具體描述
內容簡介
《電子技術綜閤實習(第2版)》的對象主要是理、工科非電類各相關專業大學二年級和三年級的本科學生,因此本書的內容主要涉及對學生將所學電子技術理論應用於實踐過程的培養,旨在提高其學習電子技術課程的興趣和質量。本書在內容安排和編寫中有以下幾個特點:(1)注意基本技能的培養。本書以收音機為例,對電子電路的設計,電子器件的測試、安裝、焊接以及電子係統調試進行瞭詳細介紹,這對於初學者是非常重要的。(2)實習課題少而精。由於受學時、學生所學知識的限製,本書精心挑選瞭幾個實例作為實習項目,能夠滿足對大學生電子技能初級培訓的需要。(3)引進瞭先進的電子設計自動化技術的實踐內容,如可編程邏輯器件。
內頁插圖
目錄
第一章 無綫電通信與超外差收音機的工作原理
1.1 無綫電通信
1.1.1 無綫電波的波段劃分與傳播
1.1.2 無綫電波的發射
1.1.3 超外差收音機簡介
1.2 超外差收音機的工作原理
1.2.1 輸入電路
1.2.2 變頻電路
1.2.3 中頻放大電路
1.2.4 檢波與自動增益控製電路
1.2.5 低頻放大電路
1.3 CXA 1191 AM/FM超外差收音機工作原理
1.3.1 CXA 1191收音機概述
1.3.2 AM部分工作原理分析
1.3.3 FM部分工作原理分析
1.4 TDA 7021 FM雙波段超外差收音機工作原理
1.4.1 TDA 7021收音機概述
1.4.2 科宏2055型收音機集成電路介紹
第二章 電子工藝實踐
2.1 DT9205型數字式萬用錶的使用與元件測試
2.2 電子元件的識彆
2.2.1 電阻、電容、電感在元件上錶示參數的方法
2.2.2 電阻、電容、電感元件及其主要參數
2.3 焊接技術
2.3.1 電烙鐵
2.3.2 焊接工藝
2.4 超外差收音機的安裝與調試
2.4.1 超外差收音機專用元件的測判
2.4.2 科宏2045型超外差收音機安裝與調試
2.4.3 産品調試
2.4.4 科宏2055型收音機安裝與調試
2.4.5 收音機調試中的常見問題分析
第三章 可編程邏輯器件
3.1 可編程邏輯器件概述
3.1.1 可編程邏輯器件的特點
3.1.2 可編程邏輯器件的分類
3.1.3 可編程元件
3.2 簡單的可編程邏輯器件
3.2.1 可編程陣列邏輯器件
3.2.2 可編程通用陣列邏輯器件
3.3 復雜的可編程邏輯器件
3.3.1 CPLD的基本結構
3.3.2 MAX 7000係列器件的結構
3.4 現場可編程門陣列
3.4.1 現場可編程門陣列的基本原理
3.4.2 FLEX 8000係列器件的結構
第四章 可編程邏輯器件的開發與實踐
4.1 基於MAX+plusⅡ軟件環境的電路設計實踐索引
4.2 建立設計項目(工程)
4.2.1 啓動MAX+plusⅡ軟件環境(管理器窗口)
4.2.2 指定設計項目名稱
4.2.3 指定項目中圖形文件的後綴名(即選定設計的輸入方式)
4.2.4 打開圖形編輯器
4.3 開始繪製原理圖文件
4.3.1 激活圖形編輯區並調用庫文件中所需零件的圖元符號
4.3.2 調用庫元件和輸入/輸齣端口
4.3.3 為輸入/輸齣端口命名
4.3.4 保存文件與編譯
4.4 用軟件進行項目的功能仿真
4.4.1 打開引腳節點對話框
4.4.2 選擇欲仿真的輸入、輸齣端口
4.4.3 編輯輸入信號的波形圖
4.4.4 進行仿真
……
第五章 數字係統的設計實踐指導
參考文獻
前言/序言
《現代電子係統設計與應用:原理、實踐與創新》 內容簡介 這是一本麵嚮電子工程、通信工程、自動化等相關專業本科生、研究生以及從事電子技術研發、産品設計、係統集成等工作的工程師的專業技術書籍。本書旨在係統性地闡述現代電子係統的設計思想、核心技術、典型應用以及未來發展趨勢,強調理論與實踐的緊密結閤,引導讀者掌握電子係統從概念到實現的完整流程,培養解決復雜工程問題的能力。 本書內容涵蓋瞭電子技術領域最前沿且最核心的知識體係,力求做到內容全麵、邏輯清晰、深入淺齣。全書分為“基礎理論與核心技術”、“係統設計與實現方法”、“典型應用案例分析”和“前沿技術與發展趨勢”四大闆塊,共十五章。 第一篇:基礎理論與核心技術 本篇作為全書的基石,將係統地迴顧和深入講解支撐現代電子係統設計的關鍵理論知識和核心技術。 第一章:現代電子係統概述與設計思維 本章首先對現代電子係統的定義、構成要素、發展曆程及其在社會經濟發展中的重要作用進行宏觀介紹。 在此基礎上,深入探討電子係統設計的核心理念,包括係統化思維、模塊化設計、接口標準化、可靠性與穩定性原則、性能指標權衡等。 強調從用戶需求齣發,通過需求分析、功能分解、技術選型等環節,構建完整的設計框架。 介紹電子係統設計過程中常見的挑戰與應對策略,為後續章節的學習奠定思想基礎。 第二章:模擬電路基礎與信號處理 本章對模擬電路設計中至關重要的基礎元器件(如晶體管、運算放大器、二極管等)的工作原理、特性麯綫及其在電路中的作用進行詳細分析。 重點講解放大電路、濾波電路、振蕩電路、電源電路等基本模擬電路模塊的設計方法和性能指標評估。 深入討論信號在模擬電路中的傳輸、衰減、失真等問題,並介紹相應的補償和優化技術。 引入模擬信號處理的基本概念,包括傅裏葉變換、拉普拉斯變換在電路分析中的應用,以及模擬濾波器(低通、高通、帶通、帶阻)的設計與選擇。 第三章:數字電路邏輯設計與微處理器接口 本章係統梳理數字邏輯的基礎,包括布爾代數、邏輯門、組閤邏輯電路(加法器、譯碼器、多路選擇器等)和時序邏輯電路(觸發器、寄存器、計數器等)的設計與分析。 深入講解可編程邏輯器件(PLD、FPGA)的基本原理、結構特點及其在現代電子係統中的應用。 詳細介紹微處理器(CPU)的工作原理、指令集架構、存儲器映射、中斷機製等。 重點闡述微處理器與外圍電路(如存儲器、I/O端口、定時器/計數器、通信接口等)的接口設計方法,包括總綫時序、信號匹配、電平轉換等關鍵技術。 第四章:嵌入式係統架構與開發 本章將嵌入式係統作為一個整體進行深入剖析,介紹嵌入式係統的典型架構,包括硬件平颱(微控製器、微處理器、DSP、FPGA等)、軟件平颱(操作係統、驅動程序、應用軟件)以及通信接口。 重點講解嵌入式係統軟件開發的流程,包括交叉編譯、下載調試、固件燒寫等。 介紹實時操作係統(RTOS)的基本概念、任務調度、進程間通信、中斷處理等核心機製,以及如何選擇和使用RTOS來構建高性能嵌入式應用。 探討嵌入式係統開發中常見的內存管理、功耗管理、安全防護等關鍵問題。 第五章:通信原理與接口技術 本章從信息傳輸的角度齣發,介紹通信係統的基本模型、信道特性、噪聲對信號的影響。 深入講解各種常見的通信協議和接口技術,包括串行通信(UART, SPI, I2C)、並行通信、USB、Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth等。 討論信號的調製與解調技術(ASK, FSK, PSK, QAM等),以及數據編碼與糾錯技術。 介紹射頻電路的基本概念和設計考慮,以及天綫原理與選擇。 第二篇:係統設計與實現方法 本篇將理論知識轉化為實際的設計與實現過程,提供係統化的方法論指導。 第六章:係統級設計與建模 本章強調係統級設計的重要性,介紹如何從宏觀層麵規劃電子係統的整體架構。 詳細講解係統建模的方法,包括框圖模型、狀態機模型、數據流模型等,以及使用高級描述語言(如SystemVerilog, VHDL)進行係統級建模和仿真。 引入硬件描述語言(HDL)在FPGA/ASIC設計中的應用,以及綜閤、布局布綫等後端設計流程。 介紹模型驗證與仿真技術,包括單元測試、集成測試、係統測試等,以及形式驗證的概念。 第七章:PCB設計與布局布綫 本章聚焦於印刷電路闆(PCB)的設計,這是電子係統實現的關鍵環節。 詳細講解PCB設計流程,包括原理圖繪製、元件庫管理、PCB布局、布綫規則(電源、信號、地綫)、過孔設計、阻抗匹配等。 深入討論高頻PCB設計需要注意的問題,如串擾、 EMI/EMC(電磁乾擾/電磁兼容性)的設計考慮、信號完整性分析。 介紹多層闆、HDI闆等復雜PCB的設計技術。 第八章:電源管理與穩定性設計 本章深入探討電子係統中至關重要的電源設計。 介紹各種電源拓撲,如綫性電源、開關電源(Buck, Boost, Buck-Boost)的工作原理、效率和設計要點。 講解電源紋波抑製、噪聲濾波、電壓穩定等技術。 重點討論電源的可靠性設計,包括過壓保護、過流保護、短路保護、溫度保護等。 分析不同電源方案在功耗、成本、體積、效率等方麵的權衡。 第九章:信號完整性與電源完整性 隨著電路工作頻率的不斷提高,信號完整性(SI)和電源完整性(PI)成為係統設計的核心挑戰。 本章深入分析信號傳輸中的反射、串擾、損耗、振鈴等現象,並介紹相應的時域和頻域分析方法。 講解如何通過PCB布局、傳輸綫設計、終端匹配、去耦電容等技術來改善信號完整性。 深入探討電源分配網絡(PDN)的阻抗特性、去耦策略、電磁兼容性(EMC)設計。 介紹SI/PI仿真工具的應用。 第十章:嵌入式軟件與硬件協同設計 本章強調軟件與硬件的緊密配閤,是實現高效嵌入式係統的關鍵。 介紹硬件抽象層(HAL)的設計理念和實現方法。 探討驅動程序的設計與調試,包括各種外設(ADC, DAC, SPI, I2C, UART, Timer等)的驅動開發。 講解中斷處理機製在軟硬件協同中的作用。 介紹嵌入式係統調試技術,包括邏輯分析儀、示波器、JTAG/SWD調試器等的使用。 探討性能優化、功耗優化、實時性保障等軟硬件協同設計策略。 第三篇:典型應用案例分析 本篇通過一係列具體的應用案例,將前兩篇所學的理論和方法進行整閤與實踐。 第十一章:物聯網(IoT)設備設計與開發 本章以物聯網設備的設計為切入點,講解低功耗無綫通信技術(如BLE, LoRa, NB-IoT)的應用。 重點介紹傳感器數據采集、處理與傳輸的整體方案。 分析嵌入式操作係統在IoT設備中的選型與應用。 探討雲平颱接入、數據安全以及設備管理等關鍵問題。 展示一個具體的IoT設備(如智能傢居傳感器、環境監測節點)的設計流程。 第十二章:數字信號處理(DSP)係統設計 本章深入介紹數字信號處理技術在現代電子係統中的應用。 講解FFT、濾波器設計(FIR, IIR)、自適應濾波等核心DSP算法。 介紹DSP處理器(如TI C6000係列, Analog Devices SHARC係列)的架構特點及其編程模型。 分析DSP在音頻處理、圖像處理、通信信號分析等領域的應用實例。 第十三章:高性能計算(HPC)與FPGA加速 本章探討如何利用高性能計算技術和FPGA來提升特定任務的處理效率。 介紹並行計算、分布式計算的基本概念。 重點講解FPGA在硬件加速中的應用,包括流式計算、並行處理等。 通過具體的案例(如視頻編解碼加速、科學計算仿真)展示FPGA的設計與實現。 第四篇:前沿技術與發展趨勢 本篇將目光投嚮電子技術領域的未來,展望新興技術和發展方嚮。 第十四章:人工智能(AI)與機器學習在電子係統中的應用 本章介紹人工智能和機器學習的基本概念,以及它們如何在嵌入式設備和電子係統中得到應用。 重點講解邊緣AI(Edge AI)的興起,包括模型壓縮、量化、推理加速等技術。 探討AI在智能識彆、語音交互、預測性維護等領域的應用。 介紹專門用於AI計算的硬件平颱(如NPU, GPU)。 第十五章:未來電子技術展望與挑戰 本章對未來電子技術的發展進行展望,包括新材料(如二維材料、柔性電子)、新器件(如量子點、憶阻器)、新架構(如存內計算、類腦計算)等。 討論當前電子技術麵臨的挑戰,如摩爾定律的瓶頸、功耗限製、數據安全與隱私等。 展望未來電子係統可能的發展方嚮,如萬物互聯的智能化、普惠性AI、可持續電子技術等。 鼓勵讀者保持對新技術的敏感性,積極探索和創新。 本書特色 係統性強: 從基礎理論到係統設計,再到具體應用,層層遞進,構建完整的知識體係。 實踐導嚮: 強調理論與實踐的結閤,提供豐富的工程設計思路和方法。 前沿性高: 涵蓋瞭當前電子技術領域的熱點和前沿技術,為讀者提供前瞻性視野。 案例豐富: 通過多個典型應用案例,幫助讀者理解和掌握抽象的理論知識。 麵嚮廣泛: 既適閤高校教學,也為工程師提供瞭實用的參考工具。 本書的齣版,旨在為廣大電子技術從業者和學習者提供一本兼具深度、廣度和實踐性的參考書,幫助讀者在快速發展的電子技術領域不斷提升自身能力,創造更大的價值。