電子係統設計與實踐 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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黨宏社 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
• 實踐
• 電路設計
• 嵌入式係統
• 單片機
• 數字電路
• 模擬電路
• 電子工程
• DIY
• 項目製作

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121297359

版次：1

商品編碼：11974765

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-08-01

用紙：輕型紙

頁數：172

字數：275000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為職教師資本科電子信息工程等專業、應用型大學電類各專業電子係統設計、課程設計等課程的教材，也可供有關技術人員參考。
　　教育部財政部職業院校教師素質提高計劃職教師資培養資源開發項目。

內容簡介

　　以培養學生綜閤利用所學知識，提高分析和解決問題能力為目標，從瞭解設計方法、學會工具使用，解決具體問題三個層次組織內容；按照理論講授內容少而精，以問題導嚮、項目實施的方式，由淺入深、由小到大，逐次展介紹內容；項目實施按照理論分析，資料檢索，方案論證，設計與製作，調試總結，拓展等環節進行，符閤係統設計的一般規律。在培養學生分析和解決問題能力的同時，還注意通過設計總結和設計拓展等部分，著力培養學生的創新能力；設計內容涉及模擬電子係統、數字電子係統和微控製器（單片機）係統，覆蓋電子係統設計的全部專業範圍，以便滿足不同讀者的需要。

作者簡介

　　黨宏社，陝西科技大學教授，陝西省自動化學會常務理事，陝西省電子學會常務理事。主持和參與***項目4項、省部級項目5項、廳局級項目6項，，橫嚮閤作項目40多項，承擔***教學研究與建設項目3項，省部級教改項目3項。獲陝西省教學名師奬、陝西省優秀教材二等奬；獲省部級科研奬4項，廳局級奬5項。

目錄

第1章 電子係統設計概述 （1）
1．1 電子係統概述 （1）
1．1．1 有關概念 （1）
1．1．2 電子係統的組成 （2）
1．2 目的與要求 （2）
1．2．1 目的 （2）
1．2．2 要求 （3）
1．3 設計方法與步驟 （3）
1．3．1 設計方法 （4）
1．3．2 設計步驟 （5）
1．4 文獻檢索與報告撰寫 （7）
1．4．1 文獻檢索簡介 （7）
1．4．2 設計報告撰寫 （9）
第2章 常用工具軟件介紹 （12）
2．1 Multisim軟件 （12）
2．1．1 簡介 （12）
2．1．2 使用方法 （13）
2．1．3 基於Multisim的電路仿真 （16）
2．2 Proteus軟件 （22）
2．2．1 簡介 （22）
2．2．2 使用方法 （23）
2．2．3 基於Proteus的電路仿真 （26）
2．3 Keil C51軟件 （33）
2．3．1 簡介 （33）
2．3．2 keil C51使用方法 （34）
2．3．3 基於Keil C51的單片機編程 （36）
第3章 模擬電子係統設計 （42）
3．1 模擬電子係統設計概述 （42）
3．1．1 模擬電子係統的組成 （42）
3．1．2 模擬電子係統的設計 （43）
3．2 雙極型單管放大電路設計 （44）
3．2．1 設計要求 （44）
3．2．2 設計要點 （44）
3．2．3 方案論證 （44）
3．2．4 方案設計 （48）
3．2．5 安裝調試 （52）
3．2．6 設計拓展 （54）
3．3 音頻功率放大電路設計 （55）
3．3．1 設計要求 （55）
3．3．2 設計要點 （55）
3．3．3 方案論證 （55）
3．3．4 方案設計 （57）
3．3．5 安裝調試 （64）
3．3．6 設計拓展 （66）
3．4 小功率綫性直流穩壓電源設計 （66）
3．4．1 設計要求 （66）
3．4．2 設計要點 （66）
3．4．3 方案論證 （67）
3．4．4 方案設計 （69）
3．4．5 安裝調試 （71）
3．4．6 設計拓展 （72）
第4章 數字電子係統設計 （73）
4．1 數字電子係統設計概述 （73）
4．1．1 數字電子係統的組成 （73）
4．1．2 數字電子係統的設計 （74）
4．2 交通信號燈控製器設計 （75）
4．2．1 設計要求 （75）
4．2．2 設計要點 （75）
4．2．3 方案論證 （75）
4．2．4 方案設計 （78）
4．2．5 安裝調試 （91）
4．2．6 設計拓展 （93）
4．3 競賽搶答器設計 （93）
4．3．1 設計要求 （93）
4．3．2 設計要點 （94）
4．3．3 方案論證 （94）
4．3．4 方案設計 （95）
4．3．5 安裝調試 （102）
4．3．6 設計拓展 （104）
4．4 數字溫度計設計 （104）
4．4．1 設計要求 （104）
4．4．2 設計要點 （104）
4．4．3 方案論證 （105）
4．4．4 方案設計 （106）
4．4．5 安裝調試 （109）
4．4．6 設計拓展 （111）
第5章 微控製器係統設計 （112）
5．1 微控製器係統設計概述 （112）
5．1．1 微控製器係統的組成 （112）
5．1．2 微控製器係統的設計 （113）
5．2 鍵控流水燈設計 （114）
5．2．1 設計要求 （114）
5．2．2 設計要點 （114）
5．2．3 方案論證 （114）
5．2．4 方案設計 （117）
5．2．5 安裝調試 （132）
5．2．6 設計拓展 （133）
5．3 溫度測控係統設計 （133）
5．3．1 設計要求 （133）
5．3．2 設計要點 （133）
5．3．3 方案論證 （134）
5．3．4 方案設計 （135）
5．3．5 安裝調試 （142）
5．3．6 設計拓展 （143）
5．4 通信係統設計 （143）
5．4．1 設計要求 （143）
5．4．2 設計要點 （144）
5．4．3 方案論證 （144）
5．4．4 方案設計 （146）
5．4．5 安裝調試 （158）
5．4．6 設計拓展 （159）
參考文獻 （160）

前言/序言

　　《國傢中長期教育改革和發展規劃綱要（2010－2020年）》頒布實施以來，我國職業教育進入到加快構建現代職業教育體係、全麵提高技能型人纔培養質量的新階段。加快發展現代職業教育，實現職業教育改革發展新跨越，對職業學校“雙師型”教師隊伍建設提齣瞭更高的要求。為此，教育部明確提齣，要以推動教師專業化為引領，以加強“雙師型”教師隊伍建設為重點，以創新製度和機製為動力，以完善培養培訓體係為保障，以實施素質提高計劃為抓手，統籌規劃，突齣重點，改革創新，狠抓落實，切實提升職業院校教師隊伍整體素質和建設水平，加快建成一支師德高尚、素質優良、技藝精本教材是作者承擔的教育部、財政部《職教師資本科專業培養標準、培養方案、核心課程和特色教材開發》（電子信息工程專業，VTNE021）的成果之一，該項目以培養“專業性、師範性、職業性”三性融閤、能適應職教師資需求的復閤人纔為目標，在廣泛調研論證的基礎上，製定瞭相應的教師標準、教師培養標準、教師評價方案以及核心教材和數字化資源等，在項目研究過程中，得到瞭教育部職教師資培養資源開發項目專傢指導委員會各位專傢的精心指導和項目管理辦公室的大力幫助，作者代錶項目組錶示感謝。
　　在多年的教學實踐中，作者深切地體會到必須適應社會對高等教育的要求，改變現有的某些培養方式，提高學生應用知識的能力，使學生能夠把所學的各門課程的知識，按照一定的條理串聯起來，從係統或整體的角度去解決具體問題，真正提高其實踐能力，為社會做齣貢獻。在承擔教育部職教師資本科專業項目研究期間，我們對職教培養體係有瞭比較深刻的認識，問題導嚮、項目式，以及工作過程導嚮等職教體係的成熟經驗，對於提高學生的實踐能力是卓有成效的，而普通高校的學科體係，在夯實學生的理論基礎、教會學生方法方麵具有優勢，考慮到“電子係統設計與實踐”課程的特點，我們確定瞭兼顧學科性和職業性的編寫思路，期望這本書既能滿足職教教師懂專業、有能力（實踐操作能力）的要求，又能滿足應用型大學培養學生實踐能力的需求。
　　按照兼顧學科性與職業性的編寫目標，確定瞭“方法介紹、工具使用和設計實踐” 的組成結構，目的是使學生既瞭解電子係統設計的方法與規範，又能通過不同類型項目的實際練習，提高綜閤利用所學知識、分析和解決具體問題的能力。在內容呈現方式上，堅持理論夠用、項目式實施的原則，由淺入深、由小到大，逐次展開，各個項目既具有獨立的功能，組閤起來又可以完成一個更大的功能；項目實施按照“明確設計要點、查找資料、方案論證、單元設計、安裝調試、總結、設計拓展”等進行，以問題為導嚮，以掌握應用技術為目標，培養學生利用所學知識解決問題的能力，同時還能總結、擴展，以培養其創新意識。
　　本書的讀者對象是學過“電子技術”、“單片機（微控製器）”等課程的電類各專業的學生或研究生，期望學生通過各個項目的練習與實踐，既能掌握設計方法，又能提高利用所學知識解決具體問題的能力，如果還能舉一反三，拓展應用範圍，就更讓作者欣慰瞭。
　　本書中的部分電路圖是由仿真軟件繪製而成的，圖中部分電氣圖形符號及元器件符號與正文不一緻，為保持仿真軟件的風格，本書未將電路圖中的元器件符號進行規範。為瞭方便與圖對照，正文中某些章節的符號也采用瞭圖中的錶示方法，而未完全按照標準規範，如VCC等。
　　本書由黨宏社確定編寫架構和編寫體例，並編寫瞭第1章、第3章、第4章，以及第5章的第一節，由張震強編寫第2章及第3章和第4章的其餘部分，由李秦君編寫第5章的其餘部分，全書由黨宏社統稿。
　　在本書的編寫過程中，得到瞭電子工業齣版社趙玉山老師的大力支持和鼓勵，作者錶示誠摯的感謝；項目組的多位同事參與瞭教材結構與呈現形式的討論，也給予瞭不同形式的幫助和支持，作者一並錶示衷心的感謝。

探索數字世界的脈絡：一本關於嵌入式係統深度剖析的引導 在信息技術日新月異的今天，我們周圍的每一個智能設備，從掌中的智能手機到掌控城市運行的工業自動化係統，無不依賴於精妙絕倫的電子係統設計。它們是現代科技的基石，是連接物理世界與數字世界的橋梁。然而，這些看似無形的“大腦”和“神經係統”，其背後的設計過程卻充滿瞭嚴謹的理論、精巧的工程實踐以及不斷迭代的創新。 本書並非對泛泛的“電子係統設計”進行粗略概覽，而是將目光聚焦於一個至關重要且日益普及的領域：嵌入式係統。它深入探討瞭嵌入式係統如何從概念走嚮現實，如何通過軟硬件的深度融閤，實現特定的功能，並最終嵌入到各種産品和設備中，賦予它們“智慧”和“生命”。 為何專注於嵌入式係統？ 嵌入式係統之所以成為現代電子設計中的焦點，在於其獨特的價值和廣泛的應用。它們不同於通用計算機，而是為特定任務而生，因此能夠實現更高的性能、更低的功耗、更小的體積和更低的成本。這種定製化的設計理念，使得嵌入式係統滲透到我們生活的方方麵麵： 消費電子： 智能電視、智能手錶、傢用電器（如智能冰箱、洗衣機）、車載娛樂係統，無一不閃耀著嵌入式係統的光芒。它們讓我們的生活更加便捷、舒適和互聯。 工業自動化： 生産綫上的機器人、過程控製係統、傳感器網絡、樓宇自動化，都依賴於穩定可靠的嵌入式係統來執行復雜的任務，提高生産效率和安全性。 醫療設備： 監護儀、診斷設備、可穿戴健康追蹤器、手術機器人，對嵌入式係統的精度、可靠性和實時性有著極高的要求，直接關係到病人的生命健康。 通信與網絡： 路由器、交換機、基站、物聯網（IoT）設備，構成瞭現代通信基礎設施的骨乾，其核心處理單元便是嵌入式係統。 汽車電子： 發動機控製單元（ECU）、安全氣囊係統、刹車防抱死係統（ABS）、自動駕駛輔助係統（ADAS），嵌入式係統是現代汽車實現智能化和安全化的關鍵。 本書旨在為讀者構建一個關於嵌入式係統設計的係統性認知框架，從基礎理論到具體實踐，再到前沿發展，力求做到知其然，更知其所以然。 本書的核心內容概覽： 1. 嵌入式係統設計基石：微控製器（MCU）與微處理器（MPU）的深度解析 架構與指令集： 我們將從最核心的處理器架構入手，探討ARM、RISC-V等主流指令集的工作原理。理解指令集是理解處理器如何執行命令的基礎。 內存係統： 深入剖析嵌入式係統中常見的內存類型，如SRAM、DRAM、Flash等，以及它們在數據存儲、程序執行中的作用。瞭解內存管理策略，對於優化係統性能至關重要。 外設接口： 講解各種通用和專用外設接口，包括GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM等。掌握這些接口的配置和使用，是實現嵌入式係統與外部世界交互的關鍵。 中斷係統： 實時性是嵌入式係統的一大特點，中斷係統是實現實時性的核心機製。本書將詳細闡述中斷的産生、處理流程以及優先級管理。 功耗管理： 在資源受限的嵌入式設備中，功耗優化是設計的重要考量。我們將探討各種低功耗模式和節能技術。 2. 硬件設計與電路實現：從原理圖到PCB的轉化 元器件選型： 講解如何根據項目需求，選擇閤適的處理器、存儲器、傳感器、執行器以及其他被動元件。深入理解元器件的規格和特性。 電路設計原則： 探討數字電路和模擬電路設計的基礎，包括信號完整性、電源完整性、EMC/EMI防護等關鍵問題。 原理圖繪製： 介紹使用EDA（Electronic Design Automation）工具繪製原理圖的規範和技巧。 PCB布局與布綫： 詳細講解PCB（Printed Circuit Board）的設計流程，包括元器件布局、走綫策略、疊層設計等，強調如何優化信號傳輸和降低乾擾。 焊接與調試： 介紹常用的焊接技術，以及硬件調試中遇到的常見問題和解決方法。 3. 軟件開發與係統集成：驅動、操作係統與應用層 嵌入式C/C++編程： 深入探討嵌入式係統常用的C/C++語言特性，以及如何在內存受限的環境下進行高效編程，包括指針、內存管理、位操作等。 驅動程序開發： 講解如何為各種硬件外設編寫驅動程序，使軟件能夠控製和訪問硬件。理解底層驅動是構建上層應用的基礎。 實時操作係統（RTOS）的應用： 介紹RTOS的核心概念，如任務調度、進程間通信（IPC）、信號量、互斥鎖等。通過實際案例，展示如何利用RTOS實現多任務並發和高效的係統管理。 嵌入式Linux係統構建： 針對更為復雜的嵌入式應用，本書將引導讀者瞭解嵌入式Linux係統的構建過程，包括交叉編譯工具鏈、Bootloader、Kernel配置與裁剪、文件係統等。 應用程序設計： 講解如何在操作係統之上，設計和實現滿足特定功能的應用程序。 4. 係統調試與測試：保證産品的可靠性 調試工具與技術： 介紹示波器、邏輯分析儀、JTAG/SWD調試器等硬件調試工具，以及使用printf、斷點、單步執行等軟件調試技巧。 性能分析與優化： 學習如何測量係統性能，識彆性能瓶頸，並采取有效措施進行優化，如代碼重構、算法改進、硬件加速等。 功能測試與驗證： 設計和執行全麵的測試用例，確保係統功能符閤設計要求，並且在各種邊界條件下都能穩定運行。 可靠性與穩定性測試： 探討如何進行長時間運行測試、壓力測試、容錯測試等，以提升係統的魯棒性。 5. 現代嵌入式係統發展趨勢與前沿技術 物聯網（IoT）的設計考量： 探討低功耗通信協議（如MQTT、CoAP）、雲平颱集成、安全通信等IoT特有的設計挑戰。 嵌入式人工智能（Embedded AI）/邊緣計算： 介紹如何在資源有限的嵌入式設備上部署和運行機器學習模型，實現端側智能。 嵌入式安全： 深入討論嵌入式係統的安全風險，包括硬件安全、軟件安全、通信安全，以及相關的防護措施。 高級開發方法論： 探討敏捷開發、DevOps在嵌入式領域的應用，以及持續集成/持續部署（CI/CD）的實踐。 本書的特色與目標讀者： 本書旨在提供一種循序漸進、理論與實踐相結閤的學習體驗。我們避免使用過於晦澀的理論術語，而是通過清晰的解釋和豐富的實例，引導讀者逐步掌握嵌入式係統設計的核心知識。大量的圖示、流程圖和代碼片段，將幫助讀者更直觀地理解復雜概念。 本書的目標讀者包括： 電子工程、計算機科學及相關專業的在校學生： 為您打下堅實的嵌入式係統理論基礎，為未來的學習和職業發展做好準備。 初入嵌入式開發領域的工程師： 幫助您快速入門，掌握從硬件到軟件的全套開發技能。 有一定經驗但希望深化理解的嵌入式開發者： 提供更深入的理論探討和前沿技術介紹，幫助您拓寬視野，解決更復雜的設計難題。 對智能硬件和物聯網感興趣的愛好者： 引導您瞭解智能設備背後的“魔法”，並具備動手實踐的能力。 在閱讀本書的過程中，您將不僅僅是學習一套知識，更重要的是培養一種解決問題的思維方式：如何將抽象的需求轉化為具體的硬件電路和軟件代碼，如何在有限的資源下做齣最優的設計決策，以及如何通過嚴謹的測試來保證係統的可靠性。 這是一次深入探索數字世界脈絡的旅程，我們期待與您一同揭開嵌入式係統設計的奧秘，共同創造更多充滿智慧和活力的産品，塑造更美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對電子設備內部是如何運作的充滿好奇，但又覺得理論知識枯燥乏味。這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是枯燥的原理堆砌，而是通過生動形象的比喻和貼近生活的實例，將復雜的電子元件和電路原理講解得一清二楚。我尤其喜歡其中關於“信號傳輸”那一章，作者用“信息高速公路”來類比，讓我瞬間理解瞭信號在電路中是如何穿梭傳遞的。更不用說那些精心設計的項目案例瞭，從最基礎的LED閃爍電路，到稍微復雜一些的收音機模塊，每一個步驟都清晰明瞭，附帶的圖示也十分精美，讓我這個電子小白也能躍躍欲試。我最開始還擔心自己動手能力差，但這本書的指導非常細緻，甚至連焊接技巧都給齣瞭詳盡的建議。現在，我不僅能看懂電路圖，還能親手搭建齣一些簡單但實用的電子裝置，成就感爆棚！這本書讓我對電子世界的認識不再是模糊的概念，而是觸手可及的現實。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，尤其是在“模擬電路設計”部分，簡直是一場盛宴。作者沒有停留在錶麵的元件介紹，而是深入剖析瞭各種晶體管、運算放大器的核心工作機製，並通過大量的公式推導和仿真結果，讓我對電路的性能有瞭更深刻的理解。特彆讓我印象深刻的是關於“濾波器設計”的內容，它不僅講解瞭不同類型濾波器的原理，還給齣瞭多種設計方法和實際應用場景，比如在音頻處理和信號去噪方麵的應用，這對我目前正在進行的一個音頻項目來說，簡直是雪中送炭。書中的案例分析也做得非常紮實，每一個案例都包含瞭詳細的設計思路、元件選型依據以及性能評估，讓我學到瞭很多解決實際問題的技巧。我還在書中找到瞭關於“功率電子”的章節，這部分內容涉及到瞭高壓大電流的設計，對於我想要涉足的工業控製領域非常有幫助。總的來說，這本書的專業性非常強，內容豐富，對於有一定電子基礎的讀者來說，絕對是一本不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對自動化和智能傢居非常感興趣的讀者，這本書正好滿足瞭我對這方麵的求知欲。它將復雜的電子控製原理，巧妙地融入到瞭實際的傢庭自動化場景中。我尤其喜歡書中關於“微控製器與物聯網”的內容，作者通過實例，詳細講解瞭如何利用Arduino等開發闆，連接各種傳感器和執行器，構建智能傢居係統。他對於“無綫通信技術”，比如Wi-Fi和藍牙的講解，也讓我對如何實現設備間的互聯互通有瞭更清晰的認識。讓我驚喜的是，書中還涉及瞭“機器人控製”的基礎知識，比如步進電機的驅動和伺服電機的控製，這讓我看到瞭將電子技術應用到更廣泛領域的可能性。這本書的講解方式非常貼閤實際應用，讓我能夠快速地將學到的知識轉化為動手實踐。我現在已經能夠自己動手搭建簡單的智能插座和溫濕度監測係統瞭，感覺非常有成就感！這本書不僅讓我瞭解瞭電子係統的原理，更讓我看到瞭電子技術在改善生活方麵的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對這本書並沒有抱太高的期望，以為會是市麵上那些泛泛而談的普及讀物。但當我翻開它，就被裏麵的內容深深吸引瞭。它以一種非常“務實”的態度，著重於“如何做”和“為什麼這麼做”。比如，在“傳感器選型與應用”這一章，作者並沒有僅僅羅列各種傳感器，而是詳細分析瞭不同傳感器在不同應用場景下的優劣勢，以及如何根據具體需求進行選擇。更讓我印象深刻的是，書中有專門的一章討論“低功耗設計”，這對於我目前正在開發的便攜式電子産品來說，簡直是救星！書中給齣的各種省電技巧，從軟件優化到硬件選擇，都非常實用。而且，這本書還強調瞭“係統集成”的概念，讓我意識到電子係統設計不僅僅是單個模塊的堆砌，更需要考慮整體的協同工作。我從中學到瞭很多關於“接口協議”和“通信方式”的知識，這對我今後的係統設計非常有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格真的太有趣瞭！我之前看過的很多技術書籍都像是在讀說明書，枯燥乏味，而這本書讀起來就像是在和一位經驗豐富的工程師朋友聊天。作者在講解過程中，時不時會插入一些他自己“踩過的坑”的經驗教訓，這讓我覺得特彆真實，也讓我避免瞭很多不必要的麻煩。比如，在介紹“PCB布局與布綫”的時候，他詳細講解瞭信號完整性問題，並且用瞭一個非常生動的例子，說“信號綫就像是高速公路上的車道，如果設計不當，就會發生交通擁堵，導緻信息失真”。這種比喻讓我一下就明白瞭其中的重要性。而且，這本書的排版也非常舒服，大量的插圖和流程圖，讓我在閱讀過程中不會感到疲勞。讓我驚喜的是，書中還提到瞭“嵌入式係統開發”的入門知識，雖然不是重點，但已經足夠讓我對這個領域産生濃厚的興趣，並為我日後的進一步學習打下瞭基礎。總而言之，這本書在理論性和趣味性之間找到瞭一個完美的平衡點，讓我樂在其中。