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第1章 现代电子系统设计概述1

1.1现代电子系统设计的新特点1

1.1.1中、大规模集成电路和专用芯片设计电路2

1.1.2现代电子系统设计方法2

1.1.3系统设计模式的开放化和对象化2

1.2以MPU和MCU为核心的电子系统设计流程3

1.3以PLD为核心的电子系统设计流程3

1.4以ASIC为核心的电子系统设计流程5

1.4.1数字ASIC的设计流程5

1.4.2模拟ASIC的设计流程6

1.4.3以SoC为核心的电子系统设计流程7

第2章 电子系统设计中常用的数值处理方法10

2.1非线性补偿技术10

2.1.1非线性函数补偿法10

2.1.2线性插值法折线逼近法11

2.1.3二次抛物线插值法13

2.1.4三次样条函数插值法14

2.1.5查表法15

2.2数值积分与数值微分17

2.2.1数值积分17

2.2.2数值微分18

2.3标度变换19

2.3.1标度变换原理19

2.3.2线性信号的标度变换20

2.3.3非线性信号的标度变换21

2.4数字滤波技术21

2.4.1数字滤波器的原理与分类22

2.4.2数字滤波器的设计方法25

2.4.3 IIR与FIR滤波器的比较30

2.4.4经典软件滤波器设计30

第3章 PID控制技术38

3.1过程控制的基本概念38

3.1.1模拟控制系统38

3.1.2微机过程控制系统38

3.1.3数字控制系统DDC39

3.2经典PID控制39

3.2.1双位开关控制39

3.2.2比例控制39

3.2.3积分控制40

3.2.4比例-积分控制40

3.2.5微分控制40

3.2.6比例-微分控制40

3.2.7比例-积分-微分控制41

3.2.8比例-微分-反馈-前馈控制41

3.3数字PID控制算法42

3.3.1位置式PID控制算法42

3.3.2增量式PID控制算法43

3.3.3 PID算法程序流程44

3.4标准PID控制算法的改进45

3.4.1积分项的改进45

3.4.2微分项的改进48

3.4.3带死区的PID控制50

3.5数字PID参数整定50

3.5.1 PID参数对系统性能的影响50

3.5.2采样周期的选择52

3.5.3控制规律的选择53

3.5.4 PID参数整定方法53

3.6直流电动机PWM调压调速的数字PID控制实现56

3.6.1总体设计56

3.6.2 PWM调制57

3.6.3 PID调速程序58

第4章 电子设计常用工具软件介绍62

4.1电路仿真工作台Multisim62

4.1.1 Multisim概貌62

4.1.2 Multisim对元器件的管理68

4.1.3输入并编辑电路69

4.1.4虚拟仪器及其使用71

4.1.5电路实例73

4.2 Protel DXP使用介绍75

4.2.1 Protel软件环境75

4.2.2原理图的绘制77

4.2.3 PCB图的绘制86

4.3仿真软件Proteus98

4.3.1 Proteus的主要功能和特点98

4.3.2 Proteus操作环境100

4.3.3原理图仿真调试106

4.4 Keil C51仿真软件109

4.4.1 Keil C51集成开发环境109

4.4.2创建项目实例113

4.4.3 Proteus Keil C51联合仿真实例121

第5章 以单片机为核心的电子系统设计127

5.1单片机应用系统组成127

5.2单片机应用系统的开发流程127

5.3单片机性能及选型130

5.4单片机最小系统设计131

5.4.1单片机最小系统硬件设计131

5.4.2单片机最小系统故障测试程序134

5.5人机接口技术138

5.5.1通用键盘显示电路设计138

5.5.2单片机与液晶显示电路接口电路设计146

5.6单片机与A/D转换器接口电路设计162

5.6.1 A/D转换器的分类及简介162

5.6.2 A/D转换器主要技术指标163

5.6.3 A/D转换器及其相应接口电路选择原则164

5.6.4 ADC0809接口电路设计165

5.6.5 TLC5510接口电路设计167

5.6.6 V/F转换型A/D电路的应用169

5.7单片机与D/A转换器接口电路设计170

5.7.1 D/A转换器的分类及简介170

5.7.2串行电压输出型D/A转换器171

5.7.3并行D/A转换器172

第6章 以FPGA为核心的电子系统设计175

6.1 FPGA最小系统设计175

6.1.1 Xilinx公司的FPGA器件175

6.1.2 FPGA最小系统电路设计179

6.1.3 FPGA最小系统印制板设计183

6.1.4 FPGA最小系统电源电路的设计185

6.2 FP GA最小系统配置电路的设计185

6.2.1使用PC并行口配置FPGA185

6.2.2使用单片机配置FPGA186

6.2.3 Spartan-Ⅱ器件的配置187

6.2.4各种模式的配置方式189

6.3 ModelSim仿真工具的使用191

6.3.1设计流程192

6.3.2行为仿真和时序仿真193

6.3.3行为仿真步骤193

6.3.4行为仿真查错分析198

6.3.5时序仿真Timing Simulation步骤200

6.4 ISE 10.1使用介绍201

6.4.1 ISE 10.1概述201

6.4.2新建工程204

6.4.3设计输入204

6.4.4行为仿真206

6.4.5 ChipScope208

6.4.6约束／综合211

6.4.7 配置和下载211

6.4.8基于ISE的硬件编程217

6.4.9使用ChipScope分析设计218

6.5单片机最小系统与FPGA接口电路及程序设计219

6.5.1接口电路设计219

6.5.2程序设计220

第7章 常用外围器件及应用222

7.1常用通信器件222

7.1.1 RS-232总线接口芯片MAX232222

7.1.2 RS-422总线接口芯片MAX491225

7.1.3 RS-485总线接口芯片MAX485227

7.1.4无线传输模块PTR2000232

7.2实时时钟芯片及其应用236

7.2.1常用实时时钟芯片236

7.2.2 DS1302237

7.3红外遥控信号收发电路设计245

7.3.1红外遥控原理245

7.3.2红外发射电路设计246

7.3.3红外接收电路设计246

7.3.4编解码集成IC PT2262/2272及其应用247

7.4单总线器件及其应用实例252

7.4.1单总线介绍252

7.4.2 DS18B20数字温度传感器254

7.5 12C接口器件PCF8574263

7.5.1 I2C总线介绍263

7.5.2 PCF8574及其应用264

7.6 SPI总线接口技术272

7.6.1 SPI串行总线介绍272

7.6.2 SPI总线接口器件TLC5615274

7.7 USB控制器件ISP1581277

7.7.1 ISP1581主要性能278

7.7.2 ISP1581工作特性281

7.7.3 ISP1581应用介绍284

7.8语音芯片IS22C011 /20及其应用291

7.8.1 IS22C011/20主要性能292

7.8.2 IS22C011/20可编程选项及时序图293

7.8.3 IS22C011/20典型应用293

7.8.4基于51单片机的语音存储播放294

7.9电源监控器件296

7.9.1电源监控器件MAX705296

7.9.2电源监控器件MAX791300

参考文献306