现代电子系统综合设计与实践

　　《现代电子系统综合设计与实践/清华开发者书库》共分为模拟电子、数字电子以及现代电子技术三大部分。模拟电子部分主要介绍了使用基础元器件实现各种电子电路，包括放大电路、信号发生与转换电路、电源电路等，为电子系统的设计打下坚实的硬件基础。数字电子部分重点介绍了单片机与嵌入式系统的设计与应用。借助于Arduino入门单片机、STM32进行提高、树莓派领略高级程序设计思想，逐步提高软件设计能力。综合应用部分则着重介绍如何结合互联网、物联网、人工智能等相关现代技术，构建更为复杂的电子系统。
　　《现代电子系统综合设计与实践/清华开发者书库》涉及知识面广，但并不是简单的罗列，而更看重设计的思想与方法。另外，《现代电子系统综合设计与实践/清华开发者书库》十分注重知识的实用性，强调理论与实际相结合，并配有丰富的实例来对相关知识点进行验证与演示。
　　《现代电子系统综合设计与实践/清华开发者书库》可作为工科院校及相关院校的电子类、自动控制类、机电类、电气类、计算机类等相关专业开展电子制作和科技创新的参考书，也可作为电子系统设计与开发工作人员的参考书。

　　刘辉，主要研究方向为智能检测与控制技术。发表SCI检索论文2篇，El论文2篇。具有丰富的实践经验，参与多项省部级课题，指导或参加多项电子设计类竞赛并获全国奖项6项以及省级奖项若干。
　　
　　王征，主要研究方向为嵌入式开发与人工智能控制技术。发表SCI论文2篇，主持或参与省部级课题7项，指导学生获得“2019全国大学生工程训练综合能力大赛”全国特等奖及省级奖项若干。

　　★本书强调知识的实用性，注重读者工程实践能力的培养。在本书分享的案例中不乏实际工程中的经典问题，例如开关电源中电感的选择、寻迹小车中PID算法的控制思想、机器学习的回归与分类问题等，可以抛砖引玉，让读者应用到实际工程中，是一本关于电子应用技术的佳作。
　　——林赐云吉林大学副教授、博士生导师
　　
　　★随着科技的发展与进步，电子类设计者所需要掌握的知识也越来越广，单一技术已不能满足实际需求。本书的出版恰逢其时，它较为全面地介绍了电子系统中的常用技术，不仅包括单片机、嵌入式等基础知识，还涉及电子系统中如何应用互联网、物联网、人工智能等热点技术，是一本很实用的读物。
　　——刘洪星武汉理工大学教授
　　
　　★本书汇集了作者在电子技术领域开发的具体案例。书中详尽讲述了电子系统中常用的开发方法与技术，对于从事电子系统开发的技术人员，具有很好的参考价值。
　　——贾振国长春工程学院教授
　　
　　★本书涉及的知识点非常广，而且针对这些知识点书中均给出具体案例，是电子系统设计与实践开发的指导性著作。无论是初学者还是一线应用工程师均可从中得到启发。
　　——杨文俊大陆汽车电子有限公司资深工程师、五年汽车电子研发经验

第1章 初识电子设计
1．1 电阻
1．1．1 电阻的基本特性
1．1．2 实际电阻
1．2 电容
1．2．1 电容的基本特性
1．2．2 实际电容
1．3 电感
1．3．1 电感的基本特性
1．3．2 绕制电感
1．4 阻抗
1．4．1 定义
1．4．2 串联电路阻抗分析
1．5 变压器
1．5．1 变压器的基本特性
1．5．2 实际变压器
1．6 开关及接插元件
1．6．1 开关元件
1．6．2 接插元件
1．7 半导体元件
1．7．1 半导体基础知识
1．7．2 二极管
1．7．3 其他二极管
1．7．4 晶体三极管
1．7．5 光电三极管与光耦
1．7．6 场效应管
1．8 半导体集成电路
1．9 继电器
1．10 常见电子元器件选型与使用注意事项
1．11 电子设计实物制作
1．11．1 面包板
1．11．2 万能电路板
1．11．3 腐蚀电路板
1．11．4 打样

第2章 放大电路
2．1 基本放大电路
2．2 多级放大电路
2．2．1 直接耦合
2．2．2 阻容耦合
2．2．3 变压器耦合
2．2．4 光电耦合
2．3 差分放大电路
2．4 集成运算放大电路
2．5 运算电路
2．5．1 比例运算电路
2．5．2 加减运算电路
2．5．3 积分与微分运算电路
2．6 实际运算放大器
2．7 比较器
2．8 放大电路实例——单电源供电的比例放大电路

第3章 波形发生与变换
3．1 一个简单的方波发生器电路
3．2 使用放大电路构成正弦波振荡器
3．2．1 闭环与反馈
3．2．2 反馈与稳定性
3．2．3 正弦波振荡电路的设计
3．2．4 矩形波发生电路
3．3 正弦波转换为方波
3．4 滤波器
3．4．1 傅里叶级数
3．4．2 滤波器简介
3．4．3 低通滤波器
3．4．4 其他滤波器
3．5 方波转正弦波设计
……

第4章 直流电源
第5章 单片机入门——Arduino
第6章 单片机提高——STM32
第7章 实时操作系统
第8章 Linux操作系统应用
第9章 电子设计与互联网
第10章 电子设计与物联网
第11章 电子设计与机器学习
第12章 电子设计与深度学习

参考文献

　　随着科技的发展与完善，电子产品与我们的生活越来越息息相关，人们的衣、食、住、行等各个方面都越来越离不开电子产品。电子产品涉及的范围很广，电子类的设计者所需要掌握的知识也越来越广，单一技术已不能满足实际需求。
　　尤其是近年来互联网、物联网、人工智能等相关技术的快速发展，使人们的生活发生了翻天覆地的变化，智能穿戴等智能硬件层出不穷。因此本书顺应时代发展潮流，将电子设计与互联网、物联网、人工智能等相关技术相结合，让学习者对电子设计相关知识有一个全面的认知。
　　本书共分为三大部分，分别为模拟部分、数字部分与现代电子技术部分，共12章，覆盖知识面广。但限于篇幅，本书只对相关内容的关键问题进行详细介绍，例如，开关电源中电感的选择、循迹小车中PID算法的控制思想、机器学习的回归与分类问题等。本书强调知识的实用性，在书中介绍的每个知识点都会结合实例来进行验证，并且书中还包含多个综合性实验，例如，循迹小车、数字电源、远程监控系统、无人驾驶小车等实验。
　　本书第1~4章对模拟电子部分进行了详细的介绍。第1章对电子设计中常用的元器件、设计与实物制作等方法进行了介绍，让读者对电子设计有初步的了解。第2章详细介绍了如何使用三极管和运算放大器构成小信号与功率放大电路，并对运算放大器的分类与选择进行详细的探讨。第3章介绍了使用模拟电路生成常用波形，并完成彼此之间的信号转换。第4章介绍了常用的电源变换电路，包括整流电路、恒压源电路、恒流源电路等。
　　本书第5~8章对数字电路、典型的单片机与嵌入式系统进行了详细介绍。在第5章中使用Arduino让读者入门单片机系统，引导读者通过Arduino快速搭建单片机系统。第6章以STM32开发为例，让读者对单片机的寄存器等底层工作原理有更进一步的了解。第7章介绍了CMSISRTOS实时操作系统相关知识，让读者了解操作系统中线程、信号量、锁等相关知识，带领读者写出更加稳健的应用程序。在第8章以树莓派为平台介绍Linux操作系统相关知识，让读者对嵌入式Linux系统有初步的了解，同时介绍使用Python高级语言对树莓派外设进行驱动开发。
　　本书第9~12章着重介绍了电子系统如何与互联网、物联网、人工智能等相关技术相结合。第9章介绍了STM32与树莓派两种方式实现互联网中相关协议，包括TCP、UDP、HTTP等。其中STM32为低成本、低性能的单片机系统的典型代表；树莓派为高成本、高性能的嵌入式系统的典型代表。第10章介绍了通过云服务构建物联网系统，在云端实现物联网系统中数据的转发，实现真正的万物互联。第11章对机器学习思想与实现过程进行了详细的介绍，并在树莓派中实现相关机器学习算法。第12章介绍了深度学习算法的搭建与实现，特别针对深度学习模型训练的加速优化进行了详细介绍。
　　本书既可作为工科院校及相关院校的电子类、自动控制类、机电类、电气类、计算机类等相关专业开展电子制作和科技创新的参考书，也可作为电子系统设计与开发工作人员的参考书。