正版新书]现代电子系统设计与实践李正军 著9787111788881

前言
第1章 绪论1
1.1 电子系统设计概念1
1.2 电子系统的分类与组成2
1.3 电子系统设计方法6
1.3.1 自底向上设计方法6
1.3.2 自顶向下设计方法7
1.3.3 数模混合电子系统和模拟电子系统的设计方法9
1.3.4 电子系统设计自动化10
1.4 EDA设计流程10
1.4.1 EDA设计输入10
1.4.2 EDA设计综合11
1.4.3 EDA设计仿真12
1.5 电子系统开发流程12
1.6 电子系统设计应考虑的主要因素14
1.7 嵌入式系统16
1.7.1 嵌入式系统的定义16
1.7.2 嵌入式系统与通用计算机系统的比较17
1.7.3 嵌入式系统的特点17
1.8 嵌入式系统的组成19
1.9 嵌入式系统的软件19
1.9.1 无操作系统的嵌入式软件20
1.9.2 带操作系统的嵌入式软件20
1.9.3 典型的嵌入式操作系统20
1.10 嵌入式系统的应用领域23
习题24
第2章 电子制作与常用工具25
2.1 电子制作概述25
2.1.1 电子制作基本概念25
2.1.2 电子制作基本流程25
2.2 电子制作常用工具28
2.2.1 板件加工工具28
2.2.2 焊接工具30
2.2.3 验电笔33
2.2.4 万用表33
2.2.5 示波器35
2.2.6 信号源35
2.2.7 逻辑分析仪36
2.2.8 晶体管特性图示仪39
2.2.9 其他工具与材料40
2.3 电子制作装配技术41
2.3.1 电子元器件的安装41
2.3.2 机械装配、整机连线和束线44
2.4 电子制作调试与故障排查46
2.4.1 电子制作测量46
2.4.2 电子制作调试47
2.4.3 调试过程中的常见故障50
2.4.4 调试过程中的故障排查法51
习题52
第3章 基本电子元器件53
3.1 电阻器的简单识别与型号
命名法53
3.1.1 电阻器的分类53
3.1.2 电阻器的型号命名法55
3.1.3 电阻器的主要性能指标55
3.1.4 电阻器的简单测试57
3.1.5 选用电阻器常识58
3.1.6 电阻器和电位器选用原则58
3.2 电容器的简单识别与型号命名法59
3.2.1 电容器的分类59
3.2.2 电容器的型号命名法60
3.2.3 电容器的主要性能指标61
3.2.4 电容器质量优劣的简单测试62
3.2.5 选用电容器常识62
3.3 电感器的简单识别与型号命名法63
3.3.1 电感器的分类63
3.3.2 电感器的型号命名法64
3.3.3 电感器的主要性能指标65
3.3.4 电感器的简单测试65
3.3.5 选用电感器常识65
3.4 半导体器件的简单识别与型号命名法65
3.4.1 半导体器件的型号命名法66
3.4.2 二极管的识别与简单测试68
3.4.3 晶体管的识别与简单测试70
3.5 半导体集成电路的型号命名法72
3.5.1 集成电路的型号命名法73
3.5.2 集成电路的分类73
3.5.3 集成电路的生产商和封装形式74
习题76
第4章 串行通信与无线网络77
4.1 串行通信基础77
4.1.1 串行异步通信数据格式77
4.1.2 差错检验78
4.2 RS-232C串行通信接口78
4.2.1 RS-232C端子78
4.2.2 通信接口的连接79
4.2.3 RS-232C电平转换器80
4.3 RS-485串行通信接口81
4.3.1 RS-485接口标准81
4.3.2 RS-485收发器82
4.3.3 应用电路82
4.3.4 RS-485网络互联83
4.4 蓝牙通信技术85
4.4.1 蓝牙通信技术的发展85
4.4.2 无线多协议SoC芯片89
4.4.3 nRF5340简介89
4.4.4 nRF5340的开发工具90
4.4.5 低功耗蓝牙芯片nRF51822及其应用电路91
4.5 ZigBee无线传感器网络92
4.5.1 ZigBee无线传感器网络通信标准92
4.5.2 ZigBee开发技术94
4.6 W601 Wi-Fi MCU芯片及其应用
实例96
4.6.1 W601/W800/W801/W861概述96
4.6.2 ALIENTEK W601开发板99
4.6.3 W601 LED灯硬件设计100
习题102
第5章 电子电路仿真软件——
Multisim103
5.1 Multisim软件简介103
5.2 Multisim基本功能和主要特点104
5.3 Multisim的安装105
5.4 Multisim的基本界面107
习题118
第6章 集成运算放大器的应用与Multisim仿真119
6.1 运算放大器的模型119
6.1.1 理想运算放大器模型120
6.1.2 实际运算放大器模型120
6.2 集成运算放大器122
6.2.1 集成运算放大器的主要技术参数123
6.2.2 使用集成运算放大器需要注意的
几个问题123
6.3 集成运算放大器的线性应用电路设计基础124
6.3.1 反相放大电路124
6.3.2 同相放大电路125
6.3.3 电压跟随器126
6.3.4 求差电路126
6.3.5 积分运算电路127
6.3.6 微分运算电路128
6.4 实验电路的设计与测试128
6.4.1 反相放大电路的设计与实现128
6.4.2 反相加法电路的设计与实现131
6.4.3 同相放大电路的设计与实现132
6.4.4 求差电路的设计与实现133
6.4.5 积分运算电路的设计与实现134
6.4.6 微分运算电路的设计与实现135
6.5 集成电压比较器136
6.5.1 双电压比较器LM393137
6.5.2 四电压比较器LM339137
6.6 实验电路的设计与测试138
6.6.1 RC桥式正弦波振荡电路的设计与测试138
6.6.2 迟滞电压比较器的设计与测试140
6.6.3 窗口电压比较器的设计与测试141
习题142
第7章 传感器与电路设计143
7.1 传感器概述143
7.1.1 传感器的定义、分类及构成145
7.1.2 传感器的基本性能146
7.1.3 传感器的应用领域147
7.2 常见的模拟传感器电路148
7.2.1 温度传感器148
7.2.2 流量传感器153
7.2.3 热释电红外传感器155
7.2.4 位移传感器156
7.2.5 PM2.5传感器157
7.2.6 红外传感器157
7.2.7 气体传感器159
7.2.8 压力传感器160
7.3 常见的数字传感器电路161
7.3.1 数字式气流传感器161
7.3.2 数字摄像头电路163
7.3.3 数字电感传感器LDC1314167
7.3.4 数字电容传感器FDC2214169
7.3.5 数字温湿度传感器171
7.3.6 数字加速度与陀螺仪传感器174
7.3.7 加速度传感器175
习题177
第8章 数字电路178
8.1 基本逻辑门电路178
8.1.1 与门178
8.1.2 或门180
8.1.3 非门181
8.1.4 74HC/LS/HCT/F系列芯片的区别182
8.1.5 布尔代数运算法则183
8.2 数字电路设计步骤及方法183
8.2.1 数字电路的设计步骤183
8.2.2 数字电路的设计方法185
习题185
第9章 电路设计与数字仿真软件——
Proteus及其应用186
9.1 EDA技术概述186
9.2 Proteus 8体系结构及特点188
9.2.1 Proteus VSM的主要功能189
9.2.2 Proteus PCB191
9.2.3 嵌入式微处理器交互式仿真191
9.3 Proteus 8的启动和退出191
9.4 Proteus 8窗口操作192
9.4.1 主菜单栏192
9.4.2 主工具栏194
9.4.3 主页194
9.5 Schematic Capture 窗口200
9.6 Schematic Capture 电路设计200
9.7 STM32F103驱动LED灯仿真实例201
9.7.1 实例描述201
9.7.2 硬件绘制201
9.7.3 STM32CubeMX配置工程203
9.7.4 编写用户代码209
9.7.5 仿真结果210
9.7.6 代码分析211
习题213
第10章 FPGA可编程逻辑器件及其应用214
10.1 可编程逻辑器件概述214
10.1.1 可编程逻辑器件的发展历史214
10.1.2 不同类别的可编程逻辑器件215
10.1.3 IP核217
10.2 FPGA的内部结构217
10.3 FPGA的生产厂商219
10.3.1 Xilinx220
10.3.2 Altera220
10.4 Intel 公司的FPGA220
10.4.1 Cyclone 系列221
10.4.2 Cyclone Ⅳ系列芯片221
10.4.3 配置芯片222
10.5 FPGA的应用领域222
10.6 FPGA开发工具224
10.7 基于FPGA的开发流程224
10.7.1 FPGA设计方法概论224
10.7.2 典型FPGA开发流程225
10.7.3 FPGA的配置226
10.7.4 基于FPGA的SoC设计方法227
10.8 Verilog HDL228
10.8.1 Verilog HDL概述228
10.8.2 Verilog编程基础229
10.8.3 Verilog 程序框架233
10.9 FPGA开发板235
10.10 Quartus Ⅱ软件的安装236
10.11 Quartus Ⅱ软件的应用实例238
10.11.1 LED灯硬件设计239
10.11.2 LED灯程序设计240
习题263
参考文献264

李正军：山东大学教授，知名的嵌入式系统、现场总线与工业以太网、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，硕士研究生导师，并获山东大学优秀教师荣誉称号。中国电气工业协会设备网现场总线分会理事、中华人民共和国机械行业标准《低压电气通信规约》审稿人，全国电器设备网络通信接口标准化委员会委员。发表科研与教学论文50余篇，出版著作16部，并获机械工业出版社百佳作者和金牌作者荣誉称号。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。

本书集模拟电路、数字电路、通信技术、传感器、微控制器、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的基础知识和设计技能于一体，为初学电子电路设计的读者构建完整知识体系。通过本书的学习，读者可以全面掌握电子系统设计的核心方法和实用技术。
本书讲述了Multisim 14.0、Proteus 、Quartus Ⅱ等多种电子电路、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。
本书结合编者多年的科研和教学经验，遵循循序渐进、理论与实践并重、共性与个性兼顾的原则，将理论实践一体化的教学方式融入其中。
全书内容没有过多复杂的计算，也没有生涩的理论，只要知道欧姆定律就可以在本书的引导下掌握电子电路的设计知识。书中插图丰富，力求让读者形象地理解知识及过程。