基於案例的電子係統設計與實踐 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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於天河，薛楠 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
• 案例教學
• 實踐
• 電路設計
• 嵌入式係統
• 數字電路
• 模擬電路
• 係統工程
• 電子工程
• 教學參考書

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302457138

商品编码：29979864334

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

基本信息

書名：基於案例的電子係統設計與實踐

定價：49.00元

作者：於天河、薛楠

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787302457138

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《基於案例的電子係統設計與實踐》以案例的形式講述瞭眾多貼近生活的電子係統的相關技術，使讀者瞭解和掌握多種電子係統的組成，並具備的電子係統軟、硬件設計能力。本書包括電子電路CAD設計基礎與案例，4個模電、數電方麵的設計案例、5個以單片機為主的設計案例。本書特色：（1）突齣設計能力的培養，加強實踐性與工程性的訓練。根據實際項目開發步驟，讓讀者在完成任務的過程中學習相關知識。（2）結構新穎，各章采用項目案例式設計，從實際應用齣發，有利於激發學習興趣，開拓讀者思路。（3）案例按照以由易到難的順序編排，但相對獨立，讀者可以根據實際情況和學時進行選取。

內容提要

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本書在內容上從基礎軟件入手，注重實用性，以案例的形式給齣多個電子設計具體實現的方法。本書共分13章，包括電子電路CAD設計基礎與案例，四個模擬電子數字電子方麵的設計案例、五個以單片機為主的設計案例。目的在於培養學生電子係統的綜閤設計能力，以適應信息時代對相關專業學生知識結構與實踐能力的要求。本書的特點是結構新穎，選用的案例具有較強的實用性和層次性，內容上注重理論與實踐相結閤，著力加強實踐性與工程性的訓練。 本書除作為高等院校電子信息類專業的教材外，還可作為大學生課外電子製作、電子設計競賽和相關工程技術人員的實用參考書與培訓教材。

目錄

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目錄

章印製電路闆認知

1.1項目導讀

1.2基礎知識——印製電路闆

1.2.1印製電路闆的基本組成

1.2.2印製電路闆的基本概念

1.2.3印製電路闆的種類

1.2.4印製電路闆的工作層麵

1.3項目實訓——印製電路闆的設計與製作

1.3.1項目參考

1.3.2項目實施過程

第2章集成元件庫設計

2.1項目導讀

2.2基礎知識——元件原理圖庫、PCB元件封裝庫

2.2.1元件原理圖庫編輯器

2.2.2常用的工作麵闆及操作

2.2.3元件原理圖庫的圖紙屬性

2.2.4元件原理圖庫的視圖操作

2.2.5PCB元件封裝庫編輯器

2.2.6PCB Library工作麵闆

2.2.7PCB元件封裝庫的圖紙屬性

2.3項目實訓——集成元件庫的設計與元件製作

2.3.1項目參考

2.3.2項目實施過程

第3章電路原理圖設計

3.1項目導讀

3.2基礎知識——電路原理圖設計

3.2.1原理圖編輯器

3.2.2Libraries工作麵闆

3.2.3原理圖圖紙的設置

3.2.4原理圖優先選項

3.3項目實訓——電路原理圖設計

3.3.1項目參考

3.3.2項目實施過程

第4章印製電路闆設計

4.1項目導讀

4.2基礎知識——PCB設計

4.2.1PCB編輯器

4.2.2PCB工作麵闆

4.2.3PCB優先選項

4.2.4電路闆的規劃設置

4.2.5PCB設計規則

4.3項目實訓——PCB設計

4.3.1項目參考

4.3.2項目實施過程

第5章直流電源電路設計

5.0引言

5.1設計任務及要求

5.1.1設計任務

5.1.2要求

5.2係統整體方案設計

5.2.1設計原理

5.2.2各部分的電路設計

5.3元件參數選擇

5.4電路仿真調試及部分結果圖

5.5設計分析

第6章音頻功率放大器設計

6.0引言

6.1設計任務及要求

6.2音頻功率放大基礎

6.2.1功率放大器常見名詞

6.2.2功率放大原理及分類

6.3設計方案

6.3.1前置放大電路

6.3.2功率放大器

6.4仿真與實現

6.4.1前置放大電路的仿真

6.4.2功率放大器的設計

6.4.3仿真模擬結果

6.4.4實現方案所需元器件

6.5設計分析

第7章低通濾波器設計

7.0引言

7.1設計任務及設計要求

7.1.1設計任務

7.1.2設計要求

7.2原理分析

7.2.1濾波器的分類

7.2.2無源器件的頻域模型

7.2.3運算放大器的基本原理

7.2.4濾波器電路分析

7.3電路設計

7.3.1Multisim使用入門

7.3.2有源低通濾波器的仿真電路設計

7.4仿真結果與驗證

第8章數字顯示定時報警器設計

8.0引言

8.1設計任務及要求

8.2設計方案

8.3硬件電路設計

8.3.1方波信號源設計

8.3.2計時與顯示

8.3.3復位電路

8.3.4後三秒聲響部分

8.3.5停止電路

8.3.6總體電路

第9章超聲波測距儀設計

9.0引言

9.1設計任務及要求

9.2設計方案論證

9.3係統硬件設計

9.3.1主控製模塊

9.3.2主控芯片——STC89C52RC

9.3.3晶振電路

9.3.4復位電路

9.3.5顯示電路——LCD12864液晶顯示屏

9.3.6超聲波測試模塊

9.3.7報警電路設計

9.4軟件設計

9.5係統測試及結果

9.5.1係統硬件測試

9.5.2係統軟件測試

9.5.3測試結果

0章電子密碼鎖設計

10.0引言

10.1設計任務及要求

10.2設計方案論證

10.3係統硬件設計

10.3.1電路總體構成

10.3.2矩陣鍵盤

10.3.3控製電路

10.3.4報警電路

10.3.5密碼存儲電路

10.4係統軟件設計

10.4.1係統程序設計流程圖

10.4.2係統程序設計

10.5係統測試及結果

1章函數信號發生器設計

11.0引言

11.1設計任務及要求

11.2係統整體方案設計

11.3係統硬件設計

11.3.1硬件電路總設計

11.3.2數模轉換器DAC0832

11.3.3放大電路

11.3.4按鍵模塊

11.3.5顯示模塊

11.4軟件設計

11.4.1主程序流程圖

11.4.2主程序

11.5係統測試及結果

11.5.1係統硬件測試

11.5.2係統軟件測試

2章數控穩壓電源設計

12.0引言

12.1設計任務及要求

12.2係統整體方案設計

12.3係統硬件設計

12.3.1電源模塊設計

12.3.2數控穩壓輸齣模塊

12.4軟件設計

12.4.1主程序流程圖

12.5係統測試及結果

12.5.1係統硬件測試

12.5.2係統軟件測試

12.5.3測試結果

3章智能溫度測控係統設計

13.0引言

13.1設計任務及要求

13.2係統整體方案設計

13.3係統硬件設計

13.3.1主控製單元

13.3.2溫度傳感器DS18B20

13.3.3可控矽移相觸發電路

13.4軟件設計

13.4.1主程序流程圖

13.4.2PID控製算法

13.5係統測試及結果

13.5.1係統硬件測試

13.5.2係統軟件測試

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子係統設計精要與工業應用》 內容概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的電子係統設計與實踐指導。不同於僅側重於理論推導或特定技術方法的書籍，本書將重點放在電子係統從概念到落地的全過程，強調設計的係統性、工程性以及在實際工業環境中的應用。我們將係統地梳理電子係統設計的核心環節，包括需求分析、架構設計、硬件選型、軟件開發、集成測試、可製造性分析、成本控製以及産品生命周期管理等。通過理論講解與案例分析相結閤的方式，幫助讀者掌握解決復雜工程問題的能力，理解電子係統設計中的權衡取捨，並培養符閤工業界標準的工程素養。 核心章節解析 第一部分：電子係統設計基礎與方法論 1. 引言：電子係統設計概覽 電子係統的定義、分類與發展趨勢。 現代電子係統設計的挑戰與機遇，例如集成度提升、功耗限製、實時性要求、安全性與可靠性保障等。 本書的章節安排與學習路徑。 2. 需求分析與規格定義 理解客戶需求與市場分析的重要性。 功能性需求、非功能性需求（性能、功耗、尺寸、成本、環境適應性、安全性、可靠性等）的識彆與梳理。 係統需求規格書（SRS）的編寫原則與關鍵要素。 需求的可追溯性管理。 3. 係統架構設計 分層抽象與模塊化設計思想。 常見的係統架構模式（例如：主從式、分布式、事件驅動式、流水綫式等）。 架構設計的關鍵考量因素：可擴展性、可維護性、可測試性、性能瓶頸識彆。 架構設計工具與技術（例如：UML圖、流程圖、狀態圖等）。 硬件與軟件架構的協同設計。 4. 硬件設計流程與技術 組件選型：根據係統需求，選擇閤適的微控製器（MCU）、數字信號處理器（DSP）、現場可編程門陣列（FPGA）、專用集成電路（ASIC）、模擬器件、電源管理芯片、傳感器、執行器等。深入分析各類型器件的特點、性能參數、功耗、成本與供應商評估。 電路原理圖設計：關鍵模塊（電源、時鍾、數據通路、通信接口、控製邏輯等）的原理圖繪製。信號完整性、電源完整性、電磁兼容性（EMC）的基本概念與設計考量。 PCB布局布綫：PCB設計流程，包括元器件布局、走綫規則、阻抗匹配、差分信號處理、電源層與地層的設計、散熱考慮。PCB設計軟件介紹。 硬件接口設計：標準接口（USB, SPI, I2C, UART, Ethernet, CAN, PCIe等）與定製接口的設計與實現。 低功耗設計技術：待機模式、動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、組件低功耗模式的應用。 5. 軟件設計流程與技術 嵌入式軟件開發環境：集成開發環境（IDE）、交叉編譯工具鏈、調試器（JTAG/SWD）、仿真器。 操作係統選擇與應用：裸機開發、實時操作係統（RTOS）的選擇（FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread等）與配置，以及嵌入式Linux係統的應用。 驅動程序開發：硬件抽象層（HAL）的設計，常用外設（GPIO, ADC, DAC, Timer, SPI, I2C, UART, DMA等）的驅動開發。 應用層軟件設計：任務調度、進程/綫程管理、通信協議實現、數據處理、用戶界麵設計。 軟件架構模式：麵嚮對象、麵嚮服務、狀態機等在嵌入式軟件中的應用。 代碼優化與性能調優：算法優化、數據結構選擇、內存管理、中斷服務程序優化。 第二部分：電子係統集成、測試與驗證 6. 係統集成 硬件與軟件的集成過程。 模塊化集成與整體集成策略。 接口兼容性問題分析與解決。 集成過程中的風險管理。 7. 測試與驗證策略 單元測試：針對獨立模塊（硬件組件、軟件函數）的測試。 集成測試：驗證模塊之間接口的正確性與協同工作能力。 係統測試：在完整係統上執行，驗證係統是否滿足需求規格。 性能測試：吞吐量、響應時間、功耗、穩定性等指標的測量與評估。 可靠性測試：耐久性測試、環境適應性測試（溫度、濕度、振動、衝擊）、電應力測試。 安全性測試：網絡安全、數據安全、物理安全等方麵的測試。 自動化測試技術：測試框架、測試腳本、硬件在環（HIL）測試。 8. 調試技術與故障排除 常用調試工具（示波器、邏輯分析儀、信號發生器、協議分析儀）的使用。 軟件調試技巧：斷點、單步執行、變量監視、內存查看。 硬件調試技巧：信號測量、電源軌檢查、組件替換。 係統性故障定位方法。 第三部分：電子係統工業化與管理 9. 可製造性設計（DFM）與可測試性設計（DFT） DFM：如何設計電路闆與組件，使其易於生産，降低生産成本，提高良品率。包括元件封裝選擇、過孔與導綫設計、錶麵貼裝（SMT）與通孔插件（THT）工藝的考量。 DFT：如何設計電路闆，使其易於測試，縮短測試時間，提高測試覆蓋率。邊界掃描（JTAG）、在綫測試（ICT）等技術。 10. 成本分析與控製 元器件成本、製造成本、測試成本、開發成本的估算。 成本優化的策略：器件替代、供應商談判、設計簡化。 生命周期成本（LCC）概念。 11. 項目管理與團隊協作 敏捷開發與瀑布模型在電子係統項目中的應用。 版本控製（Git）與文檔管理。 跨學科團隊（硬件、軟件、測試、生産、市場）的溝通與協作。 風險評估與應對計劃。 12. 産品生命周期管理與持續改進 産品發布前的認證與閤規性要求（CE, FCC, RoHS等）。 量産與供應鏈管理。 售後支持與維護。 産品更新與迭代。 從項目中學習經驗教訓，促進未來設計。 目標讀者 本書適閤從事電子係統設計、嵌入式係統開發、硬件工程、軟件工程、産品開發的工程師，以及對電子係統整體設計流程感興趣的高年級本科生和研究生。 學習價值 通過學習本書，讀者將能夠： 係統掌握電子係統設計的全流程，從概念到成品。 深入理解硬件與軟件設計之間的交互與協同。 熟悉工業界常用的設計工具、方法與標準。 提升在實際工程項目中解決復雜問題的能力。 培養嚴謹的工程思維和成本效益意識。 為參與更大型、更復雜的電子係統項目奠定堅實基礎。 本書強調理論聯係實際，通過生動的講解和對工程細節的深入剖析，幫助讀者構建起完整的電子係統工程知識體係，成為一名更優秀的電子係統工程師。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最想從中找到的是關於如何提高電子係統可靠性和健壯性的實用技巧。我工作中經常會遇到一些因為設計上的疏忽，導緻産品在復雜或惡劣環境下工作時齣現不穩定甚至損壞的情況，這給我留下瞭深刻的教訓。所以，我希望這本書能夠深入剖析那些影響係統可靠性的關鍵因素，比如電源的穩定性、時序的準確性、電磁兼容性（EMC）的處理、元器件的選型和布局等等。我想瞭解的是，在設計過程中，有哪些值得遵循的原則和最佳實踐，能夠最大程度地減少潛在的故障點。同時，我也非常關注書中關於故障診斷和修復的內容。當係統齣現問題時，如何能夠快速、準確地定位故障根源，並給齣有效的解決方案，這對於保證産品的正常運行和用戶滿意度至關重要。如果書中能包含一些關於如何進行環境適應性設計（如防水、防塵、抗震動、耐高溫/低溫等）的指導，以及如何進行産品壽命預測和設計優化，那這本書的實用價值將非同一般。

评分☆☆☆☆☆

這本書的包裝很樸實，打開後，撲麵而來的不是什麼華麗的辭藻，而是工程師那種務實而嚴謹的氣息。我拿到這本書，主要還是想找一些關於嵌入式係統開發流程的實操經驗，畢竟理論知識聽得再多，也比不上實際操作中的點點滴滴。我特彆想瞭解的是，在真實的工業界，大傢是如何從零開始構建一個完整的電子係統的。從需求分析、硬件選型，到軟件的架構設計、代碼實現，再到最後的集成測試和調試，這一整套流程的細節，是我最渴望汲取的。特彆是關於項目管理和團隊協作方麵的內容，如何在資源有限的情況下，高效地推進項目，解決技術難題，避免返工，這都是我工作中常常遇到的挑戰。書裏能否提供一些經典的案例，能夠讓我看到不同類型電子係統（比如傳感器網絡、控製係統，或者消費電子産品）的開發思路和解決方案，那就再好不過瞭。我也很期待書中能分享一些在實際項目中可能遇到的“坑”，以及如何規避和解決這些問題的寶貴經驗，畢竟“吃一塹，長一智”的道理，在工程領域尤為重要。如果書中能包含一些不同硬件平颱（比如ARM、RISC-V等）的開發技巧，以及與操作係統（如Linux、RTOS）的配閤使用心得，那這本書的價值會大大提升。

评分☆☆☆☆☆

我最近在啃一本關於電子係統設計的書，它的標題聽起來挺吸引人的，但讀起來的感受卻有些復雜。我原本對這本書的期望是，它能像一位經驗豐富的老工程師，娓娓道來各種電子産品從概念到落地的全過程。我特彆關注的是那些能夠提升設計效率、優化係統性能的“獨門秘籍”。比如，在進行電源管理和信號完整性分析時，有沒有什麼巧妙的設計方法，能夠避免惱人的EMI問題，或者在高速信號傳輸中保證數據的可靠性？還有，在軟件開發方麵，如何纔能寫齣既高效又易於維護的代碼？書中是否會深入講解一些設計模式或者編碼規範，可以指導我們在復雜的項目中保持代碼的清晰度和可擴展性？另外，對於不同應用場景下的係統散熱和結構設計，我也希望能有更具體的指導。例如，在設計一款需要長時間穩定運行的工業級設備時，如何選擇閤適的散熱方案，以及如何在有限的空間內進行閤理的結構布局，這些都是我十分關心的問題。如果書中能提供一些關於功耗優化和電池壽命延長方麵的實用技巧，那就更加完美瞭。

评分☆☆☆☆☆

我購買這本書的主要動因，是想在這個日益碎片化的知識時代，找到一本能夠係統性梳理電子係統設計脈絡的參考書。我特彆渴望瞭解的是，在麵對一個全新的電子産品項目時，一個成熟的設計團隊會遵循怎樣的思維模式和工作流程。從最初的産品構思，到市場調研，再到核心技術的選定，再到詳細的設計方案的製定，以及最終的批量生産，這一係列環節中，有哪些是決定項目成敗的關鍵節點？書中能否提供一些關於如何進行可靠性設計和故障分析的深入探討？例如，當産品在實際使用中齣現意想不到的故障時，我們應該如何係統地進行問題定位和原因分析？我也對書中可能涉及到的關於軟件與硬件的協同設計方麵的內容抱有期待。在許多現代電子係統中，軟件扮演著越來越重要的角色，如何確保軟件與硬件的無縫集成，並且能夠充分發揮硬件的性能，是我一直想要深入學習的。如果書中能提供一些關於嵌入式Linux係統開發、驅動程序編寫以及應用程序設計的實踐經驗，那將極大地滿足我的需求。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我主要是抱著學習如何進行係統級設計的目的。我個人對電子産品的整體架構和模塊劃分非常感興趣。我想瞭解的是，當一個復雜的電子係統擺在麵前時，經驗豐富的設計師是如何將其分解成一個個可管理、可實現的模塊的？每個模塊之間應該如何進行接口定義和通信協議的設計，以確保整個係統的協同工作？此外，書中對於不同類型電子元器件的選擇和評估，是否有詳細的指導？比如，在選擇微控製器、傳感器、執行器或者通信芯片時，需要考慮哪些關鍵的技術指標，以及如何權衡成本、性能和功耗？我特彆希望看到的是，書中能夠提供一些關於如何進行係統級仿真和驗證的方法。在實際項目開發中，通過仿真可以提前發現潛在的設計缺陷，從而節省大量的時間和資源。如果書中能結閤一些實際的開發案例，詳細講解如何構建仿真環境，以及如何利用仿真結果來指導設計優化，那將非常有價值。我也想瞭解一些關於硬件描述語言（HDL）在復雜數字邏輯設計中的應用，以及如何通過FPGA等平颱來實現高性能的係統功能。