圖書簡介
全國大學生電子設計競賽是面向大學生的群體性科技活動，近年來受到了廣泛關注，已成為我國電子信息類學科極具影響力的學科競賽。本書是針對全國大學生電子設計競賽編寫的培訓教材。全書共8章，內容包括：賽題分析、電子技能、模擬電路、信號處理等基礎知識，單片機、可程式邏輯器件等控制器件的基本理論和套用技巧，設計報告的寫作規範和競賽中應注意的一些問題和細節。本書內容豐富，突出實用技巧和經驗，套用性強；注重培養學生獨立分析賽題、設計開發和綜合創新的能力；既可以作為全國大學生電子設計競賽的培訓教材，也可以作為各類電子製作、課程設計、畢業設計的參考書及電子工程技術人員進行電子電路設計與製作的參考書。
圖書目錄
第1章電子設計競賽題目分析11.1競賽簡介1
1.2競賽命題原則與要求2
1.3征題辦法2
1.4參賽前必備的知識和技能2
1.5電子設計競賽的題目分類3
1.6學生參賽時表現出的不足4
1.7電子競賽作品設計製作流程6
1.8小結7
第2章電子製作基本技能8
2.1常用電子元器件簡介8
2.1.1電阻器8
2.1.2電容器12
2.1.3電感器16
2.1.4變壓器18
2.1.5半導體二極體19
2.1.6半導體三極體21
2.1.7半導體積體電路23
2.1.8表面貼裝元件24
2.2印製電路板設計26
2.2.1設計步驟27
2.2.2設計電路板時應該注意的問題28
2.2.3電路板的製作28
2.3小結31
第3章電源電路及模擬電路設計32
3.1穩壓電源的基本組成、性能指標和測試辦法32
3.1.1直流穩壓電源32
3.1.2電源的性能指標33
3.2三端穩壓電源電路34
3.2.1集成穩壓器輸出固定的直流穩壓電源35
3.2.2集成穩壓器設計恆流源36
3.2.3集成穩壓器輸出電流的擴展36
3.3可調穩壓電源的設計38
3.3.1可調穩壓器的特點38
3.3.2可調穩壓器典型套用39
3.4線性穩壓電源電路41
3.5開關低壓差穩壓電路42
3.5.1降壓開關型穩壓電路42
3.5.2升壓降壓開關型穩壓電路45
3.5.3開關型電源設計46
3.6真題解析47
3.6.1題目：簡易數控直流電源（1994年第一屆電子設計競賽）47
3.6.2題目分析48
3.6.3方案分析48
3.6.4設計及注意事項52
3.6.5論文報告52
3.7小結52
第4章信號處理電路53
4.1運算放大器電路53
4.1.1常用運算放大器基本特性53
4.1.2運算放大器基本參數54
4.1.3運算放大器的典型套用57
4.2信號產生電路62
4.2.1運算放大器組成的波形產生電路62
4.2.2集成門電路組成的波形產生電路62
4.2.3石英晶體組成的波形產生電路63
4.2.4NE555組成的波形產生電路64
4.2.5DDS晶片組成的波形產生電路64
4.3濾波電路65
4.3.1無源濾波電路和有源濾波電路65
4.3.2濾波電路的分類66
4.3.3濾波器的常用參數66
4.4常用濾波器67
4.4.1低通濾波電路67
4.4.2高通濾波電路（HPF）67
4.4.3帶通濾波器68
4.4.4帶阻濾波器69
4.4.5電路結構對偶69
4.5真題解析70
4.5.1題目：電壓控制LC振盪器（2003年第六屆電子設計競賽）70
4.5.2設計思路71
4.6小結75
第5章感測器及其驅動電路76
5.1感測器簡介76
5.1.1感測器的定義76
5.1.2感測器的分類76
5.2霍爾感測器76
5.3溫度感測器與套用電路78
5.3.1常見溫度感測器78
5.3.2常見集成溫度感測器及其套用電路80
5.3.3IC溫度感測器的分類80
5.3.4數字溫度感測器82
5.4光電感測器與套用電路84
5.4.1光電感測器的主要類型84
5.4.2光電感測器套用舉例84
5.4.3集成光電開關85
5.5超音波感測器與套用電路86
5.5.1超音波簡介86
5.5.2超音波發射電路87
5.5.3超音波感測器的接收電路87
5.5.4集成超音波感測器87
5.6電機驅動電路88
5.6.1直流電機驅動88
5.6.2步進電機驅動電路90
5.7繼電器93
5.7.1電磁繼電器93
5.7.2固態繼電器電路94
5.8真題解析95
5.8.1題目：簡易智慧型電動車（2003年第六屆電子設計競賽）95
5.8.2設計與總結報告示例97
5.8.3程式設計103
5.9小結104
第6章單片機設計105
6.1概述105
6.1.1單片機105
6.1.2單片機與單片機系統106
6.1.3彙編語言開發&C語言開發106
6.2單片機硬體107
6.2.1單片機電源電路107
6.2.2振盪器電路109
6.2.3復位電路112
6.2.4單片機最小系統113
6.3單片機內部硬體資源114
6.3.1連線埠114
6.3.2定時器和計數器116
6.3.3串口通信118
6.4軟體編程120
6.4.1超級循環編程120
6.4.2控制算法121
6.4.3濾波算法124
6.5真題解析131
6.5.1題目131
6.5.2案例分析133
6.6小結137
第7章FPGA最小系統及套用138
7.1可程式邏輯器件概述138
7.1.1可程式邏輯器件簡介138
7.1.2硬體描述語言138
7.1.3可程式邏輯系統的設計思想139
7.1.4FPGA的開發流程140
7.1.5常用的EDA工具140
7.1.6FPGA器件選型141
7.2FPGA最小系統設計142
7.2.1FPGA管腳設計142
7.2.2電源及濾波電路145
7.2.3按鍵及LED電路145
7.2.4下載配置電路145
7.2.5復位電路146
7.2.6外部時鐘146
7.2.7用戶擴展接口及MCU接口146
7.3FPGA設計開發實例147
7.3.1簡易數字頻率計的設計147
7.3.2FIFO的設計150
7.4小結156
第8章電子設計競賽注意事項157
8.1設計報告的基本要求157
8.1.1設計報告的評分標準分析157
8.1.2設計報告的內容、要求與應注意的一些問題158
8.2電子設計競賽報告格式161
8.2.1設計報告內容161
8.2.2設計報告格式162
8.3電子設計競賽案例分析162
8.3.1競賽命題163
8.3.2競賽題目與儀表元件清單對照分析164
8.4備戰競賽165
8.4.1心態165
8.4.2知己知彼165
8.4.3你不是一個人在戰鬥165
8.4.4明確分工166
8.4.5磨刀不誤砍柴工166
8.4.6核心器件是關鍵166
8.4.7基本模組166
8.4.8專注自己的強項167
8.4.9革命的本錢167
8.4.10持之以恆，善始善終167
8.4.11會做也要會表達167
8.5競賽展望167
8.5.12012年競賽題目展望167
8.5.2建議168
8.6真題解析169
8.6.1題目：無線環境監測模擬裝置（D題）【本科組】（2009年第九屆電子設計競賽）
170
8.6.2論文範例172
8.7小結179
參考文獻181
圖書前言
高等教育的目的是培養人才，而高素質人才應當是“厚德重技，知行合一”的。目前，大學的教學模式在實踐環節以及學生興趣培養方面還比較薄弱。“知行合一”的教學理念就是要實現知識教學與實踐技能鍛鍊的融合，培養符合社會需求的高素質、高技能創新人才。大學生科技活動對於創造性人才的培養有著特殊的作用。目前，影響較大的科技活動主要有：全國大學生電子設計大賽、全國大學生“挑戰杯”大賽、全國數學建模競賽等。其中，全國大學生電子設計大賽在學校和社會上都有廣泛的影響力，是培養學生工程實踐能力的良好契機，也是學生展示個人才華的舞台。
多年以來，通過參加電子設計大賽，學生不但增強了科技意識，鍛鍊了動手能力，加深了對知識的理解，而且還逐漸地掌握了科學研究的方法，真正做到了“知行合一”。在競賽指導中，引導和激勵學生勇於創新、學以致用，以成果激發學生的興趣和創新靈感，這對今後的發展都非常重要。
本書作者勇於創新、擅於實踐，多次帶隊和指導電子設計競賽，積累了豐富的電子設計實踐經驗。他通過本書把自己多年的電子設計實踐經驗總結出來，歷經兩年多的使用、修改和完善，近日得以付梓，希望能為剛剛接觸電子設計的學生提供一些幫助。
這本書的知識來源於課本，但不拘泥於課本，把書本知識與工程實踐緊密結合是本書的一大特點。本書從學生的電子設計工程實踐需要出發，以電子設計競賽為依託，搭建起連線理論和實踐的橋樑；注重講解教科書中介紹得較少或不太透徹而實踐中經常用到的知識，並通過實例展示了怎樣靈活地運用各種知識。該書可以作為全國大學生電子設計競賽的培訓教材，也可以作為學生進行電子電路設計與製作的參考書。
電子設計涉及多個學科的知識，如何學好各種知識，儘早邁入電子設計的大門，是很多初學者的困惑。“興趣是最好的老師”，通過合理的學習方法培養自己對於電子設計的興趣是十分重要的。電子設計不是枯燥的重複勞動，而是充滿挑戰的創造性勞動，需要激情與靈感、恆心和定力，需要理論與實踐相結合，更需要善於借鑑他人的成果和經驗。一本好書，一個好的學習榜樣，能提供很大的幫助。
該書通過作者的實際經驗講述了如何學習電子設計、如何準備電子設計競賽，還有很多作者在實踐中體會到的方法和技巧。相信本書會成為讀者的“良師益友”，幫助讀者掌握電子設計的方法。同時，在講述技能的基礎上，本書注重圍繞學生主體，注重對大學生創新研究思維、團隊合作意識、學習實踐方法、邏輯思辨能力等的培養，拋磚引玉，相信讀者在實踐中能夠總結更多的方法、技巧，為自己走向專業技術崗位打下堅實基礎。
