电子信息类专业创新实践教程/普通高等教育“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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范瑜，徐健，钱斌，潘启勇，冀宏 等 著

图书标签:

• 电子信息
• 创新实践
• 教程
• 高等教育
• 十三五规划
• 专业教材
• 实践教学
• 电子技术
• 信息技术
• 实验指导

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030513052

版次：1

商品编码：12059297

包装：平装

丛书名： 普通高等教育"十三五"规划教材

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：185

字数：247000

正文语种：中文

内容简介

　　《电子信息类专业创新实践教程/普通高等教育“十三五”规划教材》以生产生活和工程应用为背景，理论结合实践，理解电子系统构建的基本思想和方法，掌握电子制作与设计的基本方法和基本技能，通过课题设计实践，启发学生创新思维，提高学生的实践创新能力。《电子信息类专业创新实践教程/普通高等教育“十三五”规划教材》主要内容包括声音信号的产生和观测、灰度传感器的原理和应用、电机驱动和简易小车制作、红外测距传感器和避障应用电路，以及两个综合案例设计。
　　《电子信息类专业创新实践教程/普通高等教育“十三五”规划教材》可作为普通高校电子信息类专业本科一年级学生的教材，也可作为大学生创新课程和学科竞赛的辅导书，还可供相关专业的工程技术人员参考。

内页插图

目录

前言
第一篇 实践前的准备工作
第1章 认识器件和材料
1．1 搜集电子元器件的信息
1．1．1 逛元器件市场
1．1．2 网络平台
1．1．3 电子展会
1．1．4 官方网站和论坛
1．2 认识常规元器件
1．2．1 电阻器、电位器
1．2．2 电容器
1．2．3 电感器
1．2．4 半导体器件
1．3 常用材料和工具
1．3．1 实验用面包板
1．3．2 万用板
1．3．3 印制电路板
1．3．4 焊接材料和工具
第2章 典型测量仪表的使用
2．1 数字万用表
2．1．1 了解数字万用表
2．1．2 认识数字万用表的挡位和测量
2．2 函数信号发生器
2．3 电子示波器
2．4 直流稳压电源
2．4．1 直流稳压电源功能
2．4．2 给电子系统进行供电
2．4．3 注意共地
第3章 学习电路CAD软件
3．1 了解常用的电路CAD软件
3．1．1 电路CAD软件概述
3．1．2 常用电路cAD软件比较
3．2 Multisim仿真软件使用
3．3 OrCADCaptureCIS原理图设计

第二篇 电子初学者的创新实验
第4章 声音信号的产生和观测
4．1 声音信号与电子信号
4．1．1 认识典型电子信号
4．1．2 MP3发出的声音信号
4．2 声音信号的产生
4．2．1 电子系统中声音信号的产生
4．2．2 声音信号的接收和声电转换
4．3 本章实验和要求
4．3．1 电子信号的产生和观测实验
4．3．2 声音的产生实验
4．3．3 声音的接收实验
课后思考和作业
第5章 灰度传感器的原理和应用
5．1 进一步了解电子信号和测量设备
5．1．1 模拟信号、直流信号和交流信号
5．1．2 进一步使用信号发生器、示波器
5．2 光敏电阻
5．2．1 光敏电阻简介
5．2．2 光敏电阻的主要参数和基本特性
5．3 可见光光敏电阻构成的灰度传感器
5．3．1 灰度传感器简介
5．3．2 灰度传感器的构成（光敏电阻）
5．4 红外二极管构成的灰度传感器
5．4．1 红外灰度传感器的构成
5．4．2 集成灰度传感器TCRT5000
5．4．3 红外灰度传感器应用电路
5．4．4 仍需改进的灰度传感器应用电路
5．5 实验内容和要求
5．5．1 信号的产生和观测
5．5．2 光敏电阻性能的定性测量
5．5．3 灰度传感器的测试
课后思考和作业
第6章 电机驱动和简易小车制作
6．1 小车的动力部件——直流电机
6．1．1 小型直流电机简介
6．1．2 直流电机的运转
6．2 用三极管驱动直流电机
6．2．1 三极管
6．2．2 三极管作为电子开关
6．2．3 电机的调速原理
6．2．4 H桥驱动电路实现完整驱动
6．3 H桥驱动电路应用原理图
6．4 简易小车的搭建
6．5 实验内容和要求
6．5．1 LED的控制
6．5．2 H桥制作
6．5．3 简易小车搭建
课后思考和作业
第7章 红外测距传感器和避障应用电路
7．1 红外测距传感器介绍
7．1．1 红外传感器简介
7．1．2 红外测距传感器基本原理
7．1．3 GP2YOA21YK红外测距传感器的参数
7．2 利用电压比较器来检测电压
7．2．1 电压比较器实现测距的基本方法
7．2．2 认识电压比较器芯片
7．2．3 LM393电压比较器典型电路
7．3 障碍检测和报警应用电路的构成
7．4 实验内容和要求
7．4．1 红外测距传感器测距实验
7．4．2 红外测距和报警电路设计
课后思考和作业
第8章 综合课题——简易寻迹小车设计
8．1 寻迹小车的设计要求与规则
8．2 寻迹小车设计的基本原理
8．2．1 小车基本原理概述
8．2．2 小车电路模块的基本方案
8．2．3 需要再次确认的细节
8．3 电源和动力
8．4 小车预览
8．5 实验内容和要求
8．5．1 寻迹小车设计
8．5．2 提高要求
课后思考和作业
第9章 综合课题——导盲避障游戏设计
9．1 导盲避障游戏要求与规则
9．2 设计原理
9．2．1 红外测距传感器特性概述
9．2．2 避障电路功能和原理分析
9．3 实验内容和要求
课后思考和作业
附录A 电子信息类专业主要创新创业竞赛
A．1 全国大学生电子设计竞赛
A．2 全国大学生智能汽车竞赛
A．3 中国机器人大赛
A．4 国际大学生iCAN创新创业大赛
A．5 全国软件和信息技术专业人才大赛
附录B 常熟理工学院校内电子设计竞赛试题
B．1 2013年决赛试题
B．2 2014年决赛试题
B．3 2015年决赛试题
参考文献

前言/序言

　　创新教育是以培养大学生创新意识、创新精神、创新思维、创造力或创新人格等创新素质为目的的一切教育活动。联合国教科文组织在“21世纪的高等教育：展望与行动”中提出“要有以学生为中心的新视角和新模式，使学生能够以批判精神思考和分析社会问题，寻求解决的办法；重新设置课程，立足学生获得技能、才干和交往的能力”，明确了创新能力培养在高等教育中的重要性。教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》明确要求创新人才培养模式，将创新教育贯穿本科人才培养全过程，制定创新教育教学基本要求，开发创新类课程，纳入学分管理，鼓励和支持本科生参与科研活动，早进课题，早进实验室，早进团队，完善国家、地方、高校三级创新项目资助体系，重点建设一批高校学生科技创新创业实习基地。高校创新教育的实施是社会主义核心价值体系的明确要求，是促进自身可持续发展的现实需要，是提高大学生综合素质的关键所在。
　　本书主要关注的是电子信息类本科专业的创新教育，当您翻开这本书，一个丰富、充满活力和创造性思维的电子科学创新世界已向您敞开。在这里，通过课题知识点的拆分和组合，您将领略到电子创新技术和创造性思维。
　　电子信息产业是国民经济的战略性、基础性、先导性产业，是加快工业转型升级及国民经济和社会信息化建设的技术支撑与物质基础。同时，电子信息产业也是整个国家推动创新驱动发展的最主要方向，无论是德国工业4.0还是中国制造2025，无不是依靠电子信息领域的创新发展来驱动的。经过几十年的发展，电子信息产业早已是名副其实的国民经济第一大支柱产业，也是国家重点发展的六大战略性支柱产业之一。在通信、高性能计算机、数字电视等领域也取得一系列重大技术突破，形成一批国际知名的信息技术企业，如联想、华为、阿里巴巴等，成为推动我国经济转型、结构优化的中坚力量。
　　虽然创新教育开始逐步进入本科生培养方案，但相关的专业教材仍然稀缺，为此，我们综合各方资料和课程自编讲义，历时两年编撰了本书。其内容来源于我们在专业创新教学中多年的积累，根据内容的层次递进与培养能力的逐级提升，将会有电子信息类专业创新课程的一个完整系列教材。您目前看到的是本系列第一本教材，主要面向本科一年级的学生，适用于电子科学与技术、电子信息工程等相关专业，同样适合于对电子技术感兴趣的初学者。
　　本书前3章讲解一些基础的元器件、典型的仪器仪表和必要的CAD软件知识，作为基础的铺垫，供学生参考自学。读者最好配合实践环节，根据需要选择阅读，在实践中学习。
　　本书第4章开始讲述具体的实践内容。第4章主要介绍声音信号的产生和观测，带领初学者窥探声音信号在电子技术中的基本形式，通过对声音信号的观测，学习和了解电子信号的基本知识，学会利用基本的电子测量仪器进行信号测量，揭开电子技术的第一层面纱。
　　第5章介绍灰度传感器的原理和应用，学会这个就可以开始自己制作智能小车了，当然这只是万里长征的第一步。
　　第6章介绍电机驱动和简易小车制作，学生可以了解小车的动力部件，并且通过实践，搭建一部简易小车。
　　第7章介绍红外测距传感器和避障应用电路，带领学生去了解以红线测距传感器为基础的测距原理，并把它用于实际的障碍物检测中。
　　第8、9章中给出两个完整的综合课题案例。这两章实际上是前面章节的综合应用，通过知识点的拆分和重组，要求学生面对实际的应用环境设计课题。希望学生能够按照步骤亲手做一遍，肯定会有很多收获。
　　在本书最后，通过附录的形式，给出了相关学科竞赛的介绍和常熟理工学院2013～2015年校内大学生电子设计竞赛的试题，希望对读者起到开拓思路和巩固电子技术的作用。

《数字时代下的工程创新：理论与实践的融合》 前言 身处日新月异的数字时代，工程领域正经历着前所未有的变革。信息技术以前所未有的速度渗透到各个行业，催生出新的技术、新的业态、新的模式。作为肩负国家未来科技发展重任的工程技术人才，仅仅掌握传统的工程理论知识已不足以应对挑战。创新能力、实践能力以及跨学科的融合能力，已成为衡量一名优秀工程师的重要标准。本书旨在为广大工程类专业的学生提供一个系统性的、理论与实践相结合的学习平台，引导他们掌握解决复杂工程问题的方法，培养具备前瞻性视野和创新精神的未来工程师。 第一章：数字时代的工程范式转变 本章将深入探讨数字技术对传统工程领域带来的颠覆性影响。我们将回顾工程学科的发展历程，分析信息技术，如人工智能、大数据、云计算、物联网、5G通信等，如何重塑工程设计的理念、流程与工具。 1.1 工程发展史的回顾与数字时代的烙印 从工业革命到信息革命：工程技术发展的里程碑。 数字技术为何成为本轮工程变革的核心驱动力。 传统工程思维模式的局限性与数字时代新思维的崛起。 1.2 关键数字技术的赋能与工程应用的演进 人工智能（AI）： 智能设计、预测性维护、自动化制造、人机协作等。 大数据分析： 数据驱动的决策、性能优化、故障诊断、用户行为分析。 云计算： 弹性计算资源、协同设计平台、云原生工程应用。 物联网（IoT）： 智能感知、数据采集、远程监控、设备互联互通。 5G通信： 高带宽、低延迟，赋能实时控制、高清传输、分布式计算。 其他新兴技术： 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）在设计与培训中的应用，区块链在工程项目管理中的潜力等。 1.3 工程创新能力的内涵与培养路径 什么是工程创新：不仅仅是技术突破，更是解决问题的能力。 创新的驱动力：需求牵引、技术推动、交叉融合。 创新能力的构成要素：批判性思维、系统思维、设计思维、跨界协作。 培养创新能力的教育理念与方法论。 第二章：工程项目全生命周期的数字化管理与实践 工程项目的成功离不开有效的管理。本章将聚焦于如何利用数字技术，对工程项目的概念设计、详细设计、制造、部署、运行、维护乃至报废等全生命周期进行精细化、智能化管理，从而提高效率，降低成本，规避风险。 2.1 工程项目数字化启动与规划 需求分析与智能化建模：如何从模糊的需求快速生成结构化的模型。 项目目标设定与风险评估：利用数据模型进行量化预测。 资源配置与协同管理平台：基于云平台的项目管理软件应用。 2.2 数字孪生（Digital Twin）技术在工程设计与仿真中的应用 什么是数字孪生：现实世界物理对象的虚拟映射。 数字孪生的构建方法：传感器数据采集、建模与仿真。 设计阶段的数字孪生：性能预测、参数优化、潜在问题预警。 仿真验证与虚拟测试：在虚拟环境中完成大量的测试，减少物理原型制造。 2.3 数字化制造与智能产线 工业4.0背景下的制造模式：柔性生产、定制化生产。 增材制造（3D打印）在原型制作与复杂结构制造中的应用。 机器人技术与自动化流水线：提高生产效率与精度。 生产过程的实时监控与质量追溯。 2.4 工程项目运行与维护的智能化升级 物联网在设备监控与状态感知中的作用。 预测性维护：通过数据分析预测设备故障，提前进行维护。 远程诊断与故障排除：利用远程连接与专家系统。 运行数据的反馈与优化：将运行数据用于改进设计与制造。 2.5 工程项目生命周期管理（PLM）的数字化转型 PLM系统的核心功能与价值。 如何实现跨部门、跨环节的信息共享与协同。 数据安全与知识产权保护在PLM中的考量。 第三章：创新工程设计的思维与方法 本章将引导学生掌握面向创新的工程设计思维模式和方法论，包括系统工程、敏捷开发、用户体验设计等，并结合具体案例进行阐述。 3.1 系统工程方法论与复杂问题分解 系统思维：将工程问题视为一个相互关联的整体。 需求工程：如何识别、分析和管理用户需求。 系统架构设计：如何构建稳健、可扩展的系统。 接口管理与集成：确保不同子系统之间的顺畅协作。 3.2 敏捷开发与迭代式创新 敏捷宣言与原则在工程开发中的应用。 短周期迭代与快速反馈：快速响应变化，持续改进产品。 Scrum、Kanban等敏捷实践的介绍。 适合敏捷开发的工程项目类型。 3.3 以用户为中心的设计（UCD）与用户体验（UX） 理解用户需求与痛点：用户研究方法。 原型设计与可用性测试：通过低保真、高保真原型验证设计。 用户体验的评估与优化：关注产品的易用性、情感连接和整体满意度。 3.4TRIZ（发明问题解决理论）与创新设计工具 TRIZ的基本原理：技术系统进化法则、矛盾分析、理想化终极结果。 TRIZ工具的应用：发明轮、物场分析、标准解法等。 如何将TRIZ应用于工程创新问题的解决。 3.5 头脑风暴、类比思维与设计冲刺（Design Sprint） 激发创意的多样化方法。 从自然、其他领域寻找灵感。 快速验证创意可行性的流程。 第四章：跨学科融合与协同创新实践 在数字时代，单一学科的知识已不足以解决复杂的工程难题。本章将强调跨学科知识的融合与团队协作的重要性，并提供相应的实践指导。 4.1 跨学科工程的兴起与必然性 从“T”型人才到“π”型人才：深度与广度的结合。 案例分析：生物工程与信息技术结合的医疗设备，材料科学与人工智能结合的新材料开发。 新兴交叉学科领域介绍：如机器人学、智能制造、智慧城市、生物信息学等。 4.2 团队协作与沟通的数字工具 在线协作平台：文档共享、任务管理、实时沟通。 版本控制系统（如Git）：代码与设计文件的协同管理。 虚拟会议与远程协作：打破地理限制，实现高效团队合作。 4.3 创新团队的组建与管理 多元化团队的优势与挑战。 有效的团队沟通策略与冲突解决。 建立积极的团队文化，鼓励开放交流与思想碰撞。 4.4 实践项目中的跨学科融合案例 智能家居系统的设计与实现。 自动驾驶汽车的感知与决策系统开发。 可穿戴健康监测设备的研发。 智慧农业解决方案的设计。 第五章：未来工程发展趋势与个人职业规划 本章将展望未来工程领域的发展方向，帮助学生提前规划职业生涯，成为适应未来需求的创新型工程师。 5.1 未来工程技术发展的关键方向 可持续工程与绿色技术：应对气候变化与资源枯竭。 普惠工程与包容性设计：为所有人创造价值。 人机共生与智能助理：人与智能系统和谐共存。 空间工程与深空探索：拓展人类生存与发展的边界。 5.2 学习与自我提升的持续路径 终身学习的重要性：保持知识与技能的更新。 在线学习资源与平台：MOOC、专业论坛、技术博客。 参与开源项目与社区：学习先进技术，贡献智慧。 专业认证与继续教育。 5.3 创新型工程师的职业素养与发展 持续学习与适应能力。 解决复杂问题的能力。 卓越的沟通与协作能力。 强烈的社会责任感与伦理意识。 对新技术保持好奇心与探索精神。 5.4 案例分析：成功创新工程师的经验分享 不同领域工程师的成长路径与关键决策。 如何将理论知识转化为实际应用。 面对失败与挫折的态度与应对策略。 结语 数字时代的工程创新不是遥不可及的彼岸，而是每一个积极思考、勇于实践的工程师所能抵达的未来。本书提供的知识框架和实践指导，旨在点燃您内心的创新火种，引导您在理论与实践的交汇处，塑造卓越的工程能力。愿本书成为您在数字化浪潮中勇攀高峰的坚实阶梯，开启您的创新工程之旅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一个不太喜欢死记硬背的人，尤其是在学习技术类课程的时候。我更喜欢那种能够让我理解“为什么”而不是仅仅知道“是什么”的书。当我拿到这本《电子信息类专业创新实践教程》时，我抱着试试看的心态开始阅读。让我惊喜的是，这本书的侧重点非常明确，它不是教你如何成为一个知识渊博的理论家，而是让你成为一个能够解决实际问题的工程师。书中对于每一个技术点的讲解，都会深入剖析其背后的原理和设计思路，并且会结合大量的实际应用案例来展示这些技术的价值。我特别喜欢它在讲解通信协议部分时，不仅仅列出了各种协议的标准，还分析了不同协议在不同场景下的优劣势，以及如何根据实际需求进行选择和优化。这种分析性的讲解方式，让我能够更深入地理解技术的本质，而不是停留在表面。此外，书中还非常注重培养读者的独立思考和解决问题的能力。它会提出一些开放性的问题，鼓励读者去探索和发现，而不是直接给出标准答案。这对于培养创新思维来说，是非常有益的。我还注意到，这本书的作者们似乎都是在电子信息领域有着丰富实践经验的专家，他们的经验分享和见解，对于我们这些初学者来说，简直是无价之宝。总而言之，这本书给我带来的不仅仅是知识，更重要的是一种学习方法和解决问题的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大二的学生，刚开始接触电子信息这门专业，感觉很多东西都很难，特别是那些抽象的概念，总是理解得很吃力。之前看的一些书，要么太理论化，要么就是讲一些很基础的东西，感觉离实际应用还有很大距离。直到我拿到这本《电子信息类专业创新实践教程》，我才觉得我找到了救星！这本书完全颠覆了我对技术书籍的印象。它不像我之前看的那些书，上来就是一堆公式和图表，看得我头晕眼花。这本书的语言非常生动有趣，而且有很多插图和图解，把一些复杂的概念讲得非常通俗易懂。最重要的是，它讲的很多内容都和我们现在做的实验项目息息相关。比如，我们最近在做一个关于智能小车控制的实验，书里就有一个专门的章节讲如何设计和实现这样一个系统，从电机驱动、传感器集成到路径规划，都讲得很详细。我按照书里的方法，结合我们老师教的一些基础知识，很快就做出了一个小车模型，而且还可以按照预设的路线行驶。这让我非常有成就感！这本书还提供了一些进阶的项目，比如基于FPGA的图像处理，虽然我现在还没学到那么深入，但我对未来充满了期待。它让我觉得，电子信息这门专业并不是那么遥不可及，只要有兴趣，肯动手，就能做出很多有趣的东西来。

评分☆☆☆☆☆

作为一名大学老师，我一直在寻找能够真正激发学生学习兴趣和动手能力的教材。我们专业开设的《电子信息类专业创新实践教程》课程，一直是我们教研的重点。在“十三五”期间，我们团队对市面上同类教材进行了广泛的调研，最终选择了这本书。选择它的原因有很多，首先，它非常契合新工科建设的理念，强调理论与实践的深度融合，以及创新能力的培养。这本书的内容编排非常有条理，循序渐进，从基础的电子元器件的应用，到复杂的系统集成，再到前沿的AI与大数据在电子信息领域的应用，都涵盖得很全面。最让我赞赏的是，它不仅仅是介绍技术，更重要的是传授一种解决问题和创新的思路。书中列举的许多项目，都非常有代表性，例如智能交通监控、医疗健康监测、工业自动化等，这些都是当前电子信息领域的热点和难点。通过学习这些项目，学生可以了解实际工程开发的全过程，学习如何分析需求、设计方案、搭建原型、进行测试和优化。此外，书中还提供了大量的参考资料和在线资源链接，方便学生进一步学习和探索。我经常鼓励我的学生们，在学习理论知识的同时，一定要动手实践，而这本书正是他们实现这一目标的绝佳工具。它为学生们提供了一个广阔的创新平台，让他们有机会将课堂上学到的知识转化为实际的成果。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是给我打开了新世界的大门！我是一名刚入行不久的电子信息工程师，平时工作主要围绕着一些具体的硬件调试和软件开发，感觉自己的知识体系有点零散，特别是创新和实践方面，总觉得自己可以做得更好，但又不知道从何入手。偶然间看到了这本书，书名就很有吸引力——“电子信息类专业创新实践教程”。我当时想，这不就是我需要的吗？拿到手后，我迫不及待地翻阅起来。虽然书名听起来学术，但里面的内容却非常接地气。它没有枯燥的理论堆砌，而是通过大量生动的案例和详细的步骤，讲解了如何在实际项目中融入创新思维。比如，书中关于物联网应用的案例，从最初的概念构思、传感器选择、通信协议设计，到嵌入式系统的开发、云平台对接，再到最后的应用场景落地，都讲得非常细致。更重要的是，它强调的是“实践”，书中提供的各种实验平台和开发板的使用方法，让我觉得我真的可以动手去尝试，去实现书中的想法。我印象最深刻的是关于智能家居系统的设计部分，书中给出了几种不同的方案，从成本控制、用户体验到技术可行性，都进行了深入的分析和比较，让我学到了很多在实际项目决策中非常有用的经验。这本书的语言风格也很友好，不像很多技术书籍那样晦涩难懂，读起来感觉很顺畅。我强烈推荐给所有和我一样，想要提升创新能力和实践技能的电子信息专业学生和从业者！

评分☆☆☆☆☆

我是一个对科技充满好奇心的普通爱好者，平时喜欢捣鼓一些电子小玩意儿。虽然我不是电子信息专业的学生，但一直对这个领域很感兴趣。因为没有系统的学习过，所以很多时候都是零散地看一些技术文章或者视频，但总是感觉隔靴搔痒，无法形成一个完整的知识体系。偶然的机会，我朋友推荐了我这本《电子信息类专业创新实践教程》。我一开始以为这是一本非常专业的书，可能会有很多我看不懂的内容，但翻开之后，我惊喜地发现，它的可读性非常高。书中虽然涉及很多专业知识，但讲解方式非常通俗易懂，而且通过大量的图示和实际操作指导，让我即使是跨专业的读者也能轻松理解。我最喜欢的部分是关于嵌入式系统开发和物联网应用的部分。书中详细介绍了如何从零开始构建一个简单的物联网设备，以及如何将其连接到云端进行数据分析和控制。我按照书中的步骤，自己动手搭建了一个简单的温湿度监测系统，并且可以通过手机APP查看实时数据。这个过程让我充满了成就感，也让我对电子信息技术有了更直观的认识。这本书不仅仅是传授知识，更重要的是点燃了我对创新的热情。它让我意识到，即使是普通人，只要肯学习，肯实践，也能利用这些技术创造出有价值的东西。这本书对我来说，就像是一本开启科技世界大门的钥匙。