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第1编 基础技能实践3

第1章 电子工艺实训指引3

1.1 常用电子元器件3

1.1.1 电阻器与电位器3

1.1.2 电容器9

1.1.3 电感器和变压器14

1.1.4 半导体器件18

1.2 印制电路板24

1.2.1 印制电路板的特点24

1.2.2 印制电路板的分类25

1.2.3 对印制导线的要求25

1.2.4 电路中各种元器件的安排26

1.2.5 印制电路板的简易制作26

1.3 焊接工艺28

1.3.1 线路板焊接基本知识28

1.3.2 电烙铁32

1.3.3 手工焊接过程34

1.4 参考文献38

第2章 FM（SMT）微型收音机制作39

2.1 引言39

2.1.1 SMT简介39

2.1.2 SMT元器件及设备41

2.1.3 实习产品——电调谐微型FM收音机46

2.1.4 实习产品安装工艺48

2.2 电子元器件检测52

2.2.1 电阻器检测53

2.2.2 电位器检测53

2.2.3 电容器检测53

2.2.4 电感器检测53

2.2.5 二极管检测54

2.2.6 开关及连接器检测55

2.2.7 三极管的检测55

2.3 参考文献56

第3章 直流稳压／充电电源制作57

3.1 实践目标57

3.2 产品简介57

3.2.1 主要性能指标57

3.2.2 工作原理57

3.2.3 软件仿真59

3.3 印制板设计60

3.4 制作工艺62

3.4.1 印制板的制作62

3.4.2 印制板的安装62

3.4.3 整机装配工艺64

3.5 检测调试65

3.5.1 目视检验65

3.5.2 通电检测65

3.5.3 故障检测68

3.5.4 设计所用材料清单68

3.6 参考文献69

第4章 数字计算器的汇编语言实现70

4.1 设计概述70

4.2 题目简介70

4.3 程序设计要求70

4.4 工作条件70

4.5 题目分析70

4.5.1 运算表达式输入70

4.5.2 计算73

4.5.3 结果输出74

4.6 附录77

4.7 参考文献84

第5章 电子闹钟的设计85

5.1 设计概述85

5.2 产品简介85

5.3 设计思路及总体设计85

5.4 工作条件86

5.4.1 74160引脚86

5.4.2 解码型七段数码管86

5.5 项目的原理图与仿真87

5.5.1 计时模块设计87

5.5.2 显示模块及调时模块设计89

5.5.3 闹钟模块设计90

5.6 附录92

5.7 参考文献93

第6章 声控楼道延时照明开关的制作94

6.1 设计概述94

6.2 实验条件94

6.3 电路原理94

6.4 元件清单98

6.5 参考文献99

第7章 低成本的无线话筒设计100

7.1 设计目的100

7.2 设计任务与要求100

7.2.1 任务100

7.2.2 要求100

7.3 设计原理与实现100

7.4 单元电路设计、参数计算、元器件选择102

7.4.1 单元电路设计102

7.4.2 元件参数的确定103

7.5 安装与调试105

7.5.1 安装105

7.5.2 调试105

7.6 计算机模拟105

7.7 遇到的问题及其解决方法107

7.7.1 遇到的问题107

7.7.2 解决的方法107

7.8 参考文献107

第2篇 综合应用111

第8章 机器猫制作111

8.1 实践目标111

8.2 实习产品简介111

8.2.1 工作条件111

8.2.2 555构成的单稳态触发电路的工作原理112

8.3 原理图设计与仿真113

8.4 印制板设计115

8.5 制作工艺117

8.5.1 印制板制作117

8.5.2 印制板安装118

8.6 整机装配与调试119

8.7 机器猫制作材料清单121

8.8 创建光电耦合器4N25122

8.9 参考文献127

第9章 自动寻迹防撞小车的设计实现128

9.1 设计概述128

9.2 自动寻迹防撞小车的设计方案128

9.2.1 智能小车总体功能方案128

9.2.2 硬件方案128

9.2.3 软件方案129

9.3 硬件设计与描述130

9.3.1 TCRT5000传感模块介绍130

9.3.2 直流电机驱动模块介绍132

9.3.3 STC89C52单片机系统135

9.4 自动寻迹防撞小车工作原理138

9.4.1 小车运动原理138

9.4.2 小车防撞原理139

9.4.3 自动寻迹原理139

9.5 软件设计与描述140

9.5.1 小车系统流程图140

9.5.2 程序分析141

9.5.3 小车调试方法143

9.6 小车系统电路143

第10章 钢管切割自动控制系统设计实现145

10.1 设计概述145

10.2 钢管切割自动控制系统设计方案145

10.2.1 方案可行性分析145

10.2.2 硬件设计方案确定147

10.2.3 软件设计方案147

10.3 硬件说明148

10.3.1 STC89C51RC单片机148

10.3.2 钢管切割控制系统各部分硬件介绍150

10.4 钢管切割控制系统软件设计154

10.4.1 钢管切割控制系统程序主流程154

10.4.2 钢管切割控制系统中断流程155

10.4.3 钢管切割控制系统各部分软件设计156

10.5 钢管切割控制系统功能说明158

10.6 完整实现代码和系统控制电路全图159

10.6.1 STC89C51RC（IC-1）单片机程序159

10.6.2 STC89C51RC（IC-2）单片机程序162

10.6.3 系统控制电路全图169

第11章 CDMA通信系统的建模与实现170

11.1 项目概述170

11.2 CDMA通信系统建模170

11.2.1 蒙特卡洛方法170

11.2.2 CDMA系统原理172

11.3 CDMA系统设计177

11.4 程序分析177

11.4.1 参考代码177

11.4.2 实践问题180

11.5 参考文献180

第12章 数控数显充电器的设计实现181

12.1 设计概述181

12.2 产品简介181

12.3 工作条件181

12.3.1 ADC0809181

12.3.2 DAC0832184

12.4 项目的原理图186

12.5 单片机程序设计190

12.6 附录191

12.6.1 元件清单191

12.6.2 单片机参考代码192

12.7 参考文献196

第13章 路径自组织吸尘机器人的算法设计197

13.1 设计概述197

13.2 产品简介197

13.2.1 吸尘机器人结构原理197

13.2.2 国内外研究现状198

13.3 工作条件199

13.4 避障策略——自主避障路线设计199

13.5 路径规划200

13.5.1 路径规划简介200

13.5.2 全区域遍历的路径规划算法200

13.6 算法流程图设计202

13.7 算法仿真206

13.7.1 仿真软件系统206

13.7.2 系统仿真目标207

13.7.3 仿真界面设计207

13.7.4 算法的仿真实验及结果208

13.8 附录209

13.9 参考文献215

第14章 桌上电子记事本的设计216

14.1 设计概述216

14.2 产品简介216

14.3 工作条件216

14.3.1 LCD1602液晶显示芯片引脚介绍216

14.3.2 LCD1602的显示控制方法218

14.4 项目的原理图与仿真220

14.4.1 原理图设计220

14.4.2 液晶显示仿真222

14.5 计算机端控制程序设计223

14.5.1 计算机控制界面设计223

14.5.2 VB与单片机进行串行通信224

14.6 单片机程序设计225

14.7 附录225

14.7.1 元件清单225

14.7.2 VB参考代码226

14.7.3 单片机参考代码227

14.8 参考文献233

第15章 基于51单片机的“贪食蛇”游戏机开发234

15.1 设计概述234

15.2 产品简介234

15.3 硬件设计234

15.3.1 人机接口电路234

15.3.2 单片机与PC机通信电路236

15.3.3 其他部分电路说明237

15.4 软件设计237

15.4.1 系统程序流程237

15.4.2 软件模块设计239

15.4.3 软件编译242

15.5 系统调试242

15.5.1 Proteus仿真242

15.5.2 硬件的安装242

15.5.3 调试注意事项243

15.6 附录243

15.6.1 总原理图243

15.6.2 单片机程序参考代码245

15.7 参考文献260

第16章 文件传输协议的C语言实现261

16.1 设计概述261

16.2 设计准备261

16.3 关键技术261

16.3.1 文件传输协议介绍261

16.3.2 Winsock API介绍261

16.4 软件设计264

16.5 程序代码266

16.5.1 服务器端程序文件266

16.5.2 客户端程序文件273

16.6 参考文献281

第17章 一种简单可调稳压电源的制作282

17.1 设计概述282

17.2 产品简介282

17.3 电路原理282

17.4 制作及调试285

17.4.1 元件清单285

17.4.2 PCB制作与调试286

17.5 参考文献287

第18章 对讲机设计与制作288

18.1 设计概述288

18.1.1 高频电路288

18.1.2 低频电路与高频电路的区别288

18.1.3 集中常数电路与分布常数电路289

18.2 无线对讲机的设计方案290

18.2.1 无线对讲机原理图及PCB图290

18.2.2 电路原理292

18.3 无线对讲机元器件293

18.4 无线对讲机的制作和调试300

18.4.1 无线对讲机的制作过程300

18.4.2 无线对讲机的调试308

18.5 总结309

18.6 设计实现的元件列表309

18.7 参考文献311

第19章 基于Socket的局域网即时通信软件设计与实现312

19.1 设计概述312

19.2 开发原理和背景知识312

19.2.1 TCP/IP体系结构与特点312

19.2.2 Socket套接字原理313

19.2.3 多线程编程技术316

19.3 设计思路318

19.3.1 体系结构设计318

19.3.2 系统基本流程318

19.3.3 功能实现319

19.3.4 软件设计流程320

19.4 详细设计过程321

19.4.1 服务器详细设计321

19.4.2 客户端324

19.5 程序代码326

19.5.1 服务器程序代码326

19.5.2 客户端程序代码329

19.6 参考文献331

第20章 uClinux下的LCD显示332

20.1 目的要求332

20.2 设计环境与要求332

20.3 设计原理与实现332

20.3.1 LCD工作原理332

20.3.2 S3C44B0的内部LCD驱动控制器介绍333

20.4 uClinux下基于framebuffer的LCD驱动程序339

20.4.1 Framebuffer介绍339

20.4.2 Framebuffer设备使用339

20.5 程序分析339

20.6 参考文献341

第21章 出租车计价器设计342

21.1 设计目的342

21.2 内容提要与要求342

21.3 设计原理342

21.4 程序设计与仿真343

21.5 源程序345

21.6 参考文献352

第22章 饮料自动贩卖机353

22.1 目的要求353

22.2 设计任务与要求353

22.3 设计原理353

22.3.1 类的设计354

22.3.2 主程序设计356

22.4 设计总结与提高357

22.5 程序分析与调试358

22.6 参考文献365

第3篇 科技创新369

第23章 基于ARM9的嵌入式系统平台的构建369

23.1 设计引言369

23.2 嵌入式开发模式及流程369

23.2.1 嵌入式系统开发模式369

23.2.2 嵌入式系统开发流程369

23.3 移植的准备工作371

23.3.1 目标硬件平台371

23.3.2 嵌入式操作系统的选择372

23.3.3 开发平台的建立373

23.4 系统的硬件设计373

23.4.1 主控芯片374

23.4.2 存储器接口电路375

23.4.3 通信接口电路377

23.4.4 LCD接口电路379

23.4.5 复位电路380

23.4.6 电源电路381

23.4.7 JTAG线电路382

23.5 嵌入式开发环境的构建382

23.5.1 交叉编译工具链介绍382

23.5.2 构建ARM Linux交叉编译工具链383

23.6 系统引导程序的移植385

23.6.1 Bootloader的原理386

23.6.2 常见的Bootloader介绍386

23.6.3 VIVI移植的实现387

23.7 ARM Linux系统移植388

23.7.1 嵌入式Linux操作系统介绍388

23.7.2 Linux内核的移植389

23.7.3 建立Linux根文件系统395

23.8 目标板Linux系统的创建399

23.8.1 Bootloader的烧写400

23.8.2 Linux系统的下载400

第24章 数字隐写与取证方案设计与实现403

24.1 项目概述403

24.2 数字隐写403

24.2.1 问题来源403

24.2.2 彩色图像分解404

24.2.3 位平面切割技术404

24.2.4 Arnold置乱加密405

24.2.5 基于LSB的数字隐写406

24.3 数字取证406

24.3.1 产生背景406

24.3.2 数字图像取证408

24.3.3 数字图像篡改408

24.3.4 相关检测410

24.4 数字隐写与取证方案设计410

24.4.1 检测方法410

24.4.2 检测过程410

24.5 程序分析411

24.5.1 Arnold加解密411

24.5.2 基于LSB的隐写412

24.5.3 图像的篡改与攻击413

24.5.4 信息检测415

24.5.5 “广场鸽”案件的盲取证416

24.6 参考文献417

第25章 基于PCA方法的人脸识别系统建模与实现418

25.1 项目概述418

25.2 人脸识别系统418

25.2.1 系统框图418

25.2.2 PCA理论419

25.2.3 PCA在计算机视觉领域的应用427

25.3 基于PCA的人脸识别方法428

25.4 程序分析429

25.4.1 人脸数据库的构建429

25.4.2 基于PCA的人脸识别430

25.5 总结和讨论433

25.5.1 PCA技术的降维433

25.5.2 无参数化433

25.5.3 高斯分布限制434

25.5.4 PCA与SVD的联系434

25.6 参考文献435

第26章 批量文件加密方案设计与实现436

26.1 设计概述436

26.2 加密方案436

26.2.1 DES算法简介436

26.2.2 DES基本原理437

26.3 DES实现过程442

26.3.1 变换密钥442

26.3.2 数据处理442

26.3.3 组合443

26.4 应用于大批量的彩色图像加密443

26.4.1 设置MATLAB编译器443

26.4.2 设置VC++6.0工作环境443

26.4.3 编译m函数为DLL443

26.4.4 建立测试工程444

26.5 程序分析444

26.5.1 批量文件的读写与加解密444

26.5.2 核心DES算法的C代码445

26.6 参考文献453

第27章 JPEG理论、方法与实践454

27.1 项目概述454

27.2 数据压缩原理454

27.2.1 问题背景454

27.2.2 数据冗余的度量454

27.2.3 图像压缩的评价标准454

27.3 JPEG标准455

27.3.1 JPEG算法框图456

27.3.2 DCT456

27.3.3 量化457

27.3.4 Z字形扫描458

27.3.5 DC系数的编码459

27.3.6 AC系数的编码459

27.3.7 熵编码460

27.3.8 组成数据位流463

27.4 组建JPEG文件464

27.4.1 图像开始SOI标记464

27.4.2 APPO标记464

27.4.3 段的类型465

27.5 参考代码466

27.5.1 求熵466

27.5.2 Huffman编码466

27.5.3 JPEG代码466

27.6 参考文献467

第28章 自动寻人机器人的设计468

28.1 设计概述468

28.2 产品简介468

28.3 工作条件468

28.3.1 LCD1602液晶显示芯片468

28.3.2 热释电红外探头及处理芯片468

28.3.3 无线数据发射及接收471

28.3.4 电机驱动473

28.4 项目的原理图与仿真474

28.4.1 原理图设计474

28.4.2 液晶显示仿真479

28.5 单片机程序设计480

28.6 附录481

28.6.1 元件清单481

28.6.2 单片机参考代码482

28.7 参考文献486

第29章 基于无线移动通信网络远程监控系统的构建487

29.1 设计概述487

29.2 产品简介487

29.3 工作条件488

29.3.1 监测点工作条件488

29.3.2 监控中心工作条件493

29.4 监测点原理图设计494

29.5 程序设计495

29.5.1 系统功能分析495

29.5.2 监测点程序设计496

29.5.3 监控中心设计497

29.6 附录501

29.6.1 元件清单501

29.6.2 VB参考代码503

29.6.3 单片机参考代码504

29.7 参考文献513

第30章 家居语音控制无线电话系统的设计514

30.1 设计概述514

30.2 产品简介514

30.3 工作条件515

30.3.1 SPCE061A单片机515

30.3.2 手机模块519

30.4 控制系统电路设计520

30.5 程序设计521

30.5.1 主程序及语音识别521

30.5.2 键盘执行525

30.6 附录526

30.6.1 元件清单526

30.6.2 单片机参考代码526

30.7 参考文献557

第31章 单片机侧以太网接口的设计与实现558

31.1 设计概述558

31.2 总体设计558

31.2.1 系统结构设计558

31.2.2 关键技术分析559

31.3 硬件原理电路设计563

31.3.1 主要器件及其引脚说明563

31.3.2 原理电路图及其说明566

31.4 驱动程序设计及代码569

31.4.1 RTL8019.h文件569

31.4.2 RTL8019.c文件571

31.4.3 main.c文件577

31.5 参考文献578

第32章 多功能电池维护系统579

32.1 设计概述579

32.2 产品简介579

32.3 设计方案580

32.4 硬件电路设计581

32.4.1 Atmega8单片机及其资源介绍581

32.4.2 MOSFET驱动电路设计583

32.4.3 负载电流检测与控制电路584

32.4.4 状态显示和报警电路584

32.4.5 电池电压检测与无线串口接口电路585

32.5 软件设计586

32.6 调试及制作587

32.6.1 原理图仿真587

32.6.2 PCB制作及焊接587

32.7 附录588

32.7.1 原理总图588

32.7.2 元件列表589

32.7.3 参考代码589

32.8 参考文献598

第33章 基于声卡的蔬菜大棚温控系统设计599

33.1 设计目的599

33.2 设计任务与要求599

33.3 设计原理与实现599

33.3.1 系统方案599

33.3.2 信号调理电路与声卡600

33.3.3 系统软件设计601

33.4 参考文献603