作者：王晓鹏 编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
面包板电子制作68例试读：
前言
首先，感谢您阅读本书，它将引领您迈进浩瀚的电子技术的大门，您将在电子装配制作过程中，体验自己动手的乐趣和遇到挫折的困惑，享受获得成功的喜悦！
电子制作是提高实操技能水平的一个有效途径。通过丰富多彩的制作项目，自己动手组装这些产品，对于提高电子技术理论水平、增强实践经验、强化动手能力都有着非常积极的作用。
本书的一大亮点是理论联系实际，并且侧重实际装配，重点培养和锻炼动手能力。通过这些实验，可以非常直观地看到电路工作状态，了解电路的工作原理，提升对电子技术的感性认识，为今后继续探索电子技术打下坚实的基础。
本书选编了68例使用面包板插接完成的电子制作实验电路，其中分立元件的实验有35例，数字集成电路的实验有33例，每个实验都含有原理简介、原理图和装配图，并用“★”来表示制作难度，“★”越多表示难度越高。这些实验选用的都是最为常见的、通用的器件，易于采购，具有直观的演示效果，无需烙铁焊接，制作成功率高。读者按图索骥，就能取得良好的学习效果，特别适合电子技术初学者作为入门参考书使用。
本书配套光盘中包含了全部68个实验的AVI格式的视频演示，视频中的元件和导线的安装方式与书中的装配图一致。大部分视频在结尾部分都有近景，播放时定格在近景就可以当做装配的彩色照片，便于对比参照，易于查找故障问题，使得实验更容易取得成功。视频请采用16:9的方式播放。
对于一时难以购齐元件的读者用户，我们还可以提供全套的元件器材，用户只需自备电池，花费不足百元，即可开始新奇的电子制作之旅。详情可登录应用电子网的官方网站www.yydzw.net或www.yydzw.com查阅，亦可登录淘宝专卖店yydzw.taobao.com浏览选购。
由于编写时间仓促，书中还可能存在一些不足，期待广大用户的指正。编者二维码：应用电子网官方网站www.yydzw.netwww.yydzw.com应用电子网淘宝网旗舰店http://yydzw.taobao.com应用电子网手机淘宝店http://shop33520415.m.taobao.com第一章 元器件基础第一节 元器件的准备
在做实验之前，我们首先需要准备一些器材，这些器材包括元器件和工具两大类。随着电子元器件制造技术的飞速发展，现在市场上的元件种类非常多，几乎每天都能冒出新品种、新样式的器件来。当我们在逛电子元器件市场的时候，往往会被琳琅满目的品种弄花了眼，但作为初学入门的读者来讲，建议还是选择常见的、标准的、普通的元器件为好。一方面，这类元器件的应用广泛，相关资料比较丰富，可以随手拈来，几次应用熟悉后，这些元器件的参数、外观、规格，甚至价格就能熟记于心，以后应用就会得心应手。另一方面，常用的元器件一般货源充足，价格平稳，购买渠道多样，不论是实体店还是网店，都能便捷地找到所需品种，不会为缺货、价格暴涨而烦恼。在表1-1-1中详细列出了本书实验所需的器材明细，表1-1-2中列出了所需的工具。这里采用的元件和工具都是市面上货源充足的、易于采购的、价格实惠的、通用性较强的元器件，在一般电子元器件市场都能买得到的品种。在电子商务日渐发达的今天，通过网络也能轻松采购到所需的元器件。表1-1-1 电子元件明细表表1-1-2 所需工具明细表
对一些刚开始入门的读者来说，对是否能够一一采购到全部元器件还心存畏惧，为子解决这个问题，本书在讲解理论知识的同时，还可以配套提供全部实验器件，当然也是可以通过网络购买的。这些器材被分为元件包和工具包，自己已经拥有万用表、钳子、镊子等工具的读者，只需购买元件包即可。“一无所有”的读者，可全部一站式购齐，简便实惠，足不出户，就可以拿到自己所需的全部器材。第二节 面包板介绍
面包板是一种多用途的万能实验板，可以将小功率的常规电子元器件直接插入，搭接出各式各样的实验电路，由于元器件可以反复插接、重复使用，便于电路调试、元件调换，因此面包板非常适合初学电子技术的用户使用。
市面上的面包板种类较多，大小各异，价格相差也较大。常见的国产面包板有130线、120线、46线等多种规格，进口也有多种样式和规格。常用的面包板样式如图1-2-1所示。图1-2-1 常用面包板样式
在选购时，进口的产品一般带有纸盒包装，板子比较精致，插接可靠，质量好，但价格相对较高。而国产的板材价格相对便宜很多，多为广东、浙江等地生产，但质量参差不齐，选购时要尽量选择颜色均匀、外观平整、四周边缘线有倒角处理的，相同规格选分量重的。而那些拿在手里轻飘飘的、外观也不是很平整、四周边线没有做倒角处理而显得十分锋利的板子，不宜选购，这样的产品其内部夹持簧片质量也差很多，基本没有弹性，实验时经常会导致接触不良而引发电路故障。
考虑到初学者的应用，本书主要介绍130线的国产面包板，外观正面如图1-2-2所示，我们后面介绍的实验电路均是在130线面包板上来完成的，之所以选用130线的，是因为这款面包板在市面上销售货源充足、价格比较实惠、板型较长，可以同时容纳较多的元件。虽然在质量上比进口还有差距，但只要稍微细心一些，插接不用蛮力、不硬插粗引脚元件，这些板子还是能够胜任我们实验要求的。附带光盘中的实验录像也都是在这款130线板上完成的，可见只要在意使用，还是没有问题的。图1-2-3是130线面包板背面图片，在揭开塑料绝缘胶布后，可以看到内部结构。图1-2-2 线面包板正面图1-2-3 130线面包板背面
图1-2-4是该面包板的内部连线关系的示意图。将实验板水平方向放置，板上左侧标有“SYB-130”字样，即表示该板为130线的产品。板上最上端和最下端各有一排插孔，分别标注为“X”、“Y”。每排有11组，每组各5个插孔。这11组插孔中，左边的4组是连通在一起组成一个大组，中间3组连通在一起组成一个大组，右边的4组连通在一起组成一个大组，这些大组原本并不互通，为了使用方便、统一，本套件中，除特别说明外，都将“X”排定义为电源正极，将“Y”排定义为“⊥”，即电源负极（地）。因此，在实验的装配图中可以看到，这些原本不互通的大组用导线连接在了一起，这些连接相对固定，很少拆卸，因此用户也可以利用剪下的多余的元件引脚线将这些大组连通，甚至用订书钉连通也是不错的选择，既节约了专用导线的使用，还有利于万用表测试电路。图1-2-4 130线面包板连线关系示意图
板上其余各组连接方式都与图1-2-4一致，即左侧标有“A、B、C、D、E”的各孔在垂直方向上是连通的，标有“F、G、H、I、J”的各孔在垂直方向上也是连通的。以上各组每组均有5个孔，在水平方向上均不连通。板上标有“5、10……65”字样是各组从左至右的顺序编号，上、下各有65组，总计130组（线）。这也就是130线面包板名称的来源。
需要说明一点的是，将X、Y排分别定义为电源正极和负极，是本书为了表示安装方便、统一而自定义的，实际使用中可以灵活使用，不必拘泥于本书电路的用法。有少部分例子，并没有将“X”、“Y”排的各个大组连通，而是根据实际电路的需要，充分利用了这些不连通的大组，安排元件，达到节省连线、简化装配的目的。这种安装方式在相应的例子中都有提示说明。
面包板需要放置在平整的桌面上使用，底部不能悬空，否则，各组插孔容易从底面脱出。有条件的用户可以给面包板装一个底板，底板可以是木质、塑料、有机玻璃等绝缘材料，用螺钉将实验板四角与底板固定，可确保各组插孔不会脱出。第三节 电阻器
1.固定电阻器
电阻器通常简称为电阻，是电路中使用最为广泛的元件。电阻的种类很多，常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、水泥电阻、贴片电阻等，功率从1/16W到几十瓦甚至更大功率都有，我们在面包板上做实验所用的固定电阻，建议使用1/4W的，这是由于1/4W的电阻体积大小合适，功率能够满足需要，而且易于购买，成本低廉。其外观如图1-3-1和图1-3-2所示。其中图1-3-1是四色环电阻，图1-3-2是五色环电阻。图1-3-1 1/4W四色环电阻图1-3-2 1/4W五色环电阻
图1-3-3是普通固定电阻器的电路图形符号。从图中可以看出，电阻有两个引脚，不区分正负极性，用大写字母R来表示，R后面的数字表示该电阻在电路中的编号，1k表示该电阻的阻值。在有的电路中，“R1”后面还标注有“*”，即“R1*”，这表示该电阻允许在一定范围内调整阻值，以满足实际需要。图1-3-3 普通固定电阻器电路图形符号
图1-3-4是另外一种电阻图形符号，这种符号经常出现在国外电路图中，我们在阅读翻译版本的图书中也会经常看到。图1-3-4 国外常用的固定电阻器电路图形符号
在电阻器制造过程中，由于成本和技术的限制，电阻的实际阻值与标称值之间不可避免地存在一定的误差，因此规定了一个允许的误差参数。显然，精度高的电阻，其制造难度就高，成本高，价格自然也会高一些。而精度低的电阻，制造难度低，成本也低，售价也就便宜一些。在不同的电路中，对电阻的精度要求也不尽相同，有的电路要求电阻值必须十分精确才能确保电路正常工作，而更多的电路则对电阻值允许存在一定的误差，这些误差的存在，对电路的稳定工作不会构成影响。
小功率的电阻一般都用色环来表示阻值和误差，常见的有四色环和五色环两种表示方法，表1-3-1列出了四色环电阻各道色环的具体含义。表1-3-1 四色环电阻的表示方法
从表1-3-1中可以看出，在四色环电阻中，前两道色环表示有效位，第三道色环表示乘以10的n次幂，第四道色环表示允许的误差范围，阻值的单位为Ω（欧姆）。可能有的读者对第三道色环表示为“10的n次方”心存疑虑，感觉很不直观，换算繁琐，其实有一个简便的计算方式就是将第三道色环看成“0”的个数，直接加在前两位有效数字的后面，就是电阻的阻值，非常简便、直观。
举例来说，某只电阻，其色环分别为“棕、黑、红、金”，那么对应上述表格中的数字来看，前三道色环就是“1、0、00”，连起来就是1000，单位Ω，表示为1000Ω。
我们知道，在数学中，字母k表示为“千”，字母M表示为“兆”，它们之间的关系为：1000=1k，1000k=1M
那么上例中的电阻值通常被描述为1k。其第四道色环为金色，表明该电阻的误差范围是±5％。
再比如，另一只电阻的四色环分别是“黄、紫、橙、银”，前三道色环对应的表示数字为“4、7、000”，就是47000Ω，常用47k来表示，其阻值误差为±10％。
表1-3-2列出了五色环电阻各道色环的具体含义。表1-3-2 五色环电阻的表示方法
从表1-3-2中可以看出，四色环和五色环电阻的区别就在于有效位数不同，四色环电阻有2位有效数字，五色环有3位有效数字，因此，五色环的电阻拥有更高的精度。
由于五色环增加了一个有效位，因此，其表示阻值的方式与四色环的有所不同，同样以上述两个电阻为例，1k电阻的五色环表示方式为：棕、黑、黑、棕、棕。47k电阻的五色环表示方式为：黄、紫、黑、红、棕。
由于电阻本身不区分极性，但色环标识具有唯一性，因此关于色环电阻的读数方向也是唯一的，也就是说拿到手里的电阻，其色环应该从左往右读，还是从右往左读，就需要事先明确。从表1-3-1中可以看出，对于四色环电阻，金、银颜色仅用于表示误差，那么金或银色环所在的位置显然应该在结尾，也就是在右边，那么四色环电阻的读数方向也就能确定了。除此之外，第三道色环与第四道色环之间的间距，要比前几道色环的间距大一些，这些都可以为确定读数方向提供依据。四色环电阻目前普遍使用浅土黄色作为底色，在其上面印制色环，各颜色的色差明显，因此识别起来比较容易，稍加练习，很快就能熟练地记住各个常用电阻的色环。时间长了，就能做到拿起电阻看一眼，就能知道其阻值。
但对于五色环电阻的识别，可能会存在一定的歧义。市面上常见的小功率五色环电阻，常用“棕”色环来表示误差±1％。这样，对于阻值的第一个有效位为“1”的电阻，其色环两端均为棕色，这样从哪边开始读就是个问题。还以前面的1k电阻为例，正确的读法是“棕、黑、黑、棕、棕”，但反过来读就变成“棕、棕、黑、黑、棕”，其阻值就被读成1.1k，从而导致读数错误。虽然第四道色环与第五道色环之间的间距要大于前几道色环的间距，但对于1/4W、1/8W、1/16W等小功率、小体积的电阻来说，密集地印制了五道色环，导致这样的区别非常不明显，很难做出直观的判断。
还有一点，市面销售的五色环电阻，普遍使用浅蓝色作为底色，再在上面印制色环，在暖色的光线下，较深颜色的色环，如黑、棕、红、蓝、紫等颜色，色差不明显，较难分辨，特别是1/8W、1/16W等小功率电阻，体积仅相当于米粒大小，又在上面印制了五道色环，间距又密颜色又接近，对准确读数来说更加困难。
对于这种情况，我们建议最好的方法还是用万用表电阻挡实测一下，也很方便，也不用担心读错色环，导致阻值读数错误。万用表是我们做实验的必备工具，元件检测、查线、检修都要用到。否则，一旦电路出现故障，将一筹莫展、无从下手。
新电阻的引脚较长，在做实验之前，我们建议将电阻引脚修剪成图1-3-5所示的形状，以利于在面包板上进行插接。图1-3-5 电阻引脚修剪样式
2.可变电阻器
可变电阻器也称可调电阻器，顾名思义，这种电阻器的阻值可以在一定范围内调整，在一些要求电阻阻值可以调整的电路中，经常会使用到这种电阻器。
可变电阻器在本书中的符号如图1-3-6所示，用RP来表示。可变电阻的样式、规格有很多种，由于我们的实验是在面包上进行的，因此建议使用如图1-3-7所示的卧式可变电阻，它的引脚垂直向下，便于直接插接在面包板上，顶部有十字形槽，可以使用一字或十字改锥调整阻值。它有3个引脚，左、右两端引脚内部连接的是定片，这两个引脚之间的阻值是固定不变的，中间的引脚在内部连接的是动片，也就是符号中带箭头的部分，它是可以左右转动的，当用一字改锥伸入十字槽中转动时，动片上的触点在可变电阻内部的膜式电阻片上进行滑动。当动片沿顺时针方向旋转时，相当于图1-3-7中的动片向下滑动，定片1与动片之间的电阻增大，动片与定片2之间的电阻值减少，当动片滑至最右边的位置时，等同于图1-3-7中动片移至最下端时，定片1与动片之间的电阻阻值为最大值，等于标称值，动片与定片2之间的阻值等于0。当动片沿逆时针方向旋转时，阻值的变化与上述情形相反。图1-3-6 可变电阻器电路图形符号图1-3-7 卧式可变电阻
图1-3-8是可变电阻器在本书装配图中所使用的示意图。图1-3-8 本书装配图中可变电阻器示意图
严格地讲，可变电阻器是适用于调整不太频繁的电路中，通过改变阻值使电路达到规定要求后，就固定下来，不再经常改变阻值。与可变电阻器功能相似的还有电位器，其结构更加坚固，在电路中调整更加频繁，如很多音响设备上的音量、音调调整旋钮，就是由音量电位器构成的。由于电位器外形尺寸原因，并不适合直接在面包上使用，因此我们在实验中，使用了可变电阻器来代替电位器来完成各种实验，在新的国家标准中，可变电阻器的电路符号如图1-3-9所示。图1-3-9 可变电阻器最新电路图形符号
可变电阻的标称阻值是其两个固定引脚之间的阻值，一般直接标示在可变电阻上，用3位数字来表示，前两位表示为有效位，第三位是表示乘以10的n次方。按照前面介绍的简便方法，第三位可以看成在前两位有效位之后，添加相应个数的“0”。例如在本书的实验中，用到的可变电阻实物上标识为“103”，可以看成在“10”后面添3个“0”，即“10000”，单位为Ω（欧姆），也就是10k。同样，可变电阻实物上标识为“204”，即表示标称阻值为。
本书实验所涉及的可变电阻应用都是属于小信号范围的，因此对可变电阻的功率没有要求。由于可变电阻原本是针对于焊接在印刷电路板上使用的，随生产厂家的不同，以及批次不同，可变电阻的引脚长短略有区别，这种细微的区别对于在印刷电路板上焊装没什么影响，但对于在面包板上插接可能会有接触不实的情形出现，这时我们可以把可变电阻的引脚用镊子或者尖嘴钳夹直一些，或者利用剪下其他元件的多余引脚，自行焊接加长引脚，也可以采用图1-3-10所示的精密型可变电阻。图1-3-10 精密型可变电阻
3.光敏电阻器
光敏电阻器是阻值可以随光线照射的强弱变化而变化的一种器件，当光线照射强时，呈现的电阻值小，光线照射弱时，电阻值大。光敏电阻器外观如图1-3-11所示。光敏电阻有两个引脚，且不区分极性。电路图形符号如图1-3-12所示，用RG来表示，其中R表示电阻，G表示阻值与光相关。光敏电阻的制作材料也有多种，常见的是采用金属的硫化物、硒化物等半导体材料制成，基本原理是光电效应，在光敏电阻两端的电极上加上电压，其中会有电流通过，当收到光线照射时，电流就会随光线强弱而变化，从而实现光电转换。图1-3-11 光敏电阻器图1-3-12 光敏电阻器电路图形符号
光敏电阻的主要参数是暗电阻和亮电阻。暗电阻是在标准室温和全暗条件下，呈现的稳定电阻值。亮电阻是在标准室温下和一定光照条件下测得的稳定的电阻值。一般来说，光敏电阻的暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，这样的光敏电阻灵敏度高。
单只的光敏电阻本身一般没有做任何标注，其型号和参数一般仅在大包装盒上做标注，我们实验所用的光敏电阻型号为MG45，是最常用的光敏电阻。其中“MG”表示为光敏电阻器，“4”表示为可见光，“5”表示相应的外形尺寸和性能指标。关于具体型号这里我们只需了解一下即可。第四节 电容器
电容器是电子电路中的一类重要元件。能够存储电荷是电容器的主要功能，存储电荷也就意味着能量的存储，因此电容是一个能够储存电能的元件。“通交流、隔直流”是电容器的重要特性。它能随交流信号的不同频率而改变容抗大小。电容器的规格、种类很多，常用的有瓷介电容、电解电容、有机介质薄膜电容、独石电容等，外形、参数、标示等也是多种多样，这里我们只重点介绍实验所需的瓷介电容和铝电解电容，限于篇幅，有关其他电容的介绍可参考相关书刊资料。
1.瓷介电容器
瓷介电容器使用高介电常数的陶瓷材料挤压成圆片作为介质，并用烧渗方式将银镀在陶瓷上作为电极并通过引脚引出，外形如图1-4-1所示，电路图形符号如图1-4-2所示，用字母C表示。通常也称之为瓷片电容。无极性的普通电容也用图1-4-2的符号表示。瓷片电容有2个引脚，不区分极性。它的优点是性能稳定，体积小，分布参数影响小，适用于高稳定的振荡电路中。其缺点是电容的容量偏差会大一些，容量也较小。图1-4-1 瓷介电容器图1-4-2 无极性普通电容电路图形符号612
电容的标准单位是F（法拉），1F=10μF（微法）=10pF（皮法）
瓷片电容目前多采用3位数字表示其容量。其中前两位表示为有效数字，第3位表示“乘以10的N次方”，也就是在两位有效数字后添多少个“0”，单位为“pF（皮法）”，常简化为“p”。
对于100pF以下容量的瓷片电容，一般仅用2位数字标示出容量，省略了第三位数字。
例如，瓷片电容上印有“103”字样，那么它表示为10000，单位pF，也就是0.01μ。如果瓷片电容上印有“30”，就表示该瓷片电容的容量就是30pF。
现在，很多书刊资料中的电路图上，对于1μ以下的小电容，也常采用3位数字的方式标识电容的容量。在本书中的电路装配图中，也是采用了3位数字的方式标注瓷片电容的容量，实际上也只使用了102、103、104三种规格，分别对应1000pF、0.01μF、0.1μF。这样标注可以使图纸与实物的标注相一致，免去了换算的步骤。
瓷片电容工作时也有耐压的要求，必须在低于额定电压下工作使用，并应留有余量。高耐压的瓷片电容会在元件上直接印制耐压值，普通瓷片电容往往并不标注耐压值，仅在大包装袋内另附有标签，标签上面印有本包瓷片电容的耐压值。大多普通瓷片电容耐压值为50V。由于我们的实验所涉及的电路电压最高不过直流12V左右，因此普通瓷片电容都能胜任。
在一些小容量的瓷片电容的顶部，常能看到刷有一小段黑色油漆。这种顶部刷黑漆的瓷片电容表示其可以用于高频电路。
2.电解电容器
电解电容器在电路中的使用量非常大，应用十分广泛，它的外形如图1-4-3所示，电路图形符号如图1-4-4所示，用字母C来表示。与前面介绍的瓷介电容符号相比，电解电容的符号上多了一个“+”，表明该电容是有极性的，带“+”的一端是正极，另一端是负极。图1-4-3 普通电解电容图1-4-4 有极性普通电容电路图形符号
本书实验中用到的电解电容都是铝电解电容，外形通常为圆柱形，有两个引脚，新的电解电容的引脚是1长1短，长引脚的是正极，短引脚的是负极，在外壳上，短引脚的一边还会印有“-”标记，表明该引脚是负极。
铝电解电容是将附有氧化膜的铝箔作为正极，和浸有电解液的衬纸，与阴极箔叠片作为负极，一起卷绕而成，如图1-4-5所示，是目前用量最多的一种电解电容，具有价格低、容量大、货源多等优点，缺点是介质损耗大、容量误差大、耐高温性能差，存放时间长的话容易失效。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]