HJ 电子工程师自学速成——设计篇 9787115331632 人民邮电出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡杏山 著

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• 电子工程
• 电路设计
• 嵌入式系统
• 单片机
• 实践
• 自学
• 速成
• 工程师
• 人民邮电出版社
• HJ系列

店铺： 晓月草堂图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115331632

商品编码：29293511458

包装：平装

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名：电子工程师自学速成——设计篇

定价：50.00元

作者：蔡杏山

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787115331632

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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◆语言通俗易懂。书中少用专业化的术语，遇到较难理解的内容用形象比喻说明，尽量避免复杂的理论分析和烦琐的公式推导。 ◆内容解说详细。考虑到自学时一般无人指导，因此在编写过程中对书中的知识技能进行详细解说，让读者能轻松理解所学内容。 ◆采用图文并茂的表现方式。书中大量采用读者喜欢的直观形象的图表方式表现内容，使阅读变得非常轻松，不易产生阅读疲劳。 ◆内容安排符合认识规律。图书按照循序渐进、由浅入深的原则来确定各章节内容的先后顺序，读者只需从前往后阅读图书，便会水到渠成。 ◆突出显示知识要点。为了帮助读者掌握书中的知识要点，书中用阴影和文字加粗的方法突出显示知识要点，指示学习重点。 ◆网络免费辅导。读者在阅读时遇到难理解的问题，可登录易天教学网观看有关辅导材料或向老师提问进行学习。本套丛书共三册，推荐组合购买：电子工程师自学速成入门篇、提高篇、设计篇（给未来电子工程师们的自学手册）

内容提要

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“电子工程师自学速成”丛书分为“入门篇”、“提高篇”和“设计篇”共3本。《电子工程师自学速成设计篇》为“设计篇”，包括单片机技术和Protel电路绘图设计两大部分，其中单片机技术部分的内容有单片机入门、单片机硬件原理、单片机的开发过程、单片机编程、中断技术、定时器/计数器、串行通信技术和接口技术，Protel电路绘图设计部分的内容有Protel软件入门、设计电路原理图、制作新元件、手工设计PCB、自动设计PCB和制作新元件封装。

《电子工程师自学速成设计篇》具有基础起点低、内容由浅入深、语言通俗易懂、结构安排符合学习认知规律的特点。《电子工程师自学速成设计篇》适合作为电子工程师学习电子设计的自学图书，也适合作为职业学校和社会培训机构的单片机及Protel电路绘图设计教材。

目录

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章 单片机入门
1.1 概述
1.1.1 什么是单片机
1.1.2 单片机应用系统的结构与工作过程
1.1.3 单片机的开发过程
1.1.4 单片机的应用
1.2 单片机基础知识
1.2.1 单片机基础电路
1.2.2 数制与数制的转换
1.2.3 单片机中数的表示及运算

第2章 单片机硬件原理
2.1 单片机的结构
2.1.1 CPU
2.1.2 时钟振荡器
2.1.3 中断控制器
2.1.4 ROM
2.1.5 RAM
2.1.6 定时器/计数器
2.1.7 串行通信口
2.1.8 I/O接口
2.1.9 总线控制器
2.2 MCS-51系列单片机的引脚功能
2.2.1 基本工作条件引脚
2.2.2 输入/输出引脚
2.2.3 控制引脚
2.3 单片机的基本工作条件与工作时序
2.3.1 基本工作条件
2.3.2 工作时序
2.4 单片机的I/O接口
2.4.1 P0端口
2.4.2 P1端口
2.4.3 P2端口
2.4.4 P3端口
2.5 单片机的存储器
2.5.1 存储器基础知识
2.5.2 程序存储器
2.5.3 数据存储器

第3章 单片机的开发过程
3.1 单片机的硬件开发过程
3.1.1 明确单片机应用系统要实现的功能
3.1.2 选择单片机型号
3.1.3 设计单片机外围电路
3.2 单片机的软件开发过程
3.2.1 编写程序
3.2.2 编译或汇编程序
3.2.3 仿真、调试程序
3.2.4 用编程器将程序写入单片机

第4章 单片机编程
4.1 编程基础知识
4.1.1 指令和程序
4.1.2 编程语言
4.1.3 汇编语言指令格式
4.1.4 从实例了解单片机编程
4.2 寻址方式
4.2.1 立即寻址
4.2.2 直接寻址
4.2.3 寄存器寻址
4.2.4 寄存器间接寻址
4.2.5 变址寻址
4.2.6 相对寻址
4.2.7 位寻址
4.3 指令系统
4.3.1 数据传送类指令
4.3.2 算术运算类指令
4.3.3 逻辑运算类指令
4.3.4 程序控制类指令
4.3.5 位操作类指令
4.4 伪指令
4.4.1 汇编起始指令(Origin)
4.4.2 定义字节指令(Define Byte)
4.4.3 定义字指令(Define Word)
4.4.4 定义预留存储单元指令(Define Space)
4.4.5 等值指令(Equate)
4.4.6 数据地址赋值指令
4.4.7 位地址符号赋值指令
4.4.8 汇编结束指令

第5章 中断技术
5.1 概述
5.1.1 什么是中断
5.1.2 中断的有关概念
5.1.3 中断的处理过程
5.2 中断系统的结构
5.2.1 中断源寄存器
5.2.2 中断允许寄存器IE
5.2.3 中断优先级控制寄存器IP
5.3 中断程序的编写
5.3.1 从实例了解中断程序的编写
5.3.2 中断程序的编写方法

第6章 定时器/计数器
6.1 概述
6.1.1 定时器
6.1.2 计数器
6.2 定时器/计数器的结构与工作原理
6.2.1 定时器/计数器的结构
6.2.2 定时器/计数器的工作原理
6.3 定时器/计数器的控制
6.3.1 定时器/计数器控制寄存器TCON
6.3.2 工作方式控制寄存器TMOD
6.3.3 定时器/计数器的工作方式
6.4 定时器/计数器的应用
6.4.1 利用定时器/计数器控制发光二极管的发光时间
6.4.2 利用定时器/计数器产生脉冲信号

第7章 串行通信技术
7.1 概述
7.1.1 串行通信方式
7.1.2 串行通信的数据传送方向
7.2 串行通信口的结构与工作原理
7.2.1 串行通信口的结构
7.2.2 串行通信口的工作原理
7.3 串行通信口的控制
7.3.1 串行控制寄存器SCON
7.3.2 电源控制寄存器PCON
7.4 4种工作方式与波特率的设置
7.4.1 方式0
7.4.2 方式1
7.4.3 方式2
7.4.4 方式3
7.4.5 波特率的设置
7.5 串行通信口的应用
7.5.1 单工通信
7.5.2 双工通信

第8章 接口技术
8.1 输入接口
8.1.1 开关量输入接口
8.1.2 键盘输入接口
8.1.3 模拟量输入接口
8.2 输出接口
8.2.1 开关量输出接口
8.2.2 数字量输出接口
8.2.3 显示输出接口

第9章 Protel软件入门
9.1 概述
9.2 Protel 99 SE基础知识
9.2.1 Protel 99 SE的运行环境
9.2.2 Protel 99 SE的组成
9.2.3 Protel 99 SE设计电路的流程
9.3 Protel 99 SE使用入门
9.3.1 设计数据库文件的建立、关闭与打开
9.3.2 Protel 99 SE设计界面的介绍
9.3.3 文件管理
9.3.4 系统参数的设置

0章 设计电路原理图
10.1 电路原理图编辑器
10.1.1 电路原理图编辑器界面介绍
10.1.2 图纸大小的设置
10.1.3 图纸的方向、标题栏、边框和颜色的设置
10.1.4 图纸网格的设置
10.1.5 图纸文件信息的设置
10.1.6 光标与网格形状和颜色的设置
10.1.7 系统字体的设置
10.2 电路原理图的设计
10.2.1 装载元件库
10.2.2 查找元件
10.2.3 放置元件
10.2.4 元件的编辑
10.2.5 绘制导线和节点
10.2.6 电源和接地符号的放置
10.2.7 输入/输出端口的放置
10.2.8 元件标号的查找、替换与重排
10.3 图形的绘制和文本、图片的编辑
10.3.1 直线的绘制
10.3.2 矩形的绘制
10.3.3 多边形的绘制
10.3.4 椭圆弧线的绘制
10.3.5 椭圆的绘制
10.3.6 扇形的绘制
10.3.7 曲线的绘制
10.3.8 文本的插入与设置
10.3.9 图片的插入与设置
10.4 层次原理图的设计
10.4.1 主电路与子电路
10.4.2 由上向下设计层次原理图
10.4.3 由下向上设计层次原理图
10.5 原理图报表的生成
10.5.1 ERC报表的生成
10.5.2 网络表的生成
10.5.3 元件清单表的生成
10.5.4 交叉参考元件表的生成
10.5.5 层次项目组织表的生成
10.5.6 原理图的打印输出

1章 制作新元件
11.1 元件库编辑器
11.1.1 元件库编辑器的启动
11.1.2 元件库编辑器介绍
11.2 新元件的制作与使用
11.2.1 绘制新元件
11.2.2 修改已有的元件
11.2.3 绘制复合元件
11.2.4 新元件的使用
11.3 元件报表的生成与元件库的管理
11.3.1 元件报表的生成
11.3.2 元件库的管理

2章 手工设计PCB
12.1 PCB设计基础
12.1.1 PCB的基础知识
12.1.2 PCB的设计过程
12.1.3 PCB编辑器
12.1.4 PCB设计前的设置
12.1.5 PCB编辑器参数设置
12.2 手工设计PCB的具体方法
12.2.1 放置对象
12.2.2 手工布局
12.2.3 手工布线

3章 自动设计PCB
13.1 基础知识
13.1.1 PCB的自动设计流程
13.1.2 利用原理图生成网络表
13.2 自动设计PCB的具体方法
13.2.1 自动规划PCB
13.2.2 装载元件封装和网络表
13.2.3 自动布局元件
13.2.4 手工调整布局
13.2.5 自动布线
13.2.6 手工调整布线
13.3 PCB的显示
13.3.1 单层显示模式
13.3.2 三维显示模式
13.4 PCB报表的生成及PCB的打印
13.4.1 引脚报表的生成
13.4.2 电路板信息报表的生成
13.4.3 网络状态报表的生成
13.4.4 设计层次报表的生成
13.4.5 NC钻孔报表的生成
13.4.6 元件报表的生成
13.4.7 电路特性报表的生成
13.4.8 元件位置报表的生成
13.4.9 PCB的打印

4章 制作新元件封装
14.1 元件封装库编辑器
14.1.1 元件封装库编辑器的启动
14.1.2 元件封装库编辑器介绍
14.2 制作新元件封装的方法
14.2.1 手工制作新元件封装
14.2.2 利用向导制作新元件封装
14.3 元件封装的管理
14.3.1 查找元件封装
14.3.2 更改元件封装名称
14.3.3 放置元件封装
14.3.4 删除元件封装
14.3.5 编辑元件封装引脚焊盘

作者介绍

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文摘

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序言

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《电路设计实用指南：从基础到进阶》 内容简介： 本书旨在为广大电子工程爱好者、初学者以及希望系统提升电路设计能力的工程师提供一本全面、实用的参考手册。它涵盖了从最基础的电路理论到复杂的系统设计，内容严谨、逻辑清晰，并结合大量实际案例和工程经验，帮助读者快速掌握电路设计的核心知识和技能，缩短学习周期，提高项目成功率。 第一部分：电路设计基石——理论与分析 在深入探索各种电路设计之前，牢固掌握基础的电路理论是至关重要的。本部分将带领读者回顾和巩固电子工程领域的核心概念，为后续的实践奠定坚实的理论基础。 直流电路分析： 深入讲解欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和电流定律（KCL），以及如何利用它们分析复杂的直流电路。我们将介绍节点分析法和网孔分析法，以及如何运用叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理简化电路，提高分析效率。电阻、电容、电感等基本元件的特性以及它们在直流电路中的行为也将得到详细阐述。 交流电路分析： 引入相量法，讲解阻抗、导纳的概念，以及电阻、电容、电感在交流电路中的表现。我们将详细分析RL、RC、RLC串联和并联电路的瞬态响应和稳态响应，并介绍谐振现象及其在滤波器、振荡器等应用中的原理。功率因数和无功功率的概念，以及如何进行功率因数校正，也将是本部分的重点。 瞬态响应与暂态分析： 重点关注电路在开关动作或激励变化时的瞬时行为。通过求解一阶和二阶微分方程，揭示电容和电感如何影响电路的充电和放电过程，以及振荡行为。理解瞬态响应对于设计需要快速响应的电路至关重要。 半导体器件基础： 深入剖析二极管（包括齐纳二极管、发光二极管等）、三极管（BJT）和场效应管（FET，包括JFET和MOSFET）的基本工作原理、伏安特性曲线以及它们在电子电路中的基本应用，如开关、放大等。理解这些器件的特性是构建现代电子电路的基础。 运算放大器（Op-Amp）原理与应用： 详细介绍理想运算放大器的特性，以及差分放大器、同相比例放大器、反相比例放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运算放大器电路。分析运算放大器在直流和交流信号处理中的作用，以及如何通过外部元件实现各种复杂的信号处理功能。 第二部分：模拟电路设计——信号的放大与处理 模拟电路是处理连续变化的信号的基石，在音频、射频、传感器接口等众多领域扮演着核心角色。本部分将聚焦于如何设计和优化各种模拟电路。 放大器设计： 详细讲解不同类型的放大器，如共发射极放大器、共集电极（射极跟随器）放大器、共基极放大器、共源极放大器、共漏极（源极跟随器）放大器、共栅极放大器等。分析它们的增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽等关键性能指标。学习如何进行偏置电路设计，以确保放大器在稳定工作点上运行。 多级放大器与频率响应： 探讨如何将多个单级放大器级联以获得更高的增益和更好的性能。深入分析放大器的频率响应，包括低频滚降和高频滚降的原因，以及如何通过耦合电容、旁路电容、寄生电容等进行补偿，以实现宽带放大。 滤波器设计： 介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型。详细讲解巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等滤波器逼近特性，以及如何设计有源和无源滤波器。分析滤波器的阶数、截止频率、通带纹波、阻带衰减等参数。 反馈电路分析与设计： 深入理解负反馈和正反馈的概念及其对放大器性能的影响。分析电压负反馈、电流负反馈、跨导负反馈、跨阻负反馈等不同反馈组态，以及它们如何改善增益稳定性、降低失真、扩展带宽和控制输入输出阻抗。 振荡器原理与设计： 讲解不同类型的振荡器，如RC振荡器（相移振荡器、韦恩桥振荡器）、LC振荡器（哈特莱振荡器、科勒皮茨振荡器、阿姆斯特朗振荡器）和晶体振荡器。分析振荡电路的起振条件（巴克豪森判据）和频率稳定性。 电源电路设计： 介绍线性稳压器和开关稳压器的工作原理。讲解变压器、整流器、滤波电容、线性稳压IC（如78xx系列）的设计与应用。对比分析线性稳压和开关稳压的优缺点，以及在不同场景下的适用性。 第三部分：数字电路设计——逻辑的实现与控制 数字电路以离散的逻辑状态（0和1）来表示和处理信息，是现代计算机、通信设备等一切数字系统的核心。本部分将带领读者掌握数字电路的设计方法。 数字逻辑基础： 回顾布尔代数的基本原理，包括逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能和真值表。学习卡诺图（Karnaugh Map）等简化布尔表达式的方法，以设计最精简的逻辑电路。 组合逻辑电路设计： 讲解编码器、解码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器）、比较器等组合逻辑电路的设计原理和应用。 时序逻辑电路设计： 深入讲解触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）的工作原理和状态转换。介绍寄存器、计数器（异步计数器、同步计数器）、移位寄存器等时序逻辑电路的设计。 状态机设计： 学习如何使用状态图和状态表来描述和设计有限状态机（FSM），包括摩尔型和米利型状态机的区别与设计方法。状态机是控制复杂数字系统的关键。 存储器基础： 介绍各种存储器的基本概念，如RAM（SRAM, DRAM）和ROM（PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory）的工作原理、读写操作和选择方式。 可编程逻辑器件（PLD）简介： 简要介绍CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的基本结构和设计流程，以及硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）在现代数字电路设计中的重要性。 第四部分：系统设计与实践——从概念到成品 将前两部分学到的模拟和数字电路知识融会贯通，进行实际的系统设计是学习的最终目标。本部分将引导读者进行综合性的系统设计。 信号采集与处理系统： 学习如何设计传感器接口电路，将来自物理世界的模拟信号转换为易于处理的电信号。介绍采样、量化、编码等模数转换（ADC）过程，并讲解不同类型ADC的原理和选择。 微控制器（MCU）基础： 介绍微控制器的基本架构，包括CPU、存储器、输入输出接口、定时器、中断等。讲解如何通过外围接口（如GPIO, SPI, I2C, UART）与外部器件进行通信和控制。 嵌入式系统设计： 学习如何结合微控制器、传感器、执行器和用户接口，设计完整的嵌入式系统。讨论软件与硬件的协同设计，以及固件开发的基本流程。 PCB布局与布线原则： 讲解印刷电路板（PCB）设计的基本原则，包括元器件布局、走线规则、电源和地线的处理、信号完整性、电磁兼容性（EMC）等。强调良好的PCB设计对于电路稳定可靠运行的重要性。 电路调试与故障排除： 介绍常用的电路测试和测量仪器，如万用表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。指导读者如何有效地进行电路调试，定位和排除各种常见的电路故障。 项目案例分析： 通过具体的项目案例，如简易数字时钟、温度监控系统、LED驱动电路、音频放大器等，演示电路设计的完整流程，从需求分析、原理图设计、元件选型、PCB设计到最终的调试验证。 本书特色： 循序渐进，结构严谨： 从基础理论到复杂系统，内容由浅入深，逻辑清晰，便于读者逐步掌握。 理论与实践结合： 大量结合实际应用场景，提供详尽的电路设计方法和实例，帮助读者将理论知识转化为实践技能。 注重工程思维： 强调电路设计的实用性、可靠性和经济性，培养读者良好的工程设计习惯。 面向广大学习者： 无论是初学者还是有一定经验的工程师，都能从本书中获得有价值的信息和指导。 通过阅读本书，您将能够建立起坚实的电子电路设计知识体系，掌握设计各类模拟和数字电路的技巧，并最终具备独立完成复杂电子系统设计的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电子设计怀揣热情，但又缺乏系统性指导的学生，我一直在寻找一本能够让我快速上手、建立自信的入门书籍。这本书的出现，无疑是我学术生涯中的一个亮点。它的结构安排非常合理，从宏观到微观，循序渐进，让我能够逐步理解电子设计的全貌。我尤其喜欢书中关于“问题导向式学习”的设计理念，每一个章节都围绕着解决实际设计中的关键问题展开，让我始终保持学习的动力和兴趣。比如，在处理信号干扰方面，书中提供的多种滤波和屏蔽方法，以及它们各自的适用场景，都让我受益匪浅。此外，书中的图文并茂，大量的示意图和实际电路板照片，也极大地增强了我的直观感受，让我能够更清晰地看到理论知识在实践中的具体体现。我感觉这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位耐心细致的导师，引导我一步步走向电子设计的殿堂。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是给我打开了新世界的大门！作为一名刚入行不久的电子工程师，我一直在苦苦寻找一本能够系统梳理设计思路、填补理论与实践之间鸿沟的教材。之前也看过不少零散的技术文章和一些侧重基础原理的书籍，但总感觉缺少一条清晰的主线，难以将知识融会贯通，更别提上手进行复杂的设计了。这本书的出现，恰恰解决了我的燃眉之急。它不仅仅是知识的堆砌，更像是为我量身定制的“设计蓝图”，从项目启动之初的需求分析，到元器件选型、电路设计、仿真验证，再到PCB布局布线和最终的调试优化，每个环节都进行了详尽的阐述。我尤其喜欢其中关于“系统性思维”和“权衡取舍”的讲解，这对于初学者来说至关重要，能够帮助我们避免陷入细节的泥沼，从整体上把握设计脉络。书中的案例分析也十分到位，每一个都贴合实际应用，让我能够直观地理解理论是如何转化为实际产品的。读完这本书，我感觉自己对电子设计的理解提升了一个层次，不再是零散的知识点，而是形成了一个完整、可操作的流程。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有一定工作经验的电子工程师，虽然也接触过不少设计项目，但总感觉在某些方面不够深入，缺乏系统的理论支撑和高级的设计技巧。在朋友的推荐下，我翻阅了这本书，没想到立刻被它所吸引。书中对于一些前沿的设计理念和技术应用，比如低功耗设计、嵌入式系统优化等，都有非常独到的见解和深入的分析。我尤其欣赏书中对于“设计迭代”和“模块化设计”的强调，这对于提高设计效率和降低维护成本有着至关重要的作用。书中提供的一些高级仿真技巧和调试方法，也让我学到了很多之前从未接触过的知识，让我对自己的设计能力有了更强的信心。读完这本书，我感觉自己的设计思维得到了升华，不再是局限于眼前的问题，而是能够从更广阔的视角去审视和解决设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为这本书会是那种枯燥乏味的理论书，充斥着晦涩难懂的公式和图表，没想到它读起来竟然如此引人入胜！作者的语言风格非常接地气，就像一位经验丰富的前辈在娓娓道来，将复杂的设计概念用浅显易懂的方式解释清楚。我特别欣赏书中的“踩坑指南”和“避雷法则”，这些都是作者在实践中总结出来的宝贵经验，能够帮助我们少走弯路，避免犯一些低级错误。比如，在PCB设计部分，关于电源完整性和信号完整性的处理，作者给出了非常实用的技巧，远远超过了教科书上的理论讲解。而且，书中还穿插了一些设计哲学的探讨，比如如何平衡成本、性能和功耗，这让我意识到，优秀的电子工程师不仅仅是技术上的专家，更应该是懂得权衡利弊的“艺术家”。我感觉这本书不仅仅是在教我如何“做”，更是在教我如何“思考”，如何形成一种成熟、严谨的设计习惯。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本“电子设计百科全书”，涵盖了从基础到高级的方方面面，并且以一种非常易于理解的方式呈现出来。我之所以选择这本书，是因为我想要一个全面的、系统性的电子设计学习路径，而这本书正好满足了我的需求。它不仅讲解了电路的设计原理，还深入探讨了元器件的选型、PCB的布局布线、以及最终的测试和验证等一系列重要环节。我特别喜欢书中关于“可靠性设计”和“可制造性设计”的章节，这些是很多入门书籍容易忽略的，但对于产品成功至关重要。作者用生动形象的比喻和贴近实际的例子，将这些抽象的概念变得通俗易懂。我感觉这本书不仅仅是在教我如何“设计”，更是在教我如何成为一名“优秀”的电子工程师，如何做出既能满足功能需求，又具备良好性能和高可靠性的产品。