电子系统设计与实践 戚海峰 9787305130465 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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戚海峰 著

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出版社： 南京大学出版社

ISBN：9787305130465

商品编码：29373112947

包装：平装

出版时间：2014-07-01

基本信息

书名：电子系统设计与实践

定价：25.00元

作者：戚海峰

出版社：南京大学出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787305130465

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《电子系统设计与实践》以TI公司模拟数字混合集成电路的应用设计为主线，内容包括模数混合电路和单片机的应用等内容。主要内容包括：，TI的电路仿真软件TINA—TI的使用；第二，TI运算放大器的应用特性；第三，MSP430单片机的应用实例训练。课程以集成电路的应用特性为导向，引导学生系统地了解和掌握模拟数字混合系统的设计方法。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电子系统设计与实践》：解锁前沿技术，赋能创新未来 在日新月异的电子科技领域，每一项突破都离不开扎实的理论基础和精湛的实践能力。本书，《电子系统设计与实践》，旨在为读者构建一个全面、深入且与时俱进的学习平台，涵盖从基础概念到复杂应用的各个层面，助力您在电子系统设计领域精益求精，勇攀高峰。 本书内容丰富，结构清晰，旨在培养读者成为一名具备创新思维和解决复杂工程问题能力的电子系统设计师。我们不仅关注理论的深度，更强调实践的可行性，力求将枯燥的理论知识转化为可操作、可验证的工程解决方案。 第一部分：电子系统设计的基础与理论 本部分是整个知识体系的基石，我们将系统地梳理电子系统设计所需的核心理论和基础概念。 第二章：模拟电路设计基础 晶体管工作原理与特性分析： 深入剖析BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的内部结构、pn结特性、各种工作区（截止区、放大区、饱和区）的判别与应用，以及关键参数（如跨导、输出电阻、阈值电压）的意义。我们将通过详实的图示和分析，帮助读者深刻理解这些半导体器件在电路中的作用。 放大器设计： 详细介绍不同类型的放大器（如单级放大器、多级放大器、差分放大器、运算放大器）的电路结构、增益计算、频率响应特性（通带、截止频率、带宽）、输入输出阻抗分析以及噪声问题。重点讲解如何根据应用需求选择合适的放大器拓扑，并优化其性能。 滤波器设计： 涵盖各种滤波器类型（低通、高通、带通、带阻）的原理、分类（如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔）及其在时域和频域的响应特点。读者将学习如何设计无源滤波器和有源滤波器，并掌握滤波器性能参数（如阻带衰减、过渡带宽度）的计算与优化。 振荡器与信号源： 深入研究正弦波振荡器（如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器）和非正弦波振荡器（如方波、三角波发生器）的设计原理。我们将分析振荡电路的稳定性条件、起振条件以及输出波形的失真度，并探讨如何实现精确频率和稳定幅度的信号源。 电源电路设计： 讲解线性稳压器和开关稳压器（Buck、Boost、Buck-Boost）的设计与应用。重点分析不同稳压器的工作模式、效率、纹波抑制能力、瞬态响应以及EMI（电磁干扰）问题。读者将学习如何根据负载需求和效率要求选择合适的电源方案，并进行详细的电路设计和元件选型。 第三章：数字电路设计原理 逻辑门与组合逻辑电路： 系统介绍基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能，以及如何利用它们构建复杂的组合逻辑电路。我们将深入讲解布尔代数、卡诺图化简法、Quine-McCluskey算法等逻辑化简技术，帮助读者设计出高效、简洁的组合逻辑电路。 时序逻辑电路： 讲解触发器（RS, JK, D, T）的结构、工作原理和状态转移图，以及如何利用触发器构建寄存器、计数器、移位寄存器等时序逻辑模块。重点分析时序电路的时钟同步、时钟抖动、竞争冒险等问题，并给出相应的解决方法。 有限状态机（FSM）设计： 详细阐述Mealy型和Moore型有限状态机的设计流程，包括状态定义、状态转移图绘制、状态编码、激励表生成以及电路实现。我们将通过实例演示，帮助读者掌握FSM的设计方法，以实现复杂的时序控制功能。 数字信号处理（DSP）基础： 介绍数字信号的采样、量化、编码等基本概念，以及离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）等核心算法。我们将初步探讨数字滤波器的原理和设计，为后续的DSP应用打下基础。 第四章：微处理器与微控制器 微处理器体系结构： 深入讲解RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）的架构差异，CPU的核心部件（ALU、控制单元、寄存器组）、指令流水线、存储器层次结构（缓存、主存）以及I/O接口。 微控制器（MCU）架构： 介绍MCU集成的CPU、内存、外设（定时器、ADC、DAC、PWM、UART、SPI、I2C）等关键组成部分。我们将重点分析不同类型MCU（如ARM Cortex-M系列）的特点和优势，以及如何根据应用需求选择合适的MCU。 指令集与汇编语言： 学习目标微处理器/微控制器的指令集，理解指令的格式、寻址方式和执行过程。掌握汇编语言编程，能够直接控制硬件，进行低级开发。 中断系统与并行处理： 详细讲解中断的概念、中断向量表、中断服务程序（ISR）的设计与实现。分析中断优先级、中断嵌套等问题，并探讨如何利用中断实现高效的并行处理。 嵌入式系统开发流程： 介绍嵌入式系统的硬件选型、软件开发环境搭建（IDE、交叉编译器）、固件烧录、调试方法（仿真器、逻辑分析仪）以及系统集成。 第二部分：电子系统设计实践与工程应用 本部分将理论与实践相结合，通过实际案例和工程化思路，引导读者将所学知识应用于实际项目。 第五章：PCB设计与制造 原理图设计： 学习使用专业的EDA（Electronic Design Automation）工具（如Altium Designer, Eagle, KiCad）绘制高精度、规范化的原理图。掌握元件库的创建与管理，以及原理图的检查与验证。 PCB布局与布线： 讲解PCB布局的原则（如元件放置、电源与地线规划、信号完整性考虑）和布线技巧（如差分对布线、高频信号布线、过孔优化）。分析信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的重要性，以及如何通过合理的布局布线来优化系统性能。 PCB制造工艺： 介绍PCB的层数、板材选择、表面处理、过孔类型、阻抗控制等制造工艺知识。了解PCB生产流程，以及如何根据设计要求与PCB制造商进行有效沟通。 EMC/EMI设计考虑： 探讨PCB设计中可能出现的电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）问题，如接地设计、屏蔽、滤波、去耦等，并提供相应的解决方案。 第六章：嵌入式系统开发与应用 传感器接口与数据采集： 介绍各类传感器（温度、湿度、压力、光照、加速度等）的工作原理、电气特性和接口方式（模拟、数字、总线）。讲解如何通过ADC将模拟信号转换为数字信号，并进行数据预处理。 执行器控制： 讲解如何通过MCU控制各类执行器（电机、舵机、继电器、LED、显示屏）。重点介绍PWM（脉冲宽度调制）技术在电机调速、LED亮度调节等方面的应用。 通信协议实现： 详细介绍常用的串行通信协议（UART、SPI、I2C）和并行通信协议。讲解如何利用MCU的内置外设实现这些协议，并实现设备间的数据交换。 RTOS（实时操作系统）应用： 介绍RTOS的基本概念（任务、调度、信号量、互斥锁、消息队列）以及在嵌入式系统中的作用。学习使用常见的RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread）进行多任务并发开发。 典型应用案例分析： 结合实际项目，如智能家居控制系统、工业自动化设备、医疗仪器等，详细讲解从需求分析、硬件选型、软件设计到系统实现的完整流程。 第七章：信号完整性与电源完整性 信号完整性（SI）问题： 深入分析信号在传输过程中出现的反射、串扰、损耗、振铃、过冲等现象。讲解阻抗匹配、端接技术、走线长度控制、参考平面设计等SI优化方法。 电源完整性（PI）问题： 讲解电源分布网络（PDN）的设计，包括去耦电容的选择与放置、电源轨的阻抗、地弹等PI问题。分析如何通过优化PDN来保证芯片工作所需的稳定电源。 SI/PI仿真工具： 介绍SI/PI仿真工具的使用，以及如何利用仿真结果指导PCB设计。 第八章：嵌入式系统可靠性与测试 硬件可靠性设计： 讲解元件选型、过压过流保护、温度管理、防静电（ESD）设计等硬件可靠性措施。 软件可靠性设计： 探讨异常处理、错误检测与恢复、冗余设计、看门狗（Watchdog）等软件可靠性技术。 系统测试方法： 介绍单元测试、集成测试、系统测试、压力测试、回归测试等各种测试策略。 调试工具与技术： 详细介绍示波器、逻辑分析仪、协议分析仪、JTAG调试器等常用调试工具的使用方法。 第九章：前沿技术探索与未来趋势 FPGA（现场可编程门阵列）设计入门： 介绍FPGA的结构、工作原理和VHDL/Verilog硬件描述语言。初步探讨FPGA在高速信号处理、定制化硬件加速等领域的应用。 SoC（系统级芯片）设计概览： 介绍SoC的组成，包括CPU、GPU、DSP、专用硬件加速器等，以及它们如何集成在单一芯片上。 物联网（IoT）与边缘计算： 探讨电子系统在物联网和边缘计算中的关键作用，包括传感器网络、数据传输、本地处理等。 人工智能（AI）在电子系统中的应用： 介绍AI算法如何在嵌入式设备中实现，如机器学习推断、计算机视觉等。 本书特色： 理论与实践深度融合： 每一章节都配有丰富的图表、公式推导和实例分析，将抽象的理论知识具象化。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到高级应用，内容安排合理，适合不同层次的读者。 工程化思维培养： 强调在设计过程中考虑成本、功耗、可靠性、可制造性等工程化要素。 丰富的实践案例： 通过多个贴近实际的工程项目案例，帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力。 面向未来的视野： 关注行业前沿技术和发展趋势，为读者指明学习方向。 无论您是希望系统学习电子系统设计的学生，还是致力于提升专业技能的工程师，《电子系统设计与实践》都将是您不可或缺的得力助手。通过本书的学习，您将能够自信地进行复杂的电子系统设计，掌握核心技术，并在快速发展的电子科技领域开创属于自己的辉煌。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《电子系统设计与实践》，还没来得及深入研读，但从目录和前言来看，它似乎在努力构建一个相当宏观的视角。翻了几页，感觉作者对电子系统这个概念的理解非常广泛，从最基础的元器件选择，到更上层的系统集成和调试，似乎都涵盖了。我个人比较关注的是它对“实践”二字的强调，这一点在当前的理论书籍中可能比较少见。很多时候，书本上的知识和实际操作之间总会存在一道鸿沟，我期待这本书能够有效地弥合这一差距。比如，它会详细介绍在实际电路设计中，如何权衡成本、性能、功耗等多个因素做出最优选择吗？会不会提供一些经典的案例分析，让我们这些初学者能够“照猫画虎”地学习？而且，我还在想，这本书在讲解过程中，会不会用一些直观的图示或者流程图来辅助理解？毕竟，电子系统本身就是一个非常具象化的领域，抽象的文字描述有时候会显得苍白无力。如果能配上一些实际操作的截图，或者某个关键设计环节的电路图剖析，那将是极大的帮助。总的来说，我对这本书抱有很高的期望，希望它能成为我在电子系统设计道路上的一位得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的第一印象，纸张的质感不错，印刷清晰，阅读起来非常舒适。内容方面，我比较感兴趣的是作者在如何系统性地进行电子产品开发流程上的论述。现在的电子产品越来越复杂，从概念提出到最终上市，中间涉及到无数的环节和技术挑战，而我总觉得自己在整个流程中往往是“只见树木，不见森林”。这本书似乎试图提供一个完整的框架，来帮助读者理解各个模块之间的相互关系以及它们在整个生命周期中的作用。例如，它是否会详细讲解需求分析、概念设计、详细设计、原型开发、测试验证以及最终的生产制造等各个阶段的关键活动和注意事项？我特别想了解的是，在每个阶段，有哪些常见的陷阱和误区是我们需要极力避免的？毕竟，有时候一个微小的疏忽，就可能导致整个项目的延误甚至失败。此外，我也很好奇书中会不会涉及一些项目管理和团队协作方面的经验分享，因为电子系统的开发往往不是一个人能够独立完成的，而是需要一个高效协作的团队。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对嵌入式系统开发充满热情的研究生，我一直渴望找到一本能够涵盖从硬件到软件、再到系统级优化的综合性书籍。这本书的名字《电子系统设计与实践》让我对它充满了期待，因为它似乎正好符合了我对这种全面性知识的需求。我尤其关注它在软件和硬件协同设计方面的论述。在实际的嵌入式项目开发中，硬件工程师和软件工程师之间的沟通与协作至关重要，而很多时候，由于双方对彼此领域了解不足，往往会造成不必要的麻烦。我希望能在这本书中找到一些关于如何有效地进行软硬件接口设计、如何进行系统级性能调优、以及如何在不同层次上进行调试和故障排除的经验分享。此外，我还在思考，这本书在讲解时，是否会涉及一些主流的微控制器架构、外设接口标准（如SPI, I2C, UART等）以及常用的通信协议？如果能结合一些实际的开发板或者项目案例来讲解，相信会大大提高学习的效率和趣味性。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究数字信号处理（DSP）在现代电子系统中的应用，这本书的出现让我眼前一亮。虽然它不是一本专门的DSP教材，但我相信“电子系统设计与实践”的定位，意味着它很可能包含一些与DSP相关的硬件实现和系统集成方面的知识。我特别好奇这本书会如何阐述数字信号处理算法与实际硬件之间的关系。例如，它会介绍一些常用的数字滤波器、FFT算法在硬件上的实现方式吗？会不会涉及一些FPGA或ASIC在DSP加速方面的应用？我更希望的是，它能提供一些关于如何在实际系统中平衡算法复杂度和硬件资源之间关系的指导。很多时候，理论上很强大的算法，在实际的嵌入式系统中因为资源限制而无法完美实现。这本书如果能提供一些关于如何对算法进行优化，使其能够高效地运行在目标硬件上的经验，那将是我非常看重的。当然，我也希望它能展示一些DSP在通信、医疗、工业控制等领域的实际应用案例，帮助我更直观地理解其重要性。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在思考如何提升自己在模拟电路设计方面的功力，而这本书的标题中“电子系统设计”似乎暗示了它会触及到这一领域。我个人觉得，在很多复杂的电子系统中，模拟部分的设计往往是决定系统性能的关键，也是最容易出现问题的地方。我希望能在这本书中找到一些关于模拟信号处理、滤波器设计、放大器设计以及电源管理等方面的深入探讨。更重要的是，我期待这本书能够提供一些关于如何在实际电路中优化模拟性能的实用技巧，比如如何降低噪声、提高精度、扩展带宽等等。有时候，理论知识的学习总是感觉隔靴搔痒，真正放到实际电路板上，却会遇到各种各样意想不到的问题。这本书如果能提供一些具体的电路设计实例，并且详细分析其中的设计思路和权衡取舍，那对我来说将是莫大的福音。比如，针对某个常见的模拟电路问题，它会给出几种不同的解决方案，并分析各自的优缺点和适用场景吗？我希望这本书能够帮助我建立起一种更加系统化和工程化的模拟电路设计思维。