《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第2版）》是在廣大讀者的幫助與支持下對(duì)5年前出版的《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始》一書(shū)（目前已經(jīng)7次印刷）的修訂與補(bǔ)充。這5年無(wú)論是電子技術(shù)還是計(jì)算機(jī)技術(shù)都有了非常大的進(jìn)步，第一版中的某些內(nèi)容需要更新，而且筆者這5年來(lái)在英國(guó)學(xué)習(xí)的一些心得也對(duì)《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第2版）》內(nèi)容的更新產(chǎn)生了積極的影響。
《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第2版）》集模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)技能為一體，把初學(xué)電子電路設(shè)計(jì)所需要掌握的內(nèi)容表現(xiàn)得淋漓盡致。全書(shū)沒(méi)有過(guò)多復(fù)雜的計(jì)算（只有乘、除法），也沒(méi)有生澀的大理論，更沒(méi)有讀不懂的過(guò)程，只要知道歐姆定律的朋友就可以在《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第2版）》的引導(dǎo)下掌握電子電路的設(shè)計(jì)知識(shí)。
《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第2版）》適合作為電類本、專科學(xué)生全面掌握電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的參考書(shū)，也可作為電子愛(ài)好者的實(shí)例參考用書(shū)。
本書(shū)是在廣大讀者的幫助與支持下對(duì)5年前出版的《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始》一書(shū)的修訂與補(bǔ)充。這5年無(wú)論是電子技術(shù)還是計(jì)算機(jī)技術(shù)都有了非常大的進(jìn)步，所以第1版中的某些內(nèi)容顯得有些跟不上科技的發(fā)展了。另外，筆者這5年來(lái)在英國(guó)學(xué)習(xí)的一些心得也對(duì)本書(shū)內(nèi)容的更新產(chǎn)生了積極的影響。
一、特色
本書(shū)集模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)技能為一體，把初學(xué)電子電路設(shè)計(jì)所需要掌握的內(nèi)容表現(xiàn)得淋漓盡致。
全書(shū)語(yǔ)言生動(dòng)活潑、平實(shí)易懂。沒(méi)有過(guò)多復(fù)雜的計(jì)算（只有乘、除法），也沒(méi)有生澀的大理論，更沒(méi)有讀不懂的過(guò)程，只要知道歐姆定律的朋友就可以在本書(shū)的引導(dǎo)下掌握電子電路的設(shè)計(jì)知識(shí)。書(shū)中插圖豐富，力求用圖讓讀者來(lái)形象地理解知識(shí)及過(guò)程，加深印象。
本書(shū)特別注重知識(shí)的鋪墊和循序漸進(jìn)。電子電路的內(nèi)容多、難度大，沒(méi)有基礎(chǔ)的朋友一時(shí)可能不知道從哪里開(kāi)始學(xué)習(xí)、如何開(kāi)始學(xué)習(xí)。我們?cè)谌娼榻B各種電子元器件、電路結(jié)構(gòu)、工藝技巧的同時(shí)，按照科學(xué)的學(xué)習(xí)方法設(shè)置章節(jié)，使電子電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)變成了一粒粒珍珠，交給讀者朋友們串起來(lái)，既授人以魚(yú)，也授人以漁。
全書(shū)渾然一體，章節(jié)與章節(jié)之間經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)具有緊密的聯(lián)系。前面章節(jié)講到的一些實(shí)例和知識(shí)點(diǎn)會(huì)被后續(xù)章節(jié)提到，一些學(xué)習(xí)過(guò)程中自然產(chǎn)生的疑問(wèn)會(huì)在后續(xù)章節(jié)中得到解答。這樣就形成了一個(gè)立體式的閱讀和學(xué)習(xí)過(guò)程，有利于知識(shí)的強(qiáng)化。
二、內(nèi)容
本書(shū)的內(nèi)容包括模擬電子電路、數(shù)字電路基礎(chǔ)和單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)并通過(guò)“講故事”的形式將這3部分內(nèi)容逐步展開(kāi)，而且結(jié)合電路仿真軟件Multisim 2001對(duì)許多實(shí)例進(jìn)行了演示和驗(yàn)證。這3大部分內(nèi)容是我們進(jìn)行電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、電子儀器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。本書(shū)著眼于技術(shù)的應(yīng)用，并不苛求計(jì)算和過(guò)于復(fù)雜的理論。
本書(shū)每一章幾乎都使用了一個(gè)實(shí)例進(jìn)行貫穿，實(shí)例都是日常生活中經(jīng)常見(jiàn)到的電子產(chǎn)品中的電路。一章之內(nèi)把實(shí)例中的知識(shí)點(diǎn)、設(shè)計(jì)技巧全面解決，并引出豐富的電子元器件和電路設(shè)計(jì)知識(shí)。
模擬電路是數(shù)字電路和單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)。第1章從一個(gè)光控報(bào)警器實(shí)例開(kāi)始，漸漸引入模擬電子電路中常用元器件的知識(shí)及它們的應(yīng)用范例。Multisim作為學(xué)習(xí)電路的好幫手也在一開(kāi)始進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。利用實(shí)例結(jié)合仿真的方法感受三極管開(kāi)關(guān)在光控報(bào)警器中的作用。
第2章通過(guò)一個(gè)單管收音機(jī)帶出了電磁波、無(wú)線發(fā)射等內(nèi)容，便于讀者初步了解收音機(jī)電路、無(wú)線發(fā)射電路的設(shè)計(jì)方法。第3章中的測(cè)謊儀電路帶給我們的是電路實(shí)驗(yàn)和電子工藝方面的知識(shí)，比如如何用萬(wàn)用板和面包板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、電路如何從設(shè)計(jì)變成制作、印刷電路板如何設(shè)計(jì)、電源電路如何設(shè)計(jì)等都結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解。
第4、5章介紹了電路中難但很重要的內(nèi)容——三極管放大器，其中巧妙地結(jié)合實(shí)例及仿真介紹了三極管、小信號(hào)放大器、功率放大器，最終教會(huì)大家如何設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)多媒體音箱。
第6章利用振蕩器來(lái)鞏固反饋的設(shè)計(jì)思想，并以幾個(gè)實(shí)用的例子來(lái)解答設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。第7章以運(yùn)算放大器及其應(yīng)用為例，揭示在電路設(shè)計(jì)中使用集成電路原來(lái)如此輕松。第8章把傳感器和其他常用電子元器件作為設(shè)計(jì)知識(shí)的擴(kuò)充。
第9章至第11章是數(shù)字電路部分，開(kāi)啟了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的思考，內(nèi)容包括邏輯門、布爾代數(shù)、組合邏輯、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等。
第12章到第17章都在談單片機(jī)，通過(guò)實(shí)例學(xué)習(xí)單片機(jī)控制外設(shè)的能力。同時(shí)也對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程、單片機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。單片機(jī)的內(nèi)容從控制一個(gè)發(fā)光二極管開(kāi)始，慢慢深入并逐步介紹I/O口、中斷、定時(shí)/計(jì)時(shí)器、串口通信等知識(shí)。最后還以設(shè)計(jì)一個(gè)在線溫度計(jì)為例，對(duì)全局的知識(shí)進(jìn)行梳理性應(yīng)用。
通過(guò)對(duì)本書(shū)的學(xué)習(xí)，掌握了書(shū)中知識(shí)后，設(shè)計(jì)并完成一個(gè)綜合性較強(qiáng)、具有一定技術(shù)含量的電路系統(tǒng)是沒(méi)有問(wèn)題的。
三、對(duì)象
本書(shū)可以作為大學(xué)、中專院校開(kāi)展電子制作和科技創(chuàng)新的參考書(shū)，也可作為電子愛(ài)好者的實(shí)例參考書(shū)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中如果遇到什么問(wèn)題，可以訪問(wèn)電路飛翔網(wǎng)（http://www.circuitfly.com），其中有大量翔實(shí)的幫助和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
想進(jìn)一步學(xué)習(xí)Multisim仿真和Protel電路設(shè)計(jì)的朋友可以參考本書(shū)的姊妹書(shū)《電路設(shè)計(jì)與仿真——基于Multisim 8與Protel 2004》；想對(duì)單片機(jī)及實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行更全面扎實(shí)了解的朋友可以參考《51單片機(jī)應(yīng)用從零開(kāi)始》、《51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解》等書(shū)。
由于水平有限，書(shū)中難免有介紹不清楚的地方，歡迎讀者發(fā)電子郵件（E-mail: Eedesign@163.com）來(lái)共同探討問(wèn)題和提出意見(jiàn)，也歡迎企業(yè)界的朋友向我們推薦好的學(xué)習(xí)產(chǎn)品作為今后寫(xiě)作的實(shí)例。
四、說(shuō)明
由于本書(shū)的電路圖使用Altium Designer 6和Multisim 2001軟件繪制，其中一些電路符號(hào)與國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的略有差別。為了讀者朋友能對(duì)應(yīng)起來(lái)，我們制作了一個(gè)簡(jiǎn)表如下，其中同一欄中的兩個(gè)電路符號(hào)等價(jià)，左邊的是國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，右邊的是本書(shū)中使用的。
整流二極管發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管光電二極管隧道二極管肖特基二極管
五、特別感謝
首先要特別感謝被譽(yù)為人類B超之父的英國(guó)最高級(jí)巴思爵士獲得者、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、英國(guó)皇家工程院院士、英國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士、英國(guó)加的夫大學(xué)特聘教授Peter NT Wells為本書(shū)作序。同時(shí)感謝他以80歲的高齡依然在為人類的健康、醫(yī)用超聲發(fā)展持續(xù)貢獻(xiàn)。筆者為在博士后期間與他一同工作在超聲輔助加速器癌癥治療等課題中感到莫大的榮幸。
另外還要感謝英國(guó)帝國(guó)勛章獲得者、英國(guó)皇家物理學(xué)家和科學(xué)家、英國(guó)加的夫大學(xué)特聘教授 John P Woodcock對(duì)本書(shū)諸多內(nèi)容的精心指導(dǎo)以及對(duì)筆者科研、論文的幫助。
本書(shū)的完成，得到了英國(guó)加的夫大學(xué)電子物理醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)首席科學(xué)家Len DM Nokes教授的傾力幫助，他在運(yùn)動(dòng)損傷的診斷及治療、超聲成像等醫(yī)學(xué)工程研究中給筆者許多有益的思路和具體指導(dǎo)。
本書(shū)第1、第2版的問(wèn)世都與北京交通大學(xué)的王玉鳳和劉湘黔兩位教授的幫助與支持緊密難分。書(shū)中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都在他們長(zhǎng)達(dá)10年的關(guān)懷、支持、鼓勵(lì)下得以沉淀，他們?cè)诮虝?shū)育人、科學(xué)研究中傾注的畢生精力為社會(huì)創(chuàng)造了平凡而偉大的財(cái)富。
還要特別感謝北京交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系主任劉杰教授和北京軍區(qū)總醫(yī)院計(jì)量科主任劉文教授，他們多年來(lái)在電子物理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域給予筆者長(zhǎng)期精心指導(dǎo)，使筆者在諸多生物醫(yī)學(xué)工程項(xiàng)目的合作中迅速成長(zhǎng)起來(lái)。
本書(shū)中許多電路實(shí)例、程序設(shè)計(jì)由北京交通大學(xué)的張延強(qiáng)、張鎧麟、支瑞聰、劉長(zhǎng)煥、王正浩、陳新、昌文婷等幾位博士共同完成。本書(shū)還得到了趙興東、趙東旭、傅予嘉、陳偉、胡文錦、何帥、Alqahtani Mahdi、Hamid Bidi的幫助，在此對(duì)他們的辛勤付出表示誠(chéng)摯的謝意。
此外，還要對(duì)北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)韓臻教授、黨委書(shū)記楊曉暉教授、黨委副書(shū)記余亞光教授給予的支持與幫助表示極大的感謝。另外對(duì)物理系的成正維、牛原、楊甦、蔡天芳、滕永平等幾位教授和“關(guān)工委”的岳兆宏教授表示最崇高的敬意。
另外，還要感謝英國(guó)加的夫大學(xué)臨床醫(yī)院的Dr. Neil Pugh和Dr. Declan Coleman、倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的Dr. Roy Clement、倫敦瑪麗女皇學(xué)院的Dr. Deric Jones和Dr. Hazel Screen等的幫助。
特別要感謝深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院副校長(zhǎng)溫希東教授對(duì)本書(shū)內(nèi)容的指導(dǎo)和肯定。還要感謝宋榮、賈方亮老師在具體電路、設(shè)計(jì)思路上給予的大力幫助。
還要由衷地感謝劍橋大學(xué)的Dr. Dong F Liang和Dr. Xiao L Wang夫婦的幫助；并對(duì)《電子制作》、《電子測(cè)試》、《家庭影院技術(shù)》和《家電維修》雜志社的總編陳忠、社長(zhǎng)陳曉筱、副主編楊來(lái)英、編務(wù)王雪珍等老師表示最大的感謝；此外還要感激清華大學(xué)的韋思健教授和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的趙文教授及夫人對(duì)內(nèi)容的指導(dǎo)；還要對(duì)北京城市學(xué)院的汪仁里老師及其夫人表示感謝。同時(shí)對(duì)本書(shū)提供了許多寶貴建議的科學(xué)出版社的王淑蘭老師表示感謝。
當(dāng)然還要感謝梁麗麗、張晟、周萍、趙少云和雷麗明幾位老師，他們對(duì)筆者的成長(zhǎng)起了至關(guān)重要的作用。
最后，要感謝我的父母和祖父母等家人，他們多年來(lái)養(yǎng)育了我；另外還要感謝摯友崔捷10多年來(lái)給予的莫大幫助。
楊 欣
Cardiff University
United Kingdom
2010年5月
第1章 走進(jìn)電子技術(shù)
1.1 從一個(gè)光控報(bào)警器的例子開(kāi)始
1.1.1 電池
1.1.2 電阻器
1.1.3 光敏電阻
1.1.4 電位器
1.1.5 開(kāi)關(guān)
1.1.6 第一次電路分析
1.2 利用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)電子電路
1.2.1 Multisim 2001登場(chǎng)
1.2.2 打開(kāi)、新建和保存
1.2.3 元器件欄和虛擬儀器欄
1.2.4 繪制第一張電路圖
1.2.5 用Multisim 2001進(jìn)行簡(jiǎn)單分析
1.3 探索半導(dǎo)體器件
1.3.1 二極管
1.3.2 三極管
1.4 例子的最終分析
1.4.1 蜂鳴器
1.4.2 第一個(gè)三極管
1.4.3 第二個(gè)三極管
1.4.4 “合適”的偏置電壓
1.4.5 例子的擴(kuò)展
第2章 收音機(jī)里蘊(yùn)含的知識(shí)
第3章 制作第一件電子作品
第4章 從擴(kuò)音機(jī)中學(xué)小信號(hào)放大器
第5章 從多媒體音箱中看功率放大器
第6章 振蕩器的豐富多彩
第7章 集成電路ABC
第8章 傳感器及其他器件
第9章 數(shù)字啟航
第10章 邏輯門的應(yīng)用
第11章 翻轉(zhuǎn)與計(jì)數(shù)
第12章 單片機(jī)就在我們身邊
第13章 單片機(jī)和LED
第14章 給單片機(jī)下命令
第15章 跑馬燈
第16章 秒表與時(shí)鐘
第17章 在線溫度計(jì)
附錄
參考文獻(xiàn)
新書(shū)資訊