【正文】 /RS485固態(tài)繼電器、繼電器等原理圖畫(huà)起，邊畫(huà)邊學(xué)，一點(diǎn)一點(diǎn)做，做好了，最好找個(gè)高手看看，找出毛病在哪里，再反復(fù)改進(jìn)。從原理圖PCBC51，單片機(jī)也入門(mén)了。一個(gè)比較快的辦法就是到工控機(jī)的廠(chǎng)家那里，看看工控機(jī)的板卡和調(diào)理板是怎樣設(shè)計(jì)的，都使用了哪些東西。 這個(gè)時(shí)候，抓住任何機(jī)會(huì)，去參與一個(gè)大型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在其中做一件事情，你可以學(xué)到溝通、協(xié)作、界面等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一些要素。一方面，干別人的活，練自己的技術(shù)，長(zhǎng)自己的本事。 勤奮還有另外一個(gè)含意，就是天道酬勤。 有些人習(xí)慣怨天尤人，沒(méi)有好的老爸老媽?zhuān)瑳](méi)有好的老師，沒(méi)有好的同伴，沒(méi)有好的環(huán)境，沒(méi)有好的老板。 任務(wù)分析 初步判斷采用何種單片機(jī)完成此項(xiàng)任務(wù) 1)干接點(diǎn) 就是類(lèi)似于機(jī)械接點(diǎn)，最簡(jiǎn)單的就是按鍵，一般來(lái)說(shuō)是輸入、輸出的繼電器的接點(diǎn)信號(hào)；無(wú)源； 2）平衡信號(hào)： 類(lèi)似RS42RS485信號(hào)，是信號(hào)之間相互比較，來(lái)判斷是數(shù)字信號(hào)的1還是0；不容易收到干擾，傳輸距離遠(yuǎn)；但是，最好使用雙絞線(xiàn)來(lái)傳輸； 3）非平衡信號(hào)： 單端接地的信號(hào)，如：TTL電平、RS232等都是，特點(diǎn)是有一個(gè)公共的參考電壓，容易受到干擾，傳輸距離近； 可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)查詢(xún)準(zhǔn)確的解釋。 2． 初步設(shè)計(jì)－寫(xiě)出任務(wù)書(shū) 1） 按照表格，對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析，判斷單片機(jī)的資源是否夠，如：運(yùn)算速度，是否需要擴(kuò)展、是否需要串口、是否需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘等；選用什么調(diào)理電路，等等； 2） 在確認(rèn)單片機(jī)能夠勝任工作后，對(duì)單片機(jī)的資源進(jìn)行規(guī)劃： 1． 內(nèi)存分配 2． I/O口分配 3． 定時(shí)器分配工作 4． 外部中斷分配 3） 單片機(jī)外圍電路確認(rèn)－開(kāi)關(guān)量輸入和輸出調(diào)理電路（模擬量電路暫時(shí)不考慮） 4） 在以上分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)單片機(jī)硬件框圖 5） 形成任務(wù)書(shū)初稿 6） 討論－修改－通過(guò) 3． 詳細(xì)設(shè)計(jì) 1） 原理圖 2） ? 3） PCB尺寸、定位孔和安裝方式 1． 是正方形、長(zhǎng)方形、圓形、三角還是其它的特殊形狀？ 2． 是ISA總線(xiàn)嗎？ 3． 是PCI總線(xiàn)嗎？ 4． 是歐標(biāo)的板卡嗎？ 4） 電源（AC220V/DC5V/DC12V，是否需要隔離） 5） 接插件封裝： 1． 采用直插、彎針？ 2． 、（對(duì)應(yīng)于：150mil/200mil/100mil） 3． 采用DB9/DB25/DB37/DB62？直的還是彎的？孔的還是針的 4． 有邊緣器件嗎？ 6） 基本布局 是否合理？考慮到散熱了嗎？考慮到機(jī)箱內(nèi)是否有打架的地方？ 7） 器件選型 盡量選用著名品牌中的價(jià)格便宜的兼容器件； 8） 器件的冗余度 需要考慮到功耗、耐壓值和接口器件的可靠性； 例如： 1． 功耗，需要計(jì)算電阻、變壓器的功耗，適當(dāng)留有50%以上的余量； 2． 電解電容的耐壓值等：留有100％以上的余量，如：在DC5V電壓下，選用耐壓值25V的電容； 3． 接口器件：對(duì)于接口器件，盡量使用DIP封裝的，便于更換； 9） 成本分析（包括制版費(fèi)、器件費(fèi)和焊接、調(diào)試費(fèi)用），作出預(yù)算，盡量降低成本，選用功能滿(mǎn)足價(jià)格便宜的器件，不同廠(chǎng)家之間的同樣的芯片價(jià)格相差比較遠(yuǎn) 10） 電路板與機(jī)箱之間的安裝關(guān)系 11） 形成詳細(xì)設(shè)計(jì)初稿 12） 討論－修改－通過(guò) 4． 在大腦中模擬電路板的外形、幾何尺寸和功能 就好像是三維動(dòng)畫(huà)一樣，電子工程師需要在大腦中，在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)電路板的外形、接口、幾何尺寸、功能等反復(fù)在從各個(gè)角度去觀(guān)察、構(gòu)思，就好像有一個(gè)實(shí)際的電路板在腦子里一樣，謀定而后動(dòng)；當(dāng)然，這不是一蹴而就的。 第五課 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探 概述 所謂系統(tǒng)，就是說(shuō)，除了單片機(jī)之外，還需要有： 1） 輸入 2） 輸出 輸入和輸出按照第一課的定義，包含了范圍： 輸入基本上有以下的可能： 1) 鍵盤(pán) 2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB） 3) 開(kāi)關(guān)量（TTL，電流環(huán)路，干接點(diǎn)） 4) 模擬量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信號(hào)）） 輸出基本上有以下組成： 1) 串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB） 2) 開(kāi)關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點(diǎn)、功率驅(qū)動(dòng)） 3) 模擬量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信號(hào)）） 4) LED顯示：發(fā)光管、八字 5) 液晶顯示器 6) 蜂鳴器 處理核心主要有： 1) 8位單片機(jī)，主要就是51系列 2) 32位arm單片機(jī)，主要有atmel和三星系列 3) 還有一些專(zhuān)用的單片機(jī)，例如：MPS430，水表、電表、洗衣機(jī)、空調(diào)的單片機(jī)等等 所謂系統(tǒng)，也就是說(shuō)，作為一個(gè)電子工程師，需要掌握以上所有方面的知識(shí)，才能做到兵來(lái)將擋，水來(lái)土掩，無(wú)論設(shè)計(jì)任務(wù)有什么樣的需求，都能應(yīng)付自如，有多種方法可以實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)，從中找到一個(gè)成本最低、質(zhì)量最高、可靠性最好的解決方案。換一個(gè)環(huán)境就是了，總有人會(huì)欣賞你的。需要勤奮勤奮再勤奮。當(dāng)然，這個(gè)需要你的公司有這個(gè)機(jī)制，多勞多得的機(jī)制。 有心人就是這樣，在什么樣的情況下，都能慢慢積蓄知識(shí)和力量。打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)。 其次，看看老樹(shù)的文章，看看需要學(xué)點(diǎn)什么基本的東西。很多導(dǎo)師就是把學(xué)生當(dāng)奴隸一樣干活，要是在干活中能夠?qū)W到東西那就算是運(yùn)氣好的；運(yùn)氣不好的，直接就是導(dǎo)師的廉價(jià)的勞力了，學(xué)不到東西，活倒干了不少。所以說(shuō)，很多企業(yè)不想要大學(xué)本科出來(lái)的大學(xué)生，說(shuō)動(dòng)手，沒(méi)有動(dòng)手能力，不知道電阻電容長(zhǎng)得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對(duì)工資的期望值比較高。 在網(wǎng)絡(luò)上很多初學(xué)者在問(wèn)：怎樣成為一個(gè)合格的電子工程師？ 這個(gè)問(wèn)題有很多答案。 廠(chǎng)家鏈接： 另外一家生產(chǎn)微電源模塊的廠(chǎng)家是：深圳市順源科技有限公司。 電源的范圍從Dc10V～DC40V，max724均能輸出5A的DC5V電源。 同樣的，還是芯片的巨頭，MAXIM、LINEAR和TI等公司在電源轉(zhuǎn)換芯片上是最為卓越，無(wú)論從產(chǎn)品的種類(lèi)，還是質(zhì)量都是上佳的； 經(jīng)常看電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用的網(wǎng)友一定對(duì)maxim的電源芯片印象巨深?，效率笖]?5％以上）而且省掉了大體積的變壓器。所有選用AC6V/6W的變壓器。 這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規(guī)格的。 輸出端還需要大的電解電容濾波。 國(guó)產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯(cuò)，跟進(jìn)口的沒(méi)有區(qū)別，就是封裝的質(zhì)量太差，一批買(mǎi)回來(lái)，個(gè)個(gè)都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀(guān)；至于小功率的國(guó)產(chǎn)的繼電器市場(chǎng)上比較少見(jiàn)，有也不敢使。 注意：DIP16的繼電器只有8個(gè)管腳；所以設(shè)計(jì)封裝時(shí)，不要圖省事直接使用DIP16，這樣容易在焊接的時(shí)候焊反了，導(dǎo)致出錯(cuò)。交流的繼電器國(guó)產(chǎn)的比進(jìn)口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，當(dāng)然，質(zhì)量也差一些。 搞硬件和軟件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精確。 使用光敏電阻可以檢測(cè)光強(qiáng)的變化。 電容104=10*10的4次方pf，電容的基本單位是pf，1u=1000000pf，所以，104=100000pf=； 電位器又分單圈和多圈電位器。所以，需要加上電試一下，但是，不要讓Led的電流超出20mA（單只LED），這時(shí)加大電流亮度也不會(huì)增加，但是LED的壽命會(huì)下降，限流電阻的大小就是壓降除以電流。再大，就只好使用直插的了。這種作用下的電容叫去耦電容。 滌綸電容采用滌綸作為介質(zhì)。它的特點(diǎn)是只有3根線(xiàn)，電源2根，輸出信號(hào)一根，TTL電平的；但是，有時(shí)受到某種限制，需要使用沒(méi)有調(diào)理好的，怎么辦呢？ 參見(jiàn)下圖：光電管原理框圖 這種沒(méi)有調(diào)理好的光電管在使用時(shí)，需要做一塊小的電路板，在發(fā)光管加限流電阻，在光電三極管的集電極加上拉電阻到5V，如下圖所示：光電管工作框圖1。這樣的書(shū)，最好從圖書(shū)館借來(lái)看看。 這些書(shū)的大部分內(nèi)容還都是將51的技術(shù)資料美捶胍幌攏由弦恍┎⑿薪涌詰男酒?255/8155/8253/AD0809/DAC0832等等，就是一本單片機(jī)的書(shū)籍了。 言歸正傳。將在今后的章節(jié)中描述。奇怪啊。 CD4000系列 CD4000系列的芯片，除了跟74系列的電氣特性有所區(qū)別外，例如： 1) 電壓范圍寬，應(yīng)該可以工作在3V～15V，輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)能力差外，跟74系列的功能基本沒(méi)有區(qū)別； 2) 輸入時(shí)，1/2工作電壓以下為0，1/2工作電壓以上為1； 3) 輸出時(shí)，1=工作電壓；0=0V 4) 驅(qū)動(dòng)能力奇差，在設(shè)計(jì)時(shí)最多只能帶1個(gè)TTL負(fù)載； 5) 如果加上拉電阻的話(huà)，至少要100K電阻； 6) 唯一現(xiàn)在使用的可能就是計(jì)數(shù)器，CD4060的計(jì)數(shù)器可以到14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻器，這個(gè)74系列的做不到這么高； 下載地址： ULN2003/ULN2008 它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是達(dá)林頓的，專(zhuān)門(mén)用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，甚至在芯片內(nèi)部做了一個(gè)消線(xiàn)圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數(shù)據(jù)緩沖的能力。 除了單片機(jī)作為控制器的核心外，作為一個(gè)產(chǎn)品，由很多東西構(gòu)成；所以，在講系統(tǒng)之前，先將這些零零碎碎的東西一并交待。 我準(zhǔn)備寫(xiě)的有以下幾課： 第二課 基本的芯片和分立器件 簡(jiǎn)述 74系列 CD4000系列 光耦與光電管 三極管 電容電阻 固態(tài)繼電器 繼電器 變壓器和三端穩(wěn)壓器 開(kāi)關(guān)電源芯片 封裝知識(shí)、芯片批號(hào)等 接插件 器件選購(gòu)的知識(shí) 第三課 數(shù)字量的輸入輸出 第四課 單片機(jī)的通訊接口 第五課 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件構(gòu)思 第六課 單片機(jī)程序的框架（匯編版本） 第七課 模擬量的輸入輸出 …… 各位多提寶貴意見(jiàn)。這2種晶振很容易買(mǎi)到，價(jià)錢(qián)跟12M的一樣。 這些芯片的資料很容易在網(wǎng)絡(luò)上找到，通常使用百度搜索就可以了；看見(jiàn)有PDF的字樣，就點(diǎn)擊下載；使用網(wǎng)際快車(chē)flashget下載也是最好的； 這些資料通常是pdf格式的文件，所以，還需要一個(gè)pdf的閱讀器。 他想，這么舒服的享受，我要獻(xiàn)給國(guó)王，讓他也能得到享受。 但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從51著手，一方面，51還是入門(mén)級(jí)的芯片，作為初學(xué)者練手還是比較好的，可以將以上的概念走一遍；很多特殊的單片機(jī)也是在51的核的基礎(chǔ)上增加了一些I/O和A/D、D/A；也為今后學(xué)習(xí)更高一級(jí)的單片機(jī)和ARM打下基礎(chǔ)。從成本到產(chǎn)品售出，之間的差價(jià)就是企業(yè)的追求。用戶(hù)：密碼：登錄關(guān)閉一位電子工程師經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)這就是電子工程師的自身的價(jià)值。已經(jīng)有個(gè)成功應(yīng)用的案例。好舒服呀。 常規(guī)的做法是買(mǎi)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的看門(mén)狗電路，完成復(fù)位電路和看門(mén)狗電路的功能。 3. 晶振：，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率；，看別人的電路板上用過(guò)，我也沒(méi)有用到。 5. 以上按照以上步驟檢測(cè)時(shí)，將無(wú)關(guān)的外圍芯片去掉；因?yàn)橛幸恍┦峭鈬骷墓收蠈?dǎo)致單片機(jī)最小系統(tǒng)沒(méi)有工作。 網(wǎng)上自有黃金屋，網(wǎng)上自有顏如玉…… 第二課 基本的芯片和分立器件 簡(jiǎn)述 有必要對(duì)以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。 4. 數(shù)據(jù)緩沖 加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。 知道有這么一個(gè)芯片就可以了。 ULN2003下載地址： ULN2008下載地址： 沒(méi)有找到。 光耦應(yīng)用的原理框圖如下所示： 1. 輸入干接點(diǎn)隔離 2. 輸入TTL電平隔離 3. 輸入交流信號(hào)隔離 4. 輸出RS232信號(hào)隔離 5. 輸出RS422信號(hào)隔離 光耦除了隔離數(shù)字量外，還可以用來(lái)隔離模擬量。 所以，念了4年下來(lái)，跟企業(yè)的需求還有一段距離，還需要從頭來(lái)過(guò)；聰明的學(xué)生趕緊抓住機(jī)會(huì)去學(xué)習(xí)，去實(shí)習(xí)，這樣，還可以趕緊補(bǔ)上實(shí)際應(yīng)用的這一課。 例如：驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器；往往系統(tǒng)中的蜂鳴器跟其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備，繼電器等，距離較遠(yuǎn)；這時(shí)，沒(méi)有必要使用一片7407，或者ULN2003來(lái)驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)的接口如下： 上午趕緊到中發(fā)去轉(zhuǎn)了一圈，看了看單片機(jī)方面的書(shū)，讓我失望。 如果初學(xué)者能買(mǎi)到周航慈的《單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)》，再下載一套89C51或者78E52的數(shù)據(jù)手冊(cè)，隨便從哪里找一本詳細(xì)講51語(yǔ)言的書(shū)，也就行了。