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刘鸣，陈世利著 著

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• 实践
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• 电路分析
• 模拟电路
• 数字电路
• 电子技术
• 实验教学
• 高等教育

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111403623

商品编码：29484657447

包装：平装

出版时间：2014-08-01

基本信息

书名：电子线路综合设计与实践

定价：35.00元

作者：刘鸣,陈世利著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787111403623

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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教材除模拟电路、数字电路外，还涉及传感、控制及光电信息技术，单片机技术、PLC、CPLD/FPGA和LabVIEW等。伴随当今科学技术发展，教材反映较新的电路设计。
　　教材结构适应开放实验和课外实验模式，以综合性、设计性、使用性为主。另外，在学生电子类科技比赛中作为实用的参考用书。
　　与同类书比较，该教材内容全面、实用性强，传感与控制结合，学生能够掌握电子线路系统设计及应用。

目录

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前言
第l章　电子元器件与传感器
　1.1　常见的分立电子元器件
　　1.1.1　电阻
　　1.1.2　电容
　　1.1.3　电感
　　1.1.4　二极管
　　1.1.5　晶体管
　　1.1.6　发光二极管
　　1.1.7　继电器
　　1.1.8　实验与实践
　1.2　集成运算放大器
　　1.2.1　运算放大器常用参数
　　1.2.2　运算放大器使用注意事项
　　1.2.3　实验与实践
　1.3　数字集成逻辑器件
　　1.3.1　标准数字集成逻辑器件的分类及特点
　　1.3.2　数字集成电路主要参数
　　1.3.3　使用TTL、OS集成电路的注意事项
　　1.3.4　实验与实践
　1.4　传感器
　　1.4.1　传感器的特性
　　1.4.2　传感器的使用
　　1.4.3　实验与实践
第2章　模拟电路技术
　2.1　运算放大器应用电路
　　2.1.1　反相放大电路
　　2.1.2　同相放大电路
　　2.1.3　差动放大电路
　　2.1.4　加法运算电路
　　2.1.5　减法运算电路
　　2.1.6　微分与积分运算电路
　　2.1.7　单电源运放电路
　　2.1.8　测量放大电路
　　2.1.9　设计与实践
　2.2　信号转换电路
　　2.2.1　电压比较电路
　　2.2.2　电矽频率转换电路
　　2.2.3　频率/电压转换电路
　　2.2.4　电压/电流转换电路
　　2.2.5　电流/电压转换电路
　　2.2.6　设计与实践
　2.3　隔离电路
　　2.3.1　模拟信号隔离电路
　　2.3.2　数字信号隔离电路
　　2.3.3　设计与实践
　2.4　移相电路与相敏检波电路
　　2.4.1　移相电路
　　2.4.2　相敏检波电路
　　2.4.3　设计与实践
　2.5　信号细分电路
　　2.5.1　信号细分电路的分类
　　2.5.2　直传式细分电路
　　2.5.3　频率跟踪细分电路
　　2.5.4　设计与实践
　2.6　有源滤波电路
　　2.6.1　二阶有源低通滤波电路
　　2.6.2　二阶有源高通滤波电路
　　2.6.3　二阶有源带通滤波电路
　　2.6.4　二阶有源带阻滤波电路
　　2.6.5　设计与实践
　2.7　信号的调制/解调
　　2.7.1　调幅电路
　　2.7.2　脉宽调制电路
　　2.7.3　设计与实践
　2.8　函数发生电路
　　2.8.1　正弦波信号发生电路
　　2.8.2　矩形波信号发生电路
　　2.8.3　占空比可调的矩形波发生电路
　　2.8.4　三角波信号发生电路
　　2.8.5　锯齿波信号发生电路
　　2.8.6　集成函数发生器芯片ICL8038的应用
　　2.8.7　设计与实践
　2.9　直流稳压电源设计
　　2.9.1　直流稳压电源种类和指标
　　2.9.2　线性直流稳压电源典型电路
　　2.9.3　恒流源电路
　　2.9.4　开关型直流稳压电路
　　2.9.5　设计与实践
第3章　数字电路技术
　3.1　基本应用电路
　　3.1.1　触发器与移位寄存器
　　3.1.2　编码/译码电路
　　3.1.3　算术逻辑电路
　　3.1.4　多路选择器与数据分配器
　　3.1.5　加、减计数器
　　3.1.6　脉冲分配器
　　3.1.7　逻辑电路的连接和驱动
　　3.1.8　逻辑电路的设计
　　3.1.9　设计与实践
　3.2　脉冲电路
　　3.2.1　矩形脉冲产生电路
　　3.2.2　整形电路
　　3.2.3　设计与实践
　3.3　数字式电容测量电路设计
　　3.3.1　电容测量电路的设计思想及结构
　　3.3.2　电容测量电路设计
　　3.3.3　设计与实践
　3.4　多路电子抢答器设计
　　3.4.1　简单的8路电子抢答器
　　3.4.2　带数字显示的8路多功能电子抢答器
　　3.4.3　设计与实践
　3.5　数字定时器电路设计
　　3.5.1　数字定时器的设计思想及结构
　　3.5.2　数字定时器电路设计
　　3.5.3　设计与实践
　3.6　数字频率计电路设计
　　3.6.1　数字频率计原理
　　3.6.2　数字频率计电路设计
　　3.6.3　设计与实践
　3.7　数字式石英钟电路设计
　　3.7.1　数字式石英钟电路的工作原理
　　3.7.2　数字钟电路设计
　　3.7.3　设计与实践
　3.8　数字式遥控电路设计
　　3.8.1　无线遥控电路
　　3.8.2　红外遥控电路
　　3.8.3　设计与实践
　3.9　电动机转速测量电路设计
　　3.9.1　电动机转速测量原理
　　3.9.2　电动机转速测量电路设计
　　3.9.3　设计与实践
第4章　传感技术及转换电路
　4.1　电阻式传感器及转换电路
　　4.1.1　应变式传感器
　　4.1.2　压阻传感器
　　4.1.3　导电塑料电位器
　　4.1.4　设计与实践
　4.2　光电式传感器及转换电路
　　4.2.1　光电效应
　　4.2.2　光敏电阻
　　4.2.3　光敏二极管和光敏晶体管
　　4.2.4　光电池
　　4.2.5　红外反射式传感器
　　4.2.6　光纤传感器
　　4.2.7　光栅传感器
　　4.2.8　光电编码器
　　4.2.9　设计与实践
　4.3　电感式传感器及转换电路
　　4.3.1　电涡流传感器
　　4.3.2　差动变压器式传感器
　　4.3.3　电感式接近开关
　　4.3.4　设计与实践
　4.4　电容式传感器及转换电路
　　4.4.1　电容式传感器工作原理
　　4.4.2　电容传感器的特点
　　4.4.3　电容传感器转换电路
　　4.4.4　设计与实践
　4.5　压电式传感器及转换电路
　　4.5.1　压电式传感器工作原理
　　4.5.2　压电传感器转换电路
　　4.5.3　超声波传感器及探测电路
　　4.5.4　设计与实践
　4.6　磁电式传感器及转换电路
　　4.6.1　磁电式传感器
　　4.6.2　霍尔传感器
　　4.6.3　设计与实践
　4.7　热电式传感器及转换电路
　　4.7.1　热电效应
　　4.7.2　热电阻和热敏电阻传感器
　　4.7.3　半导体温度传感器
　　4.7.4　热释电红外线传感器
　　4.7.5　设计与实践
　4.8　湿敏、气敏传感器及转换电路
　　4.8.1　湿敏传感器
　　4.8.2　气敏传感器
　　4.8.3　设计与实践
　4.9　集成式传感器及应用
　　4.9.1　加速度传感器
　　4.9.2　色敏传感器
　　4.9.3　设计与实践
第5章　自动控制电路技术
　5.1　自动控制系统的组成和指标
　　5.1.1　自动控制系统的组成
　　5.1.2　开环控制与闭环控制
　　5.1.3　控制系统的类型
　　5.1.4　控制系统的基本要求
　　5.1.5　设计与实践
　5.2　自动控制系统的电子线路
　　5.2.1　控制系统典型环节
　　5.2.2　线性定常系统电路的瞬态响应和稳定性分析
　　5.2.3　线性控制系统稳态误差
　　5.2.4　线性系统的校正
　　5.2.5　设计与实践
　5.3　直流小电机调速电路
　　5.3.1　直流小电机调速实验装置
　　5.3.2　直流小电机调速控制
　　5.3.3　设计与实践
第6章　基于计算机的电子线路技术
　6.1　单片机技术与应用
　　6.1.1　单片机控制系统板设计
　　6.1.2　单片机控制系统软件设计
　　6.1.3　光电寻迹智能车控制电路与程序
　　6.1.4　单片机A/D、D/A采集控制电路
　　6.1.5　设计与实践
　6.2　PLC技术与应用
　　6.2.1　PLC的组成
　　6.2.2　PLC常用编程语言和工作流程
　　6.2.3　在计算机上建立PLc梯形图程序
　　6.2.4　PLc在测控系统中的应用
　　6.2.5　设计与实践
　6.3　虚拟仪器技术与应用
　　6.3.1　虚拟仪器编程
　　6.3.2　模拟温度采集和显示
　　6.3.3　USB数据采集控制系统
　　6.3.4　设计与实践
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电子系统集成与嵌入式开发》 内容简介： 在信息技术飞速发展的今天，电子系统的复杂性与日俱增，对电子工程师的设计能力提出了更高的要求。传统的单一学科知识已不足以应对现代电子项目从概念到实现的全面挑战。本书旨在为读者提供一个系统性的视角，深入探讨现代电子系统集成的核心理念、关键技术以及实际应用。我们不仅关注电路设计，更将目光投向了整个电子系统的生命周期，强调软硬件协同设计、嵌入式系统开发、系统优化与可靠性工程等关键环节。 本书内容涵盖了从基础理论到前沿技术的广泛范畴，力求为工程师、研究人员和高年级学生构建坚实的知识体系。我们不会仅仅停留于教科书式的理论讲解，而是通过丰富的案例分析和实践指导，帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力。 第一部分：现代电子系统设计理念与架构 本部分将首先剖析现代电子系统设计的演进趋势，以及催生出的新设计范式。我们将深入探讨“系统级思考”的重要性，阐述如何将硬件、软件、固件以及甚至用户体验等多个层面有机地整合为一个高效、稳定的整体。 模块化与标准化设计： 现代电子系统越来越倾向于采用模块化设计，以提高可重用性、可维护性和升级性。本书将详细介绍各种常见的电子模块接口标准（如I2C, SPI, USB, Ethernet等），以及如何进行有效的模块化架构设计，如何平衡性能、成本和功耗。 层次化设计与抽象： 复杂的系统需要通过层次化的抽象来管理。我们将讨论从系统级需求到子系统设计，再到具体模块实现的不同设计层次，以及各层次之间的接口定义和交互方式。 平台化与IP重用： 探讨如何构建可复用的硬件和软件平台，以及IP（Intellectual Property）在现代SoC（System-on-Chip）设计中的角色，如何高效地集成第三方IP核，加速产品开发周期。 功耗管理与热设计： 在许多应用中，功耗和散热是至关重要的限制因素。本书将深入讲解各种低功耗设计技术，包括动态电压频率调整（DVFS）、电源门控、低功耗模式等，并讨论热管理的基本原理和设计策略，确保系统在各种工作环境下都能稳定运行。 可靠性与安全性设计： 强调在设计初期就应考虑系统的可靠性和安全性。我们将介绍容错技术、错误检测与纠正（EDAC）机制，以及防止潜在安全漏洞的设计原则，例如硬件安全模块（HSM）的应用。 第二部分：关键硬件技术与集成 在系统架构确立后，具体硬件技术的选型与集成是设计的核心。本部分将聚焦于当前主流的硬件技术，并探讨它们如何在系统中实现协同工作。 高性能嵌入式处理器选型与评估： 详细分析不同类型嵌入式处理器（如ARM Cortex-M/A系列、RISC-V处理器等）的架构特点、性能指标、功耗特性以及适用场景。我们将指导读者如何根据项目需求进行处理器选型，并评估其性能和成本。 FPGA与ASIC协同设计： 探讨FPGA（Field-Programmable Gate Array）在原型验证、加速计算以及小批量生产中的优势，以及如何与ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）配合，实现系统最优设计。我们将讲解FPGA的编程模型、开发流程以及在系统集成中的应用。 高速接口设计与信号完整性： 随着数据传输速率的不断提升，高速接口设计面临严峻挑战。本书将深入讲解信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的基本原理，包括阻抗匹配、反射、串扰、去耦电容设计等，并提供实用的PCB布线技巧和仿真分析方法，确保高速信号的可靠传输。 传感器与执行器集成： 现代电子系统广泛应用于物联网（IoT）和智能设备。我们将介绍各类常用传感器（如温度、湿度、压力、加速度、图像传感器等）的工作原理、接口方式和选择原则。同时，也将讨论执行器（如电机、舵机、LED等）的驱动与控制，以及如何将其无缝集成到电子系统中。 电源管理与分配： 稳健的电源系统是所有电子设备正常工作的基石。本书将详细介绍各种电源管理单元（PMU）、线性稳压器（LDO）、开关稳压器（Switching Regulators）的原理、选型与应用，并探讨多电压域电源分配策略、瞬态响应优化等问题。 第三部分：嵌入式软件开发与系统集成 硬件的设计离不开强大的软件支持。本部分将重点阐述嵌入式软件开发的流程、工具链以及软硬件的深度集成。 实时操作系统（RTOS）的选择与应用： 深入讲解RTOS的基本概念、任务调度、进程间通信、中断处理等核心机制。我们将对比分析主流RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread, VxWorks等）的优劣，并指导读者如何在实际项目中选择和配置适合的RTOS。 驱动程序开发与接口管理： 掌握如何为各种硬件外设编写高效、可靠的驱动程序，以及如何利用标准化的驱动框架，提高软件的可移植性和可维护性。 嵌入式Linux系统开发： 对于功能更复杂的系统，嵌入式Linux是常用的选择。本书将介绍嵌入式Linux的开发环境搭建、内核配置、文件系统构建、应用程序开发以及Bootloader的设计与优化。 固件（Firmware）开发与更新机制： 探讨固件在嵌入式系统中的作用，以及如何设计安全的固件更新机制，实现远程升级（OTA, Over-The-Air），保持系统最新状态。 系统调试与性能优化： 详细介绍各种嵌入式开发中的调试技术，包括仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的应用，以及软件调试技巧。还将讨论如何对系统进行性能分析和优化，提升响应速度和资源利用率。 通信协议栈与网络集成： 随着互联互通的需求增加，对各类通信协议栈（如TCP/IP, MQTT, CoAP等）的掌握至关重要。本书将讲解如何将嵌入式设备接入网络，实现数据采集、远程控制和云平台对接。 第四部分：高级主题与前沿技术 为了帮助读者紧跟技术发展的步伐，本部分将介绍一些当前电子系统设计领域的热点和前沿技术。 人工智能（AI）与机器学习（ML）在嵌入式系统中的应用： 探讨如何将轻量级的AI/ML模型部署到嵌入式设备上，实现边缘计算能力，例如图像识别、语音处理、异常检测等。我们将介绍相关的算法、框架（如TensorFlow Lite, PyTorch Mobile）以及硬件加速方案。 物联网（IoT）平台的集成与应用： 讲解如何设计支持大规模设备连接和数据管理的IoT系统，包括云平台选择、数据采集、存储、分析以及与下游应用的集成。 低功耗广域网（LPWAN）技术： 聚焦于LoRa, NB-IoT等LPWAN技术的原理、应用场景以及在物联网通信中的优势。 数字孪生（Digital Twin）概念与实现： 介绍数字孪生在设备监控、预测性维护和虚拟仿真中的潜力，以及如何构建和集成数字孪生模型。 可信计算与硬件安全： 深入探讨在嵌入式系统中实现可信执行环境（TEE）、安全启动、数据加密等安全机制，应对日益严峻的网络安全威胁。 目标读者： 本书适合以下人群阅读： 电子工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业的本科生和研究生： 作为一本深入的参考书籍，帮助他们构建扎实的系统集成和嵌入式开发知识体系。 初中级电子工程师： 渴望拓展技术视野，提升在复杂电子系统设计和开发方面的能力。 嵌入式软件开发工程师： 希望加深对硬件的理解，掌握软硬件协同优化的技巧。 项目经理与技术负责人： 了解现代电子系统设计的全貌，做出更明智的技术决策。 对物联网、人工智能等新兴技术感兴趣的从业者： 学习如何将这些技术融入到实际的电子系统设计中。 本书特色： 系统性强： 从系统级设计理念出发，贯穿硬件、软件、固件等各个层面，形成完整的知识链条。 实践性高： 结合大量实际案例分析，提供可操作的设计指导和开发技巧。 前沿性： 涵盖了当前电子技术发展的前沿领域，为读者指明未来的发展方向。 全面性： 深入浅出地讲解了电子系统集成与嵌入式开发所需的各项核心技能，力求做到面面俱到。 通过阅读《现代电子系统集成与嵌入式开发》，读者将能够更好地理解和掌握现代电子系统的设计之道，提升在复杂项目中的竞争力，从而在快速变化的科技浪潮中乘风破浪。

评分☆☆☆☆☆

我是一名工作了几年但感觉知识体系有些零碎的工程师，这本书对我最大的帮助在于它建立了一个坚实的“知识骨架”。很多时候，我们学到的知识点都是碎片化的，知道怎么做滤波，知道怎么做放大，但当需要设计一个包含多种功能模块的复杂电路时，就容易手忙脚乱。这本书的结构设计，显然是经过深思熟虑的，它像搭积木一样，从最基础的信号处理单元讲起，逐步过渡到接口设计、数字控制，最后汇集成一个完整的系统级应用。特别是关于调试和故障排除的部分，简直是黄金内容，它没有给出标准答案，而是教会了我们如何像侦探一样去分析异常现象，如何利用测量工具系统性地缩小问题范围。这种“授人以渔”的教学理念，远比单纯的“授人以鱼”要珍贵得多，它真正提升了我独立解决工程难题的能力，让我从一个操作者，逐步向设计者转变。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实，一眼望去就给人一种专业、严谨的感觉，那种老牌技术出版社特有的气息扑面而来。我记得拿到书的时候，首先被它的厚度震撼了一下，这可不是那种轻飘飘的理论说教，而是沉甸甸的实践宝典。内容组织上，它显然是为真正想上手操作的人准备的，而不是只在概念层面打转。比如在介绍基础元件特性的时候，它不是简单地罗列参数，而是会结合实际电路中的应用场景来分析，这对于初学者建立直观认识至关重要。我特别欣赏它在讲解一些复杂系统时，那种“庖丁解牛”式的拆解方法，一步步引你进入设计的逻辑框架。书中大量的实物图和仿真截图的穿插使用，极大地弥补了纯文字描述的不足，让读者能清晰地看到理论是如何转化为实际电路的。我感觉作者在编写过程中，投入了大量的心血去平衡理论深度和工程实用性之间的关系，这使得这本书既能作为高校课程的教材，也能成为工程师案头的参考手册。这种详尽且注重实践的编排方式，是很多同类书籍所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书是冲着它名字里那个“综合设计”去的，结果它真的没让我失望。它不像某些教材那样，每一章都是孤立的知识点，这本书的厉害之处在于，它从头到尾都在引导你构建一个完整的系统思维。例如，在设计一个电源模块时，它不会只停留在计算滤波电容的大小，而是会深入探讨EMI/EMC的考量、热设计的优化，甚至涉及到PCB布局的经验法则。这些都是教科书上常常一笔带过，但在实际工作中却能决定项目成败的关键要素。阅读过程中，我发现作者的语气非常接地气，就像一位经验丰富的前辈在手把手教你犯过的错误和走过的弯路，而不是高高在上的理论灌输。书中的案例研究部分尤其精彩，每一个案例都似乎在模仿一个真实的工业项目，从需求分析到最终调试的完整流程都被清晰地记录下来，这对培养我的项目管理和系统集成能力非常有帮助。读完一个章节，我总有一种“茅塞顿开”的感觉，因为我知道了如何将零散的知识点串联起来，形成一个有战斗力的设计方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量绝对是值得称赞的。在这个电子书泛滥的时代，一本纸质书的质感依然有其不可替代的价值，尤其对于这种需要频繁翻阅、对照查阅的技术书籍而言。纸张的厚度适中，即便是大量使用深色背景的波形图和电路图，文字和线条的对比度依然非常清晰锐利，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。图表的清晰度是衡量技术书籍优劣的重要标准，这本书在这方面做得非常出色，即便是细微的元件标注和复杂的时序图，放大后依然能看清细节，这为验证和复现书中的设计提供了极大的便利。而且，这本书的装订非常牢固，可以完全平摊在桌面上，这在进行设计实践时，解放双手，让我能够更专注于手中的实验板和示波器。这种对物理载体的重视，体现了出版社对内容价值的尊重，也反映了作者对细节的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

从内容深度上来看，这本书的覆盖面非常广，但难能可贵的是，它并没有因为追求广度而牺牲深度。它在介绍一些前沿技术和新器件应用时，总能给出恰到好处的技术背景介绍，使得读者既能了解最新的发展方向，又不至于被过于晦涩的理论所淹没。比如在讲嵌入式系统与模拟电路的接口设计时，它不仅分析了电平转换的必要性，还详细讨论了地线处理和串扰抑制等实际电路设计中常见的“陷阱”。这种对工程细节的关注，充分显示了作者深厚的实践经验。阅读过程中，我甚至会不自觉地拿起我手边的电路图和设计文档，对照着书中的原则进行反思和改进，这本书已经不再仅仅是一本学习资料，更像是一个持续迭代的“设计规范检查表”。对于那些渴望从初级水平跨越到能够独立负责中小型项目的技术人员来说，这本书无疑是提供了一个非常扎实且可靠的跳板。