具体描述
本书以“热释电人体红外感应节能灯”和“8路智力竞赛抢答器”两个电路制作实例为主线，介绍电子仿真软件Multisim 10的使用方法，以及与这两个实例电路相关的一些最基本的电子技术基础理论知识，每章节的基础理论知识配以虚拟仿真实验进行验证。同时还介绍如何运用与电子仿真软件配套的制版软件Ultiboard 10进行绘制电路板技术，如何用制版软件Protel 99 SE在业余条件下设计与制作印制电路板的实用技术，以及如何将这两个电路焊接、组装、调试成有实用价值的小电子产品的整个过程。 本书适合职高学生、高等职业技术学院学生，或从事与电子技术相关岗位的在职青工以及社会待业青年和广大电子爱好者阅读。对于大专院校学生和青年教师，除了第2章基础知识内容之外，其他章节内容也可以作为参加一年一度全国大学生电子竞赛制作的学习参考资料。
《电路设计与应用：从理论到实践的全面指南》 图书简介 本书旨在为电路设计与应用领域的学习者和实践者提供一套全面、深入且高度实用的技术参考与实践指导。内容紧密围绕现代电子工程的核心要求，聚焦于从基础理论的扎实构建到复杂系统实现的完整流程。本书内容涵盖了模拟电路、数字电路、嵌入式系统设计三大支柱，并特别强调了实际工程中的设计方法论、系统级思维以及新兴技术在实际项目中的应用。 第一部分：模拟电路设计与分析的深度探索 本部分深入探讨了模拟电路的基石理论与前沿设计技巧。我们摒弃了浅尝辄止的介绍，而是着重于晶体管级电路的精确建模与工作原理剖析。 第一章：半导体器件基础与等效电路模型 详细讲解了PN结、双极性晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的物理机制。重点在于建立适用于不同工作状态（如小信号、大信号）的精确等效电路模型，包括高频效应的考量。通过大量实例分析，读者将掌握如何根据器件参数快速预测电路性能。 第二章：基础放大电路的精细化设计 涵盖了共源、共射、共集等基本放大组态的频率响应、增益、输入输出阻抗的计算与优化。内容深入到多级放大器的设计，包括米勒效应的分析与抑制、反馈理论的严格推导及其在改善电路稳定性和线性度中的应用。特别引入了电流反馈放大器和跨导放大器的设计实例。 第三章：运算放大器（Op-Amp）的内部结构与非理想特性 本书不仅展示了如何使用理想运放，更专注于剖析其内部结构，如双极性与CMOS输入级、增益级、输出级的设计。深入分析了失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益带宽积（GBWP）等关键参数对实际应用的影响。提供了一套实用的运放选择与性能评估流程。 第四章：有源滤波器与信号调理电路 系统性地介绍了巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等不同类型滤波器的设计规范和实现方法。讲解了Sallen-Key、MFB等经典拓扑结构，并对高阶滤波器的级联与仿真验证进行了详尽的步骤说明。同时，涵盖了高精度数据采集前端所需的各种信号调理技术，如精密二分位转换、噪声整形与电荷泵技术。 第二部分：数字系统与嵌入式技术的核心技能 本部分聚焦于现代电子设备的核心——数字逻辑与微处理器/微控制器技术的深度应用。 第五章：组合逻辑与时序逻辑的系统化设计 从布尔代数、逻辑门到更复杂的组合电路（如译码器、数据选择器、算术单元）的设计流程。在时序逻辑部分，重点讲解了锁存器、触发器、寄存器组的建立时间和保持时间要求，并详细分析了有限状态机（FSM）的设计、优化（如状态化简、毛刺消除）与同步设计原则。 第六章：微控制器体系结构与高效编程 本书以主流的32位ARM Cortex-M架构为例，深入剖析了其流水线、特权级别、存储器映射和中断系统。内容侧重于如何编写高效的裸机代码（Bare-Metal Programming），包括寄存器级的I/O操作、定时器/计数器的精确控制以及低延迟中断服务程序的编写。 第七章：片上系统（SoC）的外设接口与驱动开发 详尽介绍了嵌入式系统中关键通信协议的底层实现：通用异步收发器（UART）、串行外设接口（SPI）、I2C总线。讲解了DMA（直接存储器访问）在提升数据吞吐量中的应用，以及如何设计可靠的设备驱动程序，确保软硬件交互的稳定性和实时性。 第八章：实时操作系统（RTOS）的高级应用 系统阐述了多任务调度、任务间通信（信号量、互斥锁、消息队列）的原理。本书提供了在具体RTOS环境下进行系统级任务划分、资源管理和死锁预防的工程方法。重点讨论了实时性保证的技术，如中断延迟分析与优先级继承协议。 第三部分：系统级设计、验证与工程实践 本部分将理论与实践相结合，介绍现代电子系统设计中不可或缺的工具链和方法论。 第九章：系统级建模与硬件描述语言 深入讲解硬件描述语言（HDL）——VHDL与Verilog——的结构化编程范式。内容侧重于如何使用HDL对复杂算法进行建模，并严格遵循时序逻辑设计规范，确保设计可以直接综合成硬件。重点分析了如何编写可综合的代码，避免常见的综合陷阱。 第十章：电源完整性与电磁兼容性（EMC）基础 详细分析了直流-直流转换器（DC-DC）的拓扑结构与环路稳定性分析，包括波特图的应用。在EMC方面，探讨了辐射发射（RE）和敏感度（RS）问题的根源，并提出了PCB布局层面的解决方案，如地平面设计、去耦电容的优化放置策略和关键信号的阻抗匹配。 第十一章：传感器接口与数据转换系统 涵盖了从传感器到数字域的完整链条。分析了各种传感器的特性（如电阻式、电容式、压电式），并详细讲解了如何通过桥式电路、激励源设计来线性化和放大微弱信号。重点对比了SAR型ADC、Sigma-Delta ADC的选择标准及其在不同精度与速率要求下的应用场景。 第十二章：前沿应用案例分析与设计流程 通过两个完整的项目案例——一个高速数据采集模块和一个低功耗物联网节点——展示了完整的工程设计流程：需求分析、架构选择、模块设计（软硬件协同）、仿真验证与最终样机调试。案例分析强调了设计迭代、版本控制和可维护性的重要性。 本书结构严谨，理论阐述深入浅出，结合大量的工程经验和实例解析，旨在培养读者独立解决复杂电子系统问题的能力，为工程师和高级技术学生提供一座坚实的知识桥梁。
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