《硬體電路設計與電子工藝基礎》是2016年電子工業出版社出版的圖書，作者是曹文、劉春梅、閻世梁。
基本介紹
- 書名：硬體電路設計與電子工藝基礎
- 作者：曹文
劉春梅
閻世梁 - 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2016年
- 頁數：364 頁
- 開本：16 開
- ISBN：9787121286087
內容簡介,目錄,
內容簡介
全書圍繞“電路設計”、“電子工藝”兩個並重的關鍵字，本著夠用、實用、易用的原則，貫穿完整的硬體電路設計、仿真、製作、裝接、調試流程，帶動讀者循序漸進地學習領會相關知識與技能，達到拓展知識面、提升工程實踐能力的目的，也為後續更專業的學習夯實基礎。全書共12章，主要包括：電子系統設計概論，電子元器件的分類、功能及選型，模擬電路功能模組設計，數字電路單元設計，電源電路設計基礎，電路設計與軟體仿真，計算機輔助電路PCB設計，電路PCB加工及製作工藝，元器件裝配、焊接及拆焊工藝，元器件參數測試、質量檢測及等效代換，電路系統調試工藝，電子電路課程設計示例。作為一個從理論到實踐再到創新的學習、訓練體系，本書與電路、模電、數電、電工學等基礎課程形成緊密互補的依託關係，同時為傳統的電路、電子、電工實驗注入一股開放、創新、強化的新鮮力量。本書提供配套電子課件、習題解答、授課視頻、器件文檔等豐富教學資源。
本書可作為高等院校、高職學院、職業技能培訓學校的電子、通信、物聯網、自動化、電氣、檢測技術、光電信息、測控技術及儀器、計算機、機電一體化等專業的電子技術課程設計與電子工藝實訓教材，可面向電子設計基礎、電子技術綜合訓練、模電/數電技術課程設計、電子創新實驗、電子系統設計、電子工程技能培訓等課程。本書也可作為全國大學生電子設計競賽的賽前訓練、“卓越工程師”計畫、大學生課外科技活動的參考資料；對廣大的電子製作愛好者而言，本書也不失為一本全面的入門讀本，具有較高參考價值。
目錄
第1章 電子系統設計概論 1
1.1 電子系統設計的基本工作流程 1
1.2 分析設計任務、查找參考方案、擬定初步設計方案 2
1.3 單元電路仿真及系統集成仿真 2
1.4 設計電路PCB 4
1.5 元器件選型 5
1.6 加工、製作電路PCB 6
1.7 電路的裝配、焊接及調試 6
1.8 修改、升級原先的設計方案，整理並完成設計文檔 6
第2章 電子元器件的分類、功能及選型 7
2.1 元器件的分類、參數及封裝 7
2.1.1 元器件的參數標稱值 7
2.1.2 元器件的型號及參數標註 9
2.2 電阻器 13
2.2.1 電阻器的常見類型 14
2.2.2 電阻器的主要參數 16
2.2.3 電阻器的串聯與並聯 17
2.2.4 電阻器的選型 19
2.2.5 排阻 20
2.2.6 保險管 21
2.2.7 熔斷電阻 22
2.2.8 敏感電阻 23
2.3 電位器 26
2.3.1 電位器的內部結構及工作原理 27
2.3.2 電位器的基本工作電路 27
2.3.3 常用電位器的分類 28
2.3.4 電位器的主要參數 32
2.3.5 電位器的選型 34
2.4 電容器 35
2.4.1 電容器的功能概述 36
2.4.2 電容器的主要種類 36
2.4.3 電容器的主要參數 44
2.4.4 電容器的串聯與並聯 46
2.4.5 電容器的選型 47
2.5 電感器 49
2.5.1 電感器的結構 49
2.5.2 電感器的主要參數 52
2.5.3 電感器的串聯與並聯 55
2.5.4 常用電感器 56
2.5.5 電感器選型及注意事項 58
2.6 變壓器 58
2.6.1 變壓器的種類、特性及設計 59
2.6.2 變壓器的主要參數 59
2.6.3 變壓器的主要分類 60
2.7 晶振 62
2.7.1 無源晶振 62
2.7.2 有源晶振 63
2.7.3 常用的晶振頻率 63
2.8 電聲器件 63
2.8.1 麥克風 63
2.8.2 揚聲器 65
2.8.3 蜂鳴器 66
2.9 半導體二極體 67
2.9.2 二極體的分類 68
2.9.3 二極體的參數及選型 71
2.9.4 二極體使用時的注意事項 71
2.10 發光二極體 72
2.10.1 LED的外形特徵 72
2.10.2 LED套用電路 72
2.11 三極體（雙極型電晶體） 73
2.11.1 三極體的常見類型 74
2.11.2 三極體型號的識別 75
2.11.3 三極體的選用原則及注意事項 75
2.12 場效應管 75
2.12.1 場效應管的分類 76
2.12.2 MOSFET的正確使用 76
2.13 集成晶片 76
2.13.1 常用集成晶片的基本分類及使用 77
2.13.2 集成晶片的型號命名規則 77
2.13.3 常用集成晶片的封裝及引腳排列規律 78
2.13.4 集成晶片的正確使用 79
2.14 接外掛程式 80
2.14.1 排針與排插 81
2.14.2 排針與杜邦線 81
2.14.3 接外掛程式的防呆工藝 82
2.14.4 集成晶片插座 82
2.14.5 其他常用接外掛程式 84
2.15 開關與繼電器 84
2.15.1 翻轉開關 85
2.15.2 自復位按鈕 88
2.15.3 電磁繼電器 89
2.15.4 開關的機械抖動與消抖 91
習題 93
第3章 模擬電路功能模組設計 94
3.1 模擬電路設計概述 94
3.1.1 模擬電路的基本結構 94
3.1.2 模擬電路的發展趨勢 95
3.2 集成運放基礎 96
3.2.1 集成運放電路的實用分析方法及步驟 96
3.2.2 集成運放的電源供電 96
3.2.3 集成運放的輸出調零 97
3.2.4 集成運放的負載驅動能力 98
3.3 電壓放大及轉換電路設計 99
3.3.1 同相比例運算放大電路 99
3.3.2 同相交流放大電路 100
3.3.3 反相比例運算放大電路 101
3.3.4 反相交流放大電路 102
3.3.5 交流信號分配電路 102
3.3.6 反相加法電路 103
3.3.7 差動減法電路 103
3.3.8 儀表放大器電路 105
3.3.9 反相積分電路 106
3.3.10 反相微分電路 106
3.3.11 峰值檢測電路 107
3.3.12 精密整流電路 108
3.3.13 電流-電壓轉換電路 109
3.3.14 電壓-電流轉換電路 110
3.4 電壓比較器電路設計 111
3.4.1 單限電壓比較 111
3.4.2 遲滯電壓比較 113
3.4.3 視窗電壓比較 114
3.5 功率放大電路設計 115
3.5.1 OTL功放 115
3.5.2 OCL功放 116
3.5.3 BTL功放 117
3.6 有源濾波電路設計 118
3.6.1 濾波電路的計算機輔助設計 119
3.6.2 低通濾波電路（LPF） 122
3.6.3 高通濾波電路（HPF） 123
3.6.4 帶通濾波電路（BPF） 123
3.6.5 帶阻濾波電路（BEF） 124
3.7 波形發生器電路設計 125
3.7.1 正弦波振盪電路 125
3.7.2 矩形波振盪電路 127
3.7.3 三角波發生電路 128
3.8 電晶體驅動電路設計 129
3.8.1 電晶體反相驅動電路 129
3.8.2 功率負載驅動電路 130
習題 130
第4章 數字電路單元設計 131
4.1 CMOS邏輯門 131
4.1.1 邏輯門的特殊類型 132
4.1.2 邏輯門的等效替換 133
4.1.3 提高CMOS邏輯門的驅動能力 134
4.2 組合邏輯電路設計 134
4.2.1 二進制解碼器74HC138 135
4.2.2 顯示解碼器 137
4.2.3 數值比較器74HC85 139
4.2.4 數據選擇器74HC151 140
4.3 計數器設計 142
4.3.1 同步計數器74HC160/161 142
4.3.2 可逆計數器74HC192/193 143
4.3.3 計數器級聯 144
4.4 移位暫存器設計 144
4.4.1 串入-串/並出8位移位暫存器74HC164 145
4.4.2 串入-並出8位移位暫存器74HC595 145
4.4.3 串/併入-串出8位移位暫存器74HC165、74HC166 146
4.4.4 雙向4位移位暫存器74HC194 147
4.4.5 十進制脈衝分配器CD4017 149
4.5 鎖存器設計 150
4.6 觸發器設計 151
4.7 單穩態觸發器設計 152
4.7.1 不可重複觸發單穩態觸發器 152
4.7.2 可重複觸發單穩態觸發器 153
4.8 多諧振盪電路設計 154
4.8.1 CD4047構成多諧振盪電路 154
4.8.2 CD4060構成多諧振盪/分頻電路 154
4.8.3 邏輯門構成多諧振盪電路 155
4.8.4 採用晶振的多諧振盪電路 157
4.9 模擬開關設計 159
4.9.1 4路雙向模擬開關74HC4066 159
4.9.2 單8/雙4路模擬開關ADG608/609 160
4.10 555定時器設計 161
4.10.1 多諧振盪電路設計 161
4.10.2 單穩態電路設計 162
4.10.3 施密特觸發器設計 163
習題 163
第5章 電源電路設計基礎 164
5.1 線性直流電源電路設計 164
5.1.1 整流電路 164
5.1.2 濾波電路 167
5.1.3 電壓基準TL431 168
5.1.4 串聯反饋型穩壓電源電路 169
5.1.5 固定電壓集成穩壓晶片 169
5.1.6 電壓可調集成穩壓晶片 170
5.1.7 低壓差LDO集成穩壓電路 170
5.2 開關電源電路 171
5.2.1 降壓型BUCK電路 171
5.2.2 升壓型BOOST電路 172
5.2.3 負電源轉換電路 173
5.3 電流檢測電路設計 174
5.4 電池 174
5.4.1 鹼性電池、碳性電池 174
5.4.2 鎳氫電池、鎳鎘電池 175
5.4.3 鉛蓄電池 175
5.4.4 一次性鋰電池 175
5.4.5 可充電鋰電池 176
5.4.6 銀鋅電池 176
5.4.7 太陽能電池 176
習題 176
第6章 電路設計與軟體仿真 177
6.1 Multisim仿真軟體基本操作 177
6.1.1 軟體使用須知 177
6.1.2 軟體操作界面 177
6.1.3 仿真元器件庫 180
6.1.4 虛擬仿真儀器庫 183
6.2 模擬電路的仿真 184
6.2.1 電氣連線、電氣節點的放置與刪除 185
6.2.2 電源、信號源、參考地的設定 185
6.2.3 虛擬示波器的設定 187
6.2.4 虛擬萬用表的設定 192
6.2.5 電位器的參數調整 193
6.2.6 模擬電路的仿真、調試 193
6.3 數字電路的仿真 194
6.3.1 數字集成晶片 194
6.3.2 時鐘源、電源及數字地 194
6.3.3 虛擬邏輯分析儀 195
6.3.4 虛擬函式信號發生器 196
6.3.5 運行數字電路仿真 197
6.3.6 繪製匯流排 198
6.3.7 按鈕與開關在數字電路中的套用 200
6.4 子電路的創建 202
6.4.1 子電路的創建 202
6.4.2 搭建子電路的內部電路結構 202
6.4.3 子電路輸入/輸出連線埠設定 203
6.4.4 調用子電路完成電路的仿真 203
習題 204
第7章 計算機輔助電路PCB設計 205
7.1 印製電路板設計概述 205
7.1.1 PCB的演變歷史 205
7.1.2 PCB設計的任務及要求 205
7.1.3 基於Altium Designer的PCB設計流程 206
7.2 電路原理圖設計 206
7.2.1 創建並保存PCB工程、原理圖設計檔案 207
7.2.2 載入原理圖庫檔案 210
7.2.3 原理圖庫元器件在繪圖工作區中的操作 213
7.2.4 電氣連線 221
7.3 設計PCB 224
7.3.1 PCB設計流程 224
7.3.2 新建PCB檔案 224
7.3.3 PCB的長度計量單位 227
7.3.4 PCB板外框的規劃設計 227
7.3.5 將電路原理圖導入PCB設計檔案 229
7.3.6 元器件在PCB中的布局 231
7.3.7 設定PCB的布線規則 234
7.3.8 對PCB進行電氣布線 238
7.4 編輯原理圖庫元器件 245
7.4.1 新建原理圖庫檔案 245
7.4.2 創建並編輯原理圖庫元器件 246
7.4.3 修改並編輯系統自帶的原理圖庫元器件 251
7.5 創建PCB封裝庫元器件 253
7.5.1 新建並保存PCB庫檔案 253
7.5.2 PCB封裝庫元器件的創建流程 254
7.5.3 載入自製的PCB封裝庫檔案 257
習題 257
第8章 電路PCB加工及製作工藝 258
8.1 PCB制板工藝概述 258
8.1.1 敷銅板 258
8.1.2 電路PCB 259
8.2 絲網印刷制板工藝 261
8.2.1 單層PCB的絲網印刷工藝 261
8.2.2 雙層PCB的絲網印刷工藝 262
8.2.3 多層PCB的絲網印刷工藝 262
8.3 手繪製板工藝 262
8.3.1 鴨嘴筆手繪製板工藝 262
8.3.2 手繪製板工藝的套用範圍及局限性 263
8.4 紫外曝光制板工藝 263
8.5 雕刻制板工藝 264
8.5.1 手工雕刻PCB制板工藝 264
8.5.2 機械雕刻PCB制板工藝 265
8.5.3 雷射雕刻PCB制板工藝 265
8.6 熱轉印PCB制板工藝 265
8.6.1 熱轉印PCB制板工藝的特點 265
8.6.2 針對熱轉印工藝對PCB板圖進行修改 266
8.6.3 熱轉印PCB制板工藝的基本流程 267
8.7 金屬墨滴PCB制板工藝 273
習題 273
第9章 元器件裝配、焊接及拆焊工藝 274
9.1 裝配工藝 274
9.1.1 直插元器件在PCB中的插裝 274
9.1.2 元器件插裝前的準備工作 277
9.1.3 元器件插裝過程中的典型故障 279
9.2 常規電子焊接工藝 280
9.2.1 電子焊接工藝概述 280
9.2.2 常用焊接工藝的分類 280
9.2.3 錫焊的原理及基本條件 281
9.2.4 焊料 283
9.2.5 助焊劑 285
9.2.6 電烙鐵 286
9.2.7 其他焊接輔助工具 292
9.2.8 手工焊接工藝 298
9.2.9 特殊元器件的焊接工藝 303
9.3 拆焊工藝 304
9.3.1 毀壞式拆焊工藝 304
9.3.2 手工逐點拆焊工藝 304
9.3.3 局部集中加熱拆焊工藝 307
9.3.4 拆焊工藝的特點 307
9.4 表面貼裝焊接工藝 308
9.4.1 貼片元器件的特點 308
9.4.2 貼片元器件的手工焊接及拆焊工藝 309
習題 313
第10章 元器件參數測試、質量檢測及等效代換 314
10.1 電阻類元器件的測量與測試 314
10.1.1 固定電阻的檢測 314
10.1.2 固定電阻的故障判別及其替換 316
10.1.3 熔斷電阻器的檢測 316
10.1.4 敏感電阻的檢測 317
10.1.5 電位器的檢測 317
10.2 電容器的測量與測試 318
10.2.1 使用數字萬用表對電容器進行參數測試 318
10.2.2 使用模擬萬用表對電容器進行性能評估及故障檢測 319
10.2.3 電容器的故障類型及判別方法 320
10.2.4 採用觀察法識別電容器故障 320
10.2.5 電容器的等效代換原則 321
10.3 電感器與工頻變壓器的檢測 321
10.3.1 電感器的故障類型及檢測 321
10.3.2 工頻變壓器的檢測 322
10.3.3 工頻變壓器的主要故障及維修 323
10.4 二極體的識別與測試 323
10.4.1 利用數字萬用表的二極體擋測試普通二極體 323
10.4.2 利用模擬萬用表的歐姆擋測試普通二極體 324
10.4.3 穩壓二極體的檢測 324
10.4.4 LED的檢測 324
10.4.5 橋堆的檢測 325
10.5 三極體的引腳識別及質量檢測 325
10.5.1 三極體的引腳排列規律 325
10.5.2 雙極型三極體的檢測 326
10.5.3 MOSFET場效應管的檢測 327
10.6 集成晶片的測試 327
10.7 駐極體麥克風的簡單性能檢測 328
10.8 開關類元器件的檢測 328
習題 328
第11章 電路系統調試工藝 329
11.1 電路系統調試人員需要具備的基本技能 329
11.2 常用的電路系統調試儀器儀表 330
11.3 電路系統調試的基本步驟 331
11.3.1 預檢查 331
11.3.2 通電調試 332
11.3.3 整機聯調 334
11.4 電路調試過程中的常見故障排查 334
11.4.1 觀察法 335
11.4.2 測量法 336
11.4.3 替換法 337
習題 338
第12章 電子電路課程設計示例 339
12.1 電子電路課程設計概述 339
12.2 電子電路課程設計示例 340
12.3 電子電路課程設計的總結與展望 346
習題 346
附錄A 模擬電路常用元器件的內部結構及引腳排列 347
附錄B 常用數字集成邏輯電路的型號及功能 348
附錄C 元器件常見封裝前綴的含義及尺寸 350
附錄D 常用穩壓二極體的標稱穩壓值 351
附錄E 元器件單位的數量級標識 352
附錄F Altium Designer軟體中的常用原理圖庫元器件 353
附錄G 常用元器件在Altium Designer軟體中的封裝參數（單位：mil） 355
參考文獻及網站資源 358
