电子设计与制作100例（第3版）

第3版不但根据技术进步新增了无人飞行器、电子设计自动化以及无线输电的实例，还通过补充实物图片、印制电路板图，引入更具时尚和生活气息的实例内容，增强了该书的时代特色、针对性和实践制作指导性。希望该书能够引导和培养读者成为新一代创客，步入电子设计工程师的殿堂。

 

本书以电子设计制作流程为主线，从基础理论和基本器件、电源电路制作、开关电路制作、声光控制电路制作、高频电路制作、探测电路制作、基于单片机的电子制作等方面，通过100个实际电路制作实例，从实践的角度详细介绍电子设计制作的流程、原理、器件选型、样机制作、电路调试等内容。

　　张金（1973—），男，安徽潜山人，博士，陆军炮兵防空兵学院教授、硕士生导师。1995年、1998年毕业于四川大学，分别取得学士、硕士学位，2012年毕业于清华大学，获工学博士学位。主要研究方向为电子技术，精密测试技术及仪器，非线性系统预测。长期工作在教学科研一线，围绕传感探测、精密测试、电子技术学科领域主持或参加重大科研项目10余项，获国家科技进步二等奖1项，军队科技进步一等奖1项、二等奖1项。发表交流学术论文50余篇，其中SCI/EI检索18篇，出版专业教材、专著9部。

第1章 电子设计与制作基础

1.1 电子系统概述

1.1.1 电子系统基本类型

1.1.2 电子系统设计的基本内容与方法

1.2 电子制作概述

1.2.1 电子制作基本概念

1.2.2 电子制作基本流程

1.3 电子制作常用工具

1.3.1 板件加工工具

1.3.2 焊接工具

1.3.3 测量工具

1.3.4 其他工具与材料

1.4 手工焊接技术

1.4.1 焊接基础

1.4.2 锡焊机理

1.4.3 焊接质量分析

1.4.4 手工焊接

1.5 电子制作装配技术

1.5.1 电子元器件的安装

1.5.2 电子制作的装配技术

1.6 电子制作调试与故障排查

1.6.1 电子制作测量

1.6.2 电子制作调试

1.6.3 调试过程中的常见故障

1.6.4 调试过程中的故障排查法

第2章 基本电子元器件

2.1 电阻器的简单识别与型号命名法

2.1.1 电阻器的分类

2.1.2 电阻器的型号命名

2.1.3 电阻器的主要性能指标

2.1.4 电阻器的简单测试

2.1.5 选用电阻器常识

2.1.6 电阻器和电位器选用原则

2.2 电容器的简单识别与型号命名法

2.2.1 电容器的分类

2.2.2 电容器型号命名法

2.2.3 电容器的主要性能指标

2.2.4 电容器质量优劣的简单测试

2.2.5 选用电容器常识

2.3 电感器的简单识别与型号命名法

2.3.1 电感器的分类

2.3.2 电感器的主要性能指标

2.3.3 电感器的简单测试

2.3.4 选用电感器常识

2.4 半导体器件的简单识别与型号命名法

2.4.1 半导体器件型号命名法

2.4.2 二极管的识别与简单测试

2.4.3 三极管的识别与简单测试

2.5 半导体集成电路型号命名法

2.5.1 集成电路的型号命名法

2.5.2 集成电路的分类

2.5.3 集成电路的封装形式

第3章 电子设计与制作实践

3.1 实例1：数显式大电容测量电路设计

3.1.1 设计要求

3.1.2 选择整体方案

3.1.3 设计单元电路

3.1.4 绘制整体电路原理图

3.2 电子设计自动化技术

3.2.1 EDA技术基本概念

3.2.2 EDA技术的新发展及特点

3.2.3 常用EDA工具软件

3.3 电路原理图及印制电路板图绘制

3.3.1 电路原理图绘制

3.3.2 印制电路板图绘制

3.3.3 实例2：STC89C51单片机小系统制图

3.4 印制电路板的简易制作

3.4.1 简易方法制作印制电路板的一般过程

3.4.2 采用机械雕刻制作单层板

3.4.3 采用化学蚀刻批量制板

3.4.4 实例3：利用过塑机制作印制电路板

3.4.5 实例4：利用热转印机制作印制电路板

3.5 点阵板及表面贴装元件手工焊接实践

3.5.1 实例5：点阵板手工焊接实践

3.5.2 实例6：表面贴装元件手工焊接

第4章 电源电路制作实例

4.1 实例7：串联型直流稳压电源制作

4.1.1 工作原理

4.1.2 元器件选择

4.1.3 制作与调试

4.2 实例8：具有扩流过压保护的5V稳压电源

4.2.1 工作原理

4.2.2 元器件选择

4.2.3 制作与调试

4.3 实例9： 5V、SymbolqB@12V稳压电源

4.3.1 工作原理

4.3.2 元器件选择

4.3.3 制作与调试

4.4 实例10：新颖的5~16V可调电源

4.4.1 电路原理

4.4.2 元器件选择与制作

4.5 实例11：1.2~20V、1A实验电源

4.5.1 电压可调的三端稳压IC LM317 简介

4.5.2 输出电压采用1.2~20V时的问题与对策

4.5.3 1.2~20V、1A实验用直流电源电路

4.5.4 制作与调试

4.6 实例12：精密串联型稳压电源

4.6.1 工作原理

4.6.2 元器件选择

4.6.3 制作与调试

4.7 实例13：智能型应急电源

4.7.1 功能及指标

4.7.2 电路原理

4.7.3 元器件选择

4.7.4 制作与调试

4.8 实例14：直流升压电源

4.8.1 工作原理

4.8.2 元器件选择与制作

4.9 实例15：锂离子电池充电器

4.9.1 工作原理

4.9.2 元器件选择与制作

4.10 实例16：直流交流变换器（逆变电源）

4.10.1 工作原理

4.10.2 元器件选择

4.10.3 制作与调试

4.111 实例17：太阳能照明电路

4.11.1 使用太阳能面板

4.11.2 使用更大容量的电池

4.11.3 灯具

4.11.4 电路

4.11.5 结构

4.11.6 设置和调试

4.12 实例18：自动追踪阳光的太阳能充电器

4.12.1 太阳能电池

4.12.2 镍镉电池

4.12.3 电动机

4.12.4 工作原理

4.12.5 光传感器

4.12.6 滑环的使用

4.13 实例19：简易步进数字电源

4.13.1 整流滤波电路

4.13.2 可调电压控制

4.13.3 电压输出指示

4.14 实例20：基于UC3844的多输出电源

4.14.1 电流型PWM控制原理

4.14.2 电流型PWM控制芯片UC3844

4.14.3 主电路拓扑

4.14.4 高频变压器设计

4.14.5 漏感消除电路

4.14.6 控制电路设计

4.14.7 实验结果

4.15 实例21：小型太阳能供电板的制作

4.15.1 太阳能供电板的原理及设计

4.15.2 元器件选择

4.15.3 制作过程

4.16 实例22：车载笔记本电源适配器

4.16.1 升压转换器的工作原理

4.16.2 ＰＷＭ控制

4.16.3 调试与测试

4.17 实例23：无线输电

4.17.1 无线输电的4种方式

4.17.2 基于电磁感应原理的简易无线输电

第5章 开关电路制作实例

5.1 实例24：三极管开关电路

5.1.1 三极管开关电路设计

5.1.2 基本三极管开关的改进

5.1.3 三极管开关的应用

5.2 实例25：多通道家用电器遥控开关

5.2.1 工作原理

5.2.2 元器件选择

5.2.3 制作与调试

5.3 实例26：声控开关

5.3.1 简介

5.3.2 工作原理

5.3.3 电路调整

5.3.4 元器件选择与制作

5.4 实例27：电子定时器

5.4.1 电路原理

5.4.2 元器件选择与制作

5.5 实例28：人体红外线接近感应延时开关

5.5.1 电路原理

5.5.2 元器件选择与制作

5.6 实例29：微波自动开关

5.6.1 电路原理

5.6.2 元器件选择与制作

5.7 实例30：液面控制自动开关

5.7.1 电路原理

5.7.2 元器件选择与制作

5.8 实例31：声光控制延时开关电路的设计与制作

5.8.1 工作原理

5.8.2 元器件选择

5.8.3 制作与调试

5.9 实例32：八段触摸电子开关

5.9.1 工作原理

5.9.2 元器件选择

5.9.3 安装调试

5.10 实例33：音阶声控开关

5.10.1 工作原理

5.10.2 制作

5.11 实例34：555定时器触摸延时开关

5.11.1 双键触摸开关

5.11.2 单键触摸延时开关

5.12 实例35：双D触发器触摸开关

5.12.1 工作原理

5.12.2 元器件选择与制作

5.13 实例36：专用集成电路新颖定时器

5.13.1 电路原理

5.13.2 元器件选择

5.13.3 制作和使用

5.14 实例37：口哨开关

5.14.1 电路原理

5.14.2 制作

5.14.3 测试

5.14.4 应用

5.15 实例38：触摸延时开关

5.15.1 元器件准备

5.15.2 电路的制作与调试

5.15.3 电路工作原理

5.16 实例39：书柜自动开关

5.16.1 工作原理

5.16.2 元器件选择

5.16.3 制作与使用

5.17 实例40：温控开关

5.17.1 电路原理

5.17.2 元器件选择

5.17.3 制作与调试

5.18 实例41：自动照明开关

5.18.1 工作原理

5.18.2 元器件选择与制作

5.19 实例42：热释电红外感应开关

5.19.1 电路原理

5.19.2 元器件选择与制作

5.20 实例43：睡眠开关

5.20.1 定时原理

5.20.2 元件准备

5.20.3 制作注意事项

5.21 实例44：单路无线遥控开关

5.21.1 工作原理

5.21.2 制作与调试

5.21.3 遥控开关密码设置

第6章 声光控制电路制作实例

6.1 实例45：基于555的简易电子琴

6.1.1 工作原理

6.1.2 元器件选择与制作

6.2 实例46：电子转盘游戏器

6.2.1 工作原理

6.2.2 元器件选择

6.2.3 制作和使用

6.3 实例47：声光音乐门铃

6.3.1 工作原理

6.3.2 元器件选择

6.3.3 制作与使用

6.4 实例48：音乐盒

6.4.1 工作原理

6.4.2 元件准备和制作

6.5 实例49：矩阵循环显示器

6.5.1 工作原理

6.5.2 元器件选择

6.5.3 制作与调试

6.6 实例50：电子光线枪

6.6.1 电路原理

6.6.2 元件准备

6.6.3 制作

6.7 实例51：天亮报晓电子鸟

6.7.1 工作原理

6.7.2 元器件选择

6.7.3 制作与调试

6.8 实例52：电子硬币

6.8.1 电路原理

6.8.2 制作与调试

6.9 实例53：电子灭蚊灯

6.9.1 电路原理

6.9.2 元器件选择

6.9.3 制作与调试

6.10 实例54：心形彩灯控制电路

6.10.1 电路原理

6.10.2 元器件选择与制作

6.11 实例55：红外遥控密码锁

6.11.1 工作原理

6.11.2 元器件选择

6.11.3 制作与使用

6.12 实例56：声光电子鞭炮

6.12.1 电路组成及工作原理

6.12.2 元器件选择

6.12.3 制作与调试

6.13 实例57：红外线捕鼠器

6.13.1 工作原理

6.13.2 元件选择与制作

6.14 实例58：声光警笛电路

6.15 实例59：多功能声光电子靶

6.15.1 工作原理

6.15.2 元器件选择

6.15.3 制作与调试

6.16 实例60：声光显示靶

6.16.1 工作原理

6.16.2 元件选择与制作

6.17 实例61：振动开关控制的夜钓上饵灯

6.17.1 工作原理

6.17.2 元器件选择

6.17.3 制作与使用

第7章 感知电路制作实例

7.1 实例62：湿度检测仪

7.1.1 电路组成

7.1.2 工作

第3版前言

 

电子工艺及集成电路技术的发展，简化了电子产品设计制作流程、丰富了电子产品设计制作内容，吸引着一批批电子设计爱好者自己动手制作电子产品。本书经第2版修订，在内容选择上弱化理论介绍和推演，强化应用和实践，在实例介绍演示时注意规范性和程序性，避免制作“脏、乱、差”的低级重复，体系架构进一步完善，实践指导性得到加强，受到众多高校师生和广大电子设计爱好者的欢迎。

为满足高校同行及广大读者的需求，同时考虑到技术的进步和制作的可操作性，进行第三次改版。全书由陆军军官学院张金教授在第2版基础上根据同行及读者建议和意见完善、充实，并修正书中出现的一些错误之处。统稿时延续了第2版的体系架构，但在内容选取上做了进一步的梳理和更新，第1章重新界定了电子系统及电子设计制作的内涵、外延；第2章增加了大量基本电子元器件实物照片，并优化了内容表述方法，直观易读；第3章为适应技术的进步新增了电子设计自动化EDA有关绘图、制板的内容，并配有详细的实例；第4章删除了部分不易于制作的实例，新增了无线输电的实例；第5、6、7三章根据受众读者多为90后的特点，增添了观赏性更强、生活气息更浓的实例，并对已有实例内容做了完善，补充了制作实物图片和印制电路板图；考虑到对制作条件及调试环境的要求较高，弱化了第8章；在第9章新增了目前比较热的无人飞行器制作实例。

第3版不但根据技术进步新增了无人飞行器、电子设计自动化以及无线输电的实例，还通过补充实物图片、印制电路板图，引入更具时尚和生活气息的实例内容，增强了该书的时代特色、针对性和实践制作指导性。希望该书能够引导和培养读者成为新一代创客，步入电子设计工程师的殿堂。

成书过程中，参考了许多专家同行们的著作，无法一一列出，在此表示衷心的感谢。由于水平有限，纰漏、不妥之处在所难免，恳切希望读者批评指正，Email：JGXYZhangJin@163com。

 

编著者

2017年春于合肥