從零開始學電子電路設計（簡體書）

1 通過電子設計實例講解，讀者零基礎也能學會：把學習電子電路設計所需要掌握的基礎知識、方法和技能融匯在各類型案例中，不涉及生澀公式和理論推導，只要知道基本的歐姆定律，讀者就可以在本書的引導下掌握電子電路的設計知識。

2 設計製作分步講解，全流程設計：涵蓋從元器件選用、PCB製作、焊接、裝配調試等各細節。

3 典型案例配有製作、設計、電路分析講解視頻。

本書以圖文結合視頻講解電路設計的方法，主要內容包括電路設計與製作基礎、電路設計的方法、電子電路系統設計基本原則和設計內容、模擬電路與集成電路設計、傳感器及電路設計、數字電路設計、印製電路板設計與製作、手工製作印製電路板的方法、印製電路CAD Protel DXP 2004使用、電子電路調試、單片機電路設計基礎、工控及綜合電子電路設計實例，書中各章節配有視頻講解及拓展講解，附錄中還給出了大量實用數據。

全書內容全面，既適合初學者閱讀，也適合作為中高等院校電子類及相關專業的教材，還可作為該領域技術人員的參考書。

前 言
本書是按照邏輯（而不是按照順序）組織內容的，使讀者在某個設計過程中能夠對不同類型的分析進行比較。本書的主要特點是每個單元利用一個普通的電路講解電路的基本原理，將複雜問題進行分解，提供全面的針對書中練習的解決方案等。

本書集模擬電路、數字電路、單片機的基礎知識和設計技能為一體，把初學電子電路設計所需要掌握的內容表現得淋漓盡致。全書語言生動活潑、平實易懂。沒有過多複雜的計算，也沒有生澀的大理論，只要知道歐姆定律的朋友就可以在本書的引導下掌握電子電路的設計知識。書中插圖豐富，並配有視頻教程，力求用圖讓讀者來形象地理解知識及過程，加深印象。

本書特別注重知識的鋪墊和循序漸進。電子電路的內容多、難度大，沒有基礎的朋友一時可能不知道從哪裡開始學習、如何開始學習。我們在全面介紹各種電子元器件、電路結構、工藝技巧的同時，按照科學的學習方法設置章節，使電子電路設計的基礎知識變成了一粒粒珍珠，交給讀者朋友們串起來，既授人以魚，也授人以漁。書中第7章的程序源代碼可通過以下網址免費下載。

本書由劉炳海任主編，趙顯通、董忠任副主編。全書由張伯虎統稿，參加本書編寫的還有曹祥、王桂英、張振文、趙書芬、孔凡桂、曹振宇、張校珩、張胤涵、曹振華、曹錚、陳海燕、張書敏、焦鳳敏、張伯龍等。

本書可供電子愛好者及電路設計人員閱讀，也可作為大學、中專院校開展電子製作和科技創新的參考書，還可作為實例參考書。如對書中內容有任何疑問，歡迎掃描下方二維碼交流。

由於筆者水平有限，書中難免有不妥之處，懇請廣大讀者諒解。

編者

第1章　電路設計與製作基礎 1

1.1　由一個魚缸水溫自動控制器就能輕鬆學會多種電路設計 1

1.1.1　常規基本設計法 1

1.1.2　電路設計的秘法——用“拿來主義法”或“移植法”設計多種電路 3

1.2　電路設計流程 6

1.2.1　電子產品研製的一般過程 6

1.2.2　畫電路圖及生成PCB圖 8

1.2.3　印製電路板的製作 8

1.2.4　元器件的準備 9

1.2.5　裝配、調試與指標測量 9

1.2.6　工藝技術文件的編寫 9

1.2.7　樣機製作及鑒定 10

1.3　電子電路系統設計基本原則和設計內容 10

1.3.1　電子電路系統設計的基本原則 10

1.3.2　電子電路設計的內容 11

1.3.3　電路設計的一般過程 12

1.3.4　電子電路設計的方法 16

1.4　電子電器製作實例 18

例1-1　簡單電子門鈴的製作 18

例1-2　玩具電子小貓製作 19

例1-3　磁擺裝飾製作——磁擺小玩具 19

知識拓展　電子元器件的識別、檢測與應用 20

第2章　模擬電路與集成電路設計 21

2.1　放大電路——從一個直流穩壓電源設計開始 21

2.1.1　常見三極管放大電路 22

2.1.2　三極管放大電路直流工作點的估算 23

例2-1　估算靜態工作點 23

2.2　反饋電路及應用 24

2.2.1　反饋的基本類型 24

2.2.2　反饋類型的判斷 25

例2-2　判斷圖2-9所示電路的反饋組態 25

例2-3　判斷圖2-10所示電路的反饋組態 25

例2-4　判斷圖2-11所示電路的反饋組態 25

2.2.3　反饋電路的應用 26

2.3　運算放大器的使用 27

2.3.1　運算放大器的類型及選擇 27

2.3.2　運算放大器的基本應用電路 28

2.4　模擬電路設計步驟及注意事項 30

2.4.1　模擬電路設計步驟 30

2.4.2　模擬電路設計注意事項 32

2.5　模擬電路設計實例 32

2.5.1　電源電路設計 32

例2-5　智能電動車充電電路設計 43

例2-6　蓄電池容量測量儀設計 46

例2-7　紅外線遙控電源插座設計 47

例2-8　便攜式太陽能手機充電器設計 51

2.5.2　振盪器電路設計 53

例2-9　閃爍的彩燈 57

例2-10　警笛聲響電路 58

例2-11　石英晶體正弦波振盪器設計 59

2.5.3　音頻功率放大器設計 61

2.5.4　有源濾波器的設計 70

2.5.5　擴音機電路設計 74

2.5.6　多媒體音箱電路設計 82

2.6　模擬電路典型製作——超外差調幅收音機制作 91

第3章　傳感器及電路設計 94

3.1　傳感器基礎——從汽車傳感器開始 94

3.2　認識常用傳感器及輔助器件 95

3.2.1　壓力傳感器 95

3.2.2　熱釋紅外線傳感器 97

3.2.3　溫度傳感器 98

3.2.4　霍爾元件傳感器 100

3.2.5　磁電傳感器 101

3.2.6　光耦器件 103

3.3　傳感器電路設計實例 105

例3-1　蔬菜大棚溫度、濕度超限報警器電路設計 105

例3-2　壓力傳感器在全自動洗衣機中的應用電路設計 107

例3-3　溫度傳感器在汽車發動機散熱器冷卻風扇控制系統中的應用設計 109

第4章　數字電路設計 111

4.1　基本邏輯門電路 111

4.1.1　與門 111

4.1.2　或門 112

4.1.3　非門 113

4.2　TTL門電路與MOS門電路 114

4.2.1　TTL門電路 114

4.2.2　MOS門電路 120

4.3　常用數字集成電路 122

4.3.1　門電路構成的多諧振盪器的基本原理 123

4.3.2　555定時器構成的多諧振盪器 124

4.3.3　74LS147組成優先編碼器 125

4.3.4　譯碼器電路 126

4.3.5　同步計數器 127

4.3.6　異步計數器 129

4.4　數字電路設計步驟及方法 130

4.4.1　數字電路的設計步驟 130

4.4.2　數字電路的設計方法 132

4.5　數字電路設計與電子仿真軟件應用 133

4.6　數字電路設計實例 133

例4-1　電子節拍器設計 133

例4-2　搶答器設計 136

例4-3　雙色三循環方式彩燈控制器的設計 139

例4-4　數字電子鐘電路的設計 147

第5章　印製電路板設計與製作 153

5.1　認識印製電路板 153

5.1.1　印製電路板的類型和特點 153

5.1.2　覆銅板的種類及選用 154

5.1.3　印製電路板的組裝方式 155

5.2　印製電路板設計 155

5.2.1　印製電路板設計要求 155

5.2.2　印製電路板設計步驟及注意事項 157

5.2.3　印製電路板與外電路的連接 162

5.3　手工製作印製電路板的方法 164

5.4　印製電路板的製造工藝流程 165

5.5　印製電路CAD Protel DXP 2004與AltiumDesigner 17的使用 168

5.6　手工焊接工藝 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　焊接質量的檢查及拆焊 173

5.7　印製電路板的自動焊接 174

5.7.1　波峰焊 174

5.7.2　再流焊 176

第6章　電子電路調試 179

6.1　調試前的準備 179

6.1.1　技術文件與被測電路的準備 179

6.1.2　調試設備、儀錶及工具的準備 180

6.1.3　調試的安全措施 181

6.2　電子電路調試方法及步驟 181

6.2.1　調試電子電路的一般方法 181

6.2.2　調試電子電路的一般步驟 182

6.2.3　電子電路調試過程中的注意事項 183

6.2.4　故障診斷的一般方法 183

6.3　簡單直流穩壓電源的安裝與調試實例 184

6.3.1　直流穩壓電源電路材料 184

6.3.2　調試電路圖原理 184

6.3.3　調試內容和步驟 184

6.4　採用78XX系列直流穩壓電源電路的安裝和調試實例186

6.4.1　工作電路 186

6.4.2　78XX系列直流穩壓電源電路設計採用元件材料識別和檢測 186

6.4.3　78XX直流穩壓電源的電路安裝調試 188

第7章　單片機電路設計基礎 190

7.1　C語言設計基礎 190

7.1.1　C語言32個關鍵字 190

7.1.2　C語言9種控制語句 193

7.1.3　C語言34種運算符 194

7.1.4　C語言數據類型 195

7.1.5　簡單的C程序 195

例7-1　簡單的小程序 195

例7-2　求兩數之和 195

例7-3　由main()函數和1個其他函數max()構成的C語言程序 196

例7-4　改寫[例7-3]，交換main()函數和max()函數的前後位置 196

7.1.6　C語言函數的一般結構 196

7.1.7　C語言源程序書寫格式 197

7.1.8　C語言格式特點 198

7.1.9　C語言結構特點 198

7.1.10　C語言程序開發步驟 198

7.1.11　C語言順序程序設計案例 199

7.1.12　C語言分支（選擇）結構程序設計案例 199

7.1.13　C語言循環程序設計案例 200

7.2　輸入接口電路 201

7.2.1　各種傳感器輸入電路 201

7.2.2　鍵盤輸入電路 206

7.3　輸出接口電路 211

7.3.1　單片機與數碼管的電路連接 211

7.3.2　單片機與點陣型液晶顯示器件的電路連接 218

7.3.3　單片機與各種繼電器的電路連接 220

7.4　並行I/O口擴展電路的設計 221

7.4.1　並行I/O口的擴展方法 221

7.4.2　外部三總線擴展 222

7.5　電路設計實例 223

例7-5　單片機製作密碼控制器 223

例7-6　利用RS-232C實現上位機（PC機）與下位機（單片機）的通信 225

例7-7　單片機控制I2C總線 228

例7-8　單片機多路彩燈控制器 238

例7-9　電子日曆鐘電路 238

例7-10　MSC-51單片機控制交通信號燈電路的設計 240

第8章　工控及綜合電子電路設計實例 254

8.1　綜合電子電路設計 254

例8-1　PLC及變頻器綜合控制變頻恒壓供水系統設計 254

例8-2　電動機變頻調速電路設計 263

例8-3　車床電路設計 273

例8-4　室內溫度、濕度控制電路設計 277

例8-5　智能手機鋰電池充電器電路設計 285

例8-6　汽車防撞安全裝置設計 293

8.2　傳感器與機電一體化設備的綜合電路製作 306

例8-7　傳感器設備製作—倒車雷達製作 306

例8-8　自動尋找軌道車製作 308

附錄 311

附錄一　模擬集成運算放大器國內外型號對照表 311

附錄二　常用TTL（74系列）數字集成電路型號及引線排列表 312

附錄三　常用CMOS（C000系列）數字集成電路型號及引線排列表 313

附錄四　常用CMOS（CC4000系列）數字集成電路國內外型號對照及引線排列表 314

附錄五　NI Multisim 10的使用 315

附錄六　Protel DXP的使用 315

附錄七　開關電源原理與製作、調試與維修 316

拓展　電子元器件的識別、檢測與維修 316

參考文獻 317