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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VHDL 69

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PLL 119

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ADC 144

7．5　10位电流模式DAC 149

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——LCD12864 169

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UARTO 260

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SJA1000 271

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