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张祥丽 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564053925

商品编码：29678328639

包装：平装

出版时间：2011-12-01

基本信息

书名：数字电子技术实验与课题设计

定价：15.00元

作者：张祥丽

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2011-12-01

ISBN：9787564053925

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.182kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《数字电子技术实验与课题设计》，本书共分3章。章主要介绍在电子电路中使用的主要仪器以及在操作中分析、解决问题的方法；第2章主要介绍实验过程中的操作与检测方法，并结合理论课程训练了12个重要的实验项目；第3章主要介绍课题设计的设计原则、方法以及制作工艺等。本书可作为高职高专院校计算机类、电子信息类、通信类、自动化类、市场营销类专业《数字电子技术》的配套实验教材。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电路魔法师：从基础到创新的电子世界探索》 一、 什么是《电路魔法师》？ 《电路魔法师》是一本旨在为广大电子爱好者、在校学生及初涉电子技术领域的专业人士提供系统化、实践性电子学知识的读物。它并非一本枯燥的理论堆砌，而是一场激发创造力、点燃对电子世界好奇心的奇妙旅程。本书将带领读者穿越由电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等基本元件构成的复杂网络，揭示它们如何协同工作，驱动我们身边的万物运转。从最简单的开关电路，到精巧的逻辑门，再到能够执行复杂任务的微控制器系统，本书将以清晰易懂的语言、详实生动的实例，以及循序渐进的讲解方式，帮助读者建立起坚实的电子学基础，并在此基础上，鼓励他们进行更具创新性的设计与实践。 二、 本书的核心内容与结构设计 本书的结构经过精心设计，力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡，确保读者能够从零开始，逐步掌握电子学的核心知识与技能。 第一部分：电子世界的基石——基础理论解析 章节一：电流、电压与电阻的探秘： 我们将从最基本的概念——电荷的流动（电流）和推动电荷的力量（电压）——开始。通过生动的类比，例如水流和水压，来解释这些抽象的概念。 深入理解欧姆定律（V=IR），这是理解所有电子电路的基石。我们将详细讲解电阻的特性，不同材料的电阻率，以及温度、长度和横截面积如何影响电阻值。 介绍串联和并联电路的特性。读者将学习如何计算这些电路的总电阻、总电流和各元件上的电压降，并了解它们在实际应用中的区别与联系。 功率的概念及其计算（P=VI=I²R=V²/R）。理解功率消耗与发热的关系，这对于电路设计中的散热和安全性至关重要。 实践链接： 简单的LED亮灯实验，通过调整电阻来控制LED的亮度，直观感受欧姆定律的应用。 章节二：电容与电感：能量的存储与释放： 深入探讨电容的原理，了解其存储电荷的能力，并将其与储能水箱进行类比。讲解电容的容量（法拉）、耐压值以及不同介质材料对电容特性的影响。 学习电容在直流和交流电路中的行为差异。理解“隔直通交”的特性，以及它在滤波、耦合和振荡电路中的应用。 介绍电感的原理，理解其储存磁场能量的能力，并将其与惯性或阻力进行类比。讲解电感的电感量（亨利），以及线圈的匝数、磁芯材料等如何影响电感值。 学习电感在直流和交流电路中的行为。理解其“通直阻交”的特性，以及在储能、滤波和变压器中的作用。 RLC串联谐振电路的分析。理解谐振频率的概念，以及其在选频电路中的重要性。 实践链接： 制作一个简单的RC延时电路，观察电容充放电过程中的电压变化；搭建一个简单的LC振荡电路，感受振荡现象。 章节三：半导体器件的奇妙世界： 二极管： 介绍PN结的形成与特性，理解二极管的单向导电性。学习不同类型二极管（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管LED）的特性与应用。 三极管（BJT）： 详细讲解双极型三极管（NPN和PNP）的工作原理，包括放大区、截止区和饱和区。理解电流放大系数（β）的意义。 场效应管（FET）： 介绍MOSFET（NMOS和PMOS）的工作原理，理解其电压控制特性，以及与BJT在驱动能力和功耗上的区别。 基础放大电路： 学习如何使用晶体管搭建单级放大器，理解放大器的增益、输入阻抗和输出阻抗的概念。 实践链接： 制作一个简单的晶体管开关电路，控制较大电流的负载；搭建一个简单的音频放大器，感受声音信号的放大。 第二部分：逻辑的构建——数字电路与微控制器 章节四：数字世界的语言——逻辑门与布尔代数： 介绍二进制数与逻辑电平的概念。 深入讲解基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、逻辑符号和真值表。 学习布尔代数的基本定理和公式，以及如何使用卡诺图等方法进行逻辑函数的化简。 组合逻辑电路的设计：例如加法器、译码器、编码器、多路选择器等。 实践链接： 使用逻辑门集成电路（如74系列芯片）搭建简单的组合逻辑电路，例如一个简单的数字加法器。 章节五：时序的奥秘——触发器与时序逻辑： 介绍触发器（SR, D, JK, T）的概念，理解它们作为存储单元的核心作用。 学习不同类型的触发器及其工作特点。 寄存器的设计与应用：理解寄存器如何用于存储数据。 计数器的原理与设计：学习异步计数器和同步计数器的实现。 时序状态机的设计：理解有限状态机（FSM）的状态转移和输出逻辑。 实践链接： 搭建一个简单的计数器电路，观察数字的递增或递减；制作一个简单的移位寄存器，体验数据的流动。 章节六：微控制器：赋予电子设备“智慧”： 介绍微控制器的基本结构：CPU、存储器（RAM, ROM）、输入/输出接口。 嵌入式C语言编程基础： 学习如何在微控制器上编写程序，控制硬件的行为。重点讲解变量、数据类型、控制结构（if-else, for, while）、函数等。 GPIO（通用输入/输出）编程： 学习如何配置和使用微控制器的GPIO引脚，实现对外部设备的控制和对传感器信号的读取。 中断系统： 理解中断的概念，以及如何利用中断提高程序的响应效率。 定时器与PWM（脉冲宽度调制）： 学习如何使用定时器实现精确的时间控制，以及如何利用PWM控制舵机、LED亮度等。 通信协议基础： 简要介绍UART, SPI, I2C等常用通信协议，为后续与其他设备交互打下基础。 实践链接： 编写一个简单的程序，控制LED闪烁；读取按钮的状态，控制LED的开关；使用PWM控制LED的亮度渐变；实现一个简单的串行通信，将数据发送到电脑。 第三部分：创新的实践——项目设计与进阶探索 章节七：从想法到原型：电路设计的流程与工具： 需求分析与方案设计： 如何将一个初步的想法转化为可行的电路方案。 原理图绘制： 学习使用电路设计软件（如Eagle, KiCad）绘制规范的原理图。 PCB（印刷电路板）设计： 介绍PCB的构成，学习PCB布局、布线的基本规则和技巧。 元器件选型与采购： 如何根据电路需求选择合适的电子元器件。 焊接与调试技巧： 掌握基本的焊接技术，以及解决电路故障的常用方法。 仿真工具的应用： 介绍电路仿真软件（如LTspice, Proteus）在设计验证中的作用。 实践链接： 以书中提供的若干典型项目为例，带领读者完成从原理图到PCB设计，并进行实际制作。 章节八：案例分析与创意启发： 本书将提供一系列精选的、具有代表性的电子项目案例，涵盖了不同领域和难度级别。例如： 智能家居入门： 温湿度监测与显示系统。 物联网应用： 基于ESP8266/ESP32的WiFi远程控制灯光。 自动化控制： 自动浇水系统。 趣味电子： 简易电子琴，DIY音乐播放器。 传感器应用： 光敏电阻、超声波传感器、土壤湿度传感器等的使用。 每个案例都将详细解析其工作原理、电路设计、元器件清单、程序代码以及制作步骤。 设计思维训练： 鼓励读者在学习案例的基础上，思考如何改进和创新，提出自己的项目想法。 实践链接： 以书中提供的部分案例为基础，鼓励读者进行个性化修改和功能扩展，激发创新思维。 章节九：电路安全的考量与可持续发展： 电源安全： 介绍不同电源（电池、适配器）的安全使用规范，防触电、防短路。 元器件的额定值： 理解电压、电流、功率的额定值限制，避免元器件损坏。 散热设计： 讲解在高功率电路中，如何进行有效的散热设计。 电磁兼容性（EMC）基础： 简要介绍干扰的产生与抑制。 绿色电子： 关注电子垃圾的处理与回收，以及低功耗设计的重要性。 实践链接： 讨论在设计过程中需要注意的安全事项，例如为高功率项目增加散热片。 三、 本书的特色与优势 实践导向： 理论讲解与实际操作紧密结合，每一章节都配有相应的实验或项目，让读者在动手实践中巩固知识。 由浅入深： 从最基础的电学概念讲起，逐步过渡到复杂的数字电路和微控制器技术，适合不同层次的读者。 知识全面： 涵盖了模拟电子、数字电子、微控制器编程等核心内容，为读者构建一个完整的电子学知识体系。 案例丰富： 提供大量实用且有趣的案例，激发读者的学习兴趣和创新能力。 语言通俗易懂： 避免使用过于晦涩的专业术语，力求用最清晰、最形象的语言解释复杂的概念。 强调设计思维： 不仅教授“怎么做”，更引导读者思考“为什么这么做”，培养独立解决问题和创新的能力。 面向未来： 关注当前电子技术的发展趋势，如物联网、嵌入式系统等，为读者未来的学习和发展指明方向。 四、 目标读者 对电子技术感兴趣的初学者。 电子类、自动化类、计算机类等相关专业的在校大学生。 希望提升自身电子技能的业余爱好者。 需要进行电子产品开发和项目设计的工程师。 对科学实验和动手制作充满热情的学生及教育工作者。 《电路魔法师》将是一本值得您珍藏的电子学习伙伴，它将点燃您对电子世界的无限热情，开启您成为一名“电路魔法师”的精彩旅程。准备好迎接挑战，用您的双手和智慧，创造属于您的电子奇迹吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格充满了自信和穿透力，完全没有一般技术文档那种刻板和冗余。作者在阐述复杂概念时，总能找到一种既精准又生动的表达方式，仿佛一位经验老到的导师在耳边亲自指导。我发现自己阅读起来的流畅度远超预期，很多原本需要多次对照查阅的术语，在初次阅读时就通过上下文的巧妙结合得到了清晰的界定。更吸引人的是，书中偶尔流露出的对技术发展趋势的洞察和思考，这些“题外话”虽然不直接构成核心公式，却极大地拓宽了读者的视野，激发了对未来技术方向的思考。这种兼具权威性与启发性的语言魅力，使得学习过程不再是枯燥的记忆，而更像是一场与思想的深度对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了极其深刻的印象，那种沉稳而又不失现代感的封面处理，仿佛在向读者宣告其内容的专业性和深度。初翻阅时，我立刻注意到纸张的质地非常考究，即便是长时间翻阅，也不会感到刺眼或疲劳，这对于需要反复研读技术资料的读者来说，无疑是一个巨大的加分项。更值得称赞的是其排版布局，字里行间留白处理得恰到好处，使得复杂的公式和电路图能够清晰地呈现在眼前，没有丝毫拥挤感。我特别欣赏作者在章节标题和重要概念突出处理上的匠心，颜色和字体的细微变化，引导读者的视线自然而然地聚焦到关键知识点上，这种对阅读体验的细致关怀，在许多同类技术书籍中是相当罕见的。可以说，这本书在物理呈现上，已经达到了教科书级别的严谨与美感，让人从拿起它的那一刻起，就对即将展开的知识探索充满了期待与敬意。它不仅仅是一本工具书，更像是一件精心制作的工艺品，体现了出版方对知识传播媒介的重视程度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节逻辑推进，简直可以称得上是一场精妙的智力攀登。作者似乎深谙初学者与进阶者之间的思维鸿沟，并没有采取简单粗暴的知识堆砌，而是构建了一个层层递进、环环相扣的知识体系。比如，在介绍完基础的逻辑门原理之后，紧接着就通过一系列由浅入深的实例，将这些抽象概念落地，使得“理解”的过程变得直观且富有成就感。我尤其欣赏其叙事方式的灵活性，有些部分采用的是严谨的数学推导，而另一些关键性的应用点，则转换成了更接近工程师对话的口吻，这种叙述风格的切换，极大地降低了知识吸收的门槛。每完成一个小节的学习，都会有一种“原来如此，豁然开朗”的感觉，这绝对是衡量一本优秀技术书籍的关键指标。它成功地在保持学术深度的同时，避免了陷入晦涩难懂的泥潭，真正做到了知识的有效传递。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技术参考资料，其索引和附录部分的组织结构处理得非常人性化，这充分体现了作者对读者使用场景的深刻理解。我曾多次需要在特定参数或特定电路配置点上进行快速定位，而这本书的索引系统表现得异常高效，查找速度极快，避免了在关键时刻因寻找资料而打断思路的窘境。此外，附录中对常用集成电路的数据手册节选或关键公式的汇总，更是体现了一种服务意识，将最常被引用的辅助信息集中收录，大大减少了读者跳转查阅外部资料的次数。这种对细节的极致关注，使得这本书在作为工具书的耐用性和易用性上，达到了一个很高的水准，让我在工作中把它放在手边，成了无意识的习惯。

评分☆☆☆☆☆

如果让我从一个实践者的角度来评价，这本书所蕴含的“动手精神”是其最大的亮点。它不像某些理论书籍那样停留在纸面上的推演，而是处处充满了将理论转化为实际可操作步骤的引导。书中的每一个理论模型后，几乎都能看到对其在真实硬件环境中可能遇到的问题和解决方案的探讨。这种前瞻性的视角，极大地提升了这本书的实用价值。我试着按照其中一个中等难度的设计案例进行模拟操作，发现其描述的步骤详尽到令人赞叹，从元器件选型到仿真参数设置的每一个环节，都考虑得非常周全，几乎涵盖了实际工程中的“陷阱”。对于我这样渴望快速将所学知识投入应用的读者来说，这本书简直就是一本等待被实践检验的“实战手册”，而非仅仅是知识的陈述者。