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目次
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1 電子系統設計基礎
1.1 電子系統概論
1.1.1 電子系統
1.1.2 現代電子系統設計的新特點
1.2 電子系統設計教學環節
1.2.1 目的與要求
1.2.2 系統設計的教學過程
1.3 電子系統設計的一般方法與步驟
1.3.1 電子系統設計基本方法
1.3.2 電子系統設計一般步驟
1.4 電子系統的安裝與調試
1.4.1 電子系統的安裝
1.4.2 電子系統的調試
1.5 電子系統的故障分析與排除
1.5.1 常見故障的原因
1.5.2 常見故障的診斷方法
1.5.3 常見故障及其排除
1.6 電子系統的抗干擾技術
1.6.1 常見干擾源
1.6.2 常見的抗干擾措施
主要參考文獻
2 傳感器及其應用
2.1 傳感器概論
2.1.1 傳感器的分類
2.1.2 傳感器的基本性能參數
2.1.3 傳感器輸出信號的特點
2.2 傳感器電子電路
2.2.1 傳感器電子電路的設計號求
2.2.2 典型傳感器電子電路的組成
2.3 常用傳感器及其應用實例
2.3.1 溫度傳感器
2.3.2 霍爾元件及霍爾傳感器
2.3.3 光電傳感器
2.3.4 壓阻式壓力傳感器
2.3.5 超聲波傳感器
主要參考文獻
3 電子系統設計中常用的數值處理方法
3.1 非線性補償技術
3.1.1 非線性函數補償法
3.1.2 線性插值法(多段折線逼近法)
3.1.3 曲線擬合的最小二乘法(二次拋物線插值法)
3.1.4 三次樣條函數插值法
3.1.5 查表法
3.2 數值積分與數值微分
3.2.1 數值微分
3.2.2 數值積分
3.3 標度變換
3.3.1 標度變換原理
3.3.2 線性信號的標度變換
3.3.3 非線性信號的標度變換
3.4 數字濾波技術
3.4.1 濾波器的原理與分類
3.4.2 數字濾波器的設計方法
3.4.3 IIR與FIR濾波器的比較
3.4.4 常用的簡單數字濾波器
主要參考文獻
4 PID控制技術
4.1 引言
4.2 數字PID控制算法
4.2.1 位置式PID控制算法
4.2.2 增量式數字PID控制算法
4.3 數字PID控制算法的改進
4.3.1 積分分離PID控制算法
4.3.2 遇限削弱積分PID控制算法
4.3.3 不完全微分PID控制算法
4.3.4 微分先行PID控制算法
4.3.5 帶死區的PID控制
4.4 PID控制器參數整定
4.4.1 模擬PID控制器參數整定
4.4.2 數字PID控制器的參數選擇和采樣周期選擇
4.5 PID程序設計
4.5.1 位置式PID算法程序設計
4.5.2 增量式PID算法程序設計
主要參考文獻
5 電子系統的數據傳輸與通信
5.1 RS-232C串行接口及應用
5.1.1 RS-232C總線接口標準及電氣特性
5.1.2 RS-232C電子轉換芯片介紹
5.1.3 RS-232C接口的主要缺點
5.1.4 RS-422A/485總線接口標準及其應用
5.1.5 PC機與單片機的串行通信
5.2 並行接口及數據傳輸
5.2.1 PC機並行打印機接口各信號作用
5.2.2 EPP模式的端口寄存器
5.2.3 PC機與單片機的並行數據傳輸
5.3 USB接口簡介
5.3.1 USB接口的背景
5.3.2 適用對象和目標
5.3.3 設計原則
5.3.4 USB性能
5.3.5 USB2.0
5.3.6 USB總線接口控制器芯片CH375簡介
5.3.7 USB總線接口控制器芯片CH375應用舉例
主要參考文獻
6 現場可編程應用技術
6.1 現場可編程門陣列FPGA
6.1.1 概述
6.1.2 FPGA器件的基本結構
6.1.3 FPGA器件的配置
6.1.4 FPGA器件設計流程
6.1.5 圖形輸入文件
6.2 現場模擬可編程技術
6.2.1 AN10E40芯片介紹
6.2.2 AN10E40工作模式0使用方法舉例
6.2.3 借助I2C EEPROM的工作模式0使用方法舉例
6.2.4 AN10E40工作模式1使用方法舉例
主要參考文獻
7 電子系統設計實例
7.1 簡易數字頻率計
7.1.1 總體方案設計與論證
7.1.2 模塊電路設計與參數計算
7.1.3 系統電路的實現
7.1.4 誤差分析
7.1.5 軟件設計
7.1.6 系統調試與指標測試
7.2 數字式工頻有效值多用表
7.2.1 總體方案設計與論證
7.2.2 模塊電路設計與參數計算
7.2.3 軟件設計及流程
7.2.4 系統調試與指標測試
7.3 簡易數字式存儲示波器
7.3.1 總體方案設計與論證
7.3.2 模塊電路設計與實現
7.3.3 軟件設計
7.3.4 系統調試與指標測試
7.3.5 系統性能分析
7.4 簡易邏輯分析儀
7.4.1 總體方案設計與論證
7.4.2 系統設計
7.4.3 軟件設計
7.4.4 系統調試與指標測試
7.5 低頻數字式相位測量儀
7 5.1 總體方案設計與論證
7 5.2 理論分析與具體電路實現
7 5.3 軟件設計與流程圖
7 5.4 系統調試與指標測試
7 5.5 結果與誤差分析
7.6 液體點滴速度監控裝置
7.6.1 總體方案設計與論證
7.6.2 理論分析與計算
7.6.3 系統測試及數據
7.6.4 數據分析和處理
7.6.5 設計完成情況
8 電子系統調試技術
8.1 開環系統調試方法
8.2.1 電子秒表的調試
8.1.2 單級放大器模塊電路的調試
8.1.3 反相比例放大器
8.2 閉環系統調試方法
8.2.1 3個反相器構成的多諧振蕩器的調試
8.2.2 集成運算放大器構成的三角波發生器的調試
8.3 單片機系統調試方法
8.3.1 簡單單片機程序調試
8.3.2 單片機最小系統驗證
8.3.3 單片機P1口的測試
8.3.4 調試軟件延時程序
8.3.5 單片機串口的測試
8.3.6 調試A/D轉換模塊電路
8.3.7 調試D/A轉換模塊電路
8.3.8 單片機擴展外部數據存儲器的測試
8.3.9 調試中斷服務程序
9 電子系統電路設計中硬件的選擇
9.1 處理器選擇
9.1.1 單片機
9.1.2 嵌入式處理器
9.1.3 數字信號處理器
9.1.4 現場可編程器件
9.2 接口電路選擇
9.3 外圍元器件選擇
9.4 系統設計的造價考量
附錄A 電子系統設計思考題及答案
附錄B 單片機基本概念檢測題
1.1 電子系統概論
1.1.1 電子系統
1.1.2 現代電子系統設計的新特點
1.2 電子系統設計教學環節
1.2.1 目的與要求
1.2.2 系統設計的教學過程
1.3 電子系統設計的一般方法與步驟
1.3.1 電子系統設計基本方法
1.3.2 電子系統設計一般步驟
1.4 電子系統的安裝與調試
1.4.1 電子系統的安裝
1.4.2 電子系統的調試
1.5 電子系統的故障分析與排除
1.5.1 常見故障的原因
1.5.2 常見故障的診斷方法
1.5.3 常見故障及其排除
1.6 電子系統的抗干擾技術
1.6.1 常見干擾源
1.6.2 常見的抗干擾措施
主要參考文獻
2 傳感器及其應用
2.1 傳感器概論
2.1.1 傳感器的分類
2.1.2 傳感器的基本性能參數
2.1.3 傳感器輸出信號的特點
2.2 傳感器電子電路
2.2.1 傳感器電子電路的設計號求
2.2.2 典型傳感器電子電路的組成
2.3 常用傳感器及其應用實例
2.3.1 溫度傳感器
2.3.2 霍爾元件及霍爾傳感器
2.3.3 光電傳感器
2.3.4 壓阻式壓力傳感器
2.3.5 超聲波傳感器
主要參考文獻
3 電子系統設計中常用的數值處理方法
3.1 非線性補償技術
3.1.1 非線性函數補償法
3.1.2 線性插值法(多段折線逼近法)
3.1.3 曲線擬合的最小二乘法(二次拋物線插值法)
3.1.4 三次樣條函數插值法
3.1.5 查表法
3.2 數值積分與數值微分
3.2.1 數值微分
3.2.2 數值積分
3.3 標度變換
3.3.1 標度變換原理
3.3.2 線性信號的標度變換
3.3.3 非線性信號的標度變換
3.4 數字濾波技術
3.4.1 濾波器的原理與分類
3.4.2 數字濾波器的設計方法
3.4.3 IIR與FIR濾波器的比較
3.4.4 常用的簡單數字濾波器
主要參考文獻
4 PID控制技術
4.1 引言
4.2 數字PID控制算法
4.2.1 位置式PID控制算法
4.2.2 增量式數字PID控制算法
4.3 數字PID控制算法的改進
4.3.1 積分分離PID控制算法
4.3.2 遇限削弱積分PID控制算法
4.3.3 不完全微分PID控制算法
4.3.4 微分先行PID控制算法
4.3.5 帶死區的PID控制
4.4 PID控制器參數整定
4.4.1 模擬PID控制器參數整定
4.4.2 數字PID控制器的參數選擇和采樣周期選擇
4.5 PID程序設計
4.5.1 位置式PID算法程序設計
4.5.2 增量式PID算法程序設計
主要參考文獻
5 電子系統的數據傳輸與通信
5.1 RS-232C串行接口及應用
5.1.1 RS-232C總線接口標準及電氣特性
5.1.2 RS-232C電子轉換芯片介紹
5.1.3 RS-232C接口的主要缺點
5.1.4 RS-422A/485總線接口標準及其應用
5.1.5 PC機與單片機的串行通信
5.2 並行接口及數據傳輸
5.2.1 PC機並行打印機接口各信號作用
5.2.2 EPP模式的端口寄存器
5.2.3 PC機與單片機的並行數據傳輸
5.3 USB接口簡介
5.3.1 USB接口的背景
5.3.2 適用對象和目標
5.3.3 設計原則
5.3.4 USB性能
5.3.5 USB2.0
5.3.6 USB總線接口控制器芯片CH375簡介
5.3.7 USB總線接口控制器芯片CH375應用舉例
主要參考文獻
6 現場可編程應用技術
6.1 現場可編程門陣列FPGA
6.1.1 概述
6.1.2 FPGA器件的基本結構
6.1.3 FPGA器件的配置
6.1.4 FPGA器件設計流程
6.1.5 圖形輸入文件
6.2 現場模擬可編程技術
6.2.1 AN10E40芯片介紹
6.2.2 AN10E40工作模式0使用方法舉例
6.2.3 借助I2C EEPROM的工作模式0使用方法舉例
6.2.4 AN10E40工作模式1使用方法舉例
主要參考文獻
7 電子系統設計實例
7.1 簡易數字頻率計
7.1.1 總體方案設計與論證
7.1.2 模塊電路設計與參數計算
7.1.3 系統電路的實現
7.1.4 誤差分析
7.1.5 軟件設計
7.1.6 系統調試與指標測試
7.2 數字式工頻有效值多用表
7.2.1 總體方案設計與論證
7.2.2 模塊電路設計與參數計算
7.2.3 軟件設計及流程
7.2.4 系統調試與指標測試
7.3 簡易數字式存儲示波器
7.3.1 總體方案設計與論證
7.3.2 模塊電路設計與實現
7.3.3 軟件設計
7.3.4 系統調試與指標測試
7.3.5 系統性能分析
7.4 簡易邏輯分析儀
7.4.1 總體方案設計與論證
7.4.2 系統設計
7.4.3 軟件設計
7.4.4 系統調試與指標測試
7.5 低頻數字式相位測量儀
7 5.1 總體方案設計與論證
7 5.2 理論分析與具體電路實現
7 5.3 軟件設計與流程圖
7 5.4 系統調試與指標測試
7 5.5 結果與誤差分析
7.6 液體點滴速度監控裝置
7.6.1 總體方案設計與論證
7.6.2 理論分析與計算
7.6.3 系統測試及數據
7.6.4 數據分析和處理
7.6.5 設計完成情況
8 電子系統調試技術
8.1 開環系統調試方法
8.2.1 電子秒表的調試
8.1.2 單級放大器模塊電路的調試
8.1.3 反相比例放大器
8.2 閉環系統調試方法
8.2.1 3個反相器構成的多諧振蕩器的調試
8.2.2 集成運算放大器構成的三角波發生器的調試
8.3 單片機系統調試方法
8.3.1 簡單單片機程序調試
8.3.2 單片機最小系統驗證
8.3.3 單片機P1口的測試
8.3.4 調試軟件延時程序
8.3.5 單片機串口的測試
8.3.6 調試A/D轉換模塊電路
8.3.7 調試D/A轉換模塊電路
8.3.8 單片機擴展外部數據存儲器的測試
8.3.9 調試中斷服務程序
9 電子系統電路設計中硬件的選擇
9.1 處理器選擇
9.1.1 單片機
9.1.2 嵌入式處理器
9.1.3 數字信號處理器
9.1.4 現場可編程器件
9.2 接口電路選擇
9.3 外圍元器件選擇
9.4 系統設計的造價考量
附錄A 電子系統設計思考題及答案
附錄B 單片機基本概念檢測題
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