前言

“电子系统设计”、“电子系统综合实践”、“电子设备综合实践”和“电子实习”等课程作为电子信息类专业人才培养的重要实践环节，是“模拟电子线路”、“数字电路与EDA技术”、“高频电子线路”和“嵌入式系统应用”等电子技术基础课程和专业课程之间的桥梁和纽带，是电子技术课程的“最后一公里”，也是电子设备、电子装备原理与系统课程到实际装备的“最后一公里”，是学生将专业课程和电子技术课程融会贯通、学以致用，完成电子系统从理论到实践、实物的“实战化学习”主战场之一，对培养学生实践能力、工程素养和创新精神具有重要意义。

本书假设学生至少学习过电子技术基础课程（包括模拟电路和数字电路），有一定的计算机应用能力（包括程序设计和工程软件应用能力）。本书内容包括四部分： 

第一部分为第1章“绪论”、第2章“Arduino应用基础”、第3章“STM32单片机应用基础”、第4章“FPGA应用基础”和第5章“电子系统电路设计”，重点关注电子电路和相关的计算机程序设计。学习过嵌入式系统原理和应用的学生可以只学习第1章和第5章，没有学习过嵌入式系统课程的学生可以再选择第2章、第3章或第4章其中之一学习。电子电路设计方法是电子系统实践非常重要的内容，不同专业的学生可根据兴趣选择阅读5.1节“水声探测系统电路设计”、5.2节“水声通信系统电路设计”、5.3节“水声对抗系统电路设计”和5.4节“声呐接收通道测试仪电路设计”中的一节或多节，或者参考专业课程中与电子电路相关的内容设计具体电子电路。

第二部分为第6章“电子系统版图设计”，是在第一部分设计的电子电路基础上，利用电子电路版图设计软件设计出印制电路板的版图，为电子产品制造做准备。电子系统版图设计是计算机辅助电子设计的重要应用方面，建议学生阅读并实践本章的全部内容。

第三部分为第7章“电子系统工艺”，主要介绍电子系统的制作工艺，包括印制电路板的化学腐蚀、机械雕刻、激光雕刻和3D打印四种制作技术以及焊接技术。不同学校可根据实验条件，选择学习其中一种印制电路板的制作工艺和焊接技术进行实践，或者委托企业制造印制电路板然后进行焊接实践。

第四部分为第8章“电子系统测试”，内容包括电子系统功能测试和电子产品环境可靠性测试，其中电子系统功能测试是对设计和制作的电子系统进行评价必不可少的环节，建议全部学习； 电子产品环境可靠性测试是对电子系统的高阶评价，建议有实验条件和应用需求的学生选择性学习。

本书根据军队精品课程建设“四性一度”的要求，结合课程组的教学经验编写而成，其主要特点如下： 

一是为战性（实用性）较强。人才培养和课程目标要符合“专业目标和学习效果目标”，本书在教学内容中融入电子装备（设备）的研制实例（第5章“电子系统电路设计”），并将这一实例从前至后贯穿在整个实习过程中，将电子系统设计、制作和测试等教学环节环环相扣，在课堂上模拟电子装备论证、设计、制造、测试和改进的装备全寿命周期过程，培养学生的装备工作能力，为学生今后从事电子装备（设备）工作打下良好基础。

二是具有一定的创新性。本书第一部分介绍了Arduino、STM32单片机和FPGA三种可编程电子器件的应用基础，这三种电子器件都对应有很多专业图书，在实际的学习过程中一名学生可能只需要掌握其中一种，而且希望快速上手。如果按照传统的模式，先花大量时间和篇幅介绍器件的组成结构，然后介绍开发语言详细的语法结构，最后才进入实际应用，显然不能满足教学时间和教材篇幅的限制。本书以实际开发应用为主线，在应用的同时介绍其中用到的组成原理和语法结构，能够让学生在“做中学”，快速上手、激发深入研究的兴趣。

三是具有一定的高阶性。本书第一部分关于STM32单片机应用采用图形化的编程方法，关于FPGA的应用采用基于IP核的开发方法。本书第三部分除了介绍基本的化学腐蚀和机械雕刻法以外，还介绍了特别适用于高校实验室的激光雕刻法、3D打印法等先进方法。

本书由朱善林、吴尽哲、马知远、王红霞和吴文全共同完成。其中第1章由马知远编写，第2章由王红霞编写，第3~5章由朱善林编写，第6、7章由吴尽哲编写，第8章由吴文全编写。全书由朱善林负责总体架构和内容审核，王红霞负责文字校对工作，马知远负责课程思政工作。

由于编者学术水平和教学经验有限，书中难免存在错误和不足，敬请各位专家和广大读者多加指正。


编者
2024年8月于海军工程大学