9787121180057 电子系统设计(第2版) 电子工业出版社 李金平沈明山姜余祥 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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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：29527087677

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

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

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内容提要

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　　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

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'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 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

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文摘

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序言

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《现代集成电路设计与工艺》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个深入了解现代集成电路（IC）设计和制造流程的全面视角。随着电子技术的飞速发展，集成电路作为现代电子设备的核心，其复杂性和先进性不断提升。掌握IC的设计与工艺，不仅是电子工程领域专业人士的必备技能，也是理解当今科技前沿的关键。本书将从基础概念出发，逐步深入到复杂的设计方法、先进的制造技术以及相关的理论知识，力求使读者能够系统性地构建起对这一领域完整的认识。 第一部分：集成电路基础与设计流程 本部分将首先介绍集成电路的基本概念，包括半导体材料的特性、PN结的形成与工作原理、晶体管（MOSFET和BJT）的基本结构和电学特性。在此基础上，我们将探讨数字集成电路和模拟集成电路的设计理念和核心区别。数字电路的设计将侧重于逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的实现，以及硬件描述语言（HDL）如Verilog或VHDL在电路描述和仿真中的应用。模拟电路的设计则会深入讲解放大器、滤波器、振荡器等基本模拟模块的设计原理和技巧，以及其在射频（RF）和混合信号电路设计中的重要性。 随后，本书将详细阐述一个完整的集成电路设计流程。这包括： 需求分析与规范定义： 从系统需求出发，明确电路的功能、性能指标、功耗、面积等设计目标。 系统级设计（Architecture Design）： 将整体功能分解为可管理的模块，并定义模块之间的接口和通信协议。 功能级设计（Functional Design）： 使用HDL或其他高级抽象方法描述电路的功能。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 将高层次的HDL描述转换为门级网表，优化电路的面积、时序和功耗。 电路仿真与验证（Simulation and Verification）： 通过软件工具对设计进行严格的功能验证和性能仿真，确保设计符合规范。 物理设计（Physical Design）： 包括布局（Placement）和布线（Routing），将门级网表映射到芯片的物理版图上。这一阶段需要考虑信号完整性、功耗分配、时钟树综合等复杂问题。 版图设计与设计规则检查（Layout Design and Design Rule Checking - DRC）： 绘制电路的物理版图，并进行DRC检查，确保版图符合制造厂的工艺规则。 寄生参数提取与时序分析（Parasitic Extraction and Timing Analysis）： 提取版图中的寄生电阻和电容，并进行精确的时序分析，以保证电路在实际工作中的速度。 最终验证与流片（Final Verification and Tape-out）： 在所有验证通过后，将设计数据提交给晶圆厂进行制造。 第二部分：先进的集成电路制造工艺 本部分将带领读者深入了解集成电路从设计到实体芯片的制造过程。我们将详细介绍半导体制造的关键工艺步骤，包括： 硅片制备（Wafer Preparation）： 从高纯度的硅材料开始，生长单晶硅锭，并切割成薄片（晶圆）。 氧化（Oxidation）： 在硅表面形成一层二氧化硅绝缘层，用于栅极绝缘、隔离等。 光刻（Photolithography）： 这是IC制造中最核心的工艺之一，通过紫外光将掩膜版上的图案转移到涂有光刻胶的晶圆上，定义电路的几何形状。我们将介绍不同类型的光刻技术，如步进式光刻（Stepper）和扫描式光刻（Scanner），以及极紫外光刻（EUV）等前沿技术。 刻蚀（Etching）： 将不需要的部分通过干法刻蚀（如等离子体刻蚀）或湿法刻蚀去除，形成所需的器件结构。 薄膜沉积（Thin Film Deposition）： 通过化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等技术，在晶圆表面沉积各种导电、绝缘或半导体薄膜，如多晶硅、氮化硅、金属等。 离子注入（Ion Implantation）： 将特定的杂质离子注入到硅衬底中，改变其导电类型和导电率，形成PN结等器件结构。 化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing - CMP）： 用于平坦化晶圆表面，为后续的光刻和沉积工艺提供光滑的表面。 金属互连（Metallization）： 通过多层金属（如铜、铝）的沉积和刻蚀，将芯片上的各个器件连接起来，形成完整的电路。我们将介绍金属互连的层数、合金成分以及铜互连工艺（Damascene Process）。 封装（Packaging）： 将制造好的晶圆切割成独立的芯片，并进行封装，以保护芯片免受物理损伤和环境影响，并提供与外部电路的连接。我们将介绍不同类型的封装技术，如DIP、QFP、BGA等，以及先进的3D封装技术。 第三部分：集成电路设计与制造中的关键挑战与前沿技术 本部分将探讨在现代IC设计与制造过程中面临的诸多挑战，并介绍当前和未来的前沿技术。 摩尔定律的挑战与延续： 随着晶体管尺寸的不断缩小，传统二维平面器件面临着量子隧穿、短沟道效应等物理极限。本书将介绍鳍式场效应晶体管（FinFET）和环栅晶体管（GAAFET）等三维器件结构，以及其在克服尺寸缩小瓶颈方面的作用。 功耗与散热问题： 随着集成度的提高，芯片的功耗和散热成为制约性能的关键因素。我们将讨论低功耗设计技术，如动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟、电源门控等，以及先进的散热解决方案。 信号完整性与电源完整性： 在高密度、高频率的集成电路中，信号之间的串扰、电源噪声等会严重影响电路的可靠性。本书将介绍信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的分析与优化方法。 设计与制造的协同： 设计与制造的紧密结合是实现高性能、高良率芯片的关键。本书将强调设计对工艺（Design for Manufacturing - DFM）和工艺对设计（Process Design Kit - PDK）的重要性，以及设计自动化（EDA）工具在这一过程中的核心作用。 新兴材料与技术： 介绍用于下一代IC的潜在技术，如新材料（如二维材料、III-V族化合物）、三维集成（3D IC）、异质集成（Heterogeneous Integration）等。 安全与可靠性： 讨论集成电路在安全（如防篡改）和可靠性（如抗辐射、抗老化）方面面临的挑战，以及相关的设计与制造策略。 适用读者： 本书适合电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、制造、测试和应用等领域的工程技术人员。对于希望深入了解现代电子技术基石的科技爱好者，本书也提供了宝贵的知识。 本书特色： 本书力求理论与实践相结合，在阐述基本原理的同时，也会提及实际设计和制造中常用的方法和工具。通过阅读本书，读者将能够： 理解集成电路设计的完整流程和关键技术。 掌握半导体制造的基本工艺步骤和原理。 认识到现代IC设计与制造所面临的挑战和未来的发展方向。 为进一步深入学习和研究集成电路领域打下坚实的基础。 本书的编写力求严谨、清晰，语言通俗易懂，辅以必要的图示和案例分析，旨在帮助读者系统地掌握集成电路设计与工艺的核心知识。

评分☆☆☆☆☆

我对书中对于特定设计流程的“一刀切”方法论表示保留意见。作者似乎过度推崇一种特定的、基于某种特定工具链或特定应用场景的解决方案，并将其包装成普适性的“最佳实践”。例如，在处理嵌入式系统的调试部分，书里只侧重于基于JTAG/SWD的调试方法，对于更灵活的逻辑分析仪在系统级快速定位间歇性错误的应用技巧却几乎没有提及。这显示出作者的视野可能受限于其自身的工作环境。优秀的系统设计书籍应该提供一个工具箱，而不是一把万能钥匙。这本书更像是一个“如何用我的锤子敲打所有钉子”的指南，而不是一个广阔的知识地图。我希望看到的是对不同约束条件下（如成本敏感型、性能极限型、可靠性至上型）的设计权衡和取舍的深入讨论，而不是简单地介绍一套固定的步骤。这种教条式的讲解方式，对于培养工程师的批判性思维和创新能力是十分不利的。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这种“老生常谈”的教材已经感到审美疲劳了，总觉得作者在堆砌概念，缺乏真正能让人眼前一亮的创新点或深入的案例分析。这本书似乎停留在十年前的行业标准上，讲授的器件选型和设计流程都显得过于保守和过时。比如，在讨论低功耗设计时，几乎没有提及当前主流的低功耗架构优化和先进的电源管理IC特性，反倒是花费大量篇幅去解释那些已经被更高效算法替代的基础理论。我期待的是能看到如何利用FPGA的高级特性来优化实时系统的延迟，或者如何在高速信号完整性问题日益突出的今天，进行更精细的PCB布局技巧的探讨。然而，这些关键的、具有前瞻性的内容要么一带而过，要么干脆缺失。读完前几章后，我感觉自己像是回到了大学课堂上听那些基础课，收获的知识点密度非常低，对解决实际工程项目中的疑难杂症帮助甚微。这本书更像是为零基础入门者准备的“扫盲读物”，对于有一定经验的工程师来说，价值实在有限。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑性实在是令人费解，感觉像是把不同作者、不同阶段的讲义生硬地缝合在了一起。前面对基础理论的铺垫显得冗长而分散，等到真正进入核心的系统架构设计部分时，篇幅又显得过于仓促。尤其是在讲解状态机设计和同步电路时，作者在概念的引入上缺乏循序渐进的引导，直接抛出复杂的时序图和时钟域交叉处理的难题，让初学者望而却步。更让人抓狂的是，很多关键术语的定义在不同的章节中出现了微小的出入，这在需要精确理解的电子设计领域是绝对不允许的。比如，对“建立时间”和“保持时间”的描述，在第三章和第七章给出的侧重点不同，导致我在尝试用书中的方法去分析一个实际时序违例时，出现了逻辑上的冲突。如果一本工具书无法提供一个连贯、统一的知识框架，那么它在指导设计实践时，带来的困惑很可能大于帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一本号称是“第二版”的专业书籍，我对它的校验和勘误工作感到非常失望。我至少发现了三处明显的计算错误，尤其是在有关阻抗匹配和滤波器设计的部分。其中一个关于巴伦（Balun）设计的示例电路，其元件值的选取明显偏离了作者自己引用的公式推导结果，这简直是不可原谅的低级错误。更严重的是，书中提供的所有仿真文件链接——如果真的有的话——似乎都已失效，或者根本无法在主流的EDA工具链中顺利打开。这意味着我无法通过“动手实践”来快速验证书本上的理论推导是否成立。对于电子系统设计这种高度依赖实验和验证的学科，作者提供了一个看似完善的理论体系，却没有提供任何可用的验证工具和经过检验的参考设计，这使得整本书的权威性和可信度大打折扣。我不得不花费额外的时间去手动重算这些错误，这极大地消耗了我的耐心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量简直是一场灾难，拿到手里就感觉像是廉价的影印本，纸张泛黄，油墨蹭得一手，翻开目录那一刻我就知道不对劲了。很多公式和图表，尤其是一些涉及复杂电路的示意图，根本看不清细节，线条模糊得像是用抖动的铅笔画的。我本来是冲着“电子系统设计”这个名字来的，以为能学到一些前沿的、严谨的知识，结果光是把那些看不清的图例辨认出来就耗费了我大量精力。更别提那些代码片段，有的行号对不上，有的关键参数缺失，完全无法直接拿来仿真或验证。这对于需要对照书籍进行实践操作的工程师或学生来说，简直是致命的缺陷。如果作者和出版社在内容呈现上如此敷衍，我很难相信他们对设计细节的把控能有多么专业和到位。这本书的实用价值大打折扣，它更像是一个未经细致校对的草稿，而不是一本正规出版的教材。我不得不去寻找其他更清晰的资料来补充和纠正书本上的视觉错误，这极大地影响了我的学习效率和阅读体验。