具体描述
《检测与控制实验教程》是高等学校电气信息类专业的技术基础实验课程教材，内容涵盖“检测技术”、“信号与系统”、“自动控制原理”等课程的主要实验项目、实验原理和实验方法。《检测与控制实验教程》共分7章：第1章介绍检测与控制实验基础知识；第2章介绍常用传感器的原理、特性以及传感检测实验技术；第3章介绍MATLAB语言系统和图形界面仿真工具Simulink的特点、应用；第4章介绍检测技术实验；第5章介绍信号与系统实验；第6章介绍自动控制原理实验；第7章介绍了检测与控制综合实验。
《检测与控制实验教程》内容丰富，原理阐述简明扼要，注重基本技能和综合应用，有助于学生实践能力的培养。
《检测与控制实验教程》适合高等学校电气信息类专业的师生使用，也可供电气信息类工程技术人员参考。
《现代电子系统设计与实践》 本书旨在为广大电子工程、自动化以及相关专业的学生和工程师提供一套全面、深入的现代电子系统设计与实践指导。不同于侧重于单一实验原理的教程，本书将重点放在将理论知识转化为实际可运行的电子系统，强调从概念构思到方案设计、元器件选型、电路实现、软件编程、系统调试及最终性能优化的全过程。 核心内容涵盖： 第一部分：电子系统设计方法论与流程 需求分析与系统规格定义： 如何从应用场景出发，准确理解用户需求，并将其转化为可量化的技术指标和系统规格。我们将详细阐述功能需求、性能需求（如精度、速度、功耗、稳定性等）、环境适应性要求以及成本预算的考量。 系统架构设计： 介绍多种常见的电子系统架构模式，如分层架构、模块化设计、分布式系统等，并探讨不同架构的优劣势及其适用场景。重点讲解如何根据系统需求选择最合适的架构，以及如何进行子系统的划分与接口定义。 硬件平台选择与评估： 深入分析各类嵌入式微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）以及专用集成电路（ASIC）的特点、性能参数和选型依据。指导读者如何根据系统复杂度、实时性要求、功耗约束和开发周期来选择合适的硬件平台。 关键元器件选型与评估： 详细讲解传感器、执行器、电源管理芯片、通信接口芯片、存储器、模拟前端等核心元器件的选型原则和技术参数解读。提供实用的选型指南，帮助读者规避常见误区，选择性价比高、性能可靠的元器件。 PCB设计与制造： 涵盖原理图设计、PCB布局布线的基本原则和高级技巧，包括信号完整性、电源完整性、电磁兼容性（EMC）的考虑。介绍PCB制造工艺流程、质量控制要点以及与制造商的有效沟通方法。 软件开发流程与工具链： 阐述嵌入式软件开发的生命周期，包括需求分析、架构设计、编码实现、单元测试、集成测试和系统测试。详细介绍常用的集成开发环境（IDE）、编译器、调试器、版本控制系统（如Git）以及代码生成工具的应用。 系统集成与调试： 讲解硬件与软件如何协同工作，以及在集成过程中可能遇到的问题和解决方案。深入探讨多种调试技术，包括硬件调试（如JTAG、SWD）、软件断点调试、逻辑分析仪、示波器等的使用方法，以及如何通过日志分析、故障注入等手段定位问题。 性能优化与可靠性设计： 介绍提高系统性能（如响应速度、吞吐量、精度）和可靠性（如冗余设计、容错机制、故障检测与恢复）的常用策略和技术。 第二部分：典型电子系统设计实例解析 本部分将通过多个贴近实际应用的案例，系统地展示从设计到实现的全过程。每个案例都将遵循前述的设计方法论，并深入讲解特定技术在实际应用中的落地细节。 案例一：智能家居环境监测与控制系统 功能需求： 实时监测温度、湿度、光照、CO2浓度，并通过网络远程控制家电（如空调、灯光）。 核心技术： 传感器接口电路设计（如DHT22、光敏电阻、MH-Z19）、MCU选型（如STM32系列）、通信协议（如MQTT、Wi-Fi）、电源管理、嵌入式Linux基础。 实践环节： 硬件电路搭建、传感器数据采集与处理、网络通信模块开发、用户界面（APP或Web）设计思路。 案例二：基于视觉的物体识别与跟踪系统 功能需求： 使用摄像头捕捉图像，实时识别并跟踪特定物体。 核心技术： 图像采集模块接口、嵌入式图像处理算法（如OpenCV基础）、硬件加速（如GPU或FPGA）、嵌入式系统（如ARM+FPGA方案）的软硬件协同开发。 实践环节： 摄像头驱动开发、图像预处理、特征提取、匹配算法实现、目标跟踪算法集成、系统性能评估。 案例三：低功耗无线传感器网络节点设计 功能需求： 实现长时间自主工作的环境监测传感器节点，并将数据通过低功耗无线方式传输。 核心技术： 超低功耗MCU选型、功耗优化设计（如休眠模式管理）、无线通信模块（如LoRa、BLE）选型与驱动、能源收集（如太阳能）与管理。 实践环节： 传感器数据采集与低功耗传输、节点休眠与唤醒策略实现、功耗测试与优化。 案例四：嵌入式实时控制系统设计 功能需求： 实现高精度、高实时性的电机控制或机器人运动控制。 核心技术： 实时操作系统（RTOS）的应用（如FreeRTOS、RT-Thread）、定时器与中断机制、PWM控制、编码器反馈与PID控制算法、高速通信接口（如CAN总线）。 实践环节： RTOS任务调度与同步、底层硬件驱动开发、控制算法实现与调优、系统稳定性与响应时间测试。 第三部分：电子系统设计的进阶话题与前沿趋势 嵌入式Linux系统开发： 深入介绍嵌入式Linux的移植、驱动开发、应用程序开发以及系统优化。 FPGA在电子系统中的应用： 探讨FPGA的硬件描述语言（Verilog/VHDL）、软硬件协同设计方法，以及在信号处理、高速接口、并行计算等方面的应用。 人工智能在嵌入式系统中的部署： 介绍TinyML、边缘计算的概念，以及如何在资源受限的嵌入式设备上部署轻量级AI模型。 电子系统的安全性设计： 探讨硬件安全模块（HSM）、固件安全、通信安全以及防篡改技术。 系统可靠性与可维护性设计： 介绍设计中的冗余、容错、诊断和远程升级等技术。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 强调从原理到实现，每个设计概念都伴有具体的工程实践指导。 案例丰富且贴近实际： 选取的案例均来源于实际应用场景，具有较高的参考价值。 系统性与全面性： 覆盖电子系统设计的各个关键环节，帮助读者建立完整的知识体系。 前沿技术视角： 关注行业发展趋势，介绍AI、IoT等新兴技术在电子系统设计中的应用。 注重工程思维培养： 引导读者养成严谨的工程设计习惯，提升解决复杂工程问题的能力。 通过阅读本书，读者将能够掌握现代电子系统设计的完整流程和核心技术，提升从概念到成品的设计开发能力，为在电子工程、嵌入式开发、自动化控制等领域取得成功奠定坚实基础。
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