內容簡介

全書共分為四部分，第一部分係統地介紹瞭實驗硬件平颱、儀器設備、計算機軟件電路設計、虛擬仿真、數據處理工具及相關應用實例；第二部分係統地介紹瞭常用的電子儀器、設備、軟件虛擬儀器的使用操作，以及常用元器件的檢測技術；第三部分在虛擬仿真平颱和實驗箱上分彆實現瞭分立元件放大器、穩壓電路及集成運放等典型的模擬電路實驗；第四部分在虛擬仿真平颱和實驗箱上分彆實現瞭數字電路中組閤電路、時序電路，以及綜閤設計應用等典型的數字電路實驗。

作者簡介

馬洪連，男，教授，大連理工大學軟件學院實驗中心主任，全國“嵌入式係統專傢委員會”委員。講授嵌入式係統設計與應用 、計算機組成原理與結構、微型計算機接口技術等課程。研究方嚮為：嵌入式係統設計及應用技術、智能係統與智能儀器儀錶技術、無綫通信技術。獲全國“寶鋼優秀教師奬”稱號（教育部）、 遼寜省“十一五”規劃優秀教育研究成果二等奬、第四屆遼寜省高等學校優秀學術成果二等奬等。

目錄

第一部分 實驗硬件、軟件環境
第1章 THDM-1型模擬與數字電路實驗箱 2
1．1 THDM-1型實驗箱簡介 2
1．2 THDM-1型實驗箱的組成及應用 3
1．2．1 電源部分 3
1．2．2 係統功能部分 4
第2章 DS1074Z型數字示波器 11
2．1 概述 11
2．2 操作麵闆的主要功能介紹 16
2．3 顯示界麵 21
第3章 UT39A型數字萬用錶 24
3．1 概述 24
3．2 主要操作說明 26
3．3 操作使用實例 28
第4章 DG1032Z型函數信號發生器 29
4．1 概述 29
4．2 操作麵闆功能介紹 30
4．3 操作使用實例 32
第5章 電路設計與仿真工具Altium Designer 34
5．1 Altium Designer的安裝與啓動 34
5．2 仿真電路原理圖設計應用 37
5．2．1 二極管半波整流電路原理圖的設計 38
5．2．2 發光二極管（LED）驅動電路原理圖的設計 51
5．3 交流動態分析仿真應用 53
5．4 靜態工作點分析仿真應用 56
5．5 仿真實驗報告 59
第6章 電路設計與仿真軟件工具Proteus 61
6．1 Proteus的安裝、配置與啓動 61
6．1．1 Proteus客戶端軟件的安裝 62
6．1．2 Proteus客戶端軟件的配置 64
6．1．3 Proteus軟件的啓動 66
6．2 電路原理圖設計與仿真 68
6．3 電路仿真實例 87
6．4 電路仿真實驗報告 90
第7章 數據處理軟件工具的應用 91
7．1 軟件工具EXCEL簡介 91
7．2 軟件工具MATLAB的應用 93
7．3 麯綫擬閤的最小二乘法應用 98
7．4 應用實驗報告 103
第二部分 常用電子儀器和元器件的應用
第8章 數字萬用錶的應用（儀器實驗1） 106
8．1 實驗目的 106
8．2 實驗設備、器件與相關知識 106
8．2．1 實驗設備和元件 106
8．2．2 電阻器的識彆 107
8．2．3 半導體二極管簡介 109
8．2．4 實驗原理及預習提示 111
8．3 實驗內容和步驟 112
8．3．1 萬用錶的基本操作功能 112
8．3．2 萬用錶功能的使用 116
8．4 實驗報告 117
第9章 數字示波器的應用（儀器實驗2） 119
9．1 實驗目的 119
9．2 實驗設備、器件與相關知識 119
9．2．1 實驗設備和器件 119
9．2．2 二極管1N4007簡介 120
9．2．3 正弦信號波形簡介 120
9．2．4 實驗原理及預習提示 121
9．3 實驗內容和步驟 122
9．3．1 基本操作功能 122
9．3．2 操作功能的應用 128
9．4 實驗報告 130
第10章 函數信號發生器的應用（儀器實驗3） 132
10．1 實驗目的 132
10．2 實驗設備、器件與相關知識 132
10．2．1 實驗設備和器件 132
10．2．2 脈衝信號概述 132
10．2．3 半導體三極管簡介 134
10．2．4 實驗原理及預習提示 135
10．3 實驗內容和步驟 140
10．4 實驗報告 142
第三部分 模擬電路實驗
第11章 穩壓二極管的電路設計、仿真與功能測試（模擬實驗1） 144
11．1 實驗目的 144
11．2 實驗設備、器件與相關知識 144
11．2．1 實驗設備和器件 144
11．2．2 穩壓二極管1N4735簡介 144
11．2．3 實驗原理及預習提示 146
11．3 實驗內容和步驟 149
11．4 實驗報告 149
第12章 晶體管共射極放大器的設計、仿真與功能測試（模擬實驗2） 151
12．1 實驗目的 151
12．2 實驗設備、器件與相關知識 151
12．2．1 實驗設備和器件 151
12．2．2 實驗原理及預習提示 152
12．3 實驗內容和步驟 156
12．4 實驗報告 158
第13章 集成穩壓電源的電路設計、仿真與功能測試（模擬實驗3） 159
13．1 實驗目的 159
13．2 實驗設備、器件與相關知識 159
13．2．1 實驗設備和器件 159
13．2．2 直流穩壓電源簡介 159
13．2．3 電容器的識彆 160
13．2．4 全波整流電路的仿真 161
13．2．5 電容濾波電路的仿真 162
13．2．6 集成穩壓器簡介 164
13．3 實驗內容和步驟 166
13．4 實驗報告 169
第14章 集成運算放大器的電路設計、仿真與功能測試（模擬實驗4） 170
14．1 實驗目的 170
14．2 實驗設備、器件與相關知識 170
14．2．1 實驗設備和器件 170
14．2．2 集成運算放大器簡介 170
14．2．3 基本運算電路 171
14．2．4 運放綜閤應用 175
14．3 實驗內容和步驟 177
14．4 實驗報告 179
第四部分 數字電路實驗
第15章 基本邏輯門電路設計、仿真與應用（數字實驗1） 182
15．1 實驗目的 182
15．2 實驗設備、器件與相關知識 182
15．2．1 實驗設備和器件 182
15．2．2 TTL集成電路概述 182
15．2．3 CMOS集成電路概述 183
15．2．4 常用邏輯門 184
15．2．5 集電極開路OC門 187
15．2．6 三態門 190
15．2．7 基本邏輯門綜閤設計與仿真 192
15．2．8 集成邏輯門電路的連接和驅動 194
15．3 實驗內容和步驟 195
15．4 實驗報告 198
第16章 組閤邏輯電路的設計、仿真與應用（數字實驗2） 199
16．1 實驗目的 199
16．2 實驗設備、器件和相關知識 199
16．2．1 實驗設備和器件 199
16．2．2 組閤邏輯電路設計 199
16．3 實驗內容和步驟 203
16．4 實驗報告 204
第17章 譯碼器電路設計、仿真與應用（數字實驗3） 205
17．1 實驗目的 205
17．2 實驗設備、器件與相關知識 205
17．2．1 實驗設備和器件 205
17．2．2 譯碼器及其應用 205
17．3 實驗內容和步驟 210
17．4 實驗報告 211
第18章 數據選擇器電路設計、仿真與應用（數字實驗4） 212
18．1 實驗目的 212
18．2 實驗設備、器件與相關知識 212
18．2．1 實驗設備和器件 212
18．2．2 數據選擇器及其應用 212
18．3 實驗內容和步驟 216
18．4 實驗報告 216
第19章 觸發器電路設計、仿真與應用（數字實驗5） 217
19．1 實驗目的 217
19．2 實驗設備、器件與相關知識 217
19．2．1 實驗設備和器件 217
19．2．2 時序邏輯電路與觸發器 217
19．3 實驗內容和步驟 222
19．4 實驗報告 223
第20章 計數器電路設計、仿真與應用（數字實驗6） 224
20．1 實驗目的 224
20．2 實驗設備、器件與相關知識 224
20．2．1 實驗設備和器件 224
20．2．2 計數器原理及應用 224
20．3 實驗內容和步驟 230
20．4 實驗報告 231
第21章 八路彩燈和流水燈控製器設計、仿真與實現（數字實驗7） 232
21．1 實驗目的 232
21．2 實驗設備、器件與相關知識 232
21．2．1 實驗設備和器件 232
21．2．2 同步二進製計數器74HC161簡介 232
21．2．3 八路彩燈控製器的設計與實現 235
21．2．4 六路流水燈控製器的設計與實現 236
21．3 實驗內容和步驟 238
21．4 實驗報告 238
第22章 數字時鍾産生電路設計、仿真與實現（數字實驗8） 239
22．1 實驗目的 239
22．2 實驗設備、器件與相關知識 239
22．2．1 實驗設備和器件 239
22．2．2 數字時鍾産生電路設計實例 239
22．3 實驗內容和步驟 240
22．4 實驗報告 240
參考文獻 241

前言/序言

前 言

隨著嵌入式係統設計和物聯網工程應用項目的迅速發展和普及，社會對現代電子技術設計技術人纔的需求越來越大，同時也迫切需要一些適閤不同層次人員使用的實踐教材和培訓參考書。本書正是從實用的角度齣發，針對國內大專院校部分專業學習“電子技術”課程的需要，結閤作者多年的教學和科研方麵的經驗而編寫的實踐教程。

根據國內高校IT類各專業對電子技術課程授課學時不同的需要，作者精選瞭電子技術課程中經典的實踐教學內容，同時在各個實踐環節中增加瞭現代電子設計自動化設計與虛擬仿真技術以及數據處理方麵的知識和相關實踐教學內容，實現瞭計算機軟件與硬件的協同設計，采用虛擬仿真和實踐操作的教學方式，避免瞭傳統教學中理論與實踐脫節的現象。本書選材切閤實際，突齣瞭現代電子技術自動化設計與仿真技術在實踐教學中的應用，實踐操作內容由淺入深、直觀生動，具有很強的可讀性、可用性和可操作性。本書主要特色如下：

（1）選題係統，內容全麵，圖文並茂，注重實踐教學效果。

本書結閤國內部分高校相關專業的電子技術課程的實踐教學內容、教學方式和教學經驗，在內容上力求涵蓋實踐教學中的經典實驗和案例。實踐教學集預習、電路設計、虛擬仿真和實驗驗證於一體，實現過程采用軟件與硬件結閤的方式，內容直觀生動，圖文並茂，這樣更加有利於達到理論與實踐相結閤的教學效果。

（2）實驗內容層次清楚、規範，注重學生綜閤能力的培養。

本書的每個實驗都由實驗目的，實驗設備、器件與相關知識，實驗內容和步驟，實驗報告四個部分構成。對於國內部分專業本科生在相關計算機硬件課程及實驗課時少的情況下，本書各項實驗中的“相關知識”部分增補瞭與該實驗環境相關的知識，使讀者能為實驗操作做好充分的準備。

（3）理論和實踐相結閤，分層次培養。

本書注重理論與實踐相結閤，針對專業性較強的教學內容，以及學生缺乏感性認識的教學內容，在各實驗的內容和步驟環節中增添瞭現代電子技術自動化設計技術、虛擬仿真技術、數據處理技術應用等方麵的內容，這樣學生可通過綜閤實際操作來加深對教學內容的理解。另外，根據學生具體能力層次的不同，在書中安排瞭驗證性、綜閤設計性和選擇提高性實驗來進行培養和訓練。

（4）具有配套的網上教學資源，提供實踐課程相關的教學信息。

本書特彆注意可讀性、可用性和可操作性，為實踐教學任課教師提供配套的電子講義、視頻資料和相關的教學資料。

全書共分為四部分，第一部分係統地介紹瞭實驗硬件平颱、儀器設備、計算機軟件電路設計、虛擬仿真、數據處理工具及相關應用實例；第二部分係統地介紹瞭常用的電子儀器、設備、軟件虛擬儀器的使用操作，以及常用元器件的檢測技術；第三部分在虛擬仿真平颱和實驗箱上分彆實現瞭分立元件放大器、穩壓電路及集成運放等典型的模擬電路實驗；第四部分在虛擬仿真平颱和實驗箱上分彆實現瞭數字電路中組閤電路、時序電路，以及綜閤設計應用等典型的數字電路實驗。

本書作者多年從事計算機專業理論教學，以及電子技術、計算機組成與結構等硬件實踐教學的指導工作，並主持和參與多項科研項目的開發和設計方麵的工作。在編寫本書的過程中精選內容，力求符閤現代電子技術設計與開發初學者的特點，做到概念清晰、理論聯係實際；在敘述方法上，則力求由淺入深、通俗易懂、便於學習，以便使讀者能在較短的時間內迅速掌握相關知識，起到事半功倍的作用。

本書適閤作為高等院校相關專業的電子技術課程的實踐教材，也可以作為從事現代電子技術開發設計人員及愛好者的培訓教材。

感謝電子工業齣版社的相關編輯，正是在他們的大力支持下本書纔能夠很快齣版發行。同樣，對本書參考文獻中引用瞭相關資料的所有作者深錶謝意。

由於現代電子技術的發展非常迅速，新技術、新成果不斷湧現和更新，書中難免存在錯誤、疏漏和不妥之處，希望廣大讀者能夠多加諒解，並及時聯係作者，以期在後續版本中改進和完善。

作 者

2018年2月