電子設(shè)計與制作簡明教程（第二版）

第二版前言

本書自出版以來，經(jīng)數(shù)屆學(xué)生使用，學(xué)生的動手能力得到顯著提高。對多數(shù)學(xué)生來說，本課程幾乎是大學(xué)三年中使用電烙鐵焊接的唯一機(jī)會，也是系統(tǒng)性復(fù)習(xí)所學(xué)知識，根據(jù)自身對專業(yè)知識的掌握程度，開展力所能及的電子線路設(shè)計的有益嘗試。

本書出版后，國內(nèi)高職高專電類專業(yè)教學(xué)發(fā)生了很大的變化。各級各類技能大賽不斷涌現(xiàn)，學(xué)校的參與面也越來越大。除傳統(tǒng)的大學(xué)生電子設(shè)計大賽、職業(yè)院校技能大賽、電子產(chǎn)品設(shè)計與制作賽等之外，光伏電子工程的設(shè)計與實施、電子產(chǎn)品芯片級檢測維修與數(shù)據(jù)恢復(fù)、嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)以及眾多的行業(yè)賽項陸續(xù)出現(xiàn)，比賽項目對學(xué)生的電子設(shè)計、焊接、PCB制板等能力要求越來越高。新型單片機(jī)、嵌入式等芯片和器件在大賽中被大量使用，課堂教學(xué)已無法滿足要求。傳統(tǒng)的設(shè)計軟件Protel 99 SE、Protel DXP已逐步被Altium Designer取代。

基于上述考慮，本書有必要改版，對內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

第三章3.2節(jié)選用了2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽的賽題，作為單片機(jī)C語言設(shè)計與應(yīng)用的典型代表；第五章介紹Altium Designer的應(yīng)用，取代原Protel 99 SE的內(nèi)容；第六章的6.2節(jié)選用了更為先進(jìn)的雕刻機(jī)，PCB制板的精度和質(zhì)量更高。

本書由鄧延安任主編，王蘋、余云飛、陳素芹、張瑾任副主編。各章編寫分工如下：第2.5節(jié)、3.4節(jié)由王蘋編寫；第3.1節(jié)由范國強(qiáng)編寫；第3.2節(jié)由陳素芹編寫；第五章、第6.1節(jié)由余云飛編寫；第6.2節(jié)由張瑾編寫，其余章節(jié)由鄧延安編寫。全書由鄧延安統(tǒng)稿。張學(xué)亮老師對本書進(jìn)行了審閱，張瑾老師和辛建軍老師對本書的電路進(jìn)行了驗證，在此對他們的工作表示感謝。

由于課時關(guān)系，本書篇幅仍然不大。即便如此，實際教學(xué)中仍需取舍。希望本教材能為各高職高專院校電類專業(yè)教學(xué)提供幫助，錯誤和不妥之處請批評指正。

編 者

2019年3月

第二版前言
第一版前言

第1章 電子設(shè)計與制作基礎(chǔ) 1
1.1 概述 1
1.1.1 電子設(shè)計的選題 1
1.1.2 電子設(shè)計與制作的基本途徑 1
1.2 電子設(shè)計的一般過程 2
1.3 電子制作的基本技能 3
1.3.1 常用元器件的選型與代用 3
1.3.2 元器件焊接工藝 5
1.3.3 電子產(chǎn)品的裝配工藝 8
1.3.4 電子產(chǎn)品的調(diào)試 9
1.3.5 故障的判斷與排除 9
1.4 PCB板的制作 10
1.4.1 PCB板的雕刻制板法 10
1.4.2 PCB板的腐蝕制板法 10
1.5 電子制作中的5S管理 11
第2章 基本電路模塊的設(shè)計與制作 12
2.1 三極管基本放大電路的制作 12
2.1.1 三極管放大電路設(shè)計的原則 12
2.1.2 共發(fā)射極放大電路的設(shè)計 12
2.1.3 電路的制作與測試 13
2.2 場效應(yīng)管放大電路的設(shè)計與制作 14
2.2.1 場效應(yīng)管的主要參數(shù) 14
2.2.2 場效應(yīng)管的使用原則 15
2.2.3 場效應(yīng)管基本放大電路的設(shè)計與
制作 15
2.3 串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的制作 16
2.3.1 串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的組成 16
2.3.2 串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的實際電路 17
2.3.3 串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的制作與調(diào)試 18
2.4 集成運算放大器的應(yīng)用 19
2.4.1 電壓比較器的制作 20
2.4.2 正弦波發(fā)生器的設(shè)計與制作 22
2.5 數(shù)字邏輯電路的設(shè)計與制作 24
2.5.1 基本門電路和邏輯電平規(guī)范 25
2.5.2 常見數(shù)字邏輯芯片 26
2.5.3 簡易搶答器的制作 31
2.5.4 雙音門鈴的制作 32
2.6 遙控電路的制作 35
2.6.1 遙控系統(tǒng)的基本組成 35
2.6.2 紅外遙控原理 36
2.6.3 簡單紅外遙控裝置的制作 39
第3章 較復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與制作 41
3.1 以MCS-51系列單片機(jī)為核心的數(shù)字式
轉(zhuǎn)速表的設(shè)計與制作 41
3.1.1 設(shè)計與制作任務(wù) 41
3.1.2 轉(zhuǎn)速表的硬件電路設(shè)計 41
3.1.3 系統(tǒng)設(shè)計流程圖及源程序 43
3.1.4 電路制作與調(diào)試 48
3.2 風(fēng)板控制裝置的設(shè)計與制作 49
3.2.1 設(shè)計與制作的任務(wù) 49
3.2.2 系統(tǒng)設(shè)計 49
3.2.3 系統(tǒng)安裝與調(diào)試 53
3.3 多路紅外遙控裝置的設(shè)計與制作 60
3.3.1 設(shè)計與制作的任務(wù)及方案選擇 60
3.3.2 遙控編、解碼集成電路PT2262和
PT2272介紹 62
3.3.3 4路紅外遙控裝置的工作原理 64
3.3.4 四路紅外遙控電路的制作與調(diào)試 64
3.4 數(shù)字鐘的設(shè)計與制作 65
3.4.1 設(shè)計與制作任務(wù) 66
3.4.2 秒脈沖信號發(fā)生器的制作與調(diào)試 66
3.4.3 秒、分、時計數(shù)顯示電路的制作
調(diào)試 68
3.4.4 分、時校正電路 72
3.4.5 電路聯(lián)調(diào) 73
第4章 可編程邏輯器件及應(yīng)用 74
4.1 ACEX1K系列FPGA 74
4.2 可編程邏輯器件的設(shè)計流程 74
4.3 Quartus II的使用 77
4.3.1 Quartus II的特點 77
4.3.2 Quartus II的設(shè)計流程 78
4.4 應(yīng)用舉例 78
4.4.1 設(shè)計任務(wù) 79
4.4.2 頻率計的工作原理 79
4.4.3 功能模塊的實現(xiàn) 79
4.4.4 頻率計的總體電路 81
4.4.5 完成步驟 81
第5章 Altium Designer原理圖與PCB設(shè)計 90
5.1 Altium Designer 設(shè)計環(huán)境 90
5.2 Protel與Altium Designer之間的轉(zhuǎn)換 91
5.3 原理圖的設(shè)計 92
5.3.1 原理圖設(shè)計流程 92
5.3.2 新建原理圖文件 93
5.3.3 原理圖圖紙的設(shè)置 93
5.3.4 加載元器件庫 94
5.3.5 放置元件 94
5.3.6 連接線路 95
5.3.7 報表輸出 95
5.4 印刷電路設(shè)計 96
5.4.1 新建PCB文件 97
5.4.2 印制電路板PCB 工作層管理及
選項設(shè)置 99
5.4.3 元件封裝庫的操作 101
5.4.4 單面印制電路板的手工設(shè)計 102
5.4.5 印制電路板的自動布線 108
5.4.6 設(shè)計規(guī)則檢查以及工程報表輸出 117
第6章 PCB板的制作 120
6.1 PCB板的腐蝕法制作 120
6.1.1 PCB設(shè)計與打印 120
6.1.2 熱轉(zhuǎn)印 124
6.1.3 腐蝕與鉆孔 124
6.2 PCB板的雕刻制作方法 125
6.2.1 雕刻機(jī)的工作原理 125
6.2.2 加工文件的生成 126
6.2.3 雕刻機(jī)制板 130
第7章 電子線路的抗電磁干擾設(shè)計 148
7.1 概述 148
7.1.1 電磁干擾入侵的途徑 148
7.1.2 抑制電磁干擾的基本思路 150
7.1.3 抗電磁干擾的基本措施 150
7.2 抗電磁干擾設(shè)計 151
7.2.1 輸入信號線的選擇與連接 151
7.2.2 濾波器設(shè)計 151
7.2.3 屏蔽層設(shè)計 152
7.2.4 接地的設(shè)計 153
7.2.5 信號隔離的設(shè)計 153
第8章 電子線路故障檢修的基本方法 155
8.1 直觀檢查法 155
8.2 電阻測量法 155
8.3 電壓測量法 156
8.4 電流測量法 157
8.5 波形測量法 158
8.6 元器件代換法 158
8.7 信號注入法 158
8.8 分割法 159
8.9 短路法 160
第9章 科技論文寫作 161
9.1 概述 161
9.1.1 科技論文寫作的性質(zhì)與功能 161
9.1.2 科技論文寫作的基本特征 161
9.1.3 科技論文寫作的意義 162
9.2 科技論文寫作的基本要求 162
9.2.1 科技論文的類型 162
9.2.2 科技論文的寫作要求 163
9.2.3 科技論文的編寫格式及規(guī)范 163
9.2.4 章、條的編號 165
參考文獻(xiàn) 166
附錄 167

1. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
2. Java Web項目化設(shè)計實踐教程 [邱云 曾陳萍]
3. 人工智能開發(fā)框架應(yīng)用 [主編 王明超 蘆婭云]
4. 民航客艙服務(wù)實用英語教程 [主編 田靜 徐亞玲]
5. Python數(shù)據(jù)分析 [主編　馮志輝　趙磊　李放]
6. 大學(xué)信息技術(shù) [曾翰穎 編著]
7. 多維視域下的高校籃球教學(xué)創(chuàng)新研究 [張利超 李寧 著]
8. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練實踐教程 [主編 王日華 陳武 黃喆誠]
9. 實用運籌學(xué) [主編　邢育紅　于晉臣]
10. 電子技術(shù)（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
11. 勞動爭議處理實務(wù) [主編 王秀卿 羅靜]
12. 工程數(shù)學(xué) [主編 郭立娟 王海]
13. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
14. 武術(shù)基礎(chǔ)教程 [主編 李代勇 謝志民]
15. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
16. 畫法幾何與機(jī)械制圖習(xí)題集（多學(xué)時） [主編 趙軍]
17. 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) [主編 劉 軍 楊國龍 劉天成]
18. MySQL數(shù)據(jù)庫項目式教程 [陳亞峰]
19. 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第二版） [主編 田亞平 李愛姣]
20. 畫法幾何與機(jī)械制圖 [主編 趙軍]
21. C語言程序設(shè)計習(xí)題與實驗指導(dǎo)（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
22. C語言程序設(shè)計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
23. Unity3D虛擬現(xiàn)實應(yīng)用開發(fā)實踐 [主 編 劉龍]
24. 智能化技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [鄧文達(dá)　李禮]
25. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
26. 網(wǎng)絡(luò)營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
27. 電視節(jié)目策劃與制作（微課版） [主　編　黃滴滴]
28. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴(yán)暉 周肆清]
29. 大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué) [主編 郭立娟]
30. 工業(yè)機(jī)器人拆裝與調(diào)試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]