普通高等教育“十五”国家级规划教材：电子系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马建国 等 著

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• 电子系统设计
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• 教材
• 高等教育
• 电子工程
• 国家规划教材

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040130287

版次：1

商品编码：11062029

包装：平装

开本：16开

出版时间：2004-01-01

用纸：胶版纸

页数：401

字数：480000

正文语种：中文

内容简介

　　 《普通高等教育“十五”国家级规划教材：电子系统设计》是作者在多年教学实践与科研设计的基础上编写的。内容包括电子系统设计基础、电子电路的加工与调试基础、模拟系统与数字电子电路设计、现代数字系统设计以及系统混合设计等章节，并配有常用电子元器件、典型电路、常用传感器、常用驱动器件与典型电路等丰富的设计参考资料。《普通高等教育“十五”国家级规划教材：电子系统设计》在编写风格上尽量考虑到学生易学。教师易教等特点，设计举例尽量典型性与丰富多彩相结合，设计练习也尽量考虑到不同专业对教学要求的特点，由基本设计方法介绍、典型设计实例和设计练习题目组成。
　　 《普通高等教育“十五”国家级规划教材：电子系统设计》可用作信息类专业的课程设计、综合设计。电子系统设计概论等课程的教学参考书，部分内容可作为毕业设计的设计选题，也可以作为电子工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 电子系统设计基础
1.1 导言
1.1.1 电子设计概述
1.1.2 现代电子设计的特点
1.2 电子系统设计概述
1.2.1 电子系统的设计步骤
1.2.2 电子系统设计方法
1.3 系统设计与系统仿真技术
1.4 板卡设计与板卡仿真技术
1.4.1 印制电路板设计的基本过程
1.4.2 电路板设计基本概念
1.5 芯片设计与仿真技术
1.5.1 芯片设计概述
1.5.2 可编程器件设计步骤
1.6 系统综合设计基础
1.6.1 电子系统综合设计概述
1.6.2 专用数字集成电路综合设计概述
参考文献

第2章 电子电路的加工及调试基础
2.1 电路板的设计与制作
2.1.1 印制电路板简介
2.1.2 印制电路板
2.1.3 印制电路板设计基础
2.1.4 印制电路板的加工
2.2 元器件的焊接
2.2.1 焊接技术与锡焊
2.2.2 焊接机理
2.2.3 电烙铁的分类结构与选用
2.2.4 焊接材料
2.2.5 手工锡焊基本操作
2.2.6 工业生产锡焊技术
2.2.7 电子焊接技术的发展
2.3 表面安装与微组装技术
2.3.1 安装技术与表面安装
2.3.2 微组装技术简介
2.4 元器件的选择及资料获取
2.4.1 几类常用元器件
2.4.2 元器件资料的获取
2.5 接地技术
2.5.1 接地电阻
2.5.2 关于一点接地
2.6 电磁干扰及抑制I
2.6.1 电磁干扰的产生
2.6.2 电磁干扰的抑制
2.7 调试与检测技术
2.7.1 调试与检测技术基础
2.7.2 调试与检测安全
2.7.3 调试技术
2.8 故障诊断技术
2.8.1 观察法
2.8.2 测量法
2.8.3 跟踪法
2.8.4 替换法
2.8.5 比较法
参考文献

第3章 模拟系统设计
3.1 概述
3.1.1 模拟系统的组成
3.1.2 模拟电路设计的主要任务和基本方法
3.2 电源设计电路
3.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因
3.2.2 稳压电源技术指标
3.2.3 稳压电源的分类
3.2.4 串联反馈调整型稳压电源
3.2.5 集成稳压电源
3.2.6 开关直流稳压电源
3.2.7 保护电路部分
3.3 基本放大电路及信号处理电路设计
……
第4章 数字电子电路设计
第5章 现代数字系统设计
第6章 系统混合设计
附录

电子系统设计：从原理到实践的全面探索 引言 在信息技术飞速发展的今天，电子系统已渗透到我们生活的方方面面，从掌上智能设备到庞大的工业控制系统，其重要性不言而喻。电子系统设计作为一门综合性极强的学科，不仅需要深入理解电子元器件的特性与工作原理，更需要掌握系统级的设计思想、方法与工具。本书旨在为读者构建一个全面而深入的电子系统设计知识体系，引导读者从基础理论出发，逐步掌握复杂的系统设计流程，最终具备独立进行电子系统设计的能力。本书强调理论与实践的紧密结合，力求让读者在掌握核心概念的同时，也能获得宝贵的实践经验。 第一部分：电子系统设计基础 本部分将为读者打下坚实的电子系统设计基础，涵盖最基本也是最重要的理论知识。 第一章：电子系统概述与发展趋势 1.1 电子系统的概念与分类 深入剖析“电子系统”的定义，阐述其组成要素（元器件、模块、互联等）及其相互关系。 从不同维度对电子系统进行分类，例如：模拟系统与数字系统、通用系统与专用系统、嵌入式系统与非嵌入式系统等。 通过生动案例，介绍不同类型电子系统的典型应用场景，让读者直观感受电子系统设计的广泛性。 1.2 电子系统设计的意义与挑战 探讨电子系统设计在现代科技发展中的核心地位，分析其对社会进步的推动作用。 深入分析电子系统设计的普遍挑战，包括：复杂度管理、功耗优化、信号完整性、电磁兼容性、可靠性、成本控制、设计周期缩短等。 强调系统级思维在应对这些挑战中的关键作用。 1.3 电子系统发展趋势 展望未来电子系统发展的几大趋势，例如：智能化（AIoT）、微型化、低功耗化、集成化、可重构性、绿色化设计等。 分析物联网（IoT）、人工智能（AI）、5G通信等新兴技术对电子系统设计提出的新要求和新机遇。 引导读者思考如何适应和引领未来的电子系统设计潮流。 第二章：电子元器件基础 2.1 基本电子元器件 系统梳理电阻、电容、电感等无源器件的物理特性、电路模型及应用。 深入讲解二极管、三极管（BJT）、场效应管（FET）等半导体器件的工作原理、特性曲线及关键参数。 介绍晶闸管、光电器件等其他常用元器件的特性与应用。 2.2 集成电路（IC）基础 详细介绍集成电路的分类（模拟IC、数字IC、混合信号IC等）。 讲解运算放大器（Op-Amp）的基本原理、理想模型、关键参数（开环增益、带宽、输入失调电压等）及其在经典电路中的应用（反相/同相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等）。 介绍常用的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）及其真值表，为数字逻辑设计奠定基础。 探讨数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的基本原理、分类和关键指标。 2.3 传感器与执行器 介绍各种类型传感器的工作原理与应用（温度传感器、压力传感器、光传感器、加速度传感器等）。 讲解执行器（如电机、LED、继电器等）的工作原理及在系统中的作用。 强调传感器与执行器在实现电子系统与物理世界交互中的关键性。 第三章：模拟电路基础 3.1 放大电路分析 深入分析单级和多级放大电路的结构、工作原理及频率响应。 讲解反馈在放大电路中的作用（稳定性能、改变输入/输出阻抗、提高带宽等），并分析负反馈和正反馈的特性。 介绍不同类型的放大器（共射、共集、共基等）的优缺点。 3.2 振荡电路与信号产生 讲解振荡电路的基本原理（正弦振荡、方波振荡等）。 分析RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器等典型振荡电路的结构和工作条件。 介绍常见信号发生器的原理与应用。 3.3 滤波电路 讲解滤波器的基本概念（通带、阻带、截止频率、衰减等）。 介绍低通、高通、带通、带阻滤波器的工作原理和设计方法（RC、RL、LC滤波器）。 探讨有源滤波器的优势与应用。 第四章：数字逻辑电路基础 4.1 数制与逻辑代数 掌握二进制、十进制、十六进制等数制的相互转换。 深入理解布尔代数的基本定理、定律和公式。 掌握逻辑函数的最小项、最大项表达式及其化简方法（卡诺图、Quine-McCluskey方法）。 4.2 组合逻辑电路设计 介绍编码器、解码器、多路选择器（MUX）、解复用器（DEMUX）等基本组合逻辑模块的设计与应用。 讲解加法器、减法器等算术逻辑单元的设计。 通过实际案例，演示如何根据逻辑功能需求设计组合逻辑电路。 4.3 时序逻辑电路设计 介绍触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）的结构、工作原理和状态转移图。 讲解寄存器、计数器（同步/异步计数器）的设计与应用。 介绍状态机的概念，包括有限状态机（FSM）的模型、状态图和状态转移表，以及如何将其转化为硬件电路。 4.4 可编程逻辑器件（PLD）与FPGA简介 初步介绍可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的概念和基本结构。 解释硬件描述语言（HDL，如VHDL或Verilog）在描述数字逻辑电路中的作用。 引导读者了解如何利用HDL进行数字逻辑设计。 第二部分：电子系统设计方法与工具 本部分将聚焦于电子系统设计的实际流程、关键技术和常用的设计工具。 第五章：系统级设计方法论 5.1 需求分析与系统规格定义 强调从用户需求出发，进行详细的需求分析，明确系统的功能、性能、接口、环境等要求。 学习如何将需求转化为精确的系统规格说明书。 介绍使用UML等建模工具进行系统需求建模的方法。 5.2 系统架构设计 讲解如何对系统进行模块化划分，确定各模块的功能、接口和相互关系。 介绍常见的系统架构模式（如分层架构、总线架构、分布式架构等）。 强调在架构设计中考虑可扩展性、可维护性和性能。 5.3 硬件/软件协同设计 分析在现代电子系统中，硬件与软件的紧密结合是必然趋势。 探讨硬件与软件划分的原则和方法。 介绍硬件描述语言（HDL）在硬件设计中的应用，以及嵌入式软件开发流程。 5.4 设计验证与测试 讲解验证在电子系统设计中的重要性，远超于单纯的测试。 介绍仿真（Simulation）、形式验证（Formal Verification）等验证技术。 探讨功能测试、性能测试、集成测试等不同层级的测试策略。 第六章：数字系统设计流程与工具 6.1 硬件描述语言（HDL）入门 选择一种主流HDL（如Verilog或VHDL）进行入门介绍。 讲解HDL的基本语法，包括数据类型、运算符、过程块、结构体等。 演示如何使用HDL描述组合逻辑和时序逻辑电路。 6.2 综合（Synthesis） 解释综合过程，即将HDL代码转换为门级网表的过程。 介绍常用的综合工具及其基本操作。 讲解如何编写易于综合的HDL代码，以获得最佳的综合结果。 6.3 布局与布线（Place & Route） 介绍布局与布线过程，即将门级网表映射到FPGA芯片资源或PCB布局。 讲解时序约束（Timing Constraints）的重要性，以及如何通过设置时序约束来指导布局布线。 分析时序收敛（Timing Closure）的概念和常用方法。 6.4 静态时序分析（STA） 深入讲解静态时序分析的原理，以及如何检测和解决时序违例。 介绍STA工具的使用，以及如何解读STA报告。 6.5 仿真器与调试工具 介绍各种仿真器（如ModelSim, VCS等）的功能和使用方法。 讲解波形查看器、信号探测器等调试工具的使用，帮助定位设计错误。 第七章：模拟与混合信号系统设计 7.1 运算放大器应用进阶 讲解运算放大器的非理想效应（如有限的开环增益、有限的带宽、输入失调电压、输入偏置电流等）及其对电路性能的影响。 介绍运算放大器在高精度测量、信号调理电路中的应用。 7.2 数据转换器设计与应用 深入分析ADC和DAC的各种类型（如逐次逼近型ADC、Σ-Δ ADC、R-2R DAC等）及其优缺点。 讲解采样率、分辨率、量化噪声、信噪比（SNR）、无杂散响应（SFDR）等关键性能指标。 介绍数据转换器在信号采集、数据传输等领域的应用。 7.3 信号完整性（SI）基础 解释信号完整性问题产生的根源（如反射、串扰、损耗、时域失真等）。 介绍如何通过PCB布局、走线、终端匹配等手段改善信号完整性。 强调在高速数字信号设计中，信号完整性分析的重要性。 7.4 电源完整性（PI）基础 讲解电源噪声对数字电路性能的影响。 介绍去耦电容的选择与放置，以及如何设计稳定的电源分配网络。 第八章：PCB设计与制造 8.1 PCB设计流程 介绍从原理图到PCB布局的完整流程。 讲解元件库的建立与管理、原理图绘制、PCB布局（Floorplanning）、走线（Routing）、过孔（Via）的使用等。 强调网络规则、设计规则检查（DRC）的重要性。 8.2 PCB布局与布线技巧 讲解如何进行合理的元器件布局，以优化信号路径和散热。 介绍差分信号、高速信号的布线规则。 讨论屏蔽、接地等提高EMC性能的设计技巧。 8.3 PCB制造工艺简介 简要介绍PCB的制造流程（如覆铜、蚀刻、钻孔、电镀、阻焊、字符等）。 让读者了解设计规则对制造工艺的影响。 8.4 PCB设计软件应用 介绍主流的PCB设计软件（如Altium Designer, PADS, Eagle等）的基本功能和使用方法。 第三部分：电子系统设计实践 本部分将通过具体的项目案例，引导读者将理论知识应用于实践，培养解决实际问题的能力。 第九章：嵌入式系统设计入门 9.1 嵌入式系统概述 介绍嵌入式系统的特点、组成（微处理器/微控制器、存储器、I/O接口、外设等）。 分析嵌入式系统设计的挑战，如资源限制、实时性要求、功耗约束等。 9.2 微控制器（MCU）基础 介绍主流微控制器系列（如ARM Cortex-M, AVR, PIC等）的架构和主要外设。 讲解中断、定时器、ADC、UART、SPI、I2C等常用外设的工作原理和编程方法。 9.3 嵌入式软件开发 介绍嵌入式开发环境（IDE）的使用。 讲解C语言在嵌入式开发中的应用。 介绍驱动程序的编写、API接口的设计。 初步了解实时操作系统（RTOS）的概念与作用。 9.4 嵌入式系统硬件接口设计 讲解如何设计微控制器与传感器、执行器、显示器等外围设备的接口电路。 讨论信号电平匹配、电源设计等问题。 第十章：通信系统设计基础 10.1 数字通信原理 介绍数字信号的采样、量化、编码。 讲解基带传输与带通传输的基本概念。 介绍调制解调的基本原理（如ASK, FSK, PSK, QAM等）。 10.2 无线通信基础 介绍无线通信的频率、波段划分。 讲解天线的基本原理与分类。 探讨RF电路设计的基本问题，如匹配、滤波、放大等。 10.3 有线通信基础 介绍以太网、USB等常见有线通信接口的协议和物理层特性。 讲解信号传输中的阻抗匹配、衰减等问题。 第十一章：实例分析与项目实践 11.1 实例一：简单的数字滤波器设计 基于FPGA平台，使用HDL语言实现一个FIR或IIR滤波器。 讲解滤波器的设计参数选择、HDL代码实现、仿真验证以及在FPGA上的实现过程。 11.2 实例二：基于微控制器的温度监测系统 使用某款微控制器，连接温度传感器，实现温度采集、显示和报警功能。 讲解硬件接口设计、固件编程、人机交互设计。 11.3 实例三：简单的射频收发模块设计 介绍一个基于通用RF芯片的简单无线通信模块的设计。 讲解PCB布局、阻抗匹配、射频电路设计要点。 11.4 项目流程指导 提供一个小型综合项目的设计思路，涵盖从需求分析到系统验证的完整流程。 引导读者独立思考和解决设计过程中遇到的问题。 结论 电子系统设计是一门不断发展演进的学科，其核心在于将基础理论与创新思维相结合，不断探索新的技术和解决方案。本书从电子系统的基本原理出发，循序渐进地介绍了设计方法、工具和实践经验。通过学习本书，读者将不仅能够掌握电子系统设计的核心技术，更能培养严谨的工程思维和解决复杂问题的能力，为未来在电子信息领域的学习和工作打下坚实的基础。希望本书能成为您在电子系统设计道路上的一位得力伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子技术充满好奇心的业余爱好者，平时喜欢捣鼓一些小项目，但常常因为缺乏系统的指导而感到力不从心。在网上搜集资料时，偶然发现了这本《电子系统设计》。虽然我不是科班出身，但对电子系统构建的原理一直很感兴趣。这本书的篇幅虽然不少，但我仔细看了看目录，发现它从基础概念讲起，逐步深入，理论性和实践性兼顾。我很期待书中关于电路分析、信号完整性、电源设计等基本功的讲解，我相信这些基础知识对于任何想要深入了解电子系统的人来说都是必不可少的。此外，书中提到的一些关于硬件描述语言（HDL）和FPGA应用的内容，也让我眼前一亮，这正是我想要学习的领域。希望能通过这本书，我能够搭建起自己的小型电子项目，并理解其背后的设计逻辑，让我的爱好更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的研究生，正在为毕业论文和未来的职业发展做准备。在选择参考书目时，我看到了这本《电子系统设计》。作为一本“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”，它无疑具有很高的学术权威性和实用价值。我目前的研究方向是物联网，而物联网的核心就是各种复杂的电子系统。我非常希望这本书能够为我提供扎实的理论基础和前沿的技术视野，帮助我更好地理解和设计物联网中的传感器节点、通信模块、嵌入式处理单元等关键组成部分。书中关于嵌入式系统设计、低功耗设计、射频通信等内容，对我来说都至关重要。此外，如果书中能包含一些关于系统验证和测试的策略，以及如何进行性能优化和可靠性分析的案例，那将对我论文的写作和实验的设计有极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版信息让我印象深刻，它代表着国内电子系统设计领域的一份重要学术成果。我个人对系统工程中的抽象层次和模块化方法论有着浓厚的兴趣，并且一直致力于将这些理念应用于实际的电子产品开发中。这本书的标题“电子系统设计”非常宽泛，我希望它能在设计哲学、方法论层面提供一些深刻的见解，而不仅仅是堆砌各种具体的技术细节。我尤其关注书中是否会探讨不同层级的设计抽象，例如从系统需求到架构设计，再到具体模块的设计和集成。同时，对于设计中的权衡取舍，如性能与功耗、成本与复杂度之间的平衡，如果能有深入的分析和讨论，那将非常有价值。我期待这本书能提供一套清晰的设计框架，帮助工程师系统地思考和解决复杂电子系统面临的挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电子行业摸爬滚打了多年的工程师，我时常怀念当年系统学习的日子。如今，技术更新迭代的速度之快，让我有时感到力不从心。偶然间看到了这本《电子系统设计》，虽然名字听起来像是面向学生的教材，但“国家级规划教材”的标签以及其所涵盖的深度，还是吸引了我。我主要是想借此机会梳理一下自己多年来在实际工作中积累的零散知识，看看这本书能否提供一个更完整的理论框架和更系统的方法论。我特别关注书中关于设计流程、模块化设计、接口设计以及可靠性工程等方面的论述。这些都是在实际项目中容易被忽视但又极其关键的环节。我希望这本书能提供一些实用的工具和技术，帮助我更高效地解决设计中的复杂问题，甚至能启发我一些新的设计思路。如果书中能包含一些前沿技术，比如人工智能在电子系统设计中的应用，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，一看就是出自专业出版社之手。拿到手的那一刻，就被它厚实的质感和挺括的纸张所吸引。翻开扉页，字体清晰，排版疏朗，阅读体验就得到了极大的提升。我是一名电子工程专业的学生，课程中接触到了各种各样的电子系统，但总是感觉缺乏一个系统性的指导。之前看过一些零散的资料，效果都不太理想。听说这本教材是“十五”国家级规划教材，又是电子系统设计方面的，就抱着试试看的心态入手了。从目录上看，涵盖了从基础理论到具体应用的方方面面，包括信号处理、控制系统、嵌入式系统等等，这正是我所需要的。我尤其期待其中关于系统级建模和仿真方法的介绍，因为这在实际项目开发中至关重要。此外，教材中提到的一些案例研究和项目实践，希望能为我提供宝贵的实践经验。总而言之，这是一本让我充满期待的教材，相信它能帮助我更好地理解和掌握电子系统设计的精髓。