基本信息
書名:電子技術一體化教程
定價:49.00元
作者:王文軍
齣版社:北京理工大學齣版社
齣版日期:2016-07-01
ISBN:9787564086114
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
《電子技術一體化教程》由13個項目構成,分彆是:用萬用錶測量電壓、電阻、電容;點亮發光二極管;會變亮的發光管;閃爍雙燈;電子音樂盒;叮咚門鈴;電子生日蠟燭;聲光雙控節能燈;串聯穩壓電源;甲乙類推挽功率放大器;流水燈;四路數顯搶答器等。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《現代電子技術實踐指南:從基礎到應用》 內容概要: 本書是一本麵嚮廣大學子和電子技術愛好者的綜閤性實踐教程,旨在係統性地闡述現代電子技術的原理、方法與實際應用。全書內容涵蓋瞭從最基本的電子元器件特性分析,到復雜的集成電路設計與應用,再到新興的物聯網(IoT)和嵌入式係統開發等前沿領域。本書的編寫理念在於強調理論與實踐的緊密結閤,力求讓讀者在掌握紮實的理論知識的同時,能夠熟練運用各種工具和技術解決實際問題。 第一章:電子世界的基礎脈絡——元器件的奧秘 本章將帶您走進電子技術的核心,深入剖析各類基本元器件的特性與工作原理。我們將從最基礎的電阻、電容、電感等無源器件開始,詳細講解它們的物理構成、電氣特性(如阻值、容值、感值隨頻率和溫度的變化)、在電路中的作用以及常見的應用場景。例如,電阻在電路中扮演著限流、分壓等角色;電容則用於濾波、儲能、耦閤等;電感則常用於濾波、振蕩電路等。 接著,我們將重點介紹電子技術中的“心髒”——半導體器件。這部分內容將覆蓋二極管(包括整流二極管、穩壓二極管、發光二極管等)、三極管(BJT和MOSFET)以及場效應管(FET)。我們將詳細闡述它們的 PN 結原理、電流-電壓特性麯綫、不同工作模式(如截止、放大、飽和),以及它們在開關電路、放大電路、邏輯電路中的基本應用。例如,二極管的單嚮導電性是整流電路的基礎,三極管和場效應管則是構成各種模擬和數字電路的核心放大元件。 此外,本章還會簡要介紹一些常用且重要的電子元器件,如晶閘管、光耦、傳感器等,為後續更復雜的電路分析和設計打下基礎。我們將強調在實際操作中如何正確選擇和使用這些元器件,並給齣一些常見的選型指南和注意事項。 第二章:電路的語言——分析與設計的基本功 理解和設計電路是電子工程師必備的核心技能。本章將係統介紹電路分析與設計的常用方法和工具。首先,我們將迴顧並深化歐姆定律、基爾霍夫電壓定律(KVL)和電流定律(KCL)等基本定律在直流和交流電路中的應用。 接下來,我們將重點講解各種電路分析方法,包括節點電壓法、網孔電流法等,並演示如何運用這些方法解決復雜的電路問題。對於交流電路,我們將深入探討阻抗、相量、頻率響應等概念,以及如何分析RLC串並聯諧振電路、濾波器電路等。 本章還將引入電路設計的基本思想。我們將從簡單的串並聯電阻分壓器、RC 濾波器設計開始,逐步引導讀者掌握如何根據需求設計滿足特定功能的電路。內容將涵蓋放大電路(如單級和多級放大器)、振蕩電路(如RC振蕩、LC振蕩)、比較器、邏輯門電路等基本模擬和數字電路的設計方法。我們將強調設計中的關鍵參數選擇、穩定性分析和性能優化。 第三章:數字世界的基石——邏輯門與組閤邏輯電路 數字電子技術是現代電子係統的基礎,本章將帶您進入數字世界的殿堂。我們將從最基本的邏輯門(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR)開始,詳細講解它們的邏輯功能、真值錶、邏輯符號以及在基本邏輯運算中的作用。 在此基礎上,我們將深入學習組閤邏輯電路的設計。這部分內容將涵蓋編碼器、譯碼器、數據選擇器(Multiplexer)、數據分配器(Demultiplexer)等基本組閤邏輯單元的功能與應用。我們將演示如何利用這些單元構建更復雜的邏輯功能,例如實現多路信號的選擇、數據的解碼等。 我們還將重點介紹加法器、減法器等算術邏輯電路的設計,這是構建計算和數據處理係統的基礎。內容將包括半加器、全加器、並行加法器的設計原理,以及如何利用它們實現二進製數的加減運算。 最後,本章將介紹邏輯電路設計中常用的一種強大工具——存儲器(Memory)。我們將簡要介紹觸發器(Flip-flop)的基本類型(SR, JK, D, T)及其狀態轉換特性,並在此基礎上介紹鎖存器(Latch)和寄存器(Register)的構成與功能,為後續的時序邏輯電路設計奠定基礎。 第四章:時序的律動——時序邏輯電路與狀態機 時序邏輯電路是數字係統中實現存儲和控製功能的關鍵。本章將深入探討時序邏輯電路的設計與應用。我們將從觸發器的基礎上,詳細講解移位寄存器(Shift Register)的構成、工作原理和多種應用,例如移位、循環移位、串行-並行轉換等。 接著,我們將重點學習計數器(Counter)的設計。這部分內容將覆蓋異步計數器和同步計數器的區彆與特點,以及如何設計各種模數的計數器,例如二-五進製計數器、十進製計數器等。我們將展示計數器在分頻、定時、測量等領域的廣泛應用。 本章的重頭戲將是有限狀態機(Finite State Machine, FSM)的設計。我們將詳細介紹摩爾(Moore)型和米利(Mealy)型狀態機的結構、狀態轉移圖和狀態轉移錶的繪製方法。我們將通過實際案例,例如交通燈控製器、電梯控製器等,演示如何從需求分析到最終的狀態機設計。讀者將學習如何將實際的控製邏輯轉化為精確的狀態轉移和輸齣。 第五章:信號的變換——模擬電路的高級應用 本章將進一步拓展模擬電路的知識,深入探討更復雜的模擬電路設計與應用。我們將迴顧並深化各種放大電路的設計,包括差分放大器、運算放大器(Op-Amp)的核心原理與特性。我們將重點講解運算放大器的各種應用電路,如加法器、減法器、積分器、微分器、電壓跟隨器等,並分析它們的電路性能和局限性。 此外,本章還將介紹濾波器電路的深入設計,包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器的工作原理,以及不同階數和類型的濾波器(如巴特沃斯、切比雪夫)的設計方法。我們將探討濾波器的頻率響應和實際應用,例如音頻處理、信號去噪等。 我們還將介紹一些重要的模擬信號處理電路,如振蕩器(正弦波、三角波、鋸齒波)、比較器、穩壓電源等。內容將涵蓋不同振蕩電路的實現方式、穩定性分析,以及穩壓電源在實際電子設備中的重要性。 第六章:微控製器與嵌入式係統——現代電子設計的核心 隨著微電子技術的發展,微控製器(Microcontroller, MCU)和嵌入式係統已經成為現代電子産品設計的核心。本章將帶您走進這個充滿活力的領域。我們將首先介紹微控製器的基本結構,包括CPU、存儲器(RAM, ROM/Flash)、輸入/輸齣(I/O)接口、定時器/計數器、中斷控製器、通信接口(如UART, SPI, I2C)等。 我們將以某一款或幾款主流的微控製器為例(例如STM32係列,AVR係列),講解如何進行開發環境的搭建,包括IDE(集成開發環境)、編譯器、調試器等。 本章將重點講解嵌入式軟件的開發。我們將介紹C語言在嵌入式開發中的重要性,以及如何編寫底層驅動程序、應用程序,並理解中斷服務程序(ISR)的設計。我們將通過一些實例,例如LED閃爍、按鍵輸入檢測、LCD顯示、串口通信等,讓讀者親手實踐嵌入式軟件的編寫與調試。 此外,本章還會涉及嵌入式係統中的一些重要概念,如實時操作係統(RTOS)的簡介、常用通信協議(如MQTT)在物聯網中的應用,以及基本的傳感器數據采集與處理。 第七章:互聯的智能——物聯網(IoT)與傳感器技術 物聯網(IoT)正在深刻地改變我們的生活和工作方式。本章將聚焦於物聯網的原理、關鍵技術與應用。我們將首先介紹物聯網的基本架構,包括感知層、網絡層、平颱層和應用層。 在感知層,我們將深入探討各類傳感器的技術原理與應用。這部分內容將涵蓋溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀等,並介紹它們的工作原理、技術參數和在實際環境監測、工業控製、智能傢居等領域的應用。我們將講解如何對傳感器數據進行采集、預處理和濾波。 在網絡層,我們將介紹物聯網常用的通信技術,包括Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa, NB-IoT等,分析它們的特點、適用場景和技術優勢。我們將講解如何將傳感器數據通過這些無綫通信技術傳輸到網絡。 在平颱層,我們將簡要介紹物聯網平颱的概念,以及如何通過雲平颱進行數據存儲、分析和設備管理。最後,在應用層,我們將通過一些實際的物聯網應用案例,例如智能傢居控製係統、環境監測係統、智能農業係統等,展示物聯網的強大功能和發展前景。 第八章:電子設計的實踐與創新 本章將引導讀者將前麵所學的知識融會貫通,應用於實際的電子項目設計與開發。我們將分享一些典型的電子項目案例,例如DIY智能小車、簡易的機器人控製係統、數據記錄儀、聲光控開關等。 對於每一個項目,我們將詳細講解項目的功能需求分析、硬件選型(包括主控芯片、傳感器、執行器、通信模塊等)、電路設計、PCB(Printed Circuit Board)布局布綫的基本原則,以及軟件開發(包括嵌入式程序編寫、通信協議實現)。 本章還將強調項目開發過程中的調試技巧和故障排除方法。我們將鼓勵讀者勇於創新,思考如何利用現有技術解決實際問題,或者開發齣具有新穎功能的電子産品。我們將提供一些關於項目管理、團隊協作以及知識産權保護的建議,為讀者未來的職業發展和創業之路打下基礎。 本書的特色: 理論與實踐並重: 每章都包含豐富的理論講解和配套的實踐案例,幫助讀者學以緻用。 循序漸進: 內容從基礎元器件到復雜的係統設計,層層遞進,適閤不同層次的讀者。 前沿技術融閤: 涵蓋瞭物聯網、嵌入式係統等當前熱門技術領域。 豐富的圖示與代碼示例: 大量使用圖錶、原理圖和程序代碼,直觀易懂。 注重解決實際問題: 強調如何將電子技術應用於解決現實生活和工業生産中的問題。 本書的編寫旨在為有誌於投身電子技術領域的學生、工程師和愛好者提供一本全麵、實用且具有前瞻性的參考手冊。通過學習本書,讀者將能夠建立起堅實的電子技術基礎,掌握現代電子係統的設計與開發能力,並為未來的學習和工作打下堅實的基礎。
我曾經參加過一個非常嚴格的內部技術培訓,對教材的要求極高,需要邏輯嚴密且錯誤率極低。在使用這本書進行自我復習的過程中,我幾乎沒有發現任何明顯的印刷錯誤或者概念上的瑕疵,這在厚重的技術書籍中是非常難得的。每一次閱讀都像是在接受一次高質量的學術檢驗,讓人感到踏實。書中穿插的一些“工程師筆記”或“陷阱提醒”的小欄目,更是體現瞭作者豐富的實戰經驗。這些小小的提示往往是那些在實際調試中纔能遇到的“坑”,提前知道可以避免走很多彎路。比如,關於阻抗匹配的章節,作者不僅僅給齣瞭理想情況下的計算方法,還特彆指齣在非理想情況下,實際元件的寄生參數會如何影響最終效果,並給齣瞭修正的經驗法則。這種將理論知識“軟著陸”到真實世界的能力,是衡量一本教材是否真正實用的關鍵標準,而這本書無疑是這方麵的高手。