基于案例的电子系统设计与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于天河，薛楠 著

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• 模拟电路
• 系统工程
• 电子工程
• 教学参考书

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

书名：基于案例的电子系统设计与实践

定价：49.00元

作者：于天河、薛楠

出版社：清华大学出版社

出版日期：2017-01-01

ISBN：9787302457138

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《基于案例的电子系统设计与实践》以案例的形式讲述了众多贴近生活的电子系统的相关技术，使读者了解和掌握多种电子系统的组成，并具备的电子系统软、硬件设计能力。本书包括电子电路CAD设计基础与案例，4个模电、数电方面的设计案例、5个以单片机为主的设计案例。本书特色：（1）突出设计能力的培养，加强实践性与工程性的训练。根据实际项目开发步骤，让读者在完成任务的过程中学习相关知识。（2）结构新颖，各章采用项目案例式设计，从实际应用出发，有利于激发学习兴趣，开拓读者思路。（3）案例按照以由易到难的顺序编排，但相对独立，读者可以根据实际情况和学时进行选取。

内容提要

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本书在内容上从基础软件入手，注重实用性，以案例的形式给出多个电子设计具体实现的方法。本书共分13章，包括电子电路CAD设计基础与案例，四个模拟电子数字电子方面的设计案例、五个以单片机为主的设计案例。目的在于培养学生电子系统的综合设计能力，以适应信息时代对相关专业学生知识结构与实践能力的要求。本书的特点是结构新颖，选用的案例具有较强的实用性和层次性，内容上注重理论与实践相结合，着力加强实践性与工程性的训练。 本书除作为高等院校电子信息类专业的教材外，还可作为大学生课外电子制作、电子设计竞赛和相关工程技术人员的实用参考书与培训教材。

目录

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目录

章印制电路板认知

1.1项目导读

1.2基础知识——印制电路板

1.2.1印制电路板的基本组成

1.2.2印制电路板的基本概念

1.2.3印制电路板的种类

1.2.4印制电路板的工作层面

1.3项目实训——印制电路板的设计与制作

1.3.1项目参考

1.3.2项目实施过程

第2章集成元件库设计

2.1项目导读

2.2基础知识——元件原理图库、PCB元件封装库

2.2.1元件原理图库编辑器

2.2.2常用的工作面板及操作

2.2.3元件原理图库的图纸属性

2.2.4元件原理图库的视图操作

2.2.5PCB元件封装库编辑器

2.2.6PCB Library工作面板

2.2.7PCB元件封装库的图纸属性

2.3项目实训——集成元件库的设计与元件制作

2.3.1项目参考

2.3.2项目实施过程

第3章电路原理图设计

3.1项目导读

3.2基础知识——电路原理图设计

3.2.1原理图编辑器

3.2.2Libraries工作面板

3.2.3原理图图纸的设置

3.2.4原理图优先选项

3.3项目实训——电路原理图设计

3.3.1项目参考

3.3.2项目实施过程

第4章印制电路板设计

4.1项目导读

4.2基础知识——PCB设计

4.2.1PCB编辑器

4.2.2PCB工作面板

4.2.3PCB优先选项

4.2.4电路板的规划设置

4.2.5PCB设计规则

4.3项目实训——PCB设计

4.3.1项目参考

4.3.2项目实施过程

第5章直流电源电路设计

5.0引言

5.1设计任务及要求

5.1.1设计任务

5.1.2要求

5.2系统整体方案设计

5.2.1设计原理

5.2.2各部分的电路设计

5.3元件参数选择

5.4电路仿真调试及部分结果图

5.5设计分析

第6章音频功率放大器设计

6.0引言

6.1设计任务及要求

6.2音频功率放大基础

6.2.1功率放大器常见名词

6.2.2功率放大原理及分类

6.3设计方案

6.3.1前置放大电路

6.3.2功率放大器

6.4仿真与实现

6.4.1前置放大电路的仿真

6.4.2功率放大器的设计

6.4.3仿真模拟结果

6.4.4实现方案所需元器件

6.5设计分析

第7章低通滤波器设计

7.0引言

7.1设计任务及设计要求

7.1.1设计任务

7.1.2设计要求

7.2原理分析

7.2.1滤波器的分类

7.2.2无源器件的频域模型

7.2.3运算放大器的基本原理

7.2.4滤波器电路分析

7.3电路设计

7.3.1Multisim使用入门

7.3.2有源低通滤波器的仿真电路设计

7.4仿真结果与验证

第8章数字显示定时报警器设计

8.0引言

8.1设计任务及要求

8.2设计方案

8.3硬件电路设计

8.3.1方波信号源设计

8.3.2计时与显示

8.3.3复位电路

8.3.4后三秒声响部分

8.3.5停止电路

8.3.6总体电路

第9章超声波测距仪设计

9.0引言

9.1设计任务及要求

9.2设计方案论证

9.3系统硬件设计

9.3.1主控制模块

9.3.2主控芯片——STC89C52RC

9.3.3晶振电路

9.3.4复位电路

9.3.5显示电路——LCD12864液晶显示屏

9.3.6超声波测试模块

9.3.7报警电路设计

9.4软件设计

9.5系统测试及结果

9.5.1系统硬件测试

9.5.2系统软件测试

9.5.3测试结果

0章电子密码锁设计

10.0引言

10.1设计任务及要求

10.2设计方案论证

10.3系统硬件设计

10.3.1电路总体构成

10.3.2矩阵键盘

10.3.3控制电路

10.3.4报警电路

10.3.5密码存储电路

10.4系统软件设计

10.4.1系统程序设计流程图

10.4.2系统程序设计

10.5系统测试及结果

1章函数信号发生器设计

11.0引言

11.1设计任务及要求

11.2系统整体方案设计

11.3系统硬件设计

11.3.1硬件电路总设计

11.3.2数模转换器DAC0832

11.3.3放大电路

11.3.4按键模块

11.3.5显示模块

11.4软件设计

11.4.1主程序流程图

11.4.2主程序

11.5系统测试及结果

11.5.1系统硬件测试

11.5.2系统软件测试

2章数控稳压电源设计

12.0引言

12.1设计任务及要求

12.2系统整体方案设计

12.3系统硬件设计

12.3.1电源模块设计

12.3.2数控稳压输出模块

12.4软件设计

12.4.1主程序流程图

12.5系统测试及结果

12.5.1系统硬件测试

12.5.2系统软件测试

12.5.3测试结果

3章智能温度测控系统设计

13.0引言

13.1设计任务及要求

13.2系统整体方案设计

13.3系统硬件设计

13.3.1主控制单元

13.3.2温度传感器DS18B20

13.3.3可控硅移相触发电路

13.4软件设计

13.4.1主程序流程图

13.4.2PID控制算法

13.5系统测试及结果

13.5.1系统硬件测试

13.5.2系统软件测试

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电子系统设计精要与工业应用》 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电子系统设计与实践指导。不同于仅侧重于理论推导或特定技术方法的书籍，本书将重点放在电子系统从概念到落地的全过程，强调设计的系统性、工程性以及在实际工业环境中的应用。我们将系统地梳理电子系统设计的核心环节，包括需求分析、架构设计、硬件选型、软件开发、集成测试、可制造性分析、成本控制以及产品生命周期管理等。通过理论讲解与案例分析相结合的方式，帮助读者掌握解决复杂工程问题的能力，理解电子系统设计中的权衡取舍，并培养符合工业界标准的工程素养。 核心章节解析 第一部分：电子系统设计基础与方法论 1. 引言：电子系统设计概览 电子系统的定义、分类与发展趋势。 现代电子系统设计的挑战与机遇，例如集成度提升、功耗限制、实时性要求、安全性与可靠性保障等。 本书的章节安排与学习路径。 2. 需求分析与规格定义 理解客户需求与市场分析的重要性。 功能性需求、非功能性需求（性能、功耗、尺寸、成本、环境适应性、安全性、可靠性等）的识别与梳理。 系统需求规格书（SRS）的编写原则与关键要素。 需求的可追溯性管理。 3. 系统架构设计 分层抽象与模块化设计思想。 常见的系统架构模式（例如：主从式、分布式、事件驱动式、流水线式等）。 架构设计的关键考量因素：可扩展性、可维护性、可测试性、性能瓶颈识别。 架构设计工具与技术（例如：UML图、流程图、状态图等）。 硬件与软件架构的协同设计。 4. 硬件设计流程与技术 组件选型：根据系统需求，选择合适的微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、模拟器件、电源管理芯片、传感器、执行器等。深入分析各类型器件的特点、性能参数、功耗、成本与供应商评估。 电路原理图设计：关键模块（电源、时钟、数据通路、通信接口、控制逻辑等）的原理图绘制。信号完整性、电源完整性、电磁兼容性（EMC）的基本概念与设计考量。 PCB布局布线：PCB设计流程，包括元器件布局、走线规则、阻抗匹配、差分信号处理、电源层与地层的设计、散热考虑。PCB设计软件介绍。 硬件接口设计：标准接口（USB, SPI, I2C, UART, Ethernet, CAN, PCIe等）与定制接口的设计与实现。 低功耗设计技术：待机模式、动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控、组件低功耗模式的应用。 5. 软件设计流程与技术 嵌入式软件开发环境：集成开发环境（IDE）、交叉编译工具链、调试器（JTAG/SWD）、仿真器。 操作系统选择与应用：裸机开发、实时操作系统（RTOS）的选择（FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread等）与配置，以及嵌入式Linux系统的应用。 驱动程序开发：硬件抽象层（HAL）的设计，常用外设（GPIO, ADC, DAC, Timer, SPI, I2C, UART, DMA等）的驱动开发。 应用层软件设计：任务调度、进程/线程管理、通信协议实现、数据处理、用户界面设计。 软件架构模式：面向对象、面向服务、状态机等在嵌入式软件中的应用。 代码优化与性能调优：算法优化、数据结构选择、内存管理、中断服务程序优化。 第二部分：电子系统集成、测试与验证 6. 系统集成 硬件与软件的集成过程。 模块化集成与整体集成策略。 接口兼容性问题分析与解决。 集成过程中的风险管理。 7. 测试与验证策略 单元测试：针对独立模块（硬件组件、软件函数）的测试。 集成测试：验证模块之间接口的正确性与协同工作能力。 系统测试：在完整系统上执行，验证系统是否满足需求规格。 性能测试：吞吐量、响应时间、功耗、稳定性等指标的测量与评估。 可靠性测试：耐久性测试、环境适应性测试（温度、湿度、振动、冲击）、电应力测试。 安全性测试：网络安全、数据安全、物理安全等方面的测试。 自动化测试技术：测试框架、测试脚本、硬件在环（HIL）测试。 8. 调试技术与故障排除 常用调试工具（示波器、逻辑分析仪、信号发生器、协议分析仪）的使用。 软件调试技巧：断点、单步执行、变量监视、内存查看。 硬件调试技巧：信号测量、电源轨检查、组件替换。 系统性故障定位方法。 第三部分：电子系统工业化与管理 9. 可制造性设计（DFM）与可测试性设计（DFT） DFM：如何设计电路板与组件，使其易于生产，降低生产成本，提高良品率。包括元件封装选择、过孔与导线设计、表面贴装（SMT）与通孔插件（THT）工艺的考量。 DFT：如何设计电路板，使其易于测试，缩短测试时间，提高测试覆盖率。边界扫描（JTAG）、在线测试（ICT）等技术。 10. 成本分析与控制 元器件成本、制造成本、测试成本、开发成本的估算。 成本优化的策略：器件替代、供应商谈判、设计简化。 生命周期成本（LCC）概念。 11. 项目管理与团队协作 敏捷开发与瀑布模型在电子系统项目中的应用。 版本控制（Git）与文档管理。 跨学科团队（硬件、软件、测试、生产、市场）的沟通与协作。 风险评估与应对计划。 12. 产品生命周期管理与持续改进 产品发布前的认证与合规性要求（CE, FCC, RoHS等）。 量产与供应链管理。 售后支持与维护。 产品更新与迭代。 从项目中学习经验教训，促进未来设计。 目标读者 本书适合从事电子系统设计、嵌入式系统开发、硬件工程、软件工程、产品开发的工程师，以及对电子系统整体设计流程感兴趣的高年级本科生和研究生。 学习价值 通过学习本书，读者将能够： 系统掌握电子系统设计的全流程，从概念到成品。 深入理解硬件与软件设计之间的交互与协同。 熟悉工业界常用的设计工具、方法与标准。 提升在实际工程项目中解决复杂问题的能力。 培养严谨的工程思维和成本效益意识。 为参与更大型、更复杂的电子系统项目奠定坚实基础。 本书强调理论联系实际，通过生动的讲解和对工程细节的深入剖析，帮助读者构建起完整的电子系统工程知识体系，成为一名更优秀的电子系统工程师。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最想从中找到的是关于如何提高电子系统可靠性和健壮性的实用技巧。我工作中经常会遇到一些因为设计上的疏忽，导致产品在复杂或恶劣环境下工作时出现不稳定甚至损坏的情况，这给我留下了深刻的教训。所以，我希望这本书能够深入剖析那些影响系统可靠性的关键因素，比如电源的稳定性、时序的准确性、电磁兼容性（EMC）的处理、元器件的选型和布局等等。我想了解的是，在设计过程中，有哪些值得遵循的原则和最佳实践，能够最大程度地减少潜在的故障点。同时，我也非常关注书中关于故障诊断和修复的内容。当系统出现问题时，如何能够快速、准确地定位故障根源，并给出有效的解决方案，这对于保证产品的正常运行和用户满意度至关重要。如果书中能包含一些关于如何进行环境适应性设计（如防水、防尘、抗震动、耐高温/低温等）的指导，以及如何进行产品寿命预测和设计优化，那这本书的实用价值将非同一般。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装很朴实，打开后，扑面而来的不是什么华丽的辞藻，而是工程师那种务实而严谨的气息。我拿到这本书，主要还是想找一些关于嵌入式系统开发流程的实操经验，毕竟理论知识听得再多，也比不上实际操作中的点点滴滴。我特别想了解的是，在真实的工业界，大家是如何从零开始构建一个完整的电子系统的。从需求分析、硬件选型，到软件的架构设计、代码实现，再到最后的集成测试和调试，这一整套流程的细节，是我最渴望汲取的。特别是关于项目管理和团队协作方面的内容，如何在资源有限的情况下，高效地推进项目，解决技术难题，避免返工，这都是我工作中常常遇到的挑战。书里能否提供一些经典的案例，能够让我看到不同类型电子系统（比如传感器网络、控制系统，或者消费电子产品）的开发思路和解决方案，那就再好不过了。我也很期待书中能分享一些在实际项目中可能遇到的“坑”，以及如何规避和解决这些问题的宝贵经验，毕竟“吃一堑，长一智”的道理，在工程领域尤为重要。如果书中能包含一些不同硬件平台（比如ARM、RISC-V等）的开发技巧，以及与操作系统（如Linux、RTOS）的配合使用心得，那这本书的价值会大大提升。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我主要是抱着学习如何进行系统级设计的目的。我个人对电子产品的整体架构和模块划分非常感兴趣。我想了解的是，当一个复杂的电子系统摆在面前时，经验丰富的设计师是如何将其分解成一个个可管理、可实现的模块的？每个模块之间应该如何进行接口定义和通信协议的设计，以确保整个系统的协同工作？此外，书中对于不同类型电子元器件的选择和评估，是否有详细的指导？比如，在选择微控制器、传感器、执行器或者通信芯片时，需要考虑哪些关键的技术指标，以及如何权衡成本、性能和功耗？我特别希望看到的是，书中能够提供一些关于如何进行系统级仿真和验证的方法。在实际项目开发中，通过仿真可以提前发现潜在的设计缺陷，从而节省大量的时间和资源。如果书中能结合一些实际的开发案例，详细讲解如何构建仿真环境，以及如何利用仿真结果来指导设计优化，那将非常有价值。我也想了解一些关于硬件描述语言（HDL）在复杂数字逻辑设计中的应用，以及如何通过FPGA等平台来实现高性能的系统功能。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的主要动因，是想在这个日益碎片化的知识时代，找到一本能够系统性梳理电子系统设计脉络的参考书。我特别渴望了解的是，在面对一个全新的电子产品项目时，一个成熟的设计团队会遵循怎样的思维模式和工作流程。从最初的产品构思，到市场调研，再到核心技术的选定，再到详细的设计方案的制定，以及最终的批量生产，这一系列环节中，有哪些是决定项目成败的关键节点？书中能否提供一些关于如何进行可靠性设计和故障分析的深入探讨？例如，当产品在实际使用中出现意想不到的故障时，我们应该如何系统地进行问题定位和原因分析？我也对书中可能涉及到的关于软件与硬件的协同设计方面的内容抱有期待。在许多现代电子系统中，软件扮演着越来越重要的角色，如何确保软件与硬件的无缝集成，并且能够充分发挥硬件的性能，是我一直想要深入学习的。如果书中能提供一些关于嵌入式Linux系统开发、驱动程序编写以及应用程序设计的实践经验，那将极大地满足我的需求。

评分☆☆☆☆☆

我最近在啃一本关于电子系统设计的书，它的标题听起来挺吸引人的，但读起来的感受却有些复杂。我原本对这本书的期望是，它能像一位经验丰富的老工程师，娓娓道来各种电子产品从概念到落地的全过程。我特别关注的是那些能够提升设计效率、优化系统性能的“独门秘籍”。比如，在进行电源管理和信号完整性分析时，有没有什么巧妙的设计方法，能够避免恼人的EMI问题，或者在高速信号传输中保证数据的可靠性？还有，在软件开发方面，如何才能写出既高效又易于维护的代码？书中是否会深入讲解一些设计模式或者编码规范，可以指导我们在复杂的项目中保持代码的清晰度和可扩展性？另外，对于不同应用场景下的系统散热和结构设计，我也希望能有更具体的指导。例如，在设计一款需要长时间稳定运行的工业级设备时，如何选择合适的散热方案，以及如何在有限的空间内进行合理的结构布局，这些都是我十分关心的问题。如果书中能提供一些关于功耗优化和电池寿命延长方面的实用技巧，那就更加完美了。