具體描述
內容簡介
“電子技術課程設計”是工科電類各專業的重要實踐教學環節。《電子電路設計與製作(第2版)》旨在促進該課程實踐教學內容的*新與完善,收集並篩選瞭多年來省級教研項目“電子信息類專業産、學、研人纔培養模式的研究”中,學生在“電子技術課程設計”教學環節中經過製作並取得成功的26個設計題目。全書共分5章,內容包括:模擬電子電路課程設計、數字電子電路課程設計、電子産品製作工藝、Ahium Designer10.0印製電路闆的設計製作舉例、基於Proteus的“LED點陣顯示電子鍾”的設計與仿真等。
《電子電路設計與製作(第2版)》既適閤作為應用型本科工科電氣類、自控類、電子類、計算機類各電類專業的“電子技術課程設計”的教學指導書,又適閤作為在校學生參加“全國大學生電子設計製作競賽”的培訓教材,也可以作為工程技術人員從事電子産品設計的參考書。 目錄
第1章 模擬電子電路課程設計
1.1 模擬電子電路課程設計的一般過程
1.1.1 模擬電子電路的設計方法
1.1.2 元器件的選擇及參數的計算
1.1.3 模擬電子電路的安裝與調試
1.1.4 模擬電子電路故障診斷的一般方法
1.1.5 模擬電子電路中的電磁乾擾與抑製
1.1.6 電子電路設計報告的撰寫
1.2 模擬電子電路課程設計實例
題目1.2.1 數控直流穩壓電源的設計
題目1.2.2 數控自動進給裝置的設計
題目1.2.3 電冰箱保護器的設計
題目1.2.4 簡易心電圖儀的設計
題目1.2.5 集成化音頻放大器的設計
題目1.2.6 醫院住院病人“呼喊器”的設計
題目1.2.7 一種區域防盜報警係統的設計
題目1.2.8 峰值檢測係統的設計
題目1.2.9 流量測量儀的設計
題目1.2.10 照明燈節能控製開關的設計
題目1.2.11 節能熒光燈電子鎮流器的設計
題目1.2.12 +10~+15V開關電源及恒流可調光節能LED颱燈的設計
第2章 數字電子電路課程設計
2.1 數字電子電路的設計方法
2.1.1 數字電路係統的組成
2.1.2 數字電子電路的設計步驟
2.1.3 數字電寸電路設計過程中應注意的問題
2.2 數字電子電路課程設計實例
題目2.2.1 多功能數字時鍾的設計
題目2.2.2 自動復位數字頻率計的設計
題目2.2.3 數字電壓錶的設計
題目2.2.4.基於FPGA的可編程邏輯門電路的設計
題目2.2.5 可編程時間順序控製器的設計
題目2.2.6 紅外綫數字轉速錶的設計
題目2.2.7 車速數字監測、超限報警裝置的設計
題目2.2.8 自動售貨機控製係統的設計
題目2.2.9 基於FPGA的交通信號燈控製器的設計
題目2.2.10 齣租車計費器的設計
題目2.2.11 數字溫度計的設計
題目2.2.12 自動往返小車的設計
題目2.2.13 基於FPGA芯片的FIR數字濾波器的設計
題目2.2.14 居傢照明不間斷太陽能供電控製器的設計
第3章 電子産品製作工藝
3.1 印製電路闆(PCB)的排版設計與布綫
3.1.1 印製電路闆(PCB)設計的一般原則
3.1.2 印製電路闆(PCB)乾擾的産生及其抑製
3.1.3 元器件的安裝技術
3.1.4 焊盤及穿孔的設計
3.1.5 印製導綫的設計
3.1.6 製闆工藝圖的繪製
3.2 印製電路闆(PCB)的製作工藝
3.2.1 印製電路闆(PCB)的製作工藝流程
3.2.2 印製電路闆(PCB)的製闆過程
3.2.3 手工自製印製闆
3.3 焊接工藝
3.3.1 概述
3.3.2 手工焊接技術
3.3.3 浸焊技術
3.3.4 波峰焊技術
3.3.5 再流焊技術
3.3.6 接觸焊技術
3.3.7 焊點的質量分析
3.4 錶麵安裝技術(SMT)
3.4.1 概述
3.4.2 錶麵安裝器件(sMD)
3.4.3 錶麵安裝元件(SMC)
3.4.4 錶麵安裝用基闆
3.4.5 錶麵安裝的工藝流程
3.5 調試工藝
3.5.1 概述
3.5.2 整機的調試
3.5.3 故障的診斷和排除
3.5.4 整機的老化
3.5.5 整機的環境試驗
第4章 AltiumDesignerl0.0印製電路闆的設計製作舉例
4.1 AltiumDesigner10.0的漢化
4.2 電路原理圖的設計
4.2.1 數字時鍾電路原理圖的設計
4.2.2 元器件封裝的創建
4.2.3 原理圖的查錯及編譯
4.3 印製電路闆(PCB)的設計
4.3.1 單麵印製電路闆的設計
4.3.2 進入AltiumDesignerl0.0PCB編輯器
4.3.3 印製電路闆結構及環境參數設置
4.3.4 單麵印製電路闆的製作準備
4.3.5 在PCB文件中導入原理圖網絡錶信息
4.3.6 元器件布局
第5章 基於:Proteus的“:LED點陣顯示電子鍾”的設計與仿真
5.1 LED點陣顯示的電子鍾設計
5.2 係統設計
5.3 硬件電路設計
5.3.1 Proteus工作界麵介紹
5.3.2 電路原理圖設計
5.3.3 Proteus仿真與調試
5.4 軟件設計
5.4.1 點陣編碼
5.4.2 主程序
5.4.3 計時程序
5.4.4 時間校準程序
5.4.5 顯示程序
5.5 調試與仿真
5.5.1 KeilC51開發套件及應用
5.5.2 KeilC51軟件調試
5.5.3.KeilC51和Proteus的聯閤調試
附錄A 常用數字集成電路引腳圖
附錄B 常用可編程邏輯器件引腳圖
附錄C 常用集成運算放大器引腳圖
附錄D 常用A/D和D/A集成電路引腳圖
附錄E 電子時鍾的源代碼
參考文獻
《電子電路設計與製作》(第2版)圖書簡介 引言 在日新月異的科技浪潮中,電子技術已滲透到我們生活的方方麵麵,從掌上智能設備到龐大復雜的工業係統,無不閃耀著電子電路的光芒。對於渴望深入瞭解電子世界、親手創造無限可能的愛好者、學生及工程師而言,一本紮實、係統且與時俱進的參考書至關重要。《電子電路設計與製作》(第2版)正是這樣一本承載著知識、激發著創造力,並引領讀者踏上電子之旅的領航者。本書並非對抽象理論的枯燥羅列,而是以“設計”與“製作”為雙重驅動,將理論知識巧妙地融入實踐操作,讓讀者在動手過程中深刻理解電子世界的奧秘,最終實現從概念到實物的飛躍。 本書核心價值與特色 《電子電路設計與製作》(第2版)以其獨到的視角和嚴謹的編排,旨在為讀者構建一個堅實的電子技術理論基礎,並在此基礎上,輔以豐富的實踐指導,使其能夠自信地進行各種電子電路的設計與製作。本書的核心價值在於其“理論與實踐並重”的理念,強調在理解基本原理的同時,更注重實際動手能力和解決問題的能力。 1. 係統全麵的知識體係: 本書內容涵蓋瞭電子電路設計與製作的各個關鍵環節,從最基礎的電子元器件(如電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管等)的特性與應用,到各類放大電路、振蕩電路、濾波電路、電源電路、數字電路以及微控製器接口電路的設計原理與方法。每一部分都力求條理清晰,邏輯嚴謹,讓讀者能夠循序漸進地掌握電子技術的全貌。 2. 貼近實際的設計流程: 本書不僅講解理論,更著重於實際的設計過程。讀者將學習如何根據需求分析,進行電路原理圖的設計;如何選擇閤適的元器件,進行元器件參數的計算與選型;如何利用EDA(電子設計自動化)軟件進行PCB(印刷電路闆)的布局與布綫;以及如何進行電路的焊接、調試與故障排除。這些流程環環相扣,真實地還原瞭電子産品從設計到成型的全過程。 3. 豐富的實例與項目驅動: 理論的學習固然重要,但缺乏實踐的理論終究是空中樓閣。《電子電路設計與製作》(第2版)精選瞭大量經典且具有代錶性的電子項目,這些項目從易到難,覆蓋瞭模擬與數字電子技術的不同應用領域,例如: 基礎實驗項目: 簡單的LED指示燈、開關控製電路、基本的信號發生器等,幫助讀者熟悉最基本的元器件連接和電路工作原理。 模擬電路項目: 音頻放大器、穩壓電源、各種傳感器信號調理電路等,讓讀者深入理解模擬信號的處理與放大。 數字電路項目: 簡單的計數器、移位寄存器、邏輯門應用電路等,為理解數字邏輯和時序電路打下基礎。 微控製器應用項目: 基於Arduino、STM32等平颱的智能小車、環境監測係統、簡易數控設備等,將讀者引入嵌入式係統和物聯網的廣闊天地,學會如何編程控製硬件,實現更復雜的功能。 這些項目不僅提供瞭詳細的電路圖和元器件清單,更配以詳盡的製作步驟、調試技巧和常見問題解答,讓讀者能夠輕鬆上手,獲得成就感。 4. 麵嚮未來的技術視野: 電子技術的發展日新月異,本書在內容更新上緊跟時代步伐。第2版在保留經典內容的基礎上,加入瞭更多對當前熱門技術和趨勢的介紹,例如: FPGA(現場可編程門陣列)入門: 簡要介紹FPGA的基本原理和開發流程,為讀者接觸更高級的數字邏輯設計提供入口。 嵌入式係統開發: 更加側重於微控製器(MCU)在實際項目中的應用,包括常見的通信協議(I2C, SPI, UART等)的使用,以及各種傳感器和執行器的接口設計。 物聯網(IoT)概念與實踐: 介紹如何將電子電路與網絡連接,構建簡單的物聯網應用,例如無綫數據采集和遠程控製。 現代EDA工具的應用: 介紹一些主流的EDA軟件(如Altium Designer, KiCad等)的基本操作和設計流程,幫助讀者熟悉行業標準的設計工具。 5. 嚴謹的科學態度與工程思維: 本書倡導嚴謹的科學態度和解決工程問題的係統化思維。讀者在學習過程中,將不僅僅是按照步驟“復製”項目,而是被引導去思考“為什麼”這麼設計,“為什麼”這個元器件要這樣選,“為什麼”電路會齣現這樣的現象。這種啓發式的教學方式,能夠幫助讀者培養獨立思考、分析問題和解決問題的能力,為未來更復雜的項目奠定堅實的基礎。 本書內容結構概覽 本書的章節設置清晰,邏輯遞進,由淺入深,確保不同基礎的讀者都能從中獲益。 第一部分:電子技術基礎 第一章:電子元器件基礎: 詳細介紹各種常用電子元器件的物理特性、電氣參數、識彆方法以及在電路中的基本作用。包括電阻、電容、電感、二極管(普通二極管、穩壓二極管、發光二極管等)、三極管(BJT)、場效應管(MOSFET)等。 第二章:電路分析基礎: 介紹歐姆定律、基爾霍夫定律等基本電路分析方法,以及直流電路和交流電路的基本概念。 第三章:基本放大電路: 講解三極管和場效應管作為放大元件的偏置電路、放大原理、性能指標(如放大係數、輸入輸齣阻抗、頻率響應等)以及典型的放大電路結構(如單管放大器、差分放大器、運算放大器)。 第四章:基本反饋電路: 介紹反饋的類型(正反饋和負反饋)、負反饋對放大電路性能的影響(提高穩定性、擴展帶寬、降低失真等)以及具體的反饋組態。 第二部分:常用電子電路設計與製作 第五章:信號産生與處理電路: 講解振蕩電路(RC振蕩、LC振蕩、石英晶體振蕩)、濾波器電路(低通、高通、帶通、帶阻濾波器)的設計原理與實際應用。 第六章:電源電路設計: 涵蓋交流電源的整流、濾波、穩壓等環節,介紹綫性穩壓電源和開關穩壓電源的基本原理、設計方法和常見問題。 第七章:數模轉換與模數轉換電路: 講解數字信號與模擬信號之間的轉換原理,介紹常用的ADC(模數轉換器)和DAC(數模轉換器)芯片及其接口設計。 第八章:脈衝與邏輯電路: 介紹單穩態觸發器、多諧振蕩器等脈衝信號産生電路,以及基本邏輯門(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR)及其組閤邏輯電路的設計。 第九章:時序邏輯電路: 講解觸發器(RS, JK, D, T觸發器)、寄存器、計數器等時序邏輯電路的工作原理和設計方法。 第三部分:微控製器與嵌入式係統應用 第十章:微控製器基礎: 介紹微控製器的基本結構、工作原理,以及主流微控製器係列(如Arduino, STM32)的硬件特性和開發環境。 第十一章:嵌入式係統接口與通信: 詳細講解微控製器常用的外部接口(GPIO, ADC, PWM等)和通信協議(UART, SPI, I2C)的應用,以及如何連接傳感器、執行器和顯示模塊。 第十二章:微控製器軟件開發基礎: 介紹嵌入式C語言編程的基礎知識,以及如何利用IDE(集成開發環境)進行代碼編寫、編譯、下載和調試。 第十三章:實際嵌入式項目設計: 通過若乾實際項目,例如基於Arduino的智能傢居控製係統、基於STM32的簡易數據采集儀等,指導讀者將理論知識應用於實際項目中,鍛煉從硬件選型到軟件編程的完整開發能力。 第四部分:電子製作工藝與技巧 第十四章:PCB設計與製作: 介紹PCB(印刷電路闆)設計的基本流程,包括原理圖繪製、PCB布局、布綫規則、疊層設計,以及PCB的加工和焊接工藝。 第十五章:焊接與調試技術: 講解不同焊接方法(手工焊接、迴流焊接等)的技巧,以及電路調試中常用的方法和工具(萬用錶、示波器、信號發生器等),並提供常見的故障排除指南。 第十六章:常用電子測量儀器介紹: 詳細介紹萬用錶、示波器、信號發生器、邏輯分析儀等常用電子測量儀器的功能、使用方法和注意事項。 適閤讀者群體 《電子電路設計與製作》(第2版)麵嚮廣泛的讀者群體,包括但不限於: 高等院校電子信息工程、自動化、計算機科學與技術等專業的學生: 作為教材或補充參考,幫助學生深入理解課程理論,掌握實踐技能,為畢業設計和未來就業打下堅實基礎。 電子技術愛好者和創客: 對於對電子技術充滿熱情,渴望自己動手製作各種電子設備和項目的人士,本書提供瞭豐富的靈感和實操指導。 電子産品開發工程師: 為初級工程師提供係統性的知識框架,幫助其快速掌握電子電路設計與製作的核心技能;為資深工程師提供新的技術視角和解決方案參考。 職業技術學校學生: 作為實操性強的教材,幫助學生掌握電子電路的實際製作技能,為未來的職業生涯做好準備。 結語 《電子電路設計與製作》(第2版)不僅僅是一本書,更是一扇通往無限可能的電子世界的大門。它將抽象的理論轉化為觸手可及的實踐,將復雜的電路變成生動的作品。通過本書的學習,您將不僅獲得紮實的電子技術知識,更能培養嚴謹的工程思維,激發無窮的創新潛力。無論您是初涉電子領域的學生,還是經驗豐富的工程師,亦或是熱情的創客,相信本書都將成為您電子學習和項目實踐道路上不可或缺的良伴。拿起它,開啓您的電子創造之旅吧!