全国大学生电子设计与制作技能实训 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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来清民 著

图书标签:

• 电子设计
• 电子制作
• 技能实训
• 大学生
• 实操
• 电路
• 单片机
• 嵌入式
• 创新实践
• STEM教育

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512368064

版次：1

商品编码：11721346

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：292

字数：445000

内容简介

　　电子技术基础课程的“技能实训”、“课程设计”是工科电类各专业的重要实践教学环节，在电子技术基础的教学中举足轻重，它既是学生在认知过程中感性认识和理性认识相辅相成的必要环节，又是学生从课堂学习走向工程实际的纽带和桥梁。
　　《全国大学生电子设计与制作技能实训》根据全国大学生电子设计、实训和竞赛的特点采用项目驱动机制，精心挑选了模拟电路、数字电路、高频电路、传感器应用、信号发生器、电源电路和单片机应用等31个制作实例，介绍了制作实训的目的、器材、主要元器件特性、电路结构、制作步骤、调试方法、性能测试方法等内容。内容由易到难，循序渐进，丰富实用，叙述简洁清晰，实践性强，注重训练学生制作、装配、调试与检测等实际动手能力。

内页插图

目录

前言
1 1.1 万用表基础知识
1.2 常用万用表的使用
1.3 项目1 万用表操作实训
2.1 电阻和电容基础知识
2.2 项目2 电阻和电容的检测
2.3 电阻和电容的选用
2.4 电磁感应器件基础知识
2.5 项目3 电感、变压器和电声器件的检测和选用实训
2.6 半导体器件基础知识
2.7 项目4 晶体管的测量和选用实训
3.1 焊接技术基础知识
3.2 焊接方法步骤
3.3 项目5 白噪声电子催眠器的设计制作
3.4 项目6 闪烁彩色广告灯的设计制作
3.5 项目7 新颖的电子灭鼠器设计与制作实训
4.1 模拟电子技术基础知识
4.2 项目8 电子驱蚊器的设计制作
4.3 项目9 有水位检测保护的超声波雾化器的设计制作
4.4 项目10 光控三路输出LED变色彩灯的设计制作
4.5 项目11 D类功率放大器设计与制作实训
4.6 项目12 多种波形发生器的设计制作
5.1 数字电子技术基础知识
5.2 数字系统设计流程
5.3 项目13 电子生日蜡烛的设计与制作
5.4 项目14 逻辑笔的设计与制作
5.5 项目15 能依次奏响九种音符音乐门铃的设计与制作
5.6 项目16 数字电子钟逻辑电路的设计与制作
5.7 项目17 八路智力竞赛抢答器的设计与制作
6.1 传感器基础知识
6.2 项目18 人体红外线感应报警器的设计与制作
6.3 项目19 基于AD590电子温度计的设计与制作
6.4 项目20 家用可燃气体检测报警系统的设计与制作
6.5 项目21 数字式温湿度测量装置设计与制作实训
7.1 电子技术综合设计概述
7.2 项目22 红外线心率计的设计与制作
7.3 项目23 3⒉位数字式万用表的组装与调试实训
8.1 单片机应用系统设计概述
8.2 项目24 具有应急功能的智能交通灯设计与制作实训
8.3 项目25 智能循迹机器人的设计与制作
8.4 项目26 智能汽车倒车防撞报警器的设计与制作
8.5 项目27 多路温度采集系统的设计与制作
9.1 电子竞赛有关知识
9.2 项目28 智能小车的设计与制作
9.3 项目29 简易电阻、电容和电感测试仪的设计与制作
9.4 项目30 红外光通信系统的设计与制作
9.5 项目31 智能LED台灯的设计与制作

前言/序言

　　随着科学技术的发展和人类的进步，电子技术已经成了各种工程技术的核心，特别是进入信息时代以来，电子技术更是成了基本技术，其具体应用领域涵盖了通信、控制系统、测试系统、计算机等各行各业。电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代，电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最广最深，而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础。
　　我国高等教育涉及电子技术相关的专业很多，如机电一体化技术、电气自动化技术、电力系统、自动化技术、检测技术及应用、电机与电器、焊接技术及自动化、电子信息工程技术、应用电子技术、电子测量技术与仪器、测控技术与仪器、智能电网信息工程、光源与照明、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程等专业。如何提高学生的电子技术实际操作水平是关系国家科技发展的大事情。
　　电子技术属于实践性很强的专业，容不得眼高手低，电子技术不是仅通过听课、理论学习和做一些验证性实验就能学会，要进行实际训练才能掌握其精髓，课外设计、课程设计、毕业设计等都是实训的很好途径。
　　本书的特点是采用项目驱动机制，实训内容安排由易到难，循序渐进，丰富实用，将电子技术技能知识寓于项目制作实例之中。学生在电子技术实训中亲自动手制作和焊接，不仅能体会到制作的乐趣，还能学到技能和知识。
　　第1～3章是基本技能训练，这部分共有7个项目供读者练习制作，通过这些项目的实训。读者应该掌握万用表的使用、电子元件的识别和选用、焊接技术等基本技能。第4～6章是电子技术技能训练的关键章节，这部分共有14个项目供读者训练，通过这部分练习，读者不仅可以提高模拟电子技术设计、数字电子技术设计和传感器使用的基本能力，还可以对电子技术有一个深刻认识，提高理论水平，奠定了深入探索电子技术的基础；第7～9章是电子技术能力提高的章节，这部分共选择了10个项目供读者练习，通过这部分实训，读者不仅可以掌握电子技术硬件电路设计的精华，还可以提高软件设计的水平，叩开全国电子技术大赛的大门。
　　在本书的编写过程中，得到了很多人的支持和帮助。首先感谢学校提供了电路与系统重点学科这样一个平台，感谢领导和同事的支持和帮助，感谢我的父母，是他们从小培养我的学习能力；感谢我的学生张翠莉、魏香香、李金桂和胡荷娟，她们在繁忙的学习中，制作和验证了书中大部分项目和例程。本书在编写过程中参考了国内外一些同仁在电子技术等方面的文献及资料，参考了一些优秀学生的课程设计和毕业设计，在此对他们表示衷心感谢。
　　由于编者的水平有限，全书完成得也比较仓促，书中出现错误和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正，提出宝贵意见。
　　编者2015年4月

《数字创想：从概念到原型——电子设计与制作的进阶之路》 内容梗概： 本书并非一本简单的操作手册，而是一部引导读者深入理解电子设计与制作核心理念，并将其转化为实际作品的进阶指南。它抛开了对特定竞赛或项目细节的直接罗列，而是致力于构建一个坚实的理论基础与实践框架，帮助读者掌握从零开始构思、设计、实现并优化电子产品的一整套系统性思维与技能。全书围绕“概念转化为原型”这一核心主线展开，涵盖了电子系统设计中的关键环节，力求在提供深度技术见解的同时，激发读者的创新潜能。 第一部分：创新思维与项目策划 在电子设计的道路上，一个好的想法往往是成功的第一步，但如何将这个模糊的“想法”转化为清晰可行的“项目”，是许多初学者面临的挑战。《数字创想》的第一部分将引导读者跳出思维定势，掌握系统性的项目策划方法。 发掘创意源泉与市场洞察： 我们将探讨如何敏锐地捕捉社会需求、技术趋势以及个人兴趣点，从中提炼出具有潜力的电子项目构思。这不仅仅是“想到点子”，更是对潜在用户群体、现有解决方案进行深入分析，识别痛点与机会。内容将涉及头脑风暴技巧、用户研究方法、竞品分析框架等，引导读者学会从宏观层面思考项目的可行性与价值。 需求分析与技术可行性评估： 任何成功的项目都源于对用户需求的深刻理解。本章将详细讲解如何将用户的模糊需求转化为具体、可量化的技术规格。我们将介绍需求层次模型、用户故事、功能列表等工具，帮助读者清晰定义项目的目标用户、核心功能、性能指标以及约束条件。同时，也将深入讨论如何初步评估项目所需的技术难度、成本、时间周期以及潜在的技术风险，为后续设计提供现实依据。 项目规划与原型定义： 在明确了项目目标后，有效的规划是成功的基石。我们将介绍项目管理的基本原则，包括任务分解、里程碑设定、资源分配以及风险管理。特别地，我们会强调“原型”在项目开发过程中的关键作用。原型不仅是功能的实现，更是验证设计思路、用户体验和技术可行性的重要手段。读者将学会如何根据项目阶段和目标，定义不同类型的原型（如概念原型、功能原型、用户体验原型），并理解原型迭代的重要性。 第二部分：核心电路设计与分析 本部分将深入探讨电子系统设计的核心——电路设计。我们摒弃了仅仅列举经典电路的枯燥模式，而是侧重于教授设计者如何根据系统需求，选用合适的元器件，并进行有效的电路分析与优化。 元器件选型与电路构建原理： 深入解析各类电子元器件（电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSFET、运算放大器、微控制器等）的特性、工作原理及其在实际电路中的作用。重点在于培养读者根据具体应用场景（如信号处理、功率驱动、电源管理、逻辑控制等）进行精确选型的能力。我们将通过大量实际案例，讲解如何权衡元器件的性能、成本、功耗、封装以及供货周期等因素。 模拟电路设计与分析： 聚焦于模拟信号的产生、处理和放大。内容将涵盖放大器电路（单级、多级）、滤波器电路（低通、高通、带通、带阻）、振荡器电路、稳压电源电路等经典设计，但更侧重于讲解其背后的设计思路、稳定性分析、噪声抑制以及频率响应优化等高级技巧。读者将学会使用SPICE等仿真工具进行电路行为的预测和验证。 数字电路设计与逻辑实现： 深入剖析数字电路的基本构成单元（逻辑门、触发器、寄存器、计数器、译码器、编码器等）及其组合逻辑和时序逻辑的设计方法。我们将重点讲解如何将系统需求转化为逻辑方程，进而设计出高效、可靠的数字电路。内容将涵盖组合逻辑设计（如卡诺图、真值表）、时序逻辑设计（如状态机设计）以及数字系统中的同步与异步问题。 嵌入式系统硬件基础： 随着电子产品智能化程度的提高，嵌入式系统已成为核心。本部分将介绍微控制器（MCU）和微处理器（MPU）的基本架构、存储器类型（RAM, ROM, Flash）、I/O接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC）以及中断系统的原理。读者将学习如何根据应用需求选择合适的嵌入式平台，并理解不同接口在实现外围设备连接中的作用。 第三部分：PCB设计与制作流程 将电路设计转化为实际可用的PCB（Printed Circuit Board）是实现电子产品的重要环节。《数字创想》将提供一套严谨的PCB设计与制作流程指导。 原理图设计与网络表生成： 详细讲解如何使用主流的PCB设计软件（如Altium Designer, Eagle, KiCad等）绘制清晰、规范的原理图。重点在于元件库管理、符号命名规范、连接关系绘制以及如何利用原理图生成准确的网络表，这是PCB布局与布线的基础。 PCB布局与布线策略： 深入探讨PCB布局的艺术与科学。我们将介绍如何合理安排元器件位置，考虑信号流向、电源分配、散热需求、电磁兼容性（EMC）以及机械结构限制。在布线方面，将讲解信号完整性（SI）的基本原理，包括差分信号、阻抗匹配、过孔使用、接地设计等关键技术，确保信号在PCB上的可靠传输。 多层板与特殊工艺探讨： 随着电路复杂度的增加，多层板的设计成为必然。本章将介绍多层板的结构、层叠设计、电源层与地层的划分以及信号层与屏蔽层的协同工作。同时，也将初步探讨HDI（High Density Interconnect）、埋盲孔等先进PCB工艺，以及其在提升性能和小型化设计中的应用。 PCB制作与焊接工艺： 从设计完成到最终成品，PCB的制作与焊接是关键的物理实现过程。我们将介绍PCB的蚀刻、钻孔、电镀、阻焊层、丝印等制作流程，并讲解常见的焊接工艺，如波峰焊、回流焊以及手工焊接技巧。同时，也会强调焊接前的元器件准备、焊接过程中的注意事项以及焊接后的质量检查。 第四部分：软件编程与固件开发 现代电子产品往往离不开软件的支持。《数字创想》将引导读者掌握将硬件转化为智能的软件编程技能。 嵌入式C语言与汇编语言基础： 重点讲解嵌入式C语言的特性及其在微控制器编程中的应用，包括指针、位操作、内存管理、寄存器访问等。同时，也将简要介绍汇编语言在底层控制和性能优化中的作用。 操作系统与实时性原理： 介绍嵌入式操作系统（RTOS）的基本概念，如任务调度、进程间通信、内存管理、中断处理等，以及实时性在嵌入式系统中的重要性。读者将了解如何选择和使用合适的RTOS来管理复杂的嵌入式应用。 驱动程序开发与设备接口： 学习如何编写设备驱动程序，实现对各类硬件外设（如传感器、执行器、通信模块）的控制和数据读取。内容将涵盖通用输入输出（GPIO）编程、串行通信（UART, SPI, I2C）驱动开发、模数转换（ADC）与数模转换（DAC）接口编程等。 通信协议与网络连接： 探讨电子产品之间以及与云端通信的各种协议，包括有线通信（Ethernet）和无线通信（Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa）。学习如何实现数据帧的封装与解析，以及基本的网络通信模型。 第五部分：系统集成、测试与优化 最终，将各个模块集成为一个完整的系统，并进行严格的测试与优化，是项目成功的最后一道门槛。 模块化设计与接口标准化： 强调模块化设计思想，将复杂系统分解为独立的、可复用的功能模块。重点在于设计清晰、标准化的模块接口，便于各个模块之间的集成与协同工作。 系统集成与调试策略： 介绍系统集成的基本流程，以及在集成过程中可能遇到的问题。我们将分享有效的调试策略，包括逻辑分析仪、示波器等仪器在硬件调试中的应用，以及软件调试的技巧，如断点设置、单步执行、日志分析等。 性能测试与可靠性评估： 讲解如何根据项目需求制定科学的测试计划，包括功能测试、性能测试、稳定性测试、功耗测试等。介绍常见的测试方法和评价指标，以及如何通过实验数据来评估系统的可靠性。 优化设计与创新迭代： 基于测试结果，对系统进行优化。内容将涵盖性能优化（如提升速度、降低功耗）、成本优化（如替换低成本元器件、简化设计）、功耗优化以及用户体验优化等。鼓励读者进行持续的创新迭代，不断提升产品的价值。 《数字创想》的最终目标是培养读者成为一名具备独立思考能力、扎实技术功底和创新精神的电子设计与制作人才。它提供的是一套普适性的思维方式与方法论，适用于各种电子类项目的设计与实现，而非局限于某一特定领域或竞赛。通过对本书的学习，读者将能够自信地将脑海中的“数字创想”，一步步转化为触手可及的、功能完善的“原型”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事教学工作的电子专业教师，我一直在寻找一本能够真正帮助学生提升实践技能，并且符合当前电子信息技术发展趋势的教材。《全国大学生电子设计与制作技能实训》这本书，在我看来，是一次成功的尝试。我重点关注了书中关于“嵌入式系统与物联网应用”的部分，这正是目前学生培养的重点。书中对STM32系列微控制器的应用讲解非常深入，从基础的GPIO控制到复杂的通信协议（如UART、SPI、I2C），再到实用的RTOS（实时操作系统）应用，都进行了系统性的介绍。我特别欣赏书中对“低功耗设计”和“无线通信模块集成”的讲解，这对于学生在设计实际项目时，尤其是面向物联网的应用，至关重要。书中提供的案例项目，如“智能水质监测系统”和“远程数据采集终端”，都紧密结合了当前社会发展的需求，能够激发学生的学习兴趣和创新能力。此外，本书的实验平台选择也十分灵活，既可以基于现有的开发板，也可以引导学生进行一定程度的自主硬件设计，这对于培养学生的综合工程能力非常有益。我相信，这本书将成为我们教学工作中的有力补充，帮助学生在理论学习之外，真正迈向“做中学”的道路。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一名对电子制作充满热情的普通爱好者，平时喜欢捣鼓一些小玩意儿，但苦于缺乏系统性的指导。《全国大学生电子设计与制作技能实训》这本书的出现，简直就是为我量身定做的。我一直对DIY智能机器人很感兴趣，但总是不知道从何下手。这本书中的“基于STM32的四轮驱动避障机器人”项目，让我眼前一亮。它从最基础的电机驱动、传感器接口，到高级的路径规划算法，都进行了非常细致的讲解。我特别喜欢书中关于“PID闭环控制”的那一部分，作者用非常直观的比喻和图示，将原本抽象的控制理论变得易于理解，并且还给出了实际的代码实现。我尝试着按照书中的步骤，一步步地搭建机器人，从焊接电路板到编写控制程序，整个过程都充满了乐趣。当我成功让我的机器人识别障碍并成功绕行时，那种成就感简直无与伦比。这本书的语言通俗易懂，即使是没有深厚理论基础的爱好者，也能轻松上手。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位循循善诱的导师，引领我走进了更广阔的电子制作世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一名参加过几届国电赛的老兵，拿到这本《全国大学生电子设计与制作技能实训》时，我内心是充满期待的，同时也带着一丝审视。首先，从封面设计来看，它相当朴实，没有过多花哨的装饰，这反而让我觉得更接地气，更像一本实打实的技能指导书，而不是一本空洞的理论说教。我翻开了几页，对其中关于基础电路搭建的部分进行了初步的了解。其中关于元器件的选用、焊接技巧以及电路板的布局，都有比较详细的图文说明。我注意到，作者在讲解过程中，并没有直接给出最终的成品电路图，而是将整个过程分解成若干个小的模块，让读者一步步去理解和实践。比如，在介绍如何搭建一个简单的信号发生器时，它会先让你理解振荡电路的核心原理，再教你如何选择合适的元件来实现这个功能，最后再讲解如何将它与其他模块整合。这种循序渐进的方式，对于初学者来说，无疑是极大的福音。我尤其欣赏的是，书中在讲解一些易错点时，会用“注意”或者“陷阱”这样的提示语，并配以相应的解释和建议，这能够帮助我们避免走弯路，节省宝贵的时间。虽然我尚未深入研读全书，但仅从这初步的浏览来看，它已经展现出了扎实的专业功底和对学生学习需求的深刻理解，非常值得进一步细细品味。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在备战全国大学生电子设计竞赛的高年级学生，为了能够在这个竞争激烈的赛事中脱颖而出，我一直在寻找能够提升我实战能力的资料。《全国大学生电子设计与制作技能实训》这本书，以其“实训”为核心的定位，深深吸引了我。我在备赛过程中，常常会遇到一些技术上的瓶颈，比如在进行复杂的信号处理时，我对算法的实现和硬件平台的选型感到困惑。这本书中的“基于FPGA的数字信号处理”章节，给我带来了很多启发。它详细讲解了FPGA的基本原理，以及如何利用Verilog HDL语言进行设计。我尤其对书中关于“FFT（快速傅里叶变换）算法在FPGA上的实现”的介绍印象深刻，它不仅给出了详细的算法分析，还提供了完整的硬件描述代码，并且在仿真和调试过程中，给出了非常实用的技巧和注意事项。这大大节省了我自行摸索的时间，让我能够更专注于赛题本身的创新性设计。此外，书中还涵盖了诸如“高性能数据采集系统”和“智能电源管理模块”等高难度项目，这些都是我们在比赛中经常会遇到的技术点。这本书无疑为我备赛提供了坚实的技术支撑，让我在面对复杂题目时，能够更有信心和底气。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚从大学毕业不久的电子工程专业的毕业生，现在正在一家初创科技公司从事嵌入式开发工作。回想我在校期间，虽然学过不少理论知识，但在实际动手能力方面，总感觉有所欠缺，尤其是在面对复杂的电子系统设计时，常常会感到力不从心。因此，当我得知《全国大学生电子设计与制作技能实训》这本书的出版，我毫不犹豫地入手了。这本书最吸引我的地方在于，它不仅仅是理论的堆砌，更侧重于实践能力的培养。书中提供的每一个实训项目，都围绕着实际应用场景展开，例如智能家居控制、物联网数据采集等，这些都是目前行业内非常热门的领域。我仔细看了关于“智能家居温湿度监测与联动控制”的章节，它不仅详细讲解了传感器的选型、数据采集的原理，还深入剖析了微控制器（MCU）的编程技巧，以及如何通过无线模块实现远程控制。令我惊喜的是，书中还提供了完整的代码示例和详细的电路原理图，并且在关键步骤给出了多种解决方案供读者参考。这对于我这样在实际工作中需要快速落地项目的工程师来说，无疑是一份宝贵的资源。通过这本书，我感觉自己能够将课堂上的理论知识与实际项目结合得更紧密，大大提升了我的工程实践能力。