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刘鸣，陈世利著 著

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• 模拟电路
• 数字电路
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• 实验教学
• 电子工程
• 电路设计

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111403623

商品编码：29643633518

包装：平装

出版时间：2014-08-01

基本信息

书名：电子线路综合设计与实践

定价：35.00元

作者：刘鸣,陈世利著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787111403623

字数：

页码：

版次：1

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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教材除模拟电路、数字电路外，还涉及传感、控制及光电信息技术，单片机技术、PLC、CPLD/FPGA和LabVIEW等。伴随当今科学技术发展，教材反映较新的电路设计。
　　教材结构适应开放实验和课外实验模式，以综合性、设计性、使用性为主。另外，在学生电子类科技比赛中作为实用的参考用书。
　　与同类书比较，该教材内容全面、实用性强，传感与控制结合，学生能够掌握电子线路系统设计及应用。

目录

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前言
第l章　电子元器件与传感器
　1.1　常见的分立电子元器件
　　1.1.1　电阻
　　1.1.2　电容
　　1.1.3　电感
　　1.1.4　二极管
　　1.1.5　晶体管
　　1.1.6　发光二极管
　　1.1.7　继电器
　　1.1.8　实验与实践
　1.2　集成运算放大器
　　1.2.1　运算放大器常用参数
　　1.2.2　运算放大器使用注意事项
　　1.2.3　实验与实践
　1.3　数字集成逻辑器件
　　1.3.1　标准数字集成逻辑器件的分类及特点
　　1.3.2　数字集成电路主要参数
　　1.3.3　使用TTL、OS集成电路的注意事项
　　1.3.4　实验与实践
　1.4　传感器
　　1.4.1　传感器的特性
　　1.4.2　传感器的使用
　　1.4.3　实验与实践
第2章　模拟电路技术
　2.1　运算放大器应用电路
　　2.1.1　反相放大电路
　　2.1.2　同相放大电路
　　2.1.3　差动放大电路
　　2.1.4　加法运算电路
　　2.1.5　减法运算电路
　　2.1.6　微分与积分运算电路
　　2.1.7　单电源运放电路
　　2.1.8　测量放大电路
　　2.1.9　设计与实践
　2.2　信号转换电路
　　2.2.1　电压比较电路
　　2.2.2　电矽频率转换电路
　　2.2.3　频率/电压转换电路
　　2.2.4　电压/电流转换电路
　　2.2.5　电流/电压转换电路
　　2.2.6　设计与实践
　2.3　隔离电路
　　2.3.1　模拟信号隔离电路
　　2.3.2　数字信号隔离电路
　　2.3.3　设计与实践
　2.4　移相电路与相敏检波电路
　　2.4.1　移相电路
　　2.4.2　相敏检波电路
　　2.4.3　设计与实践
　2.5　信号细分电路
　　2.5.1　信号细分电路的分类
　　2.5.2　直传式细分电路
　　2.5.3　频率跟踪细分电路
　　2.5.4　设计与实践
　2.6　有源滤波电路
　　2.6.1　二阶有源低通滤波电路
　　2.6.2　二阶有源高通滤波电路
　　2.6.3　二阶有源带通滤波电路
　　2.6.4　二阶有源带阻滤波电路
　　2.6.5　设计与实践
　2.7　信号的调制/解调
　　2.7.1　调幅电路
　　2.7.2　脉宽调制电路
　　2.7.3　设计与实践
　2.8　函数发生电路
　　2.8.1　正弦波信号发生电路
　　2.8.2　矩形波信号发生电路
　　2.8.3　占空比可调的矩形波发生电路
　　2.8.4　三角波信号发生电路
　　2.8.5　锯齿波信号发生电路
　　2.8.6　集成函数发生器芯片ICL8038的应用
　　2.8.7　设计与实践
　2.9　直流稳压电源设计
　　2.9.1　直流稳压电源种类和指标
　　2.9.2　线性直流稳压电源典型电路
　　2.9.3　恒流源电路
　　2.9.4　开关型直流稳压电路
　　2.9.5　设计与实践
第3章　数字电路技术
　3.1　基本应用电路
　　3.1.1　触发器与移位寄存器
　　3.1.2　编码/译码电路
　　3.1.3　算术逻辑电路
　　3.1.4　多路选择器与数据分配器
　　3.1.5　加、减计数器
　　3.1.6　脉冲分配器
　　3.1.7　逻辑电路的连接和驱动
　　3.1.8　逻辑电路的设计
　　3.1.9　设计与实践
　3.2　脉冲电路
　　3.2.1　矩形脉冲产生电路
　　3.2.2　整形电路
　　3.2.3　设计与实践
　3.3　数字式电容测量电路设计
　　3.3.1　电容测量电路的设计思想及结构
　　3.3.2　电容测量电路设计
　　3.3.3　设计与实践
　3.4　多路电子抢答器设计
　　3.4.1　简单的8路电子抢答器
　　3.4.2　带数字显示的8路多功能电子抢答器
　　3.4.3　设计与实践
　3.5　数字定时器电路设计
　　3.5.1　数字定时器的设计思想及结构
　　3.5.2　数字定时器电路设计
　　3.5.3　设计与实践
　3.6　数字频率计电路设计
　　3.6.1　数字频率计原理
　　3.6.2　数字频率计电路设计
　　3.6.3　设计与实践
　3.7　数字式石英钟电路设计
　　3.7.1　数字式石英钟电路的工作原理
　　3.7.2　数字钟电路设计
　　3.7.3　设计与实践
　3.8　数字式遥控电路设计
　　3.8.1　无线遥控电路
　　3.8.2　红外遥控电路
　　3.8.3　设计与实践
　3.9　电动机转速测量电路设计
　　3.9.1　电动机转速测量原理
　　3.9.2　电动机转速测量电路设计
　　3.9.3　设计与实践
第4章　传感技术及转换电路
　4.1　电阻式传感器及转换电路
　　4.1.1　应变式传感器
　　4.1.2　压阻传感器
　　4.1.3　导电塑料电位器
　　4.1.4　设计与实践
　4.2　光电式传感器及转换电路
　　4.2.1　光电效应
　　4.2.2　光敏电阻
　　4.2.3　光敏二极管和光敏晶体管
　　4.2.4　光电池
　　4.2.5　红外反射式传感器
　　4.2.6　光纤传感器
　　4.2.7　光栅传感器
　　4.2.8　光电编码器
　　4.2.9　设计与实践
　4.3　电感式传感器及转换电路
　　4.3.1　电涡流传感器
　　4.3.2　差动变压器式传感器
　　4.3.3　电感式接近开关
　　4.3.4　设计与实践
　4.4　电容式传感器及转换电路
　　4.4.1　电容式传感器工作原理
　　4.4.2　电容传感器的特点
　　4.4.3　电容传感器转换电路
　　4.4.4　设计与实践
　4.5　压电式传感器及转换电路
　　4.5.1　压电式传感器工作原理
　　4.5.2　压电传感器转换电路
　　4.5.3　超声波传感器及探测电路
　　4.5.4　设计与实践
　4.6　磁电式传感器及转换电路
　　4.6.1　磁电式传感器
　　4.6.2　霍尔传感器
　　4.6.3　设计与实践
　4.7　热电式传感器及转换电路
　　4.7.1　热电效应
　　4.7.2　热电阻和热敏电阻传感器
　　4.7.3　半导体温度传感器
　　4.7.4　热释电红外线传感器
　　4.7.5　设计与实践
　4.8　湿敏、气敏传感器及转换电路
　　4.8.1　湿敏传感器
　　4.8.2　气敏传感器
　　4.8.3　设计与实践
　4.9　集成式传感器及应用
　　4.9.1　加速度传感器
　　4.9.2　色敏传感器
　　4.9.3　设计与实践
第5章　自动控制电路技术
　5.1　自动控制系统的组成和指标
　　5.1.1　自动控制系统的组成
　　5.1.2　开环控制与闭环控制
　　5.1.3　控制系统的类型
　　5.1.4　控制系统的基本要求
　　5.1.5　设计与实践
　5.2　自动控制系统的电子线路
　　5.2.1　控制系统典型环节
　　5.2.2　线性定常系统电路的瞬态响应和稳定性分析
　　5.2.3　线性控制系统稳态误差
　　5.2.4　线性系统的校正
　　5.2.5　设计与实践
　5.3　直流小电机调速电路
　　5.3.1　直流小电机调速实验装置
　　5.3.2　直流小电机调速控制
　　5.3.3　设计与实践
第6章　基于计算机的电子线路技术
　6.1　单片机技术与应用
　　6.1.1　单片机控制系统板设计
　　6.1.2　单片机控制系统软件设计
　　6.1.3　光电寻迹智能车控制电路与程序
　　6.1.4　单片机A/D、D/A采集控制电路
　　6.1.5　设计与实践
　6.2　PLC技术与应用
　　6.2.1　PLC的组成
　　6.2.2　PLC常用编程语言和工作流程
　　6.2.3　在计算机上建立PLc梯形图程序
　　6.2.4　PLc在测控系统中的应用
　　6.2.5　设计与实践
　6.3　虚拟仪器技术与应用
　　6.3.1　虚拟仪器编程
　　6.3.2　模拟温度采集和显示
　　6.3.3　USB数据采集控制系统
　　6.3.4　设计与实践
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字逻辑与微处理器系统设计》 内容简介 本书系统性地阐述了数字逻辑电路的基本原理、设计方法以及微处理器系统的构建与应用。本书旨在为读者提供一个扎实的理论基础和丰富的实践经验，使其能够深入理解现代数字系统的工作机制，并具备独立设计和实现复杂数字系统的能力。 第一部分：数字逻辑基础 本部分将从最基本的数字逻辑概念入手，逐步引导读者进入数字世界的奥秘。 逻辑门电路与布尔代数： 我们将从最基础的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的真值表和逻辑功能开始，深入探讨布尔代数的代数结构、基本定理和定律。通过这些基础，读者将掌握如何使用布尔代数来简化和优化逻辑表达式，这是后续设计的基础。我们将详细讲解各种化简方法，包括卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法，并强调它们在实际应用中的优劣势。 组合逻辑电路设计： 在掌握了布尔代数和逻辑门的基础上，我们将学习如何设计各类组合逻辑电路，例如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、多路选择器（Multiplexer）和全加器（Adder）等。本书将通过大量的实例，一步步展示如何根据需求规格，抽象出逻辑功能，进而转化为布尔表达式，最终实现为逻辑电路。我们将重点分析这些电路的工作原理、设计流程和典型应用场景，如数据选择、算术运算和地址译码等。 时序逻辑电路设计： 组合逻辑电路的输出仅依赖于当前输入，而时序逻辑电路则引入了“记忆”的概念，其输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的状态。本部分将详细介绍触发器（Flip-Flop）的各种类型（SR, JK, D, T）及其状态转换特性，这是构建时序逻辑电路的基本单元。我们将深入讲解如何利用触发器来设计寄存器（Register）、计数器（Counter）以及有限状态机（Finite State Machine, FSM）。对于有限状态机，我们将详细介绍摩尔（Moore）和米利（Mealy）两种模型，并阐述状态转移图（State Transition Diagram）和状态表（State Table）的设计方法，以及如何从状态描述转化为实际的逻辑电路。 存储器与可编程逻辑器件： 存储器是数字系统的重要组成部分，本书将介绍不同类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本结构和工作原理，以及它们在数字系统中的作用。同时，我们将介绍现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）等可编程逻辑器件（PLD）。我们将详细讲解它们的工作原理、结构特点、编程方法以及在原型设计和产品开发中的优势，为读者掌握现代数字电路实现技术奠定基础。 第二部分：微处理器系统设计 本部分将聚焦于现代数字系统的核心——微处理器，从其基本结构到系统集成，带领读者构建功能完整的微处理器系统。 微处理器体系结构与指令集： 我们将深入探讨微处理器（Microprocessor Unit, MPU）的核心组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器（Control Unit）、寄存器组（Register File）和总线接口（Bus Interface）。我们将解析不同微处理器架构（如RISC和CISC）的设计理念和优劣势。随后，我们将详细介绍指令集架构（Instruction Set Architecture, ISA），讲解不同指令的格式、功能和执行过程，包括数据传输、算术逻辑运算、控制转移和输入/输出指令等。 汇编语言编程： 理解微处理器的工作机制离不开汇编语言。本书将提供详细的汇编语言教程，从基本语法、寻址方式到程序结构，逐步引导读者编写简单的汇编程序。通过实践，读者将能够直接控制微处理器执行具体任务，加深对CPU工作流程的理解，并学会调试汇编代码。 存储器系统设计： 一个完整的微处理器系统需要高效的存储器子系统。我们将讲解各种存储器接口技术，包括并行接口和串行接口，以及如何将RAM、ROM和I/O设备连接到微处理器的总线上。我们将详细分析总线协议（如地址总线、数据总线和控制总线）的工作原理，以及如何设计和优化存储器访问时序，以提高系统性能。 输入/输出（I/O）接口设计： 微处理器需要与外部世界进行交互，这依赖于I/O接口。本部分将介绍各种常用的I/O接口技术，包括并行I/O、串行I/O（如UART, SPI, I2C）和中断控制器。我们将讲解如何设计和配置这些接口，使其能够与传感器、执行器、显示器等外部设备进行数据交换。中断机制的设计与应用也将是重点，以实现高效的异步数据处理。 中断系统与异常处理： 中断是微处理器响应外部事件的重要机制。我们将详细讲解中断的产生、响应、优先级管理以及中断服务程序的编写。同时，我们将介绍异常（Exception）的概念，包括陷阱（Trap）和中断（Interrupt）的区别，以及微处理器如何处理各种异常情况，保证系统的稳定运行。 微处理器系统总线与通信： 总线是微处理器与外围设备之间信息传输的通道。我们将深入分析各种总线类型（如PCIe, USB）的工作原理、信号时序和协议规范。本书还将介绍多处理器系统中的总线仲裁和通信机制，以及如何在复杂系统中设计高效可靠的总线通信方案。 嵌入式系统开发基础： 微处理器广泛应用于嵌入式系统。本部分将介绍嵌入式系统的基本概念、硬件平台和软件开发环境。我们将通过实例，演示如何将微处理器与传感器、执行器等外设集成，并编写简单的嵌入式程序来控制硬件。读者将了解实时操作系统（RTOS）的基本概念和在嵌入式开发中的作用。 第三部分：高级主题与实践应用 本部分将进一步拓展读者的视野，介绍更高级的设计技术和实际应用案例。 信号完整性与电源完整性： 随着数字电路工作频率的提高，信号完整性和电源完整性成为影响系统性能的关键因素。我们将讲解信号反射、串扰、时域和频域分析方法，以及如何通过PCB布局、走线设计和滤波技术来改善信号质量。同时，我们将讨论电源噪声、去耦电容的选择和电源分配网络的优化。 时钟树与时钟管理： 时钟信号是数字电路同步运行的基石。我们将深入研究时钟树的生成、分配和抖动（Jitter）分析，以及如何通过PLL（Phase-Locked Loop）等技术来管理时钟频率和相位。 低功耗设计技术： 在许多应用场景下，降低功耗至关重要。本书将介绍各种低功耗设计策略，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压频率调整（DVFS）以及采用低功耗器件等。 系统级设计与验证： 随着系统规模的增大，传统的逻辑设计方法已难以应对。我们将介绍系统级设计（System-Level Design）的思想，以及如何利用高层次综合（High-Level Synthesis）工具将软件描述转化为硬件。同时，我们将深入探讨硬件验证的重要性，介绍仿真、形式验证和原型验证等技术。 典型应用案例分析： 为了巩固所学知识，本书将提供多个精心挑选的典型应用案例，涵盖消费电子、通信设备、工业控制等领域。我们将详细剖析这些案例的系统架构、关键技术和设计挑战，帮助读者将理论知识应用于实际问题解决。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解数字逻辑的基本原理，熟练掌握布尔代数运算及卡诺图等化简方法。 独立设计和实现各类组合逻辑和时序逻辑电路。 掌握微处理器的基本结构、工作原理及指令集。 熟练运用汇编语言编写微处理器程序。 理解存储器和I/O接口的工作原理，并能进行系统集成。 掌握中断系统和异常处理机制。 初步了解嵌入式系统开发流程。 认识信号完整性和电源完整性等高级设计概念。 具备分析和解决数字系统设计问题的能力。 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事数字电路设计、嵌入式系统开发和硬件工程师的从业人员。通过系统的学习和实践，读者将能够在这个日新月异的数字时代，掌握核心技能，创造出更具创新性和竞争力的产品。

评分☆☆☆☆☆

从阅读的体验上来说，这本书的文字风格非常独特，它没有采用那种板着脸孔的学术腔调，而是用一种既专业又平易近人的口吻，娓娓道来那些原本枯燥晦涩的电子学知识。作者的表达非常精准到位，每一个术语的定义都恰到好处，既保证了学术的严谨性，又兼顾了读者的接受度。我发现自己阅读时很少需要频繁地停下来查阅其他资料来佐证理解，这极大地提高了我的学习效率。书中对一些前沿技术和新兴器件的介绍也保持了相当的敏感度，展现了作者持续跟踪技术发展的热情和能力。例如，对于特定集成电路的选型标准和替代方案的分析，就显得尤为中肯和实用。这种既有深度又有温度的写作方式，让原本可能令人望而生畏的技术读物，变得异常亲切和引人入胜。这使得即便是长时间的阅读，也不会产生强烈的疲劳感，反而会让人对后续的学习内容充满期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常大气，色彩搭配沉稳又不失活力，一看就是那种能让人静下心来啃读的硬核技术手册。我拿到手的时候，就被它厚实的质感和精良的纸张吸引了。内页的排版清晰、逻辑性强，即便是初次接触这个领域的人，也能很快找到切入点。书中大量的图示和电路原理图绘制得非常精细，那些复杂的半导体器件和系统架构图，不再是抽象的线条组合，而是生动地呈现在眼前，极大地降低了理解门槛。特别是对于那些初学者而言，这种视觉化的呈现方式无疑是巨大的福音。我特别欣赏作者在知识点衔接上的匠心独运，从最基础的元件特性讲起，逐步深入到模块化设计，最后过渡到复杂的系统集成，整个学习路径如同精心铺设的阶梯，稳健而可靠。而且，书中的每一个章节似乎都经过了深思熟虑的打磨，没有一句废话，全是干货，让人感觉物超所值。光是翻阅目录，就能感受到作者在知识体系构建上的深厚功力，这绝不是随便拼凑出来的资料汇编，而是一部系统化、经过实战检验的经典教材。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上很多技术书籍都存在一个通病，就是理论部分讲得太满，而实操指导又过于简略，导致读者往往“看得懂，做不出”。然而，这本书在这方面找到了绝佳的平衡点。它在深入讲解核心原理的同时，也花费了大量的篇幅来讨论实际操作层面的细节，比如元器件的选型考量、PCB的信号完整性处理、常见调试工具的使用技巧等等，这些“软性”但至关重要的知识点，在这本书里得到了充分的体现。我感觉作者完全是从一个项目工程师的视角来撰写这本书，考虑到了研发过程中每一个可能出现的小麻烦。这种注重实战细节的写作风格，让这本书的工具书价值被无限放大。它不是那种读完一遍就束之高阁的理论著作，而是会随着我的设计经验的增长，不断发掘出新的价值和深意的“常伴良侣”，绝对是工程技术人员工具箱里不可或缺的一份重量级参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构组织堪称典范，其脉络之清晰，逻辑之严密，让我不得不佩服作者在内容编排上的高超技巧。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个层层递进、环环相扣的知识网络。比如，某个章节介绍了一个关键模块的设计原理，紧接着的下一章就会立刻提供一个使用该模块的完整系统级应用案例，这种理论与实践的无缝对接，极大地增强了知识的实用性和可迁移性。我特别喜欢它对设计流程的系统性描述，从概念草图到最终的PCB布局，每一步骤的要求、注意事项以及可能遇到的问题，都有条不紊地被梳理出来。这对于系统性学习和项目化实践者来说，是至关重要的框架支撑。它提供的不仅仅是“怎么做”的知识，更是“为什么这么做”的设计哲学，这种深层次的理解，远比单纯的公式记忆要宝贵得多。这本书真正做到了将“知”与“行”紧密地结合起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅停留在理论的阐述上，更注重将抽象的理论与实际的工程应用紧密结合。我发现书中对一些经典设计案例的剖析细致入微，从需求分析到最终实现过程中的每一个关键决策点，作者都进行了深入的探讨和论证。这对于我们这些渴望从“会搭电路”到“会设计系统”的工程师来说，简直是如获至宝。书中穿插的那些“陷阱警示”和“经验之谈”部分尤其宝贵，它们往往是行业老手在无数次失败和调试中总结出来的宝贵财富，直接点破了新手常犯的错误，避免了我们走不必要的弯路。我感觉自己不是在读一本教材，而是在一位经验丰富、毫无保留的导师的指导下进行项目实操。特别是当涉及到高性能、高可靠性设计时，书中所提供的设计规范和测试方法，都具有极强的指导意义，完全可以作为我们日常工作中的标准参考手册来使用，其严谨程度可见一斑。