电子系统设计--基础篇(第3版)(十二五) 庹先国 9787512414907 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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庹先国 著

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• 十二五

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512414907

商品编码：29576966926

包装：平装

出版时间：2014-07-01

基本信息

书名：电子系统设计--基础篇(第3版)(十二五)

定价：69.00元

作者：庹先国

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787512414907

字数：

页码：

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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庹先国、余、奚大顺编写的《电子系统设计--基础篇(第3版普通高校十二五规划教材)》内容充实、新颖、深入浅出、尽量避免繁琐的数学推导。从设计和实用的角度出发，首先介绍了电子系统的设计方法，然后从构成电子电路的基本元器件的应用人手，分别讲述了模拟电路、数字电路、数／模与模／数变换电路、单片机应用系统的设计方法以及现代EDA工具等知识，后给出了几个典型的电子系统设计实例。试图在读者已掌握了若干原理性课程的基础上，介绍如何将这些知识加以综合应用，并强调了各种元器件、电路的使用常识。为便于学习，每章均附有“小结”和“设计练习”。
　　本书可作为电子信息类专业本科和硕士研究生的课程教材，也可作为各种电子设计竞赛的培训教材或教辅，同时还可作为广大电路设计爱好者的参考书。

目录

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章　电子系统设计导论
　1.1　电子系统的构成
　1.2　电子系统设计方法和原则
　　1.2.1　电子系统设计的一般方法
　　1.2.2　电子系统设计的一般原则
　1.3　电子系统设计步骤
　小结
第2章　常用电子元器件的应用
　2.1　电阻器
　　2.1.1　主要技术参数
　　2.1.2　分类、特性与应用场合
　　2.1.3　电阻器的应用
　　2.1.4　数字电位器
　　2.1.5　电阻衰减器的设计
　2.2　电容器
　　2.2.1　主要技术参数
　　2.2.2　分类与特性
　　2.2.3　电容器的应用
　　2.2.4　电解电容器的特性与应用
　2.3　电感器
　　2.3.1　电感器在电子电路中的应用
　　2.3.2　电感器的主要技术参数
　　2.3.3　电感器的种类
　　2.3.4　电感器的应用
　2.4　晶体管
　　2.4.1　硅二级管和硅整流桥
　　2.4.2　半导体三极管
　　2.4.3　场效应管
　　2.4.4　功率VMOS场效应晶体管
　　2.4.5　晶体管阵列
　2.5　表面贴装元器件
　　2.5.1　表贴无源元器件
　　2.5.2　表贴有源元器件
　2.6　光电耦合器
　　2.6.1　“地”电流的影响
　　2.6.2　通用光电耦合器
　　2.6.3　线性光电耦合器
　2.7　继电器
　　2.7.1　电磁继电器
　　2.7.2　固态继电器
　2.8　功率驱动
　　2.8.1　几种常见的功率负载
　　2.8.2　常用数字器件的输出特性
　　2.8.3　功率驱动设计
　　2.8.4　电动扬声器的驱动
　2.9　显示器件
　　2.9.1　LED
　　2.9.2　LED数码管及其驱动
　　2.9.3　LCD显示器及其驱动
　小结
　　设计练习
第3章　模拟电路设计
　3.1　运算放大器的基本特性
　3.2　放大器设计
　　3.2.1　负反馈电路
　　3.2.2　基本放大电路
　　3.2.3　放大电路设计要点
　　3.2.4　运算放大器的参数对放大器性能的影响
　　3.2.5　放大电路计算机辅助设计软件
　3.3　滤波器设计
　　3.3.1　滤波器的基本特性
　　3.3.2　滤波器计算机辅助设计软件
　　3.3.3　开关电容滤波器
　3.4　电源电路设计
　　3.4.1　模拟线性稳压电源设计
　　3.4.2　数控稳压电源设计
　　3.4.3　开关稳压电源
　小结
　　设计练习
第4章　数字电路设计
　4.1　数字电路设计概述
　　4.1.1　数字电路系统的结构
　　4.1.2　数字电路系统的设计步骤
　　4.1.3　数字电路系统的设计方法
　4.2　常用中规模数字逻辑电路的应用
　　4.2.1　模拟开关和数据选择器
　　4.2.2　数值比较器
　　4.2.3　计数器／分频器
　　4.2.4　译码器
　4.3　锁相环及频率合成器的应用
　　4.3.1　锁相环
　　4.3.2　频率合成器
　4.4　数字集成电路应用若干问题
　　4.4.1　数字集成电路的种类及特点
　　4.4.2　数字集成电路型号的组成及含义
　　4.4.3　数字集成电路系统中的旁路电容
　　4.4.4　数字集成电路使用应注意的问题
　　4.4.5　数字集成电路的接口驱动
　小结
　　设计练习
第5章　D／A与A／D转换
　5.1　D／A转换器
　　5.1.1　DAC的主要技术指标
　　5.1.2　DAC的选择
　　5.1.3　DAC的应用
　5.2　A／D转换器
　　5.2.1　ADC的分类
　　5.2.2　ADC的主要技术指标
　　5.2.3　ADC的选择
　　5.2.4　ADC的应用
　5.3　ADC／DAC外围电路
　　5.3.1　参考源
　　5.3.2　驱动放大器
　　5.3.3　其他外围电路考虑
　小结
　　设计练习
第6章　单片机应用系统设计
　6.1　概述
　　6.1.1　单片机的发展趋势
　　6.1.2　单片机的应用及选择
　　6.1.3　单片机应用系统综合设计的一般过程
　6.2　以MSP430为核心的应用系统设计
　　6.2.1　MSP430简介
　　6.2.2　IAREmbeddedWorkbenchIDE的使用
　　6.2.3　Grace软件的使用
　　6.2.4　MSP430F2619简介
　　6.2.5　通用I／O口控制的LED闪烁
　　6.2.6　PA端口实现跑马灯
　　6.2.7　矩阵式键盘扫描
　　6.2.8　触摸按键及显示
　　6.2.9　ADC数据采集
　　6.2.1　0UART串口通信
　　6.2.1　1单总线的使用
　　6.2.1　2I2C总线的使用
　6.3　以C8051F为核心的应用系统设计
　　6.3.1　C8051F单片机简介
　　6.3.2　SiliconLaboratotiesIDE的使用
　　6.3.3　ConfigurationWizard的使用
　　6.3.4　C8051F350简介
　　6.3.5　定时中断及I／0口控制实例
　　6.3.6　24位ADC数据采集
　　6.3.7　SPI通信
　　6.3.8　UAR串口通信
　小结
　　设计练习
第7章　ASIC设计
　7.1　ASIC的设计手段
　　7.1.1　ASIC设计发展历程
　　7.1.2　ASIC设计方法
　7.2　GAL器件的编程及应用
　　7.2.1　FASTMAP语言及其应用举例
　　7.2.2　ABEL语言及其应用举例
　7.3　CPLD／FPGA器件的编程及应用
　　7.3.1　VHDL语言介绍
　　7.3.2　VHDL文本输入设计步骤
　　7.3.3　VHDL文本输入设计举例
　7.4　QuartusII使用简介
　　7.4.1　设计输入
　　7.4.2　综合
　　7.4.3　适配
　　7.4.4　时序分析
　　7.4.5　仿真
　　7.4.6　编程或配置
　小结
　　设计练习
第8章　EDA工具应用
　8.1　Pspice仿真
　　8.1.1　Pspice简介
　　8.1.2　Pspice使用
　8.2　EwB仿真
　　8.2.1　EwB5.Oc的主要功能及其特点
　　8.2.2　EwB软件的界面及电路分析应用
　8.3　Proteus仿真
　　8.3.1　Proteus软件简介
　　8.3.2　Proteus在单片机系统仿真中的使用
　8.4　Protel99SE的使用
　　8.4.1　Protel99SE的原理图设计
　　8.4.2　电路网表的生成
　　8.4.3　印制电路的设计
　8.5　AltiumDesigner的使用
　　8.5.1　AltiumDesigner简介
　　8.5.2　AltiumDesigner的文件导入
　　8.5.3　PCB板设计流程
　　8.5.4　AltiumDesigner的PCB设计
　小结
　　设计练习
第9章　设计实例
　9.1　数字定时器
　　9.1.1　功能要求
　　9.1.2　整体方案调研
　　9.1.3　整体方案论证
　　9.1.4　硬件电路设计
　　9.1.5　程序设计
　　9.1.6　基于MSP430和C51编程的另一种数字定时器
　9.2　简易直流电子负载
　　9.2.1　功能要求
　　9.2.2　总体方案论证
　　9.2.3　硬件电路
　　9.2.4　软件设计
　　9.2.5　系统测试
　9.3　微弱信号检测装置
　　9.3.1　功能要求
　　9.3.2　方案论证
　　9.3.3　理论分析与计算
　　9.3.4　系统电路设计
　　9.3.5　系统程序设计
　　9.3.6　测试与结果分析
设计练习
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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模拟电路的奥秘：从基础到应用 本书旨在深入浅出地剖析模拟电路设计的核心原理与实用技巧，为读者构建坚实的理论基础，并引导其踏上实践应用的广阔天地。我们将从最基本的电子元件出发，逐步深入到复杂的电路分析与设计方法，力求让每一个概念都清晰明了，每一个步骤都充满逻辑。 第一部分：模拟电路的基石——元件与基本概念 我们将从最基本的电子元件——电阻、电容、电感——的特性、工作原理及其在电路中的作用开始。理解这些元件的物理本质是掌握后续一切模拟电路知识的前提。 电阻： 探讨欧姆定律、功率耗散、电阻的串联与并联，以及不同类型电阻（固定电阻、可变电阻、热敏电阻、光敏电阻等）的应用场景。我们将分析电阻在分压、限流等基本电路中的作用。 电容： 深入讲解电容的充放电特性、容抗、耦合与旁路电容的作用。我们将从电容的物理结构（介质、极板）出发，解释其储能机制，并分析电容在滤波、耦合、退耦等电路中的关键作用。 电感： 阐述电感的感抗、自感与互感现象、储能特性。我们将讨论电感在滤波、变压、振荡电路中的重要性，并区分不同类型的电感器（空心电感、铁芯电感等）。 在此基础上，我们将引入半导体器件，它们是现代电子系统的灵魂。 二极管： 介绍PN结的形成、正向偏置与反向偏置特性、整流（全波、半波）、稳压、开关等基本应用。我们将重点讲解稳压二极管（齐纳管）的工作原理及其在电源稳压电路中的作用。 三极管（BJT）： 详细阐述BJT的结构（NPN、PNP）、工作区（截止区、放大区、饱和区）、电流放大作用、输入输出特性曲线。我们将深入分析三极管作为放大器（共发射极、共集电极、共基极）的工作原理，并探讨其偏置电路的设计，以实现稳定可靠的放大。 场效应管（FET）： 介绍JFET和MOSFET的结构、工作原理、跨导特性。我们将对比BJT与FET的优缺点，并讲解FET作为放大器和开关的应用，特别是在低噪声和高输入阻抗电路中的优势。 第二部分：信号的放大与处理——经典电路分析 掌握了基本元件后，我们将转向分析和设计能够实现信号放大和处理的经典模拟电路。 放大电路： 单级放大器： 深入分析不同组态（共发射极、共集电极、共基极）的放大器特性，包括电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等。我们将重点讲解如何通过反馈技术来改善放大器的性能，如提高稳定性、减小失真、扩展带宽。 多级放大器： 探讨多级放大器级联的优势，如实现更高的增益。我们将分析不同级联方式（直接耦合、RC耦合、变压器耦合）的特点，并讨论实现高增益、宽带宽、低噪声的多级放大器设计。 差分放大器： 讲解差分放大器的基本结构、共模抑制比、差模增益。我们将深入分析差模放大器在抑制噪声、实现信号相减等方面的独特优势，并介绍运算放大器（Op-Amp）的核心结构——差分输入级。 滤波器： 介绍滤波器的基本概念，如通带、阻带、截止频率、阶数。我们将详细讲解不同类型的滤波器： 无源滤波器： RC、RL、RLC滤波器，分析其低通、高通、带通、带阻特性。 有源滤波器： 基于运算放大器的滤波器，展示其在增益控制、阻抗匹配、实现复杂滤波特性方面的灵活性。我们将介绍巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等经典滤波器设计。 振荡器： 讲解振荡电路产生周期性信号的原理，包括正弦波振荡器（RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器）和非正弦波振荡器（方波、三角波振荡器）。我们将深入分析振荡器的工作条件（幅度振荡、相位振荡），并介绍不同反馈网络的设计。 第三部分：电源与稳压——可靠的能量供给 稳定的电源是电子系统正常工作的生命线。本部分将聚焦于电源的设计与稳压技术。 整流与滤波： 回顾二极管整流器的不同形式，并详细讲解滤波电路（电容滤波、电感滤波、LC滤波）如何平滑脉动直流。 线性稳压器： 介绍串联型稳压器（如三极管串联、集成稳压器78xx/79xx系列）和并联型稳压器的工作原理。我们将分析线性稳压器的优缺点，特别是其效率问题。 开关稳压器（SMPS）： 介绍降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）等基本开关稳压器拓扑。我们将重点讲解开关稳压器的高效率原理，以及PWM（脉冲宽度调制）控制技术在其中扮演的角色。 第四部分：信号的转换与处理——DAC与ADC 在数字与模拟世界之间搭建桥梁，数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）至关重要。 数模转换器（DAC）： 讲解DAC的基本原理，介绍权电阻型DAC、R-2R梯形DAC等结构。我们将分析DAC的性能指标，如分辨率、转换时间、线性度。 模数转换器（ADC）： 深入讲解ADC的多种转换方式，如逐次逼近型ADC、双积分型ADC、Σ-Δ型ADC。我们将讨论ADC的性能指标，如采样率、分辨率、量化误差。 第五部分：噪声与干扰——保证信号的纯净 在实际的电子系统中，噪声和干扰无处不在，对电路性能造成严重影响。 噪声的来源与类型： 分析热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等不同类型的内部噪声，以及外部电磁干扰（EMI）等。 噪声的抑制技术： 探讨滤波、屏蔽、接地、差分信号传输等多种抑制噪声的有效方法。 第六部分：实际应用与设计实例 理论结合实际，我们将通过一系列精心设计的实例，展示如何将所学的知识应用于解决实际问题。 低噪声前置放大器设计： 讲解如何选择合适的元件和电路结构，以最大程度地减小放大器的自噪声。 电源滤波器设计： 演示如何根据负载需求设计合适的滤波器，以抑制电源纹波。 音频放大器设计： 结合前述的放大器、滤波器等知识，构建一个简易的音频放大电路。 信号发生器设计： 设计一个能够产生不同波形信号的简易信号发生器。 本书的编写风格力求严谨而易懂，每个章节都配有清晰的图示和必要的数学推导，并辅以大量的例题和思考题，帮助读者巩固所学。我们相信，通过学习本书，读者将能够逐步掌握模拟电路设计的精髓，为进一步深入研究更复杂的电子系统打下坚实的基础，并能够独立完成各种模拟电路的设计与调试任务。

评分☆☆☆☆☆

最近在尝试用VHDL/Verilog进行复杂的SoC接口设计，手里拿的正好是那本《FPGA设计流程与IP核开发指南（第三版）》。这本书的视角非常侧重于工具链的使用和流程的优化，而不是底层硬件原理的深挖，这很符合我当前的需求。作者对Xilinx和Intel（Altera）两大学派的综合流程做了非常详尽的对比，尤其是对于时序收敛这一大难题，书中提供了一套非常系统化的调试思路，从DCOC（Design Constraints & Optimization Cycle）开始，一步步教你如何定位和解决建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）违例。我个人认为，这本书最大的亮点在于它对IP核复用和接口标准（如AXI协议）的讲解。它不仅仅是罗列标准文档，而是通过一个完整的例子，手把手教你如何封装一个自定义的FIFO IP，并确保它能无缝集成到AXI总线架构中去。对于那些需要快速将设计转化为可量产硬件的开发人员来说，这本书无疑是加速项目进度的利器。

评分☆☆☆☆☆

说实话，要理解现代电源管理IC（PMIC）背后的复杂控制环路，绝对不是一件轻松的事情，我最近才啃完的《集成电路中的模拟前端与电源管理技术》简直就是一本“硬核”的导论。这本书的风格极其学术化，但内容组织得却很有逻辑性。它从最基本的运放（Operational Amplifier）开始，逐步深入到开关电容网络的构建，最终落脚到电流模式和电压模式的DC-DC转换器控制。我记得，书中对LDO（低压差线性稳压器）的设计讲解，简直是把反馈回路的稳定性分析做到了极致，通过对二阶系统的波特图分析，清晰地展示了补偿电容如何影响相位裕度。这种对细节的执着，使得这本书的价值远超一般的应用手册。它要求读者必须具备扎实的反馈控制理论基础，否则在阅读到电流环路控制部分时会感到非常吃力。但一旦你理解了书中的设计哲学，你就会发现，市面上很多看似“黑箱”的电源管理芯片，其内在的逻辑就清晰可见了。

评分☆☆☆☆☆

读完这本关于高性能微处理器架构的专著《芯动：从流水线到乱序执行》，我真是感觉自己的认知被刷新了一遍。这本书的视角非常独特，它没有像传统的计算机体系结构教材那样，把重点放在冯·诺依曼和哈佛结构的宏观对比上，而是直接切入到了现代CPU设计的“手术台”——指令级并行（ILP）。作者对超标量处理器的深度剖析令人印象深刻，尤其是对保留站（Reservation Station）和重排序缓冲（Reorder Buffer）工作流程的描述，简直是教科书级别的细致。我花了整整一个周末，才把关于分支预测单元（如GShare和TAGE）那一章吃透，书中对预测失败的代价和如何通过更复杂的结构来弥补这种损失的论述，充满了洞察力。这本书的挑战性在于它的信息密度极大，你几乎不能跳着读任何一个段落，因为后文的理解往往建立在前文对特定硬件单元的深刻把握之上。对于有志于从事底层软件优化或硬件设计验证的朋友来说，这本书与其说是参考书，不如说是一份通往“硬核”领域的航海图。

评分☆☆☆☆☆

天哪，最近终于下定决心啃完手里的那本《数字电路基础设计实战手册》。说实话，这本书的厚度着实让人望而生畏，但一旦翻开，你会发现作者在基础概念的讲解上真是做到了深入浅出。它不像有些教材那样，堆砌着晦涩的数学公式，而是花了大量的篇幅去结合实际的电路图和仿真结果来解释原理。比如，它对CMOS反相器阈值电压的分析，不仅仅停留在理论推导，更是通过好几个不同工艺节点的对比图，让你直观地感受到工艺参数对性能的影响。我特别喜欢它在讲解时序逻辑时，引入了“竞态”和“锁存”的概念，并用非常生动的比喻来解释这些异步问题可能导致的后果，这对于初学者来说，简直是醍醐灌顶。不过，我得说，对于那些已经非常熟悉TTL和CMOS基本逻辑家族的人来说，前几章可能会略显冗余，但如果你是打算从零开始系统学习数字系统设计的“小白”，这本书绝对能为你打下极其坚实的地基。它真正做到了将“理论”与“实践”这座桥梁搭建得牢不可破。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究射频电路和电磁兼容性（EMC）方面的问题，所以翻阅了那本《高频电路中的噪声与干扰抑制》。这本书的行文风格非常严谨、务实，简直是工程师的案头必备。它没有过多纠缠于纯粹的电磁场理论推导，而是直奔主题地解决了实际工程中遇到的“疑难杂症”。例如，在讲解PCB布局时，作者没有简单地说“地线要完整”，而是详细分析了不同类型地（模拟地、数字地、射频地）在高速信号回流路径上的耦合效应，并配有大量的泪滴状接地和网格接地的实际测量对比图。最让我受益匪浅的是关于屏蔽罩设计的那一章，它不仅给出了屏蔽效能的计算公式，还非常实际地探讨了屏蔽罩开孔尺寸对高频泄露的影响，甚至还包括了连接器和电缆穿透处的接地处理技巧。这本书的实用性，体现在每一个章节的最后，都附带着一系列基于实际测试数据的经验法则和设计陷阱提醒，这对于快速迭代产品设计的团队来说，是无价的财富。