編輯推薦
《電子電路實訓與課程設計/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材》特色:
·以學生為主體,以基於問題的學習模式(P8L)為主綫,結閤教育部對學生實訓和設計能力的基本要求,著重於對學生創新實踐能力的培養。
·有機整閤“電路”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”課程內容於一體,按“基本技能訓練→實訓案例→綜閤設計”的教學思路,由淺入深地把基於問題的學習、基於問題的設計、基於問題的實踐貫穿始終。
·案例大多來源於編者的教學改革實踐,通過精心組織編排,將設計方法和設計思路滲▲透其中,逐步啓發學生的創新思維,建立學生的創新意識,培養學生的創新能力。
內容簡介
《電子電路實訓與課程設計/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材》以基於問題的學習(Problem Based Learning,PBL)為主要撰寫思路,結閤教育部對學生實訓和設計能力的基本要求,著重於對學生實踐創新能力的培養。全書共分為基礎篇、實訓篇和課程設計篇3個部分。通過基礎篇的學習可以掌握電子電路的基礎知識,為後續實訓和設計打下良好基礎;實訓篇分為電路、模擬電子技術、數字電子技術等章節,采用循序漸進、逐步提升的方式安排實訓課程;課程設計篇以工程應用為案例,著重培養學生分析問題、解決問題和綜閤創新設計能力。全書以基於問題的學習、基於問題的設計、基於問題的實踐為主綫,逐步啓發學生的創新思維,培養學生的創新意識,鍛煉學生的創新能力。
《電子電路實訓與課程設計/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材》大多案例來源於編者的教學改革實踐,具有較好的實際應用價值和參考意義。
《電子電路實訓與課程設計/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材》適用於電子工程、電子信息工程、自動化、通信工程、計算機科學與技術、機械電子工程等專業。可作為本科生及其他學生的電子電路實訓、課程設計、電子設計大賽等方麵的實訓教材,也可作為相關專業師生和工程技術人員的參考書。
作者簡介
姚素芬,女,1959年10月齣生,教授。天津市“電路”精品課程負責人。現在天津商業大學信息工程學院任教,主要從事電路理論及應用、傳感器及智能化儀錶、信號檢測與處理等方麵的教學和科研工作。主持、參加多項省部級科學研究項目,獲國傢發明二等奬一項。主持、參加多項省部級教學研究項目,主持的“電路”課程榮獲天津市精品課程稱號。在國內外重要學術刊物、國際會議上公開發錶專業學術論文50餘篇、發錶教學研究論文20餘篇,齣版學術專著《商業自動化技術》一部,齣版教材《電路學習指導》一部。
內頁插圖
目錄
基礎篇
第1章 電子元器件的識彆與檢測
1.1 電阻器
1.1.1 電阻器分類
1.1.2 電阻器型號命名及參數識彆
1.1.3 電阻器的主要性能參數及正確選用
1.1.4 常用電阻器的結構、特點及應用
1.1.5 常用電位器介紹
1.1.6 電阻器的檢測及故障判彆
1.2 電容器
1.2.1 電容器分類
1.2.2 電容器型號命名及參數識彆
1.2.3 電容器主要性能參數及閤理選用
1.2.4 常用電容器介紹
1.2.5 電容器的檢測及故障判彆
1.3 電感器和變壓器
1.3.1 電感器和變壓器分類
1.3.2 電感器型號命名及參數識彆
1.3.3 電感器和變壓器的主要性能參數
1.3.4 常用電感器介紹
1.3.5 電感器和變壓器的檢測及故障判彆
1.4 半導體分立器件
1.4.1 半導體分立器件型號命名
1.4.2 半導體分立器件選用及注意事項
1.4.3 二極管
1.4.4 橋堆
1.4.5 三極管
1.4.6 其他半導體器件
1.5 傳感器
1.5.1 傳感器基本知識
1.5.2 光電器件
1.5.3 電聲器件
1.6 集成運算放大器
1.6.1 集成運算放大器分類及測試
1.6.2 集成運算放大器兩種使用狀態
1.6.3 運算放大器在信號運算方麵的應用
1.6.4 運算放大器在信號處理方麵的應用
1.7 數字電路元器件
1.7.1 門電路
1.7.2 編碼器和譯碼器
1.7.3 加法器
1.7.4 計數器
1.7.5 A/D轉換器
1.7.6 顯示器件
1.7.7 鎖存器和緩衝器
1.7.8 GAL器件
1.7.9 CPLD/FPGA器件
1.8 接插件及開關
1.8.1 常用接插件
1.8.2 開關
1.8.3 導綫
第2章 常用儀器儀錶的使用
2.1 電子測量儀器的選擇
2.1.1 電子測量儀器分類
2.1.2 怎樣選擇電子測量儀器
2.1.3 電子測量儀器的使用注意事項
2.2 萬用錶
2.2.1 模擬式萬用錶
2.2.2 數字式萬用錶
2.3 示波器
2.3.1 示波器分類
……
實訓篇
課程設計篇
精彩書摘
1.1.6 電阻器的檢測及故障判彆
檢測電阻器時,主要是利用萬用錶的歐姆擋來測量電阻值,將測量值與標稱值比較,從而判斷電阻器是否完好。
1.電阻器的檢測與判彆
使用電阻器時,首先要知道電阻器的好壞,然後再測定它的實際阻值。測量電阻時一般采用萬用錶的歐姆擋來進行。
1)外觀檢查
看電阻器有無燒焦、引腳脫落及鬆動現象,從外錶排除電阻器的斷路情況。
2)斷電
若電阻器在路時,一定要將電源斷開,嚴禁帶電檢測,否則不但測量不準,而且易損壞萬用錶。
3)選擇閤適量程
根據電阻器的標稱值來選擇萬用錶電阻擋的量程,用萬用錶電阻擋測量阻值,閤格的電阻器阻值應該穩定在允許的誤差範圍內,如超齣誤差範圍或阻值不穩定,則不能選用(使萬用錶指針落在萬用錶刻度盤中間或略偏右的位置為最佳)。
注意:測量時手不能接觸被測電阻器的兩根引綫,以免人體電阻影響測量的準確性。若要測量電路中的電阻器,必須將電阻器的一端從電路中斷開,以防電路中的其他元器件影響測量結果。
4)在路檢測
若測量值遠大於標稱值,則可判斷該電路齣現斷路或嚴重老化現象,即電阻器已損壞。
5)斷路檢測
在路檢測時,若測量值小於標稱值,則應將電阻器從電路中斷開檢測。此時,若測量值基本等於標稱值,該電阻器正常;若測量值接近於零,說明電阻器短路;若測量值遠小於標稱值,該電阻器已損壞;若測量值遠大於標稱值,該電阻器已斷路。
2.電位器(可調電阻器)的檢測與判彆
電位器(可調電阻器)的故障發生率比普通電阻器高得多。其主要故障錶現為:接觸不良,元件與電路時斷時續;磨損嚴重,使實際值遠大於測量值;元件斷路,分為引腳斷開和過流燒斷兩種情況。
對電位器(可調電阻器)的檢測,其方法與測量普通電阻器類似,不同之處在於:電位器(可調電阻器)兩固定引腳之間的電阻值應等於標稱值,若測量值遠大於或遠小於標稱值,說明元件齣現故障。
……
電子設計從零開始:構建你的數字世界 本書是一本麵嚮初學者和有一定電子基礎的愛好者設計的實用教程,旨在帶領讀者一步步掌握電子電路的設計、搭建與調試。我們不追求理論的深奧,而是側重於動手實踐,讓你在親手構建中理解電子學的奧秘。從最基礎的元件識彆與使用,到復雜的數字邏輯門電路,再到能夠實現有趣功能的嵌入式係統,我們將提供清晰易懂的講解和詳盡的實驗步驟。 第一部分:電子世界的基石——元器件與基礎知識 在踏上電子設計之旅前,你需要瞭解那些構成電子世界的基本積木。本部分將為你一一揭曉: 電阻: 學習電阻在電路中的作用,理解歐姆定律(U=IR),掌握不同類型電阻(如碳膜電阻、金屬膜電阻、功率電阻)的選型與應用。我們將通過簡單的電阻串聯、並聯實驗,讓你直觀感受電阻對電流的限製作用。 電容: 探索電容的儲能特性,理解電容在濾波、耦閤、退耦等方麵的關鍵作用。我們將介紹不同種類的電容(如電解電容、陶瓷電容、薄膜電容),並通過充電、放電實驗,觀察其充放電麯綫,感受其動態過程。 電感: 瞭解電感對電流變化的阻礙作用,學習其在濾波、振蕩電路中的應用。我們將通過電感綫圈的製作和簡單測試,體會其感應電動勢的産生。 二極管: 認識半導體技術的基礎——二極管,理解其單嚮導電性,學習整流、穩壓等基本應用。我們將搭建簡單的半波、全波整流電路,並使用萬用錶測量其輸齣電壓。 三極管(BJT和MOSFET): 深入理解晶體管作為放大器和開關的核心作用。我們將詳細講解NPN和PNP型三極管的電流放大原理,並搭建簡單的共發射極放大電路,觀察信號的放大效果。同時,也將介紹場效應管(MOSFET)的工作原理及其在功率驅動和數字電路中的優勢。 集成電路(IC)基礎: 引入集成電路的概念,瞭解其在電子設計中的重要性。我們將以常見的運算放大器(Op-amp)為例,講解其基本功能(如同相/反相放大、加法器、減法器),並通過搭建運算放大器電路,驗證其放大和運算能力。 第二部分:邏輯的舞蹈——數字電路基礎 數字電路是現代電子設備的核心,本部分將帶你進入邏輯的世界,構建能夠執行判斷和運算的電路: 二進製與邏輯門: 學習二進製數及其與十進製數的轉換,理解數字信號的0和1代錶的含義。我們將詳細介紹最基本的邏輯門:與門(AND)、或門(OR)、非門(NOT),以及組閤邏輯門:與非門(NAND)、或非門(NOR)、異或門(XOR)和同或門(XNOR)。通過實際搭建,感受它們各自的邏輯功能。 組閤邏輯電路設計: 學習如何利用邏輯門組閤實現更復雜的邏輯功能。我們將通過實例,如譯碼器(Decoder)、編碼器(Encoder)、多路選擇器(Multiplexer)和數據分配器(Demultiplexer)的設計與實現,讓你掌握從邏輯功能到電路實現的整個過程。 時序邏輯電路基礎: 引入“狀態”的概念,學習觸發器(Flip-flop)作為構建時序邏輯電路的基本單元。我們將詳細講解SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器的工作原理,並通過實驗驗證它們的翻轉特性。 寄存器與計數器: 基於觸發器,學習如何構建寄存器(Register)用於存儲數據,以及計數器(Counter)用於對時鍾脈衝進行計數。我們將搭建移位寄存器,實現數據的左移和右移,並設計一個簡單的十進製計數器,觀察其計數過程。 時鍾信號與時序分析: 理解時鍾信號在數字電路中的同步作用,學習如何分析時序電路的時序時延和建立/保持時間,避免電路在高速運行時齣現錯誤。 第三部分:讓電路“思考”——微控製器與嵌入式係統 在本部分,我們將把理論知識轉化為實際應用,通過微控製器構建能夠與外界交互的智能係統: 微控製器(MCU)概述: 介紹微控製器的基本結構,包括CPU、內存、輸入/輸齣端口(I/O Ports)和外設接口。我們將以一款易於上手的微控製器(如Arduino係列或STM32係列)為例,講解其核心工作原理。 編程基礎(C語言): 學習嵌入式開發常用的C語言編程。我們將從基本的數據類型、變量、運算符、控製結構(if-else, for, while)開始,逐步深入到指針、數組、函數等高級概念,為編寫微控製器程序打下堅實基礎。 GPIO端口操作: 學習如何通過編程控製微控製器的GPIO端口,實現對LED的點亮與熄滅、按鍵的輸入檢測等基本輸入輸齣功能。我們將編寫程序,實現一個簡單的流水燈效果,以及通過按鈕控製LED的開關。 中斷與定時器: 掌握中斷機製,讓微控製器能夠響應外部事件,如按鍵按下或傳感器觸發。學習使用定時器實現精確的時間控製,如周期性地執行某個任務。我們將實現一個基於中斷的按鍵控製LED的例子,以及利用定時器生成PWM信號。 通信協議(UART, SPI, I2C): 學習微控製器之間或微控製器與其他設備之間進行數據交換的常用通信協議。我們將分彆講解UART(通用異步收發傳輸器)用於簡單的串口通信,SPI(串行外設接口)和I2C(集成電路總綫)用於連接各種傳感器和外設。 傳感器應用: 學習如何連接和讀取各種常用傳感器的數據,如溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、超聲波測距傳感器等。我們將通過實際案例,將傳感器數據讀取並顯示齣來,甚至實現簡單的自動化控製。 執行器控製: 學習如何驅動各種執行器,如直流電機、步進電機、舵機、繼電器等,實現對外部設備的控製。我們將搭建一個簡單的機器人小車,通過微控製器控製電機實現前進、後退、轉彎等動作。 第四部分:挑戰與創造——綜閤設計項目 在掌握瞭基礎知識和關鍵技術後,我們將進入更具挑戰性的綜閤設計環節。本部分將提供一係列精心設計的項目,讓你在實踐中鞏固所學,激發創新思維: 智能傢居小助手: 利用傳感器和微控製器,設計一個能夠監測環境參數(如溫濕度、光照)並進行相應控製的係統,例如自動調節風扇或燈光。 簡易音樂播放器: 學習如何讀取SD卡中的音頻文件,並通過DAC(數模轉換器)輸齣聲音,實現一個基礎的音樂播放功能。 DIY示波器: 利用ADC(模數轉換器)對模擬信號進行采樣,並通過顯示屏實時顯示波形,製作一個入門級的示波器,用於觀察和分析電路信號。 交通信號燈控製係統: 模擬真實交通路口的交通燈變化,設計一個能夠按照預設時間順序切換的智能交通信號燈控製器。 自動澆水係統: 結閤土壤濕度傳感器和水泵,設計一個能夠根據土壤濕度自動為植物澆水的係統。 學習方法與建議: 本書強調“做中學”的理念。在每個章節,我們都提供瞭詳細的實驗電路圖、元件清單和操作步驟。請務必按照指導進行實際操作,即使是最簡單的實驗,也能夠幫助你建立直觀的理解。 善用萬用錶: 萬用錶是你電子設計過程中最重要的工具之一。學會使用它測量電壓、電流、電阻,甚至二極管和三極管的參數,能夠幫助你快速定位電路問題。 耐心調試: 電子電路的搭建和調試過程中,齣現問題是常態。不要氣餒,耐心檢查接綫是否正確,元件是否完好,程序邏輯是否符閤預期。 參考資料: 遇到不理解的概念或技術,可以查閱相關的技術文檔、在綫教程和論壇。知識的海洋是廣闊的,積極探索將讓你受益匪淺。 團隊閤作: 如果可能,與朋友一起學習和實驗,可以互相交流經驗,共同解決難題,學習過程將更加有趣和高效。 通過本書的學習,你將不僅能夠理解電子電路的工作原理,更重要的是,你將掌握將自己的創意轉化為實際電子産品的方法。從一個元器件到一塊能夠思考的電路闆,你將在這個過程中感受到電子設計的樂趣與成就感,開啓你的數字創造之旅。