電子創(chuàng)新設計與實踐

前言

　　《電子創(chuàng)新設計與實踐》第1版于2005年發(fā)行，作者希望借助此書為開展課外科技創(chuàng)新活動的高校學生及電子愛好者提供一定的幫助，并熱誠期待本書能夠成為一座橋梁，溝通從事電子教學、競賽培訓、工程開發(fā)的業(yè)內專家學者之間的交流和學習。自該書出版以來，受到廣大讀者的支持，引起了積極的反響?！　‰娮酉到y(tǒng)設計是一個發(fā)展速度較快的領域，自2005年以后，新的Ic器件層出不窮，一些先進的設計方法與理念逐漸成熟，因此，本書第1版中的部分內容已落后于應用技術的發(fā)展，鑒于上述情況，編者在第1版的基礎上進行修訂，形成《電子創(chuàng)新設計與實踐》第2版書稿。第2版教材有如下特點：　?。?）體系合理。從大的方面劃分，電子電路分為硬件電路與智能電路，硬件電路通常無需軟件編程，而智能電路則是軟硬件結合的電路，本書對硬件電路與智能電路均進行了介紹。硬件電路廣泛采用集成電路和專用芯片。以智能器件為核心的單片機與可編程邏輯器件各列為一章，鑒于單片機與可編程邏輯器件更新?lián)Q代的速度快，這兩章的內容全部更新，特別是介紹了當前最新的CPLD芯片及其開發(fā)軟件，反映了當代電子電路設計的新方向。電子電路設計范例列為一章，選用了實用性強、典型、成熟的電路加以介紹，這些電子系統(tǒng)具有綜合性強、數(shù)模混合、硬件與軟件相結合的特點?？紤]到電子電路設計與制作和電子測量技術密不可分，故第11章介紹了電子測量技術及儀器。第1章作為開篇介紹了電子電路設計與制作概論，第14章作為本書的結束，介紹了科技寫作基礎。　　在編寫體系上，設置了三級目錄，本著循序漸進的原則，敘述由淺人深、重點突出、通俗易懂。各章節(jié)內容相對獨立，既可以通讀，也可根據(jù)實際需要選讀?！　。?）注重實踐。本書編寫的主導思想是注重實踐，以工程設計訓練為主，在對電子電路進行分析時，盡量避免抽象的原理分析和數(shù)學推導，側重于器件的外特性、電路功能、物理意義和結論的說明。通過電子電路的設計與制作實踐，旨在提高學生的工程實踐能力、分析問題與解決問題的能力?！　。?）啟發(fā)創(chuàng)新。當前，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為主題的創(chuàng)新教育已成為高校討論的熱門話題，如何在工程教育中進行教育創(chuàng)新，是值得思考的。在政府部門支持下開展的一系列具有導向性、示范性和群眾性的全國大學生科技競賽活動，目的在于推動普通高等學校面向21世紀課程體系和課程內容改革，鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，引導高校在教學中培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新：意識、協(xié)作精神，加強學生工程實踐能力的訓練和培養(yǎng)，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。為此，許多高校都建設了創(chuàng)新實踐環(huán)境，學生可以有很大的自由度自選題目、自行設計，完成具有一定創(chuàng)意的選題。本書考慮到為適應創(chuàng)新教育的要求精選內容，對電子電路創(chuàng)新設計與實踐具

內容概要

　　《電子創(chuàng)新設計與實踐（第2版）》以電子創(chuàng)新設計、電子競賽為主線，介紹了現(xiàn)代電子線路與系統(tǒng)的設計與制作。全書主要內容包括常用模擬電路、高頻與無線發(fā)射、接收電路、遙控電路、基本數(shù)字電路、PLD器件的開發(fā)與應用、數(shù)?；旌想娐贰㈦娫醇夹g、傳感器技術、單片機技術、電子電路設計范例以及科技寫作基礎等?！　　峨娮觿?chuàng)新設計與實踐（第2版）》編著的內容主要考慮到高校學生的需求。首先，在開放的實驗環(huán)境下，學生將充分發(fā)揮主觀能動性，完成綜合性強的系統(tǒng)級電路設計與制作；其次，學生將參加各種電子賽事，要在“實戰(zhàn)演習”中演練水平、獲取佳績，這是《電子創(chuàng)新設計與實踐（第2版）》編寫的初衷。不僅如此，事實上，除大學生群體以外，尚有眾多的電子工程技術人員，需要加強相互之間的交流，這也是我們編寫《電子創(chuàng)新設計與實踐（第2版）》的重要目的。

書籍目錄

第1章 電子電路設計與制作概論1.1 電子電路設計與制作入門1.1.1 電子電路設計與制作如何選題1.1.2 電子電路設計與制作如何入門1.1.3 電子技術平臺1.2 電子電路設計1.2.1 電子電路設計的基本原則1.2.2 電子電路設計的基本方法1.2.3 電子電路設計的步驟1.3 電子電路制作工藝1.3.1 電子工程師必須重視電子制作工藝1.3.2 元器件的測試與篩選1.3.3 焊接工藝1.3.4 裝配工藝1.3.5 PCB設計與制作工藝1.4 電子電路中的抗干擾與屏蔽接地1.4.1 電子電路中的抗干擾措施1.4.2 電子電路的電磁屏蔽技術1.4.3 電子電路的布線與接地技術1.4.4 電子電路中的浮置、濾波、隔離技術1.5 電子電路的調試與檢測1.5.1 電子電路的調試1.5.2 排除故障的常用方法1.5.3 正確處理幾個關系第2章 常用模擬電路2.1 分立元件基本放大電路2.1.1 三極管放大電路2.1.2 場效應管放大電路2.2 集成運算放大電路2.2.1 運算放大器的電路結構與模型2.2.2 反相比例放大電路2.2.3 反相求和電路2.2.4 同相比例放大電路2.2.5 差動比例電路2.2.6 儀用放大電路2.2.7 程控增益放大電路2.2.8 低頻寬帶放大器2.3 積分與微分電路2.3.1 積分電路2.3.2 微分電路2.4 信號濾波器2.4.1 濾波器概述2.4.2 一階低通有源濾波器2.4.3 二階低通有源濾波器2.4.4 二階壓控低通有源濾波器2.4.5 一階高通有源濾波器2.4.6 二階有源壓控高通濾波器2.4.7 帶通有源濾波器2.4.8 帶阻有源濾波器2.4.9 濾波器的組合2.5 u-I與I-u變換電路2.5.1 U-I變換2.5.2 I-U變換器2.6 電壓比較器2.6.1 電壓比較器的基本概念2.6.2 電壓比較器的分類2.6.3 電壓比較器芯片2.6.4 電壓比較器的應用示例2.7 電平轉換電路2.8 運算放大器的選用2.8.1 運算放大器的基本參數(shù)2.8.2 運算放大器應用中的若干問題2.9 模擬乘法器2.9.1 模擬乘法器原理2.9.2 模擬乘法器芯片2.9.3 MCl596組成的幅度調制電路2.9.4 MCl596構成的混頻器2.9.5 MCl596構成的同步檢波器2.10 音頻功率放大電路2.10.1 音頻功率放大器工作狀態(tài)的劃分2.10.2 音頻功率放大器的類型及工作原理2.10.3 D類音頻功率放大器2.10.4 集成功放的應用2.10.5 音頻功率放大器的組裝與調試2.11 模擬開關2.12 阻容式低頻振蕩器2.12.1 正弦振蕩器的分類2.12.2 振蕩原理與產生正弦波振蕩的條件2.12.3 振蕩器的工作特性2.12.4 文氏橋RC低頻振蕩器2.12.5 可編程RC寬帶振蕩器2.13 電機及其驅動電路2.13.1 普通直流電機2.13.2 舵機2.13.3 步進電機第3章 高頻與無線發(fā)射、接收電路3.1 高頻電路基本常識3.2 高頻放大電路3.2.1 高頻窄帶調諧式放大電路3.2.2 高頻寬帶放大電路3.2.3 高頻功率放大電路3.2.4 高頻電路中電感線圈的制作3.3 三點式LC高頻振蕩器3.3.1 三點式振蕩器概述3.3.2 三點式壓控振蕩器3.3.3 集成壓控振蕩器3.4 晶體振蕩器3.4.1 晶體振蕩器概述3.4.2 實際晶體振蕩器3.5 鎖相頻率合成器3.5.1 頻率合成器的基本概念3.5.2 鎖相環(huán)的基本部件3.5.3 集成式鎖相環(huán)電路3.6 無線電活動與無線電運動3.7 無線電發(fā)信機3.7.1 無線信息的發(fā)送3.7.2 調頻發(fā)射機3.8 無線電收信機3.8.1 無線信息的接收3.8.2 調頻接收機3.8.3 利用電視機高頻頭設計的二次變頻接收機第4章 遙控電路4.1 遙控電路概述4.2 遙控電路中的發(fā)射／接收頭4.3 多路遙控中的編碼／解碼4.4 遙控通道的擴展4.5 單用戶、單通道遙控電路4.5.1 遙測電路4.5.2 超聲波遙控發(fā)射／接收電路4.5.3 紅外控制電路4.6 多用戶、多通道編碼遙控電路第5章 基本數(shù)字電路5.1 組合邏輯電路的分析方法5.1.1 組合邏輯電路分析步驟5.1.2 組合邏輯電路分析示例5.2 組合邏輯電路的設計方法5.2.1 組合邏輯電路設計原則與步驟5.2.2 組合邏輯電路設計示例5.3 常用組合邏輯電路5.3.1 編碼器5.3.2 譯碼器5.3.3 數(shù)據(jù)選擇器5.3.4 加法器5.3.5 加法器的應用5.4 時序邏輯電路概述5.4.1 時序邏輯電路的特點5.4.2 時序邏輯電路的分析方法5.5 常用的時序邏輯電路5.5.1 寄存器5.5.2 計數(shù)器5.5.3 順序脈沖發(fā)生器5.6 時序邏輯電路的設計方法第6章 PLD器件的開發(fā)與應用6.1 PLD概述6.1.1 MAXII系列6.1.2 Cyclone系列6.2 PLD的設計與開發(fā)6.2.1 EPM240的設計與開發(fā)6.2.2 EPlc6的設計與開發(fā)6.3 PLD系統(tǒng)的開發(fā)6.3.1 EPM240開發(fā)板6.3.2 EPlC6的最小系統(tǒng)6.4 QuartusII的使用6.4.1 QuartusII的安裝6.4.2 Qumu~II設計流程6.4.3 QuartusⅡ的設計特點6.4.4 QuartusII的使用6.5 VHDL語言簡介6.5.1 VHDL語言語法結構6.5.2 包、庫和配置6.5.3 數(shù)據(jù)類型和運算6.5.4 VHDL語言的主要描述語句6.5.5 VHDL設計實例6.6 VHDL編程實例6.6.1 任意進制分頻器6.6.2 樂曲自動演奏電路第7章 數(shù)?；旌想娐?.1 常用A／D轉換器7.1.1 A／D轉換器原理7.1.2 A／D轉換器的性能指標7.1.3 常用A／D轉換芯片及應用7.2 常用D／A轉換器7.2.1 D／A轉換原理7.2.2 D／A轉換器的性能指標7.2.3 并行輸入／電流輸出D／A轉換器DAC08327.3 A／D與D／A轉換器常用的輔助電路7.3.1 電壓基準7.3.2 時鐘源電路7.3.3 采樣保持器7.4 數(shù)字電位器7.4.1 數(shù)字電位器工作原理7.4.2 數(shù)字電位器配置模式7.4.3 數(shù)字電位器連接7.4.4 數(shù)字電位器芯片7.4.5 數(shù)字電位器的應用7.4.6 數(shù)字電位器使用注意事項7.5 語音電路7.5.1 語音IC概述7.5.2 音樂芯片7.5.3 WTV系列語音芯片7.5.4 ISD系列語音IC7.5.5 語音識別芯片7.5.6 RSC一364語音識別芯片7.5.7 PM50系列語音Ic7.5.8 PMS0系列語音IC的開發(fā)7.5.9 ISDl700系列語音芯片7.6 顯示電路7.6.1 LED顯示和接口7.6.2 LCD顯示和接口7.7 DDs數(shù)字頻率合成器7.7.1 DDS工作原理7.7.2 DDS芯片7.7.3 易于開發(fā)的：DDS芯片AD9850與AD985l7.7.4 具有多種調制方式的DDS芯片AD9852與AD98547.7.5 DDS芯片在無線通信系統(tǒng)中的應用第8章 電源技術8.1 線性穩(wěn)壓電源8.1.1 簡單穩(wěn)壓電路8.1.2 分立元件線性穩(wěn)壓電路8.1.3 固定式線性集成穩(wěn)壓電路8.1.4 可調式線性集成穩(wěn)壓器8.2 開關式穩(wěn)壓電路8.2.1 串聯(lián)型脈寬調制式開關穩(wěn)壓電路8.2.2 并聯(lián)型脈寬調制式開關穩(wěn)壓電路8.2.3 開關電源實例8.3 電源變換電路8.3.1 DC／DC變換電路8.3.2 DC／AC逆變器8.3.3 電源變換模塊8.4 UPS電路8.5 電子鎮(zhèn)流器電路8.6 可控硅調壓電路8.6.1 單向可控硅交流調壓電路8.6.2 雙向可控硅交流調壓電路8.6.3 雙向可控硅調壓電路干擾的抑制8.7 直流饋電電路8.7.1 獨立電源供電的考慮8.7.2 數(shù)字電路與模擬電路供電的考慮8.7.3 退耦濾波電路的考慮8.7.4 使用二次電源的考慮第9章 傳感器技術9.1 傳感器概述9.1.1 傳感器的定義與發(fā)展9.1.2 傳感器的分類9.1.3 傳感器的基本特性9.1.4 傳感器的非線性校正9.2 傳感信號的電橋檢測電路9.3 傳感信號處理電路9.3.1 電壓輸出型傳感器的信號放大9.3.2 電阻型傳感器信號的差動放大9.3.3 傳感器信號的電流放大9.3.4 用于金屬檢測的感性傳感信號放大9.3.5 振蕩器驅動傳感器9.4 傳感信號變換電路9.5 傳感器接口電路9.6 傳感器的應用9.6.1 溫度傳感器9.6.2 光敏傳感器9.6.3 角傳感器9.6.4 CCD圖像傳感器9.6.5 霍耳傳感器9.6.6 氣敏傳感器9.6.7 超聲波傳感器9.7 傳感器的標定9.7.1 標定方法9.7.2 標定技巧第10章 單片機原理及應用10.1 51系列單片機硬件系統(tǒng)10.1.1 51單片機的內部結構及引腳的功能10.1.2 MCS-5l存儲器空間的配置和功能10.1.3 幾個特殊功能寄存器的使用與說明10.1.4 與中斷控制有關的特殊功能寄存器的使用與說明10.1.5 定時器／計數(shù)器中的控制寄存器的使用與說明10.1.6 串行通信工作方式及串行……第11章 電子測量與基本儀器組第12章 Photeus電子系統(tǒng)仿真技術第13章 電子電路設計范例第14章 科技寫作基礎附錄A 芯片封裝形式附錄B 常用的網站參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.1.1 電子電路設計與制作如何選題　　首先，解釋一下什么是電子電路設計與制作。這里提及的電子電路設計與制作，是指在業(yè)余條件下，設計某一電子電路，并把它組裝調試出來。為什么說是在業(yè)余條件下呢？因為在業(yè)余條件下開展電子電路設計與制作，屬于趣味制作和學習的層面，在高校常稱為學生課外科技活動，不必考慮電子電路設計與制作中涉及的一些標準和商品化問題。例如，一件商品化的電子產品，除對它的外觀和成本有要求外，還要求它的電路板尺寸很小、元件很緊湊，廠商在定型設計時可以考慮采用貼片元件、多層電路板等，但在業(yè)余條件下可以不必對此刻意追求。這并不等于說業(yè)余條件下可以任意放寬要求，電子電路設計與制作在業(yè)內有通常為人們認可的規(guī)則，這是應該遵守的?！　I(yè)余條件下的電子電路設計與制作的難易程度如何掌握？設計與制作的規(guī)模有多大？從近年來指導學生進行課外活動看，選題應具有以下特點：　　（1）選題應新穎，實用性強，具有一定的趣味性。選題完成后如有可能，可實現(xiàn)商品化，轉化為產品，或申請專利?！　。?）選題應包括硬件設計和軟件設計，以硬件為主。這樣既能鍛煉學生硬件設計的水平，又能鍛煉學生軟件編程技巧和芯片開發(fā)的能力。　?。?）選題應綜合性強，能夠涵蓋模擬電路、數(shù)字電路，一般都需要用單片機作為控制核心或處理信號，或者用PLD等器件來實現(xiàn)。這種綜合電子系統(tǒng)的設計與制作能提高學生系統(tǒng)級電路的設計水平?！　。?）選題的難易程度應低于或相當于畢業(yè)設計的題目，這樣可以在不加重學生課業(yè)負擔的基礎上，既豐富了學生的課余生活，又能鍛煉學生的能力?！　。?）如果想通過完成選題在國家級或省級學科競賽上拿名次，選題應有創(chuàng)新點，有特色。什么是特色，特色就是人無我有、人有我新。選題比較復雜，很可能是機電結合型的?！　￠_展電子電路設計與制作是實踐性很強的項目，最好是在開放的實驗環(huán)境下，支持學生題目自擬、方案自選的電子電路設計項目。有許多學生，他們思想活躍，萌生了很多設想，有的學生甚至在讀高中時就對電子情有獨鐘，他們要親自動手設計電路并調試出來，這當然是最好的選擇；但有些學生一時拿不出好題目，這時指導教師可以為他們提供參考題目，這些題目的來源很多，如全國大學生電子設計競賽題目，都是經典的選題。電子電路設計與制作，魅力無窮、趣味橫生、致力實踐、大展宏圖。但是，初次涉足電子電路設計與制作領域會感到很困惑，不知從那里下手。

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