本書以復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計為目標(biāo)，其內(nèi)容圍繞電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法來安排。全書共19章，第1章至第8章詳細(xì)介紹微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實踐，第9章至第15章主要闡述EDA的典型應(yīng)用——FPGA/CPLD電路設(shè)計與實踐，第16章至第18章重點分析若干復(fù)雜電子應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法，第19章簡要討論電子系統(tǒng)設(shè)計中所涉及的工程實現(xiàn)方面的有關(guān)問題。為方便教學(xué)，本書配有免費(fèi)電子教學(xué)課件。

本書取材廣泛，內(nèi)容上既有深度又有廣度，敘述由淺入深，理論、分析與設(shè)計相結(jié)合，前后連貫，系統(tǒng)性較強(qiáng)。為了體現(xiàn)本書的實踐性，書中對每一種典型電子系統(tǒng)都提供了設(shè)計方案和設(shè)計方法，同時在進(jìn)行各種電子系統(tǒng)設(shè)計時盡可能采用能反映近代電子技術(shù)發(fā)展的新器件、新技術(shù)，注重內(nèi)容的新穎性和實用性。

本書可作為高等院校電子科學(xué)與技術(shù)及信息與通信類專業(yè)高年級本科生和研究生的教材及參考書，也可作為全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽賽前訓(xùn)練和大學(xué)生從事電子技術(shù)方面的課外科技創(chuàng)新等實踐環(huán)節(jié)的教材，還可作為工程設(shè)計人員的參考書。

第1章 電子系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)論(1)

1.1 電子系統(tǒng)概述(1)

1.1.1 相關(guān)概念(1)

1.1.2 電子系統(tǒng)的構(gòu)成(2)

1.2 電子系統(tǒng)的設(shè)計(2)

1.2.1 電子系統(tǒng)設(shè)計的一般方法(2)

1.2.2 電子系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟(3)

1.2.3 傳統(tǒng)手工設(shè)計步驟(5)

1.2.4 電子系統(tǒng)設(shè)計的EDA方法(5)

1.3 各種電子系統(tǒng)設(shè)計步驟綜述(6)

1.3.1 數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計步驟(7)

1.3.2 模擬系統(tǒng)的設(shè)計步驟(7)

1.3.3 以微機(jī)(單片機(jī))為核心的電子

系統(tǒng)的設(shè)計步驟(7)

第2章 簡單系統(tǒng)的設(shè)計與實踐(8)

2.1 引言(8)

2.2 通用MCS-51/52單片機(jī)最小系統(tǒng)(9)

2.2.1 通用MCS-51/52單片機(jī)最小系統(tǒng)的

主要組成部分介紹(10)

2.2.2 通用MCS-51/52單片機(jī)最小系統(tǒng)的

應(yīng)用實驗舉例(14)

2.3 基于單片機(jī)系統(tǒng)的簡易電子琴的設(shè)計

與實現(xiàn)(19)

2.3.1 設(shè)計任務(wù)的分析及設(shè)計模型的

建立(19)

2.3.2 系統(tǒng)具體的設(shè)計和實現(xiàn)(22)

2.3.3 提高部分難點提示(25)

2.4 LED顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(26)

2.4.1 設(shè)計任務(wù)的分析(27)

2.4.2 以單片機(jī)為控制核心的LED顯示

屏的設(shè)計(27)

2.4.3 系統(tǒng)的設(shè)計思路與實現(xiàn)方式(30)

2.4.4 基于PC平臺的LED顯示屏系統(tǒng)

分析(34)

2.5 本章小結(jié)(36)

第3章 時間(頻率)的數(shù)字化測量(37)

3.1 引言(37)

3.2 頻率測量原理及誤差分析(37)

3.2.1 頻率或脈沖速率的數(shù)字測量方法(39)

3.2.2 時間參數(shù)的數(shù)字測量方法(39)

3.2.3 電子計數(shù)器的測量誤差(39)

3.3 數(shù)字頻率計系統(tǒng)設(shè)計(44)

3.3.1 設(shè)計任務(wù)的分析及方案論證(45)

3.3.2 等精度測量的技術(shù)實現(xiàn)難點分析(47)

3.3.3 周期脈沖信號占空比測量原理(50)

3.3.4 系統(tǒng)具體的設(shè)計和實現(xiàn)(50)

3.3.5 基于CPLD的數(shù)字頻率計的設(shè)計(53)

3.4 相位測量(55)

3.4.1 相位測量方案分析與論證(55)

3.4.2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)(57)

3.5 本章小結(jié)(58)

第4章 數(shù)字信號源的設(shè)計與實現(xiàn)(59)

4.1 引言(59)

4.2 頻率合成技術(shù)及常用方法介紹(59)

4.2.1 直接頻率合成(DFS)(60)

4.2.2 采用鎖相環(huán)(PLL)電路的頻率

合成(60)

4.2.3 直接數(shù)字頻率合成(DDS)(61)

4.3 基于PLL的數(shù)控信源的設(shè)計(63)

4.3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案分析(63)

4.3.2 系統(tǒng)模塊分析和設(shè)計(64)

4.3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(68)

4.3.4 系統(tǒng)調(diào)試(68)

4.4 基于DDS的數(shù)控信源的設(shè)計(69)

4.4.1 DDS的相關(guān)分析(69)

4.4.2 系統(tǒng)設(shè)計分析與理論計算(71)

4.4.3 系統(tǒng)整體設(shè)計(74)

4.4.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(74)

4.4.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(76)

4.4.6 噪聲分析和降噪措施(77)

4.5 任意波形發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)(80)

4.5.1 波形發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計方案(80)

4.5.2 系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵點分析(81)

4.5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(84)

4.6 數(shù)字移相器的設(shè)計(85)

4.6.1 系統(tǒng)設(shè)計原理分析(86)

4.6.2 系統(tǒng)設(shè)計方案和難點分析(88)

4.6.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(90)

4.7 本章小結(jié)(91)

第5章 數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(92)

5.1 引言(92)

5.2 數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計方法概述(92)

5.2.1 采集系統(tǒng)分類(92)

5.2.2 數(shù)據(jù)采集過程(93)

5.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器的選取(93)

5.3 高精度數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的設(shè)計(99)

5.3.1 系統(tǒng)分析與設(shè)計(100)

5.3.2 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(100)

5.3.3 工作模式分析與設(shè)計(105)

5.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差調(diào)整(106)

5.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(109)

5.3.6 系統(tǒng)抗干擾措施(109)

5.4 語音存儲與回放系統(tǒng)的設(shè)計(110)

5.4.1 系統(tǒng)分析與參數(shù)計算(110)

5.4.2 數(shù)據(jù)編碼與存儲(111)

5.4.3 系統(tǒng)整體設(shè)計框圖(114)

5.4.4 系統(tǒng)各模塊電路的設(shè)計方案(114)

5.4.5 三種模式軟件設(shè)計流程圖(117)

5.4.6 噪聲分析與降噪措施(117)

5.5 本章小結(jié)(118)

第6章 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(119)

6.1 引言(119)

6.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(119)

6.2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案分析(120)

6.2.2 調(diào)制方案的確定與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型

的建立(120)

6.2.3 噪聲模擬發(fā)生器的設(shè)計和模型

分析(124)

6.2.4 系統(tǒng)各模塊設(shè)計分析(126)

6.2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(129)

6.3 本章小結(jié)(130)

第7章 控制策略與算法的研究(131)

7.1 引言(131)

7.2 基于非線性﹑純時滯被控對象的控制

策略及算法的分析(132)

7.2.1 Smith預(yù)估控制和大林算法(132)

7.2.2 自適應(yīng)控制(134)

7.2.3 預(yù)測控制(134)

7.2.4 魯棒控制(134)

7.2.5 變結(jié)構(gòu)控制(135)

7.2.6 智能控制(135)

7.3 恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(136)

7.3.1 設(shè)計任務(wù)分析(136)

7.3.2 系統(tǒng)硬件電路方案設(shè)計及分析(138)

7.3.3 控制策略及算法實現(xiàn)與比較(146)

7.3.4 系統(tǒng)設(shè)計(152)

7.3.5 系統(tǒng)調(diào)整與性能測試(154)

7.4 本章小結(jié)(155)

第8章 簡單測試儀器的設(shè)計與實現(xiàn)(156)

8.1 引言(156)

8.2 數(shù)字電容測量儀(157)

8.2.1 測量原理分析與論證(157)

8.2.2 系統(tǒng)參數(shù)的計算(160)

8.2.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(161)

8.2.4 軟件設(shè)計(162)

8.3 數(shù)字工頻多用表(162)

8.3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案分析和理論計算(163)

8.3.2 各模塊電路設(shè)計與分析(165)

8.3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(168)

8.4 簡易數(shù)字存儲示波器(169)

8.4.1 簡易數(shù)字存儲示波器的系統(tǒng)設(shè)計

方案(170)

8.4.2 主要技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計參數(shù)計算(170)

8.4.3 系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計(173)

8.4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(177)

8.5 簡易邏輯分析儀設(shè)計(178)

8.5.1 任務(wù)分析與方案論證(178)

8.5.2 理論分析和參數(shù)計算(179)

8.5.3 系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與實現(xiàn)(180)

8.5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(183)

8.6 本章小結(jié)(185)

第9章 基于FPGA/CPLD的電路設(shè)計流程

簡介(186)

9.1 引言(186)

9.2 FPGA設(shè)計軟件(186)

9.2.1 HDL設(shè)計輸入(188)

9.2.2 原理圖設(shè)計輸入(194)

9.3 FPGA器件的使用(199)

9.3.1 FPGA與CPLD器件的比較(199)

9.3.2 FPGA器件的使用(200)

9.3.3 FPGA實驗開發(fā)平臺的介紹(201)

9.4 本章小結(jié)(202)

第10章 基于FPGA的外設(shè)控制電路的

設(shè)計(203)

10.1 引言(203)

10.2 LED數(shù)碼管的控制與顯示(203)

10.2.1 LED數(shù)碼管的顯示原理(203)

10.2.2 FPGA實現(xiàn)LED顯示控制(204)

10.2.3 模塊功能實現(xiàn)(204)

10.3 A/D轉(zhuǎn)換電路的控制與實現(xiàn)(206)

10.3.1 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的工作

時序(206)

10.3.2 模塊功能實現(xiàn)(207)

10.3.3 系統(tǒng)整體設(shè)計(209)

10.4 D/A轉(zhuǎn)換電路的控制與實現(xiàn)(210)

10.4.1 D/A芯片的時序和控制方式分析(210)

10.4.2 模塊功能實現(xiàn)(211)

10.4.3 系統(tǒng)整體設(shè)計(214)

10.5 LED點陣的控制與顯示(215)

10.5.1 LED點陣的顯示原理(215)

10.5.2 模塊功能實現(xiàn)(216)

10.6 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速/方向控制(217)

10.6.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理(217)

10.6.2 模塊功能實現(xiàn)(218)

10.7 本章小結(jié)(222)

第11章 基于FPGA的協(xié)議轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(223)

11.1 引言(223)

11.2 簡易UART接收模塊的設(shè)計與實現(xiàn)(223)

11.2.1 UART的基本通信原理(224)

11.2.2 系統(tǒng)總體分析(225)

11.2.3 關(guān)鍵模塊設(shè)計(226)

11.3 基于USB2.0數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的設(shè)計

與實現(xiàn)(228)

11.3.1 USB2.0簡介及傳輸類型(228)

11.3.2 USB控制器CY7C68013(229)

11.3.3 基于USB2.0從設(shè)備數(shù)據(jù)收發(fā)

模塊的實現(xiàn)(231)

11.4 本章小結(jié)(236)

第12章 基于FPGA的FFT算法實現(xiàn)(237)

12.1 引言(237)

12.2 設(shè)計任務(wù)的提出與傅里葉變換的理論

分析(237)

12.2.1 離散傅里葉變換(238)

12.2.2 傅里葉變換的相關(guān)討論(240)

12.2.3 基于FPGA的FFT算法設(shè)計的相

關(guān)討論(244)

12.3 基于FPGA的FFT算法的實現(xiàn)(245)

12.3.1 FFT基礎(chǔ)知識(245)

12.3.2 基 - r Cooley-Tukey FFT算法(246)

12.3.3 基-2 Cooley-Tukey FFT算法的

FPGA實現(xiàn)(247)

12.3.4 離散傅里葉逆變換(IDFT)的快速

計算方法(249)

12.3.5 改進(jìn)的DFT實現(xiàn)方法(249)

12.4 Goertzel算法及其在FPGA上的

實現(xiàn)(250)

12.4.1 基本Goertzel算法(250)

12.4.2 Goertzel優(yōu)化算法(250)

12.4.3 Goertzel算法在FPGA上的

實現(xiàn)(253)

12.5 本章小結(jié)(253)

第13章 基于FPGA的其他復(fù)雜電路設(shè)計與

實現(xiàn)(254)

13.1 引言(254)

13.2 基于FPGA的電子密碼鎖的設(shè)計與

實現(xiàn)(254)

13.2.1 電子密碼鎖原理(255)

13.2.2 系統(tǒng)設(shè)計描述(256)

13.2.3 密碼鎖各模塊的設(shè)計(257)

13.3 基于全數(shù)字鎖相環(huán)的頻率合成器的

設(shè)計(260)

13.3.1 全數(shù)字鎖相環(huán)的性能分析(260)

13.3.2 系統(tǒng)整體設(shè)計(261)

13.3.3 全數(shù)字鎖相環(huán)設(shè)計(262)

13.3.4 自適應(yīng)頻合器的設(shè)計(270)

13.3.5 頻合器系統(tǒng)仿真分析測試(270)

13.4 本章小結(jié)(272)

第14章 基于FPGA的JPEG圖像壓縮(273)

14.1 引言(273)

14.2 JPEG圖像壓縮的原理與實現(xiàn)(273)

14.2.1 JPEG圖像壓縮算法分析(274)

14.2.2 圖像分割(275)

14.2.3 離散余弦變換(275)

14.2.4 量化與游程編碼(277)

14.2.5 熵編碼(279)

14.3 本章小結(jié)(286)

第15章 基于FPGA的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)-S形

函數(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)(287)

15.1 引言(287)

15.2 設(shè)計任務(wù)的提出與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)

知識(287)

15.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(287)

15.2.2 神經(jīng)元模型(288)

15.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(290)

15.3 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機(jī)(CORDIC)

算法(290)

15.3.1 CORDIC算法(290)

15.3.2 混合CORDIC算法(293)

15.4 基于FPGA的對數(shù)-S形函數(shù)模塊的

硬件設(shè)計與實現(xiàn)(294)

15.5 本章小結(jié)(297)

第16章 基于TMS320C55XX系列DSP的

系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(298)

16.1 引言(298)

16.2 TMS320C55XX系列DSP簡介(298)

16.2.1 DSP芯片的特點(298)

16.2.2 TI公司DSP(299)

16.2.3 DSP芯片選型(300)

16.3 TI DSP開發(fā)集成環(huán)境CCS簡介(301)

16.3.1 CCS的簡介(301)

16.3.2 CCS的安裝與使用(302)

16.4 基于DSP的水聲通信終端設(shè)計(305)

16.4.1 水聲通信系統(tǒng)介紹(305)

16.4.2 前端信號處理模塊(305)

16.4.3 A/D數(shù)據(jù)采集接口(307)

16.4.4 DSP信號處理模塊(308)

16.5 卷積碼編解碼實現(xiàn)(310)

16.5.1 卷積碼編碼(310)

16.5.2 卷積碼解碼(311)

16.5.3 交織器及維特比譯碼算法的部分

程序代碼(312)

16.6 本章小結(jié)(316)

第17章 嵌入式操作系統(tǒng)(317)

17.1 引言(317)

17.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)的基本概念(318)

17.2.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點(318)

17.2.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)的相關(guān)

概念(318)

17.3 常見嵌入式實時操作系統(tǒng)介紹(322)

17.4 嵌入式實時操作系統(tǒng)mC/OS-Ⅱ及其

移植(328)

17.4.1 mC/OS-Ⅱ的基本組成(328)

17.4.2 mC/OS-Ⅱ的移植(333)

17.5 本章小結(jié)(336)

第18章 數(shù)碼相機(jī)伴侶系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(337)

18.1 引言(337)

18.2 數(shù)碼相機(jī)伴侶系統(tǒng)的設(shè)計(337)

18.2.1 系統(tǒng)分析(338)

18.2.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(338)

18.2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(339)

18.3 本章小結(jié)(350)

第19章 電子系統(tǒng)工程實現(xiàn)中的問題(351)

19.1 概述(351)

19.2 電子系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(351)

19.2.1 電磁干擾與電磁兼容問題(351)

19.2.2 干擾的類型(352)

19.2.3 干擾傳播的途徑(353)

19.2.4 抗干擾設(shè)計方法(353)

19.3 電子設(shè)備熱設(shè)計(355)

19.3.1 功率器件的散熱(355)

19.3.2 整機(jī)的散熱(356)

19.4 可靠性設(shè)計(356)

19.5 數(shù)字電路的可測試性設(shè)計(357)

19.6 印制電路板(PCB)的設(shè)計與裝配(359)

19.6.1 PCB的設(shè)計(359)

19.6.2 PCB的裝配與焊接(361)

19.7 電子系統(tǒng)的調(diào)試(361)

19.7.1 通電調(diào)試之前的檢查(361)

19.7.2 調(diào)試的一般順序與步驟(362)

19.7.3 做好調(diào)試記錄(362)

19.7.4 模擬電路的調(diào)試(362)

19.7.5 數(shù)字電路系統(tǒng)的調(diào)試(363)

19.7.6 帶微處理器系統(tǒng)的軟件調(diào)試(364)

19.8 本章小結(jié)(364)

參考文獻(xiàn)(365)