【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和三端穩(wěn)壓器的輸出端，起到穩(wěn)定電壓的作用。其工作機(jī)理相當(dāng)于一個(gè)水庫(kù)，從上游來(lái)的帶有波浪的水到了水庫(kù)，就變的平滑了。但是，鋁電解電容的電解質(zhì)隨著時(shí)間的推移會(huì)干涸，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要留有余量，保證系統(tǒng)正常工作到它的壽命。 有些遠(yuǎn)端供電的直流電源，接到電路板的輸入端時(shí)，需要在電路板的電源輸入端加一個(gè)大的電解電容，通?？梢允?20u/25V，這樣，這塊電路板需要供電時(shí)，不是直接從電源處取，而是從電容中取電，可以得到穩(wěn)定的電流供給； 但是，電解電容只能濾除低頻的波動(dòng)；對(duì)于直流電源中的高頻波動(dòng)。 很多教科書都指出，解決芯片的供電過程中，由于電路板的走線電感產(chǎn)生的電源開關(guān)噪聲尖峰。這種作用下的電容叫去耦電容。這是電路板的常規(guī)的設(shè)計(jì)； 2. 定時(shí)參數(shù) 對(duì)于象555這樣需要外接電容產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖的器件，滌綸電容是首選?？梢韵胂?，滌綸一層又一層纏繞，受到溫度變化引起的滌綸的面積的變化的相對(duì)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于獨(dú)石電容的介質(zhì)石頭受到溫度變化而引起的變化值。 3. 產(chǎn)生其它電壓 有些需要從單一電壓產(chǎn)生其它的電壓的芯片，如：max232，需要外接電容才能實(shí)現(xiàn)。參見max232技術(shù)資料。 。 電容的封裝 電容有直插和表面貼的不同封裝。 電解電容表面貼封裝的通常耐壓值不超出25V，電容值不超出100u。再大，就只好使用直插的了。其它的電容，磁片和獨(dú)石都有表面貼封裝的。 電阻和電位器 普通電阻 電阻種類按照工藝可以分為碳膜電阻和金屬膜電阻； 按照功率可以分為小功率電阻和大功率電阻，大功率電阻通常是金屬電阻，實(shí)際上應(yīng)該是在金屬外面加一個(gè)金屬（鋁材料）散熱器，所以可以有10W以上的功率；在電子配套市場(chǎng)上專門賣電阻的市場(chǎng)上可以很容易地看到。 金屬電阻通常是作為負(fù)載，或者作為小設(shè)備的室外加熱器，如，在CCTV的一些解碼器箱和全天候防護(hù)罩中可以看到。 電阻在電路中起到限流、分壓等作為。通常1/8W電阻已經(jīng)完全可以滿足使用。但是，在作為7段LED中，要考慮到LED的壓降和供電電壓之差，再考慮LED的最大電流，通常是20mA（超高亮度的LED），如果是26（2排6個(gè)串聯(lián)），則電流是40mA。 不同廠家選用不同材料的，壓降有所不同。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。電阻的功率隨之可以算出。 這個(gè)使用初中的知識(shí)就夠用了。 電位器 電位器就是可調(diào)電阻。在初中學(xué)物理時(shí)，中學(xué)老師拿一個(gè)很大的圓筒狀的東東，上面有一個(gè)滑桿，跟這個(gè)東西很類似。 它的阻值在1～n之間變化。 N=1050103…… 102=10*10的2次方，也就是1000歐姆，1K 同理，502=5K。 這種表示的方法跟電容是一樣的。 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。 單圈的電位器通常為灰白色，面上有一個(gè)十字可調(diào)的旋紐，出廠前放在一個(gè)固定的位置上，不在2頭； 多圈電位器通常為藍(lán)色，調(diào)節(jié)的旋紐為一字，一字小改錐可調(diào)； 多圈電位器又分成頂調(diào)和側(cè)調(diào)2種，主要是電路板調(diào)試起來(lái)方便。 有些是儀器儀表設(shè)備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調(diào)節(jié)才能達(dá)到最理想的效果；有些是設(shè)備本身就需要輸出一個(gè)可變的東東，如電壓和電流，也需要一個(gè)電位器。 排電阻 是sip n的封裝，比較常用的就是阻值502和103的9腳的電阻排；象sip9就是8個(gè)電阻封裝在一起，8個(gè)電阻有一端連在一起，就是公共端，在排電阻上用一個(gè)小白點(diǎn)表示。排電阻通常為黑色，也有黃色；51系統(tǒng)的P0需要一個(gè)排電阻上拉，否則，作為輸入的時(shí)候，不能正常讀入數(shù)據(jù)；作為輸出的時(shí)候，接7407是可以的，不需要上拉電阻；但是，接其它的芯片，還是不行。有興趣可以看看51的P0的結(jié)構(gòu)；沒有興趣，依葫蘆畫瓢，照做沒錯(cuò)。 光敏電阻 當(dāng)照在光敏電阻上的光強(qiáng)變化時(shí)，電阻值也在變化。顯然這是半導(dǎo)體材料的特性。 使用光敏電阻可以檢測(cè)光強(qiáng)的變化。 思考題1： 有一個(gè)LED顯示設(shè)備，要求，當(dāng)光強(qiáng)變化的時(shí)候，LED的亮度隨著光強(qiáng)變化；光線越強(qiáng)，LED越亮；反之亦然。怎么使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能？可以是多級(jí)調(diào)光，如8級(jí)調(diào)光；也可以做成無(wú)級(jí)調(diào)光。 電阻的封裝 電阻的封裝有表面貼和軸向的封裝。 軸向封裝有：；axial在英語(yǔ)中就是軸的意思； 表面貼電阻的封裝最常用的就是0805；當(dāng)然還有更大的；但是更大的電阻我想就不是很常用了。 電位器的封裝在protel的書種可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能會(huì)有一些偏差。老樹早期就犯過這種錯(cuò)誤，導(dǎo)致電位器旁邊的器件安裝費(fèi)勁。 搞硬件和軟件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精確。 在硬件上的一個(gè)小的錯(cuò)誤，都會(huì)造成這塊板的推倒重來(lái)；因?yàn)楫a(chǎn)品是不能有飛線的；而這個(gè)小小的錯(cuò)誤相當(dāng)于軟件上的一條語(yǔ)句，在軟件調(diào)試階段悄悄改掉，可以神不知鬼不覺；在PCB上，特別惡心。而且誰(shuí)都知道老板最知道。 什么是精確呢？ 1． 對(duì)你所要實(shí)現(xiàn)的工作的目標(biāo)理解準(zhǔn)確； 2． 對(duì)你的電路圖要清楚每一個(gè)器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一個(gè)專家問問，得到確認(rèn)；如果不清楚，可以先試試； 3． 對(duì)每一個(gè)器件的封裝要嚴(yán)格把握，該是什么形狀、外形一定要完全一致；還有考慮到空間是不是對(duì)其它的板卡器件有影響；對(duì)邊緣連接器件與電路板的邊緣之間的距離、ISA和PCI的邊緣連接件與擋板之間的關(guān)系要完全把握才能去做電路板；否則只是浪費(fèi)金錢和時(shí)間； 對(duì)邊緣器件與邊緣之間的距離要是不能有把握的話，可以找3個(gè)人，每個(gè)人都計(jì)算一遍，取個(gè)平均值，基本上就差不多了。 4． 對(duì)單片機(jī)的資源能不能作成這件事情一定要有把握，CPU運(yùn)算速度和字長(zhǎng)、內(nèi)存夠不夠大、程序存儲(chǔ)器夠不夠大，需要仔細(xì)的規(guī)劃； 5． 原理圖經(jīng)過專家認(rèn)可無(wú)誤后，畫出來(lái)的PCB需要做網(wǎng)絡(luò)檢查，做到與原理圖完全一致； 繼電器、固態(tài)繼電器 繼電器 繼電器，就是利用繼電器的線包在加電后產(chǎn)生的磁力，將2個(gè)電極吸合在一起；初中還是高中的物理有它的原理。有興趣可以打開一支看看，很好玩的。 繼電器有： 1） 公共端：COM 2） 常開：normal open，NO 3） 常閉：normal close，NC 繼電器主要指標(biāo)： 工作電壓： 工作電壓有直流和交流的2種； 在PCB上，通常是直流的；交流的繼電器通常是AC24V的居多，當(dāng)然，還有AC220V的。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。 可以在百度上專門搜索一下繼電器，上面有一些廠家產(chǎn)品的介紹。 常用的小功率的繼電器是national 的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。 常用的電壓有： DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等； 根據(jù)觸點(diǎn)數(shù)量，可以分為： 單刀單擲/SPST 單刀雙擲/SPDT 雙刀雙擲/DPDT 四刀雙擲等/? 還要根據(jù)觸點(diǎn)容量來(lái)分。 一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/，再大，就不能使用繼電器了，因?yàn)樵谟|點(diǎn)切換，電流通過的瞬間，會(huì)產(chǎn)生拉弧，燒毀觸點(diǎn)，使得切換不可靠；這是，可以使用固態(tài)繼電器。 實(shí)際上，在PCB上的繼電器的任務(wù)就是給出一個(gè)干接點(diǎn)信號(hào)，作為控制信號(hào)使用，傳遞的是一個(gè)信號(hào)，而不是能量?；蛘呖刂埔粋€(gè)大功率的開關(guān)等，讓大功率的開關(guān)去控制功率的傳遞；但是，后者也不如固態(tài)繼電器來(lái)得方便。 繼電器的封裝通常是DIP16或者以上；也有更小的繼電器，但是，價(jià)錢跟DIP16的差不多。 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)。要專門設(shè)計(jì)繼電器的封裝，該有幾個(gè)腳就使用幾個(gè)腳。 固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器，說白了，就是使用發(fā)光管觸發(fā)的過零觸發(fā)的可控硅。 可以說，跟光耦很相似，也是4個(gè)管腳，只是區(qū)別在： 4） 直接使用直流電壓控制；可以認(rèn)為內(nèi)部已經(jīng)有了一個(gè)限流電阻； 5） 接收光信號(hào)的一端是過零觸發(fā)的可控硅； 可以說是一個(gè)電子開關(guān)，無(wú)觸點(diǎn)的繼電器。 因?yàn)闊o(wú)觸點(diǎn)，所以可以通過大電流而不產(chǎn)生拉弧，工作壽命與開關(guān)次數(shù)無(wú)關(guān)。 觸點(diǎn)作為信號(hào)使用的繼電器的時(shí)間的工作壽命是100萬(wàn)次到300萬(wàn)次，可以查看技術(shù)手冊(cè)； 固態(tài)繼電器可以認(rèn)為是無(wú)限次的，所以在大電流和頻繁開關(guān)的場(chǎng)合，使用固態(tài)繼電器。 固態(tài)繼電器觸點(diǎn)通過的信號(hào)通常是交流電壓，但是也有直流電壓的。 固態(tài)繼電器可以通過AC220V或者AC380V以下的交流電；它的2個(gè)指標(biāo)： 1） 工作電壓，通常為DC5V和DC12V，也有DC24V的； 2） 工作電流：AC220V/1A/2A/4A不等。 國(guó)產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯(cuò)，跟進(jìn)口的沒有區(qū)別，就是封裝的質(zhì)量太差，一批買回來(lái)，個(gè)個(gè)都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀；至于小功率的國(guó)產(chǎn)的繼電器市場(chǎng)上比較少見，有也不敢使。 進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國(guó)的和***的，4A以上的比較貴，***的OMRON的固態(tài)繼電器2A的才賣8元，侃侃價(jià)估計(jì)還能便宜，體積小，封裝絕對(duì)的準(zhǔn)確，可以很整齊地在電路板上排列，不占地方； 線性電源：變壓器、整流橋與三端穩(wěn)壓器 什么是線性電源？為什么叫線性？老樹查了網(wǎng)絡(luò)上的資料，也沒有答案，只好等待高明教我。 PCB上需要供電，就需要電源。電源分2種，一種是線性電源，象7805，就是線性電源； 一種是開關(guān)電源，是將AC220V直接整流濾波成高壓，推動(dòng)功率管工作在100Khz以上，再整流濾波成低壓。 開關(guān)電源的工作原理可以通過百度查到。 線型電源需要工頻變壓器，將AC220V變換成低壓，經(jīng)過全橋的整流，和大電容的濾波，成為脈動(dòng)的直流，再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器，輸出直流電壓。 輸出端還需要大的電解電容濾波。注意這時(shí)要選用足夠大的電容容量和耐壓值的電解電容。耐壓值不夠，你就等著聽響吧。電容容量不夠，整流輸出的電壓和輸出的電壓的壓差不夠，輸出電壓會(huì)有紋波，單片機(jī)系統(tǒng)工作不正常。 通常電路板上需要的是DC5V，一般來(lái)說，現(xiàn)在的電路板，一片7805，再加散熱片也基本夠用了。功率越大，散熱片也越大。 變壓器有多種規(guī)格： 普通E型矽鋼片繞制的變壓器，現(xiàn)在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器，通過了長(zhǎng)城認(rèn)證，質(zhì)量是不錯(cuò)的，最大的好處是便宜，現(xiàn)貨量大；通常的規(guī)格是單9V、12V，雙9V、12V等；可能這個(gè)地方出矽鋼片，有這樣的礦藏。 環(huán)型變壓器，象個(gè)橢圓型； 最近好像圓形的變壓器也多起來(lái)了，后2種變壓器應(yīng)該是漏磁小、發(fā)熱少、效率高，大功率的整流時(shí)使用，當(dāng)然單位瓦數(shù)也貴啊，按照1元/W計(jì)算預(yù)算應(yīng)該差不多了。 這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規(guī)格的。 焊在電路板上的變壓器，比較有名的是兵字品牌。在《電子技術(shù)應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品世界》上常年做廣告。秦皇島也有一家，好像叫耀華。 怎么計(jì)算變壓器需要多大的功率？ 首先，計(jì)算功耗。比如：Dc5V/。 7805效率50％，變壓器效率50%，就是說，需要6W的變壓器。 Dc5V/，6V的變壓器整流出來(lái)的電壓是大約6＝，也差不多了。所有選用AC6V/6W的變壓器。再到市場(chǎng)上找一個(gè)差不多的變壓器用上就行了。 注意：電流越大，壓差越大；在電路工作的時(shí)候，可以拿示波器看看電源的波形是不是平穩(wěn)。 78系列的芯片做的比較多而好的是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（national semiconductor）的LM780X和摩托羅拉公司MC780X 等2大系列。 78系列是高壓差的穩(wěn)壓芯片，現(xiàn)在有低壓差的穩(wěn)壓芯片，其機(jī)理參見沙占友老師的書籍。有LM29LM293LM2940C、LM2990等4個(gè)系列。 如果需要更大的電源供給，或者使用開關(guān)電源，或者去買成品的線性電源，象遼寧朝陽(yáng)4NIC的電源，質(zhì)量不錯(cuò)，價(jià)格也不錯(cuò)。 附：在網(wǎng)絡(luò)上找到的一篇文章： 開關(guān)電源和線性電源的區(qū)別 線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（35%左右），需要加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波（50mV at 5V output typical），在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對(duì)而言線性電源就沒有以上缺陷，它的紋波可以做的很?。?mV以下）。對(duì)于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳，對(duì)于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測(cè)）多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC－DC來(lái)做對(duì)隔離部分供電（DCDC從其工作原理上來(lái)說就是開關(guān)電源）。還有，開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來(lái)比較麻煩。 開關(guān)電源芯片 相對(duì)于線性穩(wěn)壓器來(lái)說，開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)主板上、工控機(jī)主板和各種各樣的電路板上起著電壓變換的作用。例如：將低電壓，比如：，或者將高電壓轉(zhuǎn)化成DC5V、，例如，ARM的電路板就需要這樣的芯片。以上 由于采用了開關(guān)電路，電源芯片的工作頻率高，發(fā)熱小，效率高。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，還是質(zhì)量都是上佳的； 經(jīng)?？措娮赢a(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。五花八門的電源芯片，讓你無(wú)法選擇到底選用那種是自己的所需要的。 在maxim的產(chǎn)品樹中，對(duì)電源是這樣分類的： Power Supplies and Battery Management Switchmode DCDC Power Supplies 408 Isolated Power Supplies 22 LowDropout Linear Regulators 75 White LED Drivers 13 LowSide MOSFET Drivers 14 HighSide MOSFET Drivers 6 ORing MOSFET Controllers 2 Battery Chargers 36 Battery Protectors, Selectors and Monitors 171