機械工業(yè)出版社本書從電子綜合類課程教學的實際情況和電子設計競賽的培訓需要出發(fā),介紹了電子系統(tǒng)設計的一般方法和步驟、電子設計基礎、模擬電路設計、數(shù)字電路設計和單片機應用系統(tǒng)設計等知識,并以歷年全國大學生電子設計競賽經(jīng)典賽題為設計實例,給出了參賽學生獲獎的系統(tǒng)設計方案及優(yōu)秀設計報告,具有很強的實用性。
本書可作為高等院校電子、通信、自動化等相關專業(yè)的電子系統(tǒng)設計課程的教材,也可作為全國大學生電子設計競賽的應用培訓教材。
本書以完成電子系統(tǒng)設計為目標,涵蓋了電子系統(tǒng)設計的概念和方法、電路設計基礎、模擬電子系統(tǒng)設計、數(shù)字電子系統(tǒng)設計、單片機應用系統(tǒng)設計等。內(nèi)容翔實、結構清晰,并結合電路仿真設計軟件提供了大量的仿真應用實例。
電子系統(tǒng)綜合設計是對電類相關課程知識的拓寬、提高和綜合應用。課程教學以夯實基礎知識、掌握基本技能、培養(yǎng)基本能力、提高基本素質(zhì)為基本理念,重點讓學生從知識綜合應用的角度掌握電子系統(tǒng)的設計方法,從而為從事電子電路的開發(fā)與應用打下良好的基礎。
本書以完成電子系統(tǒng)設計為目標,涵蓋了電子系統(tǒng)設計的概念和方法、電路設計基礎、模擬電子系統(tǒng)設計、數(shù)字電子系統(tǒng)設計、單片機應用系統(tǒng)設計等。內(nèi)容翔實、結構清晰,并結合電路仿真設計軟件提供了大量的仿真應用實例。具體特點包括:①詳細講解了模擬和數(shù)字電子系統(tǒng)中主要單元模塊電路設計,涵蓋了基本運算放大電路設計、信號發(fā)生電路設計、有源濾波器電路設計、電壓比較器電路設計、脈沖信號產(chǎn)生電路設計、分頻電路設計等,且配有TINA電路仿真實現(xiàn);②系統(tǒng)介紹和講解了單片機應用系統(tǒng)設計,結合Proteus仿真技術給出了單片機設計應用實例;③精選了歷年多個全國大學生電子設計競賽(簡稱電賽)真題,結合作者多年的電賽指導經(jīng)驗,給出獲獎的優(yōu)秀設計報告。實踐性強。
全書共分6章。
第1章:主要介紹電子系統(tǒng)設計的相關概念和一般方法。
第2章:介紹了電路設計基礎,主要包括常用電子元器件及選型、手工焊接技術、常用電路設計軟件等。
第3章:介紹了模擬電子系統(tǒng)設計,重點講解基本運算放大電路、信號發(fā)生電路、有源濾波器電路、電壓比較器等模塊設計。
第4章:介紹了數(shù)字電子系統(tǒng)設計,重點講解組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖信號產(chǎn)生電路、計數(shù)分頻電路、驅動顯示電路、信號變換電路等設計。
第5章:介紹了單片機應用系統(tǒng)設計,重點講解單片機應用系統(tǒng)設計概述、單片機輸出電路設計、單片機輸入電路設計、定時器與外部中斷設計、串行通信應用及ADC應用等。
第6章:精選歷年電賽真題作為應用案例,給出設計任務和設計方案。
本書由倪雪、賈永興、盧娟、初曉婧編寫,并由賈永興負責統(tǒng)稿和校對。其中,初曉婧編寫第1章,倪雪和盧娟共同編寫第2章,倪雪編寫第3章和第6章,盧娟編寫第4章,賈永興編寫第5章。
為了保持與仿真軟件的一致性,本書中有些電路圖與仿真圖保留了繪圖軟件的圖形符號,部分電路符號可能與國標不一致。
由于作者水平有限,在電子系統(tǒng)設計內(nèi)容的把握上不一定全面,電路的設計和實現(xiàn)方法上也值得進一步推敲,有的還需要在教學實踐中進一步檢驗和完善。書中若存在不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
前言
第1章電子系統(tǒng)設計概述
11電子系統(tǒng)的基本概念
111模擬電子系統(tǒng)
112數(shù)字電子系統(tǒng)
113模-數(shù)混合電子系統(tǒng)
12電子系統(tǒng)的設計方法
121電子系統(tǒng)設計的一般方法
122電子系統(tǒng)設計步驟
13電子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
131電子系統(tǒng)的安裝
132電子系統(tǒng)的調(diào)試
第2章電路設計基礎
21常用電子元器件及選型
211電阻
212電容
213電感
214二極管
215晶體管
216運算放大器
22手工焊接技術
221焊接工具與材料
222手工焊接技術
223典型焊接方法
23常用電路設計軟件
231TINA-TI電路仿真軟件
232WEBENCH有源濾波器設計軟件
第3章模擬電子系統(tǒng)設計
31基本運算放大電路設計
311反相放大電路
312同相放大電路
313加法運算電路
314減法運算電路
315積分運算電路
316微分運算電路
32信號發(fā)生電路設計
321正弦波發(fā)生電路
322矩形波發(fā)生電路
323三角波發(fā)生電路
33有源濾波器電路設計
331濾波器概述
332二階低通有源濾波器電路
333二階高通有源濾波器電路
34電壓比較器電路設計
341單限比較器
342滯回比較器
343窗口比較器
344集成電壓比較器
第4章數(shù)字電子系統(tǒng)設計
41組合邏輯電路設計
411組合邏輯電路的特點
412用SSI器件設計組合邏輯電路
413用MSI器件設計組合邏輯電路
42時序邏輯電路設計
421時序邏輯電路的特點
422時序邏輯電路的設計方法與步驟
43脈沖信號產(chǎn)生電路設計
431用邏輯門構成的自激振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
432用施密特觸發(fā)器構成的振蕩器
433用555定時器構成的振蕩器
434用CMOS門/TTL門構成的石英晶體振蕩器
435秒信號產(chǎn)生電路
44計數(shù)分頻電路設計
441計數(shù)器用于時鐘類項目
442計數(shù)器組成分頻器
45驅動顯示電路設計
451發(fā)光二極管驅動顯示電路
452數(shù)碼管靜態(tài)驅動顯示電路
46信號變換電路設計
461電壓/脈寬變換電路
462光亮度/頻率變換電路
463矩形波/鋸齒波變換電路
464光/脈沖變換電路
47音響與報警電路設計
471用555定時器構成的雙態(tài)笛音電路
472定時雙音笛聲電路
473顫音電路
474變音警笛電路
48數(shù)字系統(tǒng)應用設計舉例
481汽車尾燈控制電路的設計
482多路智力競賽搶答器的設計
第5章單片機應用系統(tǒng)設計
51單片機應用系統(tǒng)設計概述
52Proteus單片機仿真技術
53MSP430單片機硬件結構
54單片機輸出電路設計
541通用I/O端口
542LED數(shù)碼管顯示
55單片機輸入電路設計
551獨立鍵盤輸入
552矩陣鍵盤輸入
56定時器與外部中斷設計
561單片機時鐘源
562定時器模塊
563外部中斷設計
564方波信號產(chǎn)生設計
57串行通信應用
571UART串行異步通信
572UART數(shù)據(jù)收發(fā)設計
573SPI同步串行通信
58ADC應用
581ADC10結構與原理
582簡易數(shù)字電壓表設計
583多路電壓信號采集系統(tǒng)設計
59交通燈控制系統(tǒng)設計
591交通燈系統(tǒng)硬件設計
592交通燈系統(tǒng)軟件設計
593交通燈控制系統(tǒng)仿真與分析
第6章電子系統(tǒng)設計實例
61信號波形合成實驗電路(2010年,C題)
611設計任務
612優(yōu)秀報告
62紅外光通信裝置(2013年,F(xiàn)題)
621設計任務
622優(yōu)秀報告
6380~100MHz頻譜分析儀(2015年,E題)
631設計任務
632優(yōu)秀報告
64放大器非線性失真研究裝置(2020年,E題)
641設計任務
642優(yōu)秀報告
65小車跟隨行駛系統(tǒng)(2022年,C題)
651設計任務
652優(yōu)秀報告
附錄
附錄A設計報告模板
附錄B歷年電子設計競賽綜合測評題
參考文獻