电子设计基础与创新实践教程

第1篇 电子线路设计基础知识及技能

第1章 电子线路设计基础知识 2

1.1 电子线路的设计方法 2

1.2 如何阅读器件手册 2

1.3 电子线路的仿真 8

1.3.1 Multisim 14电路仿真软件 8

1.3.2 TI滤波器设计工具 11

1.4 PCB的设计与制作 13

1.5 电子元器件的组装与焊接 23

1.5.1 电子元器件的组装 23

1.5.2 电子元器件的焊接 24

1.6 电子线路的调试及故障检测方法 24

1.6.1 电子线路的调试方法 25

1.6.2 故障检测方法 25

第2章 常用元器件介绍 27

2.1 电阻器 27

2.1.1 电阻器的分类 27

2.1.2 电阻器型号及含义 28

2.1.3 电阻器的主要参数 28

2.1.4 电阻器的标识方法 29

2.1.5 电阻器阻值的测量方法 31

2.2 电容器 31

2.2.1 电容器的分类 31

2.2.2 电容器型号及含义 31

2.2.3 电容器的主要参数 32

2.2.4 电容器的标识方法 33

2.2.5 电容器的测量方法 33

2.3 电感器 33

2.3.1 电感器的分类 34

2.3.2 电感器的主要参数 34

2.3.3 电感器的标识方法 34

2.3.4 电感器的测量方法 34

2.4 二极管 35

2.4.1 二极管的分类 35

2.4.2 二极管的主要参数 35

2.4.3 稳压二极管 36

2.4.4 二极管的测量方法 37

2.5 三极管 37

2.5.1 三极管的分类 37

2.5.2 三极管的主要参数 38

2.5.3 三极管的测量方法 39

2.6 常用电子元器件的测量 39

第3章 常用电子仪器的使用 41

3.1 数字万用表 41

3.2 函数信号发生器 42

3.3 数字示波器 47

3.4 直流稳压电源 53

3.5 电子仪器的使用 57

第2篇 电子线路设计基础实验项目

第4章 电路基础实验 60

4.1 叠加原理与戴维南定理 60

4.2 日光灯电路与功率因数的提高 62

4.3 RC暂态电路 64

4.4 RLC串联谐振电路 67

4.5 三相交流电路 68

第5章 模拟电路设计 72

5.1 单管共发射极放大电路的设计 72

5.2 晶体管放大电路非线性失真的研究 77

5.3 晶体管开关特性的应用 80

5.4 晶体管多级放大电路与负反馈的研究 84

5.5 集成运算放大器的线性应用 88

5.6 集成运算放大器的非线性应用 91

5.7 有源滤波器的设计 92

5.8 波形发生器的设计 99

5.9 直流稳压电源的设计 105

第6章 数字电路设计 108

6.1 集成门电路的测试 108

6.2 组合逻辑电路设计 111

6.3 触发器及其应用 114

6.4 计数器及其综合应用 118

6.5 555定时器的应用 122

第7章 数模混合电路设计 127

7.1 心率计的设计 127

7.2 多波形产生电路的设计 134

第8章 数模混合电路设计虚拟仿真实验 137

8.1 运行环境 137

8.2 操作使用说明 137

第3篇 嵌入式系统设计

第9章 基于树莓派的图形化在线编程 142

9.1 基于树莓派的图形化在线编程平台 142

9.1.1 树莓派 142

9.1.2 图形化在线编程平台 145

9.1.3 开发环境的搭建 145

9.1.4 在线编程界面功能介绍 147

9.1.5 点亮一个小灯 148

9.2 Python程序设计基础 149

9.2.1 标识符和保留字符 150

9.2.2 变量的数据类型 150

9.2.3 运算符 150

9.2.4 Number（数字） 153

9.2.5 String（字符串） 154

9.2.6 List（列表） 155

9.2.7 Tuple（元组） 156

9.2.8 Set（集合） 157

9.2.9 Dictionary（字典） 157

9.2.10 程序设计的基本结构 158

9.2.11 函数（Function） 160

9.2.12 多线程 160

9.3 GPIO口的使用 161

9.3.1 GPIO口 161

9.3.2 流水灯 161

9.3.3 按钮控制小灯 162

9.3.4 数码管 163

9.3.5 定时时钟 165

9.3.6 PWM 165

9.3.7 呼吸灯 165

9.3.8 温控风扇 166

9.3.9 舵机 166

9.3.10 “石头＆剪子＆布”游戏设计 167

9.4 Sensehat的应用 169

9.4.1 Sensehat 169

9.4.2 点阵屏 170

9.4.3 遥控杆 170

9.4.4 “移动”一个点 170

9.4.5 “贪吃蛇”游戏设计 171

9.5 物联网及人工智能应用 173

9.5.1 物联网数据发送与接收 173

9.5.2 物联网遥控小车 174

9.5.3 人工智能应用 176

第10章 51单片机的使用 180

10.1 51单片机基础知识 180

10.1.1 STC89xx系列单片机内部结构及选型 180

10.1.2 单片机最小系统 184

10.1.3 存储空间 185

10.1.4 特殊功能寄存器 185

10.2 51单片机软件开发 186

10.2.1 C51数据类型 186

10.2.2 C51头文件 187

10.2.3 C51运算符 187

10.2.4 控制语句 188

10.2.5 数组 189

10.2.6 函数 190

10.2.7 预处理命令 190

10.2.8 指针 191

10.2.9 结构体 198

10.2.10 枚举 203

10.2.11 typedef 204

10.2.12 const 204

10.2.13 Keil 4软件的使用 204

10.2.14 程序下载软件STC_ISP的使用 206

10.3 51单片机端口的使用 207

10.3.1 KR-51开发板 207

10.3.2 点亮一个小灯 208

10.3.3 流水灯 209

10.3.4 蜂鸣器的控制 211

10.3.5 数码管的静态显示 212

10.3.6 数码管的动态显示 213

10.3.7 独立按键检测 215

10.3.8 矩阵键盘 216

10.4 51单片机中断系统 220

10.4.1 中断的概念 220

10.4.2 中断结构 221

10.4.3 外部中断的应用 223

10.5 51单片机定时/计数器 226

10.5.1 定时/计数器的结构 227

10.5.2 时钟周期与机器周期 227

10.5.3 定时/计数器的工作模式 228

10.5.4 定时/计数器的应用 229

第11章 STM32单片机的使用 234

11.1 STM32单片机概述 234

11.1.1 STM32系列单片机介绍及选型 234

11.1.2 STM32系列单片机引脚定义 236

11.1.3 STM32系列单片机总线架构及存储器映射 237

11.1.4 STM32系列单片机时钟控制 243

11.2 STM32单片机软件开发 246

11.2.1 GPIO口结构及寄存器配置 246

11.2.2 新建工程（寄存器版） 254

11.2.3 GPIO相关库函数介绍 258

11.2.4 新建工程（库函数版） 261

第4篇 电子设计创新训练

第12章 综合创新实践项目 267

12.1 简易智能电动车 267

12.1.1 硬件电路设计 269

12.1.2 软件设计 271

12.2 数字化语音存储录放系统 271

12.2.1 硬件电路设计 272

12.2.2 软件设计 274

附录A 常用集成电路引脚图 275

附录B “简易智能电动车”测试记录与评分表 277

附录C “数字化语音存储录放系统”测试记录与评分表 279

附录D KR-51单片机开发板原理图 281

参考文献 282