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| 編輯推薦： |
（1）注重电子技术对接装备，将电子装备原理与电子电路设计密切结合，打破电路与系统之间的隔阂，将系统与电路融会贯通。
（2）强调电子技术的全流程实践，从嵌入式系统应用出发，逐步开展系统分析、电路设计、版图设计、电路制作和系统测试，提高工程实践能力。
（3）关注电子技术前沿内容，采用图形化的编程方法开发单片机，基于IP核开发FPGA，利用3D打印技术制作PCB，以及对电路板进行环境可靠性试验等。
（4）配套资源丰富，扫码即可获取教学大纲、教学课件、源程序、演示视频、实验报告等，方便教师教学，便于学生自学。
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| 內容簡介： |
本书面向电子系统设计、制作和测试，从 Arduino、STM32单片机和 FPGA 的应用出发，在电子系统设计方面讲述了水声探测、水声通信、水声对抗系统和声呐接收通道测试仪四种电子系统的电路设计、程序设计和版图设计方法；在电子系统制作方面讲述了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；在电子系统测试方面讲述了电子系统功能测试和电子产品环境可靠性测试。本书内容涵盖了电子设备整机从设计、制作到测试的全流程方法要素，对提高学生电子技术综合实践能力有较大帮助。
本书可作为高等学校电子信息类专业本、专科学生“电子系统综合实践”、“电子设备综合实践”和“电子实习”等课程的教材或教辅书，也可供电子信息类专业学生毕业实习或电子系统研制与开发的工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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朱善林，海军工程大学教师。本科毕业于华中科技大学电子科学与技术专业，硕士毕业于海军工程大学军事装备学专业，博士结业于华中科技大学光学工程专业。研究方向为电子技术与声纳系统，在电子测量技术、海军工程大学学报、实验科学与技术等期刊第一作者发表论文7篇，在IEEE JSTQE、Optics Express和Science China等期刊合著论文13篇。参编教材1部、拍摄慕课2门、微课1门。指导学生参加中国机器人及人工智能大赛获全国一等奖1项、中国研究生电子设计竞赛获全国二等奖1项。曾任海军工程大学电子工程学院电子技术实验中心主任、电子技术教研室副主任，获学院优秀教员、优秀党员、优秀基层干部、实验室工作先进个人、课堂授课质量奖等荣誉。
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| 目錄：
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教学大纲 教学课件 实验报告
第1章绪论
1．1电子系统设计概述
1．1．1电子系统设计方法
1．1．2电子系统设计流程
1．1．3电子系统设计与软件无线电
1．1．4电子系统设计与装备研制
1．2电子系统工艺概述
1．2．1印制电路板制作工艺
1．2．2电子焊接工艺
1．3电子系统测试概述
1．3．1电子系统的可测性
1．3．2电子系统的可靠性测试
小结
思考题
扩展阅读： 中华人民共和国成立初期的步谈机
第2章Arduino应用基础
2．1Arduino硬件
2．1．1Arduino开发板
2．1．2Arduino UNO Rev3核心器件与接口
2．1．3Arduino Nano核心器件与接口
2．2Arduino IDE
2．2．1Arduino IDE下载与安装
2．2．2Arduino IDE使用基础
2．3Arduino程序设计
2．3．1Arduino程序设计基础
2．3．2Arduino点亮和熄灭发光二极管
2．4Arduino和计算机串口通信
2．4．1串行通信简介
2．4．2Arduino关于串口的系统函数
2．4．3Arduino IDE的串口调试助手
2．4．4Arduino与计算机串口通信实例
2．5基于Arduino的智能温度报警器
2．5．1系统工作原理
2．5．2元器件说明
2．5．3电路设计
2．5．4程序设计
2．6基于Arduino的超声测距报警系统
2．6．1系统工作原理
2．6．2超声波模块说明
2．6．3电路设计
2．6．4程序设计
2．7基于Arduino的简易计算器
2．7．1电路连接关系
2．7．2程序设计
小结
思考题
扩展阅读： Arduino的诞生
第3章STM32单片机应用基础
3．1STM32单片机简介
3．2STM32单片机片上资源和开发板
3．3STM32CubeMX
3．3．1下载和安装STM32CubeMX
3．3．2新建一个STM32CubeMX项目
3．3．3STM32CubeMX项目设置示例
3．3．4STM32CubeMX项目生成代码
3．4STM32CubeIDE
3．4．1下载和安装STM32CubeIDE
3．4．2在STM32CubeIDE里编写主程序
3．4．3在STM32CubeIDE里构建项目和下载程序
3．5STM32单片机开发实例
小结
思考题
扩展阅读： 我国MCU产业的发展
第4章FPGA应用基础
4．1FPGA基础知识
4．1．1FPGA主要供应商
4．1．2FPGA的开发语言
4．1．3FPGA的开发流程
4．2Intel FPGA仿真软件
4．2．1ModelSimIntel与QuestaIntel
4．2．2ModelSimIntel的安装与设置
4．2．3ModelSimIntel的使用
4．3Verilog HDL程序设计基础
4．3．1Verilog HDL的基本元素
4．3．2Verilog HDL程序的基本结构
4．3．3Verilog Testbench的基本结构
4．4Intel FPGA的IP核设计实例
小结
思考题
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第5章电子系统电路设计
5．1水声探测系统电路设计
5．1．1换能器与基阵
5．1．2水声探测系统发射机组成与设计
5．1．3水声探测系统接收机组成与设计
5．1．4水声探测系统信号处理机组成与设计
5．1．5显示控制台设计
5．2水声通信系统电路设计
5．2．1水声通信系统组成
5．2．2水声通信系统的调制方式
5．2．3水声通信系统发射端电路设计
5．2．4水声通信系统接收端电路设计
5．2．5水声通信系统的数字信号处理电路
5．3水声对抗系统电路设计
5．3．1水声对抗系统的组成
5．3．2水声对抗系统的电路结构
5．3．3水声对抗系统的设计思路
5．4声呐接收通道测试仪电路设计
5．4．1测试方法与系统组成
5．4．2电源、时钟与复位电路设计
5．4．3正弦信号产生电路设计
5．4．4时间变化增益控制信号产生电路设计
5．4．5信号调理电路设计
5．4．6幅相测量电路设计
5．4．7接收通道选择电路设计
5．4．8接收通道测试仪软件设计
小结
思考题
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第6章电子系统版图设计
6．1印制电路板概述
6．1．1印制电路板的发展
6．1．2印制电路板的分类
6．1．3印制电路板的主要组成元素
6．1．4印制电路板设计软件
6．1．5印制电路板设计的相关标准
6．1．6印制电路板设计流程
6．2PCB原理图设计
6．2．1工程及相关文件的创建
6．2．2元件库的使用、安装和创建
6．2．3原理图的绘制
6．2．4原理图的编译与检查
6．2．5原理图的输出
6．3PCB版图设计
6．3．1PCB封装的创建
6．3．2PCB布局前处理
6．3．3PCB布局
6．3．4PCB布线
6．4PCB设计后处理
6．4．1网络表的生成
6．4．2物料清单表的输出
6．4．3PCB拼板
6．4．4设计规则检查
6．4．5生产资料的输出
小结
思考题
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第7章电子系统工艺
7．1蚀刻法制作PCB
7．1．1PCB成孔工艺
7．1．2PCB电镀工艺
7．1．3PCB成像工艺
7．1．4PCB蚀刻工艺
7．1．5PCB表面处理工艺
7．1．6PCB阻焊工艺
7．2雕刻法制作PCB
7．2．1机械雕刻法制作PCB
7．2．2激光雕刻法制作PCB
7．33D打印法制作PCB
7．3．1电子3D打印技术概述
7．3．2电子3D打印实验操作
7．4电子系统组装
7．4．1电子系统组装概述
7．4．2表面贴装技术
7．5电子系统工艺教学实例
小结
思考题
第8章电子系统测试
8．1电子测试仪器
8．1．1数字万用表
8．1．2函数信号发生器
8．1．3数字示波器
8．1．4直流稳压电源
8．2自动测试系统
8．2．1自动测试系统的发展
8．2．2自动测试系统在军事上的发展和应用
8．3电子产品环境可靠性测试
8．3．1电子产品环境可靠性概述
8．3．2环境可靠性试验
小结
思考题
参考文献
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| 內容試閱：
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“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
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