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本书的撰写以学生为中心，从方便学生使用和提高学生学以致用、解决复杂工程问题能力的角度出发，从焊接技术、常用集成电路、常用传感器、信号处理与驱动电路、电源电路、常用算法、执行器件、系统仿真及实验平台、嘉立创EDA简介及PCB设计、实例解析等方面介绍了学生需要掌握的基本知识和基本技能，为培养优秀的电子技术工程师奠定坚实的理论和实践基础。本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、物联网工程、电气工程及其自动化、机电一体化和自动控制等专业的本科、高职高专及成人教育学生的教材，还可以作为电子技术开发人员和希望深入学习电子工程及应用技术的读者的参考用书。
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前言第1章焊接技术11.1电烙铁的使用11.1.1电烙铁的原理及分类11.1.2使用电烙铁的注意事项21.1.3电烙铁的使用步骤21.1.4电烙铁的安全使用21.1.5烙铁头粘不上焊锡的原因31.1.6烙铁头的保养及维护31.2回流焊和波峰焊31.2.1回流焊31.2.2波峰焊41.2.3回流焊与波峰焊的区别8本章小结9第2章常用集成电路102.1LM358运算放大器102.1.1工作原理102.1.2典型应用电路112.2LM393比较器112.2.1工作原理122.2.2典型应用电路122.2.3LM358与LM393的比较132.3555定时器132.3.1555定时器的引脚及功能142.3.2典型应用电路142.4TL494集成电路152.4.1TL494芯片的引脚及功能152.4.2应用电路162.574LS148编码器172.674LS138译码器192.774LS373锁存器202.874LS151数据选择器212.974LS161计数器23本章小结24第3章常用传感器263.1传感器的定义263.2传感器的组成和分类263.3传感器的基本特性273.3.1传感器的静态特性273.3.2传感器的动态特性293.4温度传感器303.4.1热电阻温度传感器303.4.2温度传感器18B20333.5湿度传感器353.5.1湿度传感器的工作原理353.5.2湿度传感器HS1101353.6气体传感器353.6.1半导体气体传感器353.6.2红外吸收式气体传感器393.7压力传感器413.7.1压电压力传感器413.7.2压阻压力传感器423.7.3电容式压力传感器423.7.4振弦式压力传感器433.8激光传感器443.8.1固体激光器443.8.2气体激光器453.8.3液体激光器453.8.4半导体激光器453.9光电式传感器463.9.1光敏电阻传感器463.9.2红外光传感器473.10热释电光式传感器493.11超声波传感器50本章小结52第4章信号处理与驱动电路534.1滤波电路534.1.1电容滤波534.1.2电感滤波544.1.3π型滤波电路554.2比较器电路564.2.1单限比较器564.2.2窗口比较器584.3加减运算电路594.4积分和微分运算电路604.5ULN2803驱动电路634.5.1基本信息634.5.2常见应用644.5.3参数值644.6L298N驱动电路644.6.1基本信息644.6.2外部引脚654.6.3参数值66本章小结66第5章电源电路675.1DCDC稳压电源675.1.1DCDC稳压电源的概述675.1.2DCDC稳压电源电路675.1.3DCDC稳压电源常用模块685.1.4DCDC稳压电源常用模块故障分析685.1.5DCDC稳压电源模块的选择695.2Boost电路695.2.1基本介绍695.2.2Boost电路拓扑结构及参数计算705.2.3工作原理725.2.4参数选择745.2.5控制策略选择75本章小结75第6章常用算法766.1PID控制算法766.1.1基本概念766.1.2模拟PID控制766.1.3数字PID控制786.2数字滤波算法826.2.1数字滤波算法的应用场景826.2.2数字滤波算法的优势826.2.3常用的数字滤波算法82本章小结88第7章执行器件897.1直流电动机897.1.1直流电动机的基本结构897.1.2直流电动机基本工作原理907.1.3直流电动机的调速方法907.2步进电动机917.2.1反应式步进电动机的工作结构917.2.2三相反应式步进电动机的工作原理917.2.3驱动电源927.3常用舵机937.3.1舵机的组成937.3.2舵机的控制原理937.3.3舵机选购947.3.4舵机使用中应注意的事项94本章小结95第8章系统仿真及实验平台968.1单片机程序设计开发工具KeilμVision5968.1.1Keil μVision5的工作界面简介968.1.2工程的创建978.1.3工程的设置1018.1.4工程的调试运行1058.1.5存储空间资源的查看和修改1088.1.6变量的查看和修改1088.2单片机电路设计与仿真工具Proteus 81098.2.1Proteus 8的用户界面1098.2.2设置Proteus 8工作环境1118.2.3电路原理图的设计与编辑1148.2.4电气规则检查1188.3Proteus 8与Keil C51的联合使用1198.3.1准备工作1198.3.2装入HEX文件1198.3.3仿真调试1198.4STM32软件开发环境及实验平台1218.4.1安装MDK1218.4.2安装Keil μVision5 MDK V5.1器件支持包1228.4.3安装STM32下载器驱动1238.4.4安装STM32下载工具软件1248.4.5安装USB转串口驱动125本章小结127第9章嘉立创EDA简介及PCB设计1289.1嘉立创EDA简介1289.2设计准备工作1289.2.1嘉立创EDA的打开1289.2.2工程的创建和管理1309.3原理图设计1329.3.1原理图库1329.3.2封装管理1349.4PCB设计1379.4.1原理图转PCB1379.4.2PCB的布局和布线1379.4.3覆铜和预览138本章小结140第10章基于STM32的药物配送小车14110.1任务要求14110.2系统设计方案14210.3理论分析与计算14210.3.1阿克曼转向结构理论分析与计算14210.3.2霍尔编码器转速检测理论分析与计算14310.3.3电动机差速控制理论分析与计算14310.4系统电路设计与模块介绍14310.4.1STM32核心板电路设计14310.4.2按键电路14410.4.3稳压模块电路14410.4.4霍尔编码器电路14410.4.5电动机驱动电路14510.4.6循迹检测模块14610.4.7倒车检测模块14610.4.8系统电路PCB设计14710.4.9送药小车实物外观15610.5系统软件设计15710.5.1灰度传感器循迹检测1571
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“电子系统综合实践”课程是为了提高学生在电子系统实践方面综合能力的设计实训课程，是电子技术的一个重要组成部分。通过本课程的学习与训练，学生可以掌握电子系统的设计方法，掌握电子硬件电路设计及仿真平台的使用方法，能够设计一个具备简单应用功能的电子系统，并通过实际动手焊接和调试电路，实现一个功能完整的作品，为以后进行复杂工程应用问题的研究打下基础。通过本课程的学习，学生可以熟练掌握各种元器件的识别及使用方法；能利用电子技术基本理论设计硬件电路、软件程序，并利用相关软件进行仿真；初步掌握根据项目需求，利用多个设计方案解决同一个问题的能力，同时经过不同方案的对比分析，提出合理的“最优”解决方案；具有分析、设计、仿真和利用仪器仪表调试模拟电路的能力；能够通过建模进行工艺设计和仿真实验，并对结果进行系统分析；能独立写出严谨、有理论根据、实事求是、语句通顺、字迹端正的课程设计报告；能够理解多学科复杂工程问题的知识融合理念，会管理电子信息类的工程项目。本书的撰写以学生为中心，从方便学生使用和提高学生解决复杂工程问题能力的角度出发，汇集了河南工业大学电子信息工程专业（国家一流专业）“电子系统综合实践”课程连续10年的教学成果和成功的教学经验。本书以电子系统综合实践类课程为主要依据和服务对象，以突出综合实践为根本宗旨来安排内容。本书共12章。第1章为焊接技术，主要介绍电烙铁的使用、回流焊和波峰焊等集成电路的焊接技术。第2章为常用集成电路，主要介绍模拟电子技术和数字电子技术常用的集成电路的基础知识和典型电路。第3章为常用传感器，主要介绍电子系统综合实践八类常用的传感器的原理及应用。第4章为信号处理与驱动电路，主要介绍在电子产品开发过程中几种常用的驱动电路和信号处理电路等。第5章为电源电路，主要介绍电子系统综合中常用的电源电路。第6章为常用算法，主要介绍电子系统电路设计中用于信号处理的数字滤波算法和PID控制算法。第7章为执行器件，主要介绍常用的直流电动机、步进电动机、舵机等被控制对象的基本结构、工作原理及控制原理等。第8章为系统仿真及实验平台，介绍Keil软件的编程和Proteus 8的单片机仿真方法。第9章为嘉立创EDA简介及PCB设计，主要讲解嘉立创EDA软件及其在PCB设计中的使用。第10～12章以具体实例的形式，给出基于STM32的药物配送小车、同步循迹小车和WiFi语音气象站三个项目的设计案例。本书第1～5章由河南工业大学孙福艳编写，第6章由黑龙江科技大学李忠勤编写，第7章由河南工业大学李明星、郑州信盈达电子有限公司周中孝编写，第8～12章由河南工业大学吕宗旺编写。全书由吕宗旺统稿。本书在编写过程中得到了河南工业大学6103学生创新实验室的肖雪（现北京邮电大学硕士研究生）、张飞翔（现北京邮电大学硕士研究生）、唐浩然（现北京邮电大学硕士研究生）、王达（现大连海事大学硕士研究生）、何于海（现杭州电子科技大学硕士研究生）、王旭博（现电子科技大学硕士研究生）、蔡一鸣（现浙江大学硕士研究生）、黄诚（现北京小米移动软件有限公司南京分公司工程师）、吴迪（现北京小米移动软件有限公司南京分公司工程师）、李方伟（现深圳市大疆创新科技有限公司工程师）、魏子栋、刘泽宇、薛雯耀、邓运廷、胡超杰、刘培杰，深圳市嘉立创科技发展有限公司嘉立创EDA高校教育经理莫志宏，郑州信盈达电子有限公司总经理周中孝、新开普电子股份有限公司实践教学部校企合作经理李阳等的大力支持，一并向他们表示衷心的感谢。本书是2021年河南省高等教育教学改革研究与实践项目“高校大学生就业创业能力提升培养体系构建研究与实践”（项目编号：2021SJGLX1013）、2020年国家第二批新工科研究与实践项目“地方高校新工科人才创意创新创业能力培养路径探索与实践”（项目编号：ECXCYYR20200937）、2020年河南省新工科研究与实践项目“地方高校新工科人才创意创新创业能力培养路径探索与实践”（项目编号：2020JGLX037）、2022年河南省专创融合特色示范课程——模拟电子技术（文件号：教高〔2023〕72号）、2022年度黑龙江省高等教育本科教育教学改革研究重点委托项目“新工科背景下TMBH新工程师人才培养模式的探索与实践”（项目编号：SJGZ20220146）等项目的阶段性成果。鉴于作者知识水平有限，书中难免有疏漏和不当之处，敬请广大读者指正。同时也欢迎读者，尤其是采用本书的教师和学生，共同探讨相关教学内容、教学方法等问题。
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