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| 編輯推薦： |
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（1）教材内容与先修学科基础课程紧密结合。选取基于“模拟+MCU+FPGA”的综合电子系统设计作为核心内容，与模拟电路、数字电路、单片机等基础课程实现无缝衔接，培养学生综合运用多门课程知识解决工程问题的能力。（2）教材内容与学科竞赛紧密结合。作者作为资深的电子设计竞赛教练，连续指导大学生电子设计竞赛30多年。在指导竞赛过程中，将新器件、新技术、新方法、新案例引入教材，持续改进教材内容。（3）教材编写与教学改革紧密结合。6个综合设计项目包含单片机、FPGA、模拟电路3个子系统，每个子系统都允许学生自主设计，可开展“3人组队、任务轮换、全面训练”的项目式教学，使每位学生得到不同类型子系统的实战训练。（4）教材编写与自制实验设备开发紧密结合。通过作者自制的模块化综合电子系统设计实验平台，对书中硬件电路、程序源代码进行充分验证和不断优化，保证教材内容的正确性。（5）丰富的配套资源。包括教学大纲、课程教案、PPT课件、微课视频、思考题参考答案、自主设计题的实验演示视频等。
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| 內容簡介： |
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教材内容分为模拟电子系统设计、数字电子系统设计、单片机电子系统设计、综合电子系统设计4部分。每一部由器件、电路、系统3个层次组成。在器件层次，教材介绍了众多性能优异的模拟、数字、数模混合集成电路；在电路层次，教材介绍了许多在电子系统中常用的单元电路；在系统层次，教材选取了众多具有工程应用背景的电子系统，这些电子系统数模结合、软硬结合；既强调功能，又强调指标；涉及的原理和设计方法具有很强的通用性，能起到举一反三的作用。完成这些电子系统的设计，既能帮助学生透彻理解所学知识，又能提高工程实践能力。本书可作为电子系统设计、智能仪器设计、电子设计竞赛赛前训练的教材或者参考书。
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| 關於作者： |
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贾立新，浙江工业大学教授，电子系统设计、数字电路与数字逻辑两门省级一流课程负责人，浙江省高校电子技术课程教学研究学会副理事长。长期从事模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、电子系统设计等课程的教学工作，以及大学生电子设计竞赛赛前辅导工作。主编校级、省级重点建设教材8部，主编教材被评为浙江省“十二五”优秀教材；主持浙江省课堂教学改革项目和浙江省高等教育“十四五”教学改革项目等多个省级教改项目；指导电子设计竞赛获得包括全国一等奖在内的多个国家级奖项，先后获得电子设计竞赛优秀指导教师、教书育人贡献奖、“三育人”标兵等荣誉称号。
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| 目錄：
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目录
大纲+课件
第一篇电子系统设计导论
第1章电子系统设计导论
1．1什么是电子系统
1．2电子系统的设计方法
1．3电子系统的设计步骤
1．4本书的内容体系
思考题
第二篇模拟电子系统设计
第2章基于集成运算放大器的放大电路设计
2．1运算放大器的模型
2．2集成运算放大器构成的基本放大电路
2．3单电源放大电路设计
2．4集成运算放大器的参数
2．5可编程增益放大器设计
思考题
第3章模拟滤波器设计
3．1概述
3．2二阶无限增益多重反馈滤波器设计
3．2．1二阶MFB低通滤波器设计
3．2．2二阶MFB高通滤波器设计
3．2．3二阶MFB带通滤波器设计
3．2．4二阶MFB带阻滤波器设计
3．3有源滤波器的级联
思考题
第4章模拟电子系统设计实例——D型功放设计
4．1设计题目
4．2方案设计
4．3D型功放相关电路设计理论
4．3．1直流稳压电源设计理论
4．3．2LC滤波电路设计理论
4．4D型功放单元电路设计
4．5D型功放的调试
思考题
设计训练题
第三篇MCU+FPGA电子系统设计基础
第5章STM32F407单片机基本原理
5．1概述
5．2时钟系统
5．3通用输入输出端口
5．4定时器
5．5中断系统
思考题
第6章单片机和FPGA最小系统设计
6．1单片机最小系统设计
6．1．1单片机最小系统硬件电路设计
6．1．2基于CPLD的键盘TFT显示接口设计
6．1．3单片机最小系统测试程序设计
6．2FPGA最小系统设计
6．2．1FPGA最小系统设计方案
6．2．2高速DAC电路设计
6．2．3高速ADC电路设计
6．2．4高速电压比较器电路设计
6．2．5FPGA最小系统的使用方法
思考题
设计训练题
第四篇综合电子系统设计
第7章等精度频率计设计
7．1设计题目
7．2等精度频率计的原理
7．3STM32F407单片机的并行总线接口FSMC
7．4STM32F407单片机与FPGA的并行接口设计
7．5FPGA内部电路设计
7．6放大比较电路设计
7．7单片机软件设计
7．8系统调试
思考题
第8章数字化语音存储与回放系统
8．1设计题目
8．2方案设计
8．3STM32F407单片机的ADC
8．4STM32F407单片机的DAC
8．5STM32F407单片机的SPI接口
8．6具有SPI接口Flash存储器W25Q16的编程
8．7单片机软件设计
8．8模拟子系统设计
8．9系统调试
8．9．1单片机软件调试
8．9．2模拟电路的调试
思考题
设计训练题
第9章高速数据采集系统
9．1设计题目
9．2方案设计
9．3信号调理电路设计
9．4FIFO数据缓冲电路设计
9．5单片机软件设计
9．6数字信号的FFT分析
9．7系统调试
思考题
设计训练题
第10章DDS信号发生器
10．1设计题目
10．2直接数字频率合成的原理
10．3方案设计
10．4DDS子系统设计
10．5模拟量输出通道设计
10．6单片机软件设计
10．7系统调试
思考题
设计训练题
第11章红外通信系统
11．1设计题目
11．2设计方案
11．3STM32F407单片机的异步串行通信接口
11．4基于FPGA的FSK调制电路设计
11．5基于FPGA的FSK解码电路设计
11．6模拟子系统设计
11．7I2C总线扩展技术
11．7．1I2C总线及软件模拟
11．7．2STM32F407单片机的I2C总线接口
11．7．3具有I2C总线接口的数字温度传感器TMP102编程
11．8单片机软件设计
11．9系统调试
思考题
设计训练题
第12章RLC测量仪
12．1设计题目
12．2方案设计
12．3理论分析与计算
12．4基于FPGA的正交信号发生器设计
12．5实部虚部分离电路设计
12．6单片机软件设计
12．7系统调试
思考题
设计训练题
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
“电子系统设计”课程是针对电子信息类、自动化类、电气类等专业开设的一门专业课程，通过本课程的学习，掌握基于单片机、FPGA和模拟电路的综合电子系统设计方法，培养学生综合运用多门课程和常用EDA工具解决复杂工程问题能力，培养学生的创新能力和团队合作精神，培养学生科技报国的责任感与使命感，培养学生践行精益求精、严谨细实、追求卓越的工匠精神。编写本书就是为具备模电、数电、单片机等基础知识的学生开设电子系统设计、智能仪器设计、电子设计竞赛训练等实践课程提供一本合适的教材或参考书。
本书第1版为浙江省高等教育重点建设教材； 第2版和第3版为浙江工业大学重点建设教材，其中第3版为浙江省“十二五”优秀教材； 第4版为浙江省首批“新形态”建设教材； 第5版为浙江省“十四五”普通高等教育本科规划教材。
本书第5版具有以下特点：
（1） 在第4版教材的基础上，对教材内容进行增减。缩减有关FPGA结构与原理、数字系统设计部分的内容，避免与数字电路与数字逻辑课程的重复； 缩减有关单片机原理的内容，避免与单片机课程的重复。增加与新工科专业相关的内容，增加了“红外通信系统”和“RLC测量仪”两个综合性设计案例。
（2） 按能力目标递进，将教材内容分为电子系统设计导论、模拟电子系统设计、MCU+FPGA电子系统设计基础、综合电子系统设计四部分。模拟电子系统设计介绍放大电路、滤波器两种典型模拟电路设计，培养学生模拟集成电路的应用能力、模拟电路的设计、焊接和调试能力。MCU+FPGA电子系统设计基础主要介绍单片机+模拟电路的电子系统设计，培养学生数模混合、软硬结合的电子系统设计调试能力，掌握模拟电路指标（如增益、直流偏置、带宽等）的数字控制方法，掌握用数字技术弥补模拟电路的缺陷（如非线性、漂移等）的方法。综合电子系统设计是在单片机电子系统的基础上引入FPGA，发挥FPGA高速、可重构的优势，培养学生基于单片机、FPGA、模拟电路的综合电子系统设计方法。
（3） 面向项目式教学模式设计教材内容。教材每章后安排了思考题和设计训练题。思考题除了帮助学生检查对课程知识的掌握情况之外，还可以围绕思考题开展讨论； 设计训练题都有对应的二维码视频，学生通过观看视频获得指导，便于自主开展实验。部分设计训练题选自近年的大学生电子设计竞赛题，具有很大的挑战性，供参赛学生选做，达到课赛结合的目的。
（4） 将思政元素融入教材内容。通过教材中设计实例，引入辩证思维、知行合一、工匠精神、绿色发展、科技报国等思政元素。
全书内容可分为以下四部分：
第一部分是电子系统设计导论。这部分内容由第1章组成。该部分介绍电子系统的定义、电子系统的分类、电子系统的设计方法、电子系统的设计过程。
第二部分是模拟电子系统设计。这部分内容由第2~4章组成。第2章介绍集成运放的模型、典型电路、主要参数，列举增益可编程放大电路设计实例。第3章介绍MFB有源滤波器的手工设计方法。第4章介绍D型功放设计，该设计实例是模拟电路的综合应用，涵盖单电源放大电路设计（运放的线性应用）、三角波发生器设计（运放的非线性应用）、电压比较器设计、MOSFET H桥及驱动电路设计、LC滤波器设计、DC/DC稳压电源设计。
第三部分是MCU+FPGA电子系统设计基础。该部分由第5章和第6章组成。介绍单片机基本原理、单片机最小系统设计、FPGA最小系统设计，为后续开展综合电子系统设计建立基础。
第四部分是综合电子系统设计。这部分内容由第7~12章组成。分别介绍等精度频率计、数字化语音存储与回放系统、高速数据采集系统、DDS信号发生器、红外通信系统和RLC测量仪6个典型的综合电子系统。从方案设计、理论分析计算、软硬件设计、系统调试等四方面介绍综合电子系统的设计方法。
全书内容编排循序渐进，分为器件、单元电路、系统三个层次。
第一个层次是器件。本书介绍了众多性能优异的模拟、数字、数模混合集成电路，如宽带运放、精密运放、高速电压比较器、模拟乘法器、DC/DC芯片、Cortex?M4内核单片机、FPGA/CPLD、串行大容量Flash ROM、高速A/D转换器、高速D/A转换器、高分辨率A/D转换器、乘法型D/A转换器、模拟开关等。这些器件在理论课教材中很少涉及，学生可以通过本书理解其工作原理，掌握其使用方法。
第二个层次是单元电路。本书介绍了许多在电子系统中常用的单元电路，包括运放构成的信号调理电路、宽带放大电路，RC有源滤波器， FPGA内部数字电路（包括PLL、ROM、双口RAM、FIFO）、单片机和FPGA之间的并行接口电路等。
第三个层次是电子系统。本书介绍了等精度频率计、DDS信号发生器、语音存储与回放系统、高速数据采集、RLC测量仪、红外通信系统。这些综合电子系统特点是： 数模结合、软硬结合； 既强调功能，又强调指标； 涉及的技术具有很强的通用性，能起到举一反三的作用。完成这些电子系统的设计需要综合多种技术、采用适当的工具软件，体现了复杂工程问题的特征。
本书主要体现以下特色：
（1） 本书为一本“新形态”教材。以纸质教材为载体，通过嵌入在教材中的二维码作为互联网移动终端设备入口，向学生提供与教材内容相关的知识点讲解视频、实验演示视频、测试程序等资源。
（2） 模块化的电子系统设计方法。其设计思路是将电子系统分成3~6个模块，每个模块由1~3个单元电路组成，每个单元电路通常由一片集成芯片实现。模块化设计方法提高了电子系统设计的抽象层次，降低了电子系统的设计难度，也便于采用团队协作的方式由多名学生完成一个电子系统的设计。
（3） 丰富的设计案例。本书采用了编者30年指导电子设计竞赛和从事电子系统设计课程教学所积累的设计案例。这些设计案例的硬件电路原理图、程序代码均经过调试验证，同时根据学生在实践过程中出现的问题不断持续改进。
（4） 每章后面均安排思考题和设计训练题。思考题帮助读者理解书本内容，也可以作为教师教学过程中出卷的参考。设计训练题与每章内容紧密结合，也适合学生实践训练。
（5） 编者研制开发了一套模块化综合电子系统设计实验平台，将书中出现的典型电路制作成标准尺寸的模块，通过选用不同的模块可以构建书中所有设计实例和设计训练题。该实验平台在2021年获第六届全国高等学校教师自制实验教学仪器设备创新大赛三等奖。
参加本书编写的有贾立新、王辛刚、龚树凤等。第7章由龚树凤编写，第8章由王辛刚编写，其余各章由贾立新编写。贾立新负责全书统稿。清华大学出版社编辑为本书的出版做了卓有成效的工作，在此深表谢意。
由于我们水平有限，书中难免有错误和不妥之处。如果您在阅读本书的过程中发现错误或是有改进本书的建议，请您通过tupwenyi@163.com与我们联系。
编者
2025年10月于杭州浙江工业大学
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