智能开源硬件基础

作者: 高立兰名荥主编

出版社: 北京理工大学出版社

出版时间: 2021-07

版次: 1

ISBN: 9787576300208

定价: 92.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 264页

字数: 385千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书系统论述了智能开源硬件的电路基础、原理、开发方法及实战设计案例，理论与实践紧密结合。全书分四篇，分别为电路分析基础篇、数字电路篇、模拟电路篇、智能感知篇；涵盖14章，内容包括电路分析基础、正弦稳态电路、一阶电路、数字逻辑基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、放大电路、模拟集成电路等开发开源硬件所需的电路基础理论知识，同时以Arduino开源平台为例，介绍了超声波传感器、手势传感器等常用传感器的原理及应用，在短距离无线通信技术部分重点介绍了蓝牙技术及其应用示例，后为综合开发实践案例。
  本书可作为高校电子信息类、数字媒体技术等技术专业“智能开源硬件”“传感器”“电子系统设计”“创新创业”等课程的参考教材，也可以作为智能交互设计、工业设计、数字媒体艺术等需快速上手硬件的专业的参考教材，还可以作为创客及智能硬件爱好者、从事物联网、创新开发和设计专业人员的参考用书。高立，教授，现执教于北京邮电大学，《电路分析》网络精品资源共享课负责人，全国/北京市科普教育基地主任，北京邮电大学信息通信新技术展厅负责人。多次获得全国多媒体教学软件大赛一等奖。获2016年全国优秀科普教育基地、2018年首都精神文明建设奖。

科研方面主持国家自然科学基金等项目4项、省部级项目5项，参与、省部级项目20余项；主持设计及建设完成中国科技馆新馆走向未来展区、宋庆龄基金会青少年活动中心信息化等科学馆、我国首个信息通信新技术展厅。发表SCI/EI论文30余篇，获授权发明专利6项，获公安部奖励1项。篇　电路分析基础

第1章  电路及电路分析基础 003

1.1　电路及电路分析的基本物理量 003

1.2　基尔霍夫定律 006

1.3　电路元件与电路的等效变换 010

1.4　直流电路及基本分析法 016

1.5　电路定理 019

第2章  正弦交流稳态电路 027

2.1　正弦信号 027

2.2　正弦信号的相量表示 029

2.3　动态元件 033

2.4　电路定理的相量形式 035

2.5　阻抗与导纳 037

2.6　一阶电路的零输入响应 038

2.7　用相量法分析电路的正弦稳态响应 042

第3章  一阶电路 044

3.1　电路的换路过程及换路定则 044

3.2　一阶电路的零状态响应 045

3.3　一阶电路的全响应 048

第二篇　数字电路

第4章  数字逻辑基础 055

4.1　数制 055

4.2　编码 059

4.3　逻辑代数 062

4.4　逻辑函数 069

第5章  组合逻辑电路 080

5.1　概述 080

5.2　常用的组合逻辑电路模块 080

5.3　组合逻辑电路分析和设计 087

第6章　触发器 091

6.1　基本触发器 092

6.2　钟控触发器（同步触发器） 094

6.3　主从触发器 098

6.4　边沿触发器 101

第7章　时序逻辑电路 102

7.1　时序逻辑电路的特点和分类 102

7.2　时序逻辑电路分析和设计 103

7.3　时序逻辑电路应用（一）——计数器 105

7.4　时序逻辑电路应用（二）——寄存器 112

第三篇　模拟电路

第8章　放大电路 119

8.1　放大电路基础 119

8.2　基本放大电路 128

8.3　放大电路的分析方法 129

第9章　模拟集成电路 134

9.1　集成运算放大器 134

9.2　集成运算放大器的应用 136

第四篇　智能感知

第10章　Arduino简介 143

10.1　初识Arduino 143

10.2　Arduino硬件 143

10.3　安装Arduino Uno驱动程序 145

10.4　Arduino开发环境 146

第11章　Arduino的常用函数 151

11.1　模拟I/O口的操作函数 151

11.2　数字I/O口的操作函数 153

11.3　高级I/O函数 154

11.4　时间函数 155

11.5　中断函数 157

11.6　串口通信函数 159

第12章  常见传感器及应用 161

12.1　认识传感器 161

12.2　超声波传感器 162

12.3　光敏传感器 167

12.4　水位传感器 169

12.5　振动传感器 170

12.6　触摸传感器 172

12.7　红外避障传感器 174

12.8　火焰传感器 176

12.9　寻线传感器 177

12.10　HC ? SR501人体红外感应传感器 179

12.11　RB ? 02S102红外手势传感器 181

12.12　KY ? 038高感度声音传感器 186

12.13　TCS3200D颜色传感器 189

12.14　MPU6050运动检测传感器 195

12.15　Joystick PS2摇杆 200

12.16　DHT11数字温湿度传感器 201

12.17　MQ ? 2烟雾传感器 204

第13章  短距离无线通信技术 206

13.1　短距离无线通信技术简介 206

13.2　HC ? 05蓝牙传输模块 208

第14章  综合开发案例：家庭儿童自助视力检测 214

14.1　家庭儿童自助视力检测项目简介 214

14.2　总方案设计 214

14.3　技术架构 216

14.4　模块组成 217

14.5　实现步骤 218

参考文献 249
内容简介:
本书系统论述了智能开源硬件的电路基础、原理、开发方法及实战设计案例，理论与实践紧密结合。全书分四篇，分别为电路分析基础篇、数字电路篇、模拟电路篇、智能感知篇；涵盖14章，内容包括电路分析基础、正弦稳态电路、一阶电路、数字逻辑基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、放大电路、模拟集成电路等开发开源硬件所需的电路基础理论知识，同时以Arduino开源平台为例，介绍了超声波传感器、手势传感器等常用传感器的原理及应用，在短距离无线通信技术部分重点介绍了蓝牙技术及其应用示例，后为综合开发实践案例。
本书可作为高校电子信息类、数字媒体技术等技术专业“智能开源硬件”“传感器”“电子系统设计”“创新创业”等课程的参考教材，也可以作为智能交互设计、工业设计、数字媒体艺术等需快速上手硬件的专业的参考教材，还可以作为创客及智能硬件爱好者、从事物联网、创新开发和设计专业人员的参考用书。
作者简介:
高立，教授，现执教于北京邮电大学，《电路分析》网络精品资源共享课负责人，全国/北京市科普教育基地主任，北京邮电大学信息通信新技术展厅负责人。多次获得全国多媒体教学软件大赛一等奖。获2016年全国优秀科普教育基地、2018年首都精神文明建设奖。

科研方面主持国家自然科学基金等项目4项、省部级项目5项，参与、省部级项目20余项；主持设计及建设完成中国科技馆新馆走向未来展区、宋庆龄基金会青少年活动中心信息化等科学馆、我国首个信息通信新技术展厅。发表SCI/EI论文30余篇，获授权发明专利6项，获公安部奖励1项。
目录:
篇　电路分析基础

第1章  电路及电路分析基础 003

1.1　电路及电路分析的基本物理量 003

1.2　基尔霍夫定律 006

1.3　电路元件与电路的等效变换 010

1.4　直流电路及基本分析法 016

1.5　电路定理 019

第2章  正弦交流稳态电路 027

2.1　正弦信号 027

2.2　正弦信号的相量表示 029

2.3　动态元件 033

2.4　电路定理的相量形式 035

2.5　阻抗与导纳 037

2.6　一阶电路的零输入响应 038

2.7　用相量法分析电路的正弦稳态响应 042

第3章  一阶电路 044

3.1　电路的换路过程及换路定则 044

3.2　一阶电路的零状态响应 045

3.3　一阶电路的全响应 048

第二篇　数字电路

第4章  数字逻辑基础 055

4.1　数制 055

4.2　编码 059

4.3　逻辑代数 062

4.4　逻辑函数 069

第5章  组合逻辑电路 080

5.1　概述 080

5.2　常用的组合逻辑电路模块 080

5.3　组合逻辑电路分析和设计 087

第6章　触发器 091

6.1　基本触发器 092

6.2　钟控触发器（同步触发器） 094

6.3　主从触发器 098

6.4　边沿触发器 101

第7章　时序逻辑电路 102

7.1　时序逻辑电路的特点和分类 102

7.2　时序逻辑电路分析和设计 103

7.3　时序逻辑电路应用（一）——计数器 105

7.4　时序逻辑电路应用（二）——寄存器 112

第三篇　模拟电路

第8章　放大电路 119

8.1　放大电路基础 119

8.2　基本放大电路 128

8.3　放大电路的分析方法 129

第9章　模拟集成电路 134

9.1　集成运算放大器 134

9.2　集成运算放大器的应用 136

第四篇　智能感知

第10章　Arduino简介 143

10.1　初识Arduino 143

10.2　Arduino硬件 143

10.3　安装Arduino Uno驱动程序 145

10.4　Arduino开发环境 146

第11章　Arduino的常用函数 151

11.1　模拟I/O口的操作函数 151

11.2　数字I/O口的操作函数 153

11.3　高级I/O函数 154

11.4　时间函数 155

11.5　中断函数 157

11.6　串口通信函数 159

第12章  常见传感器及应用 161

12.1　认识传感器 161

12.2　超声波传感器 162

12.3　光敏传感器 167

12.4　水位传感器 169

12.5　振动传感器 170

12.6　触摸传感器 172

12.7　红外避障传感器 174

12.8　火焰传感器 176

12.9　寻线传感器 177

12.10　HC ? SR501人体红外感应传感器 179

12.11　RB ? 02S102红外手势传感器 181

12.12　KY ? 038高感度声音传感器 186

12.13　TCS3200D颜色传感器 189

12.14　MPU6050运动检测传感器 195

12.15　Joystick PS2摇杆 200

12.16　DHT11数字温湿度传感器 201

12.17　MQ ? 2烟雾传感器 204

第13章  短距离无线通信技术 206

13.1　短距离无线通信技术简介 206

13.2　HC ? 05蓝牙传输模块 208

第14章  综合开发案例：家庭儿童自助视力检测 214

14.1　家庭儿童自助视力检测项目简介 214

14.2　总方案设计 214

14.3　技术架构 216

14.4　模块组成 217

14.5　实现步骤 218

参考文献 249

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