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第1章 电子系统设计导论1

1.1 电子系统的组成与类型1

1.1.1 电子系统的组成1

1.1.2 电子系统的类型2

1.2 电子系统设计方法与过程4

1.2.1 电子系统的设计方法4

1.2.2 电子系统的设计过程6

1.3 总体方案论证实例12

1.3.1 设计任务与要求12

1.3.2 总体设计12

1.3.3 扩展功能方案论证16

第2章 前向通道设计19

2.1 概述19

2.1.1 前向通道结构形式19

2.1.2 前向通道设计特点20

2.1.3 前向通道设计内容21

2.2 传感器21

2.2.1 传感器组成与分类21

2.2.2 传感器主要参数22

2.2.3 力传感器24

2.2.4 光传感器24

2.2.5 温度传感器30

2.2.6 磁性传感器36

2.2.7 超声波传感器40

2.2.8 震动传感器43

2.2.9 传感器接口46

2.3 信号放大与变换电路47

2.3.1 集成运算放大器应用基础47

2.3.2 常用放大电路50

2.3.3 测量放大器54

2.3.4 电压电流转换器55

2.3.5 电流电压转换器58

2.3.6 积分、微分、滤波电路59

2.3.7 电压比较器与施密特触发器61

2.4 信号的模数转换69

2.4.1 多路模拟开关70

2.4.2 采样保持电路73

2.4.3 A/D转换器（ADC）76

2.4.4 V/F转换器（VFC）81

2.5 前向通道设计实例82

2.5.1 传感器选择82

2.5.2 信号转换与放大电路设计83

2.5.3 A/D转换电路设计84

第3章 主控电路设计85

3.1 概述85

3.2 常用标准逻辑器件86

3.2.1 常用74系列器件86

3.2.2 常用4000系列器件88

3.3 可编程逻辑器件应用90

3.3.1 可编程逻辑器件基础90

3.3.2 Quartus Ⅱ软件平台介绍91

3.3.3 Quartus Ⅱ设计流程92

3.3.4 Quartus Ⅱ设计进阶109

3.4 单片机系统设计118

3.4.1 单片机的分类与选型118

3.4.2 单片机系统设计原则120

3.4.3 单片机最小系统设计121

3.4.4 基于并行总线的单片机系统扩展121

3.4.5 基于串行总线的单片机系统扩展131

3.4.6 单片机人机通道设计153

3.4.7 单片机相互通道设计161

3.4.8 单片机系统软件设计163

3.4.9 STM32系列微控制器简介167

3.4.10 STM32系列微控制器开发平台简介180

3.5 主控电路设计实例201

3.5.1 单片机基本系统设计201

3.5.2 人机对话通道设计204

3.5.3 系统软件设计204

第4章 后向通道设计209

4.1 概述209

4.1.1 后向通道结构形式209

4.1.2 后向通道设计内容209

4.2 信号的数模转换210

4.2.1 D/A转换器（DAC）210

4.2.2 F/V转换器（FVC）214

4.3 功率器件及驱动电路215

4.3.1 开关功率器件及开关量驱动电路215

4.3.2 线性功率器件及线性驱动电路219

4.4 执行机构222

4.4.1 执行机构中的电气元件222

4.4.2 执行机构中的机械装置239

4.5 后向通道设计实例242

4.5.1 后向通道电路设计242

4.5.2 后向通道双向可控硅选择242

第5章 辅助电路设计244

5.1 信号发生电路244

5.1.1 信号发生电路的特性要求244

5.1.2 正弦波发生电路245

5.1.3 非正弦波发生电路251

5.1.4 单片集成函数发生器258

5.1.5 直接数字合成（DDS）信号发生器261

5.2 直流稳压电源270

5.2.1 整流与滤波电路270

5.2.2 集成稳压器分类与主要技术指标272

5.2.3 线性集成稳压器275

5.2.4 开关电源及开关型集成稳压器281

5.3 电压基准288

5.3.1 电压基准分类288

5.3.2 稳压二极管290

5.3.3 并联型电压基准291

5.3.4 串联型电压基准293

5.4 系统辅助电路设计实例297

5.4.1 供电电源设计297

5.4.2 电压基准设计298

第6章 电子系统抗干扰设计301

6.1 干扰产生的原因301

6.2 干扰侵入系统的渠道303

6.3 电子系统抗干扰设计304

6.3.1 硬件抗干扰措施304

6.3.2 印刷电路板的抗干扰设计316

6.3.3 软件抗干扰措施320

6.4 电子系统抗干扰设计实例322

6.4.1 硬件抗干扰措施323

6.4.2 软件抗干扰措施324

第7章 电子系统的安装与调试325

7.1 电子系统的安装325

7.1.1 布局规划325

7.1.2 电路板焊接326

7.1.3 系统连接327

7.2 电子系统的调试327

7.2.1 调试步骤327

7.2.2 故障排查328

7.2.3 调试中的注意事项329

7.3 数据读取及分析处理330

7.3.1 数据的读取330

7.3.2 数据的分析处理331

7.4 电子系统安装与调试实例333

7.4.1 硬件制作与安装333

7.4.2 硬件电路调试334

7.4.3 软件调试335

7.4.4 联机调试336

7.4.5 指标测试及软件固化338

第8章 设计总结报告的编写341

8.1 内容要求341

8.2 排版要求343

8.3 设计总结报告编写实例344

第9章 电子系统设计示例355

9.1 数控信号源设计355

9.1.1 设计任务与要求355

9.1.2 方案论证355

9.2 数控直流稳压电源设计364

9.2.1 设计任务与要求364

9.2.2 方案论证364

9.3 简易数字频率计369

9.3.1 设计任务与要求369

9.3.2 方案论证370

9.4 简易电阻、电容、电感测试仪374

9.4.1 设计任务与要求374

9.4.2 方案论证374

9.5 数字化语音存储与回放系统378

9.5.1 设计任务与要求378

9.5.2 方案论证378

参考文献389