具体描述
内容简介
“电子技术课程设计”是工科电类各专业的重要实践教学环节。《电子电路设计与制作(第2版)》旨在促进该课程实践教学内容的*新与完善,收集并筛选了多年来省级教研项目“电子信息类专业产、学、研人才培养模式的研究”中,学生在“电子技术课程设计”教学环节中经过制作并取得成功的26个设计题目。全书共分5章,内容包括:模拟电子电路课程设计、数字电子电路课程设计、电子产品制作工艺、Ahium Designer10.0印制电路板的设计制作举例、基于Proteus的“LED点阵显示电子钟”的设计与仿真等。
《电子电路设计与制作(第2版)》既适合作为应用型本科工科电气类、自控类、电子类、计算机类各电类专业的“电子技术课程设计”的教学指导书,又适合作为在校学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材,也可以作为工程技术人员从事电子产品设计的参考书。 目录
第1章 模拟电子电路课程设计
1.1 模拟电子电路课程设计的一般过程
1.1.1 模拟电子电路的设计方法
1.1.2 元器件的选择及参数的计算
1.1.3 模拟电子电路的安装与调试
1.1.4 模拟电子电路故障诊断的一般方法
1.1.5 模拟电子电路中的电磁干扰与抑制
1.1.6 电子电路设计报告的撰写
1.2 模拟电子电路课程设计实例
题目1.2.1 数控直流稳压电源的设计
题目1.2.2 数控自动进给装置的设计
题目1.2.3 电冰箱保护器的设计
题目1.2.4 简易心电图仪的设计
题目1.2.5 集成化音频放大器的设计
题目1.2.6 医院住院病人“呼喊器”的设计
题目1.2.7 一种区域防盗报警系统的设计
题目1.2.8 峰值检测系统的设计
题目1.2.9 流量测量仪的设计
题目1.2.10 照明灯节能控制开关的设计
题目1.2.11 节能荧光灯电子镇流器的设计
题目1.2.12 +10~+15V开关电源及恒流可调光节能LED台灯的设计
第2章 数字电子电路课程设计
2.1 数字电子电路的设计方法
2.1.1 数字电路系统的组成
2.1.2 数字电子电路的设计步骤
2.1.3 数字电寸电路设计过程中应注意的问题
2.2 数字电子电路课程设计实例
题目2.2.1 多功能数字时钟的设计
题目2.2.2 自动复位数字频率计的设计
题目2.2.3 数字电压表的设计
题目2.2.4.基于FPGA的可编程逻辑门电路的设计
题目2.2.5 可编程时间顺序控制器的设计
题目2.2.6 红外线数字转速表的设计
题目2.2.7 车速数字监测、超限报警装置的设计
题目2.2.8 自动售货机控制系统的设计
题目2.2.9 基于FPGA的交通信号灯控制器的设计
题目2.2.10 出租车计费器的设计
题目2.2.11 数字温度计的设计
题目2.2.12 自动往返小车的设计
题目2.2.13 基于FPGA芯片的FIR数字滤波器的设计
题目2.2.14 居家照明不间断太阳能供电控制器的设计
第3章 电子产品制作工艺
3.1 印制电路板(PCB)的排版设计与布线
3.1.1 印制电路板(PCB)设计的一般原则
3.1.2 印制电路板(PCB)干扰的产生及其抑制
3.1.3 元器件的安装技术
3.1.4 焊盘及穿孔的设计
3.1.5 印制导线的设计
3.1.6 制板工艺图的绘制
3.2 印制电路板(PCB)的制作工艺
3.2.1 印制电路板(PCB)的制作工艺流程
3.2.2 印制电路板(PCB)的制板过程
3.2.3 手工自制印制板
3.3 焊接工艺
3.3.1 概述
3.3.2 手工焊接技术
3.3.3 浸焊技术
3.3.4 波峰焊技术
3.3.5 再流焊技术
3.3.6 接触焊技术
3.3.7 焊点的质量分析
3.4 表面安装技术(SMT)
3.4.1 概述
3.4.2 表面安装器件(sMD)
3.4.3 表面安装元件(SMC)
3.4.4 表面安装用基板
3.4.5 表面安装的工艺流程
3.5 调试工艺
3.5.1 概述
3.5.2 整机的调试
3.5.3 故障的诊断和排除
3.5.4 整机的老化
3.5.5 整机的环境试验
第4章 AltiumDesignerl0.0印制电路板的设计制作举例
4.1 AltiumDesigner10.0的汉化
4.2 电路原理图的设计
4.2.1 数字时钟电路原理图的设计
4.2.2 元器件封装的创建
4.2.3 原理图的查错及编译
4.3 印制电路板(PCB)的设计
4.3.1 单面印制电路板的设计
4.3.2 进入AltiumDesignerl0.0PCB编辑器
4.3.3 印制电路板结构及环境参数设置
4.3.4 单面印制电路板的制作准备
4.3.5 在PCB文件中导入原理图网络表信息
4.3.6 元器件布局
第5章 基于:Proteus的“:LED点阵显示电子钟”的设计与仿真
5.1 LED点阵显示的电子钟设计
5.2 系统设计
5.3 硬件电路设计
5.3.1 Proteus工作界面介绍
5.3.2 电路原理图设计
5.3.3 Proteus仿真与调试
5.4 软件设计
5.4.1 点阵编码
5.4.2 主程序
5.4.3 计时程序
5.4.4 时间校准程序
5.4.5 显示程序
5.5 调试与仿真
5.5.1 KeilC51开发套件及应用
5.5.2 KeilC51软件调试
5.5.3.KeilC51和Proteus的联合调试
附录A 常用数字集成电路引脚图
附录B 常用可编程逻辑器件引脚图
附录C 常用集成运算放大器引脚图
附录D 常用A/D和D/A集成电路引脚图
附录E 电子时钟的源代码
参考文献
《电子电路设计与制作》(第2版)图书简介 引言 在日新月异的科技浪潮中,电子技术已渗透到我们生活的方方面面,从掌上智能设备到庞大复杂的工业系统,无不闪耀着电子电路的光芒。对于渴望深入了解电子世界、亲手创造无限可能的爱好者、学生及工程师而言,一本扎实、系统且与时俱进的参考书至关重要。《电子电路设计与制作》(第2版)正是这样一本承载着知识、激发着创造力,并引领读者踏上电子之旅的领航者。本书并非对抽象理论的枯燥罗列,而是以“设计”与“制作”为双重驱动,将理论知识巧妙地融入实践操作,让读者在动手过程中深刻理解电子世界的奥秘,最终实现从概念到实物的飞跃。 本书核心价值与特色 《电子电路设计与制作》(第2版)以其独到的视角和严谨的编排,旨在为读者构建一个坚实的电子技术理论基础,并在此基础上,辅以丰富的实践指导,使其能够自信地进行各种电子电路的设计与制作。本书的核心价值在于其“理论与实践并重”的理念,强调在理解基本原理的同时,更注重实际动手能力和解决问题的能力。 1. 系统全面的知识体系: 本书内容涵盖了电子电路设计与制作的各个关键环节,从最基础的电子元器件(如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等)的特性与应用,到各类放大电路、振荡电路、滤波电路、电源电路、数字电路以及微控制器接口电路的设计原理与方法。每一部分都力求条理清晰,逻辑严谨,让读者能够循序渐进地掌握电子技术的全貌。 2. 贴近实际的设计流程: 本书不仅讲解理论,更着重于实际的设计过程。读者将学习如何根据需求分析,进行电路原理图的设计;如何选择合适的元器件,进行元器件参数的计算与选型;如何利用EDA(电子设计自动化)软件进行PCB(印刷电路板)的布局与布线;以及如何进行电路的焊接、调试与故障排除。这些流程环环相扣,真实地还原了电子产品从设计到成型的全过程。 3. 丰富的实例与项目驱动: 理论的学习固然重要,但缺乏实践的理论终究是空中楼阁。《电子电路设计与制作》(第2版)精选了大量经典且具有代表性的电子项目,这些项目从易到难,覆盖了模拟与数字电子技术的不同应用领域,例如: 基础实验项目: 简单的LED指示灯、开关控制电路、基本的信号发生器等,帮助读者熟悉最基本的元器件连接和电路工作原理。 模拟电路项目: 音频放大器、稳压电源、各种传感器信号调理电路等,让读者深入理解模拟信号的处理与放大。 数字电路项目: 简单的计数器、移位寄存器、逻辑门应用电路等,为理解数字逻辑和时序电路打下基础。 微控制器应用项目: 基于Arduino、STM32等平台的智能小车、环境监测系统、简易数控设备等,将读者引入嵌入式系统和物联网的广阔天地,学会如何编程控制硬件,实现更复杂的功能。 这些项目不仅提供了详细的电路图和元器件清单,更配以详尽的制作步骤、调试技巧和常见问题解答,让读者能够轻松上手,获得成就感。 4. 面向未来的技术视野: 电子技术的发展日新月异,本书在内容更新上紧跟时代步伐。第2版在保留经典内容的基础上,加入了更多对当前热门技术和趋势的介绍,例如: FPGA(现场可编程门阵列)入门: 简要介绍FPGA的基本原理和开发流程,为读者接触更高级的数字逻辑设计提供入口。 嵌入式系统开发: 更加侧重于微控制器(MCU)在实际项目中的应用,包括常见的通信协议(I2C, SPI, UART等)的使用,以及各种传感器和执行器的接口设计。 物联网(IoT)概念与实践: 介绍如何将电子电路与网络连接,构建简单的物联网应用,例如无线数据采集和远程控制。 现代EDA工具的应用: 介绍一些主流的EDA软件(如Altium Designer, KiCad等)的基本操作和设计流程,帮助读者熟悉行业标准的设计工具。 5. 严谨的科学态度与工程思维: 本书倡导严谨的科学态度和解决工程问题的系统化思维。读者在学习过程中,将不仅仅是按照步骤“复制”项目,而是被引导去思考“为什么”这么设计,“为什么”这个元器件要这样选,“为什么”电路会出现这样的现象。这种启发式的教学方式,能够帮助读者培养独立思考、分析问题和解决问题的能力,为未来更复杂的项目奠定坚实的基础。 本书内容结构概览 本书的章节设置清晰,逻辑递进,由浅入深,确保不同基础的读者都能从中获益。 第一部分:电子技术基础 第一章:电子元器件基础: 详细介绍各种常用电子元器件的物理特性、电气参数、识别方法以及在电路中的基本作用。包括电阻、电容、电感、二极管(普通二极管、稳压二极管、发光二极管等)、三极管(BJT)、场效应管(MOSFET)等。 第二章:电路分析基础: 介绍欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法,以及直流电路和交流电路的基本概念。 第三章:基本放大电路: 讲解三极管和场效应管作为放大元件的偏置电路、放大原理、性能指标(如放大系数、输入输出阻抗、频率响应等)以及典型的放大电路结构(如单管放大器、差分放大器、运算放大器)。 第四章:基本反馈电路: 介绍反馈的类型(正反馈和负反馈)、负反馈对放大电路性能的影响(提高稳定性、扩展带宽、降低失真等)以及具体的反馈组态。 第二部分:常用电子电路设计与制作 第五章:信号产生与处理电路: 讲解振荡电路(RC振荡、LC振荡、石英晶体振荡)、滤波器电路(低通、高通、带通、带阻滤波器)的设计原理与实际应用。 第六章:电源电路设计: 涵盖交流电源的整流、滤波、稳压等环节,介绍线性稳压电源和开关稳压电源的基本原理、设计方法和常见问题。 第七章:数模转换与模数转换电路: 讲解数字信号与模拟信号之间的转换原理,介绍常用的ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)芯片及其接口设计。 第八章:脉冲与逻辑电路: 介绍单稳态触发器、多谐振荡器等脉冲信号产生电路,以及基本逻辑门(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR)及其组合逻辑电路的设计。 第九章:时序逻辑电路: 讲解触发器(RS, JK, D, T触发器)、寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理和设计方法。 第三部分:微控制器与嵌入式系统应用 第十章:微控制器基础: 介绍微控制器的基本结构、工作原理,以及主流微控制器系列(如Arduino, STM32)的硬件特性和开发环境。 第十一章:嵌入式系统接口与通信: 详细讲解微控制器常用的外部接口(GPIO, ADC, PWM等)和通信协议(UART, SPI, I2C)的应用,以及如何连接传感器、执行器和显示模块。 第十二章:微控制器软件开发基础: 介绍嵌入式C语言编程的基础知识,以及如何利用IDE(集成开发环境)进行代码编写、编译、下载和调试。 第十三章:实际嵌入式项目设计: 通过若干实际项目,例如基于Arduino的智能家居控制系统、基于STM32的简易数据采集仪等,指导读者将理论知识应用于实际项目中,锻炼从硬件选型到软件编程的完整开发能力。 第四部分:电子制作工艺与技巧 第十四章:PCB设计与制作: 介绍PCB(印刷电路板)设计的基本流程,包括原理图绘制、PCB布局、布线规则、叠层设计,以及PCB的加工和焊接工艺。 第十五章:焊接与调试技术: 讲解不同焊接方法(手工焊接、回流焊接等)的技巧,以及电路调试中常用的方法和工具(万用表、示波器、信号发生器等),并提供常见的故障排除指南。 第十六章:常用电子测量仪器介绍: 详细介绍万用表、示波器、信号发生器、逻辑分析仪等常用电子测量仪器的功能、使用方法和注意事项。 适合读者群体 《电子电路设计与制作》(第2版)面向广泛的读者群体,包括但不限于: 高等院校电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等专业的学生: 作为教材或补充参考,帮助学生深入理解课程理论,掌握实践技能,为毕业设计和未来就业打下坚实基础。 电子技术爱好者和创客: 对于对电子技术充满热情,渴望自己动手制作各种电子设备和项目的人士,本书提供了丰富的灵感和实操指导。 电子产品开发工程师: 为初级工程师提供系统性的知识框架,帮助其快速掌握电子电路设计与制作的核心技能;为资深工程师提供新的技术视角和解决方案参考。 职业技术学校学生: 作为实操性强的教材,帮助学生掌握电子电路的实际制作技能,为未来的职业生涯做好准备。 结语 《电子电路设计与制作》(第2版)不仅仅是一本书,更是一扇通往无限可能的电子世界的大门。它将抽象的理论转化为触手可及的实践,将复杂的电路变成生动的作品。通过本书的学习,您将不仅获得扎实的电子技术知识,更能培养严谨的工程思维,激发无穷的创新潜力。无论您是初涉电子领域的学生,还是经验丰富的工程师,亦或是热情的创客,相信本书都将成为您电子学习和项目实践道路上不可或缺的良伴。拿起它,开启您的电子创造之旅吧!