全国大学生电子设计竞赛技能训练 黄智传著 9787810779623 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄智传著 著

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出版社： 北京航天航空大学出版社

ISBN：9787810779623

商品编码：29573476658

包装：平装

出版时间：2007-02-01

基本信息

书名：全国大学生电子设计竞赛技能训练

定价：36.00元

作者：黄智传著

出版社：北京航天航空大学出版社

出版日期：2007-02-01

ISBN：9787810779623

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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本书为《全国大学生电子设计竞赛系列丛书》之一。针对全国大学生电子设计竞赛的特点，为使学生全面、系统地掌握一些在电子竞赛作品制作过程中必需的基本技能，本书从7个方面系统介绍了元器件的种类、特性与选用；印制电路板的设计与制作；元器件和导线的安装与焊接；元器件的检测，电压、分贝、信号参数、时间和频率及电路性能参数的测量；噪声和接地对测量的影响；电子产品调试和故障检测的一般方法，模拟电路、数字电路和整机的调试与故障检测；设计总结报告的写作要求与示例；赛前培训、赛前试题分析和赛前准备工作等内容。

内容提要

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本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程实践性强，注重培养学生制作、装配、调试与检测等实际动手能力。可作为高等院校电子信息、通信、自动化、电气控制类等专业学生参加全国大学生电子设计竞赛的培训教材，也可作为参加各类电子制作、课程设计、毕业设计的教学参考书，以及工程技术人员进行电子产品设计与制作的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电路设计与实践：从理论到应用》 导论 在这个数字化浪潮席卷全球的时代，电子技术作为现代工业的基石，其重要性不言而喻。从智能手机到太空探索，从医疗设备到工业自动化，无处不闪耀着电子设计的智慧之光。对于致力于投身于这一蓬勃发展领域的大学生而言，扎实的理论基础和精湛的实践技能是开启无限可能之门的钥匙。本书旨在为广大学子提供一个系统、深入的学习平台，帮助他们构建坚实的电路设计知识体系，掌握从原理分析到电路实现的全过程，为未来的学术研究和职业发展奠定坚实的基础。 本书并非一本单纯的理论教科书，更不是一本零散的技巧集锦。它以“从理论到应用”为主线，紧密结合当前电子设计领域的最新发展趋势和实际工程需求，引导读者逐步理解并掌握电子电路设计中的核心概念、关键技术和典型应用。我们相信，只有将抽象的理论与鲜活的实践相结合，才能真正培养出具备创新能力和解决实际问题能力的优秀工程师。 第一部分：模拟电路基础与核心技术 模拟电路是所有电子系统的基石，理解和掌握模拟电路的设计与分析至关重要。本部分将从最基本的概念出发，层层递进，深入剖析各类模拟电路单元的工作原理、设计方法和性能优化技巧。 一、半导体器件与基本放大电路 半导体物理基础回顾： 简要回顾PN结、二极管、三极管（BJT）和场效应管（FET）等基本半导体器件的构造、工作原理和伏安特性。重点在于理解其导通、截止、放大等工作状态的物理机制。 二极管应用： 详细讲解二极管在整流、滤波、稳压、信号限幅等方面的应用，并通过实际电路示例说明其工作原理和设计考量。 三极管放大电路： 深入分析共发射、共集电、共基极放大电路的结构、工作原理、静态工作点的设置与稳定，以及动态参数（电压增益、电流增益、输入电阻、输出电阻）的计算与分析。重点讲解偏置电路的设计，包括固定偏置、分压偏置、发射极负反馈偏置等，以及它们对电路稳定性的影响。 场效应管放大电路： 讲解JFET和MOSFET的结构、工作原理、栅漏特性和跨导特性。分析共源、共漏、共栅放大电路的特点，并将其与三极管放大电路进行对比。重点讲解MOSFET在数字电路和模拟电路中的应用优势。 多级放大电路： 介绍直接耦合、RC耦合、变压器耦合等放大电路的级联方式，分析各级之间的相互影响，以及如何设计具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的放大器。 二、信号处理与滤波技术 滤波器概述： 介绍滤波器的基本概念，包括通带、阻带、截止频率、带宽、衰减等参数。讲解低通、高通、带通、带阻滤波器的基本功能和应用场景。 无源滤波器： 分析RC、RL、LC等无源滤波电路的结构、工作原理、频率响应和设计方法。重点讲解其简单性但性能受限的特点。 有源滤波器： 深入讲解基于运算放大器（Op-Amp）的有源滤波器的设计。详细介绍Sallen-Key、MFB（多反馈）等典型拓扑结构，分析其工作原理、设计公式和优缺点。讲解如何设计低通、高通、带通、带阻等各种类型的有源滤波器，并讨论其高Q值、易于集成等优点。 噪声与干扰抑制： 探讨电路中噪声的来源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等）及其对信号的影响。介绍差分放大、屏蔽、滤波等抑制噪声和干扰的常用方法。 三、运算放大器（Op-Amp）及其高级应用 理想运算放大器模型： 介绍理想运放的四大特性（无穷开环增益、无穷输入阻抗、零输出阻抗、无穷带宽）以及虚短、虚断定理在电路分析中的应用。 基本运算电路： 详细分析同相放大器、反相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运放电路的功能和设计。 信号发生器： 讲解方波发生器（如施密特触发器）、三角波发生器、锯齿波发生器以及正弦波振荡器（如RC移相振荡器、LC振荡器、Wien桥振荡器）的设计原理与实现。 比较器与滞回： 介绍运放作为比较器的应用，重点讲解滞回比较器（施密特触发器）的原理和设计，以及其在信号整形、阈值检测等方面的作用。 四、功率放大电路与电源技术 功率放大器分类与特点： 讲解A类、B类、AB类、C类、D类功率放大器的基本工作原理、效率、失真等特性。 甲类功率放大电路： 分析甲类放大电路的设计，包括输出级偏置的设置与稳定，以及提高效率的措施（如推挽输出）。 乙类、甲乙类功率放大电路： 深入讲解乙类和甲乙类功率放大电路（如推挽电路、互补对称电路）的原理，重点分析交叉失真问题及其解决办法。 开关电源基础： 介绍开关电源的基本工作原理（PWM控制、储能元件），以及降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）等基本拓扑结构。 线性稳压电源： 分析串联型和并联型线性稳压电源的设计，包括稳压管、集成稳压器（如78xx/79xx系列）的应用，以及其优缺点。 第二部分：数字电路基础与逻辑设计 数字电路是现代电子系统的核心，掌握数字电路的设计和逻辑控制能力是完成复杂系统开发的基础。本部分将引导读者从最基本的逻辑门开始，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑的设计，并介绍常用的数字集成电路。 一、逻辑门与基本逻辑运算 逻辑门符号与真值表： 详细介绍AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本逻辑门的符号、功能及其真值表。 布尔代数及其化简： 讲解布尔代数的基本定律（交换律、结合律、分配律、德摩根定律等），以及卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法在逻辑函数化简中的应用。 逻辑电路设计流程： 介绍从逻辑功能需求出发，通过布尔代数化简、逻辑图绘制、器件选型等步骤设计数字电路的完整流程。 二、组合逻辑电路设计 编码器与译码器： 讲解通用编码器（如优先编码器）和译码器（如BCD转七段数码管译码器）的工作原理和设计。 多路选择器（MUX）与数据分配器（DEMUX）： 分析多路选择器作为逻辑功能的实现方式，以及数据分配器在数据路由中的作用。 加法器与减法器： 讲解半加器、全加器、二进制加法器（行波进位、超前进位）、二进制减法器（如补码减法器）的设计。 触发器与存储单元： 介绍SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的基本结构、工作原理、触发方式（电平触发、边沿触发）及其时序特性。 三、时序逻辑电路设计 状态机（State Machine）的概念： 引入有限状态机（FSM）的概念，区分摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）状态机的结构与特点。 时序逻辑电路分析与设计： 学习如何分析给定的时序逻辑电路，并根据状态转移图和输出真值表设计时序逻辑电路。 计数器： 讲解同步计数器、异步计数器（行波计数器）的设计，包括加计数器、减计数器、任意模计数器，以及BCD计数器。 移位寄存器： 分析串入串出、串入并出、并入串出、并入并出等移位寄存器的工作原理，以及其在数据传输、延迟、循环冗余校验（CRC）等方面的应用。 四、数字系统设计基础 可编程逻辑器件（PLD）： 介绍CPLD和FPGA的基本结构、工作原理和应用优势。 硬件描述语言（HDL）简介： 简要介绍Verilog HDL或VHDL语言的基本语法和功能，为进阶学习打下基础。 常用数字芯片系列： 介绍TTL和CMOS等主流逻辑芯片系列的特点、选型和应用注意事项。 第三部分：嵌入式系统与微控制器应用 随着微控制器（MCU）技术的飞速发展，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面。本部分将带领读者走进嵌入式系统的世界，学习如何使用微控制器实现复杂的控制功能和人机交互。 一、微控制器体系结构与工作原理 CPU核心与指令集： 介绍通用CPU（如ARM、RISC-V）的体系结构、流水线、中断机制等基本概念。 存储器组织： 讲解程序存储器（ROM/Flash）、数据存储器（RAM）的组织方式和访问机制。 外围设备接口： 深入分析通用输入输出（GPIO）、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC、通信接口（UART、SPI、I2C）等核心外围设备的工作原理和配置方法。 二、嵌入式软件开发环境与工具链 集成开发环境（IDE）： 介绍常用的嵌入式IDE（如Keil MDK、STM32CubeIDE、Arduino IDE）的安装、配置与使用。 编译器、汇编器与链接器： 讲解C/C++语言代码如何经过编译、汇编、链接生成可执行的机器码。 调试器（Debugger）与仿真器： 学习使用在线调试器、仿真器进行程序下载、断点设置、变量监视、内存查看等操作，以快速定位和修复代码中的错误。 三、微控制器典型应用与实例开发 GPIO控制： 实现LED点亮、按键输入检测、步进电机驱动等基本GPIO应用。 定时器应用： 学习使用定时器实现精确延时、PWM波生成（用于电机调速、LED亮度控制）、脉冲计数等功能。 中断处理： 掌握外部中断、定时器中断、串口中断等中断的配置和编写，实现响应式系统设计。 ADC/DAC应用： 讲解如何使用ADC采集模拟信号（如温度、光照强度），以及如何使用DAC输出模拟信号。 通信协议实现： 实例讲解UART（异步串口通信）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路互联）等通信协议的应用，例如与传感器、EEPROM、显示屏等外设通信。 小型嵌入式项目实战： 通过若干精心设计的实例，如简易数据采集系统、智能温湿度监控器、小型机器人控制系统等，巩固所学知识，培养独立完成项目设计的能力。 第四部分：电路设计与调试综合实践 理论学习是基础，而扎实的动手能力和解决实际问题的能力是工程师的生命线。本部分将整合前三部分的知识，强调实际电路的设计、仿真、焊接、调试和优化。 一、电路设计软件与仿真技术 PCB设计软件入门： 介绍Altium Designer、Eagle、KiCad等主流PCB设计软件的基本操作，包括原理图绘制、PCB布局布线、DRC（设计规则检查）等。 电路仿真软件应用： 讲解Proteus、LTspice、Multisim等电路仿真软件的使用，学习如何在仿真环境中验证电路设计，分析电路性能，并在出现问题时进行优化。 二、电子元件的选择与电路焊接技巧 元器件选型指南： 讲解如何根据电路需求选择合适的电阻、电容、电感、二极管、三极管、IC等元器件，考虑其规格、精度、封装、功耗、成本等因素。 焊接技术与防静电： 详细介绍烙铁焊接、热风枪焊接等常用焊接技术，包括焊锡的选择、焊盘处理、虚焊和短路的避免。强调静电防护的重要性，介绍ESD（静电放电）防护措施。 面包板与原型制作： 讲解如何使用面包板进行快速电路原型搭建，以及一些简单的布线技巧。 三、电路调试与故障排除 常用电子测量仪器： 详细介绍数字万用表、示波器、信号发生器、逻辑分析仪等常用测量仪器的使用方法及其在电路调试中的作用。 系统化调试流程： 建立一套系统化的电路调试流程，从电源检查、信号测量、参数验证到功能测试，逐步排除故障。 常见电路故障分析： 针对模拟电路和数字电路中常见的故障（如元器件损坏、短路、开路、信号异常、逻辑错误、时序问题等），提供分析思路和解决方法。 四、项目案例分析与进阶方向 综合项目实战： 提供一些具有挑战性但贴近实际的综合项目，如数据采集与显示系统、简易自动控制系统、无线通信模块应用等，引导读者完成从设计到实现的完整过程。 嵌入式系统与PC/云端互联： 探讨如何将嵌入式系统与PC端软件或云平台进行通信，实现数据上传、远程控制等功能。 物联网（IoT）基础： 介绍物联网的基本概念，以及微控制器在物联网终端节点开发中的作用。 现代电子设计工具与方法： 简要介绍EDA（电子设计自动化）工具的发展趋势，以及敏捷开发、DevOps等现代软件工程思想在硬件开发中的应用。 结语 本书从基础的模拟电路理论，到复杂的数字逻辑设计，再到前沿的嵌入式系统应用，力求为读者构建一个全面、深入、实用的学习路径。我们鼓励读者在学习过程中，积极动手实践，大胆尝试，不怕失败。每一次的尝试，每一次的调试，都将是您宝贵的经验积累。愿本书能成为您在电子设计领域探索与创新的得力助手，助您在电子世界的广阔天地中，播下梦想的种子，收获成功的硕果。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对那种只会堆砌理论、脱离实际应用的教材向来敬而远之，但《电子设计探索》这本书却完全颠覆了我的看法。它最吸引我的地方在于，它没有被困在抽象的理论框架里，而是紧密围绕着“竞赛”这个核心目标来展开的。书中穿插了大量来自历年真题的典型案例分析，这些案例的选取非常精妙，涵盖了从信号采集、数据处理到驱动控制的完整流程。我印象最深的是关于模糊PID控制算法在电机速度环中的应用实例，作者不仅给出了MATLAB仿真模型，还手把手地演示了如何将这些算法移植到DSP或FPGA上进行硬件加速。这种“理论—仿真—硬件实现”的闭环学习路径，极大地缩短了我的学习曲线。很多时候，看书就像是和一位经验丰富的前辈在交流，他知道你下一步可能会在哪里跌倒，并提前为你铺好了路。特别是它对软件工具链的熟练掌握与整合能力的要求，让我意识到，在当下的电子竞赛中，软件和硬件的界限已经越来越模糊，优秀的设计者必须是T型人才，而这本书正是培养这种综合能力的绝佳向导。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始我对这本书的期望值并不高，觉得可能又是一本泛泛而谈的“应试技巧总结”。然而，深入阅读后发现，《嵌入式系统开发实战录》展现出一种对工程伦理和设计哲学的深刻思考，这一点在同类书籍中是罕见的。它不仅仅教你如何搭出能跑起来的原型，更重要的是教你如何构建一个“健壮”和“可维护”的系统。书中花了相当大的篇幅来讨论异常处理机制和错误恢复策略，这在实际项目中比基础功能实现重要得多。例如，它详细分析了电路上电初始化序列中各种时序错误的潜在后果，并提供了多重冗余校验的方法。这种注重“过程质量”的叙事方式，让我从一个“能完成功能”的制作者，逐渐向一个“追求完美稳定”的设计者转变。这种思维层面的升华，是单纯刷题或看范例代码无法达到的。它让我明白了，竞赛的终极目标不是得分，而是通过严谨的工程方法解决一个复杂的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和语言风格，简直像是一剂清新的空气。现在很多技术书籍，要么是枯燥的黑白文档，要么是过度美化的图文混排，让人抓不住重点。但《智能系统设计进阶指南》在视觉和逻辑上都做到了极佳的平衡。它的图表绘制水平达到了工业级标准，每一个示意图都清晰明了，关键信号的标注也毫不含糊。更让我赞赏的是，作者在解释一些底层协议（比如SPI或I2C）时，没有直接跳到寄存器编程，而是先用一个生动的比喻来描绘数据传输的握手过程，这对于建立直观认知帮助太大了。我记得在学习实时操作系统（RTOS）的概念时，不同章节之间引用和呼应做得非常自然，没有那种为了凑字数而硬塞内容的痕迹。每次翻阅，都能感觉到作者对读者的尊重——尊重你的时间，用最精准的语言传达最多的信息。它不是那种需要一字不漏啃完才能有所收获的书，而是可以随时翻开任何一页，都能立刻找到解决当前疑惑的“工具箱”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它的“广度”和“前沿性”。在许多关于基础技能训练的书籍往往止步于单片机和基础传感器层面时，这本《未来技术集成方法论》却大胆地将目光投向了更广阔的领域。它不仅覆盖了传统的微控制器编程，还深入浅出地介绍了FPGA在并行计算加速方面的应用，以及如何利用现代软件工程的DevOps思想来管理复杂的电子设计项目。我尤其欣赏它对新兴技术趋势的敏感度，比如书中对边缘计算（Edge Computing）在物联网系统中的作用进行了前瞻性的探讨，并提供了使用轻量级容器技术来部署嵌入式应用的初步框架。这让我意识到，如果想在未来的竞赛中保持竞争力，绝不能固步自封于现有的技术栈。这本书就像一个高瞻远瞩的领航员，它指明了行业发展的方向，并提供了探索这些方向所需的理论基石和实践工具包。读完后，我感觉自己不再是学习一套过时的技术，而是在为未来几年的技术迭代做准备。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子设计基础与实践》确实让我受益匪浅，尤其是它对电路基础知识的梳理，简直是教科书级别的严谨。作者在讲解元器件特性和基本电路原理时，那种深入浅出的功力让人佩服。比如，对于MOSFET的开关特性分析，不同于市面上很多教材仅仅停留在表面的公式推导，这本书竟然详细剖析了米勒效应在高速开关中的影响，还配上了实际的波形图示，这对于我们这些想深入理解硬件底层逻辑的人来说，无疑是极大的帮助。我记得有一次设计一个高频驱动电路时遇到了意想不到的振荡问题，翻阅这本书里关于反馈回路稳定性的章节，才猛然意识到自己对寄生电容的处理考虑不周。作者的讲解逻辑非常清晰，总能将复杂的物理现象转化为易于理解的工程概念。书中对PCB设计规范的强调也极为到位，它不仅仅是告诉你“应该怎么做”，而是告诉你“为什么必须这么做”，比如地平面分割、电源完整性（PI）的考量，这些细节往往是新手在大赛中失利的关键所在。读完这部分内容，我感觉自己对“设计”的理解从单纯的功能实现提升到了系统可靠性的层面，这才是真正工程师思维的养成。