電子係統設計與實踐(電工電子實驗係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王建校，張虹，金印彬 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
• 電工電子實驗
• 實踐教學
• 電路分析
• 模擬電子
• 數字電子
• 實驗指導
• 電子技術
• DIY電子
• 電工基礎

店鋪： 賞心悅目圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040236347

商品編碼：29393856251

包裝：平裝

齣版時間：2008-05-01

基本信息

書名：電子係統設計與實踐(電工電子實驗係列教材)

定價：28.70元

作者：王建校,張虹,金印彬

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-05-01

ISBN：9787040236347

字數：560000

頁碼：346

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書共分9章，分彆是電子係統設計基礎、傳感器及其應用、電子係統設計中常用的數值處理方法、PID控製技術、電子係統的數據傳輸與通信、現場可編程應用技術、電子係統設計實例、電子係統調試技術和電子係統電路設計中硬件的選擇。

目錄

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1 電子係統設計基礎
1.1 電子係統概論
1.1.1 電子係統
1.1.2 現代電子係統設計的新特點
1.2 電子係統設計教學環節
1.2.1 目的與要求
1.2.2 係統設計的教學過程
1.3 電子係統設計的一般方法與步驟
1.3.1 電子係統設計基本方法
1.3.2 電子係統設計一般步驟
1.4 電子係統的安裝與調試
1.4.1 電子係統的安裝
1.4.2 電子係統的調試
1.5 電子係統的故障分析與排除
1.5.1 常見故障的原因
1.5.2 常見故障的診斷方法
1.5.3 常見故障及其排除
1.6 電子係統的抗乾擾技術
1.6.1 常見乾擾源
1.6.2 常見的抗乾擾措施
主要參考文獻

2 傳感器及其應用
2.1 傳感器概論
2.1.1 傳感器的分類
2.1.2 傳感器的基本性能參數
2.1.3 傳感器輸齣信號的特點
2.2 傳感器電子電路
2.2.1 傳感器電子電路的設計號求
2.2.2 典型傳感器電子電路的組成
2.3 常用傳感器及其應用實例
2.3.1 溫度傳感器
2.3.2 霍爾元件及霍爾傳感器
2.3.3 光電傳感器
2.3.4 壓阻式壓力傳感器
2.3.5 超聲波傳感器
主要參考文獻

3 電子係統設計中常用的數值處理方法
3.1 非綫性補償技術
3.1.1 非綫性函數補償法
3.1.2 綫性插值法(多段摺綫逼近法)
3.1.3 麯綫擬閤的小二乘法(二次拋物綫插值法)
3.1.4 三次樣條函數插值法
3.1.5 查錶法
3.2 數值積分與數值微分
3.2.1 數值微分
3.2.2 數值積分
3.3 標度變換
3.3.1 標度變換原理
3.3.2 綫的標度變換
3.3.3 非綫的標度變換
3.4 數字濾波技術
3.4.1 濾波器的原理與分類
3.4.2 數字濾波器的設計方法
3.4.3 IIR與FIR濾波器的比較
3.4.4 常用的簡單數字濾波器
主要參考文獻

4 PID控製技術
4.1 引言
4.2 數字PID控製算法
4.2.1 位置式PID控製算法
4.2.2 增量式數字PID控製算法
4.3 數字PID控製算法的改進
4.3.1 積分分離PID控製算法
4.3.2 遇限削弱積分PID控製算法
4.3.3 不完全微分PID控製算法
4.3.4 微分先行PID控製算法
4.3.5 帶死區的PID控製
4.4 PID控製器參數整定
4.4.1 模擬PID控製器參數整定
4.4.2 數字PID控製器的參數選擇和采樣周期選擇
4.5 PID程序設計
4.5.1 位置式PID算法程序設計
4.5.2 增量式PID算法程序設計
主要參考文獻

5 電子係統的數據傳輸與通信
5.1 RS-232C串行接口及應用
5.1.1 RS-232C總綫接口標準及電氣特性
5.1.2 RS-232C電子轉換芯片介紹
5.1.3 RS-232C接口的主要缺點
5.1.4 RS-422A/485總綫接口標準及其應用
5.1.5 PC機與單片機的串行通信
5.2 並行接口及數據傳輸
5.2.1 PC機並行打印機接口各信號作用
5.2.2 EPP模式的端口寄存器
5.2.3 PC機與單片機的並行數據傳輸
5.3 USB接口簡介
5.3.1 USB接口的背景
5.3.2 適用對象和目標
5.3.3 設計原則
5.3.4 USB性能
5.3.5 USB2.0
5.3.6 USB總綫接口控製器芯片CH375簡介
5.3.7 USB總綫接口控製器芯片CH375應用舉例
主要參考文獻

6 現場可編程應用技術
6.1 現場可編程門陣列FPGA
6.1.1 概述
6.1.2 FPGA器件的基本結構
6.1.3 FPGA器件的配置
6.1.4 FPGA器件設計流程
6.1.5 圖形輸入文件
6.2 現場模擬可編程技術
6.2.1 AN10E40芯片介紹
6.2.2 AN10E40工作模式0使用方法舉例
6.2.3 藉助I2C EEPROM的工作模式0使用方法舉例
6.2.4 AN10E40工作模式1使用方法舉例
主要參考文獻

7 電子係統設計實例
7.1 簡易數字頻率計
7.1.1 總體方案設計與論證
7.1.2 模塊電路設計與參數計算
7.1.3 係統電路的實現
7.1.4 誤差分析
7.1.5 軟件設計
7.1.6 係統調試與指標測試
7.2 數字式工頻有效值多用錶
7.2.1 總體方案設計與論證
7.2.2 模塊電路設計與參數計算
7.2.3 軟件設計及流程
7.2.4 係統調試與指標測試
7.3 簡易數字式存儲示波器
7.3.1 總體方案設計與論證
7.3.2 模塊電路設計與實現
7.3.3 軟件設計
7.3.4 係統調試與指標測試
7.3.5 係統性能分析
7.4 簡易邏輯分析儀
7.4.1 總體方案設計與論證
7.4.2 係統設計
7.4.3 軟件設計
7.4.4 係統調試與指標測試
7.5 低頻數字式相位測量儀
7 5.1 總體方案設計與論證
7 5.2 理論分析與具體電路實現
7 5.3 軟件設計與流程圖
7 5.4 係統調試與指標測試
7 5.5 結果與誤差分析
7.6 液體點滴速度監控裝置
7.6.1 總體方案設計與論證
7.6.2 理論分析與計算
7.6.3 係統測試及數據
7.6.4 數據分析和處理
7.6.5 設計完成情況

8 電子係統調試技術
8.1 開環係統調試方法
8.2.1 電子秒錶的調試
8.1.2 單級放大器模塊電路的調試
8.1.3 反相比例放大器
8.2 閉環係統調試方法
8.2.1 3個反相器構成的多諧振蕩器的調試
8.2.2 集成運算放大器構成的三角波發生器的調試
8.3 單片機係統調試方法
8.3.1 簡單單片機程序調試
8.3.2 單片機小係統驗證
8.3.3 單片機P1口的測試
8.3.4 調試軟件延時程序
8.3.5 單片機串口的測試
8.3.6 調試A/D轉換模塊電路
8.3.7 調試D/A轉換模塊電路
8.3.8 單片機擴展外部數據存儲器的測試
8.3.9 調試中斷服務程序

9 電子係統電路設計中硬件的選擇
9.1 處理器選擇
9.1.1 單片機
9.1.2 嵌入式處理器
9.1.3 數字信號處理器
9.1.4 現場可編程器件
9.2 接口電路選擇
9.3 外圍元器件選擇
9.4 係統設計的造價考量
附錄A 電子係統設計思考題及答案
附錄B 單片機基本概念檢測題

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子係統設計與實踐》 教材定位與適用對象： 《電子係統設計與實踐》是一本麵嚮高等院校電子信息類、自動化類、計算機類等相關專業本科生及研究生的專業教材。其核心目標是為讀者構建一個紮實、係統、且貼近工程實際的電子係統設計理論與實踐知識體係。教材內容廣泛，覆蓋瞭從基礎元器件理解到復雜集成係統構建的全過程，旨在培養學生的理論分析能力、工程實踐能力、創新設計能力以及解決復雜工程問題的能力。 本書特彆適閤以下讀者群體： 電子信息類、自動化類、計算機類等專業的本科生： 作為專業核心課程的配套教材，它能夠幫助學生建立對電子係統設計從概念到實現的全麵認知，為後續深入學習和參與實際項目打下堅實基礎。 研究生： 為研究生提供瞭一個係統性的參考，幫助他們梳理和深化對電子係統設計理論的理解，為科研和工程項目的設計與開發提供理論指導和實踐方法。 對電子係統設計感興趣的自學者： 無論是否在校，隻要對電子係統的設計原理、實現技術和實際應用有濃厚興趣，本書都提供瞭高質量的學習路徑。 從事電子工程、嵌入式開發、硬件設計等相關工作的工程師： 本書可以作為一本優秀的參考書，幫助工程師迴顧和鞏固基礎知識，瞭解最新的設計理念和技術趨勢，解決實際工作中遇到的技術難題。 內容體係與章節結構（基於“電子係統設計與實踐”這一書名，推測其可能包含的深度與廣度）： 本書的體係結構設計得當，力求做到理論與實踐的有機結閤，循序漸進，由淺入深。其章節設置將圍繞“電子係統”的核心概念展開，並輔以大量的“設計”與“實踐”的具體案例與方法。 第一部分：電子係統基礎理論與核心概念 緒論： 詳細闡述電子係統的定義、分類、發展曆程、重要性以及電子係統設計的基本流程和原則。介紹現代電子係統設計麵臨的挑戰與機遇，如小型化、集成化、智能化、低功耗等趨勢。 模擬電路基礎： 係統迴顧和深化模擬電路設計中的關鍵概念，包括但不限於： 放大電路： 各種放大器（單級、多級、差分、運算放大器）的原理、性能指標（增益、帶寬、綫性度、失真）、偏置電路設計、穩定性分析。 濾波電路： 有源濾波、無源濾波的原理、設計方法（巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾等）、截止頻率、品質因數等概念。 信號發生與處理： 正弦波、方波、三角波等信號的産生原理（振蕩器設計）、幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等基本概念。 電源電路： 綫性穩壓電源、開關電源（Buck, Boost, Buck-Boost）的設計原理、效率、紋波抑製、保護電路等。 數字電路基礎： 深入講解數字電路的設計、分析與實現： 邏輯門與組閤邏輯： 布爾代數、邏輯函數的化簡（卡諾圖、Quine-McCluskey）、編碼器、譯碼器、多路復用器、數據選擇器等。 時序邏輯： 觸發器（SR, JK, D, T）、寄存器、計數器（同步、異步）、狀態機（有限狀態機FSM）的設計與分析。 常用數字集成電路： TTL、CMOS等邏輯族特性的比較，常用標準邏輯芯片（如74係列）的應用。 數模轉換（D/A）與模數轉換（A/D）： 轉換原理、精度、采樣率、量化噪聲、常見的D/A和A/D轉換器芯片及其選型。 第二部分：電子係統設計方法與工具 電路仿真與建模： 仿真軟件介紹： 詳細介紹常用的電路仿真軟件（如LTspice, PSpice, Multisim, Proteus等），重點講解其基本操作、電路搭建、參數設置、仿真結果分析等。 仿真模型： 理解器件模型的重要性，如何使用元器件數據手冊中的參數建立精確的仿真模型，以及不同模型（SPICE模型、Verilog-A模型等）的應用場景。 仿真技巧： 瞬態分析、交流分析、直流掃描、參數掃描、濛特卡羅仿真等高級仿真技巧的應用，用於驗證電路性能、優化參數、評估噪聲和失真。 PCB（Printed Circuit Board）設計： PCB基礎知識： PCB的層數、材質、阻抗匹配、信號完整性、電源完整性等概念。 PCB設計流程： 原理圖繪製、PCB布局（Component Placement）、布綫（Routing）、DRC（Design Rule Check）、Gerber文件生成等完整流程。 PCB設計軟件： 介紹主流的PCB設計軟件（如Altium Designer, Eagle, KiCad等），講解其工作流程和常用功能。 特殊設計考慮： 高頻PCB設計、電源PCB設計、射頻PCB設計中的關鍵技術和注意事項。 硬件描述語言（HDL）與FPGA/CPLD設計（根據“係統”的廣度可能包含）： HDL基礎： Verilog或VHDL語言的基本語法、數據類型、行為級建模、結構級建模、數據流建模。 FPGA/CPLD架構： 介紹FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的基本架構，如LUT、CLB、IOB、布綫資源等。 綜閤與實現： HDL代碼的綜閤（Synthesis）、布局（Place）、布綫（Route）過程，以及時序約束、時序分析。 開發流程： 使用FPGA/CPLD開發闆進行項目開發的全過程，包括代碼編寫、仿真、硬件實現、調試。 嵌入式係統開發基礎（根據“係統”的廣度可能包含）： 微控製器（MCU）架構： 介紹ARM、AVR、PIC等主流MCU的基本架構，包括CPU核、存儲器、外設接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC等）。 嵌入式C/C++編程： 針對MCU的嵌入式軟件開發，包括寄存器操作、中斷處理、驅動開發。 開發工具鏈： 介紹IDE（Integrated Development Environment）、編譯器、調試器等嵌入式開發工具。 操作係統（RTOS）入門（若內容深入）： 簡要介紹實時操作係統的概念、任務管理、進程間通信、同步機製等。 第三部分：電子係統集成與實踐案例 傳感器接口設計： 各類傳感器原理： 介紹溫度、壓力、光、加速度、位置等常見傳感器的物理原理和電氣特性。 信號調理： 放大、濾波、隔離等信號調理電路的設計，以適應MCU的輸入要求。 數字接口： 傳感器與MCU通過SPI, I2C, UART等接口進行數據通信的設計。 執行器控製設計： 電機驅動： 直流電機、步進電機、伺服電機的驅動電路設計，PWM（Pulse Width Modulation）技術在電機控製中的應用。 繼電器與MOSFET驅動： 用於控製高功率設備的驅動電路設計。 LED顯示與控製： LED點陣、數碼管的驅動與顯示控製。 通信接口設計： 有綫通信： RS-232, RS-485, CAN總綫等接口的電氣特性、協議與設計。 無綫通信： 藍牙（Bluetooth）、Wi-Fi、LoRa等無綫通信模塊的選型、接口設計與應用。 電源管理係統設計： 電池管理： 鋰電池充放電管理、保護電路的設計。 低功耗設計： 針對電池供電設備的低功耗設計策略，如休眠模式、動態電壓調整等。 實際工程案例分析： 典型電子係統實例： 詳細剖析一個或多個具有代錶性的電子係統，如智能傢居控製器、便攜式數據采集儀、小型機器人控製闆、低功耗無綫傳感器節點等。 從需求到實現： 分析這些案例的設計思路、關鍵技術選擇、模塊劃分、軟硬件協同設計、調試與測試過程。 故障排除與優化： 討論在實際設計過程中可能遇到的問題，以及如何進行故障診斷和係統優化。 第四部分：電子係統高級主題與發展趨勢 信號完整性（SI）與電源完整性（PI）： SI問題： 信號反射、串擾、過衝、欠衝等在高頻電路中的産生原因及抑製方法。 PI問題： 電源噪聲、地彈、去耦等對數字電路性能的影響及解決方案。 電磁兼容性（EMC）與電磁乾擾（EMI）： EMC/EMI基礎： 輻射、傳導的産生與傳播機理，電磁乾擾的來源和耦閤途徑。 EMC設計原則： 屏蔽、濾波、接地、布綫優化等提高産品EMC性能的手段。 可靠性設計與測試： 元器件選型： 軍用級、工業級、民用級元器件的差異，可靠性指標。 設計容限： 留有足夠的餘量以應對環境變化和元器件老化。 測試方法： 溫度循環、濕度試驗、振動試驗等可靠性測試。 新一代電子係統設計理念： 智能化與AI： 嵌入式AI、邊緣計算在電子係統中的應用。 物聯網（IoT）： 物聯網係統架構、通信協議、數據處理。 可穿戴設備與生物電子學： 傳感器集成、低功耗設計、生物信號采集。 綠色電子與可持續設計： 環保材料、節能技術、生命周期評估。 本書的特色與亮點： 1. 理論與實踐深度融閤： 強調理論知識在解決實際工程問題中的應用，通過豐富的實例解析，將抽象的理論概念具象化。 2. 工程導嚮的教學模式： 緊密結閤現代電子工程的實踐需求，介紹當前行業主流的設計工具、方法和技術。 3. 循序漸進的學習路徑： 從基礎模擬和數字電路入手，逐步深入到復雜的係統設計和集成，適閤不同層次的學習者。 4. 豐富的實踐環節指導： 提供詳細的實驗指導和項目開發建議，鼓勵學生動手實踐，培養解決實際工程問題的能力。 5. 涵蓋最新技術發展： 關注電子係統設計領域的最新發展趨勢，如嵌入式AI、物聯網、低功耗設計等，幫助讀者把握前沿技術。 6. 注重係統性思維培養： 引導讀者從宏觀上理解電子係統的整體架構，掌握各子係統之間的相互關係和協作方式。 《電子係統設計與實踐》緻力於成為一本不可或缺的電子工程學習與實踐指南，幫助讀者在瞬息萬變的電子技術領域中，打下堅實的根基，激發創新潛能，最終能夠獨立設計並實現齣色的電子係統。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我首先翻閱瞭目錄，試圖瞭解它知識的廣度和深度。我對其中涉及到的各種電子元器件的特性和選型過程特彆感興趣，畢竟在實際設計中，選擇閤適的元器件是至關重要的第一步。我還關注瞭書中是否有關於模擬電路和數字電路的深入講解，以及如何將它們有效地結閤起來構成完整的係統。書中對於PCB（Printed Circuit Board）設計流程的介紹，以及相關的設計軟件（比如Altium Designer、Eagle等）的使用技巧，也是我非常期待的部分。我希望它能提供一些實用的PCB布局和布綫建議，幫助我避免一些常見的錯誤，做齣高質量的電路闆。此外，對於嵌入式係統的設計，特彆是微控製器（MCU）的選擇、編程以及與外圍設備的接口設計，我也是抱著極大的興趣。書中是否會涉及到一些常用的嵌入式開發平颱和工具鏈，比如Arduino、STM32等，並且能夠給齣一些實際的開發案例，這將對我非常有幫助。最後，我希望這本書能夠涵蓋一些基本的信號處理和係統穩定性分析的知識，為我構建更魯棒的電子係統打下基礎。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我首先被它那種“一切皆有可能”的氛圍所吸引。它似乎在告訴我，隻要掌握瞭其中的原理和方法，你就能創造齣屬於自己的電子設備。我特彆希望書中能夠提供一些關於傳感器接口設計和數據采集係統的詳細講解。瞭解如何選擇閤適的傳感器，如何將傳感器信號轉化為可處理的數據，以及如何構建高效的數據采集係統，這對於很多應用場景都至關重要。書中關於功率電子學的一些基本概念，比如開關電源、DC-DC轉換器等，也是我非常關注的部分。理解這些能夠為我的設計提供更優化的能源解決方案。我希望它能包含一些關於可靠性工程和故障分析的初步介紹，讓我能夠意識到在設計過程中需要考慮的長期穩定性問題。最後，書中關於原型製作和測試過程的描述，比如如何使用示波器、邏輯分析儀等儀器進行調試，以及如何進行初步的功能驗證和性能評估，這將是我學習過程中不可或缺的一部分，讓我能夠更自信地將自己的設計付諸實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，藍白相間的配色，搭配上簡潔的字體，給人一種專業又現代的感覺。我當初選擇這本書，很大程度上也是因為它的名字聽起來就非常實用。《電子係統設計與實踐》，這個名字直接點明瞭主題，我當時就覺得這肯定是一本能夠幫助我理解電子係統是如何從理論走嚮實際應用的教材。而且“電工電子實驗係列教材”這個副標題更是讓我安心，實驗是學習電子技術最重要的一環，我希望這本書能提供豐富的實驗項目，讓我能夠親手操作，加深對知識的理解。我尤其看重教材的邏輯清晰度和循序漸進性，希望它能從基礎概念講起，一步一步引導讀者掌握復雜的電子係統設計方法。這本書的排版和插圖也是我關注的重點，如果能有清晰的電路圖、原理圖和實物圖，那學習起來會事半功倍。我期待它能夠提供一些案例分析，讓我看到理論知識是如何應用到實際産品中的，比如一些經典的電子設備是如何構成的，或者在解決實際問題時，設計者是如何考慮的。總而言之，這本書給我一種“學以緻用”的期待感。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會對這本書産生好奇，很大程度上源於我對電子係統“從無到有”的整個過程的迷戀。這本書的名字聽起來就承諾瞭這一點，它不僅僅是關於理論，更是關於如何將理論轉化為可運行的係統。我特彆想知道書中是否會詳細介紹如何進行係統級的需求分析和規格定義，這通常是項目啓動的第一步，但卻常常被初學者忽略。對於如何進行模塊化設計，以及如何評估和選擇最佳的設計方案，我也非常期待。書中關於硬件描述語言（HDL），比如Verilog或VHDL，在FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計中的應用，是我非常感興趣的一個領域。如果書中能提供一些關於FPGA設計流程和基本代碼示例，那將極大地幫助我理解數字邏輯設計的精髓。此外，對於電磁兼容性（EMC）和信號完整性（SI）方麵的考慮，這些看似高深但又極其重要的設計要素，我希望書中能有相應的介紹，讓我明白如何設計齣在實際環境中可靠工作的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的氣質，怎麼說呢，有一種沉穩而又不失活力的感覺。它不像那種純理論的學術著作，而是帶有一種強烈的實踐導嚮。我特彆希望它能夠深入淺齣地講解各種電子係統的設計原理，從最基本的運算放大器應用，到復雜的數字信號處理係統，都能有清晰的脈絡。書中是否能夠提供一些關於電源管理的設計技巧，比如如何選擇閤適的電源模塊，以及如何保證電源的穩定性和效率，這對我來說非常實用。我對於書中關於通信接口標準（如UART、SPI、I2C、USB等）的講解也充滿瞭期待，瞭解這些接口的工作原理和實際應用，能夠幫助我更好地連接不同的電子模塊。同時，我希望它能涵蓋一些關於射頻（RF）電路設計的基礎知識，即使是初步的介紹，也能為我打開新的視野。書中關於係統集成和調試的章節，是我非常看重的一部分，如何將分散的模塊集成在一起，並有效地排除故障，這往往是電子係統設計中最具挑戰性的環節。我希望能從中獲得一些寶貴的經驗和方法。