具体描述
内容简介
《电子技术综合实习(第2版)》的对象主要是理、工科非电类各相关专业大学二年级和三年级的本科学生,因此本书的内容主要涉及对学生将所学电子技术理论应用于实践过程的培养,旨在提高其学习电子技术课程的兴趣和质量。本书在内容安排和编写中有以下几个特点:(1)注意基本技能的培养。本书以收音机为例,对电子电路的设计,电子器件的测试、安装、焊接以及电子系统调试进行了详细介绍,这对于初学者是非常重要的。(2)实习课题少而精。由于受学时、学生所学知识的限制,本书精心挑选了几个实例作为实习项目,能够满足对大学生电子技能初级培训的需要。(3)引进了先进的电子设计自动化技术的实践内容,如可编程逻辑器件。
内页插图
目录
第一章 无线电通信与超外差收音机的工作原理
1.1 无线电通信
1.1.1 无线电波的波段划分与传播
1.1.2 无线电波的发射
1.1.3 超外差收音机简介
1.2 超外差收音机的工作原理
1.2.1 输入电路
1.2.2 变频电路
1.2.3 中频放大电路
1.2.4 检波与自动增益控制电路
1.2.5 低频放大电路
1.3 CXA 1191 AM/FM超外差收音机工作原理
1.3.1 CXA 1191收音机概述
1.3.2 AM部分工作原理分析
1.3.3 FM部分工作原理分析
1.4 TDA 7021 FM双波段超外差收音机工作原理
1.4.1 TDA 7021收音机概述
1.4.2 科宏2055型收音机集成电路介绍
第二章 电子工艺实践
2.1 DT9205型数字式万用表的使用与元件测试
2.2 电子元件的识别
2.2.1 电阻、电容、电感在元件上表示参数的方法
2.2.2 电阻、电容、电感元件及其主要参数
2.3 焊接技术
2.3.1 电烙铁
2.3.2 焊接工艺
2.4 超外差收音机的安装与调试
2.4.1 超外差收音机专用元件的测判
2.4.2 科宏2045型超外差收音机安装与调试
2.4.3 产品调试
2.4.4 科宏2055型收音机安装与调试
2.4.5 收音机调试中的常见问题分析
第三章 可编程逻辑器件
3.1 可编程逻辑器件概述
3.1.1 可编程逻辑器件的特点
3.1.2 可编程逻辑器件的分类
3.1.3 可编程元件
3.2 简单的可编程逻辑器件
3.2.1 可编程阵列逻辑器件
3.2.2 可编程通用阵列逻辑器件
3.3 复杂的可编程逻辑器件
3.3.1 CPLD的基本结构
3.3.2 MAX 7000系列器件的结构
3.4 现场可编程门阵列
3.4.1 现场可编程门阵列的基本原理
3.4.2 FLEX 8000系列器件的结构
第四章 可编程逻辑器件的开发与实践
4.1 基于MAX+plusⅡ软件环境的电路设计实践索引
4.2 建立设计项目(工程)
4.2.1 启动MAX+plusⅡ软件环境(管理器窗口)
4.2.2 指定设计项目名称
4.2.3 指定项目中图形文件的后缀名(即选定设计的输入方式)
4.2.4 打开图形编辑器
4.3 开始绘制原理图文件
4.3.1 激活图形编辑区并调用库文件中所需零件的图元符号
4.3.2 调用库元件和输入/输出端口
4.3.3 为输入/输出端口命名
4.3.4 保存文件与编译
4.4 用软件进行项目的功能仿真
4.4.1 打开引脚节点对话框
4.4.2 选择欲仿真的输入、输出端口
4.4.3 编辑输入信号的波形图
4.4.4 进行仿真
……
第五章 数字系统的设计实践指导
参考文献
前言/序言
《现代电子系统设计与应用:原理、实践与创新》 内容简介 这是一本面向电子工程、通信工程、自动化等相关专业本科生、研究生以及从事电子技术研发、产品设计、系统集成等工作的工程师的专业技术书籍。本书旨在系统性地阐述现代电子系统的设计思想、核心技术、典型应用以及未来发展趋势,强调理论与实践的紧密结合,引导读者掌握电子系统从概念到实现的完整流程,培养解决复杂工程问题的能力。 本书内容涵盖了电子技术领域最前沿且最核心的知识体系,力求做到内容全面、逻辑清晰、深入浅出。全书分为“基础理论与核心技术”、“系统设计与实现方法”、“典型应用案例分析”和“前沿技术与发展趋势”四大板块,共十五章。 第一篇:基础理论与核心技术 本篇作为全书的基石,将系统地回顾和深入讲解支撑现代电子系统设计的关键理论知识和核心技术。 第一章:现代电子系统概述与设计思维 本章首先对现代电子系统的定义、构成要素、发展历程及其在社会经济发展中的重要作用进行宏观介绍。 在此基础上,深入探讨电子系统设计的核心理念,包括系统化思维、模块化设计、接口标准化、可靠性与稳定性原则、性能指标权衡等。 强调从用户需求出发,通过需求分析、功能分解、技术选型等环节,构建完整的设计框架。 介绍电子系统设计过程中常见的挑战与应对策略,为后续章节的学习奠定思想基础。 第二章:模拟电路基础与信号处理 本章对模拟电路设计中至关重要的基础元器件(如晶体管、运算放大器、二极管等)的工作原理、特性曲线及其在电路中的作用进行详细分析。 重点讲解放大电路、滤波电路、振荡电路、电源电路等基本模拟电路模块的设计方法和性能指标评估。 深入讨论信号在模拟电路中的传输、衰减、失真等问题,并介绍相应的补偿和优化技术。 引入模拟信号处理的基本概念,包括傅里叶变换、拉普拉斯变换在电路分析中的应用,以及模拟滤波器(低通、高通、带通、带阻)的设计与选择。 第三章:数字电路逻辑设计与微处理器接口 本章系统梳理数字逻辑的基础,包括布尔代数、逻辑门、组合逻辑电路(加法器、译码器、多路选择器等)和时序逻辑电路(触发器、寄存器、计数器等)的设计与分析。 深入讲解可编程逻辑器件(PLD、FPGA)的基本原理、结构特点及其在现代电子系统中的应用。 详细介绍微处理器(CPU)的工作原理、指令集架构、存储器映射、中断机制等。 重点阐述微处理器与外围电路(如存储器、I/O端口、定时器/计数器、通信接口等)的接口设计方法,包括总线时序、信号匹配、电平转换等关键技术。 第四章:嵌入式系统架构与开发 本章将嵌入式系统作为一个整体进行深入剖析,介绍嵌入式系统的典型架构,包括硬件平台(微控制器、微处理器、DSP、FPGA等)、软件平台(操作系统、驱动程序、应用软件)以及通信接口。 重点讲解嵌入式系统软件开发的流程,包括交叉编译、下载调试、固件烧写等。 介绍实时操作系统(RTOS)的基本概念、任务调度、进程间通信、中断处理等核心机制,以及如何选择和使用RTOS来构建高性能嵌入式应用。 探讨嵌入式系统开发中常见的内存管理、功耗管理、安全防护等关键问题。 第五章:通信原理与接口技术 本章从信息传输的角度出发,介绍通信系统的基本模型、信道特性、噪声对信号的影响。 深入讲解各种常见的通信协议和接口技术,包括串行通信(UART, SPI, I2C)、并行通信、USB、Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth等。 讨论信号的调制与解调技术(ASK, FSK, PSK, QAM等),以及数据编码与纠错技术。 介绍射频电路的基本概念和设计考虑,以及天线原理与选择。 第二篇:系统设计与实现方法 本篇将理论知识转化为实际的设计与实现过程,提供系统化的方法论指导。 第六章:系统级设计与建模 本章强调系统级设计的重要性,介绍如何从宏观层面规划电子系统的整体架构。 详细讲解系统建模的方法,包括框图模型、状态机模型、数据流模型等,以及使用高级描述语言(如SystemVerilog, VHDL)进行系统级建模和仿真。 引入硬件描述语言(HDL)在FPGA/ASIC设计中的应用,以及综合、布局布线等后端设计流程。 介绍模型验证与仿真技术,包括单元测试、集成测试、系统测试等,以及形式验证的概念。 第七章:PCB设计与布局布线 本章聚焦于印刷电路板(PCB)的设计,这是电子系统实现的关键环节。 详细讲解PCB设计流程,包括原理图绘制、元件库管理、PCB布局、布线规则(电源、信号、地线)、过孔设计、阻抗匹配等。 深入讨论高频PCB设计需要注意的问题,如串扰、 EMI/EMC(电磁干扰/电磁兼容性)的设计考虑、信号完整性分析。 介绍多层板、HDI板等复杂PCB的设计技术。 第八章:电源管理与稳定性设计 本章深入探讨电子系统中至关重要的电源设计。 介绍各种电源拓扑,如线性电源、开关电源(Buck, Boost, Buck-Boost)的工作原理、效率和设计要点。 讲解电源纹波抑制、噪声滤波、电压稳定等技术。 重点讨论电源的可靠性设计,包括过压保护、过流保护、短路保护、温度保护等。 分析不同电源方案在功耗、成本、体积、效率等方面的权衡。 第九章:信号完整性与电源完整性 随着电路工作频率的不断提高,信号完整性(SI)和电源完整性(PI)成为系统设计的核心挑战。 本章深入分析信号传输中的反射、串扰、损耗、振铃等现象,并介绍相应的时域和频域分析方法。 讲解如何通过PCB布局、传输线设计、终端匹配、去耦电容等技术来改善信号完整性。 深入探讨电源分配网络(PDN)的阻抗特性、去耦策略、电磁兼容性(EMC)设计。 介绍SI/PI仿真工具的应用。 第十章:嵌入式软件与硬件协同设计 本章强调软件与硬件的紧密配合,是实现高效嵌入式系统的关键。 介绍硬件抽象层(HAL)的设计理念和实现方法。 探讨驱动程序的设计与调试,包括各种外设(ADC, DAC, SPI, I2C, UART, Timer等)的驱动开发。 讲解中断处理机制在软硬件协同中的作用。 介绍嵌入式系统调试技术,包括逻辑分析仪、示波器、JTAG/SWD调试器等的使用。 探讨性能优化、功耗优化、实时性保障等软硬件协同设计策略。 第三篇:典型应用案例分析 本篇通过一系列具体的应用案例,将前两篇所学的理论和方法进行整合与实践。 第十一章:物联网(IoT)设备设计与开发 本章以物联网设备的设计为切入点,讲解低功耗无线通信技术(如BLE, LoRa, NB-IoT)的应用。 重点介绍传感器数据采集、处理与传输的整体方案。 分析嵌入式操作系统在IoT设备中的选型与应用。 探讨云平台接入、数据安全以及设备管理等关键问题。 展示一个具体的IoT设备(如智能家居传感器、环境监测节点)的设计流程。 第十二章:数字信号处理(DSP)系统设计 本章深入介绍数字信号处理技术在现代电子系统中的应用。 讲解FFT、滤波器设计(FIR, IIR)、自适应滤波等核心DSP算法。 介绍DSP处理器(如TI C6000系列, Analog Devices SHARC系列)的架构特点及其编程模型。 分析DSP在音频处理、图像处理、通信信号分析等领域的应用实例。 第十三章:高性能计算(HPC)与FPGA加速 本章探讨如何利用高性能计算技术和FPGA来提升特定任务的处理效率。 介绍并行计算、分布式计算的基本概念。 重点讲解FPGA在硬件加速中的应用,包括流式计算、并行处理等。 通过具体的案例(如视频编解码加速、科学计算仿真)展示FPGA的设计与实现。 第四篇:前沿技术与发展趋势 本篇将目光投向电子技术领域的未来,展望新兴技术和发展方向。 第十四章:人工智能(AI)与机器学习在电子系统中的应用 本章介绍人工智能和机器学习的基本概念,以及它们如何在嵌入式设备和电子系统中得到应用。 重点讲解边缘AI(Edge AI)的兴起,包括模型压缩、量化、推理加速等技术。 探讨AI在智能识别、语音交互、预测性维护等领域的应用。 介绍专门用于AI计算的硬件平台(如NPU, GPU)。 第十五章:未来电子技术展望与挑战 本章对未来电子技术的发展进行展望,包括新材料(如二维材料、柔性电子)、新器件(如量子点、忆阻器)、新架构(如存内计算、类脑计算)等。 讨论当前电子技术面临的挑战,如摩尔定律的瓶颈、功耗限制、数据安全与隐私等。 展望未来电子系统可能的发展方向,如万物互联的智能化、普惠性AI、可持续电子技术等。 鼓励读者保持对新技术的敏感性,积极探索和创新。 本书特色 系统性强: 从基础理论到系统设计,再到具体应用,层层递进,构建完整的知识体系。 实践导向: 强调理论与实践的结合,提供丰富的工程设计思路和方法。 前沿性高: 涵盖了当前电子技术领域的热点和前沿技术,为读者提供前瞻性视野。 案例丰富: 通过多个典型应用案例,帮助读者理解和掌握抽象的理论知识。 面向广泛: 既适合高校教学,也为工程师提供了实用的参考工具。 本书的出版,旨在为广大电子技术从业者和学习者提供一本兼具深度、广度和实践性的参考书,帮助读者在快速发展的电子技术领域不断提升自身能力,创造更大的价值。