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黄智伟 著 / 电子工业出版社 / 2011-08 / 平装
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低功耗系统设计:原理、器件与电路
电路与系统的低功耗设计一直都是电子工程技术人员设计时需要考虑的重要因素。《电子工程技术丛书·低功耗系统设计:原理、器件与电路》共分为10章,介绍了低功耗系统设计的一般原则、低功耗微控制器电路设计、低功耗微控制器外围电路设计、低功耗接口与控制电路设计、低功耗ADC和DAC电路设计、低功耗数据采集系统设计、低功耗放大器电路设计、低功耗比较器电路设计、低功耗滤波器电路设计。
《电子工程技术丛书·低功耗系统设计:原理、器件与电路》内容丰富,叙述详尽清晰,图文并茂,通过大量的设计实例说明低功耗系统设计中的一些技巧与方法,以及应该注意的问题,工程性好,实用性强。
《低功耗系统设计—原理、器件与电路》可以作为电子工程技术人员进行低功耗系统设计的参考书,或作为本科院校和高职高专电子信息工程、通信工程、自动化、电气、计算机应用等专业学习低功耗系统设计的教材,也可以作为全国大学生电子设计竞赛的培训教材。
第1章低功耗系统设计的一般原则1.1集成电路的功耗1.1.1CMOS倒相器的传输特性1.1.2开关功耗1.1.3短路功耗1.1.4冒险功耗1.1.5静态功耗1.2降低微处理器的功耗1.2.1选择低功耗的微处理器1.2.2降低供电电压和时钟频率1.2.3选择合适的总线宽度1.2.4设计低功耗的接口电路1.2.5选取不同工作模式1.2.6关闭不需要的外设控制器1.2.7控制微处理器的供电1.3降低外围器件的功耗1.3.1SDRAM1.3.2NORFlash1.3.3RS232C接口1.3.4以太网接口1.4选择低功耗的电源供给电路1.4.1线性稳压电路1.4.2DCDC电路1.5软件低功耗设计1.5.1编译优化1.5.2指令排序1.5.3常用的降低软件功耗的方法第2章低功耗微控制器电路设计2.1选择低功耗的微控制器2.1.1低功耗8位PIC单片机系列2.1.2意法半导体(ST)超低功耗8位MCU系列2.1.316位超低功耗MCUMSP430FG42702.1.4意法半导体(ST)32位超低功耗微控制器2.1.5超低功耗的32位AVRUC3L微控制器2.1.6低功耗精密模拟微控制器ADuC7060/ADuC70612.2PIC单片机的低功耗设计2.2.1纳瓦技术和nanoWattXLP技术2.2.2深度休眠模式2.2.3休眠模式2.2.4空闲和打盹模式2.2.5时钟切换2.2.6关闭外部电路/控制占空比2.2.7功耗预算2.2.8合理配置端口引脚2.2.9在I/O引脚使用高阻抗值上拉电阻2.2.10降低器件的工作电压2.2.11使用外部电源为CPU内核供电2.2.12备用电池的使用2.2.13双速驱动2.2.14使用内部RC振荡器2.2.15使用外设模块禁止(PMD)位2.2.16低功耗Timer1振荡器的使用2.2.17使用LVD来检测电池低电量2.2.18使用外设FIFO和DMA2.2.19使用超低功耗唤醒外设2.3STM8单片机的低功耗设计2.3.1影响器件功耗的主要因素2.3.2STM8单片机的电源系统2.3.3STM8单片机的时钟管理2.3.4STM8单片机的运行模式和低功耗模式2.3.5功耗测量的设置2.3.6运行模式下的功耗2.3.7等待模式下的功耗2.3.8活跃停机模式下的功耗2.3.9停机模式下的功耗2.3.10功耗管理的一般性原则2.4Blackfin嵌入式处理器的低功耗设计2.4.1Blackfin处理器简介2.4.2Blackfin处理器的内部功耗2.4.3Blackfin处理器的外部功耗2.4.4Blackfin处理器实时时钟的功耗2.4.5Blackfin处理器的总功耗2.4.6Blackfin处理器的时钟频率控制2.4.7Blackfin处理器的工作模式转换2.4.8片内外设控制2.4.9内核电压控制2.4.10采用外部开关电源为Blackfin处理器供电2.5系统基础芯片(SBC)的低功耗设计2.5.1TLE7810简介2.5.2SBC集成的外设控制2.5.3SBC睡眠模式(SleepMode)2.5.4SBC停止模式(StopMode)2.5.5TLE7810低功耗应用例2.638D2系列单片机的低功耗设计2.6.138D2系列单片机特性2.6.238D2系列单片机的低功耗设计技巧2.6.338D2系列单片机的引脚端连接2.7STM32的硬件设计2.7.1消除影响ADC精度的因素2.7.2PCB的设计2.7.3VDD与VDDA的处理2.7.4低功耗模式的选择2.7.5I/O引脚的处理2.7.6STM32振荡器电路设计第3章低功耗微控制器外围电路设计3.1采用低功耗微控制器的微处理器监控电路3.1.1采用MAXQ3210构成的微处理器监控电路3.1.2使用MAXQ3210为微处理器供电3.1.3复位和电源监控3.1.4设置唤醒定时器3.1.5设置看门狗复位3.1.6注意两个器件的I/O电平3.2低功耗微处理器的上电复位电路3.2.1上电复位(POR)的时序3.2.2确定单电源处理器的POR门限电压3.2.3确定双电源处理器的POR门限电压3.2.4手动复位3.2.5分立的POR和处理器内置的POR3.2.6电源失效和欠压信号3.2.7电压排序和电压跟踪3.2.8复位顺序3.3低功耗看门狗3.3.1看门狗定时器3.3.2热看门狗3.4超低功耗微处理器监控电路3.5便携式微处理器内核的供电3.5.1DC-DC转换器对负载阶跃的响应3.5.2DC-DC转换器增加电压定位功能3.5.3等效效率3.6SDRAM的功耗优化设计3.6.1连接SDRAM到Blackfin处理器3.6.2SDRAM的PCB布局3.6.3降低SDRAM功耗的技巧第4章低功耗接口与控制电路设计4.1低功耗接口电路设计4.1.11Mbps低功耗RS232收发器4.1.2高速/全速USB2.0开关4.1.3低功耗高速CAN收发器4.1.4低功耗LVDS多媒体接口4.2低功耗隔离电路设计4.2.1电路隔离的必要性4.2.2常用的电路隔离技术4.2.3隔离器的技术特性4.2.4低功耗的电容耦合隔离电路4.2.5低功耗的磁耦合数字隔离电路4.2.6USB电缆隔离电路4.3低功耗触摸屏控制器与触摸开关电路设计4.3.1低功耗电容式触摸传感器控制电路4.3.2低功耗触摸屏数字转换器电路4.3.3低功耗触摸屏控制器电路4.3.4低功耗4线电阻触摸屏控制器电路4.3.5低功耗单通道电容式触摸按键电路4.3.6低功耗STouch触摸传感器控制电路4.4低功耗继电器驱动电路设计4.4.1具有节电模式的继电器驱动电路4.4.2利用模拟开关降低继电器的功耗第5章低功耗ADC电路设计5.1低功耗12位ADC5.1.1基于12位ADC的低功耗温度测量电路5.1.2基于12位ADC的低功耗信号调理电路5.2低功耗16位Δ型ADC5.2.1基于16位Δ型ADC型的低功耗温度测量电路5.2.2基于16位Δ型ADC型的低功耗信号调理电路5.312位低功耗双核1Msps的ADC5.416位125/105/80Msps1.8V低功耗ADC5.516位20/40/65/80Msps1.8V双通道低功耗ADC5.612位65Msps8通道低功耗ADC5.716位250ksps微功耗ADC(一)5.816位250ksps微功耗ADC(二)5.910位超低功耗单/双通道全差分ADC5.10低功耗500ksps单通道/双通道12位ADC5.113V双通道8位低功耗ADC5.11.1QAM的基本结构5.11.2输入耦合电路5.11.3外部基准电压电路5.11.4共模电压的设置5.12低功耗24位4通道同时采样可级联的ΔADC5.1316位/14位高精度低功耗4/6/8通道SARADC5.13.1多通道同时采样数据采集系统5.13.2三相电力线监测系统5.14低功耗双通道8位130MspsADC5.158/16通道12位65Msps低功耗ADC5.16基于低功耗ADC的电子秤设计5.16.1称重传感器的结构与要求5.16.2电子秤系统结构与要求5.16.3为电子秤选择最佳的ADC5.16.4基于20位Δ型ADC的电子秤设计5.16.5基于24位Δ型ADC的电子秤设计5.16.6基于24位Δ型ADC的精密电子秤设计5.16.7基于24位Δ型ADC的精密电子秤设计5.16.8基于3通道24位Δ型ADC的精密电子秤设计第6章低功耗DAC电路设计6.132通道14位电压输出低功耗DAC6.1.132通道可编程电压输出电路6.1.232通道监控电路6.2低功耗16位环路供电型420mADAC6.3低功耗14位宽带串行接口乘法DACAD54466.3.1AD5444/AD5446的典型应用电路6.3.2高精度可编程电流源电路6.416位低功耗DAC6.4.1正电压输出电路6.4.2双极性电压输出电路6.4.3高精度可编程电流源电路6.516位双通道并行输入电流输出低功耗DAC6.5.1精密双极性数据转换电路6.5.2精密单极性同相数据转换电路6.5.3精密单极性反相数据转换电路6.6低功耗12/14/16位缓冲电压输出DAC6.6.1双极性电压输出电路6.6.2可编程420mA过程控制器电路6.6.3低功耗的DDS幅度控制电路6.7低功耗16位缓冲电压输出DAC6.7.1双极性电压输出电路6.7.2可编程420mA过程控制器电路16.7.3可编程420mA过程控制器电路26.7.416位全隔离420mA电流输出模块6.7.516位全隔离电压输出模块6.8功耗低于4mW的DAC第7章基于SoC的低功耗数据采集系统设计7.1三相多功能电能计量IC7.212位100ksps低功耗数据采集系统(DAS)7.2.1精密定位电路7.2.2桥式传感器测量电路7.3低功耗多功能多相AFE7.3.1电气参数测量电路7.3.2低功耗测量模式与停止模式的使用7.4智能数据采样系统7.4.116位智能数据采样系统7.4.212/16位智能数据采样系统第8章低功耗放大器电路设计8.1单电源OP电路设计应考虑的问题8.1.1输入级和输出级8.1.2失调电压和输入偏置电流8.1.3增益与负载的关系8.1.4摆率、开环增益与输出摆幅8.1.5噪声8.1.6失真8.1.7正确地为单电源运算放大器电路提供退耦8.1.8为单电源运算放大器电路提供负电源8.2微功耗零漂移轨至轨输出的运算放大器8.2.1双向电流检测放大器电路8.2.2高增益精密直流耦合放大器8.31.8V330nA低功耗运算放大器8.4零漂移低噪声低功耗运算放大器8.4.1传感和检测系统对OP精度的要求8.4.2桥式传感器放大和ADC输入匹配电路8.5低功耗自动调零运算放大器8.5.1输入端保护和电源退耦电路8.5.2同相和反相放大器电路8.5.3差分放大器电路8.5.4同相差分放大器电路8.5.5桥式传感器放大电路8.5.6RTD传感器放大电路8.5.7K型热电偶传感器放大电路8.5.8失调电压校正电路8.5.9高精度比较器电路8.5.10低功耗热电偶测量电路8.61.8V2.9μA90kHz轨到轨运算放大器8.6.1电池电压监测电路8.6.2窗口比较器8.6.3单极性信号链配置电路8.6.4桥式传感器放大电路8.6.5电流监测电路8.6.6两运算放大器构成的差分放大器电路8.6.7气体传感器放大电路8.7微功耗精密零漂移CMOS运算放大器8.7.1K型热电偶温度测量电路8.7.2单OP桥式传感器放大器电路8.7.3电流监测电路8.7.4热敏电阻测量电路8.7.5仪表放大器电路8.7.6单电源低功耗的ECG放大器电路8.88通道超低功耗低噪声前置放大器8.9400μA高速运算放大器8.101.5V11μA低功耗运算放大器8.11低功耗RF驱动放大器8.1220μA低功耗轨到轨输入/输出运算放大器8.12.1脉搏血氧仪电流源电路8.12.2四阶低通Butterworth滤波器8.13微功率轨对轨输入与输出运算放大器8.14低功耗单位增益差动放大器8.14.1仪表放大器电路8.14.2差分输出的仪表放大器电路8.14.3差分放大器电路8.14.4精密电流源电路8.15驱动高速ADC的50mW差分放大器8.15.1应用电路形式8.15.2ADC驱动电路8.16低功耗高速全差动放大器8.16.1应用电路形式8.16.224位216kHz采样四通道音频ADC驱动电路8.16.324位八通道144kHz-ΔADC驱动电路8.16.416位高速微功耗ADC驱动电路8.171.5GHz电流反馈差分放大器8.17.1单端输入差分输出的ADC驱动电路8.17.2AC耦合输入电路8.17.3105Msps14位ADC驱动电路8.18750MHz差分ADC驱动器8.192.2GHz高速差分ADC驱动器8.20电压输出和电流输出DAC的单端差分转换器电路8.20.1用于电压输出DAC的单端差分转换器电路8.20.2用于电流输出DAC的单端差分转换器电路8.21低功耗差分视频接收器电路8.2240μA超低功耗仪表放大器8.22.1应用电路形式8.22.2应用中应注意的一些问题8.22.3具有高通滤波器特性的放大器电路8.22.4低功耗心率监测电路8.2350μA低功耗仪表放大器8.23.1应用电路形式8.23.2输出电压偏移调节电路8.23.3提供输入共模电流通道8.23.4单电源桥式传感器电路8.23.5心电(ECG)放大器电路8.24低功耗低成本可编程增益仪表放大器电路8.25微功耗单电源满摆幅精密仪表放大器电路第9章低功耗比较器电路设计9.1比较器的选择9.1.1比较器的性能指标9.1.2可选择的比较器类型9.1.3比较器的典型应用9.2微功耗比较器9.2.1微功耗精密电池低电压检测电路9.2.2精密高温开关电路9.2.3环境温度监测用温度控制窗口检测器9.2.4双低端电流监测电路9.2.5自动关机电源电路9.3低电压低功耗上拉输出的比较器9.4低功耗高速单电源OP+比较器+电压基准9.4.1报警和检测器用的无线电接收器9.4.2用于遥控和数据链前端的红外线接收器9.4.3精密三角波发生器9.51.8V纳安级功耗超摆幅比较器9.5.1过零检测器电路9.5.2逻辑电平转换器9.6利用低功耗比较器自动检测插入附件9.6.1插孔检测9.6.2耳机检测9.6.3压簧开关检测第10章低功耗滤波器电路设计10.1低功耗的开关电容滤波器10.1.1低通滤波器的频域特性10.1.2低功耗5阶低通滤波器10.1.3低功耗8阶低通滤波器10.2低噪声低失真有源RC四通道通用滤波器10.2.1175kHz8阶Elliptic高通滤波器10.2.2100kHz8阶带通滤波器10.2.3200kHz9阶Elliptic低通滤波器10.3功耗可控的双通道10MHz低通滤波器10.3.1低通滤波器电路10.3.216位差分ADC驱动电路10.4利用数字电位器实现数控低通滤波器10.4.1数控低通滤波器结构10.4.2数字电位器的选择10.4.3运算放大器的选择10.5低功耗8极点SallenKeyButterworth低通滤波器10.5.18极点低通滤波器电路结构10.5.28极点低通滤波器频率响应参考文献
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开播时间:09月02日 10:30