目录 第1章绪论 1.1关于电子工程师 1.1.1ChatGPT的答案 1.1.2百度搜索的答案 1.1.3百度文库智能助手的答案 1.2电子工程师必备的基础知识 1.3电子工程师应该学习的知识 1.4电子系统 1.5电子系统设计的基本内容与方法 1.5.1电子系统设计的基本内容 1.5.2电子系统设计的一般方法 1.6电子系统的设计步骤 1.7嵌入式系统 1.7.1嵌入式系统概述 1.7.2嵌入式系统和通用计算机系统比较 1.8嵌入式系统的组成 1.9嵌入式系统的软件 1.9.1无操作系统的嵌入式软件 1.9.2带操作系统的嵌入式软件 1.9.3嵌入式操作系统的分类 1.9.4典型嵌入式操作系统 1.10嵌入式系统的应用领域 1.11电子工程师常用网站 1.12如何学习电子系统 1.13如何学习嵌入式系统 1.13.1嵌入式系统的分类 1.13.2嵌入式系统的学习困惑 1.13.3嵌入式系统的知识体系 1.13.4嵌入式系统的学习建议 第2章电子设计制作与常用工具 2.1电子制作概述 2.1.1电子制作基本概念 2.1.2电子制作基本流程 2.2电子制作常用工具 2.2.1板件加工工具 2.2.2焊接工具 2.2.3验电笔 2.2.4其他材料 2.3电子制作装配技术 2.3.1电子元器件的安装 2.3.2电子制作的装配 2.4电子制作调试与故障排查 2.4.1电子制作测量 2.4.2电子制作调试 2.4.3调试过程中的常见故障 2.4.4调试过程中的故障排查法 第3章基本电子元器件 3.1电阻器的简单识别与型号命名法 3.1.1电阻器的分类 3.1.2电阻器的型号命名 3.1.3电阻器的主要性能指标 3.1.4电阻器的简单测试 3.1.5选用电阻器常识 3.1.6电阻器和电位器选用原则 3.2电容器的简单识别与型号命名法 3.2.1电容器的分类 3.2.2电容器型号命名法 3.2.3电容器的主要性能指标 3.2.4电容器质量优劣的简单测试 3.2.5选用电容器常识 3.3电感器的简单识别与型号命名法 3.3.1电感器的分类 3.3.2电感器的主要性能指标 3.3.3电感器的简单测试 3.3.4选用电感器常识 3.4半导体器件的简单识别与型号命名法 3.4.1半导体器件型号命名法 3.4.2二极管的识别与简单测试 3.4.3三极管的识别与简单测试 3.5半导体集成电路型号命名法 3.5.1集成电路的型号命名法 3.5.2集成电路的分类 3.5.3集成电路的生产商和封装形式 第4章常用测量仪器与仪表 4.1万用表概述 4.2MF47型指针万用表的使用 4.2.1MF47型万用表面板介绍 4.2.2MF47型万用表使用准备 4.2.3MF47型万用表测量直流电压 4.2.4MF47型万用表测量交流电压 4.2.5MF47型万用表测量直流电流 4.2.6MF47型万用表测量电阻值 4.2.7指针万用表使用注意事项 4.3VC890C+Pro型数字万用表的使用 4.3.1VC890C+Pro型数字万用表面板介绍 4.3.2VC890C+Pro型数字万用表直流电压的测量 4.3.3VC890C+Pro型数字万用表直流电流的测量 4.3.4VC890C+Pro型数字万用表交流电压的测量 4.3.5VC890C+Pro型数字万用表交流电流的测量 4.3.6VC890C+Pro型数字万用表电阻值的测量 4.3.7VC890C+Pro型数字万用表线路通断测量 4.3.8VC890C+Pro型数字万用表温度的测量 4.4FLUKE 17B+型自动量程数字万用表的使用 4.4.1FLUKE 17B+型数字万用表面板介绍 4.4.2FLUKE 17B+型数字万用表电压的测量 4.4.3FLUKE 17B+型数字万用表电流的测量 4.4.4FLUKE 17B+型数字万用表电阻值的测量 4.4.5FLUKE 17B+型数字万用表线路通断测量 4.4.6FLUKE 17B+型数字万用表温度的测量 4.4.7数字万用表的使用注意事项 4.5数字示波器 4.5.1数字示波器的功能 4.5.2数字示波器的品牌 4.5.3安捷伦示波器的型号 4.5.4泰克示波器的型号 4.5.5数字示波器的使用方法 4.5.6Agilent DSOX 2002A 型数字示波器 4.5.7DSO和MSO示波器的区别 4.5.8Agilent DSOX 2002A 型数字示波器面板说明 4.5.9安捷伦示波器测量方波的步骤 4.5.10安捷伦数字示波器如何测量交流信号 4.5.11XR2206信号发生器与数字示波器测试 4.6逻辑分析仪 4.6.1逻辑分析仪概述 4.6.2LA5016逻辑分析仪 4.6.3LA5016逻辑分析仪的使用 4.6.4KingstVIS软件界面 4.6.5模拟演示功能 4.6.6连接设备与计算机 4.6.7连接设备与待测系统 4.6.8采样参数设置 4.6.9采集信号与测量、分析波形 4.6.10数据保存与导出 4.7波形发生器 4.8晶体管特性图示仪 第5章电路设计与仿真——Altium Designer 5.1Altium Designer简介 5.1.1Altium Designer 20的主要特点 5.1.2PCB 总体设计流程 5.2电路原理图设计 5.2.1Altium Designer 20的启动 5.2.2Altium Designer 20的主窗口 5.2.3Altium Designer 20的开发环境 5.2.4原理图设计的一般流程 第6章电路分析基础知识 6.1电路分析的基本方法与规律 6.1.1欧姆定律 6.1.2电功、电功率和焦耳定律 6.1.3电阻的串联、并联与混联 6.2复杂电路的分析方法与规律 6.2.1基本概念 6.2.2基尔霍夫定律 6.2.3叠加定理 6.2.4戴维南定理 6.2.5最大功率传输定理与阻抗变换 第7章模拟集成电路设计与仿真 7.1集成运算放大器的应用电路设计与仿真 7.1.1运算放大器基本原理 7.1.2运算放大器计算 7.1.3基本运算放大器 7.1.4线性数学运算电路 7.1.5仪表放大器 7.1.6正弦波振荡电路 7.1.7非正弦波发生电路 7.1.8波形转换电路 7.1.9有源滤波器 7.2电压比较器电路设计与仿真 7.2.1电压比较器的分类 7.2.2电压比较器的应用 7.2.3集成电压比较器LM239/LM339 7.2.4LM293/LM393/LM2903 7.2.5LM211/LM311 7.3集成稳压电源电路设计与仿真 7.3.1集成稳压器的应用 7.3.2精密基准电压源 7.3.3DC/DC电源变换器 第8章数字集成电路设计与仿真 8.1基本逻辑门电路 8.1.1与门 8.1.2或门 8.1.3非门 8.1.474HC/LS/HCT/F系列芯片的区别 8.1.5布尔代数运算法则 8.2数字电路设计步骤及方法 8.2.1数字电路的设计步骤 8.2.2数字电路的设计方法 8.3基本逻辑门逻辑功能测试与应用 8.3.1基本逻辑门设计原理 8.3.2基本逻辑门的Proteus软件仿真 8.4特殊门电路 8.4.1特殊门电路设计原理 8.4.2特殊门电路的Proteus软件仿真 8.5编码器及其应用电路设计与仿真 8.5.1编码器设计原理 8.5.2编码器的Proteus软件仿真 8.6译码器及其应用电路设计与仿真 8.6.1译码器设计原理 8.6.2译码器的Proteus软件仿真 8.7触发器及其应用电路设计与仿真 8.7.1触发器设计原理 8.7.2触发器的Proteus软件仿真 8.8计数器及其应用电路设计与仿真 8.8.1计数器设计原理 8.8.2计数器的 Proteus软件仿真 8.9集成移位寄存器及其应用电路设计与仿真 8.9.1集成移位寄存器设计 8.9.2集成移位寄存器的Proteus软件仿真 8.10555定时器及其应用电路设计与仿真 8.10.1555定时器设计原理 8.10.2555定时器的Proteus软件仿真 8.11三态缓冲器/线驱动器电路设计与仿真 8.11.1三态缓冲器/线驱动器设计原理 8.11.2三态缓冲器/线驱动器的Proteus仿真 第9章STM32系列微控制器与开发 9.1Arm微处理器简介 9.1.1Arm处理器的特点 9.1.2Arm体系结构 9.1.3Arm的RISC结构特性 9.1.4Arm CortexM处理器 9.2STM32 微控制器概述 9.2.1STM32 微控制器产品介绍 9.2.2STM32系统性能分析 9.2.3STM32F103VET6的引脚 9.2.4STM32F103VET6 最小系统设计 9.3STM32开发工具——Keil MDK 9.4STM32F103开发板的选择 9.5STM32仿真器的选择 第10章电路设计与数字仿真——Proteus及其应用 10.1EDA技术概述 10.2Proteus EDA软件的功能模块 10.3Proteus 8体系结构及特点 10.3.1Proteus VSM的主要功能 10.3.2Proteus PCB 10.3.3嵌入式微处理器交互式仿真 10.4Proteus 8的启动和退出 10.5Proteus 8窗口操作 10.5.1主菜单栏 10.5.2主工具栏 10.5.3主页 10.6Schematic Capture 窗口 10.7Schematic Capture 电路设计 10.8STM32F103驱动LED灯仿真实例 10.8.1硬件绘制 10.8.2STM32CubeMX配置工程 10.8.3编写用户代码 10.8.4仿真结果 10.8.5代码分析 第11章GD32微控制器与开发 11.1GigaDevice公司概述 11.2GD32 MCU发展历程及典型应用 11.2.1GD32 MCU发展历程 11.2.2GD32 MCU典型应用 11.3GD32 MCU产品家族介绍 11.4GD32 MCU应用选型 11.4.1GD32 MCU型号解码 11.4.2GD32 MCU选型方法简介 11.5GD32F470xx介绍 11.6GD32微控制器快速入门与开发平台搭建 11.7GD32F4开发板的选择 11.8GD32仿真器的选择 11.9GD32F4外部中断实例 11.9.1通过 GDLink 模块下载程序 11.9.2通过GD32F4 蓝莓派串口下载程序 11.10GD32微控制器和STM32微控制器的对比和选择 第12章STC系列单片机与开发 12.1STC系列单片机概述 12.2STC8H系列单片机 12.2.1STC8H系列单片机概述 12.2.2STC8H8K64U系列单片机 12.3增强型8051内核 12.3.1CPU结构 12.3.2存储结构 12.3.3并行I/O口 12.3.4时钟与复位 12.3.5STC单片IAP和ISP 12.4STC开发板和仿真器的选择 12.4.1STC开发板的选择 12.4.2STC仿真器的选择 12.5STCISP(V6.92)程序下载软件 12.6STC单片机8位数码管显示应用实例 12.6.18位数码管显示硬件设计 12.6.28位数码管显示软件设计 12.6.38位数码管显示软件的调试 第13章SC系列单片机与开发 13.1SC系列单片机概述 13.1.1SC产品线 13.1.2SOC公司硬件开发平台 13.1.3利用易码魔盒开发应用程序 13.1.4SOC公司单片机应用领域与用户 13.2SC95F系列单片机 13.2.1SC95系列单片机的命名规则 13.2.2SC95系列单片机集成的资源 13.2.3SC95F8617单片机的引脚 13.2.4SC95F8617单片机的内部组成 13.2.5SC95F8617单片机的存储器 13.2.6SC95F8617单片机的I/O口 13.3SC开发板和仿真器的选择 13.3.1SC开发板的选择 13.3.2SC系列单片机开发平台 13.3.3SC仿真器的选择 13.3.4SOC Programming Tool程序下载软件 13.4SC单片机4位数码管显示应用实例 13.4.14位数码管显示硬件设计 13.4.2NBKEBS002基础功能扩展板硬件配置 13.4.34位数码管显示软件设计 13.4.44位数码管显示软件的调试 第14章IAR EW开发环境 14.1IAR Embedded Workbench集成开发环境简介 14.2IAR Embedded Workbench的安装 14.3IAR Embedded Workbench窗口操作 14.3.1菜单栏 14.3.2工具栏 14.3.3状态栏 14.4IAR EW430工程开发 第15章MSP430系列单片机与开发 15.1MSP430单片机概述 15.1.1MSP430单片机的发展和应用 15.1.2MSP430系列单片机的技术特点 15.1.3MSP430单片机的特点 15.1.4MSP430单片机的应用前景 15.2MSP430系列单片机 15.2.1MSP430F1系列单片机 15.2.2MSP430G2553单片机 15.2.3MSP430F5xx/6xx系列单片机 15.2.4MSP430单片机选型 15.2.5MSP430开发板的选择 15.3MSP430数码管显示应用实例 15.3.1数码管显示硬件设计 15.3.28位数码管显示软件设计 15.3.38位数码管显示软件的调试 第16章STM8S系列微控制器与开发 16.1STM8微控制器概述 16.1.1STM8内核MCU芯片主要特性 16.1.2STM8S系列MCU芯片内部结构 16.2STM8S微控制器 16.2.1STM8S1系列 16.2.2STM8S2系列 16.2.3STM8S系列微控制器型号及其简要介绍 16.2.4STM8S系列微控制器的应用领域 16.3STM8S105xx单片机 16.4STM8S开发板和仿真器的选择 16.5STM8S按键输入与LED应用实例 16.5.1按键输入与LED显示硬件设计 16.5.2按键输入与LED显示软件设计 16.5.3按键输入与LED显示软件的调试 第17章TMS320数字信号处理器与开发 17.1数字信号处理器概述 17.1.1DSP芯片的主要结构特点 17.1.2DSP芯片的分类 17.1.3DSP芯片的应用 17.1.4DSP芯片的选择 17.2DSP芯片的生产厂商 17.2.1AMI公司 17.2.2TI公司 17.2.3ADI公司 17.2.4Xilinx公司 17.3DSP系统 17.3.1DSP系统的构成 17.3.2DSP系统的设计过程 17.4拓展阅读及项目实践 17.5DSP结构与特性 17.5.1DSP的基本结构和主要特性 17.5.2引脚分布及封装 17.5.3内部总线结构 17.5.4中央处理单元 17.5.5存储器及其扩展接口 17.6TMS320F28335 32位浮点DSP处理器 17.6.1TMS320F28335介绍 17.6.2TMS320F28335的特性 17.6.3TMS320F28335的片内外设资源 17.6.4TMS320F28335的引脚分布与引脚功能 17.7TMS320F28335最小系统硬件设计 17.7.1最小系统硬件设计的注意事项 17.7.2最小系统硬件电路的设计 17.7.3调试TMS320F28335硬件电路的注意事项 17.8DSP软件开发环境 17.8.1软件开发流程和工具 17.8.2DSP集成开发环境CCS 17.9DSP开发板和仿真器的选择 17.9.1DSP开发板的选择 17.9.2DSP仿真器的选择 17.10TMS320F28335在7位LED流水灯显示的应用实例 17.10.17位LED流水灯显示硬件设计 17.10.27位LED流水灯显示软件设计 第18章FPGA可编程逻辑器件与开发 18.1可编程逻辑器件概述 18.1.1可编程逻辑器件的发展 18.1.2PAL/GAL 18.1.3CPLD 18.1.4FPGA 18.1.5CPLD与FPGA的区别 18.1.6SOPC 18.1.7IP核 18.1.8FPGA框架结构 18.2FPGA 的内部结构 18.2.1可编程输入/输出单元 18.2.2基本可编程逻辑单元 18.2.3嵌入式块RAM 18.2.4丰富的布线资源 18.3Intel 公司的FPGA 18.3.1Cyclone 系列 18.3.2Cyclone Ⅳ系列芯片 18.3.3配置芯片 18.4FPGA 的生产厂商 18.4.1Xilinx公司 18.4.2Altera公司 18.5FPGA的应用领域 18.6FPGA开发工具 18.7基于FPGA的开发流程 18.7.1FPGA设计方法概论 18.7.2典型FPGA的开发流程 18.7.3FPGA的配置 18.7.4基于FPGA的SoC设计方法 18.8Verilog语言 18.8.1Verilog概述 18.8.2Verilog HDL和VHDL的比较 18.8.3Verilog HDL基础 18.9FPGA 开发板 第19章物联网与无线传感器网络 19.1物联网 19.1.1物联网的定义 19.1.2物联网的特点 19.1.3物联网的基本架构 19.1.4物联网的技术架构 19.1.5物联网的应用模式 19.1.6物联网的应用 19.1.7工业物联网 19.2无线传感器网络 19.2.1无线传感器网络的特点 19.2.2无线传感器网络体系结构 19.2.3无线传感器网络的关键技术 19.2.4IEEE 802.15.4无线传感器网络通信标准 19.2.5无线传感器网络的应用 19.3蓝牙通信技术 19.3.1蓝牙通信技术概述 19.3.2无线多协议SoC芯片 19.3.3nRF5340芯片及其主要特性 19.3.4nRF5340的开发工具 19.3.5低功耗蓝牙芯片nRF51822及其应用电路 19.4ZigBee无线传感器网络 19.4.1ZigBee无线传感器网络通信标准 19.4.2ZigBee开发技术 19.4.3CC2530的开发环境 19.5W601 WiFi MCU芯片及其应用实例 19.5.1W601/W800/W801/W861概述 19.5.2ALIENTEK W601开发板 第20章微控制器与元器件生产商 20.1微控制器技术 20.1.1德州仪器(Texas Instruments)生产的微控制器 20.1.2微芯科技(Microchip Technology)生产的微控制器 20.1.3意法半导体(ST Microelectronics)生产的微控制器 20.1.4恩智浦半导体(NXP Semiconductors)生产的微控制器 20.1.5瑞萨电子(Renesas Electronics)生产的微控制器 20.1.6英飞凌科技(Infineon Technologies)生产的微控制器 20.1.7赛普拉斯半导体(Cypress Semiconductor)生产的微控制器 20.1.8模拟器件(Analog Devices)生产的微控制器 20.1.9美信集成(Maxim Integrated)生产的微控制器 20.1.10国内生产微控制器(MCU)的厂商及其微控制器产品 20.2知名的半导体公司 20.2.1全球知名的半导体公司 20.2.2中国知名的半导体公司 20.2.3美国知名的半导体公司 20.2.4欧洲知名的半导体公司 20.2.5日本知名的半导体公司 20.2.6韩国知名的半导体公司 第21章传感器与自动检测技术 21.1传感器 21.1.1传感器的定义和分类及构成 21.1.2传感器的基本性能 21.1.3传感器的应用领域 21.1.4温度传感器 21.1.5湿度传感器 21.1.6流量传感器 21.1.7热释电红外传感器 21.1.8光电传感器 21.1.9气敏传感器 21.1.10霍尔传感器 21.1.11应变式电阻传感器 21.1.12压力传感器 21.1.13CCD图像传感器 21.1.14位移传感器 21.1.15加速度传感器 21.1.16PM2.5传感器 21.2量程自动转换与系统误差的自动校正 21.2.1模拟量输入信号类型 21.2.2量程自动转换 21.2.3系统误差的自动校正 21.3采样和模拟开关 21.3.1信号和采样定理 21.3.2采样/保持器 21.3.3模拟开关 21.3.432通道模拟量输入电路设计实例 21.4模拟量输入通道 21.512位低功耗模/数转换器AD7091R 21.5.1AD7091R引脚介绍 21.5.2AD7091R的应用特性 21.5.3AD7091R的数字接口 21.5.4AD7091R与STM32F103的接口 21.6模拟量输出通道 21.712位/16位4~20mA串行输入数/模转换器AD5410/AD5420 21.7.1AD5410/AD5420引脚介绍 21.7.2AD5410/AD5420片内寄存器 21.7.3AD5410/AD5420应用特性 21.7.4AD5410/AD5420的数字接口 21.7.5AD5410/AD5420与STM32F103的接口 21.8数字量输入/输出通道 21.8.1光电耦合器 21.8.2数字量输入通道 21.8.3数字量输出通道 21.8.4脉冲量输入/输出通道 第22章PID控制算法 22.1被控对象的数学模型与性能指标 22.1.1被控对象的动态特性 22.1.2数学模型的表达形式与要求 22.1.3计算机控制系统被控对象的传递函数 22.1.4计算机控制系统的性能指标 22.1.5对象特性对控制性能的影响 22.2PID控制 22.2.1PID控制概述 22.2.2PID调节的作用 22.3数字PID算法 22.3.1PID算法 22.3.2PID算法的仿真 第23章数字滤波与标度变换 23.1常用数字滤波算法 23.1.1程序判断滤波 23.1.2中值滤波 23.1.3算术平均滤波 23.1.4加权平均滤波 23.1.5低通滤波 23.1.6滑动平均滤波 23.2标度变换与数据处理 23.2.1线性标度变换 23.2.2非线性标度变换 23.2.3数据处理 第24章电子系统的电磁兼容与抗干扰设计 24.1电磁兼容技术与抗干扰设计概述 24.1.1电磁兼容技术的发展 24.1.2电磁噪声干扰 24.1.3电磁噪声的分类 24.1.4构成电磁干扰问题的三要素 24.1.5控制工程中的电磁兼容 24.1.6电磁兼容与抗干扰设计的研究内容 24.2抑制电磁干扰的隔离技术 24.3电子系统可靠性设计 24.3.1可靠性设计任务 24.3.2可靠性设计技术 24.4抗干扰的硬件措施 24.4.1抗串模干扰的措施 24.4.2抗共模干扰的措施 24.4.3采用双绞线 24.4.4反射波干扰及抑制 24.4.5地线连接方式与PCB布线原则 24.4.6压敏电阻及其应用 24.4.7瞬变电压抑制器及其应用 24.5抗干扰的软件措施 24.5.1数字信号输入/输出中的软件抗干扰措施 24.5.2CPU软件抗干扰技术 24.6计算机控制系统的容错设计 24.6.1硬件故障的自诊断技术 24.6.2软件的容错设计 参考文献