电子设计创新实践

第1章 绪论 1 1.1 课程简介 1 1.2 EDA技术 2 1.2.1 EDA技术涉及范畴 2 1.2.2 EDA及Multisim的发展历程 3 1.3 电子设计仿真流程 4 思考题与习题 17 第2章 模拟电路EDA——RLC电路 18 2.1 RLC基本特性及在电路中的作用 18 2.1.1 电阻元件 18 2.1.2 电感元件 18 2.1.3 电容元件 19 2.1.4 电阻、电感与电容元件串联的交流电路 20 2.2 RC一阶滤波电路设计 23 2.2.1 滤波电路基础 23 2.2.2 RC无源低通滤波电路 24 2.3 RC动态电路设计 28 2.3.1 动态电路基础 28 2.3.2 RC一阶动态电路仿真 28 2.3.3 二阶动态电路仿真 34 2.4 RLC串联谐振电路设计 35 2.4.1 谐振电路基础 35 2.4.2 RLC串联谐振电路设计 37 思考题与习题 41 第3章 模拟电路EDA——晶体管电路 43 3.1 半导体二极管和三极管 43 3.1.1 半导体二极管 43 3.1.2 半导体三极管 46 3.2 二极管电路设计及仿真分析 52 3.2.1 二极管特性及参数检测仿真 52 3.2.2 二极管双向限幅电路设计及仿真分析 54 3.2.3 二极管整流电路设计及仿真分析 55 3.2.4 二极管钳位电路设计及仿真分析 59 3.3 三极管电路设计及仿真分析 60 3.3.1 单管共发射极放大电路仿真 60 3.3.2 单管共射、共集、共基放大电路仿真 64 3.3.3 场效应管共源放大电路仿真 67 思考题与习题 71 第4章 模拟电路EDA——集成运算放大器 73 4.1 集成运算放大器基础 73 4.1.1 集成运算放大器简介 73 4.1.2 理想放大电路原理分析 74 4.1.3 集成运算放大器的主要技术指标 75 4.1.4 集成运算放大器的应用 76 4.2 比例运算放大电路设计及仿真分析 80 4.2.1 同相比例运算放大电路设计及仿真分析 80 4.2.2 反相比例运算放大电路设计及仿真分析 81 4.3 加减法运算电路设计及仿真分析 82 4.3.1 加法运算电路设计及仿真分析 82 4.3.2 减法运算电路设计及仿真分析 83 4.4 比较运算电路设计及仿真分析 84 4.4.1 电压比较电路的设计及仿真分析 84 4.4.2 滞回电压比较电路的设计及仿真分析 85 4.5 积分运算电路设计及仿真分析 86 思考题与习题 87 第5章 数字电路EDA——组合逻辑电路 89 5.1 基本门电路 89 5.1.1 分立元器件基本逻辑门电路 89 5.1.2 基本逻辑门电路的组合 92 5.1.3 逻辑门电路仿真 94 5.2 逻辑代数 95 5.2.1 逻辑代数运算法则 95 5.2.2 逻辑函数的表示方法 96 5.2.3 逻辑函数的化简 98 5.2.4 逻辑转换仪仿真 98 5.3 加法器电路设计及仿真分析 100 5.3.1 加法器基础理论 100 5.3.2 加法器电路仿真实验 102 5.4 编码器 107 5.5 译码器电路设计及仿真分析 108 5.4.1 译码器基础理论 108 5.4.2 二进制译码器综合实验的设计与仿真 108 思考题与习题 110 第6章 数字电路EDA——时序逻辑电路 111 6.1 常用时序逻辑触发器 111 6.1.1 RS触发器 111 6.1.2 可控RS触发器 113 6.1.3 JK触发器 115 6.1.4 D触发器 116 6.1.5 常用时序逻辑触发器设计实例分析 117 6.2 数码寄存器电路设计及仿真分析 120 6.2.1 奇数分频电路设计分析 120 6.2.2 4位左移顺序脉冲发生器电路设计分析 122 6.3 计数器设计及仿真分析 124 6.3.1 基本计数器(十六进制计数器) 124 6.3.2 任意进制计数器设计仿真实例 125 思考题与习题 126 第7章 数字电路EDA——MCU*小电路 128 7.1 MCU基本工作原理 128 7.1.1 51系列单片机硬件结构 128 7.1.2 51系列单片机的引脚 130 7.1.3 中央处理单元(CPU) 132 7.1.4 时钟电路与时序 134 7.1.5 80C51的存储器 136 7.1.6 51系列单片机的复位和复位电路 140 7.1.7 单片机执行程序过程 142 7.2 MCU*小电路设计及仿真分析 143 7.2.1 电源电路 144 7.2.2 晶振电路 146 7.2.3 复位电路 147 思考题与习题 151 第8章 数字电路EDA——MCU基本电路 152 8.1 51系列单片机的I/O端口工作原理 152 8.1.1 P0端口 152 8.1.2 P1端口 153 8.1.3 P2端口 154 8.1.4 P3端口 154 8.1.5 I/O口仿真分析 155 8.2 MCU数字量输出控制设计及仿真分析 158 8.2.1 数字量输出——点亮一盏灯 158 8.2.2 数字量输出——点亮LED显示器 163 8.2.3 按键控制数字量输出——流水灯 167 8.3 单片机在线调试 171 思考题与习题 173 第9章 综合电子线路EDA——信号变换与处理 175 9.1 信号变换与处理基本原理 175 9.1.1 信号运算电路 175 9.1.2 信号处理中的放大电路 178 9.1.3 滤波电路 181 9.1.4 电压比较器 184 9.2 常用信号变换与处理电路设计及仿真分析 185 9.2.1 小信号基本集成运放电路 185 9.2.2 方波—三角波发生器仿真设计实验 187 思考题与习题 190 第10章 综合电子线路EDA——功率放大电路 191 10.1 功率放大电路基础 191 10.1.1 乙类互补对称功率放大电路 192 10.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路 196 10.1.3 复合管功率放大电路 198 10.2 集成功率放大电路原理和应用 199 10.2.1 音频功率放大电路 199 10.2.2 直流电机驱动电路 202 思考题与习题 209 第11章 综合电子线路EDA——数字电路综合 210 11.1 定时器脉冲产生及变换电路 210 11.1.1 定时器脉冲产生电路工作原理 210 11.1.2 定时器脉冲产生电路设计 214 11.2 数字时钟电路 221 11.2.1 数字时钟电路基本组成 221 11.2.2 数字时钟电路各模块电路创建及仿真 221 11.3 数字频率计电路 225 11.3.1 数字频率计电路基本组成 225 11.3.2 数字频率计电路创建及仿真 225 思考题与习题 228 第12章 综合电子线路EDA——MCU综合电路 230 12.1 隔离电路 230 12.1.1 光耦隔离电路 230 12.1.2 继电器驱动电路 232 12.2 A/D电路和D/A电路 235 12.2.1 A/D电路基础 235 12.2.2 D/A电路基础 240 12.3 MCU综合电路实例 244 12.3.1 ADC0809主要特性 244 12.3.2 ADC0809内部结构 245 12.3.3 ADC0809引脚功能 246 12.3.4 ADC0809电路原理与仿真 246 思考题与习题 249 第13章 常用电子模块设计与选用 250 13.1 电源模块 250 13.2 继电器模块 255 13.3 精密放大模块 257 13.4 超声波模块 259 13.5 信号发生器模块 261 13.6 摄像头模块 269 思考题与习题 272 附录 Multisim基本应用 273 一、原理图设计 273 (一) 原理图设计环境设置 273 (二) 原理图设计基础 277 (三) 层次原理图的设计 282 二、虚拟仪器仪表的使用 286 (一) 常用虚拟仿真仪器的使用 286 (二) 模拟电子技术中常用虚拟仿真仪器的使用 290 (三) 数字电子技术中常用虚拟仿真仪器的使用 291 三、仿真分析方法 293 (一) 常用基本分析方法 293 (二) 扫描相关分析方法 296 (三) 容差相关分析方法 298 (四) 其他分析方法 299 参考文献 301