現代電子設計與創新(第二版)（簡體書）

《普通高等教育"十二五"規劃教材?電子電氣基礎課(應用型系列):現代電子設計與創新(第2版)》目的在于為電子系統設計的初學讀者提供最基本的基礎知識，為推動“加強實踐環節、提高實際能力培養”的教學要求做出一點貢獻。《普通高等教育"十二五"規劃教材?電子電氣基礎課(應用型系列):現代電子設計與創新(第2版)》精簡第一版的內容，整合了部分內容。

前言
第一版前言
第1章 電子系統設計導論
1.1 電子系統概述
1.1.1 定義
1.1.2 電子系統的構成
1.1.3 電子產品的研制開發過程
1.1.4 電子系統設計的基本原則
1.2 電子系統的設計方法
1.3 各種電子系統設計步驟
1.3.1 模擬系統設計步驟
1.3.2 數字系統設計步驟
1.4 電子設計競賽題目與分析
1.4.1 全國大學生電子設計競賽簡介
1.4.2 全國大學生電子設計競賽命題原則及要求
1.4.3 全國大學生電子設計競賽的題目分析
第2章 傳感器及其應用
2.1 傳感器概述
2.1.1 傳感器組成
2.1.2 傳感器分類
2.1.3 傳感器特性
2.2 傳感器及其應用
2.2.1 轉速傳感器
2.2.2 溫度傳感器
2.3 傳感器接口電路的設計
2.3.1 接口電路設計注意事項
2.3.2 放大電路的設計
第3章 模擬系統中的基本電路模塊
3.1 電源電路的設計
3.1.1 引起穩壓電源輸出不穩定的主要原因
3.1.2 穩壓電源技術指標
3.1.3 直流穩壓電源
第4章 現代數字系統設計
4.1 概述
4.2 現代數字系統設計的方法
4.3 PLD器件概述
4.3.1 MAXⅡCPLD系列芯片
4.3.2 Pyclone FPGA系列
4.4 PLD最簡系統的開發
4.4.1 PLD的配置
4.4.2 供電電路
4.5 QuartusⅡ的使用
4.6 VHDL硬件描述語言常見錯誤及其原因分析
4.7 編程技巧
4.7.1 程序優化
4.7.2 狀態機優化
4.7.3 毛刺與抗干擾
4.7.4 宏功能模塊和IP核復用
第5章 單片機應用系統設計
5.1 概述
5.2 單片機系統設計基礎
5.2.1 單片機系統的一般組成
5.2.2 芯片選擇
5.2.3 單片機系統的擴展
5.3 具有三總線單片機系統的設計——MCS-51
5.3.1 MCS一51單片機概述
5.3.2 最小系統
5.3.3 單片機總線接口擴展
5.4 無三總線單片機系統的設計——AVR單片機
5.4.1 AVR單片機概述
5.4.2 最小系統
5.4.3 單片機總線接口擴展
5.5 單片機與D／A及A／D轉換電路制作
5.5.1 D／A轉換電路及程序設計
5.5.2 A／D轉換電路及程序設計
5.6 人機通道設計
5.6.1 按鍵或鍵盤的結構形式
5.6.2 按鍵或鍵盤接口
5.6.3 顯示類型與顯示接口
5.7 Protues軟件在單片機開發中的應用
5.7.1 Protes簡介
5.7.2 Protues的功能構成
5.7.3 Protues開發及仿真實例
第6章 電子系統設計舉例
6.1 水溫控制系統的設計
6.1.1 設計任務與要求
6.1.2 總體論證
6.1.3 系統設計
6.1.4 硬件開發
6.1.5 軟件開發
6.1.6 連機調試
6.1.7 指標測試及軟件固化
6.1.8 系統改進措施與功能擴展
6.2 低頻數字式相位測量儀的設計
6.2.1 設計任務
6.2.2 設計方案論證
6.2.3 系統硬件設計
6.2.4 系統軟件設計
6.2.5 系統設計總結
6.3 MP3音樂播放器的設計
6.3.1 設計任務與要求
6.3.2 總體方案設計
6.3.3 系統各模塊方案論證與選擇
6.3.4 系統軟件設計
6.4 雙因素認證系統設計
6.4.1 設計需求
6.4.2 系統硬件設計
6.4.3 系統軟件設計
第7章 電子制作工藝基礎
7.1 電子制作工藝概述
7.1.1 電子工程師必須重視電子制作工藝
7.1.2 元器件的測試與篩選
7.1.3 焊接工藝
7.1.4 裝配工藝
7.2 電子元器件的識別
7.2.1 電阻器
7.2.2 電容器
7.2.3 電感器
7.2.4 半導體器件手冊的查詢方法
7.2.5 晶體二極管
7.2.6 晶體三極管
7.2.7 晶體閘流管
7.2.8 雙向晶閘管
7.2.9 組合器件
7.2.10 半導體集成電路
7.3 表面貼裝元件
7.3.1 電阻器
7.3.2 片式電容器
7.3.3 其他貼片器件
7.4 電路板的設計與制作
7.4.1 印制電路板簡介
7.4.2 印制電路板
7.4.3 印制電路板設計
7.4.4 印制電路板的制作
7.5 電子元件的焊接技術
7.5.1 手工焊接的工具和材料
7.5.2 電子元器件的引線成形和插裝
7.5.3 焊接工藝
7.5.4 平面焊接技術
7.5.5 工業生產錫焊技術簡介
7.5.6 電子焊接技術的發展
7.5.7 表面安裝與微組裝技術
7.6 電子作品的調試與檢測
7.6.1 電子作品的調試
7.6.2 電子作品的故障檢修
7.7 電子系統的抗干擾設計
7.7.1 電磁干擾與電磁兼容問題
7.7.2 干擾的類型
7.7.3 抗干擾設計方法
第8章 電子設計與實踐題目選編
8.1 模擬電子設計題目選編
8.1.1 數字溫度計的設計
8.1.2 過電壓、欠電壓和過電流保護電路的設計
8.1.3 擴音機的設計
8.1.4 有源濾波系統的設計
8.1.5 直流穩壓電源的設計
8.2 數子電子設計題目選編
8.2.1 五路呼叫器的設計
8.2.2 交通燈控制器的設計
8.2.3 半導體三極管β值數字顯示測試電路的設計
8.2.4 開關型直流穩壓電源的設計
8.2.5 音樂彩燈控制器的設計
8.3 混合電子系統設計題目選編
8.3.1 音樂演奏器的設計
8.3.2 自行車里程表的設計
8.3.3 高層樓房物業管理系統的設計
8.3.4 單次波形數據采集與觀測電路的硬件設計
8.3.5 公共場所安全報警系統的設計
8.3.6 會議大廳電器遙控系統的設計
8.3.7 公共汽車自動報站系統的設計
8.3.8航海模型遙控電路的設計
第9章 歷年全國大學生電子設計競賽題目選編
9.1 第一屆（1994年）全國大學生電子設計競賽題目
9.2 第二屆（1995年）全國大學生電子設計競賽題目
9.3 第三屆（1997年）全國大學生電子設計競賽題目
9.4 第四屆（1999年）全國大學生電子設計競賽題目
9.5 第五屆（2001年）全國大學生電子設計競賽題目
9.6 第六屆（2003年）全國大學生電子設計競賽題目
9.7 第七屆（2005年）全國大學生電子設計競賽試題
9.8 第七屆（2005年）全國大學生電子設計競賽基本儀器和主要元器件清單
9.9 第八屆（2007年）全國大學生電子設計競賽題目
9.10 第八屆（2007年）全國大學生電子設計競賽基本儀器和主要元器件清單
9.11 第九屆（2009年）全國大學生電子設計競賽題目
9.12 第九屆（2009年）全國大學生電子設計競賽基本儀器和主要元器件清單
9.13 第十屆（2011年）全國大學生電子設計競賽題目
9.14 第十屆（2011年）全國大學生電子設計競賽基本儀器和主要元器件清單
第10章 科技寫作基礎知識
10.1 科技寫作概述
10.1.1 科技寫作的作用
10.1.2 科技寫作的分類
10.2 科技論文寫作
10.2.1 科技論文寫作要求
10.2.2 科技論文的編寫格式
10.3 電子設計競賽技術報告的撰寫
10.3.1 電子設計競賽設計總結報告的評分標準分析
10.3.2 電子設計競賽設計總結報告的內容、要求與應注意的一些問題
10.4 電子設計競賽設計的總結報告示例
附錄1 電子設計常用網站
附錄1.1 著名搜索引擎
附錄1.2 常用電子網站
附錄1.3 著名電子公司網站
附錄1.4 著名電子雜志首頁
附錄2 常用電子工程手冊
參考文獻

5.7 Protues軟件在單片機開發中的應用
5.7.1 Protues簡介
Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件，是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具之一。Protues從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。
Protues軟件具有其他EDA工具軟件的功能，如原理布圖、PCB自動或人工布線、SPICE電路仿真等功能。同時具備如下特殊功能：
（1）互動的電路仿真，用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IC器件；
（2）仿真處理器及其外圍電路，可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機；
（3）完備的電子設計開發環境，系統可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果，同時配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，建立了完備的電子設計開發環境。
5.7.2 Protues的功能構成
1.智能原理圖設計（ISIS）
豐富的器件庫：Protues器件庫有超過27000種元器件，可方便地創建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰；可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。
2.完善的電路仿真功能（Prospice）
ProSPICE混合仿真：基于工業標準SPICE3F5，實現數字／模擬電路的混合仿真；超過27000個仿真器件：可以通過內部原型或使用廠家的SPICE文件自行設計仿真器件，Labcenter也在不斷地發布新的仿真器件，還可導入第三方發布的仿真器件；多樣的激勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數信號、單頻FM、數字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入；豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器、直流電壓／電流表、交流電壓／電流表、數字圖案發生器、頻率計／計數器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器等；生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結合動態器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動；高級圖形仿真功能（ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包括工作點、瞬態特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅里葉頻譜分析等，還可以進行一致性分析。
3.獨特的單片機協同仿真功能（VSM）
Protues支持主流CPU類型：如ARM7、8051／52、AVR、PIC10／12、PIC16、PIC18、PIC24、DSPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級還在繼續增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器；支持通用外設模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點陣、LED七段顯示模塊、鍵盤／按鍵、直流／步進／伺服電機、RS232虛擬終端、電子溫度計等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機串口和外部電路實現雙向異步串行通信；實時仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI／I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；編譯及調試：支持單片機匯編語言的編輯／編譯／源碼級仿真，內帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環境（如IAR、Keil和Hitech）結合，進行高級語言的源碼級仿真和調試。