具体描述
《实用电子技术(数字部分)》依据新的高等教育理论,围绕4个“教、学、做一体化”的项目(3人表决器的设计与制作、一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制作、数字电子钟的设计与制作、A/D转换器的设计与制作)展开,引导学习者通过4个项目的实践性的学习,逐步掌握现代数字电子技术的思想方法与基本内容。在重点提高数字电子技术的基本技能的同时掌握必要的数字电子技术的知识。
《实用电子技术(数字部分)》可作为应用型本科院校、高等职业技术学院、中等职业技术学校、技工学校的电子类、机械类专业学生及希望掌握数字电子技术的相关工程技术人员的教材或学习参考书。
《电子设计与应用:从基础到前沿》 内容简介: 本书旨在为广大电子技术爱好者、在校学生及相关领域从业人员提供一套系统、深入的电子设计与应用的学习指南。内容涵盖了从经典模拟电路到尖端数字系统,再到嵌入式系统开发以及物联网(IoT)应用的广泛主题。通过理论讲解、案例分析和实践指导,本书力求帮助读者建立扎实的电子技术基础,掌握现代电子设备的设计理念和实现方法,并激发创新灵感,应对未来技术挑战。 第一部分:模拟电子电路的基石 本部分将深入剖析模拟电子电路的核心概念和关键元件。我们将从最基础的电阻、电容、电感特性及其在电路中的作用讲起,逐步过渡到二极管、三极管、场效应管等半导体器件的工作原理、特性曲线分析以及典型应用。读者将学习如何搭建简单的直流电源、放大电路、滤波电路,理解信号的放大、衰减、滤波等基本处理过程。 元器件详解: 详细介绍各种无源元件(电阻、电容、电感)的选型、参数意义及在不同电路中的作用;深入探讨半导体二极管(整流二极管、稳压二极管、发光二极管等)的PN结特性、伏安特性曲线、等效电路模型,以及晶体三极管(BJT)和场效应晶体管(FET)的结构、工作区域(放大区、饱和区、截止区)、跨导、输出特性曲线等。 放大电路: 阐述不同组态(共射、共集、共基)的单级和多级放大电路的设计原理,包括偏置电路的设计、电压增益、电流增益、输入电阻、输出电阻的计算与优化。重点讲解负反馈在稳定放大器性能、扩展带宽、降低失真方面的作用。 信号处理电路: 介绍各种滤波器(低通、高通、带通、带阻)的原理、设计方法(巴特沃斯、切比雪夫等逼近类型)、Q值、截止频率的计算,以及有源滤波器和无源滤波器的优劣分析。同时,涵盖振荡器(RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器)的工作原理、频率稳定性分析以及在信号生成中的应用。 电源与稳压: 深入讲解线性稳压电源和开关稳压电源的设计与原理,包括变压器设计、整流与滤波电路、线性稳压器(如78xx系列)的工作原理、保护措施,以及开关电源(Buck、Boost、Buck-Boost)的工作模式、功率变换原理、控制方法和电磁兼容性(EMC)问题。 第二部分:数字电子世界的逻辑 本部分将带领读者走进由0和1构成的数字世界,理解数字信号的特性,掌握数字逻辑电路的设计与应用。从最基本的逻辑门电路入手,循序渐进地学习组合逻辑电路和序逻辑电路的设计方法。 二进制与逻辑代数: 讲解二进制数制及其与十进制、十六进制的转换;深入学习布尔代数的基本定理、定律和逻辑运算(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR),以及卡诺图(Karnaugh Map)化简逻辑函数的方法。 组合逻辑电路: 介绍编码器、译码器、数据选择器(MUX)、数据分配器(DEMUX)、加法器、减法器、比较器等基本组合逻辑模块的功能和设计。读者将学习如何利用逻辑门和集成电路芯片搭建复杂的功能模块。 序逻辑电路: 讲解触发器(RS, JK, D, T)的工作原理、状态转换图、状态表,以及如何利用触发器构成锁存器、寄存器(移位寄存器、并行寄存器)。 时序逻辑电路: 深入研究计数器(异步计数器、同步计数器、环形计数器、约翰逊计数器)的设计与应用,以及状态机(有限状态机,FSM)的概念,包括Moore型和Mealy型状态机的设计流程,用于实现序列发生器、控制器等。 可编程逻辑器件(PLD): 介绍CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程门阵列)的基本架构、工作原理、编程语言(Verilog, VHDL)以及在现代数字系统设计中的重要作用。 第三部分:嵌入式系统与微控制器 本部分将聚焦于嵌入式系统的核心——微控制器(MCU)的设计与开发。读者将了解微控制器的架构、指令集,并学习如何使用C语言进行嵌入式程序设计,实现各种功能。 微控制器架构与原理: 详细介绍通用微控制器(如AVR, ARM Cortex-M系列)的CPU核心、存储器(Flash, RAM)、I/O接口、定时器/计数器、中断控制器、ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)、通信接口(UART, SPI, I2C)等关键组成部分的功能和工作原理。 嵌入式C语言编程: 学习如何使用C语言编写嵌入式程序,掌握寄存器操作、位操作、中断服务程序的编写、驱动程序的开发等核心技能。 外设接口与应用: 讲解如何利用微控制器驱动各种外设,如LED、LCD显示屏、按键、传感器(温度、湿度、光照、加速度等)、执行器(电机、舵机)。 实时操作系统(RTOS): 介绍实时操作系统的概念、任务管理、任务调度、信号量、互斥锁、消息队列等核心概念,以及如何在嵌入式系统中应用RTOS来管理复杂的多任务应用。 调试与优化: 学习使用仿真器、调试器(如JTAG, SWD)进行程序的调试,以及针对性能、功耗和存储空间的优化方法。 第四部分:通信原理与实践 本部分将触及现代电子系统中至关重要的通信技术,从基本的信号调制解调原理到常见的通信协议。 信号调制与解调: 讲解幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等模拟调制方式的原理、频谱特性以及应用。介绍数字调制方式,如ASK, FSK, PSK, QAM等。 数字通信基础: 探讨采样定理、量化、编码等数字信号处理过程,以及信道编码、纠错码(如海明码)在提高通信可靠性中的作用。 通信协议: 介绍串行通信(RS-232, RS-485)和并行通信的基本概念和应用。深入讲解TCP/IP协议族在网络通信中的地位,以及HTTP, FTP, SMTP等常见应用层协议。 无线通信: 简要介绍无线通信的基本原理,包括射频(RF)基础、天线、以及Wi-Fi, Bluetooth等常见无线通信技术的应用场景。 第五部分:传感器技术与物联网(IoT)应用 本部分将重点关注传感器在信息采集中的作用,并引导读者了解物联网的架构和实现。 各类传感器原理与应用: 详细介绍各类常用传感器的工作原理、技术参数和应用领域,包括温度传感器(热电偶、热敏电阻、RTD)、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器、气体传感器、加速度计、陀螺仪、GPS模块等。 物联网(IoT)架构与关键技术: 讲解物联网的分层架构(感知层、网络层、平台层、应用层),以及RFID、Zigbee、LoRa等低功耗广域网(LPWAN)通信技术。 云平台与数据处理: 介绍物联网云平台的概念和作用,以及如何进行传感器数据的采集、存储、分析和可视化。 实例开发: 通过具体的物联网应用实例,如智能家居、智慧农业、工业监测等,展示如何将传感器、微控制器、通信技术和云平台结合起来,实现端到端的物联网解决方案。 附录: 常用电子元器件手册查阅指南 电路设计常用软件介绍(如Altium Designer, KiCad, Eagle) 嵌入式开发常用工具链与IDE介绍 电子焊接基础与技巧 电子项目故障排除指南 本书内容丰富,由浅入深,理论联系实际,辅以大量的图示和实例,力求使读者在掌握电子技术基本原理的同时,也能动手实践,设计和实现自己的电子作品。无论是作为入门学习的教材,还是作为专业人士的参考,本书都将为您提供宝贵的知识与启迪。