內容簡介
《電子技術應用/職業院校教師實踐能力培訓教程·“芙蓉工匠”培養係列叢》是湖南省“芙蓉工匠”培養係列叢書之一,是電子技術應用專業職業院校教師實踐能力培訓教程。
主要內容包括:專業基本技能、崗位核心技能和新技術應用三個模塊,由10個項目構成。
《電子技術應用/職業院校教師實踐能力培訓教程·“芙蓉工匠”培養係列叢》可作為電子技術應用及相關專業師資培訓教材,也可供相關工程技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第一部分 專業基本技能
項目一 集成功放電路的調試
項目二 三角波發生器電路調試
項目三 STC單片機下載器裝調
項目四 混裝單片機控製電路闆裝調
第二部分 崗位核心技能
項目五 直流穩壓電源單麵PCB設計
項目六 EDA學習開發闆雙麵PCB設計
項目七 基於單片機的乒乓球賽記分器設計與製作
項目八 基於單片機的紅外綫計數器
第三部分 新技術應用
項目九 基於CPLD的8路搶答器設計
項目十 基於FPGA的0~99秒錶設計
附錄 教學示例
參考文獻
前言/序言
“十三五”期間,湖南省將加快建設製造強省,急需大批技術技能人纔提供智力支持和人纔支撐。作為領軍人物和傑齣代錶,“芙蓉工匠”對技術技能人纔隊伍建設具有引領、示範和帶動作用,其“有精湛技藝”之內涵對職業院校教師實踐能力提齣瞭更新更大的挑戰,要求職業院校教師在學生專業技能訓練方麵的指導能力須加緊提高。針對這一現實需求,湖南省教育科學研究院職業教育與成人教育研究所組織編寫瞭“芙蓉工匠”培養係列叢書。其中,“職業院校教師實踐能力培訓教程”(以下稱教師係列教程)由湖南省教育科學研究院王江清、蔣書同擔任總主編。
“電子技術應用”作為教師係列教程之一,主要供職業院校電子類專業教師使用。本書是在深入調研專業教學現狀和行業企業需求的基礎上,由職業教育研究人員、教學人員和行業企業人員共同編寫的。全書分“專業基本技能”“崗位核心技能”“新技術應用”三個部分,共10個項目,以技能培訓為主,以教學建議為輔,內容涵蓋瞭電子電路裝調、PCB設計、單片機與EDA(CPLD、FPGA)技術應用等方麵內容。
本書編寫理念和框架體例有所創新,指導性、實用性強。一是基於“芙蓉工匠”要求精選教材內容,把“工匠精神”融入“精湛技藝”的培養中;二是遵循學習規律,以有代錶性的項目為基本單位編寫,各項目之間既有一定聯係,又能相互獨立,教師可以根據不同需求選取相應項目學習;三是遵循技能形成規律,分為遞進的三個部分,可以滿足不同水平的教師使用;四是遵循學生認知規律,針對職業院校學生學情特點,編寫瞭教學建議和教學示例,供教師教學參考。
王江清、蔣書同擬定瞭本書的基本框架和體例,並組織專傢對全書進行修訂和論證;湖南省教育科學研究院舒底清、湖南鐵道職業技術學院粟慧龍、長沙民政職業技術學院賀翠微、湖南鐵道職業技術學院唐亞平擬定瞭寫作提綱,並對全部書稿進行細緻修改。各部分分工如下:湖南鐵路科技職業技術學院韓雪負責項目一、項目十;湖南鐵道職業技術學院張文初負責項目二,趙巧妮負責項目三、項目四,熊異負責項目五、項目六,粟慧龍負責項目七、項目八,唐亞平負責項目九。
本書能及時付梓問世,首先要感謝湖南省教育廳的大力支持,特彆感謝應若平副廳長在百忙之中為編寫工作進行指導。在編寫和齣版過程中,得到瞭湖南鐵道職業技術學院、長沙民政.職業技術學院、湖南鐵路科技職業技術學院、湖南汽車工程職業技術學院、株洲市工業中等專業學校、嶽陽市第一職業中等專業學校、漣源市工貿職業中等專業學校、湖南錦豐科技有限公司總經理馮良、湖南潤創科技有限公司工程師段潤平、蘇州博眾精工科技有限公司工程師吳萬海,以及高等教育齣版社等單位和個人的大力支持,在此一並錶示感謝。由於時間和水平有限,本書難免存在不當和疏漏之處,希望參培教師和廣大讀者提齣寶貴意見,以便不斷完善。
《電子技術基礎與實踐》 一、本書特色與定位 本書是麵嚮高等職業院校電子技術類專業學生及相關從業人員精心打造的一本集理論知識與實踐技能於一體的教材。其核心特色在於,以“學以緻用、知行閤一”為指導思想,深度融閤瞭電子技術的基礎理論、前沿技術發展趨勢以及實際工程應用中的關鍵技能。不同於許多僅側重理論深度或操作練習的傳統教材,本書力求在二者之間找到最佳平衡點,旨在為讀者構建一個全麵、係統且貼近實際需求的電子技術知識體係。 本書的另一顯著特點是其前瞻性。在內容編排上,除瞭涵蓋電子技術領域最經典、最核心的基礎知識,如電路分析、半導體器件原理、放大電路、反饋電路、振蕩電路等,還重點引入瞭當前行業發展中備受關注的熱點技術,例如嵌入式係統基礎、傳感器技術應用、FPGA/CPLD編程入門、物聯網通信技術基礎等。這些內容的設置,旨在幫助讀者緊跟時代步伐,為未來從事更高級彆的技術研發、産品設計或係統集成打下堅實基礎。 在教學方法上,本書強調“問題導嚮”和“案例驅動”。每一個章節的知識點都圍繞著實際工程中可能遇到的問題展開,並通過詳細的分析和解答,引導讀者理解理論知識的由來和應用場景。同時,書中穿插瞭大量的經典工程案例,這些案例不僅展示瞭電子技術在各行各業中的廣泛應用,還深入剖析瞭項目從概念設計到最終實現的全過程,讓讀者在“他山之石”的學習中,獲得寶貴的實踐經驗和解決實際問題的思路。 本書的適用對象廣泛,不僅適閤高職院校電子信息工程技術、通信技術、自動化技術、機電一體化技術等相關專業的學生,也同樣適用於渴望提升自身專業技能的在職技術人員、工程師以及對電子技術感興趣的初學者。無論您是剛剛踏入電子技術領域,還是希望係統性地梳理和深化現有知識,本書都將是您不可或缺的學習夥伴。 二、章節內容概述 第一篇:電子技術基礎理論 本篇是全書的基石,旨在為讀者構建紮實的電子技術理論功底。 第一章:電路分析基礎: 深入講解直流電路和交流電路的基本概念、定律(如歐姆定律、基爾霍夫定律)和分析方法(如節點電壓法、網孔電流法)。本章特彆注重電路模型的建立,以及如何從實際元器件抽象齣理想電路模型,為後續章節的學習打下基礎。此外,還會介紹常用的電路分析工具(如萬用錶、示波器)的基本使用方法,以及安全用電知識。 第二章:半導體器件原理與應用: 詳細介紹二極管(整流二極管、穩壓二極管、發光二極管等)和三極管(NPN、PNP型)的伏安特性、工作原理和主要參數。在此基礎上,深入講解它們在基本電路中的應用,如二極管的整流、濾波、鉗位電路,三極管的開關和放大作用。MOSFET等場效應管的原理與應用也會有所涉及,為理解更復雜的集成電路打下基礎。 第三章:放大電路分析與設計: 涵蓋單級和多級放大電路的設計原則,包括偏置電路、信號耦閤、頻率響應分析等。重點講解不同類型的放大電路(共射、共集、共基)的特點和應用場閤,以及提高放大電路性能(如穩定性、帶寬、失真度)的常用方法。運算放大器(Op-amp)作為最重要的集成運放電路,其理想模型、基本原理及在各種模擬電路(如反相比例、同相比例、加法、減法、積分、微分電路)中的應用將得到深入闡述。 第四章:反饋與振蕩電路: 詳細介紹正反饋和負反饋的概念、判據、類型以及反饋對放大電路性能的影響。重點講解負反饋對提高穩定性、擴展帶寬、降低失真的作用。在此基礎上,深入分析各種典型的振蕩電路(如RC振蕩、LC振蕩、晶體振蕩)的工作原理、頻率確定因素及設計方法。 第五章:信號發生與信號處理電路: 介紹常用的波形發生器(如三角波、方波、鋸齒波發生器)的設計思路和實現方法。同時,講解濾波器(低通、高通、帶通、帶阻)的原理、分類、設計參數以及在信號調理中的作用。 第二篇:數字電子技術與應用 本篇聚焦於數字電子技術的核心內容,以及其在現代電子係統中的廣泛應用。 第六章:數字電路基礎: 引入二進製、邏輯門(與、或、非、與非、或非、異或)等數字電路基本概念。詳細講解布爾代數及其化簡方法(如卡諾圖),並介紹組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法。 第七章:組閤邏輯電路: 深入講解編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器等基本組閤邏輯模塊的原理和應用。重點分析加法器、減法器等算術邏輯電路的設計。 第八章:時序邏輯電路: 介紹觸發器(SR、JK、D、T觸發器)的工作原理及其狀態轉換特性。講解寄存器、計數器(同步、異步)等基本時序邏輯模塊的設計與應用。 第九章:脈衝波形與微處理器基礎: 講解各種脈衝波形(如方波、脈衝列)的産生與整形。引入微處理器的基本結構、工作原理,以及指令執行過程。重點介紹微處理器與存儲器、輸入/輸齣設備之間的接口原理。 第十章:常用集成電路芯片介紹: 介紹邏輯門集成電路(如74係列)、專用集成電路(如定時器555、數碼管驅動芯片)以及常見微控製器(MCU)的內部結構和基本外圍接口。 第三篇:現代電子技術應用與實踐 本篇將理論知識與實際應用緊密結閤,引入一係列現代電子技術的熱點內容。 第十一章:傳感器技術與應用: 詳細介紹各類傳感器的基本原理、分類、選型原則及其在溫度、濕度、壓力、光照、位移等物理量測量中的應用。重點講解如何根據應用需求選擇閤適的傳感器,並將其接入相應的測量電路。 第十二章:嵌入式係統基礎: 介紹嵌入式係統的概念、特點、組成部分(硬件、軟件、中間件)。深入講解微控製器(MCU)的工作原理、內部資源(CPU、存儲器、定時器、中斷、ADC/DAC、通信接口)及其外圍接口(GPIO、UART、SPI、I2C)的使用方法。通過實際案例,演示如何進行嵌入式係統的開發,包括硬件選型、軟件編寫、調試聯調等。 第十三章:FPGA/CPLD設計入門: 引入硬件描述語言(HDL,如Verilog或VHDL)的基本語法和設計流程。講解FPGA/CPLD的結構特點、編程方法以及在數字信號處理、通信係統、控製係統等領域的典型應用。通過簡單的實例,引導讀者完成FPGA/CPLD的設計、綜閤、實現和仿真。 第十四章:通信技術基礎: 介紹通信係統的基本組成、分類及工作原理。重點講解模擬通信和數字通信中的關鍵技術,包括調製解調、信道編碼、多路復用等。對無綫通信、有綫通信(如以太網、Wi-Fi)以及物聯網通信(如LoRa, NB-IoT)的基本概念和技術特點進行介紹。 第十五章:電源技術與電路: 涵蓋綫性電源和開關電源的基本原理、電路構成及性能分析。重點講解穩壓、濾波、保護等關鍵環節的設計。通過實際案例,介紹穩壓電源、DC-DC變換器等常用電源模塊的製作與應用。 第十六章:電子産品故障診斷與維修: 介紹電子産品常見的故障現象、産生原因及診斷方法。講解利用示波器、萬用錶、邏輯分析儀等工具進行故障定位的技巧。通過典型的維修案例,教授讀者係統化的故障排除流程和安全維修注意事項。 三、實踐指導與案例分析 貫穿全書的實踐指導部分,將理論知識轉化為實際操作能力。每個章節都會配備相關的實驗項目,實驗項目的設計注重以下幾個方麵: 基礎性: 覆蓋本章核心知識點的驗證和理解。 遞進性: 從簡單到復雜,循序漸進,逐步提升讀者的實踐能力。 綜閤性: 引入多個知識點,模擬真實項目開發中的綜閤應用。 創新性: 鼓勵讀者在基本實驗的基礎上進行拓展和創新。 每個實驗項目都提供詳細的實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟、注意事項和實驗報告要求,確保讀者能夠清晰、準確地完成操作。 此外,本書還精選瞭一係列貼近工業生産和實際應用的案例。這些案例不僅展示瞭電子技術在汽車電子、智能傢居、工業自動化、醫療器械等領域的具體應用,還會深入剖析項目的設計思路、關鍵技術實現、性能優化以及麵臨的挑戰。通過這些案例的學習,讀者可以更直觀地理解理論知識的價值,培養解決實際工程問題的能力,並拓展對電子技術應用領域的認知。 四、學習方法建議 為瞭最大化本書的學習效果,建議讀者采用以下學習方法: 1. 理論與實踐並重: 在學習理論知識的同時,務必動手完成配套的實驗項目。理論是指導,實踐是檢驗。 2. 主動思考,舉一反三: 在閱讀過程中,積極思考“為什麼是這樣?”、“還有其他方法嗎?”。嘗試將學到的知識應用於解決自己身邊遇到的電子相關問題。 3. 善用工具,精益求精: 熟練掌握萬用錶、示波器等常用測量工具的使用,並在實驗中不斷練習,提高測量精度和效率。 4. 深入案例,開闊視野: 認真研讀案例分析,理解其技術路綫和設計邏輯,從中學習項目管理的經驗和解決問題的思路。 5. 持續學習,擁抱變化: 電子技術發展迅速,本書提供的知識是基礎和核心,但務必保持持續學習的熱情,關注行業最新動態和技術發展。 《電子技術基礎與實踐》將成為您探索電子技術奧秘、提升專業技能、成就職業夢想的得力助手。