電子技術(shù)實驗是電子技術(shù)教學(xué)體系中不可缺少的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié),是提升電子技術(shù)課程質(zhì)量的重要保證。本書根據(jù)高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)對電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教學(xué)的基本要求,在已有實驗教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合多年實驗教學(xué)改革的經(jīng)驗和體會編寫而成。主要內(nèi)容包括:電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)知識,Multisim、Verilog HDL 及QuartusⅡ等EDA軟件平臺,模擬電子技術(shù)實驗,數(shù)字電子技術(shù)實驗和電子技術(shù)綜合設(shè)計實驗。
本書安排了較多不同層次的實驗內(nèi)容,涵蓋基礎(chǔ)訓(xùn)練、設(shè)計提高和綜合設(shè)計三個方面,其中基礎(chǔ)訓(xùn)練和設(shè)計提高在一個實驗單元中分步進(jìn)行,對于涉及的實驗原理、EDA軟件等內(nèi)容均進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。
本書可作為高等院校電氣信息類專業(yè)的電子技術(shù)實驗和課程設(shè)計教材,也可供從事電子技術(shù)專業(yè)的技術(shù)人員參考。
電子技術(shù)實驗是對電氣信息類學(xué)生進(jìn)行綜合能力培養(yǎng)的實踐課程,是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用電子技術(shù)基礎(chǔ)知識分析和解決實際工程問題能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。隨著知識更新及教學(xué)理念的變化,特別是學(xué)!罢n程質(zhì)量提升計劃”的進(jìn)行,人才培養(yǎng)對實驗內(nèi)容和實驗手段都提出了新的更高的要求。
本書參照高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)對電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教學(xué)的基本要求,在已有實驗教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合編者近年實踐教學(xué)改革的經(jīng)驗和體會編寫而成,主要內(nèi)容包括:電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)知識、EDA軟件簡介、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗和電子技術(shù)綜合設(shè)計實驗等。
教材根據(jù)實驗課程特點,將基礎(chǔ)訓(xùn)練和設(shè)計提高逐層展開,既遵循循序漸進(jìn)的原則,又提高實驗的效率和效果。教材注重先進(jìn)EDA仿真軟件的運用,強(qiáng)調(diào)實驗的系統(tǒng)性及電路硬件與計算機(jī)仿真實驗的有效結(jié)合,使學(xué)生能夠跟進(jìn)最新技術(shù),增強(qiáng)解決實際問題的能力,從而實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識的目標(biāo)。
全書共分5章。第1章為電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)知識,包括電子技術(shù)實驗任務(wù)和要求、電子電路硬件測試與故障分析、基本電子元器件以及常用實驗儀器介紹等。第2章介紹Multisim、Verilog HDL 及QuartusⅡ等EDA相關(guān)知識,同時給出模擬和數(shù)字仿真基本實驗原理和電路。仿真實驗以使學(xué)生了解和掌握電子電路的基本仿真方法為重點,幫助學(xué)生盡快入門,為后續(xù)電子電路的分析設(shè)計建立基礎(chǔ)。書中較系統(tǒng)地介紹了EDA軟件的使用,這部分內(nèi)容學(xué)生應(yīng)以自學(xué)為主。第3、4章分別為模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)實驗,包括基礎(chǔ)和設(shè)計性實驗。一方面通過典型電路的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練,使學(xué)生掌握和鞏固基本知識、實驗方法和技能;另一方面,同步跟進(jìn)的設(shè)計性實驗內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生開拓思路,理解知識內(nèi)涵。實驗中涉及的工程應(yīng)用問題,如時序配合、競爭冒險等,可使學(xué)生在理論知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,對非理想因素所帶來的工程問題有感性認(rèn)識。根據(jù)實驗內(nèi)容提出仿真要求,利用仿真軟件對知識點舉一反三,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。第5章為綜合設(shè)計型實驗,是包括基本硬件實現(xiàn)和可編程邏輯器件實現(xiàn)的綜合設(shè)計實驗。實驗內(nèi)容和實驗方式以啟發(fā)和開拓學(xué)生思路、提高綜合設(shè)計與調(diào)試能力、掌握現(xiàn)代電子設(shè)計方法及其應(yīng)用為目的。安排的綜合設(shè)計型實驗,如步進(jìn)電動機(jī)電路控制、SVPWM算法實現(xiàn)等,有利于加快培養(yǎng)學(xué)生利用EDA技術(shù)解決實際問題的能力。
全書按基礎(chǔ)訓(xùn)練、設(shè)計提高和綜合設(shè)計實驗三個方面展開;A(chǔ)訓(xùn)練和設(shè)計提高在一個實驗單元中進(jìn)行,一般4學(xué)時一個實驗單元。對于基礎(chǔ)型實驗,書中附有實驗原理、參考電路等;設(shè)計提高實驗內(nèi)容要求學(xué)生在基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ)上設(shè)計電路,可以自學(xué)并獨立完成實驗;綜合設(shè)計型實驗作為電子技術(shù)課程設(shè)計的課題,要求在教師必要的指導(dǎo)下,學(xué)生自行設(shè)計并獨立完成。
本書附錄列出了實驗中所用的集成芯片及其引腳排列圖,以備選用。
全書按照實驗單獨設(shè)課的要求編排實驗內(nèi)容。為了適應(yīng)不同教學(xué)學(xué)時、教學(xué)條件和實際情況的需要,書中安排了較多的實驗題目和內(nèi)容,任課教師可以因材施教,有選擇地安排實驗內(nèi)容。
參加本書編寫工作的教師包括許雪瑩(第1章、附錄)、李斌(第2、5章)、王萍(第3、4章)。本書由王萍和李斌擔(dān)任主編負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。教材的編寫得到了天津大學(xué)電子技術(shù)課程組任英玉、呂偉杰、范娟、韓濤、魏繼東、孫彪和嚴(yán)明等老師的大力支持,也得到了學(xué)校和學(xué)院以及實驗中心的支持。吳俊、王智爽和郭嘉潔等對書中程序進(jìn)行了全面調(diào)試,在此一并表示感謝。
編者
前言
第1章電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)知識
11電子技術(shù)實驗任務(wù)和要求
111電子技術(shù)實驗的任務(wù)
112電子技術(shù)實驗的要求
12電子電路硬件測試與故障分析
121一般測試步驟
122常見故障及排除方法
13基本元器件
131電阻和電容
132二極管和晶體管
133常用集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)
14常用實驗儀器簡介
141可編程線性直流電源
142函數(shù)發(fā)生器
143示波器
144萬用表
145交流毫伏表
146電子技術(shù)綜合實驗箱
第2章EDA軟件簡介
21電路仿真軟件Multisim
211Multisim仿真指南
212Multisim仿真實驗
22可編程邏輯器件開發(fā)軟件Quartus Ⅱ
221Quartus Ⅱ使用指南
222Quartus Ⅱ仿真實驗
23Verilog HDL語言介紹
231Verilog HDL的語法結(jié)構(gòu)
232Verilog HDL行為描述
233組合邏輯建模
234時序邏輯建模
第3章模擬電子技術(shù)實驗
31實驗1 常用電子實驗儀器的使用
32實驗2 共射極單管放大器
33實驗3 負(fù)反饋放大電路
34實驗4 集成功率放大電路的應(yīng)用
35實驗5 基本運算電路設(shè)計
36實驗6 波形產(chǎn)生電路
37實驗7 有源濾波器設(shè)計
38實驗8 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計
第4章數(shù)字電子技術(shù)實驗
41實驗1 集成邏輯門的測試
42實驗2 小規(guī)模數(shù)字集成電路組合邏輯電路設(shè)計
43實驗3 常用中規(guī)模集成電路組合邏輯電路設(shè)計
44實驗4 觸發(fā)器及其應(yīng)用
45實驗5 移位寄存器及其應(yīng)用
46實驗6 計數(shù)器及其應(yīng)用
47實驗7 555定時器的應(yīng)用
48實驗8 D/A和A/D轉(zhuǎn)換器
第5章電子技術(shù)綜合設(shè)計實驗
51綜合設(shè)計型實驗的一般方法
511綜合設(shè)計型實驗的一般步驟
512綜合設(shè)計型實驗的硬件實現(xiàn)
513綜合設(shè)計型實驗的可編程邏輯器件實現(xiàn)
52硬件實現(xiàn)的綜合設(shè)計型實驗
521設(shè)計舉例
522設(shè)計1 溫度檢測設(shè)計
523設(shè)計2 數(shù)字脈搏計
524設(shè)計3 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源
525設(shè)計4 乒乓球游戲機(jī)
53可編程邏輯器件實現(xiàn)的綜合設(shè)計型實驗
531可編程邏輯器件簡介
532設(shè)計舉例——步進(jìn)電動機(jī)電路控制
533設(shè)計1 大小月份自動識別的日歷
534設(shè)計2 數(shù)字頻率計設(shè)計
535設(shè)計3 停車場車位管理系統(tǒng)
536設(shè)計4 交通控制電路設(shè)計
537設(shè)計5 數(shù)字密碼鎖設(shè)計
538設(shè)計6 電梯控制電路
539設(shè)計7 SVPWM算法實現(xiàn)
附錄實驗室常用集成電路芯片及引腳排列
參考文獻(xiàn)