基本信息
書名：數字電子技術實驗與課題設計
定價：15.00元
作者：張祥麗
齣版社：北京理工大學齣版社
齣版日期：2011-12-01
ISBN：9787564053925
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.182kg
編輯推薦
內容提要
《數字電子技術實驗與課題設計》，本書共分3章。章主要介紹在電子電路中使用的主要儀器以及在操作中分析、解決問題的方法；第2章主要介紹實驗過程中的操作與檢測方法，並結閤理論課程訓練瞭12個重要的實驗項目；第3章主要介紹課題設計的設計原則、方法以及製作工藝等。本書可作為高職高專院校計算機類、電子信息類、通信類、自動化類、市場營銷類專業《數字電子技術》的配套實驗教材。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《電路魔法師：從基礎到創新的電子世界探索》 一、 什麼是《電路魔法師》？ 《電路魔法師》是一本旨在為廣大電子愛好者、在校學生及初涉電子技術領域的專業人士提供係統化、實踐性電子學知識的讀物。它並非一本枯燥的理論堆砌，而是一場激發創造力、點燃對電子世界好奇心的奇妙旅程。本書將帶領讀者穿越由電阻、電容、電感、晶體管、集成電路等基本元件構成的復雜網絡，揭示它們如何協同工作，驅動我們身邊的萬物運轉。從最簡單的開關電路，到精巧的邏輯門，再到能夠執行復雜任務的微控製器係統，本書將以清晰易懂的語言、詳實生動的實例，以及循序漸進的講解方式，幫助讀者建立起堅實的電子學基礎，並在此基礎上，鼓勵他們進行更具創新性的設計與實踐。 二、 本書的核心內容與結構設計 本書的結構經過精心設計，力求在理論深度與實踐應用之間取得最佳平衡，確保讀者能夠從零開始，逐步掌握電子學的核心知識與技能。 第一部分：電子世界的基石——基礎理論解析 章節一：電流、電壓與電阻的探秘： 我們將從最基本的概念——電荷的流動（電流）和推動電荷的力量（電壓）——開始。通過生動的類比，例如水流和水壓，來解釋這些抽象的概念。 深入理解歐姆定律（V=IR），這是理解所有電子電路的基石。我們將詳細講解電阻的特性，不同材料的電阻率，以及溫度、長度和橫截麵積如何影響電阻值。 介紹串聯和並聯電路的特性。讀者將學習如何計算這些電路的總電阻、總電流和各元件上的電壓降，並瞭解它們在實際應用中的區彆與聯係。 功率的概念及其計算（P=VI=I²R=V²/R）。理解功率消耗與發熱的關係，這對於電路設計中的散熱和安全性至關重要。 實踐鏈接： 簡單的LED亮燈實驗，通過調整電阻來控製LED的亮度，直觀感受歐姆定律的應用。 章節二：電容與電感：能量的存儲與釋放： 深入探討電容的原理，瞭解其存儲電荷的能力，並將其與儲能水箱進行類比。講解電容的容量（法拉）、耐壓值以及不同介質材料對電容特性的影響。 學習電容在直流和交流電路中的行為差異。理解“隔直通交”的特性，以及它在濾波、耦閤和振蕩電路中的應用。 介紹電感的原理，理解其儲存磁場能量的能力，並將其與慣性或阻力進行類比。講解電感的電感量（亨利），以及綫圈的匝數、磁芯材料等如何影響電感值。 學習電感在直流和交流電路中的行為。理解其“通直阻交”的特性，以及在儲能、濾波和變壓器中的作用。 RLC串聯諧振電路的分析。理解諧振頻率的概念，以及其在選頻電路中的重要性。 實踐鏈接： 製作一個簡單的RC延時電路，觀察電容充放電過程中的電壓變化；搭建一個簡單的LC振蕩電路，感受振蕩現象。 章節三：半導體器件的奇妙世界： 二極管： 介紹PN結的形成與特性，理解二極管的單嚮導電性。學習不同類型二極管（如整流二極管、穩壓二極管、發光二極管LED）的特性與應用。 三極管（BJT）： 詳細講解雙極型三極管（NPN和PNP）的工作原理，包括放大區、截止區和飽和區。理解電流放大係數（β）的意義。 場效應管（FET）： 介紹MOSFET（NMOS和PMOS）的工作原理，理解其電壓控製特性，以及與BJT在驅動能力和功耗上的區彆。 基礎放大電路： 學習如何使用晶體管搭建單級放大器，理解放大器的增益、輸入阻抗和輸齣阻抗的概念。 實踐鏈接： 製作一個簡單的晶體管開關電路，控製較大電流的負載；搭建一個簡單的音頻放大器，感受聲音信號的放大。 第二部分：邏輯的構建——數字電路與微控製器 章節四：數字世界的語言——邏輯門與布爾代數： 介紹二進製數與邏輯電平的概念。 深入講解基本邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、邏輯符號和真值錶。 學習布爾代數的基本定理和公式，以及如何使用卡諾圖等方法進行邏輯函數的化簡。 組閤邏輯電路的設計：例如加法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器等。 實踐鏈接： 使用邏輯門集成電路（如74係列芯片）搭建簡單的組閤邏輯電路，例如一個簡單的數字加法器。 章節五：時序的奧秘——觸發器與時序邏輯： 介紹觸發器（SR, D, JK, T）的概念，理解它們作為存儲單元的核心作用。 學習不同類型的觸發器及其工作特點。 寄存器的設計與應用：理解寄存器如何用於存儲數據。 計數器的原理與設計：學習異步計數器和同步計數器的實現。 時序狀態機的設計：理解有限狀態機（FSM）的狀態轉移和輸齣邏輯。 實踐鏈接： 搭建一個簡單的計數器電路，觀察數字的遞增或遞減；製作一個簡單的移位寄存器，體驗數據的流動。 章節六：微控製器：賦予電子設備“智慧”： 介紹微控製器的基本結構：CPU、存儲器（RAM, ROM）、輸入/輸齣接口。 嵌入式C語言編程基礎： 學習如何在微控製器上編寫程序，控製硬件的行為。重點講解變量、數據類型、控製結構（if-else, for, while）、函數等。 GPIO（通用輸入/輸齣）編程： 學習如何配置和使用微控製器的GPIO引腳，實現對外部設備的控製和對傳感器信號的讀取。 中斷係統： 理解中斷的概念，以及如何利用中斷提高程序的響應效率。 定時器與PWM（脈衝寬度調製）： 學習如何使用定時器實現精確的時間控製，以及如何利用PWM控製舵機、LED亮度等。 通信協議基礎： 簡要介紹UART, SPI, I2C等常用通信協議，為後續與其他設備交互打下基礎。 實踐鏈接： 編寫一個簡單的程序，控製LED閃爍；讀取按鈕的狀態，控製LED的開關；使用PWM控製LED的亮度漸變；實現一個簡單的串行通信，將數據發送到電腦。 第三部分：創新的實踐——項目設計與進階探索 章節七：從想法到原型：電路設計的流程與工具： 需求分析與方案設計： 如何將一個初步的想法轉化為可行的電路方案。 原理圖繪製： 學習使用電路設計軟件（如Eagle, KiCad）繪製規範的原理圖。 PCB（印刷電路闆）設計： 介紹PCB的構成，學習PCB布局、布綫的基本規則和技巧。 元器件選型與采購： 如何根據電路需求選擇閤適的電子元器件。 焊接與調試技巧： 掌握基本的焊接技術，以及解決電路故障的常用方法。 仿真工具的應用： 介紹電路仿真軟件（如LTspice, Proteus）在設計驗證中的作用。 實踐鏈接： 以書中提供的若乾典型項目為例，帶領讀者完成從原理圖到PCB設計，並進行實際製作。 章節八：案例分析與創意啓發： 本書將提供一係列精選的、具有代錶性的電子項目案例，涵蓋瞭不同領域和難度級彆。例如： 智能傢居入門： 溫濕度監測與顯示係統。 物聯網應用： 基於ESP8266/ESP32的WiFi遠程控製燈光。 自動化控製： 自動澆水係統。 趣味電子： 簡易電子琴，DIY音樂播放器。 傳感器應用： 光敏電阻、超聲波傳感器、土壤濕度傳感器等的使用。 每個案例都將詳細解析其工作原理、電路設計、元器件清單、程序代碼以及製作步驟。 設計思維訓練： 鼓勵讀者在學習案例的基礎上，思考如何改進和創新，提齣自己的項目想法。 實踐鏈接： 以書中提供的部分案例為基礎，鼓勵讀者進行個性化修改和功能擴展，激發創新思維。 章節九：電路安全的考量與可持續發展： 電源安全： 介紹不同電源（電池、適配器）的安全使用規範，防觸電、防短路。 元器件的額定值： 理解電壓、電流、功率的額定值限製，避免元器件損壞。 散熱設計： 講解在高功率電路中，如何進行有效的散熱設計。 電磁兼容性（EMC）基礎： 簡要介紹乾擾的産生與抑製。 綠色電子： 關注電子垃圾的處理與迴收，以及低功耗設計的重要性。 實踐鏈接： 討論在設計過程中需要注意的安全事項，例如為高功率項目增加散熱片。 三、 本書的特色與優勢 實踐導嚮： 理論講解與實際操作緊密結閤，每一章節都配有相應的實驗或項目，讓讀者在動手實踐中鞏固知識。 由淺入深： 從最基礎的電學概念講起，逐步過渡到復雜的數字電路和微控製器技術，適閤不同層次的讀者。 知識全麵： 涵蓋瞭模擬電子、數字電子、微控製器編程等核心內容，為讀者構建一個完整的電子學知識體係。 案例豐富： 提供大量實用且有趣的案例，激發讀者的學習興趣和創新能力。 語言通俗易懂： 避免使用過於晦澀的專業術語，力求用最清晰、最形象的語言解釋復雜的概念。 強調設計思維： 不僅教授“怎麼做”，更引導讀者思考“為什麼這麼做”，培養獨立解決問題和創新的能力。 麵嚮未來： 關注當前電子技術的發展趨勢，如物聯網、嵌入式係統等，為讀者未來的學習和發展指明方嚮。 四、 目標讀者 對電子技術感興趣的初學者。 電子類、自動化類、計算機類等相關專業的在校大學生。 希望提升自身電子技能的業餘愛好者。 需要進行電子産品開發和項目設計的工程師。 對科學實驗和動手製作充滿熱情的學生及教育工作者。 《電路魔法師》將是一本值得您珍藏的電子學習夥伴，它將點燃您對電子世界的無限熱情，開啓您成為一名“電路魔法師”的精彩旅程。準備好迎接挑戰，用您的雙手和智慧，創造屬於您的電子奇跡吧！
這本書的語言風格充滿瞭自信和穿透力，完全沒有一般技術文檔那種刻闆和冗餘。作者在闡述復雜概念時，總能找到一種既精準又生動的錶達方式，仿佛一位經驗老到的導師在耳邊親自指導。我發現自己閱讀起來的流暢度遠超預期，很多原本需要多次對照查閱的術語，在初次閱讀時就通過上下文的巧妙結閤得到瞭清晰的界定。更吸引人的是，書中偶爾流露齣的對技術發展趨勢的洞察和思考，這些“題外話”雖然不直接構成核心公式，卻極大地拓寬瞭讀者的視野，激發瞭對未來技術方嚮的思考。這種兼具權威性與啓發性的語言魅力，使得學習過程不再是枯燥的記憶，而更像是一場與思想的深度對話。