前言
本书是浙江省高等教育重点建设教材。本书内容围绕电子系统的设计与实现方法来安排。全书由四部分组成: 第一部分为模拟电子系统的设计与实践,重点介绍放大电路和滤波器这两种最重要的模拟单元电路的设计理论和设计方法,并通过设计实例介绍新型模拟集成电路的应用。第二部分为数字电子系统的设计与实践,在介绍了CPLD/FPGA结构和原理、VHDL语言、MAX+plus Ⅱ开发流程、在系统编程技术等知识的基础上,通过设计实例阐述了基于EDA技术的现代数字系统设计方法,其设计流程是顶层原理图设计→低层模块设计→设计实现(芯片下载)。第三部分为基于单片机的电子系统的设计与实践,介绍了三种典型的单片机系统(串行总线单片机系统、并行总线单片机系统和SOC单片机系统)的设计方法。为了满足高速电子系统的设计要求,本部分内容中还详细论述了采用单片机与FPGA相结合的设计方法,给出了一些关键技术问题的解决方案。第四部分为综合电子系统的设计与实践,本部分内容选取了两个典型综合电子系统——DDS信号发生器和数字化声音存储与回放系统,介绍了综合电子系统设计的一般方法: 审题与指标分析→设计方案制订和总体框图设计→硬件设计和软件设计→系统调试。
本书具有以下特点:
(1) 全书取材先进、内容新颖、理论联系实际,融入了编者多年来在电子系统设计方面的经验和体会。每一章内容的安排由浅入深、循序渐进,先介绍电子系统设计的有关理论基础、设计方法和技巧,然后给出设计实例。大部分章节后面还安排了多道有代表性的设计训练题。
(2) 书中所有单片机源程序、VHDL程序和硬件电路均通过实际调试,不断优化,既可直接引用,也对设计其他电子系统提供了较好的启发性和借鉴意义。
(3) 为了与教材内容配套,设计制作了系列综合电子系统设计实验模块。这些模块包括单片机最小系统模块、FPGA模块、人机接口模块、A/D和D/A模块、模拟电路模块等,在相关章节中提供了这些实验模块的设计思路、原理图和元器件排布图,便于读者自行设计制作。通过教材与实验模块相结合,弥补了一般实践性教材的不足,真正做到理论与实践紧密结合。
(4) 与教材配套的网络课件、实验模块的原理图和测试源程序、芯片数据资料均已上网,以方便读者下载,网址为210.32.200.206/szdl。
本书在正式出版前,曾作为校内选修课和电子设计竞赛赛前培训的内部教材,使用过程中得到了学生的肯定,也从参赛学生中得到了很多反馈意见。
本书可作为高等院校电子信息类专业综合提高型实验、大学生电子设计竞赛赛前辅导等实践环节的教材,也可作为学生课外科技创新实践活动的参考资料。本书不但适合给有一定基础的学生作参考书,也同样适合作为基础较弱的学生的培养教材。
参加本书编写工作的有贾立新、王涌、李如春、章旌红、王晓东、李剑清等。第2章由章旌红编写,第3章由王晓东编写,第5章由李如春编写,第8章由李剑清编写,第13章由王涌编写,其余各章由贾立新编写。贾立新任本书主编,负责全书的整体编排、统稿与定稿工作。
本书由浙江工业大学信息工程学院孟利民教授负责主审,同时参与本书审稿工作的还有梅一珉副教授、金燕副教授,他们在审稿过程中提出了许多宝贵的意见,在此向他们表示衷心感谢。
在本书编写过程中,得到了浙江工业大学教务处、信息工程学院的大力支持,电子科学与技术研究所、基础实验室的各位老师也十分关心本书的出版工作,并给予了热情支持,在本书出版之际,谨向他们致以最诚挚的谢意。
另外要感谢范烨、朱旭峰、曾建清、王军亮、董良健、李科、黄捷等同学,他们在本书部分图表的绘制、源程序的调试方面做了大量的工作。
由于编者水平有限,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JLX@zjut.edu.cn与编者联系。
编者
2006年7月于浙江工业大学