電子係統設計與實踐(第3版)(電子信息學科基礎課程係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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賈立新，王湧，陳怡 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
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• 教材
• 第3版
• 電路
• 嵌入式係統
• 單片機
• 數字電路

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302334187

商品編碼：29728513498

基本信息

書名：電子係統設計與實踐(第3版)(電子信息學科基礎課程係列教材)

定價：44.50元

作者：賈立新,王湧,陳怡

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：

ISBN：9787302334187

字數：

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版次：1

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編輯推薦

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重點介紹SoC單片機和CPLD/FPGA相結閤、數字技術和模擬技術相結閤、功能和指標兼顧的電子係統設計方法。
　　書中所有硬件電路和程序代碼均經實踐驗證。
　　每章均包含設計示例和設計訓練題，便於學生課後實踐。
　　提供與教材配套的網絡資源和實驗設備，便於教學。

內容提要

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本書內容由模擬電子係統設計、數字電子係統設計、SOC單片機係統設計和綜閤電子係統設計四部分組成。全書分為11章，包括基於集成運放的放大電路設計、模擬濾波器設計、直流穩壓電源設計、CPLD和FPGA的基本結構和原理、基於CPLD/FPGA的數字係統設計、SOC單片機C8051F360的基本原理、SOC單片機係統擴展技術、數字化語音存儲與迴放係統、DDS信號發生器、高速數據采集係統、基於CAN總綫的溫度檢測係統。每一章後均安排相應的設計訓練題。
　　《電子信息學科基礎課程係列教材：電子係統設計與實踐（第3版）》的主要特色是突齣瞭SOC單片機和CPLD/FPGA相結閤、數字技術和模擬技術相結閤、功能和指標兼顧的電子係統設計方法。
　　《電子信息學科基礎課程係列教材：電子係統設計與實踐（第3版）》可作為高等院校電子電氣類專業有關電子係統設計、電子技術綜閤提高型實驗、大學生電子設計競賽賽前訓練等實踐類課程的教材，也可作為具備模電、數電、單片機等基礎知識的讀者學習電子係統設計方法的參考書。

目錄

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章 基於集成運放的放大電路設計
　1.1 運算放大器的模型
　1.2 用集成運放構成的基本放大電路
　1.3 集成運放的主要參數
　1.4 集成運放的分類及選擇
　1.5 正確使用集成運算放大器
　1.6 設計訓練題
　
第2章 模擬濾波器設計
　2.1 模擬有源濾波器設計
　2.1.1 概述
　2.1.2 無限增益多重反饋濾波器設計
　2.2 開關電容濾波器原理及應用
　2.2.1 開關電容濾波器的基本原理
　2.2.2 單片集成開關電容濾波器應用
　2.3 設計訓練題
　
第3章 直流穩壓電源設計
　3.1 概述
　3.2 固定式綫性直流穩壓電源設計
　3.3 可調式直流穩壓電源設計
　3.4 開關直流穩壓電源設計
　3.4.1 降壓型DC／DC變換電路設計
　3.4.2 升壓型DC／DC變換電路設計
　3.4.3 極性反轉型DC／DC變換電路設計
　3.5 設計訓練題
　
第4章 CPLD和FPGA的基本結構和原理
　4.1 概述
　4.2 CPLD的基本結構和原理
　4.3 FPGA的基本結構和原理
　4.4 FPGA小係統設計
　4.4.1 設計方案
　4.4.2 硬件電路設計
　4.4.3 硬件電路測試
　4.4.4 JTAG間接模式編程配置器件
　4.5 FPGA小係統應用舉例正弦信號發生器設計
　4.6 設計訓練題
　
第5章 基於CPLD/FPGA的數字係統設計
　5.1 概述
　5.2 硬件描述語言VHDL基礎
　5.2.1 VHDL的語言要素
　5.2.2 VHDL程序的基本結構
　5.2.3 VHDL程序的句法
　5.2.4 常量、變量與信號
　5.2.5 VHDL結構體的三種描述方法
　5.3 4位數字頻率計設計
　5.3.1 設計題目
　5.3.2 工作原理
　5.3.3 硬件電路設計
　5.3.4 頂層設計和底層模塊設計
　5.3.5 設計項目的Quartus Ⅱ操作流程
　5.4 4x4矩陣鍵盤編碼器設計
　5.4.1 設計題目
　5.4.2 頂層原理圖設計
　5.4.3 底層模塊設計
　5.4.4 設計項目的輸入和編譯
　5.4.5 功能測試
　5.5 設計訓練題
　
第6章 SOC單片機C8051 F360的基本原理
第7章 SOC單片機係統擴展技術
第8單 數字化語音存儲與迴放係統
第9章 DDS信號發生器
0章 高速數據采集係統
1章 基於CAN總綫的溫度檢測係統
參考文獻

作者介紹

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賈立新，副教授。1989年畢業於浙江大學電氣工程學院。數字電路與數字邏輯省級精品課程責任教師。長期從事電子技術課程教學和大學生電子設計競賽賽前輔導工作。主編齣版省重點教材《電子係統設計與實踐》和校重點建設教材《數字電路》各一部。獲校級教學成果一等奬和省級教學成果二等奬各一項，兩次獲得全國大學生電子設計競賽賽前輔導教師稱號。主持和參與科研項目十多項，發錶論文十多篇。目前主要從事智能儀器、電機控製等方麵的研究工作。

文摘

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序言

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《電路原理與應用：現代電子係統基礎》 內容簡介 本書緻力於為讀者構建一座通往現代電子世界大門的堅實橋梁。我們深知，理解電子係統的運作離不開對基礎原理的透徹掌握，而這些原理的實現與應用又構成瞭我們日常生活中無處不在的電子設備的核心。因此，本書將深入淺齣地剖析電路的基本概念、定律，並逐步引導讀者探索它們在復雜電子係統中的具體應用。 第一部分：電路基本概念與定律的基石 我們將從最根本的層麵開始，建立對電流、電壓、電阻等基本電學量清晰的認識。讀者將理解電荷的流動如何産生電流，電勢差如何驅動電荷運動形成電壓，以及物質對電流阻礙作用的錶現——電阻。通過形象的比喻和直觀的圖示，我們將力求讓這些抽象的概念變得易於理解和記憶。 電荷與電流： 探索電荷的性質，理解微觀粒子（如電子）的運動如何匯聚成宏觀的電流。我們將介紹電流的定義、方嚮以及測量單位安培（A）。 電壓與電勢差： 闡釋電壓的本質，即單位電荷從一點移動到另一點所做的功，或者說兩點之間的電勢差。我們將深入理解電壓的極性及其在電路中的作用，並介紹其測量單位伏特（V）。 電阻與歐姆定律： 剖析電阻的概念，理解材料的導電性能如何決定其電阻值。我們將詳細介紹歐姆定律（V=IR），這是分析直流電路的最基本法則，通過它，我們可以清晰地建立電壓、電流和電阻之間的定量關係。我們會通過豐富的實例，演示如何運用歐姆定律求解電路中的未知量。 功率與能量： 進一步拓展電路分析的範疇，我們將介紹電功率的定義及其計算公式（P=VI, P=I²R, P=V²/R）。讀者將理解電能在電路中如何轉化，例如轉化為熱能、光能或機械能，並學習如何計算電路中的能量消耗。 串聯與並聯電路： 深入分析電阻在串聯和並聯電路中的特性。在串聯電路中，電流處處相等，總電阻等於各電阻之和；在並聯電路中，總電壓等於各支路電壓，總電流等於各支路電流之和，總電阻的倒數等於各支路電阻倒數之和。我們將通過詳細的計算示例，幫助讀者掌握分析這類電路的技巧。 基爾霍夫定律： 除瞭歐姆定律，基爾霍夫定律是分析更復雜電路的有力工具。我們將詳細闡述基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL），並提供如何應用這些定律來列寫電路方程、求解節點電壓和支路電流的係統方法。 第二部分：直流與交流電路的深入探索 在掌握瞭基本的電學概念和定律後，我們將帶領讀者進入直流（DC）和交流（AC）電路的分析世界。雖然直流電路相對簡單，但它是理解交流電路的基礎。而交流電路則更為貼近我們現代社會對電力使用的實際情況。 直流電源與非綫性元件： 除瞭理想的直流電源，我們還將探討實際直流電源的特性，如內阻。同時，會引入二極管、三極管等基本有源器件，介紹其作為非綫性元件在電路中的特性和應用，為後續的放大電路和數字電路打下基礎。 交流電的産生與特性： 解釋交流電的産生原理，如正弦波交流電。我們將詳細介紹交流電的幾個重要參數：頻率、周期、幅值、瞬時值、平均值和有效值。特彆是有效值的概念，它使得交流電的功率計算與直流電保持一緻，便於工程應用。 阻抗與相量分析： 引入電感（L）和電容（C）的概念，理解它們在交流電路中的獨特性質——電抗。電感對交流電流有阻礙作用，其阻抗隨頻率升高而增大；電容也有阻礙作用，其阻抗隨頻率升高而減小。我們將介紹復數錶示法和相量分析方法，這是一種強大的工具，能夠簡化交流電路的分析，將復雜的正弦穩態電路問題轉化為代數問題。 RLC串聯與並聯電路： 深入分析包含電阻（R）、電感（L）和電容（C）的電路。我們將重點講解諧振現象，即當電路中感抗和容抗相等時，電路呈現齣特殊的阻抗特性，這在信號濾波、振蕩電路等領域有著廣泛應用。 瞬態分析： 除瞭穩態分析，我們還將觸及電路的瞬態響應，即當電路狀態發生變化（如開關動作）時，電路的電流和電壓如何隨時間變化的分析。這將涉及微分方程的建立和求解，初步展示電路動態行為的魅力。 第三部分：半導體器件與現代電子係統的構建 理解瞭基礎的電路原理，我們便能更好地理解構成現代電子係統的關鍵——半導體器件。這些微小的元件是信息處理、控製和通信的核心。 半導體材料與PN結： 介紹半導體材料（如矽、鍺）的導電特性，以及雜質摻雜如何改變其導電性。我們將重點講解PN結的形成及其單嚮導電性，這是二極管和三極管等器件的基本結構。 二極管及其應用： 詳細介紹二極管的工作原理，包括正嚮導通和反嚮截止。我們將探討二極管在整流（將交流電轉換為直流電）、穩壓、信號限幅等方麵的經典應用。 晶體三極管（BJT）與場效應三極管（FET）： 深入剖析兩種最常見的半導體放大器件——雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。我們將詳細介紹它們的結構、工作原理、輸齣特性麯綫，以及如何在放大電路和開關電路中運用它們。理解三極管的放大作用是構建幾乎所有模擬電子係統的基礎。 集成電路（IC）的基本概念： 介紹集成電路的發展曆程和基本概念。我們將探討集成電路如何將大量電子元件集成在一塊芯片上，從而實現更復雜的功能，並極大地減小瞭電子設備的體積和成本。 運算放大器（Op-Amp）及其應用： 重點介紹運算放大器這一強大的通用模擬集成電路。我們將深入理解其差分輸入、高增益、低輸齣阻抗等理想特性，並重點講解其在各種經典應用電路中的作用，如加法器、減法器、積分器、微分器、比較器等，展現運算放大器在信號處理和控製係統中的重要地位。 第四部分：數字電路基礎與邏輯門 除瞭模擬電路，數字電路在現代電子係統中同樣扮演著至關重要的角色。本書將為讀者揭開數字電路的奧秘。 二進製數與邏輯運算： 介紹二進製數係統，理解0和1如何錶示信息。我們將講解邏輯與（AND）、邏輯或（OR）、邏輯非（NOT）等基本邏輯運算，並介紹它們在數字電路中的對應關係。 邏輯門電路： 詳細介紹基本的邏輯門電路，如AND門、OR門、NOT門、NAND門、NOR門、XOR門等。我們將講解它們的邏輯功能錶和電路實現。 組閤邏輯電路： 介紹由邏輯門組成的組閤邏輯電路，如譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器等。我們將講解它們的工作原理和在數據選擇、信號路由等方麵的應用。 時序邏輯電路基礎： 引入時序邏輯電路的概念，即電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於其曆史狀態。我們將介紹觸發器（Flip-flop）作為時序邏輯電路的基本存儲單元，並簡要介紹其在計數器、寄存器等構成中的作用。 學習方法與實踐導嚮 本書在內容編排上，始終貫穿著“從概念到應用”的學習思路。每一章的起始都建立在上一章的基礎之上，循序漸進。為瞭更好地輔助學習，本書將提供： 豐富的例題與解析： 每講解完一個概念或定律，都會配以詳細的例題，從不同角度展示知識點的應用，並提供清晰的解題思路和步驟。 課後習題： 每章末尾都設置瞭不同難度和類型的習題，旨在幫助讀者鞏固所學知識，檢測理解程度。 概念辨析與易錯點提示： 在講解過程中，會針對容易混淆的概念進行辨析，並提煉齣學習中的常見易錯點，幫助讀者規避學習誤區。 理論與實踐的結閤： 雖然本書以理論講解為主，但我們鼓勵讀者將所學知識應用於實際電路的分析與設計中。在適當時機，會穿插一些簡單電路的實踐建議，以期激發讀者的實踐興趣。 目標讀者 本書適用於電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生，也可作為從事電子技術相關工作的工程師和技術人員的參考書籍。對於對電子技術感興趣的自學者，本書也提供瞭堅實的基礎入門途徑。 通過本書的學習，讀者將不僅能夠掌握電子係統設計與實踐的基礎知識，更能培養齣獨立分析和解決電子電路問題的能力，為未來在更復雜的電子係統設計和研發領域打下堅實的基礎。我們期待本書能成為您探索精彩電子世界的可靠嚮導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計確實非常引人注目，那種深邃的藍色調，加上未來感的電路圖紋理，一下子就把我帶入瞭一個充滿科技感的電子世界。我拿到手的時候，第一感覺就是“厚重”，這可不是隨便說說的，它給人的感覺就像是裝載瞭無數知識的寶庫。書頁的紙張質感很棒，閱讀起來眼睛不會有明顯的疲勞感，這對於長時間鑽研技術細節的書籍來說至關重要。內容編排上，它似乎遵循瞭一種螺鏇上升的結構，從最基礎的概念開始，然後逐步深入到復雜的係統實現，每一步的銜接都顯得非常自然流暢，仿佛是一位經驗豐富的導師在手把手地引導你前行。我特彆喜歡它在章節開頭部分設置的“學習目標”和結尾處的“自測練習”，這極大地幫助我梳理瞭知識點，也讓學習過程變得更加有目的性。這本書的排版清晰簡潔，圖錶和代碼示例都清晰地標注瞭來源和作用，即便是麵對那些高深莫測的數字邏輯或模擬電路部分，也能通過直觀的圖形輔助理解，這種對細節的把控，實在令人贊嘆。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和印刷的工藝質量來看，齣版方顯然是下瞭大工夫的。這本書的開本適中，拿在手裏很有分量感，便於在書桌上平攤閱讀，而且其鎖綫膠裝的設計，使得無論翻到哪個位置，書脊都不會齣現斷裂或鬆動的跡象，這對於一本需要反復查閱的工具書來說，簡直是完美的設計。油墨的印刷清晰度極高，即便是最小的字號，如注釋和符號標記，也邊緣銳利，沒有齣現模糊或洇墨的情況。特彆是書中那些復雜的電路圖和波形圖，色彩還原度很高，綫條的粗細區分明確，這對於需要精確識彆信號細節的工程師來說，極大地提升瞭閱讀體驗和準確性。總而言之，這本書從內容深度、實踐指導到最終的物理呈現，都體現瞭一種對品質的極緻追求，它不僅僅是一本教材，更像是一件經過精心雕琢的知識載體，值得每一個電子設計愛好者和專業人士珍藏和細細品味。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這本大部頭時，內心是既期待又有些忐忑的，畢竟“實踐”二字的分量很重，我擔心內容會過於偏重理論而缺乏實際操作指導。然而，當我翻閱到關於項目案例的部分時，所有的顧慮都煙消雲散瞭。書中詳細描述瞭幾個從概念到成品的全過程案例，從需求分析、架構設計到具體的硬件選型和軟件調試，每一個步驟都詳盡得令人吃驚。特彆是對於一些常見的工程難題，比如信號完整性、電源噪聲抑製這些“攔路虎”，書裏竟然能提供非常接地氣的解決思路和工具推薦，這可不是一般教科書能做到的深度。我感覺作者團隊一定是長年奮戰在一綫的工程師，他們懂得我們這些學習者在實際操作中會遇到哪些坑。光是書中對特定芯片數據手冊的解讀和應用指南，就為我節省瞭無數去官方網站摸索的時間。這本書儼然成瞭一本高級的“工具書+項目手冊”的混閤體，對於想真正動手做齣東西的讀者來說，簡直是雪中送炭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格極其嚴謹，但又不失學術的溫度。它不像有些純粹的理論著作那樣冷冰冰、佶屈聱牙，而是用一種非常精確且富有邏輯性的方式來闡述復雜的原理。在描述微處理器的工作機製或通信協議棧時，作者們似乎總能找到那個“最佳的切入點”，將原本晦澀難懂的機製，用清晰的流程圖和恰當的比喻串聯起來。我尤其欣賞它在引用經典理論（比如香農定律、拉普拉斯變換等）時，能夠迅速將其與現代電子係統的具體應用場景掛鈎，避免瞭為瞭理論而理論的嫌疑。閱讀過程中，我經常會停下來思考，作者是如何把如此宏大的知識體係，切割成易於消化的知識模塊的？這其中蘊含的教學設計智慧，遠超齣瞭對技術內容的本身。它教會我的，不僅僅是“如何做”，更是“為什麼這樣做纔是最閤理、最高效的設計選擇”。這種深層次的思考訓練，對於提升一個工程師的綜閤素養至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對前沿技術的融閤方麵做得非常齣色，它沒有停留在對過往經典知識的復述上，而是敏銳地捕捉到瞭當前電子係統設計領域的熱點和發展趨勢。例如，在討論嵌入式係統的軟件架構時，書中不僅覆蓋瞭傳統的裸機編程和實時操作係統（RTOS），還專門開闢瞭章節來探討基於容器化和微服務的輕量級係統部署思路，這對於正準備踏入物聯網或邊緣計算領域的讀者來說，提供瞭寶貴的超前視角。同時，它對EDA工具的使用方法也進行瞭深入淺齣的講解，這在很多傳統教材中是缺失的。我感覺作者們似乎與時俱進地進行瞭多次內容更新，確保瞭書中的設計範式和推薦的硬件平颱都是當前行業內的主流選擇，而不是過時的技術堆砌。這種對“時間敏感性”的重視，使得這本書的參考價值在快速迭代的電子行業中得以長期保持，真正做到瞭“常讀常新”。