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页数:512

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出版时间:2010-1

价格:48.00元

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isbn号码:9787508393094

丛书系列:

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• 电开
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• 电子入门
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• DIY电子
• 电路基础
• 电子制作
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• 电子电路

数字浪潮下的创客指南：从零到一的硬件实验手册 一、 跨越数字鸿沟：构建你第一个电子系统的蓝图 在这个万物互联的时代，对“电子”的理解不再是遥不可及的专业知识，而是触手可及的创造力。本书并非面向已经熟稔于微控制器编程或复杂电路设计的工程师，而是一本专为渴望踏入电子世界、但缺乏系统指导的初学者量身打造的实践指南。它摒弃了枯燥的理论推导和晦涩的公式，而是聚焦于“动手做”的乐趣与成就感。 全书以一套清晰、循序渐进的实验流程为骨架，旨在帮助读者建立对现代电子系统工作原理的直观认识。我们将从最基础的电学常识入手——不是复杂的欧姆定律证明，而是如何安全地使用万用表测量电压和电流，理解电阻、电容和电感这三大基本元件在电路中的实际作用。这些看似基础的步骤，却是未来一切复杂项目得以成功的基石。我们相信，只有真正感受过电流的流动，才能理解电路的生命力。 核心内容模块概览： 1. 安全与工具箱的建立： 如何挑选一套性价比高且实用的入门级工具（烙铁、热风枪、面包板、导线、基础元件库）。强调安全操作规范，避免因短路或错误接线带来的元件损坏或人身风险。 2. 模拟世界的基石： 深入浅出地介绍直流与交流电的概念，着重讲解如何使用电阻进行分压、如何通过电容进行滤波和定时，以及如何利用电感构建简单的阻抗匹配。每个概念都配有至少一个可以直接在面包板上实现的简单演示电路。 3. 离散逻辑的魔力： 从最基础的与门、或门、非门开始，介绍TTL和CMOS逻辑系列的特性。通过搭建简单的逻辑电路，如半加器、锁存器，让读者亲身体会布尔代数是如何转化为物理实现的。 二、 微控制器世界的敲门砖：从硬件接口到第一个程序 如果说基础元件构成了电子的“词汇”，那么微控制器（MCU）就是赋予系统“语言”的灵魂。本书选择目前社区支持最完善、学习资源最为丰富的平台之一作为切入点，但我们不会将重点局限于某个特定品牌，而是侧重于通用编程思维和硬件交互逻辑。 我们用了相当大的篇幅来讲解如何正确地驱动和读取外部设备。这部分内容是连接软件思维和硬件动作的关键桥梁。 数字I/O的精妙运用： 如何通过简单的代码点亮LED阵列，如何设计一个按钮输入系统，处理按键的抖动问题（Debounce）。我们讲解中断的概念，而非仅仅依赖于轮询，使程序运行效率和响应速度得到质的飞跃。 模拟世界的数字化： 深入剖析模数转换器（ADC）的工作原理，如何读取电位器、光敏电阻或温度传感器等模拟信号，并将其转化为可供程序处理的数字数值。我们会探讨采样率和分辨率对最终结果的影响。 串行通信的基石： UART、SPI和I2C是现代电子设备互相“交谈”的方式。本书将以图示化的方式解释这三种协议的时序图，并提供清晰的代码示例，指导读者如何利用这些接口连接显示屏（如OLED）、存储芯片或更复杂的传感器模块。我们重点强调“主设备”与“从设备”的角色划分和数据交换的完整流程。 三、 传感、驱动与执行：让你的设备动起来 电子项目的趣味性往往体现在它能与现实世界进行互动。本手册的第三部分，专注于如何有效地“驱动”那些需要较大电流的元件，以及如何从环境中“捕获”信息。 1. 功率驱动艺术： 讲解三极管（BJT）和场效应管（MOSFET）作为开关的原理，这对于驱动继电器、直流电机或高亮度LED至关重要。我们会详细分析如何正确地选择基极或栅极的驱动电阻，以及保护二极管（Flyback Diode）在电机驱动电路中的不可替代性。 2. 步进与伺服： 针对需要精确位置控制的应用，我们提供了一套完整的步进电机控制方案，包括如何使用驱动芯片（如A4988或ULN2003）来细分驱动，实现平稳的转动。同时，也会简要介绍伺服电机在角度控制上的优势与应用场景。 3. 基础通信协议应用： 走出本地实验，介绍如何利用成熟的通信协议，如将温湿度数据通过蓝牙或Wi-Fi模块（假设使用特定的、但可替换的模块作为载体进行原理讲解）发送到手机或电脑端进行可视化。这里的重点在于数据的封装、传输和接收端的解析逻辑，而非底层网络协议的复杂细节。 四、 调试与故障排除的实战经验 电子制作中，失败是常态，高效的调试能力才是区分“会做”和“能做”的关键。本书的最后一部分，是基于多年项目经验的“避坑指南”。 万用表的高级用法： 如何利用万用表的蜂鸣档快速定位断路；如何利用示波器（即便只是软件仿真或入门级硬件）观察信号波形，判断时序是否正确。 电源稳定性检查： 讲解电源纹波、地线设计对数字电路稳定性的影响，以及如何通过增加去耦电容来解决瞬时大电流导致的系统复位问题。 软件与硬件的“拉锯战”： 区分是程序逻辑错误、硬件连接错误还是元件本身损坏。提供一套系统的排查流程，帮助读者快速定位问题根源，提高调试效率。 总结： 《数字浪潮下的创客指南》致力于提供一套扎实、可操作的电子制作方法论。它不提供现成的“成品代码”，而是教会读者理解每一行代码背后的硬件逻辑，以及每一个电路连接的物理意义。阅读本书后，您将能够自信地从一块空白的面包板开始，独立设计、制作并调试出属于自己的小型自动化、数据采集或交互式电子产品。这不是一本速成手册，而是一张通往持续学习和创新的邀请函。

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