了得網工業技術_小型智能電子產品開發案例教程全國高等職業教育制造類專業繫列

內容簡介

本書是一本面向高職高專電子類、機電類及計算機類等專業的教學而專門編寫的教材。在內容編排上針對高職高專的教學特點，融“教、學、做”為一體，從基礎著手，知識面廣，舉例豐富，實用性強。

本書共8個項目，包含8個典型電路的設計實例，每個實例都包括設計要求、設計原理（理論知識點介紹）、硬件電路設計、繫統仿真、調試及性能分析等，完全按照工作過程進行項目化編寫。學生通過自學或給予適當的指導，均可完成產品設計。這種集模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術等課程的理論知識和實踐於一體的設計性案例教程，具有體繫結構新穎、知識綜合運用性強、理論緊密聯繫實際、啟發思考、易於自學等特點。

本書重基礎，針對性強，選材合理，講解規範清楚，既可作為高職高專院校小型智能電子產品開發的專業教材，也可供對小型電子產品開發有興趣的學生和其他非專業人員學習。

項目1 函數信號發生器的設計 1
1.1 方波—三角波—正弦波函數信號發生器設計 1
1.1.1 設計要求 1
1.1.2 設計原理 1
1.1.3 硬件電路設計 3
1.1.4 繫統仿真 4
1.1.5 調試及性能分析 6
1.2 基於ICL8038函數信號發生器的設計 7
1.2.1 設計要求 7
1.2.2 集成函數發生器ICL8038芯片介紹 7
1.2.3 硬件電路設計 11
1.2.4 繫統仿真 11
1.2.5 調試及性能分析 13
思考與訓練 13項目1 函數信號發生器的設計 1

1.1 方波—三角波—正弦波函數信號發生器設計 1

1.1.1 設計要求 1

1.1.2 設計原理 1

1.1.3 硬件電路設計 3

1.1.4 繫統仿真 4

1.1.5 調試及性能分析 6

1.2 基於ICL8038函數信號發生器的設計 7

1.2.1 設計要求 7

1.2.2 集成函數發生器ICL8038芯片介紹 7

1.2.3 硬件電路設計 11

1.2.4 繫統仿真 11

1.2.5 調試及性能分析 13

思考與訓練 13

項目2 多路智力競賽搶答器的設計 14

2.1 基於74LS175的四路智力競賽搶答器的設計 14

2.1.1 設計要求 14

2.1.2 四D觸發器74LS175芯片介紹 14

2.1.3 集成電路定時器555芯片介紹 15

2.1.4 硬件電路設計 16

2.1.5 繫統仿真 17

2.1.6 調試及性能分析 19

2.2 八路智力競賽搶答器的設計 20

2.2.1 設計要求 20

2.2.2 優先編碼器74LS148芯片介紹 20

2.2.3 RS鎖存器74LS279芯片介紹 22

2.2.4 計數器74LS192芯片介紹 23

2.2.5 譯碼器74LS48芯片介紹 24

2.2.6 硬件電路設計 25

2.2.7 繫統仿真 30

2.2.8 調試及性能分析 32

思考與訓練 32

項目3 數字頻率計的設計 34

3.1 智能頻率計的設計 34

3.1.1 設計要求 34

3.1.2 計數器74LS90芯片介紹 34

3.1.3 JK觸發器74LS112芯片介紹 35

3.1.4 硬件電路設計 36

3.1.5 繫統仿真 40

3.1.6 調試及性能分析 42

3.2 基於AT89C51的數字頻率計的設計 43

3.2.1 設計要求 43

3.2.2 設計原理 43

3.2.3 硬件電路設計 44

3.2.4 程序設計 48

3.2.5 繫統仿真 56

3.2.6 調試及性能分析 59

思考與訓練 59

項目4 基於DS18B20測溫繫統的設計 61

4.1 設計要求 61

4.2 DS18B20介紹 61

4.2.1 DS18B20概述 61

4.2.2 DS18B20內部結構 62

4.2.3 DS18B20測溫原理 65

4.2.4 DS18B20各條DOM命令 66

4.2.5 DS18B20溫度數據的計算處理方法 68

4.2.6 DS18B20與單片機接口電路 68

4.3 硬件電路設計 69

4.4 程序設計 71

4.4.1 主程序設計 71

4.4.2 讀出溫度子程序設計 71

4.4.3 溫度數據處理子程序設計 72

4.4.4 顯示子程序設計 72

4.4.5 程序清單 73

4.5 繫統仿真 83

4.6 調試及性能分析 85

思考與訓練 85

項目5 校園自動打鈴器的設計 87

5.1 設計要求 87

5.2 AT24C02串行EEPROM介紹 87

5.2.1 I2C總線 87

5.2.2 單片機與AT24C02的接口 90

5.3 硬件電路設計 92

5.4 程序設計 94

5.4.1 主程序設計 94

5.4.2 I2C總線讀寫操作子程序設計 94

5.4.3 按鍵處理子程序設計 99

5.4.4 顯示子程序設計 99

5.4.5 程序清單 100

5.5 繫統仿真 112

5.6 調試及性能分析 115

思考與訓練 115

項目6 交通燈控制繫統的設計 116

6.1 設計要求 116

6.2 八位串行LED顯示驅動器MAX7219介紹 117

6.2.1 MAX7219簡介 117

6.2.2 MAX7219引腳排列 117

6.2.3 MAX7219使用說明 118

6.3 硬件電路設計 123

6.4 程序設計 125

6.4.1 主程序設計 125

6.4.2 MAX7219通用子程序設計 126

6.4.3 程序清單 127

6.5 繫統仿真 134

6.6 調試及性能分析 136

思考與訓練 136

項目7 電子密碼鎖的設計 137

7.1 設計要求 137

7.2 74HC595芯片介紹 137

7.3 行列式鍵盤介紹 140

7.4 硬件電路設計 142

7.5 程序設計 144

7.5.1 主程序設計 144

7.5.2 30s倒計時中斷服務程序設計 144

7.5.3 鍵盤掃描子程序設計 145

7.5.4 74HC595顯示子程序設計 146

7.5.5 程序清單 146

7.6 繫統仿真 161

7.7 調試及性能分析 163

思考與訓練 163

項目8 基於DS1302電子萬年歷的設計 165

8.1 設計要求 165

8.2 DS1302時鐘芯片介紹 165

8.2.1 DS1302的性能特性 165

8.2.2 DS1302數據操作原理 166

8.3 SHT11數字溫濕度傳感器介紹 168

8.3.1 SHT11性能及接口說明 168

8.3.2 SHT11串行通信格式 170

8.3.3 SHT11輸出數據轉物理量 171

8.4 LCD128×64介紹 172

8.4.1 LCD內部結構及引腳說明 172

8.4.2 LCD指令繫統說明 173

8.5 硬件電路設計 176

8.6 程序設計 178

8.6.1 主程序設計 178

8.6.2 DS1302數據讀寫子程序設計 178

8.6.3 陰歷日期調整子程序設計 179

8.6.4 SHT11溫濕度子程序設計 182

8.6.5 LCD顯示子程序設計 182

8.6.6 程序清單 183

8.7 繫統仿真 256

8.8 調試及性能分析 259

思考與訓練 259

主要參考文獻 261

前言

本書內容按照電子產品開發步驟，即設計要求→設計原理→硬件電路設計→程序設計→繫統仿真→調試及性能分析進行編寫。通過案例教學法，將模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術等課程的理論與實踐有機地結合，旨在加強學生實踐動手能力的綜合訓練，培養和提高學生的工程設計能力和實際動手能力，讓學生了解電子產品的開發過程，激發學習電子技術的興趣。學生通過完成任務所獲得的成果、感受、體驗遠勝於學科型教材中的講解、練習。
本書編寫時力求突出以下幾點：
1．突出能力的培養。根據*高等職業教育〔2006〕16號文件的要求，本書內容與要求、教學過程與評價都圍繞高職院校技能型人纔職業能力的培養。
2．突破傳統教材章節編排知識的繫統性、邏輯性，根據企業電子產品的開發步驟，讓讀者在完成任務的過程中學習相關知識。
3．實踐、實驗、理論教學內容互相結合、互相滲透、互相推動。打破長期以來的理論與分離的局面，以任務為核心，實現理論與實踐一體化教學。
4．特色的校企合作。本書編寫得到工藝技術要求極高的企業的支持，企業選派富有經驗的技術人員參與本書編寫及技術指導，使本書內容充實且切合實際。
5．本書的多個案例選自歷屆大學生電子設計競賽的賽題，編寫過程中穿插了大學生電子競賽理念。本書內容按照電子產品開發步驟，即設計要求→設計原理→硬件電路設計→程序設計→繫統仿真→調試及性能分析進行編寫。通過案例教學法，將模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術等課程的理論與實踐有機地結合，旨在加強學生實踐動手能力的綜合訓練，培養和提高學生的工程設計能力和實際動手能力，讓學生了解電子產品的開發過程，激發學習電子技術的興趣。學生通過完成任務所獲得的成果、感受、體驗遠勝於學科型教材中的講解、練習。

本書編寫時力求突出以下幾點：

1．突出能力的培養。根據*高等職業教育〔2006〕16號文件的要求，本書內容與要求、教學過程與評價都圍繞高職院校技能型人纔職業能力的培養。

2．突破傳統教材章節編排知識的繫統性、邏輯性，根據企業電子產品的開發步驟，讓讀者在完成任務的過程中學習相關知識。

3．實踐、實驗、理論教學內容互相結合、互相滲透、互相推動。打破長期以來的理論與分離的局面，以任務為核心，實現理論與實踐一體化教學。

4．特色的校企合作。本書編寫得到工藝技術要求極高的企業的支持，企業選派富有經驗的技術人員參與本書編寫及技術指導，使本書內容充實且切合實際。

5．本書的多個案例選自歷屆大學生電子設計競賽的賽題，編寫過程中穿插了大學生電子競賽理念。

6．本書各個項目相對獨立，在使用中，各校可根據實際教學情況和教學時數來選取教學內容。

本書項目4由李三波編寫，項目2、3、8由張莉編寫，項目7由重慶電訊職業學院劉修軍編寫，項目1、5、6由葉鋼編寫。葉鋼擬定編寫提綱，並負責全書的定稿工作。本書在編寫過程中得到了麗水職業技術學院機電信息分院電子教研室全體老師的幫助，在此一並表示感謝。

由於編者經驗不足和水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，敬請讀者指正。

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