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第1章 电子系统设计导论1

1.1　电子系统概述1

1.1.1 定义1

1.1.2 电子系统的构成1

1.1.3 电子产品的研制开发过程1

1.1.4 电子系统设计的基本原则2

1.2　电子系统的设计方法3

1.3　各种电子系统设计步骤6

1.4　系统设计与系统仿真技术7

1.5　全国大学生电子设计竞赛题目与分析7

1.5.1 全国大学生电子设计竞赛简介7

1.5.2　全国大学生电子设计竞赛命题原则及要求8

1.5.3 全国大学生电子设计竞赛的题目分析10

第2章　传感器及其应用11

2.1　传感器的定义及特性11

2.1.1　传感器的定义11

2.1.2　传感器的作用11

2.1.3　传感器的特性11

2.1.4 常用传感器的分类12

2.2　传感器接口电路的定义及特性13

2.2.1 传感器接口电路的设计13

2.2.2　传感器放大电路的设计13

2.3　霍尔传感器与应用电路15

2.3.1 基本原理15

2.3.2　集成霍尔传感器15

2.3.3　典型应用——转速测量16

2.4　温度传感器的原理及应用电路17

2.4.1 热电偶温度传感器的工作原理及其驱动电路17

2.4.2 测温电阻温度传感器的工作原理及其驱动电路18

2.4.3　PN结温度传感器的工作原理及其驱动电路18

2.4.4 集成模拟温度传感器的工作原理及其驱动电路19

2.4.5 集成数字温度传感器的工作原理及其驱动电路19

2.4.6　其他温度传感器20

2.5　光电传感器的原理及应用电路20

2.5.1 光电传感器主要类型20

2.5.2 光电传感器应用举例20

2.5.3　集成光电传感器22

第3章　模拟系统中的基本电路模块23

3.1 电源电路的设计23

3.1.1 引起稳压电源输出不稳定的主要原因23

3.1.2 稳压电源技术指标23

3.1.3 集成稳压电源24

3.1.4 开关直流稳压电源27

3.2　运算放大器电路29

3.2.1 运算放大器基本特性29

3.2.2 集成运算放大器的四个重要参数30

3.2.3 理想运算放大器的工作特点及三种输入方式32

3.2.4 集成运算放大器的单电源应用34

3.2.5　测量放大电路35

3.3　信号产生电路37

3.4　信号处理电路38

3.5　模拟设计中的EDA技术41

3.5.1 概述41

3.5.2 用于模拟设计的EDA技术简介42

3.5.3 影响EDA模拟设计正确性的因素44

第4章　现代数字系统设计46

4.1 概述46

4.2 现代数字系统设计的方法47

4.3 PLD器件概述49

4.3.1 MAX7000系列芯片49

4.3.2　FLEX10K系列芯片49

4.4 PLD最简系统的开发50

4.4.1 FLEX10K10通用最简系统简介50

4.4.2　EPM7128通用最小系统简介52

4.4.3 CPLD通用最简开发板53

4.5 MAX+PLUSⅡ的使用56

4.6 VHDL硬件描述语言常见错误及其原因分析58

4.6.1 概述58

4.6.2　避免语法错误59

4.6.3 信号与变量60

4.6.4　IF_ELSE语句62

4.6.5 CASE语句63

4.6.6 多时钟源的解决方案66

4.6.7　仿真无波形66

4.6.8　执行时端口丢失67

4.7　编程技巧68

4.7.1 程序优化68

4.7.2　状态机优化68

4.7.3　毛刺与抗干扰70

4.7.4　宏功能模块和IP核复用71

第5章　单片机应用系统设计72

5.1　概述72

5.2 MCS—51单片机的基本知识与单片机最小系统72

5.2.1 基本知识72

5.2.2 单片机最小系统74

5.3 单片机系统的扩展74

5.3.1 接口的功能75

5.3.2　设计接口电路的基本方法76

5.3.3　接口信号预处理76

5.3.4 总线接口扩展示例78

5.4　单片机应用系统的一般组成82

5.5 单片机与D/A及A/D转换电路的制作84

5.5.1 D/A转换电路及程序设计84

5.5.2 A/D转换电路及程序设计88

5.6　人机通道设计95

5.6.1 按键或键盘的结构形式95

5.6.2　按键或键盘接口电路96

5.6.3 显示类型与显示接口电路97

5.6.4　微型打印机及接口电路99

5.7　单片机C语言概述100

第6章　电子系统设计举例102

6.1　水温控制系统的设计102

6.1.1 设计任务与要求102

6.1.2　总体论证102

6.1.3 系统设计103

6.1.4　硬件开发104

6.1.5　软件开发111

6.1.6　连机调试114

6.1.7　指标测试及软件固化116

6.1.8 系统改进措施与功能扩展117

6.2　低频数字式相位测量仪的设计119

6.2.1　设计任务119

6.2.2　设计方案论证119

6.2.3 系统硬件设计124

6.2.4　系统软件设计129

6.2.5 系统设计总结140

第7章 电子制作工艺基础142

7.1　电子制作工艺概述142

7.1.1 电子工程必须重视电子制作工艺142

7.1.2　元器件的测试与筛选143

7.1.3 焊接工艺144

7.1.4　装配工艺144

7.2 电子元器件的识别145

7.2.1 电阻器145

7.2.2 电容器148

7.2.3 电感器151

7.2.4 半导体器件手册的查询方法151

7.2.5 晶体二极管155

7.2.6 晶体三极管158

7.2.7 晶体闸流管161

7.2.8 双向晶闸管163

7.2.9 组合器件164

7.2.10 半导体集成电路166

7.3　表面贴装元件167

7.3.1 电阻器167

7.3.2 片式电容器169

7.3.3 其他贴片器件170

7.4 电路板的设计与制作171

7.4.1 印制电路板简介171

7.4.2 印制电路板171

7.4.3 印制电路板设计172

7.4.4 印制电路板的制作173

7.5 电子元件的焊接技术176

7.5.1 手工焊接的工具和材料176

7.5.2 电子元器件的引线成形和插装176

7.5.3 焊接工艺177

7.5.4 平面焊接技术179

7.5.5 工业生产锡焊技术简介181

7.5.6 电子焊接技术的发展181

7.5.7 表面安装与微组装技术182

7.6 电子作品的调试与检测183

7.6.1 电子作品的调试183

7.6.2 电子作品的故障检修184

7.7　电子系统的抗干扰设计185

7.7.1 电磁干扰与电磁兼容问题185

7.7.2 干扰的类型186

7.7.3 抗干扰设计方法186

第8章 电子设计与实践题目选编189

8.1　模拟电子设计题目选编189

8.1.1 数字温度计的设计189

8.1.2 过电压、欠电压和过电流保护电路的设计192

8.1.3 扩音机的设计193

8.1.4 有源滤波系统的设计193

8.1.5 直流稳压电源的设计194

8.2　数字电子设计题目选编196

8.2.1 五路呼叫器的设计196

8.2.2 交通灯控制器的设计197

8.2.3 半导体三极管β值数字显示测试电路的设计199

8.2.4 开关型直流稳压电源的设计200

8.2.5 音乐彩灯控制器的设计201

8.3　混合电子系统设计题目选编202

8.3.1 音乐演奏器的设计202

8.3.2 自行车里程表的设计203

8.3.3 高层楼房物业管理系统的设计203

8.3.4 单次波形数据采集与观测电路的硬件设计204

8.3.5 公共场所安全报警系统的设计204

8.3.6　会议大厅电器遥控系统的设计204

8.3.7 公共汽车自动报站系统的设计205

8.3.8 航海模型遥控电路的设计205

第9章　科技写作基础知识206

9.1　科技写作概述206

9.1.1 科技写作的作用206

9.1.2　科技写作的分类206

9.2　科技论文写作207

9.2.1 科技论文写作要求207

9.2.2　科技论文的编写格式208

9.3 电子设计竞赛技术报告的撰写210

9.3.1 电子设计竞赛设计总结报告的评分标准分析210

9.3.2 电子设计竞赛总结报告的内容、要求与应注意的一些问题211

9.4　电子设计竞赛设计的总结报告示例213

附录A　电子设计常用网站218

附录A.1 著名搜索引擎218

附录A.2 常用电子网站218

附录A.3　著名电子公司网站219

附录A.4 著名电子杂志首页219

附录B　常用电子工程手册220

附录C　历年全国大学生电子设计竞赛题目选编221

附录C.1 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目221

附录C.2　第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目222

附录C.3 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目226

附录C.4 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目229

附录C.5 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目234

附录C.6 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目240

附录C.7 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛试题247

附录C.8 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛基本仪器和主要元器件清单255

参考文献257