内容简介

全书共分为四部分，第一部分系统地介绍了实验硬件平台、仪器设备、计算机软件电路设计、虚拟仿真、数据处理工具及相关应用实例；第二部分系统地介绍了常用的电子仪器、设备、软件虚拟仪器的使用操作，以及常用元器件的检测技术；第三部分在虚拟仿真平台和实验箱上分别实现了分立元件放大器、稳压电路及集成运放等典型的模拟电路实验；第四部分在虚拟仿真平台和实验箱上分别实现了数字电路中组合电路、时序电路，以及综合设计应用等典型的数字电路实验。

作者简介

马洪连，男，教授，大连理工大学软件学院实验中心主任，全国“嵌入式系统专家委员会”委员。讲授嵌入式系统设计与应用 、计算机组成原理与结构、微型计算机接口技术等课程。研究方向为：嵌入式系统设计及应用技术、智能系统与智能仪器仪表技术、无线通信技术。获全国“宝钢优秀教师奖”称号（教育部）、 辽宁省“十一五”规划优秀教育研究成果二等奖、第四届辽宁省高等学校优秀学术成果二等奖等。

目录

第一部分 实验硬件、软件环境
第1章 THDM-1型模拟与数字电路实验箱 2
1．1 THDM-1型实验箱简介 2
1．2 THDM-1型实验箱的组成及应用 3
1．2．1 电源部分 3
1．2．2 系统功能部分 4
第2章 DS1074Z型数字示波器 11
2．1 概述 11
2．2 操作面板的主要功能介绍 16
2．3 显示界面 21
第3章 UT39A型数字万用表 24
3．1 概述 24
3．2 主要操作说明 26
3．3 操作使用实例 28
第4章 DG1032Z型函数信号发生器 29
4．1 概述 29
4．2 操作面板功能介绍 30
4．3 操作使用实例 32
第5章 电路设计与仿真工具Altium Designer 34
5．1 Altium Designer的安装与启动 34
5．2 仿真电路原理图设计应用 37
5．2．1 二极管半波整流电路原理图的设计 38
5．2．2 发光二极管（LED）驱动电路原理图的设计 51
5．3 交流动态分析仿真应用 53
5．4 静态工作点分析仿真应用 56
5．5 仿真实验报告 59
第6章 电路设计与仿真软件工具Proteus 61
6．1 Proteus的安装、配置与启动 61
6．1．1 Proteus客户端软件的安装 62
6．1．2 Proteus客户端软件的配置 64
6．1．3 Proteus软件的启动 66
6．2 电路原理图设计与仿真 68
6．3 电路仿真实例 87
6．4 电路仿真实验报告 90
第7章 数据处理软件工具的应用 91
7．1 软件工具EXCEL简介 91
7．2 软件工具MATLAB的应用 93
7．3 曲线拟合的最小二乘法应用 98
7．4 应用实验报告 103
第二部分 常用电子仪器和元器件的应用
第8章 数字万用表的应用（仪器实验1） 106
8．1 实验目的 106
8．2 实验设备、器件与相关知识 106
8．2．1 实验设备和元件 106
8．2．2 电阻器的识别 107
8．2．3 半导体二极管简介 109
8．2．4 实验原理及预习提示 111
8．3 实验内容和步骤 112
8．3．1 万用表的基本操作功能 112
8．3．2 万用表功能的使用 116
8．4 实验报告 117
第9章 数字示波器的应用（仪器实验2） 119
9．1 实验目的 119
9．2 实验设备、器件与相关知识 119
9．2．1 实验设备和器件 119
9．2．2 二极管1N4007简介 120
9．2．3 正弦信号波形简介 120
9．2．4 实验原理及预习提示 121
9．3 实验内容和步骤 122
9．3．1 基本操作功能 122
9．3．2 操作功能的应用 128
9．4 实验报告 130
第10章 函数信号发生器的应用（仪器实验3） 132
10．1 实验目的 132
10．2 实验设备、器件与相关知识 132
10．2．1 实验设备和器件 132
10．2．2 脉冲信号概述 132
10．2．3 半导体三极管简介 134
10．2．4 实验原理及预习提示 135
10．3 实验内容和步骤 140
10．4 实验报告 142
第三部分 模拟电路实验
第11章 稳压二极管的电路设计、仿真与功能测试（模拟实验1） 144
11．1 实验目的 144
11．2 实验设备、器件与相关知识 144
11．2．1 实验设备和器件 144
11．2．2 稳压二极管1N4735简介 144
11．2．3 实验原理及预习提示 146
11．3 实验内容和步骤 149
11．4 实验报告 149
第12章 晶体管共射极放大器的设计、仿真与功能测试（模拟实验2） 151
12．1 实验目的 151
12．2 实验设备、器件与相关知识 151
12．2．1 实验设备和器件 151
12．2．2 实验原理及预习提示 152
12．3 实验内容和步骤 156
12．4 实验报告 158
第13章 集成稳压电源的电路设计、仿真与功能测试（模拟实验3） 159
13．1 实验目的 159
13．2 实验设备、器件与相关知识 159
13．2．1 实验设备和器件 159
13．2．2 直流稳压电源简介 159
13．2．3 电容器的识别 160
13．2．4 全波整流电路的仿真 161
13．2．5 电容滤波电路的仿真 162
13．2．6 集成稳压器简介 164
13．3 实验内容和步骤 166
13．4 实验报告 169
第14章 集成运算放大器的电路设计、仿真与功能测试（模拟实验4） 170
14．1 实验目的 170
14．2 实验设备、器件与相关知识 170
14．2．1 实验设备和器件 170
14．2．2 集成运算放大器简介 170
14．2．3 基本运算电路 171
14．2．4 运放综合应用 175
14．3 实验内容和步骤 177
14．4 实验报告 179
第四部分 数字电路实验
第15章 基本逻辑门电路设计、仿真与应用（数字实验1） 182
15．1 实验目的 182
15．2 实验设备、器件与相关知识 182
15．2．1 实验设备和器件 182
15．2．2 TTL集成电路概述 182
15．2．3 CMOS集成电路概述 183
15．2．4 常用逻辑门 184
15．2．5 集电极开路OC门 187
15．2．6 三态门 190
15．2．7 基本逻辑门综合设计与仿真 192
15．2．8 集成逻辑门电路的连接和驱动 194
15．3 实验内容和步骤 195
15．4 实验报告 198
第16章 组合逻辑电路的设计、仿真与应用（数字实验2） 199
16．1 实验目的 199
16．2 实验设备、器件和相关知识 199
16．2．1 实验设备和器件 199
16．2．2 组合逻辑电路设计 199
16．3 实验内容和步骤 203
16．4 实验报告 204
第17章 译码器电路设计、仿真与应用（数字实验3） 205
17．1 实验目的 205
17．2 实验设备、器件与相关知识 205
17．2．1 实验设备和器件 205
17．2．2 译码器及其应用 205
17．3 实验内容和步骤 210
17．4 实验报告 211
第18章 数据选择器电路设计、仿真与应用（数字实验4） 212
18．1 实验目的 212
18．2 实验设备、器件与相关知识 212
18．2．1 实验设备和器件 212
18．2．2 数据选择器及其应用 212
18．3 实验内容和步骤 216
18．4 实验报告 216
第19章 触发器电路设计、仿真与应用（数字实验5） 217
19．1 实验目的 217
19．2 实验设备、器件与相关知识 217
19．2．1 实验设备和器件 217
19．2．2 时序逻辑电路与触发器 217
19．3 实验内容和步骤 222
19．4 实验报告 223
第20章 计数器电路设计、仿真与应用（数字实验6） 224
20．1 实验目的 224
20．2 实验设备、器件与相关知识 224
20．2．1 实验设备和器件 224
20．2．2 计数器原理及应用 224
20．3 实验内容和步骤 230
20．4 实验报告 231
第21章 八路彩灯和流水灯控制器设计、仿真与实现（数字实验7） 232
21．1 实验目的 232
21．2 实验设备、器件与相关知识 232
21．2．1 实验设备和器件 232
21．2．2 同步二进制计数器74HC161简介 232
21．2．3 八路彩灯控制器的设计与实现 235
21．2．4 六路流水灯控制器的设计与实现 236
21．3 实验内容和步骤 238
21．4 实验报告 238
第22章 数字时钟产生电路设计、仿真与实现（数字实验8） 239
22．1 实验目的 239
22．2 实验设备、器件与相关知识 239
22．2．1 实验设备和器件 239
22．2．2 数字时钟产生电路设计实例 239
22．3 实验内容和步骤 240
22．4 实验报告 240
参考文献 241

前言/序言

前 言

随着嵌入式系统设计和物联网工程应用项目的迅速发展和普及，社会对现代电子技术设计技术人才的需求越来越大，同时也迫切需要一些适合不同层次人员使用的实践教材和培训参考书。本书正是从实用的角度出发，针对国内大专院校部分专业学习“电子技术”课程的需要，结合作者多年的教学和科研方面的经验而编写的实践教程。

根据国内高校IT类各专业对电子技术课程授课学时不同的需要，作者精选了电子技术课程中经典的实践教学内容，同时在各个实践环节中增加了现代电子设计自动化设计与虚拟仿真技术以及数据处理方面的知识和相关实践教学内容，实现了计算机软件与硬件的协同设计，采用虚拟仿真和实践操作的教学方式，避免了传统教学中理论与实践脱节的现象。本书选材切合实际，突出了现代电子技术自动化设计与仿真技术在实践教学中的应用，实践操作内容由浅入深、直观生动，具有很强的可读性、可用性和可操作性。本书主要特色如下：

（1）选题系统，内容全面，图文并茂，注重实践教学效果。

本书结合国内部分高校相关专业的电子技术课程的实践教学内容、教学方式和教学经验，在内容上力求涵盖实践教学中的经典实验和案例。实践教学集预习、电路设计、虚拟仿真和实验验证于一体，实现过程采用软件与硬件结合的方式，内容直观生动，图文并茂，这样更加有利于达到理论与实践相结合的教学效果。

（2）实验内容层次清楚、规范，注重学生综合能力的培养。

本书的每个实验都由实验目的，实验设备、器件与相关知识，实验内容和步骤，实验报告四个部分构成。对于国内部分专业本科生在相关计算机硬件课程及实验课时少的情况下，本书各项实验中的“相关知识”部分增补了与该实验环境相关的知识，使读者能为实验操作做好充分的准备。

（3）理论和实践相结合，分层次培养。

本书注重理论与实践相结合，针对专业性较强的教学内容，以及学生缺乏感性认识的教学内容，在各实验的内容和步骤环节中增添了现代电子技术自动化设计技术、虚拟仿真技术、数据处理技术应用等方面的内容，这样学生可通过综合实际操作来加深对教学内容的理解。另外，根据学生具体能力层次的不同，在书中安排了验证性、综合设计性和选择提高性实验来进行培养和训练。

（4）具有配套的网上教学资源，提供实践课程相关的教学信息。

本书特别注意可读性、可用性和可操作性，为实践教学任课教师提供配套的电子讲义、视频资料和相关的教学资料。

全书共分为四部分，第一部分系统地介绍了实验硬件平台、仪器设备、计算机软件电路设计、虚拟仿真、数据处理工具及相关应用实例；第二部分系统地介绍了常用的电子仪器、设备、软件虚拟仪器的使用操作，以及常用元器件的检测技术；第三部分在虚拟仿真平台和实验箱上分别实现了分立元件放大器、稳压电路及集成运放等典型的模拟电路实验；第四部分在虚拟仿真平台和实验箱上分别实现了数字电路中组合电路、时序电路，以及综合设计应用等典型的数字电路实验。

本书作者多年从事计算机专业理论教学，以及电子技术、计算机组成与结构等硬件实践教学的指导工作，并主持和参与多项科研项目的开发和设计方面的工作。在编写本书的过程中精选内容，力求符合现代电子技术设计与开发初学者的特点，做到概念清晰、理论联系实际；在叙述方法上，则力求由浅入深、通俗易懂、便于学习，以便使读者能在较短的时间内迅速掌握相关知识，起到事半功倍的作用。

本书适合作为高等院校相关专业的电子技术课程的实践教材，也可以作为从事现代电子技术开发设计人员及爱好者的培训教材。

感谢电子工业出版社的相关编辑，正是在他们的大力支持下本书才能够很快出版发行。同样，对本书参考文献中引用了相关资料的所有作者深表谢意。

由于现代电子技术的发展非常迅速，新技术、新成果不断涌现和更新，书中难免存在错误、疏漏和不妥之处，希望广大读者能够多加谅解，并及时联系作者，以期在后续版本中改进和完善。

作 者

2018年2月