電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

　　微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展不但使電子產(chǎn)品的小型化、微型化進(jìn)程加快，而且給電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也帶來(lái)了前所未有的變革。對(duì)于電子技術(shù)的學(xué)習(xí)，不能只停留在理論學(xué)習(xí)層面，還需要對(duì)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、仿真技術(shù)、制作與加工技術(shù)、測(cè)試與調(diào)試技術(shù)進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)，更重要的是要將上述內(nèi)容應(yīng)用到電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中來(lái)。正是：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。”　　編寫(xiě)本書(shū)我們有如下幾個(gè)方面的考慮：　　1.盡量讓學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作、加工和調(diào)試有一個(gè)系統(tǒng)的、完整的概念?！　?.在理解與掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法基礎(chǔ)上，盡量讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有一定程度的訓(xùn)練?！　?.考慮到不同專業(yè)的需要，在選題上盡量豐富、廣泛。而且鼓勵(lì)同一設(shè)計(jì)題目使用不同的設(shè)計(jì)方案完成，并進(jìn)行方案比較?！　?.設(shè)計(jì)練習(xí)由淺入深，可供不同層次、不同專業(yè)、不同階段的設(shè)計(jì)選用?！　?.為了方便學(xué)生查找元器件等有關(guān)資料，附錄中給出了常用電子元器件、典型電路、常用傳感器、常用驅(qū)動(dòng)器件與典型電路等設(shè)計(jì)參考資料。　　6.本課程由理論教學(xué)和設(shè)計(jì)練習(xí)構(gòu)成，建議安排四個(gè)星期的專門(mén)時(shí)間（或者兩次兩個(gè)星期的時(shí)間），也可以安排64學(xué)時(shí)的教學(xué)。在學(xué)習(xí)完電子技術(shù)（模擬和數(shù)字）并初步掌握了電路設(shè)計(jì)軟件之后開(kāi)設(shè)本課程，理論教學(xué)與設(shè)計(jì)訓(xùn)練的時(shí)間建議為1：4。　　本書(shū)由馬建國(guó)主編。參加編寫(xiě)的有王妲（第1章）、張華（第2章）、張江梅（第3章）、胡莉（第4章）、劉桂華（第5章）、馬上（第6章）、附錄（李家會(huì)），由馬建國(guó)統(tǒng)稿?！　”緯?shū)由清華大學(xué)董在望教授主審，參加審稿工作的有鄒新杰、習(xí)重華。一些研究生與本科生參加了本書(shū)的作圖與設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作，在此表示感謝。

內(nèi)容概要

本書(shū)是作者在多年教學(xué)實(shí)踐與科研設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)的。內(nèi)容包括電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電子電路的加工與調(diào)試基礎(chǔ)、模擬與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)混合設(shè)計(jì)等章節(jié)，并配有常用電子元器件、典型電路、常用傳感器、常用驅(qū)動(dòng)器件與典型電路等豐富的設(shè)計(jì)參考資料。本書(shū)在編寫(xiě)風(fēng)格上盡量考慮到學(xué)生易學(xué)、教師易教等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)舉例盡量典型性與豐富多彩相結(jié)合，設(shè)計(jì)練習(xí)也盡量考慮到不同專業(yè)對(duì)教學(xué)要求的特點(diǎn)，由基本設(shè)計(jì)方法介紹、典型設(shè)計(jì)實(shí)例和設(shè)計(jì)練習(xí)題目組成。    本書(shū)是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，可用作信息類(lèi)專業(yè)的課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)概論等課程的教學(xué)參考書(shū)，部分內(nèi)容可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)選題，也可以作為電子工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  1.1 導(dǎo)言  1.2 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述  1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真技術(shù)  1.4 板卡設(shè)計(jì)與板卡仿真技術(shù)  1.5 芯片設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)  1.6 系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  參考文獻(xiàn)第2章 電子電路的加工及調(diào)試基礎(chǔ)  2.1 電路板的設(shè)計(jì)與制作  2.2 元器件的焊接  2.3 表面安裝與微組裝技術(shù)  2.4 元器件的選擇及資料獲取  2.5 接地技術(shù)  2.6 電磁干擾及抑制  2.7 調(diào)試與檢測(cè)技術(shù)  2.8 故障診斷技術(shù)第3章 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)  3.1 概述  3.2 電源設(shè)計(jì)電路  3.3 基本放大電路及信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)  3.4 信號(hào)發(fā)生及輸出電路設(shè)計(jì)  3.5 模擬電子電路設(shè)計(jì)舉例  3.6 模擬電子電路設(shè)計(jì)典型題目及要求第4章 數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)  4第1章 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  1.1 導(dǎo)言  1.2 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述  1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真技術(shù)  1.4 板卡設(shè)計(jì)與板卡仿真技術(shù)  1.5 芯片設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)  1.6 系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  參考文獻(xiàn)第2章 電子電路的加工及調(diào)試基礎(chǔ)  2.1 電路板的設(shè)計(jì)與制作  2.2 元器件的焊接  2.3 表面安裝與微組裝技術(shù)  2.4 元器件的選擇及資料獲取  2.5 接地技術(shù)  2.6 電磁干擾及抑制  2.7 調(diào)試與檢測(cè)技術(shù)  2.8 故障診斷技術(shù)第3章 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)  3.1 概述  3.2 電源設(shè)計(jì)電路  3.3 基本放大電路及信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)  3.4 信號(hào)發(fā)生及輸出電路設(shè)計(jì)  3.5 模擬電子電路設(shè)計(jì)舉例  3.6 模擬電子電路設(shè)計(jì)典型題目及要求第4章 數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)  4.1 組合邏輯電路設(shè)計(jì)  4.2 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)  4.3 存儲(chǔ)器技術(shù)  4.4 數(shù)字電路設(shè)計(jì)舉例第5章 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)  5.1 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述  5.2 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法  5.3 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程  5.4 設(shè)計(jì)與仿真工具  5.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例  5.6 數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第6章 系統(tǒng)混合設(shè)計(jì)  6.1 模擬/數(shù)字混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)  6.2 系統(tǒng)抗干擾技術(shù)  6.3 SOC問(wèn)題  6.4 設(shè)計(jì)舉例  6.5 設(shè)計(jì)題目選編附錄1 組合邏輯電路設(shè)計(jì)  4.2 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)  4.3 存儲(chǔ)器技術(shù)  4.4 數(shù)字電路設(shè)計(jì)舉例第5章 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)  5.1 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述  5.2 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法  5.3 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程  5.4 設(shè)計(jì)與仿真工具  5.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例  5.6 數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第6章 系統(tǒng)混合設(shè)計(jì)  6.1 模擬/數(shù)字混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)  6.2 系統(tǒng)抗干擾技術(shù)  6.3 SOC問(wèn)題  6.4 設(shè)計(jì)舉例  6.5 設(shè)計(jì)題目選編附錄

章節(jié)摘錄

　　完整的電子設(shè)計(jì)過(guò)程包括概念級(jí)、功能級(jí)和技術(shù)級(jí)設(shè)計(jì)以及針對(duì)多種設(shè)計(jì)在制造和使用階段的反饋信息的再設(shè)計(jì)。一般而言，工程問(wèn)題呈現(xiàn)病態(tài)性和多解性的特征，要處理好此類(lèi)工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備處理病態(tài)問(wèn)題的能力、應(yīng)用某種設(shè)計(jì)策略的能力、運(yùn)用發(fā)散式與并行式思維的能力以及使用文字和非文字手段表達(dá)技術(shù)思想的能力?！　?.1.2現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的特點(diǎn)　　人類(lèi)要改造自然就要進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)預(yù)定的目標(biāo)經(jīng)過(guò)一系列規(guī)劃、分析和決策，產(chǎn)生相應(yīng)的文字、數(shù)據(jù)、圖形等信息，這就是設(shè)計(jì)。然后或通過(guò)實(shí)踐轉(zhuǎn)化為某項(xiàng)工程或者通過(guò)制造成為產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程從本質(zhì)上是一個(gè)創(chuàng)新過(guò)程，是將創(chuàng)新構(gòu)思轉(zhuǎn)化為有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品的過(guò)程。從工程的角度來(lái)看，設(shè)計(jì)這個(gè)詞有兩種概念。廣義的概念指的是發(fā)展過(guò)程的安排，包括發(fā)展的方向、程序、細(xì)節(jié)及達(dá)到的目標(biāo)。狹義的概念指的是將客觀需求轉(zhuǎn)化為滿足該需求的技術(shù)系統(tǒng)的活動(dòng)，各種產(chǎn)品包括電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)即屬此種概念?！　?0世紀(jì)60年代以來(lái)，人們由工程技術(shù)領(lǐng)域總結(jié)來(lái)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)電子設(shè)計(jì)工作起到了極大的推動(dòng)作用?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)是過(guò)去長(zhǎng)期的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)活動(dòng)的延伸和發(fā)展，是隨著設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，由個(gè)別到一般、具體到抽象-、感性到理性，逐步歸納、演繹、綜合而發(fā)展起來(lái)的。由于科技進(jìn)步的速度日益增快，特別是計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，人們?cè)谡莆帐挛锏目陀^規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時(shí)，運(yùn)用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，進(jìn)行過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái)難以想象的綜合集成設(shè)計(jì)計(jì)算，使包括電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)在內(nèi)的設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。　　現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)主要有下列特點(diǎn)：　　1.系統(tǒng)性　　現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是邏輯的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。目前有兩種體系，一種是德國(guó)倡導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，用從抽象到具體的發(fā)散的思維方法，以“功能一原理一結(jié)構(gòu)”框架為模型的橫向變異和縱向綜合，用計(jì)算機(jī)構(gòu)造多種方案，評(píng)價(jià)選出最優(yōu)方案；一種是美國(guó)倡導(dǎo)的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)學(xué)，在知識(shí)、手段和方法不充分的條件下，運(yùn)用創(chuàng)造技法，充分發(fā)揮想象，進(jìn)行辯證思維，形成新的構(gòu)思和設(shè)計(jì)?！　鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)方法是經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比的設(shè)計(jì)方法。用收斂性的思維方法，過(guò)早地進(jìn)入具體方案，功能原理分析既不充分又不系統(tǒng)，不強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，也很難得到最優(yōu)方案。

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