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唐续 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121193835

商品编码：29593649242

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名：现代电子技术综合实验教程

定价：48.00元

作者：唐续

出版社：电子工业出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787121193835

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.558kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《普通高等教育“十二五”规划教材·电子电气基础课程规划教材：现代电子技术综合实验教程》分为4部分：部分原理基础篇从数字系统基本原理出发，介绍EDA设计原理、单片机设计原理与方法及基于mc8051处理器IP核的SOPC设计；第2部分应用篇介绍FPGA和单片机设计的开发环境、工具和流程；第3部分实践篇介绍FPGA综合实验平台，给出EDA实验和单片机实验，提供综合性实验项目；第4部分信号处理篇介绍基于FPGA的DSP结构及设计方法、常用DSP模块、FIR滤波器、典型运算模块、设计型实验题目。

目录

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前言
原理基础篇
章 现代电子系统设计原理
1.1 现代电子设计技术概述
1.1.1 数字系统及其一般结构
1.1.2 数字系统设计的一般过程
1.2 现代数字系统设计
1.2.1 基于PLD的EDA设计
1.2.2 基于MCU的设计
1.2.3 基于SOC和SOPC的设计

第2章 EDA技术及VHDL语言
2.1 EDA技术简介
2.2 常用EDA软件简介
2.2.1 ISE简介
2.2.2 Modelsim简介
2.2.3 ChipScope 简介
2.3 可编程逻辑器件简介
2.3.1 可编程逻辑器件发展
2.3.2 FPGA概述
2.4 VHDL语言及其硬件逻辑描述方法
2.4.1 VHDL的基本语言结构
2.4.2 库（LIBRARY）和程序包（PACKAGE）
2.4.3 实体（ENTITY）
2.4.4 结构体（ARCHITECTURE）
2.4.5 配置（CONFIGURATION）
2.4.6 VHDL的基本语言要素
2.4.7 VHDL的基本语句
2.4.8 基于VHDL的状态机设计
2.4.9 VHDL的描述风格
2.4.10 VHDL的测试基准
2.4.11 VHDL与EDA
2.4.12 VHDL特点总结

第3章 MCS-51原理及设计方法
3.1 MCS-51单片机简介
3.1.1 MCS-51单片机的硬件结构
3.1.2 MCS-51存储器的结构
3.1.3 时钟与时序
3.1.4 MCS-51的引脚
3.1.4 MCS-51的复位
3.1.6 MCS-51的扩展设计
3.2 MCS-51单片机的指令与编程
3.2.1 MCS-51单片机的指令系统
3.3 Keil C51
3.3.1 Keil C51对ANSI C的扩展
3.4 C51程序设计
3.4.1 C语言程序结构
3.4.2 使用C51的注意事项

第4章 基于MC8051核的SOPC
4.1 MC8051功能特点
4.2 MC8051结构与层次
4.3 硬件定制
4.3.1 并行I/O 口
4.3.2 定时器/计数器、串口和中断
4.3.3 可选择的指令
4.3.4 其他说明
4.4 MC8051核的使用方法简述
4.4.1 单片机方式
4.4.2 SOPC方式应用实践篇

第5章 实验硬件平台
5.1 实验平台功能特点
5.1.1 总体功能
5.2 核心板电路分析
5.2.1 核心板电路原理框图
5.2.2 FPGA主芯片
5.2.3 时钟电路
5.2.4 配置电路
5.2.5 存储电路
5.2.6 电源电路
5.2.7 按键及LED电路
5.2.8 七段数码管显示电路
5.2.9 拨码开关电路
5.2.10 FPGA的I/O分配
5.2.11 核心板与底板接口
5.3 底板电路分析
5.3.1 底板电源电路
5.3.2 蜂鸣器电路
5.3.3 液晶显示电路
5.3.4 16×16 LED点阵电路
5.3.5 RS232串口电路
5.3.6 红外通信电路
5.3.7 VGA接口电路
5.3.8 PS/2键盘和鼠标接口电路
5.3.9 串行D/A电路
5.3.10 串行A/D电路
5.3.11 实时时钟电路
5.3.12 数字温度传感器电路
5.3.13 扩展I/O电路
5.3.14 核心板与底板接口
5.3.15 底板跳线及接口
5.4 本章小结

第6章 基本EDA实验
6.1 准备工作
6.2 实验项目
6.2.1 LED驱动
6.2.2 LED流水灯
6.2.3 芯片内的逻辑分析仪ChipScope
6.2.4 键控数码管静态显示
6.2.5 数控分频器
6.2.6 含异步清零和同步使能的4位加法计数器
6.2.7 8位硬件加法器
6.2.8 VGA彩色信号显示控制器
6.2.9 LCD显示驱动器
6.2.10 SRAM控制器
6.2.11 SPI接口FLASH模块M25P16
6.2.12 通用异步收发器
6.2.13 红外收发
6.2.14 D/A转换芯片TLC5620的控制
6.2.15 A/D转换芯片TLC549的控制
6.2.16 PS/2键盘驱动
6.2.17 PS/2鼠标驱动

第7章 基本单片机实验
7.1 单片机实验准备工作
7.1.1 MC8051单片机定制与封装
7.1.2 MC8051单片机小系统
7.1.3 8051单片机系统安装与使用
7.1.4 实验操作与例程使用
7.2 单片机实验项目
7.2.1 点亮LED灯
7.2.2 简单的定时
7.2.3 交流蜂鸣器
7.2.4 数码管动态扫描显示
7.2.5 加减计数器实验
7.2.6 用PWM波控制LED亮度
7.2.7 外部中断
7.2.8 使用片外SRAM
7.2.9 16×16 LED点阵扫描显示
7.2.10 液晶显示驱动
7.2.11 红外收发
7.2.12 实时时钟PCF8563
7.2.13 LM75A数字温度计
7.2.14 TLC5620串行DAC
7.2.15 TLC549串行ADC

第8章 综合实验题目
8.1 实验准备
8.1.1 SOPC设计方式
8.1.2 SOPC方式下的MC8051 IP
8.1.3 MC8051中地址空间安排
8.2 多功能数字时钟
8.2.1 实验背景
8.2.2 实验目的
8.2.3 实验任务
8.2.4 实验要求
8.2.5 实验指导
8.2.6 思考与练习
8.3 可远程控制的简易交通灯系统
8.3.1 项目背景
8.3.2 实验目的
8.3.3 实验内容
8.3.4 实验原理
8.3.5 思考与练习
8.4 频率测量仪
8.4.1 实验目的
8.4.2 实验内容
8.4.3 实验要求
8.4.4 实验指导
8.4.5 思考与练习
8.5 相位测量仪
8.5.1 项目背景
8.5.2 实验目的
8.5.3 实验内容
8.5.4 实验原理
8.5.5 实验指导
8.5.6 思考与练习
8.6 打地鼠游戏实验
8.6.1 实验背景
8.6.2 实验目的
8.6.3 实验任务
8.6.4 实验要求
8.6.5 实验指导
8.6.6 思考与练习
8.7 基于FPGA的语音录制与回放系统
8.7.1 实验背景
8.7.2 实验目的
8.7.3 实验任务
8.7.4 实验要求
8.7.5 实验指导
8.7.6 思考与练习
8.8 基于LCD界面的电压监测系统
8.8.1 实验背景
8.8.2 实验目的
8.8.3 实验任务
8.8.4 实验要求
8.8.5 实验指导
8.8.6 思考与练习
8.9 基于温度检测的监控系统
8.9.1 实验背景
8.9.2 实验目的
8.9.3 实验任务
8.9.4 实验要求
8.9.5 实验指导
8.9.6 思考与练习信号处理篇

第9章 数字信号处理技术基础
9.1 数字信号处理概述
9.2 数字信号处理系统的结构
9.3 基于FPGA的数字信号处理
9.4 常用DSP模块及其IP核
9.4.1 快速傅里叶变换
9.4.2 FIR滤波器
9.4.3 CORDIC模块

0章 设计实验题目
10.1 音频信号分析仪
10.1.1 实验背景
10.1.2 实验目的
10.1.3 实验内容
10.1.4 实验原理
10.1.5 实验指导
10.1.6 系统误差分析
10.1.7 实验测试与结果
10.1.8 问题与思考
10.2 可调参数的FIR数字滤波器
10.2.1 实验背景
10.2.2 实验目的
10.2.3 实验内容
……

作者介绍

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唐续，博士，副教授，电子科技大学电子工程学院。参与实验室专项和课程建设“电子技术实验”*精品课程创新实验开发；2005至今多项全国大学生电子设计竞赛指导，每届均获全国一等奖；负责和主研参与“十五”、“十一五”、“十二五”预研项目、“863”项目多项。

文摘

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序言

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《数字信号处理与应用》 内容简介 《数字信号处理与应用》一书，聚焦于现代科学技术领域至关重要的数字信号处理（DSP）理论与实践，旨在为读者构建坚实的理论基础，并提供丰富的实际应用案例，使其能够深入理解并灵活运用DSP技术解决实际问题。本书内容涵盖了从基础概念到高级算法，再到实际工程应用的完整体系，力求做到理论严谨、讲解清晰、示例丰富、贴近实际。 第一部分：数字信号处理基础理论 本部分将系统地介绍数字信号处理的核心概念和基本原理。 第一章：信号与系统的基本概念 模拟信号与数字信号： 深入剖析模拟信号的连续性和数字信号的离散性，以及它们之间的采样和量化过程。详细讲解采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），阐述采样频率、奈奎斯特频率与信号带宽之间的关系，并分析欠采样和过采样的影响。 傅里叶级数与傅里叶变换： 详细介绍周期信号的傅里叶级数展开及其收敛性，过渡到非周期信号的傅里叶变换，揭示信号的频谱特性。重点讲解傅里叶变换的性质（线性、时移、频移、卷积定理等），并阐述其在信号分析中的核心作用。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 介绍DTFT的定义、性质及其与连续时间傅里叶变换（CTFT）的关系。重点分析DTFT的周期性，并讨论其在分析无限长离散信号时的应用。 离散傅里叶变换（DFT）： 详细讲解DFT的定义、计算方法（如FFT算法的原理和意义），以及DFT在有限长离散信号分析中的局限性。深入分析DFT的周期性、对称性及其在频谱分析中的关键作用。 系统响应： 介绍线性时不变（LTI）系统的概念，包括其因果性、稳定性、格林函数（脉冲响应）的定义。详细讲解系统的零输入响应和零状态响应，以及如何通过卷积运算描述LTI系统的输出。 第二章：数字滤波器设计 滤波器基本概念： 定义滤波器的作用，介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及它们的幅频响应和相频响应特性。 无限冲激响应（IIR）滤波器： 详细介绍IIR滤波器的特点、设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器），以及它们在低通、高通、带通、带阻等应用中的性能优势。重点讲解模拟滤波器向数字滤波器的转换（双线性变换法、脉冲不变法）。 有限冲激响应（FIR）滤波器： 详细介绍FIR滤波器的特点、设计方法（如窗函数法、频率采样法、最优逼近法），以及它们在线性相位设计上的优越性。重点分析不同窗函数（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）对滤波器性能的影响。 滤波器性能指标： 讲解通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位延迟、群延迟等关键性能指标，并分析它们对滤波器选择和设计的影响。 滤波器应用实例： 结合实际信号处理场景，展示不同类型滤波器的设计过程与应用，例如音频信号的去噪、图像的边缘增强等。 第三章：采样理论与重构 采样定理深入探讨： 除了Nyquist-Shannon采样定理，还将探讨其在不同情况下的应用，如带限信号、非带限信号的采样，以及采样过程中可能出现的混叠现象及其抑制方法。 零阶保持器与一阶保持器： 详细讲解保持器的作用，分析零阶保持器和一阶保持器的特性，以及它们在数字信号重构为模拟信号时引入的失真。 信号重构方法： 介绍基于理想低通滤波器、拉格朗日插值、样条插值等多种信号重构技术，并分析各种方法的优缺点和适用场景。 混叠效应的分析与处理： 深入分析混叠产生的根源，提供有效的预防和消除混叠的方法，如过采样、抗混叠滤波器设计等。 第二部分：高级数字信号处理算法 本部分将深入探讨更复杂、更强大的DSP算法，为解决更具挑战性的问题提供工具。 第四章：数字滤波器实现与优化 直接型、规范型、级联型等结构： 详细介绍IIR和FIR滤波器的不同实现结构，分析其对计算量、硬件资源占用、量化误差的影响。 滤波器结构的优化： 探讨如何通过选择合适的结构来提高滤波器的计算效率和数值稳定性，例如SLIP结构、Lattice结构等。 量化误差分析： 深入分析数字信号处理过程中由于字长限制和系数非精确表示引起的量化误差，探讨如何减小其影响，例如采用伪随机抖动、差分编码等技术。 硬件实现考虑： 简要介绍DSP芯片的架构特点，以及在硬件上实现数字滤波器时需要考虑的因素，如并行处理、流水线技术等。 第五章：自适应信号处理 自适应滤波器概念： 介绍自适应滤波器的基本原理，即滤波器参数能够根据输入信号的统计特性自动调整，以达到某种最优性能。 最小均方（LMS）算法： 详细讲解LMS算法的原理、收敛性分析，以及其在各种应用中的实现细节。 归一化LMS（NLMS）算法： 介绍NLMS算法，分析其相对于LMS算法的改进之处，以及在不同输入信号统计特性下的性能表现。 递归最小二乘（RLS）算法： 讲解RLS算法的原理，分析其收敛速度快但计算复杂度高的特点。 自适应滤波器的应用： 重点介绍自适应滤波器在噪声消除（如回声消除、语音降噪）、信号均衡、预测等领域的实际应用。 第六章：谱估计 参数化与非参数化谱估计： 区分两种谱估计方法的特点，介绍非参数化方法（如周期图法、Welch法）的优点和缺点。 现代谱估计方法： 深入讲解参数化谱估计方法，包括AR模型、MA模型、ARMA模型，以及相应的估计方法（如Yule-Walker方程、Burg法、ML谱估计）。 谱估计在信号分析中的应用： 探讨谱估计技术在信号特征提取、系统辨识、故障诊断等方面的应用。 第三部分：数字信号处理的实际应用 本部分将展示DSP技术在各领域的广泛应用，帮助读者将理论知识转化为实践能力。 第七章：语音信号处理 语音信号的特性： 分析语音信号的声学特性、语音产生机制，介绍语音的基音、共振峰等关键参数。 语音信号的预处理： 讲解语音信号的端点检测、预加重、分帧、加窗等预处理步骤。 语音信号的分析与合成： 介绍线性预测编码（LPC）、倒谱分析、梅尔频率倒谱系数（MFCC）等语音特征提取方法，以及语音合成技术。 语音识别与语音编码： 简要介绍语音识别的基本流程和常用模型，以及各种语音编码标准（如GSM、AMR）的原理。 第八章：图像信号处理 图像信号的基本概念： 介绍数字图像的表示方法、像素、灰度、颜色空间等基本概念。 图像增强与复原： 讲解图像增强技术，如对比度增强、锐化、平滑等，以及图像复原技术，如去模糊、去噪等。 图像变换： 介绍傅里叶变换、离散余弦变换（DCT）、小波变换在图像处理中的应用，如图像压缩、特征提取等。 图像分割与特征提取： 讲解图像分割的常用算法（如阈值法、区域生长法、边缘检测法），以及图像特征提取方法（如SIFT、HOG）。 图像压缩技术： 介绍无损压缩和有损压缩的基本原理，重点讲解JPEG、MPEG等图像压缩标准。 第九章：通信系统中的数字信号处理 数字调制与解调： 介绍ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制方式，以及相应的解调技术。 信道编码与解码： 讲解纠错码的基本原理，如海明码、卷积码、Turbo码，以及它们的编码和解码过程。 多速率信号处理： 介绍信号的升采样和降采样技术，以及在通信系统中它们的应用（如多载波传输）。 软件无线电（SDR）： 介绍SDR的概念和技术优势，以及DSP在SDR系统中的核心作用。 第十章：生物医学信号处理 生物信号的特点： 分析心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等典型生物信号的特点和噪声。 生物信号的滤波与去噪： 讲解如何利用各种数字滤波器处理生物信号，去除噪声，提取有用信息。 生物信号的分析与模式识别： 介绍利用DSP技术对生物信号进行特征提取、分类和模式识别，例如心律失常的检测、睡眠分期的分析等。 附录 常用数学工具回顾： 简要回顾线性代数、概率论与数理统计等在DSP中常用的数学知识。 MATLAB/Python在DSP中的应用示例： 提供一些利用MATLAB或Python进行DSP算法实现和仿真的代码片段，帮助读者快速上手。 本书结构清晰，逻辑严谨，语言通俗易懂。每一章节都配有丰富的图表和例题，旨在帮助读者更好地理解抽象的理论概念。同时，本书密切关注DSP技术的最新发展趋势，并将其中的关键技术融入内容之中。通过学习本书，读者不仅能够掌握数字信号处理的核心理论和方法，更能在实际工程中运用这些知识，解决各种复杂的技术难题。本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生阅读，也可作为相关领域研究人员和工程技术人员的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代电子技术综合实验教程》简直是为我们这些在校摸爬滚打的工科生量身定制的！我记得我拿到书的时候，首先吸引我的是它那清晰的版式设计，不像有些教材，密密麻麻的公式和文字堆在一起，看着就让人头疼。这本书的排版很舒服，图文并茂，特别是那些电路图，画得极其标准，即便是初学者也能一眼看明白各个元件的连接关系。内容上，它并没有一上来就抛出那些晦涩难懂的理论，而是紧密结合实验项目展开，这一点我非常欣赏。比如，讲到运放的应用，它不会只停留在数学推导上，而是直接带入到一个实际的滤波器设计案例中去，让你亲手去搭建，去测量，去感受理论是如何在实践中实现的。这种“做中学”的模式，极大地激发了我的学习兴趣，让我不再觉得电子实验是枯燥乏味的例行公事。而且，实验步骤的描述非常细致入微，每一步的注意事项都标注得很清楚，这对于我们动手能力相对薄弱的同学来说，简直就是救星。我个人觉得，这本书的价值不仅在于教会我们如何操作仪器，更在于培养了我们系统分析和解决实际电路问题的能力，推荐给所有需要扎实实验基础的同学。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对电子实验一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得那玩意儿太偏向工程实践，理论深度不够，或者反过来，理论讲得太深奥，导致实验操作一塌糊涂。然而，这本《现代电子电子技术综合实验教程》彻底颠覆了我的看法。它在理论深度和实验广度之间找到了一个近乎完美的平衡点。我注意到，它在介绍每一个核心实验模块时，都会先用简练而精确的语言回顾相关的基础理论，比如BJT/MOSFET的工作原理、反馈理论的基础等等，但绝不会过度纠缠于高深的数学推导，而是直奔主题——如何用这些知识去构建一个稳定可靠的电路。让我印象深刻的是关于信号发生器和示波器使用的那几章，很多教程往往只是简单介绍按键功能，但这本书却深入讲解了如何利用示波器的探头补偿、时基设置、触发模式来准确捕获和分析波形，这才是工程师真正需要掌握的技能。读完相关的章节，我感觉自己对这些常用仪器的“理解”提升了好几个层次，不再是简单的“会用”，而是“精用”。这本书对细节的把握，体现了编者深厚的教学经验和对现代电子技术发展趋势的敏锐洞察。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常务实，它不像某些教科书那样充满着书面化的、僵硬的术语堆砌，而是采用了非常贴近实际操作场景的叙述方式。读起来有一种同行指导的感觉，非常顺畅自然。我尤其喜欢它在每个实验项目结束后设置的“故障排查与讨论”环节。这部分内容处理得极其到位，它没有提供标准答案，而是列举了若干个在实际搭建电路时极易出现的“陷阱”——比如电源噪声过大、地线处理不当引起的振荡、元件参数偏差导致的工作点漂移等等。然后启发读者思考这些现象的可能原因以及对应的解决思路。这恰恰是传统课堂教学中最难弥补的空白。很多学生在实验室里花费大量时间去“找Bug”，往往找不到门道，这本书通过预设这些常见问题，间接地教会了我们一种“工程师式的调试思维”。这远比仅仅学会接线和测量要有价值得多，它教会了我们如何与“不完美”的现实电路打交道。

评分☆☆☆☆☆

从整体的编排逻辑来看，这本《现代电子技术综合实验教程》展现出极高的教学艺术。它的课程安排并不是杂乱无章地罗列实验项目，而是遵循着从简单到复杂、从分立器件到集成电路、再到系统集成的递进关系。开篇的电阻电容、晶体管基础实验，打下了坚实的元件级理解基础；接着过渡到运算放大器和常用集成芯片（如555定时器、线性稳压器）的应用，这部分内容非常扎实，特别是对各种反馈组态的实验验证，让我对负反馈的稳定作用有了深刻的体会；最后，所有的知识点汇聚到几个综合性的系统设计上，比如简易信号处理或控制系统。这种层层递进的结构，确保了学生在学习新知识时，总能将其与已掌握的基础知识建立起联系，避免了知识点的孤立和碎片化。这种结构设计，极大地提高了学习效率，让我的实验学习过程变得有章可循、步步为营，最终达成了对现代电子技术各方面知识融会贯通的目标。

评分☆☆☆☆☆

作为一名老工程师，现在很多高校的实验教材都偏向于介绍一些已经被淘汰的或过于基础的经典电路，缺乏与时俱进的元素。但翻阅这本《现代电子技术综合实验教程》时，我惊喜地发现其中融入了许多现代化的内容。比如，在数字电路部分，它不仅涵盖了基本的逻辑门和时序电路，还加入了对FPGA或CPLD进行简单逻辑实现的部分，虽然可能不会深入到复杂的硬件描述语言（HDL）编程，但至少为学生搭建了一个接触现代可编程逻辑器件的桥梁。更值得称赞的是，教程中对于一些系统级实验的设计思路非常开阔，不再局限于单一功能的电路模块，而是引导学生去思考如何将多个模块集成，实现一个具有实际应用价值的小系统。例如，那个关于数据采集与处理的实验，它清晰地展示了从传感器信号调理、模数转换到微控制器处理的全过程，这对于培养学生的系统集成能力至关重要。这种前瞻性的内容设置，确保了学生学到的知识能够在未来工作中保持一定的生命力。