復雜電子系統(tǒng)設計與實踐PDF電子書免費下載

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

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、分析與設計相結(jié)合，前后連貫，系統(tǒng)性較強。為了體現(xiàn)本書的實踐性，書中對每一種典型電子系統(tǒng)都提供了設計方案和設計方法，同時在進行各種電子系統(tǒng)設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，也可作為全國大學生電子設計競賽賽前訓練和大學生從事電子技術(shù)方面的課外科技創(chuàng)新等實踐環(huán)節(jié)的教材，還可作為工程設計人員的參考書。

第1章 電子系統(tǒng)設計導論(1)

1.1 電子系統(tǒng)概述(1)

1.1.1 相關概念(1)

1.1.2 電子系統(tǒng)的構(gòu)成(2)

1.2 電子系統(tǒng)的設計(2)

1.2.1 電子系統(tǒng)設計的一般方法(2)

1.2.2 電子系統(tǒng)設計的一般步驟(3)

1.2.3 傳統(tǒng)手工設計步驟(5)

1.2.4 電子系統(tǒng)設計的EDA方法(5)

1.3 各種電子系統(tǒng)設計步驟綜述(6)

1.3.1 數(shù)字系統(tǒng)的設計步驟(7)

1.3.2 模擬系統(tǒng)的設計步驟(7)

1.3.3 以微機(單片機)為核心的電子

系統(tǒng)的設計步驟(7)

第2章 簡單系統(tǒng)的設計與實踐(8)

2.1 引言(8)

2.2 通用MCS-51/52單片機最小系統(tǒng)(9)

2.2.1 通用MCS-51/52單片機最小系統(tǒng)的

主要組成部分介紹(10)

2.2.2 通用MCS-51/52單片機最小系統(tǒng)的

應用實驗舉例(14)

2.3 基于單片機系統(tǒng)的簡易電子琴的設計

與實現(xiàn)(19)

2.3.1 設計任務的分析及設計模型的

建立(19)

2.3.2 系統(tǒng)具體的設計和實現(xiàn)(22)

2.3.3 提高部分難點提示(25)

2.4 LED顯示屏系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)(26)

2.4.1 設計任務的分析(27)

2.4.2 以單片機為控制核心的LED顯示

屏的設計(27)

2.4.3 系統(tǒng)的設計思路與實現(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)設計(44)

3.3.1 設計任務的分析及方案論證(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)具體的設計和實現(xiàn)(50)

3.3.5 基于CPLD的數(shù)字頻率計的設計(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)控信源的設計(63)

4.3.1 系統(tǒng)設計方案分析(63)

4.3.2 系統(tǒng)模塊分析和設計(64)

4.3.3 系統(tǒng)軟件設計(68)

4.3.4 系統(tǒng)調(diào)試(68)

4.4 基于DDS的數(shù)控信源的設計(69)

4.4.1 DDS的相關分析(69)

4.4.2 系統(tǒng)設計分析與理論計算(71)

4.4.3 系統(tǒng)整體設計(74)

4.4.4 系統(tǒng)硬件設計(74)

4.4.5 系統(tǒng)軟件設計(76)

4.4.6 噪聲分析和降噪措施(77)

4.5 任意波形發(fā)生器的設計與實現(xiàn)(80)

4.5.1 波形發(fā)生器系統(tǒng)設計方案(80)

4.5.2 系統(tǒng)設計關鍵點分析(81)

4.5.3 系統(tǒng)軟件設計(84)

4.6 數(shù)字移相器的設計(85)

4.6.1 系統(tǒng)設計原理分析(86)

4.6.2 系統(tǒng)設計方案和難點分析(88)

4.6.3 系統(tǒng)軟件設計(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)的設計(99)

5.3.1 系統(tǒng)分析與設計(100)

5.3.2 系統(tǒng)各模塊的設計(100)

5.3.3 工作模式分析與設計(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)整體設計框圖(114)

5.4.4 系統(tǒng)各模塊電路的設計方案(114)

5.4.5 三種模式軟件設計流程圖(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)的設計(119)

6.1 引言(119)

6.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的設計(119)

6.2.1 系統(tǒng)設計方案分析(120)

6.2.2 調(diào)制方案的確定與相應數(shù)學模型

的建立(120)

6.2.3 噪聲模擬發(fā)生器的設計和模型

分析(124)

6.2.4 系統(tǒng)各模塊設計分析(126)

6.2.5 系統(tǒng)軟件設計(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預估控制和大林算法(132)

7.2.2 自適應控制(134)

7.2.3 預測控制(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)的設計與實現(xiàn)(136)

7.3.1 設計任務分析(136)

7.3.2 系統(tǒng)硬件電路方案設計及分析(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)硬件電路設計(161)

8.2.4 軟件設計(162)

8.3 數(shù)字工頻多用表(162)

8.3.1 系統(tǒng)設計方案分析和理論計算(163)

8.3.2 各模塊電路設計與分析(165)

8.3.3 系統(tǒng)軟件設計(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)設計

方案(170)

8.4.2 主要技術(shù)指標與設計參數(shù)計算(170)

8.4.3 系統(tǒng)各模塊電路設計(173)

8.4.4 系統(tǒng)軟件設計(177)

8.5 簡易邏輯分析儀設計(178)

8.5.1 任務分析與方案論證(178)

8.5.2 理論分析和參數(shù)計算(179)

8.5.3 系統(tǒng)各個模塊的設計與實現(xiàn)(180)

8.5.4 系統(tǒng)軟件設計(183)

8.6 本章小結(jié)(185)

第9章 基于FPGA/CPLD的電路設計流程

簡介(186)

9.1 引言(186)

9.2 FPGA設計軟件(186)

9.2.1 HDL設計輸入(188)

9.2.2 原理圖設計輸入(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的外設控制電路的

設計(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 步進電機的轉(zhuǎn)速/方向控制(217)

10.6.1 步進電機的工作原理(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)換電路設計(223)

11.1 引言(223)

11.2 簡易UART接收模塊的設計與實現(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 關鍵模塊設計(226)

11.3 基于USB2.0數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的設計

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 設計任務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 傅里葉變換的相關討論(240)

12.2.3 基于FPGA的FFT算法設計的相

關討論(244)

12.3 基于FPGA的FFT算法的實現(xiàn)(245)

12.3.1 FFT基礎知識(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的其他復雜電路設計與

實現(xiàn)(254)

13.1 引言(254)

13.2 基于FPGA的電子密碼鎖的設計與

實現(xiàn)(254)

13.2.1 電子密碼鎖原理(255)

13.2.2 系統(tǒng)設計描述(256)

13.2.3 密碼鎖各模塊的設計(257)

13.3 基于全數(shù)字鎖相環(huán)的頻率合成器的

設計(260)

13.3.1 全數(shù)字鎖相環(huán)的性能分析(260)

13.3.2 系統(tǒng)整體設計(261)

13.3.3 全數(shù)字鎖相環(huán)設計(262)

13.3.4 自適應頻合器的設計(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)絡對數(shù)-S形

函數(shù)的設計與實現(xiàn)(287)

15.1 引言(287)

15.2 設計任務的提出與神經(jīng)網(wǎng)絡的基礎

知識(287)

15.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(287)

15.2.2 神經(jīng)元模型(288)

15.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)(290)

15.3 坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機(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

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)碼相機伴侶系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)(337)

18.1 引言(337)

18.2 數(shù)碼相機伴侶系統(tǒng)的設計(337)

18.2.1 系統(tǒng)分析(338)

18.2.2 硬件系統(tǒng)設計(338)

18.2.3 軟件系統(tǒng)設計(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 抗干擾設計方法(353)

19.3 電子設備熱設計(355)

19.3.1 功率器件的散熱(355)

19.3.2 整機的散熱(356)

19.4 可靠性設計(356)

19.5 數(shù)字電路的可測試性設計(357)

19.6 印制電路板(PCB)的設計與裝配(359)

19.6.1 PCB的設計(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(365)