌入式多核系统软件设计
参考文献
第6章 电子系统综合设计举例
6.1 实用信号源的设计
6.1.1 审题
6.1.2 方案论证
6.1.3 方案细化
6.1.4 方案实现
6.2 正弦信号发生器的设计
6.2.1 分析设计要求
6.2.2 确定系统方案
6.2.3 方案流程图
6.2.4 方案实现
6.2.5 硬件实现
6.2.6 附录：控制器的编程源代码及仿真
6.3 脉冲信号发生器的设计
6.3.1 方案论证
6.3.2 脉冲信号发生器硬件设计
6.3.3 附录
6.4 数据采集系统的设计
6.4.1 设计任务与要求
6.4.2 总体方案的确定
6.4.3 系统硬件设计
6.4.4 系统软件编制
6.4.5 系统改进措施及功能扩展的讨论
参考文献
第7章 电子系统的实现
7.1 概述
7.2 电子系统的硬件实现
7.2.1 元件选择
7.2.2 系统布局
7.2.3 印刷电路板的设计
7.2.4 硬件基本功能检测
7.3 电子系统的动态调试
7.3.1 系统软件调试
7.3.2 软、硬件联合调试
7.3.3 软件抗干扰措施
7.4 电子系统的指标测试
7.5 设计报告与总结报告的编写
7.5.1 设计报告的编写
7.5.2 总结报告的编写
参考文献
附录电子系统设计题选

前言/序言

《精巧电路构建：从基础到尖端应用》 本书旨在为广大电子工程爱好者、在校学生以及初入行业的技术人员提供一套全面且深入的学习指南。我们不局限于某一特定版本或领域，而是着眼于电子系统设计这一宏大概念，从最基础的物理原理出发，逐步深入到复杂的集成电路应用，力求让读者能够构建起对整个电子学体系的清晰认知和扎实技能。 第一部分：电路的基石——理解与分析 在开始任何复杂的系统设计之前，对基本电路元件的深刻理解是必不可少的。本部分将从最基础的电阻、电容、电感这些无源元件入手，详细阐述它们的物理特性、伏安特性曲线、以及在直流和交流电路中的行为模式。我们将用清晰的图示和严谨的数学推导，讲解欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析法则，以及它们如何应用于分析串联、并联电路和更复杂的网格电路。 随后，我们将引入有源元件，特别是二极管和晶体管。对于二极管，我们会深入探讨其PN结的形成机理、正向导通和反向截止特性，以及稳压二极管、发光二极管等特殊类型二极管的应用。对于晶体管，我们将重点分析BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的基本结构、工作原理、输入输出特性曲线，以及它们作为放大器和开关的核心作用。我们将演示如何使用这些基本元件构建简单的放大电路、滤波电路和振荡电路，为后续更复杂的系统设计打下坚实基础。 此外，本部分还将介绍一些重要的电路分析技术，如戴维宁定理、诺顿定理、叠加定理等，这些工具能极大地简化复杂电路的分析过程。我们还会触及一些基础的信号处理概念，如频率响应、瞬态响应等，让读者初步了解电路对不同信号的反应特性。 第二部分：模拟电路的设计艺术——放大与处理 模拟电路是电子系统中的重要组成部分，它们负责处理和转换连续变化的信号。本部分将聚焦于放大电路的设计，这是模拟电路的核心功能之一。我们将从单级放大器开始，深入讲解共发射极、共集电极、共基极等放大电路的配置，分析它们的电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗以及频率响应特性。 接着，我们将学习多级放大器的设计，包括直接耦合、阻容耦合、变压器耦合等方式，以及它们各自的优缺点。运算放大器（Op-Amp）作为现代模拟电路设计的“万能芯片”，我们将花费大量篇幅来介绍其理想模型、内部结构（简要），以及其在各种应用中的强大能力。我们将演示如何利用运算放大器构建反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运算电路，以及它们在信号调理、波形生成等方面的作用。 滤波电路是模拟信号处理中不可或缺的环节，本部分也将详细介绍各种类型的滤波器，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等设计逼近方法。我们将学习如何设计和分析无源滤波器和有源滤波器，并理解它们在信号去噪、频率选择等方面的应用。 最后，本部分还会涵盖一些其他重要的模拟电路概念，例如振荡器（正弦振荡器、非正弦振荡器）、比较器、以及一些基础的电源设计（线性稳压、开关稳压的初步介绍），为读者构建完整的模拟电路知识体系。 第三部分：数字世界的逻辑——构建与控制 数字电路是现代电子系统的另一大支柱，它们处理的是离散的、二进制的信号。本部分将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）开始，深入讲解布尔代数及其逻辑运算规则，以及卡诺图等化简方法。我们将展示如何使用基本逻辑门构建组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等，理解它们在数据选择、路由和转换中的作用。 接着，我们将学习时序逻辑电路，这是数字系统实现存储和序列操作的基础。我们将详细介绍触发器（SR, D, JK, T触发器）的工作原理和状态转换，以及它们如何构成基本的存储单元。在此基础上，我们将学习寄存器、计数器（异步计数器、同步计数器）、移位寄存器等基本时序逻辑模块，理解它们在数据存储、移位和计数等方面的应用。 我们将进一步探讨更复杂的数字系统构建模块，例如有限状态机（FSM）的设计，它能让数字系统根据输入和当前状态执行特定的序列动作。我们将介绍两种主要的设计方法：摩尔型和米利型状态机，并学习如何将其转化为硬件描述语言（HDL）进行实现。 此外，本部分还将介绍数字信号处理（DSP）的一些基础概念，包括采样、量化、编码等，并初步介绍数字滤波器的工作原理。我们还会触及一些数字通信的基本概念，如编码、解码、调制、解调等，为读者理解现代通信系统的基础打下基础。 第四部分：集成与系统——从概念到实践 电子系统设计的核心在于将各种基本电路模块有机地组合起来，形成具有特定功能的完整系统。本部分将聚焦于这一层面。我们将深入探讨集成电路（IC）的设计流程，从需求分析、架构设计、逻辑实现到物理实现。我们将介绍硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，作为描述和设计复杂数字逻辑电路的强大工具，并演示如何使用它们进行仿真和验证。 我们将学习各种类型的集成电路，包括通用集成电路（如逻辑门芯片、运算放大器芯片）、微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、以及专用的集成电路（ASIC）。我们将详细讲解微控制器的工作原理，包括CPU、内存、输入/输出接口、定时器、中断控制器等核心组成部分，并学习如何使用汇编语言或高级语言（如C语言）为其编写程序，从而实现各种控制和数据处理功能。 对于系统设计，我们将强调模块化设计、接口规范、功耗管理、信号完整性、电磁兼容性（EMC）等关键考虑因素。我们将探讨嵌入式系统的设计，了解其软硬件协同工作的特点，以及在各种应用场景下的实现方式。 最后，本部分还将涉及一些前沿的设计理念和工具。我们将介绍可编程逻辑器件（PLD），如FPGA（现场可编程门阵列），了解其灵活性和在原型开发、小批量生产中的优势。我们还会简要介绍一些先进的EDA（电子设计自动化）工具，以及它们在电路仿真、布局布线、时序分析等方面的作用。 学习方法与展望 本书在每个章节都力求理论与实践相结合，通过大量的例题、仿真演示（概念性描述）和实际应用案例，帮助读者加深理解。我们鼓励读者动手实践，使用仿真软件进行电路模拟，甚至搭建简单的实验平台，亲身体验电路的运行。 《精巧电路构建：从基础到尖端应用》致力于培养读者独立思考、分析问题和解决问题的能力， empowering them to not only understand existing electronic systems but also to innovate and create new ones. 无论您是刚刚踏入电子工程的大门，还是希望拓展您的知识边界，本书都将是您可靠的同行者。

评分☆☆☆☆☆

这本书《电子系统设计（第5版）》简直是我近期阅读中最令人兴奋的一本！我是一名刚入行不久的软件工程师，但由于工作需要，我开始接触电子硬件设计。起初，我对此领域一窍不通，感到非常头疼。但这本书的出现，就像一盏明灯，照亮了我前行的道路。它的语言风格非常贴近读者，即使是对于我这样缺乏电子基础的人来说，也能理解得相当轻松。书中没有出现那些晦涩难懂的术语，而是用最浅显易懂的方式解释了各种电子元件的功能和工作原理。我尤其欣赏书中关于嵌入式系统开发的章节，它详细介绍了从硬件选型到软件编程的整个流程，让我对如何将软件和硬件结合起来有了全新的认识。书中还提供了很多实际的开发案例，并且对这些案例进行了细致的分析，这对于我这样需要将理论知识转化为实际操作的学习者来说，非常有帮助。我曾经在调试一个硬件接口时遇到很多困难，但看完书中相关的章节后，我找到了解决问题的关键。这本书让我觉得电子系统设计并没有想象中那么遥不可及，而是可以通过系统学习和实践来掌握的。我现在对电子系统设计充满了信心，并迫不及待地想在工作中运用所学到的知识。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《电子系统设计（第5版）》是一本真正意义上的“全能型”教材。它涵盖的知识面极其广泛，从模拟电路的基本原理到数字信号处理的高级技术，再到最新的FPGA设计和ASIC实现，几乎无所不包。这本书最大的优点在于其逻辑结构的严谨性和内容的循序渐进性。作者并没有把所有内容一股脑地塞给读者，而是有条不紊地从基础概念出发，逐步深入到更复杂的系统级设计。每一个章节的安排都非常合理，能够帮助读者建立起清晰的知识体系。我特别赞赏书中对系统级思维的强调，它不仅仅教我们如何设计单个的电子器件，更重要的是如何将这些器件有机地组合成一个功能完善、性能卓越的系统。书中对接口设计、总线协议以及通信机制的讲解非常透彻，这对于理解现代电子系统是如何协同工作的至关重要。此外，书中还提及了系统功耗管理、热设计以及EMC/EMI等工程实践中常常被忽视但却极其重要的方面，这让我在设计时能有更全面的考量。这本书不仅适合初学者入门，对于有一定经验的工程师来说，也能从中获得宝贵的启示和灵感。

评分☆☆☆☆☆

初次接触《电子系统设计（第5版）》，我的期望值并不算太高，毕竟市面上同类书籍汗牛充栋，质量参差不齐。然而，这本书的出现彻底颠覆了我的看法。它没有使用那些华丽辞藻来吸引眼球，而是以一种沉稳而扎实的风格，一步步引领读者进入电子系统设计的奇妙世界。我特别喜欢书中对不同技术权衡的讨论，比如在速度、功耗、成本之间的取舍，这正是实际工程中经常面临的挑战。作者并没有给出放之四海而皆准的答案，而是教会我们如何分析问题，如何根据具体场景做出最优决策。书中对模块化设计和接口标准讲解得尤为精彩，这对于构建复杂的大型系统来说是必不可少的。我还注意到，书中对测试和验证的重视程度相当高，这往往是许多初学者容易忽略的环节。通过书中详细的讲解，我深刻理解了充分的测试对于确保系统稳定性和可靠性的重要性。此外，书中还穿插了一些历史性的技术发展回顾，这让我在学习技术本身的同时，也能对整个行业的发展脉络有一个更清晰的认识。总而言之，这本书是一部非常值得细细品读的佳作，它不仅仅是一本教科书，更像是一位睿智的引路人，指引我在电子系统设计的道路上不断前行。

评分☆☆☆☆☆

收到《电子系统设计（第5版）》这本书后，我第一时间翻阅了目录，发现其内容之丰富、结构之完整，着实令人惊喜。这本书以一种非常务实的态度，将电子系统设计中的关键要素一一呈现。我尤其关注了书中关于可靠性工程和故障排除的章节，这对于我在实际项目中减少返工、提高产品质量有着极大的指导意义。作者并没有仅仅停留在理论层面，而是结合了大量的实际工程经验，分享了许多避免常见设计陷阱的宝贵建议。例如，在描述PCB布局和布线时，书中不仅给出了规范，还解释了为什么需要这样做，以及不遵守规范可能带来的后果。这使得读者能够真正理解设计背后的逻辑，而不是死记硬背。另外，书中对系统级测试和验证方法的论述也相当精彩，它强调了在设计早期就应考虑测试的便利性，并给出了多种行之有效的测试策略。我还注意到，本书对不同技术代沟的处理非常得当，既保留了经典理论，又融入了前沿技术，使得内容既具有历史深度，又不失时代感。总的来说，这本书就像一位经验丰富的设计顾问，用通俗易懂的语言，为我们勾勒出了一幅完整的电子系统设计蓝图，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子系统设计（第5版）》真是让我大开眼界！作为一名在电子工程领域摸爬滚打了多年的老兵，我一直觉得自己对电子系统设计已经颇有心得。然而，当我翻开这本书，立刻被它深入浅出的讲解方式和层出不穷的实用案例所折服。书中的内容并非只是枯燥的理论堆砌，而是将复杂的概念用直观易懂的方式呈现出来，仿佛一位经验丰富的导师在娓娓道来。从最基础的数字逻辑门到复杂的嵌入式系统架构，作者都给予了详尽的阐述，并辅以大量的图表和实例，这对于我这样习惯于理论结合实践的学习者来说，简直是雪中送炭。尤其是在低功耗设计和信号完整性分析这两个我一直认为难以掌握的领域，书中给出的方法和技巧让我茅塞顿开，甚至重新审视了我之前的一些设计思路。我尤其欣赏书中对不同设计工具和方法的比较分析，这使得读者可以根据自身的需求选择最合适的工具，而不是盲目追随潮流。这本书的更新速度也让我惊叹，很多最新的技术和标准都得到了及时的涵盖，这对于在快速发展的电子行业中保持竞争力至关重要。我已经迫不及待地想将书中学到的知识应用到我的下一个项目中了，相信它一定能帮助我设计出更高效、更可靠的电子系统。