编辑推荐
《电子电路实训与课程设计/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息学科基础课程系列教材》特色:
·以学生为主体,以基于问题的学习模式(P8L)为主线,结合教育部对学生实训和设计能力的基本要求,着重于对学生创新实践能力的培养。
·有机整合“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程内容于一体,按“基本技能训练→实训案例→综合设计”的教学思路,由浅入深地把基于问题的学习、基于问题的设计、基于问题的实践贯穿始终。
·案例大多来源于编者的教学改革实践,通过精心组织编排,将设计方法和设计思路渗▲透其中,逐步启发学生的创新思维,建立学生的创新意识,培养学生的创新能力。
内容简介
《电子电路实训与课程设计/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息学科基础课程系列教材》以基于问题的学习(Problem Based Learning,PBL)为主要撰写思路,结合教育部对学生实训和设计能力的基本要求,着重于对学生实践创新能力的培养。全书共分为基础篇、实训篇和课程设计篇3个部分。通过基础篇的学习可以掌握电子电路的基础知识,为后续实训和设计打下良好基础;实训篇分为电路、模拟电子技术、数字电子技术等章节,采用循序渐进、逐步提升的方式安排实训课程;课程设计篇以工程应用为案例,着重培养学生分析问题、解决问题和综合创新设计能力。全书以基于问题的学习、基于问题的设计、基于问题的实践为主线,逐步启发学生的创新思维,培养学生的创新意识,锻炼学生的创新能力。
《电子电路实训与课程设计/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息学科基础课程系列教材》大多案例来源于编者的教学改革实践,具有较好的实际应用价值和参考意义。
《电子电路实训与课程设计/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息学科基础课程系列教材》适用于电子工程、电子信息工程、自动化、通信工程、计算机科学与技术、机械电子工程等专业。可作为本科生及其他学生的电子电路实训、课程设计、电子设计大赛等方面的实训教材,也可作为相关专业师生和工程技术人员的参考书。
作者简介
姚素芬,女,1959年10月出生,教授。天津市“电路”精品课程负责人。现在天津商业大学信息工程学院任教,主要从事电路理论及应用、传感器及智能化仪表、信号检测与处理等方面的教学和科研工作。主持、参加多项省部级科学研究项目,获国家发明二等奖一项。主持、参加多项省部级教学研究项目,主持的“电路”课程荣获天津市精品课程称号。在国内外重要学术刊物、国际会议上公开发表专业学术论文50余篇、发表教学研究论文20余篇,出版学术专著《商业自动化技术》一部,出版教材《电路学习指导》一部。
内页插图
目录
基础篇
第1章 电子元器件的识别与检测
1.1 电阻器
1.1.1 电阻器分类
1.1.2 电阻器型号命名及参数识别
1.1.3 电阻器的主要性能参数及正确选用
1.1.4 常用电阻器的结构、特点及应用
1.1.5 常用电位器介绍
1.1.6 电阻器的检测及故障判别
1.2 电容器
1.2.1 电容器分类
1.2.2 电容器型号命名及参数识别
1.2.3 电容器主要性能参数及合理选用
1.2.4 常用电容器介绍
1.2.5 电容器的检测及故障判别
1.3 电感器和变压器
1.3.1 电感器和变压器分类
1.3.2 电感器型号命名及参数识别
1.3.3 电感器和变压器的主要性能参数
1.3.4 常用电感器介绍
1.3.5 电感器和变压器的检测及故障判别
1.4 半导体分立器件
1.4.1 半导体分立器件型号命名
1.4.2 半导体分立器件选用及注意事项
1.4.3 二极管
1.4.4 桥堆
1.4.5 三极管
1.4.6 其他半导体器件
1.5 传感器
1.5.1 传感器基本知识
1.5.2 光电器件
1.5.3 电声器件
1.6 集成运算放大器
1.6.1 集成运算放大器分类及测试
1.6.2 集成运算放大器两种使用状态
1.6.3 运算放大器在信号运算方面的应用
1.6.4 运算放大器在信号处理方面的应用
1.7 数字电路元器件
1.7.1 门电路
1.7.2 编码器和译码器
1.7.3 加法器
1.7.4 计数器
1.7.5 A/D转换器
1.7.6 显示器件
1.7.7 锁存器和缓冲器
1.7.8 GAL器件
1.7.9 CPLD/FPGA器件
1.8 接插件及开关
1.8.1 常用接插件
1.8.2 开关
1.8.3 导线
第2章 常用仪器仪表的使用
2.1 电子测量仪器的选择
2.1.1 电子测量仪器分类
2.1.2 怎样选择电子测量仪器
2.1.3 电子测量仪器的使用注意事项
2.2 万用表
2.2.1 模拟式万用表
2.2.2 数字式万用表
2.3 示波器
2.3.1 示波器分类
……
实训篇
课程设计篇
精彩书摘
1.1.6 电阻器的检测及故障判别
检测电阻器时,主要是利用万用表的欧姆挡来测量电阻值,将测量值与标称值比较,从而判断电阻器是否完好。
1.电阻器的检测与判别
使用电阻器时,首先要知道电阻器的好坏,然后再测定它的实际阻值。测量电阻时一般采用万用表的欧姆挡来进行。
1)外观检查
看电阻器有无烧焦、引脚脱落及松动现象,从外表排除电阻器的断路情况。
2)断电
若电阻器在路时,一定要将电源断开,严禁带电检测,否则不但测量不准,而且易损坏万用表。
3)选择合适量程
根据电阻器的标称值来选择万用表电阻挡的量程,用万用表电阻挡测量阻值,合格的电阻器阻值应该稳定在允许的误差范围内,如超出误差范围或阻值不稳定,则不能选用(使万用表指针落在万用表刻度盘中间或略偏右的位置为最佳)。
注意:测量时手不能接触被测电阻器的两根引线,以免人体电阻影响测量的准确性。若要测量电路中的电阻器,必须将电阻器的一端从电路中断开,以防电路中的其他元器件影响测量结果。
4)在路检测
若测量值远大于标称值,则可判断该电路出现断路或严重老化现象,即电阻器已损坏。
5)断路检测
在路检测时,若测量值小于标称值,则应将电阻器从电路中断开检测。此时,若测量值基本等于标称值,该电阻器正常;若测量值接近于零,说明电阻器短路;若测量值远小于标称值,该电阻器已损坏;若测量值远大于标称值,该电阻器已断路。
2.电位器(可调电阻器)的检测与判别
电位器(可调电阻器)的故障发生率比普通电阻器高得多。其主要故障表现为:接触不良,元件与电路时断时续;磨损严重,使实际值远大于测量值;元件断路,分为引脚断开和过流烧断两种情况。
对电位器(可调电阻器)的检测,其方法与测量普通电阻器类似,不同之处在于:电位器(可调电阻器)两固定引脚之间的电阻值应等于标称值,若测量值远大于或远小于标称值,说明元件出现故障。
……
电子设计从零开始:构建你的数字世界 本书是一本面向初学者和有一定电子基础的爱好者设计的实用教程,旨在带领读者一步步掌握电子电路的设计、搭建与调试。我们不追求理论的深奥,而是侧重于动手实践,让你在亲手构建中理解电子学的奥秘。从最基础的元件识别与使用,到复杂的数字逻辑门电路,再到能够实现有趣功能的嵌入式系统,我们将提供清晰易懂的讲解和详尽的实验步骤。 第一部分:电子世界的基石——元器件与基础知识 在踏上电子设计之旅前,你需要了解那些构成电子世界的基本积木。本部分将为你一一揭晓: 电阻: 学习电阻在电路中的作用,理解欧姆定律(U=IR),掌握不同类型电阻(如碳膜电阻、金属膜电阻、功率电阻)的选型与应用。我们将通过简单的电阻串联、并联实验,让你直观感受电阻对电流的限制作用。 电容: 探索电容的储能特性,理解电容在滤波、耦合、退耦等方面的关键作用。我们将介绍不同种类的电容(如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容),并通过充电、放电实验,观察其充放电曲线,感受其动态过程。 电感: 了解电感对电流变化的阻碍作用,学习其在滤波、振荡电路中的应用。我们将通过电感线圈的制作和简单测试,体会其感应电动势的产生。 二极管: 认识半导体技术的基础——二极管,理解其单向导电性,学习整流、稳压等基本应用。我们将搭建简单的半波、全波整流电路,并使用万用表测量其输出电压。 三极管(BJT和MOSFET): 深入理解晶体管作为放大器和开关的核心作用。我们将详细讲解NPN和PNP型三极管的电流放大原理,并搭建简单的共发射极放大电路,观察信号的放大效果。同时,也将介绍场效应管(MOSFET)的工作原理及其在功率驱动和数字电路中的优势。 集成电路(IC)基础: 引入集成电路的概念,了解其在电子设计中的重要性。我们将以常见的运算放大器(Op-amp)为例,讲解其基本功能(如同相/反相放大、加法器、减法器),并通过搭建运算放大器电路,验证其放大和运算能力。 第二部分:逻辑的舞蹈——数字电路基础 数字电路是现代电子设备的核心,本部分将带你进入逻辑的世界,构建能够执行判断和运算的电路: 二进制与逻辑门: 学习二进制数及其与十进制数的转换,理解数字信号的0和1代表的含义。我们将详细介绍最基本的逻辑门:与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT),以及组合逻辑门:与非门(NAND)、或非门(NOR)、异或门(XOR)和同或门(XNOR)。通过实际搭建,感受它们各自的逻辑功能。 组合逻辑电路设计: 学习如何利用逻辑门组合实现更复杂的逻辑功能。我们将通过实例,如译码器(Decoder)、编码器(Encoder)、多路选择器(Multiplexer)和数据分配器(Demultiplexer)的设计与实现,让你掌握从逻辑功能到电路实现的整个过程。 时序逻辑电路基础: 引入“状态”的概念,学习触发器(Flip-flop)作为构建时序逻辑电路的基本单元。我们将详细讲解SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器的工作原理,并通过实验验证它们的翻转特性。 寄存器与计数器: 基于触发器,学习如何构建寄存器(Register)用于存储数据,以及计数器(Counter)用于对时钟脉冲进行计数。我们将搭建移位寄存器,实现数据的左移和右移,并设计一个简单的十进制计数器,观察其计数过程。 时钟信号与时序分析: 理解时钟信号在数字电路中的同步作用,学习如何分析时序电路的时序时延和建立/保持时间,避免电路在高速运行时出现错误。 第三部分:让电路“思考”——微控制器与嵌入式系统 在本部分,我们将把理论知识转化为实际应用,通过微控制器构建能够与外界交互的智能系统: 微控制器(MCU)概述: 介绍微控制器的基本结构,包括CPU、内存、输入/输出端口(I/O Ports)和外设接口。我们将以一款易于上手的微控制器(如Arduino系列或STM32系列)为例,讲解其核心工作原理。 编程基础(C语言): 学习嵌入式开发常用的C语言编程。我们将从基本的数据类型、变量、运算符、控制结构(if-else, for, while)开始,逐步深入到指针、数组、函数等高级概念,为编写微控制器程序打下坚实基础。 GPIO端口操作: 学习如何通过编程控制微控制器的GPIO端口,实现对LED的点亮与熄灭、按键的输入检测等基本输入输出功能。我们将编写程序,实现一个简单的流水灯效果,以及通过按钮控制LED的开关。 中断与定时器: 掌握中断机制,让微控制器能够响应外部事件,如按键按下或传感器触发。学习使用定时器实现精确的时间控制,如周期性地执行某个任务。我们将实现一个基于中断的按键控制LED的例子,以及利用定时器生成PWM信号。 通信协议(UART, SPI, I2C): 学习微控制器之间或微控制器与其他设备之间进行数据交换的常用通信协议。我们将分别讲解UART(通用异步收发传输器)用于简单的串口通信,SPI(串行外设接口)和I2C(集成电路总线)用于连接各种传感器和外设。 传感器应用: 学习如何连接和读取各种常用传感器的数据,如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、超声波测距传感器等。我们将通过实际案例,将传感器数据读取并显示出来,甚至实现简单的自动化控制。 执行器控制: 学习如何驱动各种执行器,如直流电机、步进电机、舵机、继电器等,实现对外部设备的控制。我们将搭建一个简单的机器人小车,通过微控制器控制电机实现前进、后退、转弯等动作。 第四部分:挑战与创造——综合设计项目 在掌握了基础知识和关键技术后,我们将进入更具挑战性的综合设计环节。本部分将提供一系列精心设计的项目,让你在实践中巩固所学,激发创新思维: 智能家居小助手: 利用传感器和微控制器,设计一个能够监测环境参数(如温湿度、光照)并进行相应控制的系统,例如自动调节风扇或灯光。 简易音乐播放器: 学习如何读取SD卡中的音频文件,并通过DAC(数模转换器)输出声音,实现一个基础的音乐播放功能。 DIY示波器: 利用ADC(模数转换器)对模拟信号进行采样,并通过显示屏实时显示波形,制作一个入门级的示波器,用于观察和分析电路信号。 交通信号灯控制系统: 模拟真实交通路口的交通灯变化,设计一个能够按照预设时间顺序切换的智能交通信号灯控制器。 自动浇水系统: 结合土壤湿度传感器和水泵,设计一个能够根据土壤湿度自动为植物浇水的系统。 学习方法与建议: 本书强调“做中学”的理念。在每个章节,我们都提供了详细的实验电路图、元件清单和操作步骤。请务必按照指导进行实际操作,即使是最简单的实验,也能够帮助你建立直观的理解。 善用万用表: 万用表是你电子设计过程中最重要的工具之一。学会使用它测量电压、电流、电阻,甚至二极管和三极管的参数,能够帮助你快速定位电路问题。 耐心调试: 电子电路的搭建和调试过程中,出现问题是常态。不要气馁,耐心检查接线是否正确,元件是否完好,程序逻辑是否符合预期。 参考资料: 遇到不理解的概念或技术,可以查阅相关的技术文档、在线教程和论坛。知识的海洋是广阔的,积极探索将让你受益匪浅。 团队合作: 如果可能,与朋友一起学习和实验,可以互相交流经验,共同解决难题,学习过程将更加有趣和高效。 通过本书的学习,你将不仅能够理解电子电路的工作原理,更重要的是,你将掌握将自己的创意转化为实际电子产品的方法。从一个元器件到一块能够思考的电路板,你将在这个过程中感受到电子设计的乐趣与成就感,开启你的数字创造之旅。