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李金平沈明山姜余祥 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121180057

商品编码：29729755585

包装：平装

出版时间：2012-09-01

基本信息

书名:电子系统设计(第2版)

定价：59.80元

售价：40.7元,便宜19.1元,折扣68

作者:李金平沈明山姜余祥

出版社：电子工业出版社

出版日期：2012-09-01

ISBN：9787121180057

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.763kg

编辑推荐

内容提要

　　本书是依据高等工科院校电子技术实践教学大纲的基本要求，并结合作者多年的科研与教学的经验编写的。全书以电子系统设计为目标，系统讲解了元器件选择、传感器应用、信号调理电路、A/D和D/A转换、可编程器件开发应用、单片机系统、驱动电路及PCB等设计原理与设计方法，并提供了大量、翔实的设计实例。本书适应应用型人才的培养需求，具有先进性、实用性、系统性和灵活性。

目录

'章 电子系统设计基础知识
1.1 电子系统的设计方法
1.1.1 明确系统的设计任务和要求
1.1.2 方案的比较与选择
1.1.3 单元电路的设计、参数计算和元器件选择
1.1.4 电路的仿真
1.1.5 电路图的绘制及印制电路板的设计
1.2 电子系统的组装与调试
1.2.1 电子系统的组装
1.2.2 电子系统的调试
1.3 电子系统的抗干扰技术
1.3.1 在干扰源处采取措施
1.3.2 在耦合通道上采取措施
1.3.3 在传输通道上采取措施
思考题与习题
第2章 常用电子元器件
2.1 电阻器
2.1.1 电阻器的作用
2.1.2 电阻器的分类
2.1.3 电阻器的主要技术指标
2.1.4 电阻器的合理选用与质量判别
2.2 电位器
2.2.1 电位器的作用
2.2.2 电位器的分类
2.2.3 电位器的主要技术指标
2.2.4 几种常用的电位器
2.2.5 电位器的合理选用与质量判别
2.3 电容器
2.3.1 电容器的作用
2.3.2 电容器的分类
2.3.3 电容器的主要技术参数
2.3.4 几种常用的电容器
2.3.5 电容器的合理选用与质量判别
2.4 电感器和变压器
2.4.1 电感器
2.4.2 变压器
2.5 继电器
2.5.1 继电器的作用
2.5.2 继电器的分类
2.5.3 电磁式继电器的主要参数
2.5.4 电磁式继电器的合理选用与质量判别
2.6 半导体器件
2.6.1 晶体二极管
2.6.2 晶体三极管
2.6.3 场效应管(FET)
2.6.4 晶闸管
2.7 常用集成电路器件
2.7.1 集成电路的分类
2.7.2 集成电路的主要参数
2.7.3 常用集成电路简介
2.7.4 集成电路的选用原则及注意事项
2.8 传感器
2.8.1 温敏传感器
2.8.2 光电传感器
2.8.3 气敏传感器
2.8.4 湿敏传感器
2.8.5 磁敏传感器
2.8.6 力敏传感器
2.8.7 传感器的选用
思考题与习题
第3章 电子电路的仿真
3.1 Multisim概述
3.2 Multisim的操作使用方法
3.2.1 设计主界面的进入及主界面的介绍
3.2.2 Multisim主菜单简介
3.2.3 Multisim元件数据库介绍
3.2.4 Multisim的虚拟仪器仪表简介
3.2.5 在Multisim中建立并仿真电路
3.3 Multisim的主要分析功能
3.3.1 直流工作点分析
3.3.2 交流分析
3.3.3 瞬态分析
3.3.4 傅里叶分析概述
3.3.5 失真分析
3.3.6 直流扫描分析
3.3.7 DC和AC灵敏度分析
3.3.8 参数扫描分析
3.3.9 温度扫描分析
3.3.10 零-极点分析
3.3.11 其他分析
3.4 Multisim的应用实例
3.4.1 电子元器件的性能测试
3.4.2 滤波电路分析
3.4.3 模拟电路的设计与分析
3.4.4 数字电路的设计与分析
思考题与习题
第4章 电子系统中的常用单元电路设计
4.1 稳压电源电路的设计
4.1.1 稳压电源的主要技术指标及组成
4.1.2 整流、滤波电路及其设计
4.1.3 直流稳压电路及其设计
4.2 信号发生电路的设计
4.2.1 信号发生电路的主要性能要求
4.2.2 信号发生电路的一般设计方法
4.2.3 正弦波振荡电路的设计
4.2.4 RC方波振荡电路的设计
4.2.5 函数发生器的设计
4.3 信号选择电路的设计
4.3.1 多路信号选择电路
4.3.2 有源滤波电路的设计
4.4 信号调理单元电路的设计
4.4.1 小信号放大电路
4.4.2 频率变换电路设计
4.4.3 信号整形电路设计
4.5 A/D、D/A接口电路的设计
4.5.1 A/D接口电路设计
4.5.2 D/A接口电路设计
4.6 驱动电路的设计
4.6.1 常用驱动器的选择及其典型应用
4.6.2 常用光电耦合器的选择及其驱动电路
4.7 控制单元电路的设计
4.7.1 声控电路及其设计
4.7.2 光控电路及其设计
4.7.3 遥控电路及其设计
思考题与习题
第5章 系统可编程技术
5.1 可编程器件的基本原理
5.1.1 可编程逻辑器件概述
5.1.2 可编程逻辑器件基本结构
5.2 高密度系统可编程逻辑器件
5.2.1 Altera公司CPLD器件
5.2.2 Altera公司的FPGA器件
5.2.3 CPLD器件和FPGA器件的编程、适配与边界扫描测试技术
5.3 可编程逻辑器件开发软件及应用
5.3.1 QuartusII软件的安装
5.3.2 QuartusII软件的主界面
5.3.3 文本输入设计法
5.3.4 原理图输入设计法
5.3.5 QuartusII的层次化设计
5.3.6 VHDL设计
5.4 数字系统开发实例
5.4.1 ASM图与交通灯控制器设计
5.4.2 出租车计程计价表
5.5 Nios II系统设计实例
5.5.1 Nios II软核处理器设计
5.5.2 Nios 应用程序开发
5.6 系统可编程模拟器件
5.6.1 可编程模拟器件概述
5.6.2 Lattice的ispPAC系列器件的结构
5.5.3 ispPAC接口
5.6.4 UREFOUT缓冲电路
5.6.5 ispPAC增益调整方法
5.6.6 有源滤波器设计
5.7 PAC-Designer软件及开发实例
5.7.1 可编程模拟器件的开发流程
5.7.2 ispPAC10器件开发应用示例
5.7.3 ispPAC20器件开发应用示例
5.7.4 ispPAC80器件开发应用示例
思考题与习题
第6章 单片机应用系统设计
6.1 小应用系统设计
6.1.1 MCS-51系列单片机结构
6.1.2 AT89C52单片机指令集
6.1.3 AT89C52单片机小应用系统
6.2 单片机系统扩展
6.2.1 数据存储器
6.2.2 I/O接口扩展
6.3 单片机接口电路设计
6.3.1 键盘接口电路
6.3.2 显示接口
6.3.3 打印接口
6.3.4 通信接口
思考题与习题
第7章 电子绘图软件
7.1 Protel概述
7.1.1 国内EDA软件现状
7.1.2 电路板设计步骤
7.2 Protel 99 SE安装
7.3 Protel电路原理图设计
7.3.1 原理图设计流程
7.3.2 数据库文件
7.3.3 原理图设计过程
7.3.4 原理图常用命令
7.3.5 原理图库设计
7.3.6 原理图Miscellaneous Devices库器件清单
7.4 印制电路板（PCB）设计
7.4.1 新建PCB文件
7.4.2 PCB线路板信号层管理
7.4.3 PCB绘图工具
7.4.4 PCB布线规则
7.4.5 PCB布线步骤
7.4.6 PCB库管理
7.5 Keil与Proteus联调
7.5.1 联调环境设置
7.5.2 编辑工程文件
7.5.3 联调
思考题与习题
第8章 实用电子系统设计举例及课题
8.1 电子系统综合设计实例
8.1.1 数控直流电源的设计
8.1.2 波形发生器的设计
8.1.3 简易逻辑分析仪的设计
8.1.4 简易数字存储示波器设计
8.2 电子技术课程设计课题
8.2.1 CDMA设备用AC/DC开关稳压电源
8.2.2 多路输出的直流稳压电源
8.2.3 小功率线性直流稳压电源
8.2.4 开关型直流稳压电源
8.2.5 简易开关式充电器
8.2.6 镍镉电池快速充电器
8.2.7 车用镍镉电池充电器
8.2.8 车距报警器
8.2.9 气体烟雾报警器
8.2.10 汽车无线报警器
8.2.11 电子体温计
8.2.12 开关电源电磁干扰滤波器
8.2.13 抗混叠低通滤波器
8.2.14 阶梯波发生器
8.2.15 自行车时速表
8.2.16 电阻精度筛选仪
8.2.17 信号波形发生器
8.2.18 OCL低频功率放大器
8.2.19 洗衣机控制电路
8.2.20 无线红外耳机
8.2.21 无线遥控电控锁
8.2.22 线路寻迹器
8.2.23 8路抢答器
8.3 电子系统综合设计课题
8.3.1 有关电源的课题
8.3.2 有关信号源的课题
8.3.3 有关放大器的课题
8.3.4 有关电参量测量和电子仪器的课题
8.3.5 有关数据采集的课题
8.3.6 有关检测和自动控制的课题
8.3.7 有关无线电的课题'

作者介绍

文摘

序言

《电子系统设计(第2版)》是一本面向电子工程、计算机科学及相关领域研究人员、工程师和高年级本科生、研究生而精心打造的专业技术书籍。本书深入浅出地探讨了现代电子系统设计的核心原理、方法论、工具以及最佳实践。它旨在为读者构建一个全面而系统的知识框架，使其能够从概念构思阶段直至最终产品实现，都能游刃有余地应对复杂的设计挑战。 本书并非简单罗列电子元器件的参数或电路图，而是着重于系统层面的思考和设计思维的培养。它将电子系统视为一个有机整体，强调不同子系统之间的协同工作、接口规范以及整体性能的权衡。从宏观的系统架构选择，到微观的信号完整性分析，再到软件与硬件的深度融合，本书都给予了充分的关注。 第一部分：系统设计基础与架构 在进入具体的电路设计之前，本书首先建立起坚实的系统设计基础。我们将从以下几个关键方面展开： 系统需求分析与规格定义： 任何成功的电子系统都始于清晰、准确的需求。本部分将指导读者如何从模糊的用户需求中提炼出可执行的技术规格，包括功能性需求、性能指标（如速度、功耗、精度）、可靠性要求、成本约束以及环境适应性等。我们将探讨不同的需求分析模型和方法，并强调在设计初期就建立一套科学、可验证的规格体系的重要性。 电子系统架构设计： 架构是系统的骨架。本书将深入介绍多种常见的电子系统架构模式，如基于微处理器的架构、DSP架构、FPGA/ASIC架构、嵌入式系统架构以及高性能计算架构等。我们将分析不同架构的优缺点、适用场景以及设计权衡。读者将学习如何根据系统需求选择最合适的架构，并理解分层设计、模块化设计等核心架构原则。 硬件-软件协同设计： 现代电子系统往往是软硬件紧密集成的产物。本书将详细阐述硬件和软件在设计过程中的相互影响和协同优化。我们将探讨如何进行硬件抽象层（HAL）的设计，如何定义软件接口（API），以及如何有效地进行软件仿真和硬件在环（HIL）测试。读者将认识到，一个优秀的电子系统设计者必须同时具备对硬件和软件的深刻理解。 设计流程与方法学： 从概念到原型，再到量产，电子系统的设计经历一个复杂而严谨的流程。本书将梳理并介绍当前业界主流的设计流程，包括需求获取、架构设计、详细设计、实现、验证、测试和部署等各个阶段。我们还将探讨敏捷开发、迭代设计等现代设计方法学在电子系统设计中的应用，以及如何通过版本控制、文档管理等实践来提高设计效率和质量。 第二部分：核心子系统设计与实现 在建立了系统的整体观后，本书将深入探讨构成电子系统的各个关键子系统的设计细节： 信号处理与数据采集： 传感器是电子系统感知世界的眼睛和耳朵。本部分将深入研究各种传感器的原理、特性以及数据采集系统（DAS）的设计。我们将讲解采样定理、量化误差、噪声抑制技术、滤波器设计（模拟与数字）以及模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的选择与应用。读者将学会如何设计高精度、高效率的数据采集前端。 处理器与微控制器选型及应用： 处理器是系统的“大脑”。本书将详细分析不同类型处理器（CPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC）的架构特点、指令集、性能指标和功耗特性。我们将重点讲解微控制器（MCU）的选型原则、片上外设（如定时器、ADC、通信接口）的应用，以及如何根据应用需求进行嵌入式系统平台的搭建。 存储器系统设计： 数据的存储和访问是电子系统性能的关键因素之一。本部分将介绍各种存储器技术，如DRAM、SRAM、Flash、EEPROM等，并分析它们的性能、功耗、成本和适用场景。我们将探讨内存控制器设计、缓存一致性问题以及存储器接口协议（如DDR、SPI、I2C）的应用。 通信接口与网络： 电子系统需要彼此通信，也需要连接到外部世界。本书将详细介绍各种串行和并行通信接口，包括UART、SPI、I2C、USB、Ethernet、PCIe等。我们将讲解它们的物理层和协议层设计，以及在不同应用场景下的配置和优化。同时，我们也会触及无线通信接口（如Wi-Fi、Bluetooth）的基础原理及其在系统集成中的考量。 电源管理与功耗优化： 功耗是制约许多电子设备性能的关键因素，尤其是在便携式和物联网设备中。本部分将深入探讨电源转换技术（如LDO、DC-DC转换器）、电池管理系统（BMS）的设计、低功耗模式的实现以及功耗分析和优化技术。读者将学习如何设计高效、稳定的电源系统，并有效降低系统的整体功耗。 射频（RF）与混合信号设计基础： 对于涉及无线通信或模拟信号处理的系统，射频和混合信号设计是不可或缺的。本书将简要介绍射频链路的基本组成、阻抗匹配、噪声系数、线性度等概念，以及混合信号电路（如PLL、ADC/DAC）的设计考量。我们将强调在设计中对寄生效应和串扰的关注。 第三部分：设计验证、测试与优化 高质量的电子系统离不开严格的验证和测试。本书的第三部分将聚焦于此： 硬件描述语言（HDL）与逻辑综合： 对于FPGA和ASIC设计，Verilog或VHDL等HDL是核心的描述语言。本书将介绍HDL的基本语法、建模风格以及常用的设计模式。我们将讲解逻辑综合的过程，如何将HDL代码转化为门级网表，以及综合器对时序和面积的优化。 仿真与时序分析： 仿真是在设计早期发现错误的有效手段。本书将介绍各种仿真级别（行为级、寄存器传输级RTL、门级）的仿真器使用，以及测试平台的搭建。我们将深入讲解静态时序分析（STA），如何评估设计的时序裕度，并识别潜在的时序违例。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）分析： 随着信号速率的提高，信号完整性问题日益突出。本书将讲解传输线理论、反射、串扰、过冲、振铃等SI现象，以及PCB布局布线对SI的影响。同时，我们将探讨电源完整性问题，如电压跌落（IR drop）、电源噪声，以及如何通过PCB设计来改善PI。 嵌入式软件测试与调试： 嵌入式软件的调试具有其独特性。本书将介绍各种调试工具（如JTAG、SWD、逻辑分析仪）的使用，以及代码覆盖率、单元测试、集成测试等软件测试策略。我们将强调调试技巧和问题定位方法，以确保软件的稳定性和可靠性。 系统级验证与可制造性设计（DFM）： 在系统层面，我们将探讨如何进行端到端的系统级验证，确保所有子系统协同工作正常。此外，本书还将介绍可制造性设计（DFM）和可测试性设计（DFT）的理念，以及如何从设计初期就考虑生产制造和测试的便利性，从而降低制造成本和提高良品率。 第四部分：前沿技术与未来趋势 为了让读者站在电子系统设计的前沿，本书的最后一部分将展望一些重要的前沿技术和未来发展趋势： 人工智能（AI）在电子系统设计中的应用： 探讨AI在自动代码生成、硬件加速、设计优化、芯片故障诊断等方面的应用前景。 物联网（IoT）系统设计考量： 重点关注低功耗、无线连接、安全性、实时性以及大规模部署等IoT系统特有的设计挑战。 高级封装技术与异构集成： 介绍Chiplet、3D IC等新兴封装技术对系统性能和集成度的影响。 量子计算与未来电子系统： 简要介绍量子计算的基本原理及其对未来电子信息产业可能带来的颠覆性变革。 本书的特色： 系统性强： 全面覆盖电子系统设计的各个层面，从宏观架构到微观细节。 理论与实践结合： 既有深入的理论阐述，也包含丰富的实际案例和工程经验。 方法论导向： 强调设计思维和工程方法，帮助读者掌握解决问题的能力。 前沿性： 关注最新技术发展和行业趋势。 语言精炼，逻辑清晰： 采用清晰准确的语言，层层递进，便于理解。 通过阅读《电子系统设计(第2版)》，读者将能够系统地掌握现代电子系统设计的核心技能，提升解决复杂工程问题的能力，为在瞬息万变的电子技术领域取得成功奠定坚实的基础。本书的目标是成为每一位电子工程师案头的必备参考，也是相关专业课程的理想教材。

评分☆☆☆☆☆

这本《模拟电路设计与仿真》简直是电子工程领域的一股清流，它没有那种高高在上的理论说教，而是非常接地气地将复杂的模拟电路知识拆解得清清楚楚。我记得我之前对运算放大器的理解总停留在“一个有无限增益”的抽象层面，这本书里却通过大量的实例和详细的步骤图，手把手地教你如何从零开始设计一个低噪声、高精度的放大电路。尤其让我印象深刻的是关于反馈理论的讲解，作者没有简单地套用公式，而是用了一个非常形象的比喻，把负反馈比作一个“精密的调控系统”，生动地解释了它如何稳定电路性能、减小失真。这本书的排版也非常友好，图文并茂，许多关键公式都配有推导过程，这对于想深入理解原理而不是死记硬背的学生来说，简直是福音。我特别推荐那些正在准备参加电子设计竞赛的同学，里面关于滤波器和ADC/DAC接口部分的实例，可以直接拿来作为项目参考。

评分☆☆☆☆☆

关于《现代通信系统原理与应用》这本书，我的感受是它成功地架起了一座从理论物理到实际工程的桥梁。在很多教科书中，傅里叶变换和调制解调理论往往是枯燥的数学推导，让人难以理解它们在实际无线电波中的意义。但这本书非常巧妙地将这些抽象概念与具体的通信系统模块（如OFDM、扩频通信）结合起来。比如在讲解正交频分复用（OFDM）时，作者没有直接抛出复杂的复数运算，而是从“如何对抗多径衰落”这个实际问题出发，逐步引出FFT/IFFT在频域均衡中的核心作用，这种“问题驱动”的叙述方式极大地激发了我的学习兴趣。书中的图示质量极高，几乎每一张图都在阐述一个重要的概念或性能对比。对于那些对5G、Wi-Fi等现代通信技术感兴趣，但又苦于缺乏扎实数学基础的读者，这本书提供了一个非常友好且富有洞察力的切入点，它让你真正明白信号是如何在噪声中被提取和重建的。

评分☆☆☆☆☆

《信号完整性与电源完整性设计》这本书，对于PCB设计工程师来说，简直是一本“避雷宝典”。在高速数字电路设计中，信号的串扰、反射、地弹这些“看不见的敌人”才是真正决定产品成败的关键。这本书的视角非常独特，它没有停留在CAD软件的操作层面，而是从电磁场理论和传输线理论出发，深入剖析了这些问题的物理根源。例如，关于阻抗匹配的部分，作者不仅讲解了50欧姆这个标准值的来由，还通过仿真结果对比展示了不同走线宽度、介质厚度对回波损耗的影响，数据图表极其详尽。最让我受益的是关于去耦电容布局的章节，书中清晰地划分了不同频率段的去耦策略，并解释了为什么有时候多颗小容量电容比一颗大容量电容更有效，这完全颠覆了我之前“电容越大越好”的朴素认知。这本书的理论深度足够，但作者的叙述又保持了工程师的务实性，让人读完后能立即应用到实际的板级设计中，避免了许多昂贵的设计返工。

评分☆☆☆☆☆

我最近在整理FPGA设计流程，翻阅了《VHDL/Verilog高级综合与验证技术》，这本书简直是为有一定基础、想冲击更高层次数字设计的开发者量身定做的。它没有浪费篇幅在基础语法教学上，而是直接聚焦于如何写出“可综合”且“高效能”的代码。我特别欣赏作者对于时序逻辑设计的严谨态度，书中对建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的分析，结合实际的路径延迟计算，提供了很多避免亚稳态的工程技巧。特别是关于状态机的描述，它系统地对比了One-Hot、Gray Code等不同编码方式的资源消耗和速度特性，并给出了在特定场景下的最佳选择建议。此外，这本书对仿真验证方法的讲解也非常深入，特别是覆盖率分析和形式验证的概念，帮助我构建了一套更可靠的测试平台。这本书的难度稍高，但对于想从“能跑起来”进阶到“跑得快、资源省”的数字设计人员来说，绝对是提升专业水平的利器。

评分☆☆☆☆☆

我对这本《嵌入式系统底层驱动开发实战》的评价只能用“干货满满”来形容。市面上很多关于嵌入式的书，要么是停留在理论概念，要么就是代码堆砌，看得人云里雾里。但这本书的厉害之处在于，它完全是以一个实际项目为导向，从最基础的寄存器配置讲起，逐步深入到中断服务程序、定时器应用，最后到复杂的外设（比如SPI和I2C）驱动开发。作者的编程风格非常规范和严谨，注释清晰到令人发指，每一个宏定义、每一个位操作都有明确的意图说明。我印象最深的是关于DMA（直接内存存取）的章节，以前我一直对DMA感到恐惧，觉得它太底层、太难懂，但这本书通过一个高速数据采集的案例，把DMA的工作流程、硬件与软件的交互点讲得透彻明了，读完之后我立刻上手写出了自己的DMA程序，效率比以前用CPU轮询高了不止一个数量级。对于想从“会用”STM32库函数升级到“理解并掌控”硬件的工程师来说，这是必读的指南。