电工电子实践系列教材：电子设计实践指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《电工电子实践系列教材：电子设计实践指南》是编者根据多年教学科研的实践经验和指导学生参加大学生电子设计竞赛经验，查阅大量中外文献资料和数据手册编写而成。主要介绍了电子系统设计导论、前向通道设计、主控电路设计、后向通道设计、辅助电路设计、电子系统抗干扰设计、电子系统的安装与调试、设计总结报告的编写、电子系统设计示例，给读者提供了一个完整的电子系统的设计方法，使读者能在已有理论知识基础上，方便地构建出一个具有实际应用价值的电子系统。
　　《电工电子实践系列教材：电子设计实践指南》既可作为高等院校电子设计实践的教学用书，也可作为参加全国大学生电子设计竞赛的培训教材。

目录

第1章 电子系统设计导论
1.1 电子系统的组成与类型
1.1.1 电子系统的组成
1.1.2 电子系统的类型
1.2 电子系统设计方法与过程
1.2.1 电子系统的设计方法
1.2.2 电子系统的设计过程
1.3 总体方案论证实例
1.3.1 设计任务与要求
1.3.2 总体设计
1.3.3 扩展功能方案论证

第2章 前向通道设计
2.1 概述
2.1.1 前向通道结构形式
2.1.2 前向通道设计特点
2.1.3 前向通道设计内容
2.2 传感器
2.2.1 传感器组成与分类
2.2.2 传感器主要参数
2.2.3 力传感器
2.2.4 光传感器
2.2.5 温度传感器
2.2.6 磁性传感器
2.2.7 超声波传感器
2.2.8 震动传感器
2.2.9 传感器接口
2.3 信号放大与变换电路
2.3.1 集成运算放大器应用基础
2.3.2 常用放大电路
2.3.3 测量放大器
2.3.4 电压电流转换器
2.3.5 电流电压转换器
2.3.6 积分、微分、滤波电路
2.3.7 电压比较器与施密特触发器
2.4 信号的模数转换
2.4.1 多路模拟开关
2.4.2 采样保持电路
2.4.3 A／D转换器（ADC）
2.4.4 v／F转换器（VFC）
2.5 前向通道设计实例
2.5.1 传感器选择
2.5.2 信号转换与放大电路设计
2.5.3 A／D转换电路设计

第3章 主控电路设计
3.1 概述
3.2 常用标准逻辑器件
3.2.1 常用74系列器件
3.2.2 常用4000系列器件
3.3 可编程逻辑器件应用
3.3.1 可编程逻辑器件基础
3.3.2 Quartus Ⅱ软件平台介绍
3.3.3 Quartus Ⅱ设计流程
3.3.4 Quartus Ⅱ设计进阶
3.4 单片机系统设计
3.4.1 单片机的分类与选型
3.4.2 单片机系统设计原则
3.4.3 单片机最小系统设计
3.4.4 基于并行总线的单片机系统扩展
3.4.5 基于串行总线的单片机系统扩展
3.4.6 单片机人机通道设计
3.4.7 单片机相互通道设计
3.4.8 单片机系统软件设计
3.4.9 S/M32系列微控制器简介
3.4.10 STM32系列微控制器开发平台简介
3.5 主控电路设计实例
3.5.1 单片机基本系统设计
3.5.2 人机对话通道设计
3.5.3 系统软件设计

第4章 后向通道设计
4.1 概述
4.1.1 后向通道结构形式
4.1.2 后向通道设计内容
4.2 信号的数模转换
4.2.1 D/A转换器（DAC）
4.2.2 F/V转换器（FVC）
4.3 功率器件及驱动电路
4.3.1 开关功率器件及开关量驱动电路
4.3.2 线性功率器件及线性驱动电路
4.4 执行机构
4.4.1 执行机构中的电气元件
4.4.2 执行机构中的机械装置
4.5 后向通道设计实例
4.5.1 后向通道电路设计
4.5.2 后向通道双向可控硅选择

第5章 辅助电路设计
5.1 信号发生电路
5.1.1 信号发生电路的特性要求
5.1.2 正弦波发生电路
5.1.3 非正弦波发生电路
5.1.4 单片集成函数发生器
5.1.5 直接数字合成信号发生器
5.2 直流稳压电源
5.2.1 整流与滤波电路
5.2.2 集成稳压器分类与主要技术指标
5.2.3 线性集成稳压器
5.2.4 开关电源及开关型集成稳压器
5.3 电压基准
5.3.1 电压基准分类
5.3.2 稳压二极管
5.3.3 并联型电压基准
5.3.4 串联型电压基准
5.4 系统辅助电路设计实例
5.4.1 供电电源设计
5.4.2 电压基准设计

第6章 电子系统抗干扰设计
6.1 干扰产生的原因
6.2 干扰侵入系统的渠道
6.3 电子系统抗干扰设计
6.3.1 硬件抗干扰措施
6.3.2 印刷电路板的抗干扰设计
6.3.3 软件抗干扰措施
6.4 电子系统抗干扰设计实例
6.4.1 硬件抗干扰措施
6.4.2 软件抗干扰措施

第7章 电子系统的安装与调试
7.1 电子系统的安装
7.1.1 布局规划
7.1.2 电路板焊接
7.1.3 系统连接
7.2 电子系统的调试
7.2.1 调试步骤
7.2.2 故障排查
7.2.3 调试中的注意事项
7.3 数据读取及分析处理
7.3.1 数据的读取
7.3.2 数据的分析处理
7.4 电子系统安装与调试实例
7.4.1 硬件制作与安装
7.4.2 硬件电路调试
7.4.3 软件调试
7.4.4 联机调试
7.4.5 指标测试及软件固化

第8章 设计总结报告的编写
8.1 内容要求
8.2 排版要求
8.3 设计总结报告编写实例

第9章 电子系统设计示例
9.1 数控信号源设计
9.1.1 设计任务与要求
9.1.2 方案论证
9.2 数控直流稳压电源设计
9.2.1 设计任务与要求
9.2.2 方案论证
9.3 简易数字频率计
9.3.1 设计任务与要求
9.3.2 方案论证
9.4 简易电阻、电容、电感测试仪
9.4.1 设计任务与要求
9.4.2 方案论证
9.5 数字化语音存储与回放系统
9.5.1 设计任务与要求
9.5.2 方案论证
参考文献

电工电子实践系列教材：电子设计实践指南 编者寄语 在这个日新月异的科技时代，电子技术已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机到家用电器，从汽车电子到工业自动化，无不闪耀着电子设计的智慧之光。掌握扎实的电子设计理论，并将其转化为切实可行的实践技能，是每一位有志于投身电工电子领域的学习者和工程师的必修之路。《电子设计实践指南》正是为了响应这一时代需求而诞生的，它并非仅仅是一本理论的堆砌，而是将抽象的原理与具体的应用紧密结合，旨在为读者提供一套系统、全面、实用的电子设计学习和实践框架。 本书力求在内容编排上做到深入浅出，循序渐进，让初学者能够快速入门，对电子设计的整体流程有一个清晰的认识；同时，也为有一定基础的读者提供更深层次的理论探讨和更前沿的实践指导。我们相信，理论的魅力在于其解释世界的力量，而实践的价值则在于创造未来的可能。《电子设计实践指南》正是架起这两者之间桥梁的引路人。 本书核心价值与内容概览 《电子设计实践指南》致力于成为您在电子设计道路上最得力的助手。本书在内容设计上，紧密围绕“从概念到成品”这一核心主线，贯穿了电子设计项目的完整生命周期。我们将为您剖析电子设计的基本原理，指导您如何进行元器件的选择与评估，如何进行电路的仿真与验证，如何进行PCB布局布线，以及最终的样机制作、调试与优化。 本书的编撰团队由经验丰富的电子工程师、资深技术专家和教育工作者组成，他们将自身多年的实践经验和行业洞察倾注于本书之中，力求为读者呈现最权威、最前沿、最贴合实际的知识。我们深入研究了当前电子设计领域的最新发展趋势，并将最新的技术、工具和方法融入本书的讲解之中。 第一部分：电子设计的基础理论与方法论 本部分是本书的基石，旨在为读者建立坚实的理论认知和科学的设计思维。我们将从最基础的电学定律出发，逐步深入到各类电子元器件的特性、工作原理和应用场合。 第一章：电子设计概论与思维模式 电子设计的核心概念、流程与要素。 从需求分析到最终实现的设计哲学。 系统级思维在电子设计中的重要性。 常用的设计规范与标准简介。 第二章：电路基本原理回顾与拓展 欧姆定律、基尔霍夫定律的深入理解与应用。 交流电路基础：阻抗、相量、频率响应。 瞬态分析与稳态分析。 电路的线性与非线性特性。 第三章：关键电子元器件详解 电阻器： 类型、参数、选型原则、功率与精度。 电容器： 类型（电解、陶瓷、薄膜等）、等效电路、ESR、选型考量。 电感器： 类型、参数（电感值、Q值）、屏蔽与耦合。 二极管： PN结原理、整流、稳压、肖特基、变容等特殊二极管。 三极管（BJT）与场效应管（MOSFET）： 工作原理、放大特性、开关特性、电流-电压曲线。 运算放大器（Op-Amp）： 理想运放模型、虚短/虚断、基本应用电路（同相/反相放大、加法/减法、积分/微分）。 晶闸管（SCR）与TRIAC： 触发原理、控制特性、电力电子应用。 集成电路（IC）基础： 逻辑门、时序逻辑、微控制器（MCU）概述。 第四章：常用电子线路分析与设计 线性电路分析： 节点电压法、网孔电流法、叠加定理、戴维宁/诺顿定理。 非线性电路分析： 直流负载线法、动态分析。 滤波器设计入门： 低通、高通、带通、带阻滤波器的基本原理与实现。 振荡器原理与类型： RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器。 信号调理电路： 放大、衰减、滤波、隔离。 第五章：电子设计中的仿真工具应用 Spice仿真软件概述： LTspice, PSpice, Multisim等。 元件模型的建立与使用。 电路仿真： 直流工作点分析、瞬态分析、交流频率响应分析。 参数扫描与优化。 仿真结果的解读与验证。 第二部分：从原理图到PCB的转化 掌握了基础理论，接下来就是将您的设计思路转化为物理电路。本部分将详细介绍原理图绘制、PCB设计以及相关的工艺流程。 第六章：原理图设计规范与技巧 EDA软件介绍： Altium Designer, KiCad, Eagle等。 原理图绘制的基本原则： 清晰性、逻辑性、一致性。 符号库管理与创建。 元件的放置、连接与编号。 总线、差分对、电源/地网络的定义。 设计规则检查（DRC）在原理图阶段的应用。 第七章：PCB布局布线实战 PCB设计流程概览。 PCB封装库的建立与选择。 PCB设计中的关键考量： 信号完整性、电源完整性、电磁兼容性（EMC）。 元件的合理布局： 考虑信号流向、散热、连接便利性。 布线规则与策略： 直线优先、等长布线、差分对布线、电源/地网络布线。 过孔（Via）的使用与类型。 多层板设计考量。 阻抗匹配与信号完整性分析。 EMC设计原则： 屏蔽、滤波、接地。 DRC规则的设置与执行。 光绘文件（Gerber）的生成与检查。 第八章：PCB制作工艺与注意事项 PCB制造流程简介： 覆铜板、蚀刻、钻孔、电镀、阻焊、丝印、表面处理。 常用的PCB表面处理工艺： HASL, ENIG, OSP等。 PCB的可制造性设计（DFM）： 考虑制造公差、最小线宽/线距、过孔大小等。 PCB的质量控制与检验。 第三部分：样机制作、测试与优化 将PCB板制作出来后，接下来的工作是如何将其转化为可工作的原型，并进行系统的测试与优化。 第九章：焊接技术与元器件贴装 焊接基础知识： 焊料、焊剂、烙铁。 手工焊接技术： 通孔元件焊接、贴片元件焊接（SOP, QFP, BGA等）。 焊接质量的判断与返修。 贴片机（SMT）与回流焊工艺简介。 原型制作的常见问题与解决方案。 第十章：电子设备调试基础 调试前的准备工作： 目视检查、短路/开路检查。 基本测试仪器介绍： 万用表、示波器、信号发生器、逻辑分析仪。 使用万用表进行直流/交流电压、电流、电阻测量。 使用示波器观察波形、测量幅值、频率、相位。 信号发生器的使用： 生成各种波形。 逻辑分析仪在数字电路调试中的应用。 常见调试方法： 分段测试、替换法、对比法。 第十一章：系统测试与性能评估 功能性测试： 验证电路是否按设计实现预期功能。 性能参数测试： 精度、稳定性、响应速度、功耗等。 极限测试： 在极端条件下（温度、电压、湿度）测试设备性能。 可靠性测试。 测试报告的编写与分析。 第十二章：电路优化与问题排查 基于测试结果的优化方向： 提高效率、降低功耗、改善性能、增强稳定性。 常见的电路问题及排查思路： 噪音、不稳定、功能异常、功耗过大。 PCB布局布线优化。 元器件选型的调整。 固件（Firmware）的优化（针对嵌入式系统）。 EMC/EMI问题的解决。 第四部分：案例分析与进阶应用 理论与实践相结合，最终落脚于实际应用。本部分将通过多个真实世界的案例，帮助读者巩固所学知识，并拓展应用视野。 第十三章：电源设计实践 线性稳压电源设计。 开关稳压电源（Buck, Boost, Buck-Boost）设计原理与实践。 低压差（LDO）稳压器选择与应用。 电源滤波与抗干扰设计。 第十四章：传感器接口与信号采集 电阻式、电容式、电感式传感器的信号处理。 仪表放大器的应用。 ADC（模数转换器）原理与选择。 常见的传感器接口协议（I2C, SPI, UART）。 第十五章：嵌入式系统基础与开发实践 微控制器（MCU）选型与外围接口。 简单的嵌入式程序编写与调试。 GPIO, Timer, ADC, PWM等常用外设的应用。 与传感器、执行器的接口设计。 第十六章：电磁兼容（EMC）设计进阶 EMC标准与测试方法。 辐射与传导干扰的产生与抑制。 PCB布局布线对EMC的影响。 滤波器的选择与设计。 第十七章：项目案例分析 实例一：简易数字温度计的设计与实现。 实例二：LED调光模块的设计与制作。 实例三：简单的音频放大器设计。 实例四：基于MCU的智能家居控制单元的初步构思。 (注：案例分析会详细展示从需求分析、方案设计、原理图、PCB、焊接、调试到最终测试的完整过程) 本书特色 理论与实践并重： 每一个理论知识点都力求结合实际应用进行讲解，避免空泛的理论推导。 案例丰富详实： 穿插大量真实的项目案例和故障分析，帮助读者理解理论知识如何在实践中应用。 工具实用指导： 详细介绍各类电子设计软件（EDA、仿真工具）和测试仪器（示波器、万用表）的使用方法。 循序渐进，由浅入深： 内容结构安排合理，适合不同层次的读者，帮助读者逐步建立完整的电子设计能力。 紧跟行业前沿： 涵盖了当前电子设计领域的热点技术和方法。 适合读者 高等院校电子信息类、自动化类、计算机类专业学生。 职业技术学院相关专业的师生。 初入电工电子行业的工程师和技术爱好者。 需要提升电子设计实践能力的在职工程师。 对电子技术感兴趣，希望系统学习并实践的各类人群。 结语 电子设计的魅力在于其不断创造和解决问题的过程。我们希望《电子设计实践指南》能为您点燃创新的火花，为您铺就通往成功之路。愿本书成为您电子设计旅途中不可或缺的伙伴，助您在电子技术的海洋中乘风破浪，创造属于自己的精彩。