綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

前言

　　人類社會(huì)已步入信息時(shí)代，電子信息技術(shù)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面，尤其是在國(guó)防領(lǐng)域，電子技術(shù)水平直接關(guān)系到武器裝備效能、國(guó)防實(shí)力和國(guó)家安全。因此，培養(yǎng)具有綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新素質(zhì)的人才對(duì)國(guó)防戰(zhàn)線具有特別重要的意義?！　‰娮酉到y(tǒng)是信息技術(shù)的載體與基礎(chǔ)。學(xué)生在全面掌握理論知識(shí)的同時(shí)，還必須具備對(duì)電子電路與電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力?！　‰娮酉到y(tǒng)一般可分為數(shù)字系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)和基于微控制器的智能化系統(tǒng)。實(shí)際工程項(xiàng)目往往是綜合性的電子系統(tǒng)，既有非電量轉(zhuǎn)換為電參量的傳感器和進(jìn)行信號(hào)調(diào)理的模擬電路，又有模／數(shù)與數(shù)／模轉(zhuǎn)換器、邏輯電路和微控制器，還可能涉及控制算法和繼電器（可控硅）等強(qiáng)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)?！　∽鳛榫C合實(shí)踐性教材，本書的先修課程包括模擬電子線路、數(shù)字電路、單片機(jī)原理等。因此，在內(nèi)容編排上，為避免與先修課程和教材重復(fù)，本教材就系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及的重點(diǎn)問題展開討論，如常用傳感器及其應(yīng)用，模擬信號(hào)發(fā)生、處理與變換電路，數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、硬件描述語言與可編程邏輯器件應(yīng)用，SoC型MSP430單片機(jī)及軟件編程，常用控制算法與驅(qū)動(dòng)電路等?！　”緯睦}和實(shí)驗(yàn)課題貼近生活和工程實(shí)際，具有實(shí)用性和趣味性，便于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和動(dòng)手的積極性。實(shí)驗(yàn)課題的難易程度循序漸進(jìn)，并且每道題目在功能與指標(biāo)上分為基本要求和提高要求，以便因材施教?！　∪珪卜?章。第1章介紹電子系統(tǒng)分類及特點(diǎn)、電子系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)方法與步驟。第2章介紹傳感器種類及特性，以及常用溫度傳感器、壓力傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器及其應(yīng)用電路。第3章討論常用模擬信號(hào)產(chǎn)生、調(diào)理與變換電路，Multisim 10.0基本用法與典型應(yīng)用，最后以調(diào)頻收音機(jī)作為模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。第4章闡述了由算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計(jì)和控制單元設(shè)計(jì)構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，介紹了硬件描述語言VHDL和可編程邏輯器件，以及Quartus Ⅱ 8.0的基本用法，最后以交通管理器作為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例。

內(nèi)容概要

　　《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》是為高等學(xué)校電子信息類專業(yè)編寫的一本綜合性電子設(shè)計(jì)的實(shí)踐類教材。以電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法為主線，將模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及傳感器與控制等相關(guān)技術(shù)融為一體，培養(yǎng)學(xué)生綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，以適應(yīng)電子信息時(shí)代對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)踐能力的要求?！　　毒C合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》從電子系統(tǒng)概念、分類及設(shè)計(jì)方法入手，討論了常用傳感器及其應(yīng)用電路，模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)與Multisim設(shè)計(jì)工具，數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)與VHDL、PLD、QuartusⅡ開發(fā)平臺(tái)，基于單片機(jī)的智能型電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)與相關(guān)匯編語言、C語言和常用控制方法，以及可用于實(shí)驗(yàn)課題的9個(gè)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例?！　　毒C合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》結(jié)構(gòu)新穎，內(nèi)容豐富，系統(tǒng)性強(qiáng)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合及選材的先進(jìn)性，著力加強(qiáng)實(shí)踐性與工程性訓(xùn)練，例題和實(shí)驗(yàn)課題具有實(shí)用性和層次性。　　《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》除用于高等院校電子信息類各相關(guān)專業(yè)的教材外，還可作為大學(xué)生課外電子制作、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和相關(guān)工程技術(shù)人員的實(shí)用參考書與培訓(xùn)教材。

書籍目錄

第1章 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.1 電子系統(tǒng)概述1.2 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.2.1 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法1.2.2 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟1.2.3 EDA工具在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用1.3 典型電子系統(tǒng)舉例第2章 常用傳感器及其在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用2.1 傳感器概述2.1.1 傳感器及其種類2.1.2 傳感器的特性2.1.3 傳感器的激勵(lì)與調(diào)理2.1.4 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)2.2 溫度傳感器2.2.1 常用溫度傳感器2.2.2 集成單片溫度傳感器2.2.3 溫度傳感器應(yīng)用電路2.3 壓力傳感器2.3.1 壓力傳感器種類與原理2.3.2 壓力傳感器的選用2.3.3 壓力傳感器應(yīng)用舉例2.4 霍爾傳感器2.4.1 線性霍爾電路2.4.2 開關(guān)型霍爾傳感器2.4.3 霍爾電路的應(yīng)用2.5 光電傳感器2.5.1 常用光敏器件2.5.2 光電傳感器應(yīng)用2.5.3 光電耦合器件及其應(yīng)用習(xí)題與思考題第3章 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 模擬信號(hào)產(chǎn)生電路3.1.1 LC正弦波振蕩電路3.1.2 單片函數(shù)發(fā)生器MAX038及其應(yīng)用電路3.1.3 鎖相頻率合成電路3.1.4 DDS信號(hào)發(fā)生器及其典型器件應(yīng)用3.2 模擬信號(hào)的常用處理電路3.2.1 集成運(yùn)算放大器及其典型參數(shù)3.2.2 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用3.2.3 儀表放大器及其典型應(yīng)用3.2.4 濾波器及其設(shè)計(jì)3.3 模擬信號(hào)變換電路3.3.1 電壓比較器及其應(yīng)用3.3.2 電壓/頻率與頻率/電壓變換器及其應(yīng)用3.3.3 電壓/電流變換器和電流/電壓變換器3.4 電路仿真在模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.4.1 常用仿真工具介紹3.4.2 Multisim的功能與基本用法3.4.3 典型電路分析舉例3.5 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例3.5.1 相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)3.5.2 單片式調(diào)頻收音機(jī)的制作習(xí)題與思考題第4章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法4.1.1 算法流程圖與算法設(shè)計(jì)4.1.2 數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計(jì)4.1.3 ASM圖與控制單元設(shè)計(jì)4.2 硬件描述語言及其應(yīng)用4.2.1 VHDL基本結(jié)構(gòu)4.2.2 數(shù)據(jù)對(duì)象、類型及運(yùn)算符4.2.3 順序語句4.2.4 并行語句4.2.5 子程序4.2.6 程序包與設(shè)計(jì)庫(kù)4.2.7 典型單元電路的VHDL描述4.3 高密度可編程邏輯器件4.3.1 可編程邏輯器件的基本原理4.3.2 復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）4.3.3 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）4.3.4 CPLD/FPGA編程技術(shù)4.3.5 常用可編程邏輯器件及其開發(fā)工具4.3.6 CPLD/FPGA設(shè)計(jì)工具QuartusⅡ4.4 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例4.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4.2 功能描述4.4.3 邏輯綜合與仿真習(xí)題與思考題第5章 以單片機(jī)為核心的智能型電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 概述5.1.1 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)5.1.2 51單片機(jī)簡(jiǎn)介5.2 MSP430單片機(jī)的硬件組成5.2.1 MSP430單片機(jī)概述5.2.2 MSP430單片機(jī)的核心部件5.2.3 MSP430單片機(jī)的端口5.2.4 MSP430單片機(jī)的定時(shí)器TA5.2.5 MSP430單片機(jī)的液晶驅(qū)動(dòng)5.2.6 MSP430單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC5.3 MSP430單片機(jī)的指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)5.3.1 尋址模式5.3.2 指令格式5.3.3 匯編語言程序設(shè)計(jì)5.3.4 C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5.3.5 MSP430單片機(jī)開發(fā)環(huán)境5.4 MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)5.4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)5.4.2 鍵盤設(shè)計(jì)5.4.3 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.4.4 測(cè)量接口電路5.4.5 常用驅(qū)動(dòng)電路接口5.5 基于單片機(jī)的控制方法5.5.1 概述5.5.2 脈寬調(diào)制控制方法5.5.3 PID控制方法5.5.4 模糊控制方法5.6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例5.6.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.6.2 系統(tǒng)時(shí)鐘5.6.3 走時(shí)時(shí)鐘的調(diào)整5.6.4 打鈴控制時(shí)間的設(shè)定5.6.5 打鈴輸出控制習(xí)題與思考題第6章 綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例6.1 數(shù)字溫度計(jì)6.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求6.1.2 方案設(shè)計(jì)及論證6.1.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)6.1.4 系統(tǒng)調(diào)試6.2 水溫控制系統(tǒng)6.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求6.2.2 參考設(shè)計(jì)方案6.2.3 主要硬件電路設(shè)計(jì)6.2.4 系統(tǒng)控制算法及軟件設(shè)計(jì)6.2.5 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.3 信號(hào)發(fā)生器6.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求6.3.2 參考設(shè)計(jì)方案6.3.3 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.4 寬帶放大器6.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求6.4.2 參考設(shè)計(jì)方案6.4.3 理論分析與參數(shù)計(jì)算6.4.4 主要模塊的電路設(shè)計(jì)6.4.5 抗干擾措施6.4.6 軟件設(shè)計(jì)及流程圖6.4.7 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.5 車輛自動(dòng)檢測(cè)器6.5.1 功能與指標(biāo)6.5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.5.3 硬件電路設(shè)計(jì)6.5.4 測(cè)頻方案及其原理6.5.5 軟件流程6.5.6 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.6 數(shù)字存儲(chǔ)示波器6.6.1 功能與指標(biāo)6.6.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.6.3 硬件電路設(shè)計(jì)6.6.4 軟件流程6.6.5 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.7 簡(jiǎn)易邏輯分析儀6.7.1 功能與指標(biāo)6.7.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.7.3 硬件電路設(shè)計(jì)6.7.4 軟件設(shè)計(jì)6.7.5 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)6.8 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源6.8.1 任務(wù)及要求6.8.2 功能與指標(biāo)分析6.8.3 方案分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.8.4 硬件電路設(shè)計(jì)6.8.5 軟件設(shè)計(jì)6.9 韋根傳感器篩選器6.9.1 功能與指標(biāo)分析6.9.2 方案分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.9.3 硬件電路設(shè)計(jì)6.9.4 軟件設(shè)計(jì)附錄 電子設(shè)計(jì)網(wǎng)站參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　③盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減小分布參數(shù)和相互之間的電磁干擾。易受其干擾的元器件不能離干擾源太近，輸入與輸出元器件都應(yīng)該遠(yuǎn)離高頻元器件?！　、苤亓看笥?5g的電子元器件如果僅靠電路板上的導(dǎo)線焊盤固定是不可靠的。應(yīng)該使用支架或卡子等專門固定這些較重的元器件。否則容易使電路板變形，更可能導(dǎo)致連接線斷裂，影響電路板的預(yù)期功能。　?、輰?duì)于發(fā)熱量大的元器件應(yīng)該使用散熱器或靠近通風(fēng)口的地方安裝。如果器件的發(fā)熱得不到妥善處理，將嚴(yán)重影響元器件的性能，而最終影響整個(gè)系統(tǒng)的性能?！　≡O(shè)計(jì)出了正確和可靠的電路板之后，還要考慮電路板對(duì)其他設(shè)備的影響，要盡可能將影響降低到最小，即電磁兼容性能要好。一般要注意下列事項(xiàng)：　　根據(jù)具體情況設(shè)置屏蔽線、屏蔽罩或屏蔽盒，減少電磁輻射?！　‰娫淳€、地線要粗，以減少反射。　　在印刷電路板上沒有走線的地方，盡量敷上大量的銅并連接到地。　　除上述步驟外，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)還包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整機(jī)組裝與聯(lián)調(diào)。前者的目的是使系統(tǒng)各部分能組成一個(gè)整體，保證系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠的工作，需要考慮散熱、電磁兼容等問題。后者是在各模塊功能調(diào)試完成后，對(duì)系統(tǒng)整體的功能與性能進(jìn)行調(diào)整和測(cè)試?！　∪绻O(shè)計(jì)片上系統(tǒng)SoC（System on Chip），即設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)整個(gè)電子系統(tǒng)，就無需PCB設(shè)計(jì)及后續(xù)其他設(shè)計(jì)，而改為物理級(jí)設(shè)計(jì)，即集成電路版圖設(shè)計(jì)?！　”緯鴮⒅饕槍?duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)展開討論，其他設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以參閱相關(guān)書籍和資料?！　?.2.3 EDA工具在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用　　復(fù)雜電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涉及面廣，設(shè)計(jì)工作量大，完全依靠手工設(shè)計(jì)，不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且易出錯(cuò)、性能難以優(yōu)化提高。因此，現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，非常注重電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA（Electronic Design Automation）工具的應(yīng)用?！　?.EDA技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r　　電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一個(gè)廣泛的概念，凡在電子設(shè)計(jì)過程中用到計(jì)算機(jī)輔助手段的相關(guān)步驟都可作為EDA的組成部分。當(dāng)前，EDA技術(shù)正受到高度的重視和廣泛的應(yīng)用，并在深度和廣度上不斷發(fā)展。電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)無法脫離EDA工具的支持，并且依賴性越來越強(qiáng)?！　‰娮釉O(shè)計(jì)的歷史可以追溯到19世紀(jì)。但直到20世紀(jì)50年代，電子設(shè)計(jì)一直都完全采用手工方法。因此，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)水平較低。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 PDF格式下載

---