電子系統設計與實踐（簡體書）

本書由模擬電子系統設計、數字電子系統設計、單片機系統設計和綜合電子系統設計四部分組成, 包括基於放大電路設計、模擬濾波器設計、直流穩壓電源設計、CPLD/FPGA應用基礎、STM32F407單片機的基本原理、單片機最小系統設計、單片機的串行擴展技術、單片機的並行擴展技術、語音存儲與回放系統、DDS信號發生器、高速數據采集系統、CAN總線通信系統等12章內容。內容編排循序漸進, 從器件、單元電路設計, 再到以STM32F407單片機和Cyclone IV系列FPGA為核心器件、配以高性能模擬器件的綜合電子系統設計。

賈立新，長期從事模電、數電、電子系統設計等課程的理論和實踐教學工作。曾擔任電子技術教研室主任，電工電子實驗教學示範中心主任，系主任等職。現為數電課程責任教師，本科教學督導組組長。自1995年開始一直負責我校大學生電子設計競賽賽前輔導工作。指導電子設計競賽獲得包括全國一等獎等多個獎項，多次被評為國家、省優秀賽前輔導教師。

(1) 以培養學生工程實踐能力為主要目標，將學生電子系統設計能力的培養常態化、課程化。
(2) 本書是“新形態”教材。以紙質教材為載體，通過二維碼向讀者提供與教材內容相關的知識點講解視頻、實驗演示視頻、測試程序等資源，便於學生線上線下自主學習。
(3) 模塊化的電子系統設計方法。將電子系統分成3～6個模塊，每個模塊由1～3個單元電路組成，每個單元電路由一片集成芯片實現。提高電子系統設計的抽象層次，降低電子系統的設計難度，便於採用團隊協作的方式完成一個電子系統的設計。
(4) 豐富的設計案例。採用作者20多年指導電子設計競賽和電子系統設計課程教學所積累的設計案例。硬件電路原理圖、程序代碼均經過調試驗證，並根據實踐過程中出現的問題持續改進。
(5) 每章均安排了思考題和設計訓練題。思考題幫助讀者理解書本內容，可作為教師教學過程中出卷的參考。設計訓練題與每章內容緊密結合，適合學生實踐訓練。
(6) 本書配有模塊化綜合電子系統實驗箱，將典型電路製作成標準尺寸的模塊，通過選用不同的模塊可以構建書中所有設計實例和大部分設計訓練題。該實驗箱在2010年獲全國電子技術教學研究會實驗教學成果一等獎。

目錄









第1章基於集成運放的放大電路設計

1.1運算放大器的模型

1.2集成運放構成的基本放大電路

1.3集成運放的參數

1.4運放應用電路設計舉例

1.5單電源放大電路設計

思考題

設計訓練題

第2章濾波器設計

2.1概述

2.2無限增益多重反饋濾波器設計

2.2.1二階MFB低通濾波器設計

2.2.2二階MFB高通濾波器設計

2.2.3二階MFB帶通濾波器設計

2.2.4二階MFB帶阻濾波器設計

2.2.5有源濾波器的級聯

2.3開關電容濾波器

2.3.1開關電容濾波器的基本原理

2.3.2單片集成開關電容濾波器的應用

思考題

設計訓練題

第3章直流穩壓電源設計

3.1概述

3.2線性直流穩壓電源設計

3.3開關直流穩壓電源設計

3.3.1降壓型DC/DC變換電路設計

3.3.2升壓型DC/DC變換電路設計

3.3.3極性反轉型DC/DC變換電路設計

思考題

設計訓練題

第4章FPGA/CPLD應用基礎

4.1FPGA/CPLD的結構和原理

4.1.1概述

4.1.2FPGA基本結構和原理

4.1.3CPLD基本結構和原理

4.2FPGA最小系統設計

4.2.1設計方案

4.2.2硬件電路設計

4.2.3硬件電路測試

4.3數字系統設計實例――信號發生器設計

4.3.1設計題目

4.3.2方案設計

4.3.3單元電路設計

4.3.4QuartusⅡ 13.0的操作流程

4.3.5SignalTapⅡ調試工具的使用

4.3.6JTAG間接模式編程配置器件

思考題

設計訓練題

第5章STM32F407單片機的基本原理

5.1概述

5.2時鐘系統

5.3通用輸入/輸出端口

5.4定時器

5.5中斷系統

思考題

第6章單片機最小系統設計

6.1方案設計

6.2硬件電路設計

6.3CPLD內部邏輯電路設計

6.3.14×4鍵盤接口設計

6.3.2TFT模塊接口設計

6.3.3地址譯碼器的設計

6.4最小系統測試程序設計

思考題

設計訓練題


第7章單片機串行總線擴展技術

7.1概述

7.2SPI總線擴展技術

7.2.1SPI總線及軟件模擬

7.2.2STM32F407單片機的SPI總線接口

7.2.3SPI總線擴展實例――程控放大器設計

7.3I2C總線擴展技術

7.3.1I2C總線及軟件模擬

7.3.2STM32F407單片機的I2C總線接口

7.3.3I2C總線擴展實例――基於ADS1100的電阻測量儀設計

思考題

設計訓練題

第8章單片機並行總線擴展技術

8.1概述

8.2STM32F407單片機的並行總線接口

8.3STM32F407單片機與FPGA的並行接口設計

8.4並行總線擴展實例――等精度頻率計設計

8.5並行總線擴展實例――簡易16位SPI接口設計

思考題

設計訓練題

第9章數字化語音存儲與回放系統

9.1設計題目

9.2方案設計

9.3STM32F407單片機的ADC

9.4STM32F407單片機的DAC

9.5模擬子系統設計

9.6M25P16的接口設計

9.7系統軟件設計

9.8系統調試

思考題

設計訓練題

第10章DDS信號發生器

10.1設計題目

10.2方案設計

10.3DDS子系統設計

10.4模擬量輸出通道設計

10.4.1高速DAC電路設計

10.4.2放大濾波電路設計

10.5系統軟件設計

10.6系統調試

思考題

設計訓練題

第11章高速數據采集系統

11.1設計題目

11.2方案設計

11.3模擬量輸入通道設計

11.3.1高速ADC電路設計

11.3.2信號調理電路設計

11.4FIFO數據緩衝電路設計

11.5系統軟件設計

11.6系統調試

思考題

設計訓練題

第12章CAN總線通信系統

12.1CAN總線簡介

12.2CAN總線協議

12.3STM32F407單片機的CAN控制器

12.4CAN通信系統設計舉例

12.4.1設計題目

12.4.2方案設計

12.4.3系統軟件設計

12.4.4系統調試

思考題

設計訓練題

參考文獻