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第一部分　模拟电子系统设计与实践3

第1章　基于集成运放的放大电路设计3

1．1　运算放大器的模型3

1．2　用集成运放构成的基本放大电路5

1．3　集成运放的主要参数9

1．4　正确使用集成运算放大器14

1．5　设计训练题16

第2章　模拟滤波器的设计17

2．1　模拟有源滤波器设计17

2．1．1　概述17

2．1．2　有源低通滤波器和高通滤波器设计20

2．2　开关电容滤波器22

2．2．1　开关电容滤波器的基本原理23

2．2．2　单片集成开关电容滤波器及其使用25

2．3　设计训练题28

第3章　直流稳压电源设计29

3．1　概述29

3．2　固定式线性直流稳压电源设计31

3．3　可调式直流稳压电源设计34

3．4　开关直流稳压电源设计36

3．5　设计训练题39

第二部分　数字电子系统设计与实践43

第4章　OPLD和FPGA的基本结构和原理43

4．1　CPLD的基本结构和工作原理43

4．2　FPGA的基本结构和工作原理48

4．3　FPGA器件在电路配置技术57

4．4　CPLD与FPGA的比较63

4．5　FPGA最小系统设计64

4．6　设计训练题67

第5章　硬件描述语言VHDL69

5．1　概述69

5．2　VHDL的语言要素71

5．3　VHDL程序的基本结构74

5．4　VHDL程序的句法77

5．4．1　并行语句77

5．4．2　顺序语句80

5．5　常量、变量与信号84

5．6　VHDL结构体的三种描述方法86

5．7　常用组合逻辑电路的VHDL描述88

5．8　常用时序逻辑电路的VHDL描述90

5．9　有限状态机（FSM）的VHDL描述92

5．10　设计训练题95

第6章　数字系统设计举例98

6．1　概述98

6．2　EDA软件Quartus Ⅱ的基本操作——以4位数字频率计设计为例99

6．2．1　设计题目99

6．2．2　数字频率计的工作原理99

6．2．3　数字频率计的硬件电路设计100

6．2．4　数字频率计的顶层设计和底层模块设计102

6．2．5　设计项目的输入、编译、仿真、处理107

6．3　QuartusⅡ宏功能模块LPM的使用——以正弦信号发生器设计为例119

6．3．1　设计题目119

6．3．2　使用嵌入式锁相环PLL119

6．3．3　使用在系统嵌入式存储器120

6．3．4　正弦信号发生器设计123

6．4　设计项目的复用技术124

6．5　设计训练题126

第三部分　单片机电子系统设计与实践131

第7章　SoC单片机C8051F360的基本原理131

7．1　C8051F360单片机简介131

7．2　并行I／O端口133

7．3　振荡器140

7．4　10位ADC144

7．5　10位电流模式DAC149

7．6　中断系统152

7．7　设计训练题158

第8章　基于并行总线的单片机系统设计160

8．1　并行总线单片机系统概述160

8．2　C8051F360单片机外部数据存储器接口162

8．3　数据存储器并行扩展技术166

8．4　图形点阵式LCD模块接口设计169

8．4．1　内置汉字库图形点阵式LCD模块——LCD12864169

8．4．2　LCD12864模块并行接口设计174

8．4．3　LCD12864模块显示程序设计175

8．5　基于CPLD的编码式键盘接口设计181

8．6　单片机与FPGA接口设计188

8．7　并行总线单片机最小系统设计192

8．7．1　方案设计192

8．7．2　MCU模块硬件电路设计193

8．7．3　键盘显示模块硬件电路设计199

8．7．4　单片机最小系统的初始化程序设计200

8．8　设计训练题203

第9章　基于串行总线的单片机系统设计206

9．1　SPI总线扩展技术207

9．1．1　SPI串行总线207

9．1．2　C8051F360单片机的增强型SPI接口208

9．1．3　增强型SPI接口应用示例一——串行D／A转换器扩展技术212

9．1．4　增强型SPI接口应用示例二——串行Flash ROM扩展技术214

9．2　I2C总线扩展技术224

9．2．1　I2C串行总线224

9．2．2　I2C总线数据传送的软件模拟227

9．2．3　C8051F360单片机的SMBus（12C）总线接口233

9．2．4　SMBus总线接口应用示例——串行A／D转换器扩展技术236

9．3　串行总线单片机系统设计示例——可校时数字钟设计241

9．3．1　设计题目241

9．3．2　LED显示接口设计241

9．3．3　非编码式键盘设计244

9．3．4　实时时钟电路设计246

9．3．5　系统软件设计247

9．4　设计训练题254

第10章　单片机数据通信系统设计256

10．1　串行异步通信系统设计256

10．1．1　概述256

10．1．2　C8051F360单片机的串行口UARTO260

10．1．3　双机异步通信编程示例263

10．2　CAN现场总线通信技术268

10．2．1　CAN现场总线简介268

10．2．2　CAN总线接口设计269

10．2．3　CAN控制器SJA1000271

10．2．4　SJA1000内部寄存器功能说明273

10．2．5　CAN总线通信系统设计示例——多点温度检测系统280

10．3　设计训练题287

第四部分　综合电子系统设计与实践291

第11章　基于SoC单片机的数字化语音存储与回放系统291

11．1　设计题目291

11．2　总体方案设计291

11．3　模拟子系统设计293

11．4　系统软件设计297

11．5　系统调试301

11．6　DPCM语音压缩算法302

11．7　设计训练题305

第12章　DDS信号发生器的设计306

12．1　设计题目306

12．2　直接数字频率合成的原理306

12．3　采用专用DDS集成芯片实现的信号发生器308

12．4　采用单片机＋FPGA实现的DDS信号发生器314

12．4．1　方案设计314

12．4．2　主要技术参数的分析与确定315

12．4．3　数字部分电路设计316

12．4．4　模拟部分电路设计320

12．4．5　FPGA内部DDS子系统设计323

12．4．6　单片机控制软件设计326

12．4．7　系统调试331

12．5　设计训练题334

第13章　高速数据采集系统设计336

13．1　设计题目336

13．2　方案设计336

13．3　数据采集通道的设计337

13．4　信号采集与存储控制电路的设计342

13．5　高速数据采集系统硬件电路总体设计344

13．6　系统软件设计346

13．7　系统调试347

13．8　设计训练题348

附录A　ESDM-3综合电子系统设计实验板简介350

参考文献360