从零开始学电子电路设计

《从零开始学电子电路设计 》》本模拟电路、数字电路、传感器应用、单片机的基础知识和设计技能为一体，通过设计实例循序渐进讲解习电子电路设计所需要掌握的方法和技能。书中将全面介绍各种电子元器件、电路设计基础电路、设计任务与设计流程、模拟电路设计、数字电路设计、传感器及应用电路设计、印制电路板设计、焊接与调试、单片机基础等内容，既有理论基础知识，又有大量电路实例和技能技巧，读者零基础也能学会。

内容特点：

1 通过电子设计实例讲解，读者零基础也能学会：把学习电子电路设计所需要掌握的基础知识、方法和技能融汇在各类型案例中，不涉及生涩公式和理论推导，只要知道基本的欧姆定律，读者就可以在本书的引导下掌握电子电路的设计知识。

2 设计制作分步讲解，全流程设计：涵盖从元器件选用、PCB制作、焊接、装配调试等各细节。

3 典型案例配有制作、设计、电路分析讲解视频。

 

 

本书以图文结合视频讲解电路设计的方法，主要内容包括电路设计与制作基础、电路设计的方法、电子电路系统设计基本原则和设计内容、模拟电路与集成电路设计、传感器及电路设计、数字电路设计、印制电路板设计与制作、手工制作印制电路板的方法、印制电路CAD Protel DXP 2004使用、电子电路调试、单片机电路设计基础、工控及综合电子电路设计实例，书中各章节配有视频讲解及拓展讲解，附录中还给出了大量实用数据。

全书内容全面，既适合初学者阅读，也适合作为中高等院校电子类及相关专业的教材，还可作为该领域技术人员的参考书。

 

第1章　电路设计与制作基础 1

1.1　由一个鱼缸水温自动控制器就能轻松学会多种电路设计 1

1.1.1　常规基本设计法 1

1.1.2　电路设计的秘法——用“拿来主义法”或“移植法”设计多种电路 3

1.2　电路设计流程 6

1.2.1　电子产品研制的一般过程 6

1.2.2　画电路图及生成PCB图 8

1.2.3　印制电路板的制作 8

1.2.4　元器件的准备 9

1.2.5　装配、调试与指标测量 9

1.2.6　工艺技术文件的编写 9

1.2.7　样机制作及鉴定 10

1.3　电子电路系统设计基本原则和设计内容 10

1.3.1　电子电路系统设计的基本原则 10

1.3.2　电子电路设计的内容 11

1.3.3　电路设计的一般过程 12

1.3.4　电子电路设计的方法 16

1.4　电子电器制作实例 18

例1-1　简单电子门铃的制作 18

例1-2　玩具电子小猫制作 19

例1-3　磁摆装饰制作——磁摆小玩具 19

知识拓展　电子元器件的识别、检测与应用 20

第2章　模拟电路与集成电路设计 21

2.1　放大电路——从一个直流稳压电源设计开始 21

2.1.1　常见三极管放大电路 22

2.1.2　三极管放大电路直流工作点的估算 23

例2-1　估算静态工作点 23

2.2　反馈电路及应用 24

2.2.1　反馈的基本类型 24

2.2.2　反馈类型的判断 25

例2-2　判断图2-9所示电路的反馈组态 25

例2-3　判断图2-10所示电路的反馈组态 25

例2-4　判断图2-11所示电路的反馈组态 25

2.2.3　反馈电路的应用 26

2.3　运算放大器的使用 27

2.3.1　运算放大器的类型及选择 27

2.3.2　运算放大器的基本应用电路 28

2.4　模拟电路设计步骤及注意事项 30

2.4.1　模拟电路设计步骤 30

2.4.2　模拟电路设计注意事项 32

2.5　模拟电路设计实例 32

2.5.1　电源电路设计 32

例2-5　智能电动车充电电路设计 43

例2-6　蓄电池容量测量仪设计 46

例2-7　红外线遥控电源插座设计 47

例2-8　便携式太阳能手机充电器设计 51

2.5.2　振荡器电路设计 53

例2-9　闪烁的彩灯 57

例2-10　警笛声响电路 58

例2-11　石英晶体正弦波振荡器设计 59

2.5.3　音频功率放大器设计 61

2.5.4　有源滤波器的设计 70

2.5.5　扩音机电路设计 74

2.5.6　多媒体音箱电路设计 82

2.6　模拟电路典型制作——超外差调幅收音机制作 91

第3章　传感器及电路设计 94

3.1　传感器基础——从汽车传感器开始 94

3.2　认识常用传感器及辅助器件 95

3.2.1　压力传感器 95

3.2.2　热释红外线传感器 97

3.2.3　温度传感器 98

3.2.4　霍尔元件传感器 100

3.2.5　磁电传感器 101

3.2.6　光耦器件 103

3.3　传感器电路设计实例 105

例3-1　蔬菜大棚温度、湿度超限报警器电路设计 105

例3-2　压力传感器在全自动洗衣机中的应用电路设计 107

例3-3　温度传感器在汽车发动机散热器冷却风扇控制系统中的应用设计 109

第4章　数字电路设计 111

4.1　基本逻辑门电路 111

4.1.1　与门 111

4.1.2　或门 112

4.1.3　非门 113

4.2　TTL门电路与MOS门电路 114

4.2.1　TTL门电路 114

4.2.2　MOS门电路 120

4.3　常用数字集成电路 122

4.3.1　门电路构成的多谐振荡器的基本原理 123

4.3.2　555定时器构成的多谐振荡器 124

4.3.3　74LS147组成优先编码器 125

4.3.4　译码器电路 126

4.3.5　同步计数器 127

4.3.6　异步计数器 129

4.4　数字电路设计步骤及方法 130

4.4.1　数字电路的设计步骤 130

4.4.2　数字电路的设计方法 132

4.5　数字电路设计与电子仿真软件应用 133

4.6　数字电路设计实例 133

例4-1　电子节拍器设计 133

例4-2　抢答器设计 136

例4-3　双色三循环方式彩灯控制器的设计 139

例4-4　数字电子钟电路的设计 147

第5章　印制电路板设计与制作 153

5.1　认识印制电路板 153

5.1.1　印制电路板的类型和特点 153

5.1.2　覆铜板的种类及选用 154

5.1.3　印制电路板的组装方式 155

5.2　印制电路板设计 155

5.2.1　印制电路板设计要求 155

5.2.2　印制电路板设计步骤及注意事项 157

5.2.3　印制电路板与外电路的连接 162

5.3　手工制作印制电路板的方法 164

5.4　印制电路板的制造工艺流程 165

5.5　印制电路CAD Protel DXP 2004与Altium
Designer 17的使用 168

5.6　手工焊接工艺 168

5.6.1　焊接工具及焊接材料 168

5.6.2　手工焊接方法 171

5.6.3　焊接质量的检查及拆焊 173

5.7　印制电路板的自动焊接 174

5.7.1　波峰焊 174

5.7.2　再流焊 176

第6章　电子电路调试 179

6.1　调试前的准备 179

6.1.1　技术文件与被测电路的准备 179

6.1.2　调试设备、仪表及工具的准备 180

6.1.3　调试的安全措施 181

6.2　电子电路调试方法及步骤 181

6.2.1　调试电子电路的一般方法 181

6.2.2　调试电子电路的一般步骤 182

6.2.3　电子电路调试过程中的注意事项 183

6.2.4　故障诊断的一般方法 183

6.3　简单直流稳压电源的安装与调试实例 184

6.3.1　直流稳压电源电路材料 184

6.3.2　调试电路图原理 184

6.3.3　调试内容和步骤 184

6.4　采用78XX系列直流稳压电源电路的安装和调试实例
186

6.4.1　工作电路 186

6.4.2　78XX系列直流稳压电源电路设计采用元件材料识别和检测 186

6.4.3　78XX直流稳压电源的电路安装调试 188

第7章　单片机电路设计基础 190

7.1　C语言设计基础 190

7.1.1　C语言32个关键字 190

7.1.2　C语言9种控制语句 193

7.1.3　C语言34种运算符 194

7.1.4　C语言数据类型 195

7.1.5　简单的C程序 195

例7-1　简单的小程序 195

例7-2　求两数之和 195

例7-3　由main()函数和1个其他函数max()构成的C语言程序 196

例7-4　改写[例7-3]，交换main()函数和max()函数的前后位置 196

7.1.6　C语言函数的一般结构 196

7.1.7　C语言源程序书写格式 197

7.1.8　C语言格式特点 198

7.1.9　C语言结构特点 198

7.1.10　C语言程序开发步骤 198

7.1.11　C语言顺序程序设计案例 199

7.1.12　C语言分支（选择）结构程序设计案例 199

7.1.13　C语言循环程序设计案例 200

7.2　输入接口电路 201

7.2.1　各种传感器输入电路 201

7.2.2　键盘输入电路 206

7.3　输出接口电路 211

7.3.1　单片机与数码管的电路连接 211

7.3.2　单片机与点阵型液晶显示器件的电路连接 218

7.3.3　单片机与各种继电器的电路连接 220

7.4　并行I/O口扩展电路的设计 221

7.4.1　并行I/O口的扩展方法 221

7.4.2　外部三总线扩展 222

7.5　电路设计实例 223

例7-5　单片机制作密码控制器 223

例7-6　利用RS-232C实现上位机（PC机）与下位机（单片机）的通信 225

例7-7　单片机控制I2C总线 228

例7-8　单片机多路彩灯控制器 238

例7-9　电子日历钟电路 238

例7-10　MSC-51单片机控制交通信号灯电路的设计 240

第8章　工控及综合电子电路设计实例 254

8.1　综合电子电路设计 254

例8-1　PLC及变频器综合控制变频恒压供水系统设计 254

例8-2　电动机变频调速电路设计 263

例8-3　车床电路设计 273

例8-4　室内温度、湿度控制电路设计 277

例8-5　智能手机锂电池充电器电路设计 285

例8-6　汽车防撞安全装置设计 293

8.2　传感器与机电一体化设备的综合电路制作 306

例8-7　传感器设备制作—倒车雷达制作 306

例8-8　自动寻找轨道车制作 308

附录 311

附录一　模拟集成运算放大器国内外型号对照表 311

附录二　常用TTL（74系列）数字集成电路型号及引线排列表 312

附录三　常用CMOS（C000系列）数字集成电路型号及引线排列表 313

附录四　常用CMOS（CC4000系列）数字集成电路国内外型号对照及引线排列表 314

附录五　NI Multisim 10的使用 315

附录六　Protel DXP的使用 315

附录七　开关电源原理与制作、调试与维修 316

拓展　电子元器件的识别、检测与维修 316

参考文献 317

 

本书是按照逻辑（而不是按照顺序）组织内容的，使读者在某个设计过程中能够对不同类型的分析进行比较。本书的主要特点是每个单元利用一个普通的电路讲解电路的基本原理，将复杂问题进行分解，提供全面的针对书中练习的解决方案等。

本书集模拟电路、数字电路、单片机的基础知识和设计技能为一体，把初学电子电路设计所需要掌握的内容表现得淋漓尽致。全书语言生动活泼、平实易懂。没有过多复杂的计算，也没有生涩的大理论，只要知道欧姆定律的朋友就可以在本书的引导下掌握电子电路的设计知识。书中插图丰富，并配有视频教程，力求用图让读者来形象地理解知识及过程，加深印象。

本书特别注重知识的铺垫和循序渐进。电子电路的内容多、难度大，没有基础的朋友一时可能不知道从哪里开始学习、如何开始学习。我们在全面介绍各种电子元器件、电路结构、工艺技巧的同时，按照科学的学习方法设置章节，使电子电路设计的基础知识变成了一粒粒珍珠，交给读者朋友们串起来，既授人以鱼，也授人以渔。书中第7章的程序源代码可通过以下网址免费下载：http://download.cip.com.cn/html/20190227/414164628.html。

本书由刘炳海任主编，赵显通、董忠任副主编。全书由张伯虎统稿，参加本书编写的还有曹祥、王桂英、张振文、赵书芬、孔凡桂、曹振宇、张校珩、张胤涵、曹振华、曹铮、陈海燕、张书敏、焦凤敏、张伯龙等。

本书可供电子爱好者及电路设计人员阅读，也可作为大学、中专院校开展电子制作和科技创新的参考书，还可作为实例参考书。如对书中内容有任何疑问，欢迎扫描下方二维码交流。

由于笔者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请广大读者谅解。

编者