圖書簡介
“電子技術課程設計”實踐教學分為軟體仿真和硬體設計兩個方面。實踐項目包括驗證性試驗、綜合性系統實驗和創新型試驗,實驗內容涵蓋了電子電路的主要知識點。
本書共9章,主要內容包括:電子技術課程設計綜述,模擬電子電路及系統設計,數字電子電路及系統設計,電子電路仿真軟體Multisim10.0,Protel99SE設計基礎,Proteus設計基礎,電子元器件的識別和使用,電子電路安裝和調試基礎知識,電子技術課程設計題目選編。
本書可作為自動化專業和電氣工程及其自動化專業等電類專業的課程設計的教材或參考書,也可供其他工科專業師生和相關領域工程技術人員參考。
前言
“電子技術課程設計”是建立在學生已學電路基礎、模擬電子技術和數字電子技術課程的基礎上,綜合運用這些課程所學的理論知識,實際進行一次課題的設計、安裝和調試。通過課程設計這種綜合性技能訓練,可以使學生進一步掌握電子技術理論知識,掌握電子儀器儀表的使用方法,培養獨立分析和解決問題的能力。
本書主要內容有常用電子儀器基本知識、模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計和電子電路仿真軟體介紹等。
本書的主要特色如下。
(1) 因材施教,實用性強。
本書具有較強的實用性,在內容選取上充分考慮到學生實際水平和教學需要。在本書中,既有方法的指導,又有詳盡的設計、調試和參數測定過程,對學生具有較強的指導作用,同時對設計選題也給出了較寬的範圍,增加選題的靈活性,以利於不同層次的學生進行選題和設計,同時還有利於教師根據各自不同的教學要求安排教學內容,實現因材施教。實踐教學平台可分為基礎實驗技能訓練平台、綜合性實驗設計平台、創新性實驗實踐平台三大部分。以此為原則組成一個層次分明、功能明確的實踐教學體系。
(2) 軟硬結合,注重能力培養。
利用Multisim(或者Proteus)仿真軟體,通過對模擬電子技術主要電路的仿真分析實例,讓學生學會仿真軟體的使用,可以加深對電路原理、信號傳輸、元器件參數對電路性能影響的了解。可以使學生較快地明確目標,節省時間,不受實驗設備、場地的限制。在利用軟體對電路進行輔助設計時,通過實驗操作和硬體安裝、調試,使學生進一步積累實踐經驗、提高實驗能力、明晰工程套用的特點。
(3) 結構靈活,系統性強。
全書中各章的編排既相互獨立,又有互相聯繫,有利於電子技術實踐教學的組織和學生工程實踐能力的訓練。本書還具有較強的系統性,其內容包括了課程設計的方法、電子器件和儀器儀表的使用方法、模擬電路課程設計、數字電路課程設計、綜合性課程設計、EDA軟體的使用。實踐內容由淺入深,使學生循序漸進地掌握課程設計的全過程。
本書第1、2、4章由上海工程技術大學張莉萍編寫,第3、5、6、9章由上海工程技術大學李洪芹編寫,第7、8章由上海工程技術大學李洪芹和袁之亦共同編寫,內容仿真和驗證由上海工程技術大學吳健珍、鄒睿共同完成。全書由張莉萍和李洪芹組稿並修訂。
本書由上海工程技術大學王裕明教授擔任主審,他對本書的編寫原則和方法提出了許多寶貴的意見,在此表示衷心的感謝!
由於編者能力和水平有限,書中難免存在錯誤、疏漏和欠妥之處,懇請讀者予以指正,以便今後不斷改進與完善。
編者2014年1月
目錄
第1章電子技術課程設計綜述
1.1課程設計的目的和要求
1.1.1電子技術課程設計的目的
1.1.2課程設計的要求
1.1.3課程設計工作內容
1.1.4課程設計報告撰寫內容
1.2電子技術課程設計步驟與安排
1.2.1電子技術課程設計的步驟
1.2.2課程設計安排
第2章模擬電子電路及系統設計
2.1概述
2.1.1典型模擬電子系統的組成
2.1.2模擬電路設計的主要任務和基本方法
2.2放大電路的分析與設計
2.2.1單級放大電路的設計
2.2.2多級負反饋放大器的分析和設計
2.3集成運算放大器套用電路的設計
2.3.1集成運放的電壓傳輸特性
2.3.2理想集成運放及其特點
2.3.3反相比例運算電路的設計
2.3.4同相比例放大器的設計
2.3.5積分運算電路
2.3.6微分運算電路
2.3.7多級交流集成運放的設計
2.3.8函式發生器的設計
2.4差動放大電路的設計
2.4.1差動放大電路的結構
2.4.2差動放大電路的仿真分析
2.5直流穩壓電源的設計
2.5.1電源變壓器
2.5.2整流電路
2.5.3濾波電路
2.5.4穩壓電路
2.6有源濾波電路的設計
2.6.1有源低通濾波電路
2.6.2有源高通濾波電路
2.6.3有源帶通濾波電路
2.6.4有源帶阻濾波電路
第3章數字電子電路及系統設計
3.1典型數字電子系統的組成
3.2任意進制計數器設計
3.2.1N進制設計要點
3.2.2計數電路設計
3.3555時基電路及其套用
3.3.1555時基電路的內部結構
3.3.2555時基電路的基本工作模式
3.3.3555積體電路的典型套用
3.4數字電子鐘設計
3.4.1數字電子鐘系統概述
3.4.2單元電路設計與分析
3.5智力競賽搶答器設計
3.5.1智力競賽搶答器系統概述
3.5.2智力競賽搶答器系統原理和框圖
3.5.3智力競賽搶答器單元電路設計
第4章電子電路仿真軟體 Multisim 10.0
4.1Multisim 10.0 的基本功能與基本操作
4.1.1Multisim 10.0 簡介
4.1.2Multisim 10.0 的基本操作界面
4.1.3Multisim 10.0 的選單欄
4.1.4Multisim 10.0 元件庫名稱中英文對照表
4.2Multisim 10.0 的虛擬儀器使用方法
4.2.1數字萬用表
4.2.2函式信號發生器
4.2.3瓦特表
4.2.4雙通道示波器
4.2.5四通道示波器
4.2.6波特圖儀
4.2.7頻率計
4.2.8字信號發生器
4.2.9邏輯分析儀
4.2.10邏輯轉換儀
4.2.11IV分析儀
4.2.12失真分析儀
4.2.13頻譜分析儀
4.2.14網路分析儀
4.2.15安捷倫萬用表
4.2.16安捷倫示波器
4.2.17安捷倫函式發生器
4.3建立Multisim 10.0電路過程
4.4電路分析方法
4.4.1基本分析功能
4.4.2分析設定
4.4.3分析結果顯示
第5章Protel 99 SE設計基礎
5.1啟動Protel 99 SE
5.2建立一個設計任務
5.3設計任務的管理
5.4建立設計文檔
5.4.1設計文檔的新建
5.4.2新建原理圖檔案
5.4.3新建PCB檔案
5.5其他操作
5.5.1文檔的打開、關閉、刪除和恢復
5.5.2文檔的導入和導出
5.6Protel 99 SE原理圖編輯
5.6.1新建原理圖
5.6.2圖紙設定
5.6.3設定柵格尺寸
5.6.4載入元件庫
5.6.5放置元件
5.6.6放置電源和接地符號
5.6.7放置電路的I/O連線埠
5.6.8線路布局調整
5.6.9電氣連線
5.6.10元件屬性調整
5.6.11放置文字說明
5.6.12層次電路圖設計
5.6.13電氣規則檢查
5.7印製電路板設計基礎
5.7.1印製電路板概述
5.7.2印製電路板的發展
5.7.3印製電路板的種類
5.7.4印製電路板的結構
5.7.5元件的封裝
5.7.6焊盤與過孔
5.7.7銅膜導線
5.7.8安全間距
5.7.9PCB設計流程
5.8Protel 99 SE印製板編輯器
5.8.1啟動和退出PCB 99 SE編輯器
5.8.2PCB編輯器的畫面管理
5.8.3工作環境設定
5.8.4印製電路板的工作層面
5.9PCB自動布線和手工調整
第6章Proteus設計基礎
6.1Proteus 7 Professional概述
6.1.1啟動Proteus ISIS
6.1.2工作界面
6.1.3基本操作
6.1.4選單命令簡述
6.1.5Proteus 模型∕元件庫
6.2MCS51單片機介紹
6.2.1MCS51系列單片機內部結構及功能部件
6.2.2單片機外部引腳說明
6.2.3單片機的振盪電路與復位電路
6.3AT89C52單片機介紹
6.3.1模組結構框圖
6.3.2模組主要晶片介紹