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零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计
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零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计

作者：李正军
出版社：清华大学出版社出版时间：2024-04-01
开本： 其他 页数： 408
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零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计 版权信息

零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计 本书特色

本书语言生动活泼、平实易懂，书中没有生涩的理论，也没有复杂的计算。本书图文并茂，力求用插图帮助读者生动形象地理解知识。本书在全面介绍电子元器件、电路结构、工艺技巧的同时，按照科学的学习方法设置章节，使电子电路设计简明易懂。书中系统讲述了常用的电子电路、微控制器和FPGA仿真与开发工具，并给出了详细的软硬件应用实例，具体内容包括：
? 电子设计与制作；
? 基本电子元器件；
? 电子系统中的通信技术；
? 集成运算放大器的应用与仿真；
? 集成运放放大器电路设计实例；
? 传感器与驱动器电路设计；
? 电源电路设计；
? 印制电路板设计——Altium Designer；
? 模拟电路仿真——Multisim；
? 数字电路仿真——Proteus；
? 电子系统设计——51单片机
? 电子系统设计——Arm微处理器；
? 电子系统设计——FPGA可编程逻辑器件。

零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计 内容简介

本书详细讲述了模拟电路、数字电路、通信技术、传感器、电源、微控制器、FPGA 的基础知识和设计实 例,把初学电子电路设计所需要掌握的内容展现得淋漓尽致。书中不仅讲述了多种电子线路、微控制器和 FPGA仿真与开发工具,并给出了详细的软硬件应用实例; 还讲述了国产Wi-Fi MCU 芯片及其应用和 STC单片机。全书共分为15章,主要内容包括: 绪论、电子设计与制作、基本电子元器件、电子系统中的通 信技术、电路设计与仿真———Altium Designer、电子电路仿真———Multisim、集成运算放大器的应用与 Multisim 仿真、集成运算放大器电路设计实例、传感器与驱动器电路设计、电源电路设计、数字电路、电路 设计与数字仿真———Proteus及其应用、电子系统综合设计———51 单片机及其应用、电子系统综合设 计———Arm 微处理器及其应用、电子系统综合设计———FPGA可编程逻辑器件及其应用。全书内容丰富, 体系优选,结构合理,理论与实践相结合,尤其注重工程技术的应用。 本书可作为高等院校自动化、机器人、自动检测、机电一体化、人工智能、电子与电气工程、计算机应 用、信息工程、物联网等相关专业的本科、专科学生及研究生的电子竞赛、科技创新的参考书,也可作为电 子系统和嵌入式系统开发工程技术人员的参考用书。

零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计 目录

第1章绪论 1.1电子系统 1.2电子系统设计的基本内容与方法 1.3电子系统的设计步骤 1.4嵌入式系统 1.4.1嵌入式系统概述 1.4.2嵌入式系统和通用计算机系统比较 1.4.3嵌入式系统的特点 1.5嵌入式系统的组成 1.6嵌入式系统的软件 1.6.1无操作系统的嵌入式软件 1.6.2带操作系统的嵌入式软件 1.6.3嵌入式操作系统的分类 1.6.4嵌入式实时操作系统的功能 1.6.5典型嵌入式操作系统 1.7嵌入式系统的应用领域 1.8嵌入式微处理器分类 1.8.1嵌入式微处理器 1.8.2嵌入式微控制器 1.8.3嵌入式DSP 1.8.4嵌入式SoC 第2章电子设计与制作 2.1电子制作概述 2.1.1电子制作基本概念 2.1.2电子制作基本流程 2.2电子制作常用工具 2.2.1板件加工工具 2.2.2焊接工具 2.2.3验电笔 2.2.4万用表 2.2.5示波器 2.2.6信号源 2.2.7逻辑分析仪 2.2.8晶体管特性图示仪 2.2.9其他工具与材料 2.3电子制作装配技术 2.3.1电子元器件的安装 2.3.2电子制作的装配技术 2.4电子制作调试与故障排查 2.4.1电子制作测量 2.4.2电子制作调试 2.4.3调试过程中的常见故障 2.4.4调试过程中的故障排查法 第3章基本电子元器件 3.1电阻器的简单识别与型号命名法 3.1.1电阻器的分类 3.1.2电阻器的型号命名 3.1.3电阻器的主要性能指标 3.1.4电阻器的简单测试 3.1.5选用电阻器常识 3.1.6电阻器和电位器选用原则 3.2电容器的简单识别与型号命名法 3.2.1电容器的分类 3.2.2电容器型号命名法 3.2.3电容器的主要性能指标 3.2.4电容器质量优劣的简单测试 3.2.5选用电容器常识 3.3电感器的简单识别与型号命名法 3.3.1电感器的分类 3.3.2电感器的主要性能指标 3.3.3电感器的简单测试 3.3.4选用电感器常识 3.4半导体器件的简单识别与型号命名法 3.4.1半导体器件型号命名法 3.4.2二极管的识别与简单测试 3.4.3三极管的识别与简单测试 3.5半导体集成电路型号命名法 3.5.1集成电路的型号命名法 3.5.2集成电路的分类 3.5.3集成电路的生产商和封装形式 第4章电子系统中的通信技术 4.1串行通信基础 4.1.1串行异步通信数据格式 4.1.2连接握手 4.1.3确认 4.1.4中断 4.1.5轮询 4.1.6差错检验 4.2RS232C串行通信接口 4.2.1RS232C端子 4.2.2通信接口的连接 4.2.3RS232C电平转换器 4.3RS485串行通信接口 4.3.1RS485接口标准 4.3.2RS485收发器 4.3.3应用电路 4.3.4RS485网络互联 4.4蓝牙通信技术 4.4.1蓝牙通信技术概述 4.4.2无线多协议SoC 4.4.3nRF5340的主要规格参数 4.4.4nRF5340的开发工具 4.4.5低功耗蓝牙芯片nRF51822及其应用电路 4.5ZigBee无线传感器网络 4.5.1ZigBee无线传感器网络通信标准 4.5.2ZigBee开发技术 4.6W601 WiFi MCU芯片及其应用实例 4.6.1W601/W800/W801/W861概述 4.6.2ALIENTEK W601开发板 4.6.3W601 LED灯硬件设计 4.6.4W601 LED灯软件设计 第5章电路设计与仿真——Altium Designer 5.1Altium Designer简介 5.1.1Altium Designer 23的主要特点 5.1.2PCB 总体设计流程 5.2电路原理图简介 5.2.1Altium Designer 23的启动 5.2.2Altium Designer 23的主窗口 5.2.3Altium Designer 23的开发环境 5.2.4原理图设计的一般流程 第6章电子电路仿真——Multisim 6.1Multisim 软件简介 6.2Multisim 软件版本简介 6.3Multisim 基本功能和主要特点 6.3.1Multisim基本功能 6.3.2Multisim 主要特点 6.4Multisim的安装 6.5Multisim的基本界面 6.5.1菜单栏 6.5.2标准工具栏 6.5.3视图工具栏 6.5.4主工具栏 6.5.5仿真工具栏 6.5.6元件工具栏 6.5.7仪器工具栏 6.5.8设计工具箱 6.5.9电路工作区 6.5.10电子表格视窗 6.5.11状态栏 6.5.12其他 第7章集成运算放大器的应用与Multisim仿真 7.1运算放大器的模型 7.1.1理想运算放大器模型 7.1.2实际运算放大器模型 7.2集成运算放大器 7.2.1集成运算放大器的主要技术参数 7.2.2使用集成运算放大器需要注意的几个问题 7.3集成运算放大器的线性应用电路设计基础 7.3.1反相放大电路 7.3.2同相放大电路 7.3.3电压跟随器 7.3.4求差电路 7.3.5积分运算电路 7.3.6微分运算电路 7.4实验电路的设计与测试 7.4.1反相放大电路的设计与实现 7.4.2反相加法电路的设计与实现 7.4.3同相放大电路的设计与实现 7.4.4求差电路的设计与实现 7.4.5积分运算电路的设计与实现 7.4.6微分运算电路的设计与实现 7.5集成电压比较器 7.5.1双电压比较器LM393 7.5.2四电压比较器LM339 7.6实验电路的设计与测试 7.6.1RC桥式正弦波振荡电路的设计与测试 7.6.2迟滞电压比较器的设计与测试 7.6.3窗口电压比较器的设计与测试 第8章集成运算放大器电路设计实例 8.1常见的运算放大器电路 8.1.1运算放大器基本原理 8.1.2运算放大器计算 8.1.3常见的放大电路 8.2特殊放大器电路设计 8.2.1功率放大器电路 8.2.2仪用放大器电路 8.2.3可控放大器电路 8.2.4自动增益控制电路 第9章传感器与驱动器电路设计 9.1传感器 9.1.1传感器的定义和分类及构成 9.1.2传感器的基本性能 9.1.3传感器的应用领域 9.2常见的模拟传感器电路 9.2.1温度传感器 9.2.2流量传感器 9.2.3热释电红外传感器 9.2.4位移传感器 9.2.5PM2.5传感器 9.2.6红外传感器 9.2.7气体传感器 9.2.8压力传感器 9.3常见的数字传感器电路 9.3.1数字式气流传感器 9.3.2数字摄像头电路 9.3.3数字电感传感器LDC1314 9.3.4数字电容传感器FDC2214 9.3.5数字温湿度传感器 9.3.6数字加速度与陀螺仪传感器 9.3.7加速度传感器 9.4常见的功率驱动电路 9.4.1电机驱动基本原理 9.4.2常见的电机驱动电路 第10章电源电路设计 10.1并联稳压电路 10.1.1稳压二极管工作原理 10.1.2稳压二极管组成的并联稳压工作电路 10.2串联稳压电路 10.2.1串联稳压原理 10.2.2三端稳压器简介 10.2.3三端稳压器电路设计 10.3整流电路 10.3.1半波整流原理 10.3.2全波整流原理 10.3.3桥式整流原理 10.3.4桥式整流电路设计 10.4开关电源原理 10.4.1开关电源与线性电源比较 10.4.2常见的开关电源拓扑结构 10.5降压开关电源电路设计 10.5.1单片开关电源芯片LM2596 10.5.2LM2596降压电路设计 10.6升压开关电源电路设计 10.6.1单片开关电源芯片LM2577 10.6.2LM2577升压电路设计 10.7负压开关电源电路设计 10.7.1单片开关电源芯片 TPS5430 10.7.2TPS5430反压电路设计 第11章数字电路 11.1基本逻辑门电路 11.1.1与门 11.1.2或门 11.1.3非门 11.1.474HC/LS/HCT/F系列芯片的区别 11.1.5布尔代数运算法则 11.2数字电路设计步骤及方法 11.2.1数字电路的设计步骤 11.2.2数字电路的设计方法 第12章电路设计与数字仿真——Proteus及其应用 12.1EDA技术概述 12.2Proteus EDA软件的功能模块 12.3Proteus 8体系结构及特点 12.3.1Proteus VSM的主要功能 12.3.2Proteus PCB 12.3.3嵌入式微处理器交互式仿真 12.4Proteus 8的启动和退出 12.5Proteus 8窗口操作 12.5.1主菜单栏 12.5.2主工具栏 12.5.3主页 12.6Schematic Capture 窗口 12.7Schematic Capture 电路设计 12.8STM32F103驱动LED灯仿真实例 12.8.1实例描述 12.8.2硬件绘制 12.8.3STM32CubeMX配置工程 12.8.4编写用户代码 12.8.5仿真结果 12.8.6代码分析 12.9AT89C51单片机实现DS18B20温度测量仿真实例 12.9.1新建项目 12.9.2添加程序文件 第13章电子系统综合设计——51单片机及其应用 13.1MCS51系列及其兼容单片机 13.251单片机开发板的选择 13.351单片机的GPIO输出应用实例 13.3.151单片机的GPIO输出应用硬件设计 13.3.251单片机的GPIO输出应用软件设计 第14章电子系统综合设计——Arm微处理器及其应用 14.1Arm嵌入式微处理器简介 14.1.1Arm处理器的特点 14.1.2Arm体系结构的版本和系列 14.1.3Arm的RISC结构特性 14.1.4Arm CortexM处理器 14.2STM32微控制器概述 14.2.1STM32微控制器产品介绍 14.2.2STM32系统性能分析 14.2.3STM32F103VET6的引脚 14.2.4STM32F103VET6 *小系统设计 14.3STM32开发工具——Keil MDK 14.4STM32F103开发板的选择 14.5STM32仿真器的选择 14.6STM32的GPIO输出应用实例 14.6.1STM32的GPIO输出应用硬件设计 14.6.2STM32的GPIO输出应用软件设计 14.7STM32的GPIO输入应用实例 14.7.1STM32的GPIO输入应用硬件设计 14.7.2STM32的GPIO输入应用软件设计 第15章电子系统综合设计——FPGA可编程逻辑器件及其应用 15.1可编程逻辑器件概述 15.1.1PLD的发展历史 15.1.2PAL/GAL 15.1.3CPLD 15.1.4FPGA 15.1.5CPLD与FPGA的区别 15.1.6SOPC 15.1.7IP核 15.1.8FPGA框架结构 15.2FPGA的内部结构 15.2.1可编程输入/输出单元 15.2.2基本可编程逻辑单元 15.2.3嵌入式块RAM 15.2.4丰富的布线资源 15.2.5底层嵌入功能单元 15.2.6内嵌专用硬核 15.3Intel公司的FPGA 15.3.1Cyclone系列 15.3.2Cyclone Ⅳ系列芯片 15.3.3配置芯片 15.4FPGA的生产厂商 15.4.1Xilinx(赛灵思) 15.4.2Altera(阿尔特拉) 15.5FPGA的应用领域 15.6FPGA开发工具 15.7基于FPGA的开发流程 15.7.1FPGA设计方法概论 15.7.2典型FPGA开发流程 15.7.3FPGA的配置 15.7.4基于FPGA的SoC设计方法 15.8Verilog 15.8.1Verilog HDL和VHDL的发展 15.8.2Verilog HDL和VHDL的比较 15.8.3Verilog HDL基础 15.8.4Verilog概述 15.8.5Verilog基础知识 15.8.6Verilog 程序框架 15.9FPGA 开发板 15.10Quartus Ⅱ软件的安装 15.11Quartus Ⅱ软件的应用实例 15.11.1LED灯硬件设计 15.11.2LED灯程序设计 参考文献
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零基础学电子系统设计——从元器件、工具仪表、电路仿真到综合系统设计 作者简介

李正军:山东大学教授，硕士研究生导师，知名的嵌入式系统、自动控制、现场总线与工业以太网专家。1984年毕业于山东大学数学系，同年留山东大学数学系任教。先后担任“211工程”重点建设项目“现场总线技术实验室”负责人、控制科学与工程学院“微机原理”课程负责人，曾获山东大学优秀教师荣誉称号。兼任中国电气工业协会设备网现场总线分会理事、全国电器设备网络通信接口标准化委员会委员、中国机械行业标准《低压电气通信规约》审稿人。发表科研与教学论文50余篇，出版著作16部，获机械工业出版社百佳作者和金牌作者荣誉称号。先后承担省部级与企业科研课题30余项，主要研究方向包括嵌入式系统、RISC-V开源技术、计算机控制、现场总线与工业以太网应用技术、高端医疗器械、电力网络监测仪表等。

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