基本信息
书名:综合电子设计与实践(第2版)
定价:40.00元
作者:田良
出版社:东南大学出版社
出版日期:2010-07-01
ISBN:9787564120764
字数:509000
页码:314
版次:2
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.459kg
编辑推荐
本书的内容就是围绕复杂电子系统的设计与实现方法而安排的。有关的论述有:上至电子系统的高层设计理念、一般性设计方法与步骤,下到电子系统工程实现中常见实际问题的处置原则及方法、重要元器件的正确使用方法等;从传统手工设计方法与步骤到EDA设计方法与步骤;从PCB板上集成系统到芯片上集成系统(简称片上系统——SOC)的设计方法与步骤等。其目的是让学生既要站得高看得远、把握住系统设计中的全局性问题,又能脚踏实地有条不紊地完成某个具体的系统设计与实现的任务,并能正确处理实现时遇到的常见实际问题。与上述论述有关的观点除渗透在本书的主要章节之中外,还在第l章和第8章内集中做了深入而系统的论述。
内容提要
本书对2002年版做了重要修订。全书共分9章:第1章为电子系统设计导论;第2章为常用传感器及其应用电路;第3章为模拟系统及其基本单元;第4章为模拟设计中的EDA技术;第5章为数字系统设计;第6章为嵌入式处理器与嵌入式系统及其应用;第7章为电子系统的芯片实现方法;第8章为电子系统设计与制造的有关工程问题;第9章为电子系统设计举例。以上内容系围绕电子系统的设计与实现方法来安排的,目的是培养学生的系统设计能力,以适应电子信息时代对学生知识结构和能力的要求。
全书取材先进、内容新颖、理论联系实际,既论及与电子系统高层设计理念相关的问题,又重视底层实现中常见实际问题的处置原则及方法。此次该书经过修编后,内容更加符合当前技术发展趋势以及教学改革的需求。
本书可作为高等院校电气电子信息类专业的综合设计实践教材,也可供电气电子信息类工程技术人员参考。
目录
1 电子系统设计导论
1.1 电子系统概述
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 电子系统设计的一般步骤
1.2.3 设计文档的作用
1.2.4 传统手工设计步骤
1.2.5 电子系统设计的EDA方法
1.2.6 电子系统设计的三要素——人才、工具、库
1.3 各种电子系统设计步骤综述
1.3.1 数字系统设计步骤
1.3.2 模拟系统设计步骤
1.3.3 以微机(单片机)为核心的电子系统的设计步骤
1.4 电子系统设计选题举例
1.4.1 简易数控直流电源(1994年全国大学生电子设计竞赛题之一)
1.4.2 频率特性测试仪(1999年全国大学生电子设计竞赛题之一)
习题与思考题1
参考文献
2 常用传感器及其应用电路
2.1 概述
2.2 常用传感器及其应用要求
2.2.1 常用传感器分类
2.2.2 传感器的应用要求
2.3 温度传感器
2.3.1 温度传感器的分类
2.3.2 集成温度传感器
2.3.3 应用举例——红外热辐射温度仪
2.4 光电传感器
2.4.1 发光二极管的特性
2.4.2 光敏二极管和光敏三极管
2.4.3 应用举例
2.5 霍尔传感器
2.5.1 线性霍尔传感器
2.5.2 开关型霍尔传感器
习题与思考题2
参考文献
3 模拟系统及其基本单元
3.1 模拟系统及其特点
3.2 模拟信号产生单元
3.2.1 单片精密函数发生器ICL8038
3.2.2 高精度50Hz时基电路
3.2.3 锁相环频率合成器
3.3 模拟信号的常用处理单元
3.3.1 集成运放及其在信号调理电路中的典型运用
3.3.2 测量放大器
3.3.3 RC有源滤波器的实用电路
3.3.4 D类音频功率放大器
3.4 模拟信号变换单元
3.4.1 集成电压比较器
3.4.2 采样保持器
3.4.3 多路模拟开关
3.4.4 电压-电流变换器
3.4.5 电压-频率变换器
3.4.6 频率解码电路
3.4.7 数字电位器及其应用
3.5 传感器与放大器之间的“匹配
习题与思考题3
参考文献
4 模拟设计中的EDA技术
4.1 引言
4.2 用于模拟设计的EDA工具简介
4.2.1 PSpice简介
4.2.2 OrCAD简介
4.2.3 EWB简介
4.2.4 MATLAB简介
4.2.5 影响EDA模拟设计正确性的因素
4.3 PSpice及EWB中高级分析的使用
4.3.1 参数扫描分析
4.3.2 温度扫描分析
4.3.3 灵敏度分析
4.3.4 坏情况分析
4.3.5 蒙特一卡罗(Monte-Carlo)分析
4.4 器件宏模型在PSpice模拟中的应用举例
4.4.1 关于器件宏模型
4.4.2 应用举例
4.5 在系统可编程模拟器件(ispPAC)的原理及应用
4.5.1 概述
4.5.2 结构与性能简介
4.5.3 应用举例
4.5.4 在系统可编程电源管理器件——ispPAC Power Manager
习题与思考题4
参考文献
5 数字系统设计
5.1 概述
5.2 可编程逻辑器件(PLD)及其应用
5.2.1 可编程逻辑器件(PLD)概述
5.2.2 可编程逻辑器件的结构与编程方法
5.2.3 可编程逻辑器件(PLD)的使用
5.2.4 可编程片上系统(SOPC)
5.3 Verilog HDL语言及其应用
5.3.1 Verilog HDL语言的基本结构
5.3.2 Verilog HDL的基本语法
5.3 I.3 不同抽象级别的Verilog HDL模型
5.3.4 系统的分层描述
5.3.5 用Verilog HDI。描述具体电路举例
5.4 全硬件数字系统的设计
5.4.1 总体方案设计
5.4.2 子系统设计
习题与思考题5
参考文献
6 嵌入式处理器与嵌入式系统及其应用
6.0引言
6.1 单片机基本知识的回顾
6.1.1 MCS一51系列单片机内部资源及引脚功能
6.1.2 单片机小系统
6.2 单片机应用系统的一般组成及开发过程
6.2.1 单片机应用系统的一般组成
6.2.2 单片机应用系统的开发过程
6.2.3 单片机测量控制系统概述
6.3 单片机与外围器件的连接
6.3.1 单片机与并行总线外围器件的连接
6.3.2 单片机与串行外围器件的连接
6.3.3 单片机与以太网控制器的连接
6.3.4 用单片机测量脉冲频率的接口及测量方法
6.4 单片机输出控制通道
6.5 单片机C语言
6.5.1 概述
6.5.2 使用KeilC51的软件设计
6.6 DSP原理、结构及应用
6.6.1 概述
6.6.2 TMS320系列的结构
6.6.3 TMS320F2812硬件电路设计
6.6.4 基于DSP的智能测控系统的硬件结构
6.6.5 DXP在测控系统中应用的软件设计
6.7 ARM处理器及嵌入式操作系统简介
6.7.1 ARM处理器简介
6.7.2 uCLinux嵌入式操作系统简介
6.7.3 嵌入式软件的开发环境与工具
6.8 基于FPGA的SOPC系统简介
6.8.1 概述
6.8.2 Nios II软核处理器
6.8.3 应用Nios II设计SOPC
习题与思考题6
参考文献
7 电子系统的芯片实现方法
7.1 引言
7.2 设计流程
7.2.1 概述
7.2.2 数字ASIC的设计流程
7.2.3 模拟ASIC的设计流程
7.2.4 片上系统(SUC)的设计流程
7.3 面向教学的芯片设计工具与环境
7.4 定时器ASIC芯片的设计方法与步骤
7.4.1 系统描述及功能设计
7.4.2 逻辑设计和电路设计
7.4.3 版图设计
7.5 国产工业级EDA软件——九天系统(Zeni System)简介
习题与思考题7
附录7.1 2μm单晶硅单层金属N阱CMOS设计规则
附录7.2 2μm单晶硅单层金属CMOS库单元版图举例
参考文献
8 电子系统设计与制造的有关工程问题
8.1 概述
8.2 电子系统的抗干扰设计
8.2.1 电磁干扰与电磁兼容问题
8.2.2 干扰的类型
8.2.3 干扰传播的途径
8.2.4 抗干扰设计方法
8.3 电子设备热设计
8.3.1 功率器件的散热
8.3.2 整机的散热
8.4 可靠性设计
8.5 数字电路的可测试性设计
8.6 印刷电路板的设计与装配
8.6.1 PCB的设计
8.6.2 关注信号完整性
8.7 电子系统的调试
8.7.1 通电调试之前的检查
8.7.2 初步制定出一个调试顺序与步骤
8.7.3 做好调试记录
8.7.4 模拟电路的调试
8.7.5 数字电路系统的调试
8.7.6 带微处理器的电路系统调试
8.8 可制造性设计
8.9 设计与质量管理
8.10 电子设备设计文件
复习思考题8
参考文献
9 电子系统设计举例
9.1 前言
9.2 水温控制系统的设计
9.2.1 原始设计任务书
9.2.2 水温控制系统的设计报告
9.3 数字式工频有效值电压表设计
9.3.1 原始设计任务书
9.3.2 数字式工频有效值电压表设计报告
9.4 数字化语音存储与回放系统
9.4.1 原始设计任务书
9.4.2 数字化语音存储与回放系统设计报告
9.4.3 部分子系统的详细设计
9.4.4 单片机的软件算法与流程图
9.4.5 系统调试与指标测试
9.5 采用直接数字合成(DDS)方法产生正弦扫频信号
9.5.1 DDS工作原理
9.5.2 在《ESD-7综合电子设计与实践平台》上,采用DDS方法产生正弦扫频信号
9.5.3 可以达到的性能指标
9.6 DDS产生的扫频信号用于频率特性测量
9.6.1 概述
9.6.2 电路系统频率特性的测试方法
9.6.3 设计一个扫频仪
9.7 数字存储示波器和FFT频谱分析
9.7.1 概述
9.7.2 设计任务
9.7.3 设计方案
参考文献
附录
附录A电子设计常用网址
附录B 常用电子工程手册
附录C 《ESD-7综合电子设计与实践平台》
作者介绍
文摘
序言
这本书的结构设计真的太巧妙了,完全超出了我的预期。它不是那种枯燥的教科书式讲解,而是更像一个经验丰富的老工程师在手把手地教你。我特别喜欢其中关于“问题排查与优化”章节的论述。在电子设计领域,理论知识再扎实,一旦遇到实际问题,如果缺乏排查经验,往往会陷入僵局。而这本书恰恰在这方面提供了宝贵的财富。作者列举了很多在实际工程中可能遇到的典型问题,比如元器件选型不当导致的性能瓶颈、焊接不良引起的接触电阻过大、电源纹波过高导致电路不稳定等等,并且针对每一个问题,都给出了详细的分析思路和解决步骤。更重要的是,它强调了“预防胜于治疗”的理念,在讲解初期设计时,就融入了考虑未来可能出现问题的预案。例如,在器件选型时,会提醒读者考虑其工作温度范围、可靠性等级、以及潜在的停产风险。在PCB设计时,会强调预留足够的测试点,方便后续的调试。这种前瞻性的设计指导,对于任何想要做出高质量、高可靠性电子产品的工程师来说,都具有极高的价值。我真的觉得,这本书不仅是学习知识,更是在学习一种解决问题的思维方式。
评分这本书真的是我最近读过的最让我印象深刻的一本技术类书籍了。从翻开第一页开始,我就被作者深入浅出的讲解方式所吸引。书中对于电子设计的各个方面都进行了非常详尽的阐述,不仅仅是理论的堆砌,更重要的是穿插了大量的实际案例和工程经验。比如,在讲解PCB布局布线的时候,作者并没有停留在规则的介绍,而是结合了信号完整性、电源完整性、EMC等实际工程中的关键考量,一步一步地展示了如何从原理图到实际生产的转化过程。书中对于一些难点,比如高速信号的设计、差分对的走线、阻抗匹配的计算等等,都给出了非常清晰的图示和计算公式,并且在实际操作层面也给出了很多实用的建议。读完这一部分,我感觉自己对于PCB设计不再是停留在“知道”的层面,而是有了“理解”和“会做”的跃升。而且,作者对于一些常见的工具软件的使用也进行了详细的介绍,虽然我平时用的是其他软件,但通过这本书的讲解,我能够很快地理解其核心功能和设计思路,这对于我学习新工具起到了很大的帮助。总而言之,这本书为我打开了一个全新的电子设计视野,让我能够更系统、更深入地理解电子设计的精髓。
评分坦白说,我最开始拿到这本书的时候,对电子设计领域并没有太多深入的了解,觉得它会是一本非常枯燥、难以理解的书。但事实完全颠覆了我的看法。作者用一种非常生动、形象的方式来阐述复杂的电子概念。尤其是关于信号完整性和电源完整性的部分,我之前一直觉得是很难把握的领域,但书中通过大量的比喻和图解,将抽象的电磁场理论具象化了,让我能够直观地理解信号的传输路径、阻抗的变化以及干扰的产生机理。书中对于实际布线技巧的讲解也极其到位,比如如何避免串扰、如何正确处理地线、如何布置去耦电容等等,每一个细节都充满了学问。而且,书中还引入了一些现代电子设计中越来越重要的概念,比如嵌入式系统的硬件设计,以及与软件的协同优化。这让我意识到,电子设计早已不是孤立的硬件问题,而是软硬件一体化的系统工程。我尤其赞赏作者在书中穿插的“思考题”或者“小结”,它们能够引导读者主动去思考,去巩固所学知识,而不是被动地接受信息。这本书让我对电子设计产生了浓厚的兴趣,并且激发了我深入学习的动力。
评分这本书的阅读体验绝对是顶级的,它仿佛一位经验丰富的设计师,在你需要的时候,为你精心准备了一份详尽的“作战指南”。我非常欣赏书中对于“设计规范与标准化”的重视。在很多初学者看来,这可能是一个比较乏味的环节,但这本书却把它提升到了一个非常重要的战略层面。作者详细介绍了不同行业、不同应用场景下的设计规范,比如军工、医疗、消费电子等领域在可靠性、安全性、EMC方面的具体要求。并且,书中还提供了很多参考性的设计流程和检查表,这对于帮助我们建立规范化的设计习惯非常有益。通过阅读这本书,我认识到,一个优秀的设计不仅在于其功能的实现,更在于其设计的可维护性、可测试性以及符合行业标准。书中对于文档编写的指导也让我受益匪浅,清晰、准确的设计文档是团队协作和项目传承的关键。它让我明白了,好的设计不仅仅是电路板本身,也包括围绕着电路板的一切“软性”支撑。我感觉这本书教会我的,不仅仅是“怎么做”,更是“为什么要这么做”,以及“如何做得更好”。
评分这本书为我提供了一个非常全面的电子设计知识体系,尤其是其中关于“元器件选型与管理”的章节,给我留下了深刻的印象。在实际的项目开发中,元器件的选型往往是决定项目成败的关键因素之一,但很多时候,我们只关注其基本参数,而忽略了其他重要的考量。这本书则非常系统地分析了元器件选型的多个维度,比如性能、成本、供货周期、可靠性、封装形式,甚至包括了未来可能出现的停产风险。作者还分享了很多关于如何与供应商打交道、如何进行元器件替代以及如何建立元器件库的宝贵经验。这让我明白了,元器件管理不仅仅是简单的采购行为,而是一个贯穿整个产品生命周期的重要环节。此外,书中还涉及了一些关于功耗设计和散热设计的先进理念,这对于我开发低功耗设备或者高密度集成设备非常有启发。它让我意识到,在设计初期就充分考虑这些因素,可以避免后期大量的返工和优化。这本书的实用性和前瞻性,都让我觉得物超所值,为我的电子设计之路打下了坚实的基础。
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