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電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計

包郵 電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計

作者：李正軍 著
出版社：清華大學出版社出版時間：2025-03-01
開本： 其他 頁數： 0
本類榜單：工業技術銷量榜
中 圖 價:¥154.4(7.8折) 定價  ¥198.0 登錄后可看到會員價
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電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 版權信息

電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 本書特色

本書是一本極為實用的電子工程入門手冊，涵蓋了從基礎電子元器件到復雜的嵌入式系統設計等多方面內容。書中對電子元器件及其應用進行了詳細介紹，并提供了電路設計中實際操作的技巧，使初學者能輕松邁入電子工程的大門。此外，書中豐富的插圖和清晰的說明，將抽象的理論知識轉化為直觀易懂的內容，非常適合學生和電子愛好者閱讀和學習。

電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 內容簡介

"本書詳細講述了電子元器件、常用測量工具、模擬集成電路、數字數字電路、電源、單片機、微控制器、DSP、FPGA、物聯網通信技術、傳感器與自動檢測技術、PID控制算法、數字濾波與標度變換的基礎知識和設計實例，把初學電子電路設計所需要掌握的內容表現得淋漓盡致。書中講述了多種電子線路、微控制器、DSP和FPGA仿真與開發工具，并給出了詳細的軟硬件應用實例。書中還講述了國產GD32F4系列Arm、STC系列單片機、SC95F系列單片機、Wi-Fi MCU芯片及其應用。 全書共分23章，主要內容包括：緒論、電子設計與制作、基本電子元器件、常用測量儀器與儀表、電路設計與仿真——Altium Designer、電路分析基礎、模擬集成電路設計與仿真、數字集成電路設計和仿真、STM32系列微控制器與開發、電路設計與數字仿真——Proteus及其應用、GD32微控制器與開發、STC系列單片機與開發、SC系列單片機與開發、IAR EW開發環境、MSP430系列單片機與開發、STM8S系列微控制器與開發、TMS320數字信號處理器與開發、FPGA可編程邏輯器件與開發、物聯網通信技術、微控制器與元器件生產商、傳感器與自動檢測技術、PID控制算法和數字濾波與標度變換。全書內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程應用技術。 本書可作為高等院校各類自動化、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智能、電子與電氣工程、計算機應用、信息工程、物聯網等相關專業的本、專科學生及研究生的電子競賽、科技創新的參考書，也可作為電子系統和嵌入式系統開發工程技術人員的參考用書。"

電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 前言

 

 

目前已出版的適合電子工程師閱讀的書籍，有些內容不夠全面系統，有些知識較陳舊，尤其是在嵌入式系統設計方面，不能完全滿足學生學習和電子工程師工作的需要。

在學生剛接觸電子系統時，有一些基礎知識和工具需要掌握，比如電子元器件、常用的模擬集成電路和數字集成電路、電源電路、常用的單片機及嵌入式芯片選型、常用的測量儀器、儀表、耗材、輔材等。還有很多電子愛好者、發燒友也需要掌握這些技術和工具。

在這樣的背景下，作者受邀寫一本比較全面、能成為這個領域的入門工具書——《電子愛好者手冊》。盡管完成該項任務面臨著很多挑戰和困難，為了滿足學生學習和電子工程師工作之需，作者欣然接受了邀請。在當前海量的信息和資料，同時伴隨著知識和技術碎片化的情況下，本書的出版旨在節省讀者的學習與項目開發時間，做到有的放矢，提高讀者的學習和工作效率。

現在的電子系統設計越來越復雜，難度越來越大，要求設計者要掌握多學科知識。本書旨在介紹電子工程師需要掌握的基礎知識和設計技能，全面展現初學電子線路設計所需掌握的知識和技巧。本書是多門課程內容的集成。通過本書的學習，可以全面掌握電子系統設計的知識和技術。

本書語言生動活潑、平實易懂、資料手冊化； 沒有過多復雜的計算，也沒有生澀的大理論，更沒有讀不懂的過程，只要知道歐姆定律就可以在本書的引導下掌握電子電路的設計知識。書中插圖豐富，其中部分插圖(如儀器儀表工具的測試方法和步驟，嵌入式系統學習調試用開發板)均為實物照片，力求通過圖片讓讀者形象地理解知識及過程，加深印象。

本書特別注重知識的鋪墊和循序漸進。電子電路的內容多、難度大，沒有基礎的朋友一時可能不知道從哪里開始學習、如何開始學習。我們在全面介紹各種電子元器件、電路結構、工藝技巧的同時，按照科學的學習方法設置章節，使電子電路設計的基礎知識變成了一粒粒珍珠，交給讀者朋友們串起來，既授人以魚，也授人以漁。

電子工程師的工作就是進行電子系統產品的設計，可以從事的行業或領域主要包括通信、電子消費品、電力、汽車、醫療、工業自動化、軍事、航空航天、環境監測以及研究與開發機構。

這些只是電子工程師可能從事的部分行業或領域，實際上，電子工程師的工作領域非常廣泛，涵蓋了幾乎所有需要電子技術的領域，而不同的行業或領域對電子工程師的技術要求是不同的。

在一本書里，不可能把不同行業或領域的電子工程師應該掌握的知識講清楚，或者講得十分詳細。但對于電子工程師的初學者，當要從事一個項目的設計、開發、組裝和調試時，面對浩瀚的知識海洋，會感到無從下手，甚至會心生怯意。

編寫本書的目的，是讓電子工程師在面對工作的巨大困難時，對當前的任務能有一個切入點，起到舉一反三、拋磚引玉的作用，以確保電子工程師順利完成工作任務。

因此，本書在有限的篇幅內，主要講述電子工程師應該掌握的共同知識點和設計思路，講述的內容重點在面，而不是點。要獲取更詳細的知識、本行業或領域的專業知識，可進一步閱讀相關書籍和資料。

關于分立電子元器件、模擬和數字集成電路、單片機、MCU、Arm、DSP、FPGA、物聯網等芯片的更詳細的應用電路及程序例程可以到各元器件生產公司的官網或網絡上下載資料，也可以咨詢各元器件生產公司的現場應用工程師(Field Application Engineer，FAE)，這樣可以少走彎路，達到事半功倍的效果。

全書共24章，主要講述了電子工程師所需的元器件、常用測量儀器儀表工具(包括指針式萬用表、數字萬用表、數字示波器、邏輯分析儀、波形發生器和晶體管特性圖示儀)、電路分析基礎、模擬集成電路仿真、數字集成電路仿真、主流的8位單片機/微控制器和32位微控制器及嵌入式系統設計、物聯網與無線傳感器網絡、微控制器及元器件生產商、傳感器與自動檢測技術、PID控制算法、數字濾波算法與標度變換、電子系統的電磁兼容與抗干擾設計等知識和技術。同時，講述了多種電子電路、微控制器和FPGA仿真與開發工具，并給出了詳細的軟硬件應用實例。

集成電路在各行各業都發揮著非常重要的作用，是現代信息社會的基石。集成電路廣泛應用于電子測量、自動控制、通信、計算機等信息科技領域。

本書講述了常用模擬集成電路和數字集成電路的使用方法，由大量的經典應用實例組成。

本書采用Proteus軟件對每一個模擬集成電路和數字集成電路應用實例進行仿真，這種分析方法比傳統的調試方法優越得多。傳統方法是用實際的集成電路和電阻器、電容器等連接起來進行調試，而本書采用的方法是： 先用Proteus軟件繪制電路原理圖，然后進行仿真調試，調試好后再按照調試結果將實際的集成電路和電阻器、電容器等元器件焊接起來。這種先進的軟件仿真調試方法可大大加快開發進度，降低開發成本。

在用Proteus軟件繪制的電路原理圖中，電容的單位μF、nF、pF分別寫為u、n、p，如10u表示10μF、100n表示100nF、1000p表示1000pF。當電阻的單位是kΩ和MΩ時，對應的表示法是k和M，如3.6k表示3.6kΩ、1M表示1MΩ； 當電阻的單位是Ω時，只用純數字表示，如100表示100Ω。此外，符號不能使用下標，如R1只能寫為R1、C1只能寫為C1等。一些電氣圖形也未使用國標符號表示。為使用方便，本書中涉及軟件繪制的電路圖不做規范化處理。

本書講述了電子工程師需要掌握的主流電路設計與仿真軟件，內容涉及單片機、MCU、Arm、DSP和FPGA的仿真開發環境： 

(1) Altium Designer 20電路設計與仿真軟件。

Altium Designer 20是第29次升級后的軟件，整合了已發布的一系列更新，包括新的PCB特性、核心PCB和原理圖工具更新。作為新一代的板卡級設計軟件，其獨一無二的DXP技術集成平臺為設計系統提供了所有工具和編輯器的兼容環境。

(2) Proteus電子電路和微控制器仿真軟件。

Proteus是英國Labcenter公司研發的目前世界上*完善、*優秀的EDA軟件之一。它具有四十多年的發展歷程，引入國內后，得到了各界的一致好評。

(3) IAR Embedded Workbench(簡稱IAR EW)開發環境。

IAR Embedded Workbench 是瑞典IAR Systems公司的嵌入式軟件系列開發工具的總稱，該系列的各款產品可分別支持不同架構的8位、16位或32位單片機或微處理器。例如，IAR Embedded Workbench for Arm、IAR Embedded Workbench for Atmel AVR、IAR Embedded Workbench for TI MSP430等。

 

 

 

 


(4) STM32Cube生態系統。

STM32Cube 生態系統的兩個核心軟件是 STM32CubeMX和STM32CubeIDE，且都是由意法半導體官方免費提供的。使用STM32CubeMX可以進行MCU的系統功能和外設圖形化配置，可以生成MDKArm或STM32CubeIDE項目框架代碼，包括系統初始化代碼和已配置外設的初始化代碼。

(5) DSP集成開發環境CCS。

CCS是TI公司推出的用于開發TMS320系列DSP芯片的集成開發環境。在Windows操作系統下，采用圖形接口界面，提供環境配置、源程序編輯、程序調試、跟蹤和分析等工具，使用戶能夠在一個軟件環境下完成編輯、編譯、鏈接、調試和數據分析等工作，從而加快開發進程，提高工作效率。

(6) FPGA開發軟件Quartus Ⅱ。

一個完整的FPGA開發環境主要包括運行于PC上的FPGA開發工具、編程器或編程電纜、FPGA開發板。Altera公司的開發工具包括早先版本的MAX plus Ⅱ
、Quartus Ⅱ
以及目前推廣的Quartus Prime。Quartus Prime支持絕大部分Altera公司的產品，集成了全面的開發工具、豐富的宏功能庫和IP核，因此該公司的PLD產品獲得了廣泛的應用。

選取何種單片機、MCU、Arm、DSP和FPGA能滿足項目的需要，實現*佳性價比？面對這個問題，初學者往往感到不知所措、無從下手。本書非常精練地、重點突出地講述了國內外主流單片機、MCU、Arm、DSP和FGPA及其開發案例，具體包括如下內容： 

(1) STM32系列微控制器與開發。

主要講述了意法半導體公司的STM32系列32位Arm微控制器、STM32F103VET6 *小系統設計、野火F103霸道開發板，同時介紹了所用仿真器，包括野火fireDAP高速仿真器、JLink仿真器和STLink V2仿真器。

(2) GD32微控制器與開發。

主要講述了國內GigaDevice公司的GD32系列32位Arm微控制器，并在樂育科技(Leyutex)的GD32F4藍莓派開發板上，以GD32F470IIH6為例講述了國產Arm的應用實例，同時介紹了所用仿真器GDLink和GD32F4 藍莓派串口下載軟件GigaDevice ISP Programmer 3.0.2.5782的使用方法。

(3) STC系列單片機與開發。

主要講述了深圳國芯人工智能有限公司的STC系列51單片機，并在STC大學計劃實驗箱電路板9.6上，以STC8H8K64U微控制器為例講述了國產51單片機的應用實例，同時介紹了所用仿真器STCUSB Link1D，并詳細講述了STCISP(V6.92)程序下載軟件的使用方法。

(4) SC系列單片機與開發。

主要講述了深圳市賽元微電子股份有限公司的SC95F系列51單片機，并在NBK系列開發板上，以SC95F8617B微控制器為例講述了國產51單片機的應用實例，同時介紹了所用仿真器SC LINK PRO，并詳細講述了SOC Programming Tool程序下載軟件的使用方法。

(5) MSP430系列單片機與開發。

主要講述了TI公司生產的MSP430系列單片機，并在德飛萊MSP430F149開發板上，以MSP430F149單片機為例講述了MSP430單片機的應用實例，同時介紹了所用仿真器MSPFET430UIF，并詳細講述了在IAR EW開發環境下的軟件調試過程。

(6) STM8S系列微控制器與開發。

主要講述了意法半導體公司生產的8位MCU芯片STM8S系列微控制器，并在科嵌微控制器科技公司的STM8S105C6開發板上，以STM8S105C6微控制器為例講述了STM8S系列微控制器的應用實例、所用仿真器STLink V2，并詳細講述了在IAR EW開發環境下的軟件調試過程。

(7) TMS320數字信號處理器與開發。

主要講述了TI公司推出的TMS320x280xx 32位浮點DSP處理器并在普中公司推出的PZDSP28335L開發板上，以TMS320F28335單片機為例講述了TMS320x280xx系列DSP的應用實例，同時介紹了所用仿真器XDS100V1，并詳細講述了在CCS12開發環境下的軟件調試。

(8) FPGA可編程邏輯器件與開發。

主要對可編程邏輯器件(Programmable Logic Device，PLD)進行了全面的介紹，講述了Altera(阿爾特拉)公司推出的FPGA芯片EP4CE10，并講述了正點原子推出的新起點 FPGA 開發板，同時介紹了USB Blaster下載器的使用方法。

本書還講述了物聯網通信技術，包括串行通信基礎、RS232C串行通信接口、RS485串行通信接口、藍牙通信技術、ZigBee無線傳感網絡和W601 WiFi MCU芯片及正點原子推出的 ALIENTEK W601 開發板。

限于篇幅，本書沒有講述STM32的應用實例、FPGA開發板的應用實例和ALIENTEK W601 開發板的應用實例。另外，電子電路仿真軟件——Multisim也是很好的仿真軟件，有興趣的讀者可以參考作者在清華大學出版社出版的《零基礎學電子系統設計——從元器件、工具儀表、電路仿真到綜合系統設計》一書。

在一個加熱爐溫度自動控制系統中，通過調節天然氣的流量閥門，目的是使爐溫保持穩定。溫度檢測需要溫度傳感器(如熱電偶)把非電物理量變成電信號(模擬量，如電流、電壓)，模擬量需要通過模/數轉換器轉換成數字量送入單片機、微控制器等。模/數轉換后的數字量又需要變成人容易識別的物理量(溫度)，這需要進行標度變換與數據處理，為了抗干擾，還要進行數字濾波。為了實現自動控制，需要PID控制算法(該算法能滿足85%以上的自動控制系統)，PID控制器為數字控制器，其輸出為數字量，為了調節天然氣的流量閥門，需要將數字量轉換成模擬量(如電流、電壓)，因此需要數/模轉換器。為了完成上述任務，本書講述了傳感器與自動檢測技術、PID控制算法和數字濾波與標度變換、電子系統的電磁兼容與抗干擾設計。

本書結合作者多年的科研和教學經驗，同時參考了大量的書籍、網絡上的電子資源，遵循循序漸進、理論與實踐并重、共性與個性兼顧的原則，將理論實踐一體化的教學方式融入其中。本書配有仿真代碼、程序代碼和電子配套資源。

對本書中所引用的參考文獻的作者，在此一并表示真誠的感謝。

由于作者水平有限，加上時間倉促，書中錯誤和不妥之處在所難免，敬請廣大讀者不吝指正。


作者
2024年12月

 

電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 目錄

第1章緒論

1.1關于電子工程師

1.1.1ChatGPT的答案

1.1.2百度搜索的答案

1.1.3百度文庫智能助手的答案

1.2電子工程師 的基礎知識

1.3電子工程師應該學習的知識

1.4電子系統

1.5電子系統設計的基本內容與方法

1.5.1電子系統設計的基本內容

1.5.2電子系統設計的一般方法

1.6電子系統的設計步驟

1.7嵌入式系統

1.7.1嵌入式系統概述

1.7.2嵌入式系統和通用計算機系統比較

1.8嵌入式系統的組成

1.9嵌入式系統的軟件

1.9.1無操作系統的嵌入式軟件

1.9.2帶操作系統的嵌入式軟件

1.9.3嵌入式操作系統的分類

1.9.4典型嵌入式操作系統

1.10嵌入式系統的應用領域

1.11電子工程師常用網站

1.12如何學習電子系統

1.13如何學習嵌入式系統

1.13.1嵌入式系統的分類

1.13.2嵌入式系統的學習困惑

1.13.3嵌入式系統的知識體系

1.13.4嵌入式系統的學習建議

第2章電子設計制作與常用工具

2.1電子制作概述

2.1.1電子制作基本概念

2.1.2電子制作基本流程

2.2電子制作常用工具

2.2.1板件加工工具

2.2.2焊接工具

2.2.3驗電筆

2.2.4其他材料

2.3電子制作裝配技術

2.3.1電子元器件的安裝

2.3.2電子制作的裝配

2.4電子制作調試與故障排查

2.4.1電子制作測量

2.4.2電子制作調試

2.4.3調試過程中的常見故障

2.4.4調試過程中的故障排查法

第3章基本電子元器件

3.1電阻器的簡單識別與型號命名法

3.1.1電阻器的分類

3.1.2電阻器的型號命名

3.1.3電阻器的主要性能指標

3.1.4電阻器的簡單測試

3.1.5選用電阻器常識

3.1.6電阻器和電位器選用原則

3.2電容器的簡單識別與型號命名法

3.2.1電容器的分類

3.2.2電容器型號命名法

3.2.3電容器的主要性能指標

3.2.4電容器質量優劣的簡單測試

3.2.5選用電容器常識

3.3電感器的簡單識別與型號命名法

3.3.1電感器的分類

3.3.2電感器的主要性能指標

3.3.3電感器的簡單測試

3.3.4選用電感器常識

3.4半導體器件的簡單識別與型號命名法

3.4.1半導體器件型號命名法

3.4.2二極管的識別與簡單測試

3.4.3三極管的識別與簡單測試

3.5半導體集成電路型號命名法

3.5.1集成電路的型號命名法

3.5.2集成電路的分類

3.5.3集成電路的生產商和封裝形式

第4章常用測量儀器與儀表

4.1萬用表概述

4.2MF47型指針萬用表的使用

4.2.1MF47型萬用表面板介紹

4.2.2MF47型萬用表使用準備

4.2.3MF47型萬用表測量直流電壓

4.2.4MF47型萬用表測量交流電壓

4.2.5MF47型萬用表測量直流電流

4.2.6MF47型萬用表測量電阻值

4.2.7指針萬用表使用注意事項

4.3VC890C＋Pro型數字萬用表的使用

4.3.1VC890C＋Pro型數字萬用表面板介紹

4.3.2VC890C＋Pro型數字萬用表直流電壓的測量

4.3.3VC890C＋Pro型數字萬用表直流電流的測量

4.3.4VC890C＋Pro型數字萬用表交流電壓的測量

4.3.5VC890C＋Pro型數字萬用表交流電流的測量

4.3.6VC890C＋Pro型數字萬用表電阻值的測量

4.3.7VC890C＋Pro型數字萬用表線路通斷測量

4.3.8VC890C＋Pro型數字萬用表溫度的測量

4.4FLUKE 17B 型自動量程數字萬用表的使用

4.4.1FLUKE 17B 型數字萬用表面板介紹

4.4.2FLUKE 17B 型數字萬用表電壓的測量

4.4.3FLUKE 17B 型數字萬用表電流的測量

4.4.4FLUKE 17B 型數字萬用表電阻值的測量

4.4.5FLUKE 17B 型數字萬用表線路通斷測量

4.4.6FLUKE 17B 型數字萬用表溫度的測量

4.4.7數字萬用表的使用注意事項

4.5數字示波器

4.5.1數字示波器的功能

4.5.2數字示波器的品牌

4.5.3安捷倫示波器的型號

4.5.4泰克示波器的型號

4.5.5數字示波器的使用方法

4.5.6Agilent DSOX 2002A 型數字示波器

4.5.7DSO和MSO示波器的區別

4.5.8Agilent DSOX 2002A 型數字示波器面板說明

4.5.9安捷倫示波器測量方波的步驟

4.5.10安捷倫數字示波器如何測量交流信號

4.5.11XR2206信號發生器與數字示波器測試

4.6邏輯分析儀

4.6.1邏輯分析儀概述

4.6.2LA5016邏輯分析儀

4.6.3LA5016邏輯分析儀的使用

4.6.4KingstVIS軟件界面

4.6.5模擬演示功能

4.6.6連接設備與計算機

4.6.7連接設備與待測系統

4.6.8采樣參數設置

4.6.9采集信號與測量、分析波形

4.6.10數據保存與導出

4.7波形發生器

4.8晶體管特性圖示儀

第5章電路設計與仿真——Altium Designer

5.1Altium Designer簡介

5.1.1Altium Designer 20的主要特點

5.1.2PCB 總體設計流程

5.2電路原理圖設計

5.2.1Altium Designer 20的啟動

5.2.2Altium Designer 20的主窗口

5.2.3Altium Designer 20的開發環境

5.2.4原理圖設計的一般流程

第6章電路分析基礎知識

6.1電路分析的基本方法與規律

6.1.1歐姆定律

6.1.2電功、電功率和焦耳定律

6.1.3電阻的串聯、并聯與混聯

6.2復雜電路的分析方法與規律

6.2.1基本概念

6.2.2基爾霍夫定律

6.2.3疊加定理

6.2.4戴維南定理

6.2.5*大功率傳輸定理與阻抗變換

第7章模擬集成電路設計與仿真

7.1集成運算放大器的應用電路設計與仿真

7.1.1運算放大器基本原理

7.1.2運算放大器計算

7.1.3基本運算放大器

7.1.4線性數學運算電路

7.1.5儀表放大器

7.1.6正弦波振蕩電路

7.1.7非正弦波發生電路

7.1.8波形轉換電路

7.1.9有源濾波器

7.2電壓比較器電路設計與仿真

7.2.1電壓比較器的分類

7.2.2電壓比較器的應用

7.2.3集成電壓比較器LM239/LM339

7.2.4LM293/LM393/LM2903

7.2.5LM211/LM311

7.3集成穩壓電源電路設計與仿真

7.3.1集成穩壓器的應用

7.3.2精密基準電壓源

7.3.3DC/DC電源變換器

第8章數字集成電路設計與仿真

8.1基本邏輯門電路

8.1.1與門

8.1.2或門

8.1.3非門

8.1.474HC/LS/HCT/F系列芯片的區別

8.1.5布爾代數運算法則

8.2數字電路設計步驟及方法

8.2.1數字電路的設計步驟

8.2.2數字電路的設計方法

8.3基本邏輯門邏輯功能測試與應用

8.3.1基本邏輯門設計原理

8.3.2基本邏輯門的Proteus軟件仿真

8.4特殊門電路

8.4.1特殊門電路設計原理

8.4.2特殊門電路的Proteus軟件仿真

8.5編碼器及其應用電路設計與仿真

8.5.1編碼器設計原理

8.5.2編碼器的Proteus軟件仿真

8.6譯碼器及其應用電路設計與仿真

8.6.1譯碼器設計原理

8.6.2譯碼器的Proteus軟件仿真

8.7觸發器及其應用電路設計與仿真

8.7.1觸發器設計原理

8.7.2觸發器的Proteus軟件仿真

8.8計數器及其應用電路設計與仿真

8.8.1計數器設計原理

8.8.2計數器的 Proteus軟件仿真

8.9集成移位寄存器及其應用電路設計與仿真

8.9.1集成移位寄存器設計

8.9.2集成移位寄存器的Proteus軟件仿真

8.10555定時器及其應用電路設計與仿真

8.10.1555定時器設計原理

8.10.2555定時器的Proteus軟件仿真

8.11三態緩沖器/線驅動器電路設計與仿真

8.11.1三態緩沖器/線驅動器設計原理

8.11.2三態緩沖器/線驅動器的Proteus仿真

第9章STM32系列微控制器與開發

9.1Arm微處理器簡介

9.1.1Arm處理器的特點

9.1.2Arm體系結構

9.1.3Arm的RISC結構特性

9.1.4Arm CortexM處理器

9.2STM32 微控制器概述

9.2.1STM32 微控制器產品介紹

9.2.2STM32系統性能分析

9.2.3STM32F103VET6的引腳

9.2.4STM32F103VET6 *小系統設計

9.3STM32開發工具——Keil MDK

9.4STM32F103開發板的選擇

9.5STM32仿真器的選擇

第10章電路設計與數字仿真——Proteus及其應用

10.1EDA技術概述

10.2Proteus EDA軟件的功能模塊

10.3Proteus 8體系結構及特點

10.3.1Proteus VSM的主要功能

10.3.2Proteus PCB

10.3.3嵌入式微處理器交互式仿真

10.4Proteus 8的啟動和退出

10.5Proteus 8窗口操作

10.5.1主菜單欄

10.5.2主工具欄

10.5.3主頁

10.6Schematic Capture 窗口

10.7Schematic Capture 電路設計

10.8STM32F103驅動LED燈仿真實例

10.8.1硬件繪制

10.8.2STM32CubeMX配置工程

10.8.3編寫用戶代碼

10.8.4仿真結果

10.8.5代碼分析

第11章GD32微控制器與開發

11.1GigaDevice公司概述

11.2GD32 MCU發展歷程及典型應用

11.2.1GD32 MCU發展歷程

11.2.2GD32 MCU典型應用

11.3GD32 MCU產品家族介紹

11.4GD32 MCU應用選型

11.4.1GD32 MCU型號解碼

11.4.2GD32 MCU選型方法簡介

11.5GD32F470xx介紹

11.6GD32微控制器快速入門與開發平臺搭建

11.7GD32F4開發板的選擇

11.8GD32仿真器的選擇

11.9GD32F4外部中斷實例

11.9.1通過 GDLink 模塊下載程序

11.9.2通過GD32F4 藍莓派串口下載程序

11.10GD32微控制器和STM32微控制器的對比和選擇

第12章STC系列單片機與開發

12.1STC系列單片機概述

12.2STC8H系列單片機

12.2.1STC8H系列單片機概述

12.2.2STC8H8K64U系列單片機

12.3增強型8051內核

12.3.1CPU結構

12.3.2存儲結構

12.3.3并行I/O口

12.3.4時鐘與復位

12.3.5STC單片IAP和ISP

12.4STC開發板和仿真器的選擇

12.4.1STC開發板的選擇

12.4.2STC仿真器的選擇

12.5STCISP(V6.92)程序下載軟件

12.6STC單片機8位數碼管顯示應用實例

12.6.18位數碼管顯示硬件設計

12.6.28位數碼管顯示軟件設計

12.6.38位數碼管顯示軟件的調試

第13章SC系列單片機與開發

13.1SC系列單片機概述

13.1.1SC產品線

13.1.2SOC公司硬件開發平臺

13.1.3利用易碼魔盒開發應用程序

13.1.4SOC公司單片機應用領域與用戶

13.2SC95F系列單片機

13.2.1SC95系列單片機的命名規則

13.2.2SC95系列單片機集成的資源

13.2.3SC95F8617單片機的引腳

13.2.4SC95F8617單片機的內部組成

13.2.5SC95F8617單片機的存儲器

13.2.6SC95F8617單片機的I/O口

13.3SC開發板和仿真器的選擇

13.3.1SC開發板的選擇

13.3.2SC系列單片機開發平臺

13.3.3SC仿真器的選擇

13.3.4SOC Programming Tool程序下載軟件

13.4SC單片機4位數碼管顯示應用實例

13.4.14位數碼管顯示硬件設計

13.4.2NBKEBS002基礎功能擴展板硬件配置

13.4.34位數碼管顯示軟件設計

13.4.44位數碼管顯示軟件的調試

第14章IAR EW開發環境

14.1IAR Embedded Workbench集成開發環境簡介

14.2IAR Embedded Workbench的安裝

14.3IAR Embedded Workbench窗口操作

14.3.1菜單欄

14.3.2工具欄

14.3.3狀態欄

14.4IAR EW430工程開發

第15章MSP430系列單片機與開發

15.1MSP430單片機概述

15.1.1MSP430單片機的發展和應用

15.1.2MSP430系列單片機的技術特點

15.1.3MSP430單片機的特點

15.1.4MSP430單片機的應用前景

15.2MSP430系列單片機

15.2.1MSP430F1系列單片機

15.2.2MSP430G2553單片機

15.2.3MSP430F5xx/6xx系列單片機

15.2.4MSP430單片機選型

15.2.5MSP430開發板的選擇

15.3MSP430數碼管顯示應用實例

15.3.1數碼管顯示硬件設計

15.3.28位數碼管顯示軟件設計

15.3.38位數碼管顯示軟件的調試

第16章STM8S系列微控制器與開發

16.1STM8微控制器概述

16.1.1STM8內核MCU芯片主要特性

16.1.2STM8S系列MCU芯片內部結構

16.2STM8S微控制器

16.2.1STM8S1系列

16.2.2STM8S2系列

16.2.3STM8S系列微控制器型號及其簡要介紹

16.2.4STM8S系列微控制器的應用領域

16.3STM8S105xx單片機

16.4STM8S開發板和仿真器的選擇

16.5STM8S按鍵輸入與LED應用實例

16.5.1按鍵輸入與LED顯示硬件設計

16.5.2按鍵輸入與LED顯示軟件設計

16.5.3按鍵輸入與LED顯示軟件的調試

第17章TMS320數字信號處理器與開發

17.1數字信號處理器概述

17.1.1DSP芯片的主要結構特點

17.1.2DSP芯片的分類

17.1.3DSP芯片的應用

17.1.4DSP芯片的選擇

17.2DSP芯片的生產廠商

17.2.1AMI公司

17.2.2TI公司

17.2.3ADI公司

17.2.4Xilinx公司

17.3DSP系統

17.3.1DSP系統的構成

17.3.2DSP系統的設計過程

17.4拓展閱讀及項目實踐

17.5DSP結構與特性

17.5.1DSP的基本結構和主要特性

17.5.2引腳分布及封裝

17.5.3內部總線結構

17.5.4中央處理單元

17.5.5存儲器及其擴展接口

17.6TMS320F28335 32位浮點DSP處理器

17.6.1TMS320F28335介紹

17.6.2TMS320F28335的特性

17.6.3TMS320F28335的片內外設資源

17.6.4TMS320F28335的引腳分布與引腳功能

17.7TMS320F28335*小系統硬件設計

17.7.1*小系統硬件設計的注意事項

17.7.2*小系統硬件電路的設計

17.7.3調試TMS320F28335硬件電路的注意事項

17.8DSP軟件開發環境

17.8.1軟件開發流程和工具

17.8.2DSP集成開發環境CCS

17.9DSP開發板和仿真器的選擇

17.9.1DSP開發板的選擇

17.9.2DSP仿真器的選擇

17.10TMS320F28335在7位LED流水燈顯示的應用實例

17.10.17位LED流水燈顯示硬件設計

17.10.27位LED流水燈顯示軟件設計

第18章FPGA可編程邏輯器件與開發

18.1可編程邏輯器件概述

18.1.1可編程邏輯器件的發展

18.1.2PAL/GAL

18.1.3CPLD

18.1.4FPGA

18.1.5CPLD與FPGA的區別

18.1.6SOPC

18.1.7IP核

18.1.8FPGA框架結構

18.2FPGA 的內部結構

18.2.1可編程輸入/輸出單元

18.2.2基本可編程邏輯單元

18.2.3嵌入式塊RAM

18.2.4豐富的布線資源

18.3Intel 公司的FPGA

18.3.1Cyclone 系列

18.3.2Cyclone Ⅳ系列芯片

18.3.3配置芯片

18.4FPGA 的生產廠商

18.4.1Xilinx公司

18.4.2Altera公司

18.5FPGA的應用領域

18.6FPGA開發工具

18.7基于FPGA的開發流程

18.7.1FPGA設計方法概論

18.7.2典型FPGA的開發流程

18.7.3FPGA的配置

18.7.4基于FPGA的SoC設計方法

18.8Verilog語言

18.8.1Verilog概述

18.8.2Verilog HDL和VHDL的比較

18.8.3Verilog HDL基礎

18.9FPGA 開發板

第19章物聯網與無線傳感器網絡

19.1物聯網

19.1.1物聯網的定義

19.1.2物聯網的特點

19.1.3物聯網的基本架構

19.1.4物聯網的技術架構

19.1.5物聯網的應用模式

19.1.6物聯網的應用

19.1.7工業物聯網

19.2無線傳感器網絡

19.2.1無線傳感器網絡的特點

19.2.2無線傳感器網絡體系結構

19.2.3無線傳感器網絡的關鍵技術

19.2.4IEEE 802.15.4無線傳感器網絡通信標準

19.2.5無線傳感器網絡的應用

19.3藍牙通信技術

19.3.1藍牙通信技術概述

19.3.2無線多協議SoC芯片

19.3.3nRF5340芯片及其主要特性

19.3.4nRF5340的開發工具

19.3.5低功耗藍牙芯片nRF51822及其應用電路

19.4ZigBee無線傳感器網絡

19.4.1ZigBee無線傳感器網絡通信標準

19.4.2ZigBee開發技術

19.4.3CC2530的開發環境

19.5W601 WiFi MCU芯片及其應用實例

19.5.1W601/W800/W801/W861概述

19.5.2ALIENTEK W601開發板

第20章微控制器與元器件生產商

20.1微控制器技術

20.1.1德州儀器(Texas Instruments)生產的微控制器

20.1.2微芯科技(Microchip Technology)生產的微控制器

20.1.3意法半導體(ST Microelectronics)生產的微控制器

20.1.4恩智浦半導體(NXP Semiconductors)生產的微控制器

20.1.5瑞薩電子(Renesas Electronics)生產的微控制器

20.1.6英飛凌科技(Infineon Technologies)生產的微控制器

20.1.7賽普拉斯半導體(Cypress Semiconductor)生產的微控制器

20.1.8模擬器件(Analog Devices)生產的微控制器

20.1.9美信集成(Maxim Integrated)生產的微控制器

20.1.10國內生產微控制器(MCU)的廠商及其微控制器產品

20.2知名的半導體公司

20.2.1全球知名的半導體公司

20.2.2中國知名的半導體公司

20.2.3美國知名的半導體公司

20.2.4歐洲知名的半導體公司

20.2.5日本知名的半導體公司

20.2.6韓國知名的半導體公司

第21章傳感器與自動檢測技術

21.1傳感器

21.1.1傳感器的定義和分類及構成

21.1.2傳感器的基本性能

21.1.3傳感器的應用領域

21.1.4溫度傳感器

21.1.5濕度傳感器

21.1.6流量傳感器

21.1.7熱釋電紅外傳感器

21.1.8光電傳感器

21.1.9氣敏傳感器

21.1.10霍爾傳感器

21.1.11應變式電阻傳感器

21.1.12壓力傳感器

21.1.13CCD圖像傳感器

21.1.14位移傳感器

21.1.15加速度傳感器

21.1.16PM2.5傳感器

21.2量程自動轉換與系統誤差的自動校正

21.2.1模擬量輸入信號類型

21.2.2量程自動轉換

21.2.3系統誤差的自動校正

21.3采樣和模擬開關

21.3.1信號和采樣定理

21.3.2采樣/保持器

21.3.3模擬開關

21.3.432通道模擬量輸入電路設計實例

21.4模擬量輸入通道

21.512位低功耗模/數轉換器AD7091R

21.5.1AD7091R引腳介紹

21.5.2AD7091R的應用特性

21.5.3AD7091R的數字接口

21.5.4AD7091R與STM32F103的接口

21.6模擬量輸出通道

21.712位/16位4~20mA串行輸入數/模轉換器AD5410/AD5420

21.7.1AD5410/AD5420引腳介紹

21.7.2AD5410/AD5420片內寄存器

21.7.3AD5410/AD5420應用特性

21.7.4AD5410/AD5420的數字接口

21.7.5AD5410/AD5420與STM32F103的接口

21.8數字量輸入/輸出通道

21.8.1光電耦合器

21.8.2數字量輸入通道

21.8.3數字量輸出通道

21.8.4脈沖量輸入/輸出通道

第22章PID控制算法

22.1被控對象的數學模型與性能指標

22.1.1被控對象的動態特性

22.1.2數學模型的表達形式與要求

22.1.3計算機控制系統被控對象的傳遞函數

22.1.4計算機控制系統的性能指標

22.1.5對象特性對控制性能的影響

22.2PID控制

22.2.1PID控制概述

22.2.2PID調節的作用

22.3數字PID算法

22.3.1PID算法

22.3.2PID算法的仿真

第23章數字濾波與標度變換

23.1常用數字濾波算法

23.1.1程序判斷濾波

23.1.2中值濾波

23.1.3算術平均濾波

23.1.4加權平均濾波

23.1.5低通濾波

23.1.6滑動平均濾波

23.2標度變換與數據處理

23.2.1線性標度變換

23.2.2非線性標度變換

23.2.3數據處理

第24章電子系統的電磁兼容與抗干擾設計

24.1電磁兼容技術與抗干擾設計概述

24.1.1電磁兼容技術的發展

24.1.2電磁噪聲干擾

24.1.3電磁噪聲的分類

24.1.4構成電磁干擾問題的三要素

24.1.5控制工程中的電磁兼容

24.1.6電磁兼容與抗干擾設計的研究內容

24.2抑制電磁干擾的隔離技術

24.3電子系統可靠性設計

24.3.1可靠性設計任務

24.3.2可靠性設計技術

24.4抗干擾的硬件措施

24.4.1抗串模干擾的措施

24.4.2抗共模干擾的措施

24.4.3采用雙絞線

24.4.4反射波干擾及抑制

24.4.5地線連接方式與PCB布線原則

24.4.6壓敏電阻及其應用

24.4.7瞬變電壓抑制器及其應用

24.5抗干擾的軟件措施

24.5.1數字信號輸入/輸出中的軟件抗干擾措施

24.5.2CPU軟件抗干擾技術

24.6計算機控制系統的容錯設計

24.6.1硬件故障的自診斷技術

24.6.2軟件的容錯設計

參考文獻




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電子愛好者手冊——從元器件、測量儀器儀表、集成電路仿真到嵌入式系統設計 作者簡介

李正軍，山東大學控制科學與工程學院教授、山東大學重點建設項目“現場總線技術實驗室”負責人、碩士研究生導師，山東大學優秀教師。長期從事計算機控制、嵌入式控制系統、電力網絡監測儀表、現場總線與工業以太網控制系統、電力系統自動化、智能儀器儀表、無創呼吸機等方向研究，并具有較深造詣。中國電氣工業協會設備網現場總線分會理事、中華人民共和國機械行業標準《低壓電氣通信規約》審稿人，全國電器設備網絡通信接口標準化委員會委員。設計的產品在國內外市場具有很大的影響，所指導的研究生在國內外各大公司擔任重要崗位，并具有豐厚的待遇。主持省部級科技攻關和企業委托項目30余項，出版《計算機測控系統設計與應用》、《現場總線及其應用技術》（第2版）、《計算機控制系統》（第3版）、《現場總線與工業以太網及其應用系統設計》 等著作11部 ，授權國家專利2項，發表學術論文60余篇，獲得省部級科技進步獎3項。

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