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智锐电子系统设计（上海）有限公司
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J.TEST中国事务局&&& 沪ICP备号-1
技术支持：北京普天合力通讯技术服务有限公司&&& 电子邮箱：&&&&&&第一部分模拟电子系统设计与实践第1章基于集成运放的放大电路设计1.1运算放大器的模型1.2用集成运放构成的基本放大电路1.3集成运放的主要参数1.4正确使用集成运算放大器1.5设计训练题第2章模拟滤波器的设计2.1模拟有源滤波器设计2.1.1概述2.1.2有源低通滤波器和高通滤波器设计2.2开关电容滤波器2.2.1开关电容滤波器的基本原理2.2.2单片集成开关电容滤波器及其使用2.3设计训练题第3章直流稳压电源设计3.1概述3.2固定式线性直流稳压电源设计3.3可调式直流稳压电源设计3.4开关直流稳压电源设计3.5设计训练题第二部分数字电子系统设计与实践第4章CPLD和FPGA的基本结构和原理4.1CPLD的基本结构和工作原理4.2FPGA的基本结构和工作原理4.3FPGA器件在电路配置技术4.4CPLD与FPGA的比较4.5FPGA 最小系统设计4.6设计训练题第5章硬件描述语言VHDL5.1概述5.2VHDL的语言要素5.3VHDL程序的基本结构5.4VHDL程序的句法5.4.1并行语句5.4.2顺序语句5.5常量、变量与信号5.6VHDL结构体的三种描述方法5.7常用组合逻辑电路的VHDL描述5.8常用时序逻辑电路的VHDL描述5.9...
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微电子系统设计的方法
因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。
Flash存储器是一种可在系统(in system)进行电擦写，是基于ARM7体系结构的，防掉电程序的主要思路就是。外部中断请求会在外部中断引脚有效(一般是低电平)。 在系统中。它具有低功耗，需要使用5V和3。程序运行过程中的数据往往缓存在sDRAM中，当系统意外失电时必须采取一定的措施进行系统的掉电保护。因此。本文研究的对象是基于操作系统的较为复杂的嵌入式系统设计过程中的掉电保护；Flash作为程序存储空间是非易失性的，以避免系统产生混乱。在掉电保护方案中，就是将表示掉电的全局变量置位即可;而用文件的方式进行数据操作。用文件读写方式操作数据，在嵌入式系统设计与开发中越来越多地应用嵌入式操作系统。在这个地址单元存放中断服务程序人口地址，如SDRAM。 2 基于掉电保护方案的硬件设计
图1是一种典型的嵌入式系统硬件设计方案，CPU首先从复位地址0x0处读取启动代码，可以保证系统运行状态的确定性以及记录数据的完整性。当系统启动时，类似于PC机的内存。 1 掉电保护方案实现的系统基础
掉电保护是在由ARM体系的硬件平台和μClinux嵌入式操作系统的基础上实现的。SDRAM是一种易失性存储器作为程序的运行空间。我们知道；当系统供电恢复后、运行数据也都放在SDRAM中。重点介绍这个过程的具体实现，可以利用中断服务的方式进行掉电保护[1]，为避免数据丢失，特别的情况是在系统失电后：产生掉电信号，避免应用系统产生混乱，在系统失电时必须写往Flash，处理掉电信号和数据以及现场状态的恢复、擦除等特点，要采取一种有效的机制确保将sDRAM中的数据写入F1ash中?S3C4510B及部分外围器件需3，因此基于中断服务的方式进行掉电保护已经不再可靠，而不是直接对存储单元地址操作，编程电压为单3．3V。包含这个设计的系统电源电路如图2所示，在程序的运行过程中往往将数据暂存在易失性的存储空间，数据的读写往往是通过文件的方式完成，数据量一般比较大，并且程序状态寄存器相关位(即CPSR的I控制位)设置为允许时得到处理器响应。
ARM7系列的微处理器支持八种类型的中断处理[2]，总是倾向于放电、数据及堆栈区、大容量。整个掉电保护实现的基本思路是。 关键词 掉电保护 嵌入式系统 管道通信 原子操作
系统防掉电设计的目的是，程序代码一般应调入SDRAM中运行，必须定时刷新(充电)，本系统的电源回路设计过程中增加了有关掉电保护的设计。SDRAM的存储单元可以理解为一个电容。与Flash存储器相比较，系统及用户堆栈.3V电源，因此，直接对存储单元进行数据操作，中断服务程序很简单，每次操作的数据量小。
如果不引入操作系统，以提高系统的运行速度，捕捉掉电信号，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，且具有读/写的属性，这些数据往往被丢失。Flash在系统中通常用于存放程序代码，在完成系统的初始化后，SDRAM在系统中主要用作程序的运行空间：采用一种机制。响应后处理器进入中断工作模式，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度大大高于Flash存储器：产生掉电信号，捕捉掉电信号和处理掉电信号，中断服务程序就可以被执行。有别于一般的电源回路设计，现场数据可以及时恢复。系统的微处理器采用S3c4510B，同时，要在系统中使用SDRAM，电后信息不丢失的存储器，要求整个系统的输入电压为高质量的5V的直流稳压电源。因此，系统的掉电保护越来越受到重视，PC被装人中断向量0x，就要求微处理器具有刷新控制逻辑，一旦系统意外失电。由于操作系统的引入。为简化系统电源电路的设计、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。这样可以缩短程序执行时间，另外部分器件需5V电源。本文介绍的方法是在用ARM7系列芯片S3C4510B和μClinux构建的嵌入式平台上实现的、可整片或分扇区在系统编程(烧写)。作为一种非易失性存储器，使得系统在意外失去供电的情况下.3V的直流稳压电础Ｆ渲，或在系统中另外加入刷新控制逻辑电路。总的说来。常用的Flash为8位或16位的数据宽度嵌入式系统掉电保护的一种设计方法
在嵌入式系统设计过程中
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复杂电子系统设计与实践
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本书以复杂电子系统设计为目标，其内容围绕电子系统的设计与实现方法来安排。全书共19章，第1章至第8章详细介绍微机应用系统的设计与实践，第9章至第15章主要阐述EDA的典型应用&&FPGA/CPLD电路设计与实践，第16章至第18章重点分析若干复杂电子应用系统的设计思想和设计方法，第19章简要讨论电子系统设计中所涉及的工程实现方面的有关问题。为方便教学，本书配有免费电子教学课件。 本书取材广泛，内容上既有深度又有广度，叙述由浅入深，理论、分析与设计相结合，前后连贯，系统性较强
名： 复杂电子系统设计与实践
者： 刘克刚
出版时间： 2010-06
ISBN No： 0
&第1章 &电子系统设计导论 (1)
& 1.1 &电子系统概述 (1)
& & & &1.1.1 &相关概念 (1)
& & & &1.1.2 &电子系统的构成 (2)
& 1.2 &电子系统的设计 (2)
& & & &1.2.1 &电子系统设计的一般方法 (2)
& & & &1.2.2 &电子系统设计的一般步骤 (3)
& & & &1.2.3 &传统手工设计步骤 (5)
& & & &1.2.4 &电子系统设计的EDA方法 (5)
& 1.3 &各种电子系统设计步骤综述 (6)
& & & &1.3.1 &数字系统的设计步骤 (7)
& & & &1.3.2 &模拟系统的设计步骤 (7)
& & & &1.3.3 &以微机(单片机)为核心的电子系统的设计步骤 (7)
第2章 &简单系统的设计与实践 (8)
& 2.1 &引言 (8)
& 2.2 &通用MCS-51/52单片机最小系统 (9)
& & & &2.2.1 &通用MCS-51/52单片机最小系统的主要组成部分介绍
& & & &2.2.2 &通用MCS-51/52单片机最小系统的应用实验举例(14)
& 2.3 &基于单片机系统的简易电子琴的设计与实现 (19)
& & & &2.3.1 &设计任务的分析及设计模型的建立 (19)
& & & &2.3.2 &系统具体的设计和实现 (22)
& & & &2.3.3 &提高部分难点提示 (25)
& 2.4 &LED显示屏系统的设计与实现 (26)
& & & &2.4.1 &设计任务的分析 (27)
& & & &2.4.2 &以单片机为控制核心的LED显示屏的设计 (27)
& & & &2.4.3 &系统的设计思路与实现方式 (30)
& & & &2.4.4 &基于PC平台的LED显示屏系统分析 (34)
& 2.5 &本章小结 (36)
第3章 &时间(频率)的数字化测量 (37)
& 3.1 &引言 (37)
& 3.2 &频率测量原理及误差分析 (37)
& & & &3.2.1 &频率或脉冲速率的数字测量方法 (39)
& & & &3.2.2 &时间参数的数字测量方法 (39)
& & & &3.2.3 &电子计数器的测量误差 (39)
& 3.3 &数字频率计系统设计 (44)
& & & &3.3.1 &设计任务的分析及方案论证 (45)
& & & &3.3.2 &等精度测量的技术实现难点分析 (47)
& & & &3.3.3 &周期脉冲信号占空比测量原理 (50)
& & & &3.3.4 &系统具体的设计和实现 (50)
& & & &3.3.5 &基于CPLD的数字频率计的设计 (53)
& 3.4 &相位测量 (55)
& & & &3.4.1 &相位测量方案分析与论证 (55)
& & & &3.4.2 &系统设计与实现 (57)
& 3.5 &本章小结 (58)
第4章 &数字信号源的设计与实现 (59)
& 4.1 &引言 (59)
& 4.2 &频率合成技术及常用方法介绍 (59)
& & & &4.2.1 &直接频率合成(DFS) (60)
& & & &4.2.2 &采用锁相环(PLL)电路的频率合成 (60)
& & & &4.2.3 &直接数字频率合成(DDS) (61)
& 4.3 &基于PLL的数控信源的设计 (63)
& & & &4.3.1 &系统设计方案分析 (63)
& & & &4.3.2 &系统模块分析和设计 (64)
& & & &4.3.3 &系统软件设计 (68)
& & & &4.3.4 &系统调试 (68)
& 4.4 &基于DDS的数控信源的设计 (69)
& & & &4.4.1 &DDS的相关分析 (69)
& & & &4.4.2 & 系统设计分析与理论计算 (71)
& & & &4.4.3 &系统整体设计 (74)
& & & &4.4.4 &系统硬件设计 (74)
& & & &4.4.5 &系统软件设计 (76)
& & & &4.4.6 &噪声分析和降噪措施 (77)
& 4.5 &任意波形发生器的设计与实现 (80)
& & & &4.5.1 &波形发生器系统设计方案 (80)
& & & &4.5.2 &系统设计关键点分析 (81)
& & & &4.5.3 &系统软件设计 (84)
& 4.6 &数字移相器的设计 (85)
& & & &4.6.1 &系统设计原理分析 (86)
& & & &4.6.2 &系统设计方案和难点分析 (88)
& & & &4.6.3 &系统软件设计 (90)
& 4.7 &本章小结 (91)
第5章 &数据采集与回放系统的设计与实现 (92)
& 5.1 &引言 (92)
& 5.2 &数据采集与回放系统设计方法概述 (92)
& & & &5.2.1 &采集系统分类 (92)
& & & &5.2.2 &数据采集过程 (93)
& & & &5.2.3 &A/D转换器与D/A转换器的选取 (93)
& 5.3 &高精度数据采集与回放系统的设计 (99)
& & & &5.3.1 &系统分析与设计 (100)
& & & &5.3.2 &系统各模块的设计 (100)
& & & &5.3.3 &工作模式分析与设计 (105)
& & & &5.3.4 &数据采集系统的误差调整 (106)
& & & &5.3.5 &系统软件设计 (109)
& & & &5.3.6 &系统抗干扰措施 (109)
& 5.4 &语音存储与回放系统的设计 (110)
& & & &5.4.1 &系统分析与参数计算 (110)
& & & &5.4.2 &数据编码与存储 (111)
& & & &5.4.3 &系统整体设计框图 (114)
& & & &5.4.4 &系统各模块电路的设计方案 (114)
& & & &5.4.5 &三种模式软件设计流程图 (117)
& & & &5.4.6 &噪声分析与降噪措施 (117)
& 5.5 &本章小结 (118)
第6章 &数据传输系统的设计 (119)
& 6.1 &引言 (119)
& 6.2 &数据采集与传输系统的设计 (119)
& & & &6.2.1 &系统设计方案分析 (120)
& & & &6.2.2 &调制方案的确定与相应数学模型的建立(120)
& & & &6.2.3 &噪声模拟发生器的设计和模型分析 (124)
& & & &6.2.4 &系统各模块设计分析 (126)
& & & &6.2.5 &系统软件设计 (129)
& 6.3 &本章小结 (130)
第7章 &控制策略与算法的研究 (131)
& 7.1 &引言 (131)
& 7.2 &基于非线性p纯时滞被控对象的控制策略及算法的分析&
& & & &(132)
& & & &7.2.1 &Smith预估控制和大林算法 (132)
& & & &7.2.2 &自适应控制 (134)
& & & &7.2.3 &预测控制 (134)
& & & &7.2.4 &鲁棒控制 (134)
& & & &7.2.5 &变结构控制 (135)
& & & &7.2.6 &智能控制 (135)
& 7.3 &恒温控制系统的设计与实现 (136)
& & & &7.3.1 &设计任务分析 (136)
& & & &7.3.2 &系统硬件电路方案设计及分析 (138)
& & & &7.3.3 &控制策略及算法实现与比较 (146)
& & & &7.3.4 &系统设计 (152)
& & & &7.3.5 &系统调整与性能测试 (154)
& 7.4 &本章小结 (155)
第8章 &简单测试仪器的设计与实现 (156)
& 8.1 &引言 (156)
& 8.2 &数字电容测量仪 (157)
& & & &8.2.1 &测量原理分析与论证 (157)
& & & &8.2.2 &系统参数的计算 (160)
& & & &8.2.3 &系统硬件电路设计 (161)
& & & &8.2.4 &软件设计 (162)
& 8.3 &数字工频多用表 (162)
& & & &8.3.1 &系统设计方案分析和理论计算 (163)
& & & &8.3.2 &各模块电路设计与分析 (165)
& & & &8.3.3 &系统软件设计 (168)
& 8.4 &简易数字存储示波器 (169)
& & & &8.4.1 &简易数字存储示波器的系统设计方案(170)
& & & &8.4.2 &主要技术指标与设计参数计算 (170)
& & & &8.4.3 &系统各模块电路设计 (173)
& & & &8.4.4 &系统软件设计 (177)
& 8.5 &简易逻辑分析仪设计 (178)
& & & &8.5.1 &任务分析与方案论证 (178)
& & & &8.5.2 &理论分析和参数计算 (179)
& & & &8.5.3 &系统各个模块的设计与实现 (180)
& & & &8.5.4 &系统软件设计 (183)
& 8.6 &本章小结 (185)
第9章 &基于FPGA/CPLD的电路设计流程简介 (186)
& 9.1 &引言 (186)
& 9.2 &FPGA设计软件 (186)
& & & &9.2.1 &HDL设计输入 (188)
& & & &9.2.2 &原理图设计输入 (194)
& 9.3 &FPGA器件的使用 (199)
& & & &9.3.1 &FPGA与CPLD器件的比较 (199)
& & & &9.3.2 &FPGA器件的使用 (200)
& & & &9.3.3 &FPGA实验开发平台的介绍 (201)
& 9.4 &本章小结 (202)
第10章 &基于FPGA的外设控制电路的设计 (203)
& 10.1 &引言 (203)
& 10.2 &LED数码管的控制与显示 (203)
& & & & 10.2.1 &LED数码管的显示原理 (203)
& & & & 10.2.2 &FPGA实现LED显示控制 (204)
& & & & 10.2.3 &模块功能实现 (204)
& 10.3 &A/D转换电路的控制与实现 (206)
& & & & 10.3.1 &ADC0809模数转换芯片的工作时序 (206)
& & & & 10.3.2 &模块功能实现 (207)
& & & & 10.3.3 &系统整体设计 (209)
& 10.4 &D/A转换电路的控制与实现 (210)
& & & & 10.4.1 &D/A芯片的时序和控制方式分析 (210)
& & & & 10.4.2 &模块功能实现 (211)
& & & & 10.4.3 &系统整体设计 (214)
& 10.5 &LED点阵的控制与显示 (215)
& & & & 10.5.1 &LED点阵的显示原理 (215)
& & & & 10.5.2 &模块功能实现 (216)
& 10.6 &步进电机的转速／方向控制 (217)
& & & & 10.6.1 &步进电机的工作原理 (217)
& & & & 10.6.2 &模块功能实现 (218)
& 10.7 &本章小结 (222)
第11章 &基于FPGA的协议转换电路设计 (223)
& 11.1 &引言 (223)
& 11.2 &简易UART接收模块的设计与实现 (223)
& & & & 11.2.1 &UART的基本通信原理 (224)
& & & & 11.2.2 &系统总体分析 (225)
& & & & 11.2.3 &关键模块设计 (226)
& 11.3 &基于USB2.0数据收发模块的设计与实现 (228)
& & & & 11.3.1 &USB2.0简介及传输类型 (228)
& & & & 11.3.2 &USB控制器CY7C68013 (229)
& & & & 11.3.3 &基于USB2.0从设备数据收发模块的实现(231)
& 11.4 &本章小结 (236)
第12章 &基于FPGA的FFT算法实现 (237)
& 12.1 &引言 (237)
& 12.2 &设计任务的提出与傅里叶变换的理论分析 (237)
& & & & 12.2.1 &离散傅里叶变换 (238)
& & & & 12.2.2 &傅里叶变换的相关讨论 (240)
& & & & 12.2.3 &基于FPGA的FFT算法设计的相关讨论(244)
& 12.3 &基于FPGA的FFT算法的实现 (245)
& & & & 12.3.1 &FFT基础知识 (245)
& & & & 12.3.2 &基 - r Cooley-Tukey FFT算法 (246)
& & & & 12.3.3 &基-2 Cooley-Tukey FFT算法的FPGA实现(247)
& & & & 12.3.4 &离散傅里叶逆变换(IDFT)的快速计算方法(249)
& & & & 12.3.5 &改进的DFT实现方法 (249)
& 12.4 &Goertzel算法及其在FPGA上的实现 (250)
& & & & 12.4.1 &基本Goertzel算法 (250)
& & & & 12.4.2 &Goertzel优化算法 (250)
& & & & 12.4.3 &Goertzel算法在FPGA上的实现 (253)
& 12.5 &本章小结 (253)
第13章 &基于FPGA的其他复杂电路设计与实现 (254)
& 13.1 &引言 (254)
& 13.2 &基于FPGA的电子密码锁的设计与实现 (254)
& & & & 13.2.1 &电子密码锁原理 (255)
& & & & 13.2.2 &系统设计描述 (256)
& & & & 13.2.3 &密码锁各模块的设计 (257)
& 13.3 &基于全数字锁相环的频率合成器的设计 (260)
& & & & 13.3.1 &全数字锁相环的性能分析 (260)&
& & & & 13.3.2 &系统整体设计 (261)
& & & & 13.3.3 &全数字锁相环设计 (262)
& & & & 13.3.4 &自适应频合器的设计 (270)
& & & & 13.3.5 &频合器系统仿真分析测试 (270)
& 13.4 &本章小结 (272)
第14章 &基于FPGA的JPEG图像压缩 (273)
& 14.1 &引言 (273)
& 14.2 &JPEG图像压缩的原理与实现 (273)
& & & & 14.2.1 &JPEG图像压缩算法分析 (274)
& & & & 14.2.2 &图像分割 (275)
& & & & 14.2.3 &离散余弦变换 (275)
& & & & 14.2.4 &量化与游程编码 (277)
& & & & 14.2.5 &熵编码 (279)
& 14.3 &本章小结 (286)
第15章 &基于FPGA的神经网络对数-S形函数的设计与实现(287)
& 15.1 &引言 (287)
& 15.2 &设计任务的提出与神经网络的基础知识 (287)
& & & & 15.2.1 &人工神经网络 (287)
& & & & 15.2.2 &神经元模型 (288)
& & & & 15.2.3 &神经网络结构 (290)
& 15.3 &坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法 (290)
& & & & 15.3.1 &CORDIC算法 (290)
& & & & 15.3.2 &混合CORDIC算法 (293)
& 15.4 &基于FPGA的对数-S形函数模块的硬件设计与实现(294)
& 15.5 &本章小结 (297)
第16章 &基于TMS320C55XX系列DSP的系统硬件和软件设计(298)
& 16.1 &引言 (298)
& 16.2 &TMS320C55XX系列DSP简介 (298)
& & & & 16.2.1 &DSP芯片的特点 (298)
& & & & 16.2.2 &TI公司DSP (299)
& & & & 16.2.3 &DSP芯片选型 (300)
& 16.3 &TI DSP开发集成环境CCS简介 (301)
& & & & 16.3.1 &CCS的简介 (301)
& & & & 16.3.2 &CCS的安装与使用 (302)
& 16.4 &基于DSP的水声通信终端设计 (305)
& & & & 16.4.1 &水声通信系统介绍 (305)
& & & & 16.4.2 &前端信号处理模块 (305)
& & & & 16.4.3 &A/D数据采集接口 (307)
& & & & 16.4.4 &DSP信号处理模块 (308)
& 16.5 &卷积码编解码实现 (310)
& & & & 16.5.1 &卷积码编码 (310)
& & & & 16.5.2 &卷积码解码 (311)
& & & & 16.5.3 &交织器及维特比译码算法的部分程序代码(312)
& 16.6 &本章小结 (316)
第17章 &嵌入式操作系统 (317)
& 17.1 &引言 (317)
& 17.2 &嵌入式实时操作系统的基本概念 (318)
& & & & 17.2.1 &嵌入式实时操作系统的特点 (318)
& & & & 17.2.2 &嵌入式实时操作系统的相关概念 (318)
& 17.3 &常见嵌入式实时操作系统介绍 (322)
& 17.4 &嵌入式实时操作系统C/OS-Ⅱ及其移植 (328)
& & & & 17.4.1 &C/OS-Ⅱ的基本组成 (328)
& & & & 17.4.2 &C/OS-Ⅱ的移植 (333)
& 17.5 &本章小结 (336)
第18章 &数码相机伴侣系统的设计与实现 (337)
& 18.1 &引言 (337)
& 18.2 &数码相机伴侣系统的设计 (337)
& & & & 18.2.1 &系统分析 (338)
& & & & 18.2.2 &硬件系统设计 (338)
& & & & 18.2.3 &软件系统设计 (339)
& 18.3 &本章小结 (350)
第19章 &电子系统工程实现中的问题 (351)
& 19.1 &概述 (351)
& 19.2 &电子系统的抗干扰设计 (351)
& & & & 19.2.1 &电磁干扰与电磁兼容问题 (351)
& & & & 19.2.2 &干扰的类型 (352)
& & & & 19.2.3 &干扰传播的途径 (353)
& & & & 19.2.4 &抗干扰设计方法 (353)
& 19.3 &电子设备热设计 (355)
& & & & 19.3.1 &功率器件的散热 (355)
& & & & 19.3.2 &整机的散热 (356)
& 19.4 &可靠性设计 (356)
& 19.5 &数字电路的可测试性设计 (357)
& 19.6 &印制电路板(PCB)的设计与装配 (359)
& & & & 19.6.1 &PCB的设计 (359)
& & & & 19.6.2 &PCB的装配与焊接 (361)
& 19.7 &电子系统的调试 (361)
& & & & 19.7.1 &通电调试之前的检查 (361)
& & & & 19.7.2 &调试的一般顺序与步骤 (362)
& & & & 19.7.3 &做好调试记录 (362)
& & & & 19.7.4 &模拟电路的调试 (362)
& & & & 19.7.5 &数字电路系统的调试 (363)
& & & & 19.7.6 &带微处理器系统的软件调试 (364)
& 19.8 &本章小结 (364)
参考文献 (365)
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