创意创新实践:电子设计与单片机应用100例电子书

内容简介

专家寄语

前言

第1章　电子设计基础与元器件

1.1　电子设计制作概述

1.1.1　电子系统的基本概念

1.1.2　电子系统的基本类型

1.2　导线的基础介绍

1.2.1　导线种类

1.2.2　实例1：导线的应用

1.3　电阻器的基础介绍

1.3.1　电阻器的工作原理

1.3.2　电阻符号及电阻单位

1.3.3　电阻器的分类

1.3.4　电阻器的电阻值识别

1.3.5　实例2：电阻器的分压应用

1.3.6　实例3：上、下拉电阻器应用

1.3.7　实例4：电阻器的限流应用

1.4　电容器的基础介绍

1.4.1　电容器的工作原理

1.4.2　电容器的分类

1.4.3　电容器的性能指标

1.4.4　实例5：定时电容器应用

1.4.5　实例6：去耦电容器应用

1.4.6　实例7：旁路电容器应用

1.5　电感器的基础介绍

1.5.1　电感器的工作原理

1.5.2　电感器的型号及分类

1.5.3　电感器的性能指标

1.5.4　实例8：电感器的选择与应用

1.5.5　实例9：RL高通滤波器

1.5.6　实例10：RL低通滤波器

1.6　二极管

1.6.1　二极管的工作原理

1.6.2　二极管的种类

1.6.3　二极管的特性

1.6.4　实例11：防反接保护电路设计

1.6.5　实例12：稳压二极管电路设计

1.7　三极管

1.7.1　三极管的工作原理

1.7.2　三极管的特性

1.7.3　实例13：NPN与PNP对照实验

1.8　MOS管

1.8.1　MOS管的工作原理

1.8.2　MOS管的种类与特性

1.8.3　实例14：MOS管驱动电路设计

1.9　继电器的基础介绍

1.9.1　继电器的工作原理

1.9.2　继电器的应用

1.9.3　新型继电器

第2章　常用电路设计

2.1　电路原理基础

2.1.1　欧姆定律

2.1.2　串联与并联

2.1.3　直流电路的一般分析基础

2.1.4　支路电流法

2.1.5　回路电流法

2.1.6　节点电压法

2.2　开关电路

2.2.1　模拟开关电路的概念

2.2.2　实例15：数字开关电路设计

2.2.3　实例16：模拟开关电路设计

2.3　滤波电路

2.3.1　滤波电路的原理和分类

2.3.2　实例17：RC滤波电路设计

2.3.3　实例18：LC滤波电路设计

2.4　常用电源电路

2.4.1　LDO稳压器简介

2.4.2　实例19：固定输出LDO电路设计

2.4.3　实例20：可调输出LDO电路设计

2.4.4　DC-DC转换器简介

2.4.5　实例21：固定输出DC-DC电路设计

2.5　基本放大电路

2.5.1　基本放大电路简介

2.5.2　实例22：三极管放大电路设计

2.5.3　实例23：MOS管放大电路设计

2.6　差分放大电路

2.6.1　差分放大电路简介

2.6.2　实例24：差分放大电路设计

2.7　集成运算放大电路

2.7.1　集成运算放大电路简介

2.7.2　实例25：LM358运算放大器的使用

2.7.3　实例26：加法电路设计

2.7.4　实例27：减法电路设计

2.8　负反馈放大电路

2.8.1　负反馈放大电路简介

2.8.2　实例28：电压串联负反馈放大电路设计

2.8.3　实例29：电压并联负反馈放大电路设计

2.8.4　实例30：电流串联负反馈放大电路设计

2.8.5　实例31：电流并联负反馈放大电路设计

2.9　桥式整流电路

2.9.1　桥式整流电路简介

2.9.2　桥式整流电路的工作原理

2.9.3　实例32：桥式整流电路设计

2.10　钳位电路

2.10.1　钳位电路简介

2.10.2　实例33：钳位电路设计

2.11　波形发生器电路

2.11.1　波形发生器电路简介

2.11.2　实例34：正弦波振荡电路设计

2.11.3　实例35：方波发生器电路设计

2.11.4　实例36：三角波发生器电路设计

2.11.5　实例37：锯齿波发生器电路设计

第3章　PCB电路设计

3.1　什么是PCB

3.2　PCB设计流程概述

3.3　Altium Designer的操作环境

3.3.1　工程的组成

3.3.2　实例38：STC89C51工程的创建

3.4　元器件的设计与添加

3.4.1　元器件库概述

3.4.2　实例39：51单片机芯片的设计

3.4.3　实例40：常用元器件的设计

3.5　封装库的设计与添加

3.5.1　PCB封装概述

3.5.2　实例41：贴片类型元器件封装设计

3.5.3　实例42：插件类型元器件封装设计

3.5.4　实例43：封装模型的导入

3.6　原理图的设计与绘制

3.6.1　原理图的概念

3.6.2　电气连接及网络标号的放置

3.6.3　实例44：STC89C51单片机的最小系统原理图绘制

3.7　PCB的设计与绘制

3.7.1　PCB的导入

3.7.2　元器件的排列与布局

3.7.3　常用PCB规则设置

3.7.4　PCB的布线与绘制

3.7.5　PCB电气规则检查DRC

3.7.6　实例45：STC89C51单片机的最小系统PCB绘制

第4章　常用芯片基础

4.1　DS1302时钟芯片

4.1.1　时钟芯片简介

4.1.2　DS1302时钟芯片的工作原理

4.1.3　实例46：DS1302时钟芯片电路设计

4.2　LM358运算放大器

4.2.1　LM358运算放大器简介

4.2.2　LM358运算放大器的工作原理

4.2.3　实例47：LM358差分放大电路设计

4.3　555定时器

4.3.1　555定时器简介

4.3.2　555定时器的工作原理

4.3.3　实例48：555定时器基本电路设计

4.4　8255A外扩I/O接口芯片

4.4.1　8255A外扩I/O接口芯片简介

4.4.2　8255A工作方式

4.4.3　实例49：单片机外扩I/O接口设计

4.5　ADC0832模数转换芯片

4.5.1　模数转换芯片简介

4.5.2　ADC0832的工作原理

4.5.3　实例50：ADC0832电路设计

4.6　DAC0832

4.6.1　数模转换芯片简介

4.6.2　DAC0832的工作原理

4.6.3　实例51：DAC0832电路设计

4.7　74LS138译码器

4.7.1　译码器芯片简介

4.7.2　74LS138译码器的工作原理

4.7.3　实例52：74LS138译码器电路设计

4.8　74LS573锁存器

4.8.1　锁存器芯片简介

4.8.2　74LS573锁存器的工作原理

4.8.3　实例53：74LS573锁存器电路设计

第5章　51单片机基础

5.1　Keil 5软件

5.1.1　Keil 5安装

5.1.2　Keil 5程序包创建

5.1.3　Keil头文件简介

5.2　Proteus的安装与使用

5.2.1　Proteus安装

5.2.2　Proteus新建工程

5.2.3　Proteus使用

5.3　51单片机结构介绍

5.3.1　运算器

5.3.2　控制器

5.3.3　存储器

5.3.4　特殊功能寄存器

5.4　51单片机最小系统及仿真

5.4.1　51单片机最小系统

5.4.2　51单片机最小系统仿真图

5.5　I/O接口

5.5.1　I/O接口简介

5.5.2　发光二极管控制原理

5.5.3　TTL电平

5.5.4　实例54：点亮LED灯

5.5.5　实例55：流水灯设计

5.5.6　实例56：双向流水灯

5.6　外部中断

5.6.1　外部中断简介

5.6.2　实例57：外部中断控制小灯亮灭

5.7　定时器/计数器

5.7.1　定时器/计数器简介

5.7.2　定时器/计数器工作原理

5.7.3　实例58：定时器控制小灯闪烁

5.8　串口

5.8.1　串行通信与并行通信

5.8.2　51单片机串口通信工作原理

5.8.3　实例59：串口双机通信

5.9　模拟I2C

5.9.1　I2C简介

5.9.2　I2C的工作原理

5.9.3　实例60：模拟I2C程序设计

第6章　常用电子设计

6.1　数码管

6.1.1　数码管简介

6.1.2　数码管的分类

6.1.3　实例61：静态显示数码管

6.1.4　实例62：动态显示4位数码管

6.1.5　实例63：数码管计数器

6.1.6　实例64：秒表

6.2　按键与键盘

6.2.1　按键分类

6.2.2　按键消抖

6.2.3　矩阵键盘

6.2.4　实例65：独立按键控制

6.2.5　实例66：矩阵键盘显示

6.3　蜂鸣器

6.3.1　蜂鸣器简介

6.3.2　有源蜂鸣器

6.3.3　实例67：蜂鸣器发声

6.3.4　无源蜂鸣器

6.3.5　实例68：蜂鸣器演奏音阶

6.3.6　实例69：蜂鸣器演奏乐曲

6.4　HX711称重传感器

6.5　LM393比较器应用

6.5.1　LM393比较器简介

6.5.2　红外对管

6.5.3　光敏电阻

6.5.4　CO检测传感器

6.5.5　雨滴传感器

6.5.6　火焰检测器

6.5.7　PM2.5传感器

6.5.8　实例70：红外对管检测黑线

6.5.9　实例71：雨滴传感器观察雨量

6.5.10　实例72：PM2.5浓度检测

6.5.11　实例73：火焰检测报警

6.6　温度传感器

6.6.1　温度传感器简介

6.6.2　温度传感器的工作原理

6.6.3　实例74：温度传感器测温

6.7　温湿度传感器

6.7.1　温湿度传感器简介

6.7.2　温湿度传感器工作时序

6.7.3　实例75：温湿度传感器检测显示

6.8　超声波模块

6.8.1　超声波模块简介

6.8.2　超声波模块的工作原理

6.8.3　实例76：超声波测距

6.9　触摸传感器模块

6.9.1　触摸传感器模块简介

6.9.2　实例77：触摸开关

6.10　点阵模块

6.10.1　点阵简介

6.10.2　MAX7219点阵介绍

6.10.3　实例78：MAX7219显示数字

6.11　OLED显示屏

6.11.1　OLED简介

6.11.2　OLED显示屏原理

6.11.3　I2C总线协议

6.11.4　硬件I2C和模拟I2C

6.11.5　I2C数据读/写操作

6.11.6　OLED工作指令

6.11.7　实例79：OLED显示数字

6.11.8　实例80：OLED显示图片

6.12　LCD1602液晶显示屏

6.12.1　液晶介绍

6.12.2　LCD1602液晶显示屏原理

6.12.3　LCD1602液晶显示屏指令

6.12.4　实例81：LCD1602液晶显示屏显示字符

6.12.5　实例82：LCD1602液晶显示屏显示汉字

6.13　直流电机

6.13.1　电机的种类

6.13.2　电机的结构

6.13.3　脉宽调制

6.13.4　电机的工作原理

6.13.5　电机驱动L298N

6.13.6　实例83：电机变速

6.13.7　实例84：电机转向变换

6.14　步进电机

6.14.1　步进电机的工作原理

6.14.2　步进电机的特点

6.14.3　步进电机驱动

6.14.4　实例85：步进电机的应用

6.15　舵机

6.15.1　舵机简介

6.15.2　舵机的结构

6.15.3　20ms脉宽调制

6.15.4　实例86：舵机应用

第7章　万物互联

7.1　什么是物联网

7.1.1　物联网的由来

7.1.2　物联网简介

7.1.3　物联网的实现与应用

7.2　物联网知识储备

7.2.1　网络的概念

7.2.2　协议和协议的分层

7.3　物联网相关电子元器件

7.3.1　蓝牙

7.3.2　实例87：单片机与手机通信

7.3.3　实例88：单片机双机的通信

7.3.4　ESP8266

7.3.5　GPS

7.3.6　实例89：GPS模块发送信息

7.3.7　RFID

7.3.8　实例90：智能门禁

7.3.9　物联网平台

7.3.10　实例91：ESP8266传输数据

第8章　电子设计与制作综合实训

8.1　实例92：人体感应节能灯

8.1.1　人体感应节能灯相关知识

8.1.2　知识储备与构思

8.1.3　人体热释电模块

8.1.4　Proteus仿真

8.1.5　程序设计

8.1.6　实物制作与电路连接

8.2　实例93：烹饪助手

8.2.1　知识储备与构思

8.2.2　Proteus仿真

8.2.3　程序设计

8.2.4　实物制作与电路连接

8.3　实例94：微信跳一跳物理助手

8.3.1　微信跳一跳简介

8.3.2　知识储备与构思

8.3.3　Proteus仿真

8.3.4　程序设计

8.3.5　实物制作与电路连接

8.4　实例95：防盗报警设计

8.4.1　防盗报警需求

8.4.2　知识储备与构思

8.4.3　激光传感器

8.4.4　激光对射传感器

8.4.5　Proteus仿真

8.4.6　程序设计

8.4.7　实物制作与电路连接

8.5　实例96：贪吃蛇游戏设计

8.5.1　贪吃蛇游戏简介

8.5.2　知识储备与构思

8.5.3　数组应用

8.5.4　算法设计

8.5.5　Proteus仿真

8.5.6　程序设计

8.6　实例97：温湿度计

8.6.1　知识储备与构思

8.6.2　Proteus仿真

8.6.3　程序设计

8.6.4　实物制作与电路连接

8.7　实例98：化妆镜

8.7.1　镜子的光学原理

8.7.2　知识储备与构思

8.7.3　程序设计

8.7.4　实物制作与电路连接

8.8　实例99：聪明的百叶窗

8.8.1　聪明的百叶窗相关知识

8.8.2　知识储备与构思

8.8.3　程序设计

8.8.4　实物制作与电路连接

8.9　实例100：家庭安全助手

8.9.1　安全意识

8.9.2　知识储备与构思

8.9.3　程序设计

8.9.4　实物制作与电路连接

8.10　实例101：避障小车

8.10.1　无人驾驶

8.10.2　知识储备及构思

8.10.3　程序设计

8.10.4　实物制作与电路连接

附录　创意创新实践Ⅰ：电子设计与制作实例（Arduino）