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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电子系统的组成2

1.2电子系统的设计3

1.2.1电子系统设计的一般方法3

1.2.2电子系统设计一般步骤5

1.3总体方案的选择和实现6

1.3.1总体方案论证及选择6

1.3.2总体方案框图的设计及细化6

1.3.3总体方案的实现6

1.4元器件的选择原则8

1.4.1集成电路的选择8

1.4.2电阻、电容的选择10

1.5设计报告与总结报告的编写12

1.5.1设计报告的编写12

1.5.2总结报告的编写13

1.5.3电子设计竞赛设计报告格式、内容14

第2章 模拟电子系统设计18

2.1概述18

2.1.1模拟电子系统的组成及特点18

2.1.2模拟电子系统的设计方法与步骤19

2.2基本单元电路设计20

2.2.1信号的获取20

2.2.2模拟信号处理单元37

2.2.3模拟信号变换单元45

2.2.4信号产生单元49

2.2.5多路选择开关51

2.2.6电源电路53

2.3模拟电子系统设计举例57

2.3.1湿度控制器的设计57

2.3.2电子系统的数控直流稳压电源设计60

2.4模拟电子系统设计课题65

2.4.1直流稳压电源65

2.4.2 OCL功率放大器66

2.4.3脉冲调宽型伺服放大器68

2.4.4电压／频率变换器69

2.4.5多路防盗报警器71

2.4.6液体界面位置的实时检测与分离72

2.4.7电子配料秤72

2.4.8多种波形发生器74

2.4.9温度测量与控制器75

2.4.10流量测量电路76

第3章 数字电子系统设计79

3.1概述79

3.2组合逻辑电路设计81

3.2.1用SSI器件设计组合逻辑电路81

3.2.2用MSI器件设计组合逻辑电路81

3.3时序逻辑电路设计81

3.3.1用SSI器件设计时序逻辑电路82

3.3.2用中规模（MSI）时序逻辑器件构成时序逻辑电路83

3.3.3用存储器（LSI）构成时序逻辑电路83

3.4常用设计参考单元电路86

3.4.1脉冲波形产生电路86

3.4.2信号变换电路90

3.4.3音响与报警电路93

3.4.4驱动显示电路94

3.5现代数字电子系统设计95

3.5.1现代数字电子系统设计概述95

3.5.2现代数字电子系统设计的方法97

3.5.3设计与仿真工具100

3.5.4器件简介104

3.5.5器件的编程和配置109

3.6课程设计举例114

3.6.1脉搏计的设计114

3.6.2数字钟的EDA设计119

3.7数字电子系统设计课题128

3.7.1数字式竞赛抢答器128

3.7.2路灯控制器129

3.7.3步进电机控制器130

3.7.4转速测量显示逻辑电路设计131

3.7.5多种波形发生器电路设计132

3.7.6交通信号灯控制器133

3.7.7可编程彩灯控制器134

3.7.8数字频率计136

3.7.9信号峰值检测仪136

3.7.10数字温度计138

3.7.11数字式电容测量仪139

3.7.12数字电压表139

3.7.13出租车计费器141

3.7.14电梯控制器的设计143

3.7.15数字秒表144

3.7.16频率计145

3.7.17汽车尾灯控制器146

3.7.18数码锁147

3.7.19乒乓球游戏机149

3.7.20自动售饮料控制器的设计150

第4章 单片机应用系统设计152

4.1单片机基础知识152

4.1.1单片机的特点及发展概况152

4.1.2通用单片机和专用单片机152

4.1.3单片机应用系统与单片机开发系统153

4.1.4单片机的特点154

4.1.5单片机的发展阶段155

4.1.6单片微机技术发展特点156

4.2单片机最小系统设计158

4.2.1 C8051F021单片机简介158

4.2.2单片机最小系统核心板设计160

4.3外部应用电路的设计163

4.3.1键盘接口电路设计163

4.3.2显示接口设计168

4.3.3单片机与D／A、A／D转换电路接口设计174

4.4开发环境Keil软件及软件抗干扰设计182

4.4.1 Keil项目建立和设置182

4.4.2软件的抗干扰设计188

4.5 C8051F021引导装入程序及举例191

4.5.1引导装入程序的操作191

4.5.2硬件考虑192

4.5.3引导装入允许192

4.5.4软件考虑192

4.5.5自动波特率检测193

4.5.6 Flash存储器写入193

4.5.7引导装入程序示例193

4.5.8配置193

4.5.9示例源代码194

4.6单片机系统设计基本课题196

4.6.1基于单片机的交通信号灯的设计196

4.6.2基于单片机的温度测量显示系统设计197

4.6.3基于单片机的低频函数波形发生器设计198

4.6.4简易直流数字电压表设计198

4.6.5基于RS485接口的温度测量电路设计199

4.6.6基于单片机智能学习型遥控器设计199

4.6.7基于单片机控制的LED 16 × 16点阵显示应用系统设计200

4.6.8基于单片机的电子日历电路设计200

4.6.9基于单片机控制的语音录放电路设计201

4.6.10基于单片机的直流无刷电机控制电路设计202

4.6.11基于单片机的步进电机控制电路设计202

4.6.12基于单片机的超级电容充电计量电路设计203

第5章 制作与调试实践205

5.1电路板的设计与制作205

5.1.1印制电路板简介205

5.1.2印制电路板205

5.1.3印制电路板设计基础206

5.1.4印制电路板设计过程与方法208

5.1.5印制板检验210

5.2电子制作中的抗干扰措施211

5.2.1电磁干扰三要素211

5.2.2电子电路中抗干扰的常用措施212

5.2.3电子电路中抗干扰的基本技术214

5.3模拟电路系统调试218

5.3.1电子电路调试的步骤218

5.3.2调试时出现故障的解决方法220

5.3.3电子电路调试中的注意事项222

5.4数字电路系统调试223

5.4.1注重电路的时序图223

5.4.2数字电路的抗干扰措施225

5.5单片机系统调试226

5.5.1单片机最小系统调试227

5.5.2 LCD显示屏调试227

5.5.3键盘调试231

5.5.4 A／D转换接口调试233

5.5.5 I2 C总线接口的日历时钟芯片PCF8563接口235

第6章 综合电子系统设计实例240

6.1数控直流电流源（2005年全国F题，获得全国一等奖）240

6.1.1任务和要求240

6.1.2方案论证与比较241

6.1.3系统组成241

6.1.4软件设计244

6.1.5测试方法与测试数据244

6.1.6总结247

6.2低频数字式相位测量仪（2003年C题）247

6.2.1任务和要求247

6.2.2方案论证与比较248

6.2.3模块电路253

6.2.4电路调试257

6.2.5误差分析258

6.2.6小结258

6.3无线温湿度传输系统设计258

6.3.1任务及要求258

6.3.2硬件电路设计259

6.3.3系统软件设计270

6.3.4系统调试272

6.4点光源跟踪系统（2010年江苏省B题，获江苏省一等奖）274

6.4.1任务及要求274

6.4.2硬件电路的设计275

6.4.3系统程序的流程图278

6.4.4结论278

6.5双向DC-DC变换器（2015年全国A题，获江苏省一等奖）279

6.5.1任务及要求279

6.5.2方案论证与选择280

6.5.3模块电路281

6.5.4系统理论分析与计算282

6.5.5程序设计284

6.5.6测试方案与测试结果284

6.5.7小结285

参考文献290