导读 1
第一部分 模拟系统设计 7
第1章 运放基础 7
1.1理想运放的模型与求解方法 7
1.2主要运放参数与常用运放 8
1.3基本放大电路 14
1.4运放外部调零电路 17
1.5运放构成的衰减器 19
1.6基于运放的放大电路设计要点 20
第2章 程控放大器和波形变换电路设计 24
2.1程控放大器的实现方法 24
2.2模拟开关和运放组成的程控放大器设计 31
2.3基于AD603的程控放大器设计技巧 34
2.4几种常见信号波形变换实例 38
2.4.1波形叠加放大电路 38
2.4.2极性变换电路 39
2.4.3低速和高速电压比较电路 41
第3章 模拟滤波器快速设计 45
3.1模拟滤波器基础 45
3.2滤波器设计软件使用简介 50
3.3模拟滤波器快速设计实例 61
第4章 高速数据转换模块设计 71
4.1 A/D转换器（ADC）与D/A转换器（DAC）基础 71
4.2高速ADC模块设计 76
4.3高速DAC模块设计 79
模拟设计训练 84
第二部分 单片机应用系统设计 87
第5章 高级8051单片机C8051F020快速入门 87
5.1 C8051 F020与传统8051单片机对比 87
5.2 C8051 F020单片机最小系统电路设计 89
5.3 C8051 F020单片机程序设计基础 92
5.3.1开发环境的搭建 92
5.3.2 C8051 F单片机和8051单片机的主要编程差异 93
5.3.3基础外设原理和程序举例 94
第6章 键盘、显示和存储模块设计 108
6.1矩阵键盘模块设计 108
6.2 1602字符型液晶显示模块及应用 112
6.3 2.8寸TFT彩色液晶模块设计 121
6.4基于EEPROM芯片的存储模块设计 136
第7章 C8051F020单片机应用系统设计实例 148
7.1基于C8051F020的简易数字频率计设计 148
7.1.1任务要求 148
7.1.2频率测量原理 148
7.1.3系统设计 151
7.1.4测试结果与分析总结 157
7.2基于C8051F020的波形识别系统设计 158
7.2.1任务要求 158
7.2.2波形识别原理 158
7.2.3 C8051 F020之ADC0 160
7.2.4系统设计 164
7.2.5测试结果与分析总结 169
7.3基于C8051F020的程控放大器设计 170
7.3.1任务要求 170
7.3.2程控放大器原理 170
7.3.3 C8051 F020之DAC 170
7.3.4系统设计 173
7.3.5测试结果与分析总结 176
7.4基于C8051F020的简易自动电阻测试仪设计（2011国赛G题） 177
7.4.1任务要求 177
7.4.2方案论证 177
7.4.3主要原理与理论分析 179
7.4.4系统设计 180
7.4.5测试结果与分析总结 186
单片机系统设计训练 188
第三部分 现代数字（FPGA）系统设计 191
第8章 FPGA快速入门 191
8.1 FPGA简介 191
8.1.1 FPGA逻辑资源 191
8.1.2芯片电源选择 193
8.1.3 I/O端口分类与特性 194
8.1.4 FPGA时钟与配置 196
8.2 FPGA最小系统电路设计 198
8.2.1电源电路设计 198
8.2.2时钟与复位电路设计 200
8.2.3配置电路设计 201
8.2.4接口电路设计 202
8.3 Quartus Ⅱ 9.0的使用 204
8.3.1 Quartus Ⅱ 9.0简介 204
8.3.2 FPGA工程设计流程 206
8.4 Verilog HDL编程基础 221
8.4.1 Verilog HDL语言简介 221
8.4.2 Verilog HDL基本结构 221
8.4.3基本语法与数据类型 223
8.4.4常用运算符 226
8.4.5赋值语句与块语句 230
8.4.6结构说明语句 232
8.4.7条件语句 233
第9章 FPGA系统设计基础 236
9.1组合电路设计 236
9.1.1阻塞赋值与非阻塞赋值 236
9.1.2数值比较器 236
9.1.3多路选择器 238
9.1.4锁存器 242
9.1.5编码器与译码器 243
9.2时序电路设计 246
9.2.1数据寄存器 247
9.2.2计数器与分频器 248
9.2.3移位寄存器 251
9.2.4复位电路 252
9.2.5边沿脉冲发生器 253
9.3存储电路设计 254
9.3.1先进先出存储器（FIFO） 255
9.3.2只读存储器（ROM） 260
9.3.3随机存储器（RAM） 264
9.4时钟电路设计 269
9.4.1锁相环倍频 269
9.4.2计数分频 274
第10章 现代数字（FPGA）系统设计实例 277
10.1基于FPGA的等精度测频模块设计 277
10.1.1任务要求 277
10.1.2等精度测频原理 277
10.1.3设计与仿真 279
10.1.4模块接口与注意事项 286
10.2基于FPGA的DDS模块设计 287
10.2.1任务要求 287
10.2.2 DDS工作原理与模块结构 287
10.2.3 DDS模块设计 291
10.2.4 DDS模块测试与仿真 292
10.3基于FPGA的高速数据采集系统设计 297
10.3.1任务要求 297
10.3.2高速ADC模数关系与工作时序 297
10.3.3系统设计与仿真 299
10.4 FPGA与单片机的SPI通信模块设计 301
10.4.1 FPGA与单片机通信的几种常用方式 301
10.4.2 SPI通信模块的设计与仿真 302
10.5基于FPGA的曼彻斯特编码器设计 309
10.5.1任务要求 309
10.5.2曼彻斯特编码原理 309
10.5.3设计与仿真 310
10.5.4模块接口与注意事项 315
FPGA系统设计训练 317
第四部分 综合系统设计 321
第11章 简易数字频率计（1997国赛B题） 321
11.1功能要求 321
11.2方案论证与系统总体设计 322
11.2.1方案论证 322
11.2.2系统总体设计 324
11.3主要原理与理论分析 324
11.3.1直接测频法和直接测周法原理 324
11.3.2等精度测频法原理 324
11.3.3脉宽测量与占空比测量原理 324
11.4系统硬件电路设计 325
11.4.1整形电路设计 325
11.4.2 FPGA测量模块硬件电路设计 325
11.4.3 C8051单片机控制模块硬件设计 326
11.5系统程序设计 326
11.5.1 FPGA程序设计 326
11.5.2 C8051 F020单片机程序设计 335
11.6系统调试与误差分析 339
11.7方案总结与改进 342
第12章 正弦信号发生器（2005国赛A题） 344
12.1功能要求 344
12.2方案论证与系统总体设计 345
12.2.1方案论证 345
12.2.2系统总体设计 346
12.3主要原理与理论分析 347
12.3.1奈奎斯特定理 347
12.3.2 DDS技术 347
12.3.3正弦信号 351
12.3.4调制信号 351
12.4系统硬件电路设计 355
12.4.1 FPGA最小系统及DAC输出电路设计 355
12.4.2 MCU最小系统及外围扩展电路设计 356
12.4.3无源低通滤波及放大电路设计 356
12.5系统程序设计 357
12.5.1 FPGA部分 357
12.5.2 MCU部分 367
12.6系统调试与误差分析 372
12.7方案总结与改进 375
第13章 红外光通信装置（2013国赛F题） 377
13.1功能要求 377
13.2方案论证与系统总体设计 378
13.2.1方案论证 378
13.2.2系统总体设计 379
13.3主要原理与理论分析 380
13.3.1模拟信道与数字信道 380
13.3.2红外信号传输方式 380
13.3.3红外光发射的距离与功率的关系 382
13.3.4红外信道编码 382
13.4系统硬件电路设计 383
13.4.1红外发射端电路设计 383
13.4.2红外接收端电路设计 387
13.4.3中继转发模块电路设计 389
13.5系统程序设计 389
13.5.1红外发射端程序设计 390
13.5.2红外接收端程序设计 396
13.6系统调试与误差分析 400
13.7总结与方案改进 402
附录 电子系统设计开发板与部分信号调理模块实物照片 405
参考文献 410