合格電子工程師需要掌握的技能

把握了一下的硬件和軟件知識，基本上就可以成為一個合格的電子工程師：

第一部分：硬件知識

一、數(shù)字信號

1、TTL和帶緩沖的TTL信號

TTL：邏輯門電路！eg：74LS系列，74H系列等

TTL電平信號被利用的最多是因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價(jià)于邏輯

“1”，0V等價(jià)于邏輯“0”，這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統(tǒng)，這是

運(yùn)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù).

2、RS232和定義

是個人運(yùn)算機(jī)上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會(ElectronicIndustries

Association,EIA)所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。通常RS-232接口以9個接腳

(DB-9)或是25個接腳(DB-25)的型態(tài)顯現(xiàn)，一樣個人運(yùn)算機(jī)上會有兩組RS-232

接口，分別稱為COM1和COM2。

3、RS485/422(平穩(wěn)信號)

RS485采用差分信號負(fù)邏輯，+2V?+6V表示“0”，-6V?-2V表示“1”。RS485有

兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多

采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛

接32個結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一樣采用的是主從通信方式，即一個主機(jī)帶多個

從機(jī)。

4、干接點(diǎn)信號

【1】干接點(diǎn)(drycantact)和濕接點(diǎn)(wetcontact)信號干接點(diǎn)好像是俗稱，但是，實(shí)

際上，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，已經(jīng)是一個標(biāo)準(zhǔn)的名詞了。

干接點(diǎn)的定義：

無源開關(guān)；具有閉合和斷開的2種狀態(tài)：2個接點(diǎn)之間沒有極性，可以互換；

常見的干接點(diǎn)信號有：

1、各種開關(guān)如：限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位

開關(guān)等；

2、各種按鍵；

3、各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動力監(jiān)控中的傳感器：水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警

傳感器、玻璃破碎、振動、煙霧和凝聚傳感器；

4、繼電器、干簧管的輸出；

[2]濕接點(diǎn)的定義是：

有源開關(guān)；具有有電和無電的2種狀態(tài)；2個接點(diǎn)之間有極性，不能反接

二、模擬信號視頻

1、非平穩(wěn)信號：

模擬信號在傳輸過程中，如果被直接傳送就是非平穩(wěn)信號

2、平穩(wěn)信號：

如果把信號反相，然后同時(shí)傳送反相的信號和原始信號，就叫做平穩(wěn)信號。平穩(wěn)信號

送入差動放大器，原信號和反相位信號相減，得到加強(qiáng)的原始信號，由于在傳送中，

兩條線路受到的干擾差不多，在相減的過程中，減掉了一樣的干擾信號，因此更加抗

干擾。

三、芯片

1、封裝

2、7407：集電極開路六正相高壓驅(qū)動器

3、7404：六門非

4、7400

5、74LS573

6、ULN2003：

ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳設(shè)，由七個硅NPN達(dá)林頓管組成。

該電路的特點(diǎn)如下：

ULN2003的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL

和CMOS電路

直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。

ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承擔(dān)50V的

電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。

ULN2003采用DIP—16或SOP—16塑料封裝。

7、74LS244

8、74LS240

9、74LS245

10、74LS138/238

11、CPLD（EPM7128）：

12、1161

13、max691：微控制器監(jiān)控監(jiān)控電路

14、max485/75176：MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS—485芯片。采用單一

電源+5V工作，額定電流為300pA,采用半雙工通訊方式。

15、me1489

16、me1488

17、ICL232/max232

18、89C51

四、分立器件

1、封裝

2、電阻：功耗和容值

3、電容

1）獨(dú)石電容：無正負(fù)級，內(nèi)阻大，濾波成效差

2）瓷片電容:

3）電解電容：

4、電感

5、電源轉(zhuǎn)換模塊

6、接線端子

7、LED發(fā)光管

8、8字（共陽和共陰）

9、三極管2N5551

10、蜂鳴器

五、單片機(jī)最小系統(tǒng)：單片機(jī)以及周圍的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路稱為單片機(jī)的最小系統(tǒng)

1、單片機(jī)

2、看門狗和上電復(fù)位電路

3、晶振和瓷片電容

六、串行接口芯片

1、eeprom

2、串行I/O接口芯片

3、串行AD、DA

4、串行LED驅(qū)動、max7129

七、電源設(shè)計(jì)

1、開關(guān)電源：器件的挑選

2、線性電源：

1）變壓器

2）橋

3）電解電容

3、電源的保護(hù)

1）橋的保護(hù)

2）單二極管保護(hù)

八、修理

1、電源

2、看門狗

3、信號

九、設(shè)計(jì)思路

1、電源：電壓和電流

2、接口：串口、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出

3、開關(guān)量信號輸出調(diào)理

1）TTL—＞繼電器

2）TTL—＞繼電器（反向邏輯）

3）TTL—＞固態(tài)繼電器

4）TTL—＞LED（8字）

5）繼電器一〉繼電器

6）繼電器一〉固態(tài)繼電器

4、開關(guān)量信號輸入調(diào)理

1）干接點(diǎn)一＞光耦

2）TTL—＞光耦

5、CPU處理能力的考慮

6、成為產(chǎn)品的考慮：

1）電路板外形：大小尺寸、異形、連接器、空間體積

2）電路板模塊化設(shè)計(jì)

3）成本分析

4）器件的冗余度

1.電阻的功耗

2.電容的耐壓值等

5）機(jī)箱

6）電源的挑選

7）模塊化設(shè)計(jì)

8）成本核算

1.如何運(yùn)算電路板的成本？

2.如何降低成本？選用功能滿足價(jià)格便宜的器件

十、摸索題

1、如何檢測和指示RS422信號

2、如何檢測和指示RS232信號

3、設(shè)計(jì)一個4位8字的顯示板

1）電源:DC12

2）接口：RS232

3）4位3”8字（連在一起）

4）亮度檢測

5）二級調(diào)光

4、設(shè)計(jì)一個33位1”8字的顯示板

1）電源：DC5V

2）接口:RS232

3）3排11位8字，分4個、3個、4個3組，帶行與行之間帶間隔

4）單片機(jī)最小系統(tǒng)

5）譯碼邏輯

6）顯示驅(qū)動和驅(qū)動器件

5、設(shè)計(jì)一個PCL725和MOXAC168P的接口板

1）電源：DC5V

2）接口：PCL725/MOXA8個RS232

1.PCL725,直立DB37,孔

2.MOXAC168P,DB62W

3）開關(guān)量輸出信號調(diào)理：6個固態(tài)繼電器和8個繼電器，可以被任何一路信號控制和驅(qū)動,

接口：固態(tài)繼電器5.08直立，繼電器3.81直立

4）開關(guān)量輸入調(diào)理：干接點(diǎn)閉合為1或0可選，接口：3.81直立

5）RS232調(diào)理：

1.LED指示

2.前4路RS232全信號，后4路只需要TX、RX、0

3.無需光電隔離

4.接口形式：DB9（針）直立

第二部分：軟件知識

一、匯編語言

二、C51

該部分可以從市場上買到的N種開發(fā)板上學(xué)到，至于第一部分，需要人來帶吧。

為什么要把握這些知識？

實(shí)際上，電子工程師就是將一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原先的這些器件分

離時(shí)無法完成的功能，做成一個成品。所需要的技能越高、功能越復(fù)雜、成本越低、市場上

對相應(yīng)的東東的需求越大，就越成功。這就是電子工程師的自身的價(jià)值。從成本到產(chǎn)品售出，

之間的差價(jià)就是企業(yè)的追求。作為企業(yè)的老板，是在市場上去尋找這樣的應(yīng)用；對電子工程

師而言，是將老板提出的需求或者應(yīng)用按照

一定的構(gòu)思原則（成本最低、可靠性最高、電路板最小、功能最強(qiáng)大等）在最短的時(shí)間內(nèi)完

成。最短的時(shí)間，跟電子工程師的熟練程度、工作效率和工作時(shí)間直接有關(guān)。這就是電子工

程師的價(jià)值。

將電子產(chǎn)品抽象成一個硬件的模型，大約有以下組成：

1）輸入

2）處理核心

3）輸出

輸入基本上有以下的可能：

1）鍵盤

2）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

3）開關(guān)量（TTL,電流環(huán)路，干接點(diǎn)）

4）模擬量（4~20ma、0~10ma,0~5V（平穩(wěn)和非平穩(wěn)信號））

輸出基本上有以下組成：

1）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

2）開關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點(diǎn)、功率驅(qū)動）

3）模擬量（4~20ma,0~10ma,0~5V（平穩(wěn)和非平穩(wěn)信號））

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

51系列單片機(jī)現(xiàn)在看來，只能做一些簡單的應(yīng)用，說白了，這個芯片也就是做單一的一件

事情，做多了，不如使用arm來做；還可以在arm上加一個操作系統(tǒng)，程序既可靠又容易

編寫。

最近三星的arm受到追捧，價(jià)格便宜，以太網(wǎng)和USB的接口也有，周立功的開發(fā)系統(tǒng)也便

宜，作為學(xué)習(xí)ARM的產(chǎn)品來說，應(yīng)該是最好的；作為工業(yè)級的控制，是不是合適，在網(wǎng)友

中有不同的看法和爭議。本公司使用atmelARM91系列開發(fā)的1個室外使用的產(chǎn)品，在北

京室外使用，沒有任何的通風(fēng)和加熱的措施，從去年的5月份到現(xiàn)在，運(yùn)行情形良好。已經(jīng)

有個成功應(yīng)用的案例。

但對于初學(xué)者來說，應(yīng)該從51著手，一方面，51還是入門級的芯片，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；很多特別的單片機(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)更高一級的單片機(jī)和ARM打下基礎(chǔ)。

再說了，哪個老板會將ARM級別的開發(fā)放在連51也沒有學(xué)過的新手手中？在51上面去

做復(fù)雜的并行擴(kuò)展是沒有必要的，比如，擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A等等，可以直接買帶有

A/D、D/A的單片機(jī)；或者直接使用ARM,它的I/O口線口多?？梢允褂?2c接口的芯片一，

擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A,以及SPI接口擴(kuò)展LED顯示，例如：MAX7219等芯片。

市面上一些比較古老的書籍中還有一些并行擴(kuò)展的例子，如：RAM、EPROM,A/D、D/A

等，我覺得已經(jīng)沒有必要去看了，知道歷史上有這些一回事就行了；這知識，是所有產(chǎn)品

都具備的要素。所以要學(xué)，再具體應(yīng)用。

說一個小的故事：野人獻(xiàn)曝。

從前，有一個農(nóng)民，冬天干了活后，休息曬太陽。好舒服呀。

他想，這么舒服的享受，我要獻(xiàn)給國王，讓他也能得到享受。于是他興沖沖地到了王宮，

將他的寶貴體會獻(xiàn)給了國王。我現(xiàn)在就象這個農(nóng)民，把自己認(rèn)為很寶貴的體會獻(xiàn)給大家。

期望大家多提寶貴意見

;拍板磚也可以，罵我也無所謂，呵呵，隨便。

第一課：51單片機(jī)最小系統(tǒng)

實(shí)際上，51單片機(jī)核心外圍電路是很簡單的，一個單片機(jī)+一個看門狗+一個晶振+2個磁

片電容；

1.單片機(jī)：atmel的89c51系歹ij、winbond的78E52系列，還有philips的系列，都差不多；

現(xiàn)在有一些有ISP（在線下載的），就更好用了；

2.看門狗：種類很多，具體看個人習(xí)慣、芯片工

作電壓、封裝等。Max系列和DS系列，還有IMP公司的，種類很多，一樣只需要有最基

本的功能就可以了；原先我使用max691,但是max691比較貴，因?yàn)樗须姵厍袚Q功能，

后來新設(shè)計(jì)電路板，就都采用call61了。很早以前的電路設(shè)計(jì)中，現(xiàn)在可能還有人使用，

;但是，這樣的復(fù)位電路一個是不可靠，為什

網(wǎng)絡(luò)上能找得到專門論述復(fù)位電路的文章；更重要的是，51系列的單片機(jī)比較

容易受到干擾；沒有看門狗電路是不行的，當(dāng)程序跑飛時(shí).，回不來了，死在那里?！觥?/p>

￡復(fù)位電路和看門狗電路的功能.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；看見有PDF的字樣,就點(diǎn)擊下載；使用

網(wǎng)際快車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

pdf的閱讀器。

百度網(wǎng)址：

網(wǎng)際快車下載網(wǎng)址：/soft/879.html

PDF閱讀器下載網(wǎng)址：/download.htm

實(shí)際上，有了百度和其它的搜索引擎，很方便下載到這些芯片的資料，比光盤還方便，不需

要去到處找。

單片機(jī)和單片機(jī)抗干擾能力是不一樣的。如果你的產(chǎn)品是工作在干擾比較大的環(huán)境，可以試

試選用不同品牌的單片機(jī)；原先我在一個光電所，做YAG激光治療機(jī)的控制部分，脈沖激

光機(jī)的電源放電的時(shí)候，能量是很大的，在采取了所有能夠想到的光電隔離等措施之后，還

是不行；后來，選用了intel的8031,就可以了。小聲的說：當(dāng)時(shí)的philips的單片機(jī)抗干擾

性能是最差的，可能跟Philips主要是用在民用領(lǐng)域有關(guān)。現(xiàn)在不知道怎么樣了，有人知道

3.晶振：一樣選用11.0592M,因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率；也可以

使用36.864M,這個頻率是1.8432M的20倍，看別人的電路板上用過，我也沒有用到。這

2種晶振很容易買到，價(jià)錢跟12M的一樣。書上說，12M的晶振也能得到9600的波特率，

但是，實(shí)際用的時(shí)候，會每隔一段時(shí)間就出錯一次，好像累積誤差一樣，比較驚奇。

即使你的單片機(jī)系統(tǒng)不使用RS232接口，也可以做一個Rs232,留著做測試，或者預(yù)留等等,

沒有壞處。除非你的單片機(jī)系統(tǒng)的口線不夠用了。

4.磁片電容：22pf-30pf,可以在有些書上找到什么晶振頻率對應(yīng)什么容量的磁片電容，但

是，我都是隨便拿來使用，反正在11.0592M下，都沒有問題；如果你用到了更高的頻率，

最好還是找找資料看看。

參見以下電路圖：

如果你的單片機(jī)系統(tǒng)沒有工作，檢查步驟如下：

1.查看門狗的復(fù)位輸出，可能的話在電路板上加一個LED,下拉，這樣看起來就更方便；

要是看門狗復(fù)位信號有，往下；

2.查單片機(jī)，看看管腳有沒有問題；一樣編程器能夠?qū)⒊绦驅(qū)懭?，說明單片機(jī)是好的；最

好手頭上準(zhǔn)備一個驗(yàn)證過的單片機(jī)，內(nèi)部有一個簡單的程序，比如，在某個口線上輸出1

個1秒占空比的方波等，可以使用萬用表測量。加一句：設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，要在關(guān)鍵的地方：

電源、串口、看門狗的輸出和輸入、I/O口等加不同顏色的LED指示，便于調(diào)試；作為批量

大的產(chǎn)品，可以去掉部分LED,一方面是降低成本、一方面是流程保密；

3.再查磁片電容，有些瓷片電容質(zhì)量不行，干脆換了；順便說一下，換器件最好使用吸錫

帶，將焊盤內(nèi)的錫吸干凈，再將器件拔出，這樣不會傷害焊盤內(nèi)的過孔；再將新的瓷片電容

焊接上去的時(shí)候，用萬用表量量是好的再焊；

4.最后只有換晶振了；切記要買好的晶振，有些品牌質(zhì)量比較好。

5.以上按照以上步驟檢測時(shí)，將無關(guān)的外圍芯片去掉；因?yàn)橛幸恍┦峭鈬骷?/p>

故障導(dǎo)致單片機(jī)最小系統(tǒng)沒有工作。

第二課基本的芯片和分立器件

2.1簡述

2.274系列

2.3CD4000系歹U

2.4光耦與光電管

2.5三極管

2.6電容電阻

2.7固態(tài)繼電器

2.8繼電器

2.9變壓器和三端穩(wěn)壓器

2.10開關(guān)電源芯片

2.11封裝知識、芯片批號等

2.12接插件

2.13器件選購的知識

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。

保證實(shí)用。如果程序里面有一些例程，也是已經(jīng)經(jīng)過測試可以拿來就用的；實(shí)際上是我早年

的一些產(chǎn)品的程序的一部分；不好意思，都是匯編的。寫的時(shí)間只有周末會多一些，可以

保證做到一周一課；盡量能夠提前，但是這要看看工作忙不忙了。

坊間有一些參考書，準(zhǔn)備今天上午到北京中發(fā)市場轉(zhuǎn)了一圈，我記得以下參考書目

較好：

1.周航慈：《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)》

2.徐涵芳：《MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》

3.何立民：《……》

有了這些就基本夠用了；其它的很多都是資料的翻譯；如果英文不好，可以看看；英文好的

話，可以不必了，省電錢買開發(fā)系統(tǒng)和編程器、開發(fā)板什么的，需要什么資料直接下載PDF

文件好了。

要想成為電子工程師，需要寬帶，在家里安裝包月的adsl或者長寬，絕對值得。

實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)上什么都有了，就是一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，要好好利用。

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

2.1簡述

有必要對以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。

除了單片機(jī)作為控制器的核心外，作為一個產(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。就好像一棟房子，有各種各樣的構(gòu)件組成，下面的這些

東東就像磚瓦一樣，沒有不行。

2.274系列芯片

74系列的芯片的下載地址：

htlp:///TTLDATASHEET.htm

.tw/asp/class36_40.htm

hllp://www.mcu5/download/digilpdf/74xx/default.htm

74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片現(xiàn)在均已不用了，但是，實(shí)際上，在目前的系

統(tǒng)中，還能看到一些芯片，有些芯片現(xiàn)在還在系統(tǒng)中使用，例如：

1、7404-6個反相門

下載地址：

/document/detail.asp?pdid=125533

將輸入的TTL邏輯反相，如：0->L1->0

2、7407-6個集電極開路門

下載地址：

/document/detail.asp?pdid=125518

由于集電極開路門可以外接高電壓，可以最高到DC30V,電流最大到39mA,通常我用它

驅(qū)動8字?jǐn)?shù)碼管和繼電器等大電流的負(fù)載；開路門內(nèi)部結(jié)構(gòu)是達(dá)林頓管的，輸出的邏輯是正

的；與其類似的芯片是7406,只不過是反相開路門。

3、74LS573與74LS373-8數(shù)據(jù)鎖存器

74LS373下載地址：

http:〃/document/detail.asp?pdid=129171

74LS573下載地址：

/yddzsourse/pdf/74hc573.pdf

引入幾個概念：

1.真值表

參見74LS373的PDF的第2頁：

DnLE0EOn

HHLH

LHLL

XLLQo

XXHZ

這個就是真值表，表示這個芯片在輸入和其它的情形下的輸出情形。

每個芯片的數(shù)據(jù)手冊(datasheet)中都有真值表。

布爾邏輯比較簡單，在此不贅述；

2.圖阻態(tài)

就是輸出既不是高電平，也不是低電平，而是高阻抗的狀態(tài)；在這種狀態(tài)下，可以多個芯片

并聯(lián)輸出；但是，這些芯片中只能有一個處于非高阻態(tài)狀態(tài)，否則會將芯片燒毀；

高阻態(tài)的概念在RS232和RS422通訊中還可以用到。

3.數(shù)據(jù)鎖存

當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)消逝時(shí)，在芯片的輸出端，數(shù)據(jù)仍舊保持；

這個概念在并行數(shù)據(jù)擴(kuò)展中經(jīng)常使用到。

4.數(shù)據(jù)緩沖

力［］強(qiáng)驅(qū)動能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數(shù)據(jù)緩沖的能力。

OE：oulput_enable,輸出使能；

LE：latchenable,數(shù)據(jù)鎖存使能，latch是鎖存的意思；

Dn：第n路輸入■攵據(jù)：

再看這個真值表，意思如下：

第四行：當(dāng)OE=1是，無論Dn、LE為何，輸出端為高阻態(tài)；

第三行：當(dāng)OE=0、LE=O時(shí)，輸出端保持不變；

第二行第一行：當(dāng)OE=0、LE=1時(shí)，輸出端數(shù)據(jù)等于輸入端數(shù)據(jù)；

結(jié)合下面的波形圖，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候是這樣做的：

a.OE=0；

b.先將數(shù)據(jù)從單片機(jī)的口線上輸出到Dn；

c.再將LE從0->1->0

d.這時(shí)，你所需要輸出的數(shù)據(jù)就鎖存在On上了，輸入的數(shù)據(jù)在變化也影響不到輸出的數(shù)

據(jù)了；實(shí)際上，單片機(jī)現(xiàn)在在忙著干別的事情，串行通信、掃描鍵盤……單片機(jī)的資源有限

啊。

在單片機(jī)按照RAM方式進(jìn)行并行數(shù)據(jù)的擴(kuò)展時(shí)，使用movx@dptr,A這條指令時(shí)，這些時(shí)

序是由單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

后面的表格中還有需要時(shí)間的參數(shù)，你不需要去管它，因?yàn)檫@些參數(shù)都是幾十ns級別的，

對于單片機(jī)在12M下的每個指令周期最小是lus的情形下，完全可以實(shí)現(xiàn)；如果是你自己

來實(shí)現(xiàn)這個邏輯，類似的指令如下：

movPO,A;將數(shù)據(jù)輸出到并行數(shù)據(jù)端口

clrLE

setbLE

clrLE;上面三條指令完成LE的波形從的變化

741s573跟74LS373邏輯上完全一樣，只不過是管腳定義不一樣，數(shù)據(jù)輸入和輸出端各在一

側(cè)，PCB容易走線；所以大家都喜愛使用這個芯片。

4、74LS244-數(shù)據(jù)緩沖器

下載地址：

hllp://www.mcu5/download/digitpdf/74xx/74F244.pdf

數(shù)據(jù)輸出能力比較強(qiáng)，輸出電流可以到40mA以上；

4個緩沖器分成2組，具有高阻態(tài)控制端口

5、74LS245-總線緩沖器

http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F245.pdf

雙向數(shù)據(jù)接口，通常在ISA板卡上可以看到；早期的51系統(tǒng)中，為了擴(kuò)展RAM、eprom、

A/D、D/A、I/O等經(jīng)?？梢钥吹竭@個片子

;為了增強(qiáng)驅(qū)動能力，有時(shí)是為了隔離輸入和輸出，主要是布線方便，象74LS573一樣，

輸入、輸出在一側(cè)，經(jīng)常用到這個片子

6、74LS138-三一八譯碼器

/download/digilpdf/74xx/74F138.pdf

在早期的51系統(tǒng)的擴(kuò)展中，作為地址選通的片子，可以經(jīng)常看到。

另外一個類似的芯片是74LS154,是4-16譯碼器，現(xiàn)在更是少見了。

有愛好的可以研究一下何立民的經(jīng)典著作中的有關(guān)章節(jié)。

知道有這么一個芯片就可以了。

2.3CD4000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：

基本沒有區(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=OV

在設(shè)計(jì)時(shí)最多只能帶1個TTL負(fù)載；

5）如果加上拉電阻的話，至少要100K電阻；

6）的計(jì)數(shù)器可以到14級二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻器，

這個74系列的做不到這么高；

下載地址：

hup:〃www.100.lw/asp/class36_40.htm

.tw/pdf_file/CD4060.PDF

2.4ULN2003/ULN2008：專門許多繼電器

它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是■頓的，專門用來驅(qū)動繼電器的芯片，甚至一片內(nèi)部做1-個消線圈

的輸出端答應(yīng)通過IC電流200mA,飽和壓降VCE約IV左

右，耐壓BVCEO約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算、。采用集電極開

路輸出，輸出電流大，故可以直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器(SSR)

等外接控制器件，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。經(jīng)常在工控的板卡中見到這個芯片.有個完全

一樣的型號:MC1413,不過現(xiàn)在好像不怎么見到這個型號了，但是管腳與2003完全兼容。、

ULN2003可以驅(qū)動7個繼電器；ULN2008驅(qū)動8個繼電器。

ULN2003下載地址：

http:〃/document/detail.asp?pdid=148212

ULN2008下載地址：

沒有找到。驚奇啊。

2.5光耦__________________________________________________

光耦是做什么用的？■在各種應(yīng)用中，

往往有一些遠(yuǎn)距離的開關(guān)量信號需要傳送到控制器，如果直接將這些信號接到單片機(jī)的I/O

上，有以下的問題：

I)信號不匹配，輸入的信號可能是交流信號、高壓信號、按鍵等干接點(diǎn)信號；

2)比較長的連接線路容易，力■■擾、■?.感應(yīng)電等，，?經(jīng)過隔離不可靠所以，君要光耦

常見的光耦有：

1)TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4,分別是1個光耦、2個光耦和4個光耦，

的光耦非常牛逼)

和***的東芝公司生產(chǎn)。

下載地址：

hup:〃.tw/pdJfile/TLP521-124.PDF

發(fā)光管的工作電流要在10mA時(shí)，具有較高的轉(zhuǎn)換速率；

在5V工作時(shí)，上拉電阻不小于5K,一樣是10K；太小容易損壞光耦；

2)4N25/4N35,motorola公司生產(chǎn)

下載地址：

.tw/pdf_file/4N25-8,35-7,H11A1-5.PDF

隔離電壓高達(dá)5000V；

3)6N136,HP公司生產(chǎn)

下載地址：

http:〃www.100.tw/pdf_file/6N135-6.PDF

要想打開6N136,需要比較大的電流，大致在15~20mA左右，才能發(fā)揮高速傳輸數(shù)據(jù)的作

用。如果對速率要求不高，其實(shí)TLP521-1也可以用，實(shí)際傳輸速率可以到19200波特率。

挑選光耦看使用場合，Up521-1是最常用的，也便宜，大致0.7~1元；要求隔離電壓高的，

選用4N25/4N35,大致在3元左右；要求在通訊中高速傳輸數(shù)據(jù)的，選用6N136,大致在

4元左右。

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.輸入交流信號隔離

4.輸出RS232信號隔離

5.輸出RS422信號隔離

光耦除了隔離數(shù)字量外，還可以用來隔離模擬量。將在今后的章節(jié)中描述。

2.6三極管

2.7光電管

2.8電容

2.9電阻

2.10固態(tài)繼電器

2.11繼電器

2.12變壓器與整流橋

2.13三端穩(wěn)壓器

2.14開關(guān)電源芯片

2.15封裝知識、芯片批號等

2.16接插件

2.17器件選購的知識

2.6三極管

2.6.1三極管的4種工作狀態(tài)

1）飽和導(dǎo)通狀態(tài)

飽和導(dǎo)通=0

2）截止?fàn)顟B(tài)

飽和導(dǎo)通=1

3）線性放大狀態(tài)

4）非線性工作狀態(tài)

在無線電通信系統(tǒng)中，作為混頻器等使用。具體的可參見有關(guān)電子線路的書籍；

愚記得南京工學(xué)院也就是現(xiàn)在的東南大學(xué)在80年代初期有一套《電子線路》5本，是電子

專業(yè)的書籍，比較難懂；現(xiàn)在，即使是在電子專業(yè)的學(xué)生中，也應(yīng)該降低了對三極管的哪些

復(fù)雜的參數(shù)的要求了吧；在實(shí)際使用時(shí)，即使是模擬電路、非線性電路，也都是集成電路了，

誰還使用三極管自己做呢？如果萬一需要，現(xiàn)學(xué)也來得及。這套書很強(qiáng)的。編寫人在那個年

代肯定都是牛人。

學(xué)三極管這些參數(shù)很繁瑣的，要是現(xiàn)在的非電子類的大學(xué)生或者大專生們還學(xué)這些玩意，我

只能說是學(xué)校在誤人子弟了。

好多學(xué)校都在擴(kuò)招，很多學(xué)生念了4年下來，學(xué)了一堆過時(shí)的理論，跟實(shí)際的東西一點(diǎn)沒有

接軌，不知道7407是干什么用得，不知道三極管的幾個狀態(tài)；我只能無話可說。所以，念

了4年下來，跟企業(yè)的需求還有一段距離，還需要從頭來過；聰明的學(xué)生趕忙抓住機(jī)會去學(xué)

習(xí)，去實(shí)習(xí)，這樣，還可以趕忙補(bǔ)上實(shí)際應(yīng)用的這一課。言歸正傳。

參見下圖：

當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為1時(shí)，三極管的be結(jié)導(dǎo)通，ce結(jié)導(dǎo)通，輸出的電壓值為0V；

當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為0時(shí)，三極管的be結(jié)不導(dǎo)通，ce結(jié)截止，輸出的電壓值為5V；

在這種數(shù)字電路的應(yīng)用中，相當(dāng)于三極管是一個反相開路門。

運(yùn)算是否導(dǎo)通，公式如下：

I=B（放大倍數(shù)，希臘字母的貝塔）xlbe

當(dāng)Ice<p>

相差越大，飽和程度越深，Vee越小，三極管的輸出內(nèi)阻越??；

這個概念要用到光電管中。

設(shè)計(jì)使用時(shí)大致算算，心里有個數(shù)；在電路板上試試，行的通，那就是它了?？梢詼y量Vee

值，至少要小于0.1V就可以了。

常用的PNP三極管是2N5551,驅(qū)動40mA的LED（電壓在24V）、蜂鳴器等均沒有問題

2.6.2三極管的具體應(yīng)用

實(shí)際上，已經(jīng)有象7407、ULN2003可以取代三極管在數(shù)字電路中的作用；但是，有時(shí)是受

到PCB面積的制約，有時(shí)是為了降低成本，有時(shí)是因?yàn)椴季址奖?，?~2個輸出點(diǎn)時(shí)，還

是可以使用三極管來做驅(qū)動的。

例如：驅(qū)動一個蜂鳴器；往往系統(tǒng)中的蜂鳴器跟其它驅(qū)動設(shè)備，繼電器等，距離較遠(yuǎn)；這時(shí),

沒有必要使用一片7407,或者ULN2003來驅(qū)動；驅(qū)動的接口如下：

Re:從51初學(xué)者到電子工程師（轉(zhuǎn)帖）

2.7光電管

我這里所謂的光電管有2種：

1）反射型光電管

2）對射型光電管

這2種產(chǎn)品在市場上又可分為調(diào)理好的和沒有調(diào)理好的；

這2種光電管在電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用雜志上都有大量的廣告。隨便找一本都有。我

所說的調(diào)理好的指的是內(nèi)部已經(jīng)加了限流電阻和輸出的放大驅(qū)動電路了。它的特點(diǎn)是只有3

根線，電源2根，輸出信號一根，TTL電平的；但是，有時(shí)受到某種限制

,需要使用沒有調(diào)理好的，怎么辦呢？

參見下圖：光電管原理框圖

這種沒有調(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。但是，在使用中我發(fā)

覺，輸出的信號不穩(wěn)固，特別是在使用比較長的電纜傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的時(shí)候；究其原因，我認(rèn)

為是由于反射或者對射的紅外光落在光電三極管的靶面上，光強(qiáng)未能導(dǎo)致光電三極管深度飽

和，使得輸出的內(nèi)阻偏大，環(huán)境的噪聲和電

纜的干擾信號容易在線路上疊加的緣故；為了可靠工作，仿照達(dá)林頓管的結(jié)構(gòu)，在光電三

極管的輸出端加一個限流電阻接到NPN的B結(jié)，當(dāng)無光的時(shí)候，2N5551飽和導(dǎo)通，輸出

電壓為0V；實(shí)際測量小于0.1V；當(dāng)有光，甚至是弱光時(shí)，2N5551截至，輸出電壓為5V。

將3K電阻換成更大或更小的電阻，可以調(diào)整光電三極管的輸出的靈敏度。具體工作過程

可以自行分析，做個實(shí)驗(yàn)。

2.8電容

2.8.1電容的主要種類

電容有以下幾大類：

1）電解電容

2）獨(dú)石電容

3）磁片電容

4）膽（左金右旦）電解電容

5）滌綸電容等

例如：220U/50V,就是說，這個電解電容耐壓

值為50V,容量為220u。

磁片電容是磁片作為介質(zhì)的；

膽（左金右旦）電解電容使用電解質(zhì)作為介質(zhì)，但是，電極采用膽（左金右旦）金屬。

滌綸電容采用滌綸作為介質(zhì)。

有愛好的網(wǎng)友可以拆一個電容看看。

2.8.2電容的使用場合

1.電源穩(wěn)壓和濾波

電解電容主要是用來穩(wěn)壓和低頻交流濾波的；高頻濾波是使用磁片電容和獨(dú)石電容。當(dāng)電解

電容作為穩(wěn)壓時(shí)，接在整流橋和三端穩(wěn)壓器的輸出端，起到穩(wěn)固電壓的作用。其工作機(jī)理相

當(dāng)于一個水庫，從上游來的帶有波浪的水到了水庫，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)固的電流供給；但是，電解電容只能濾除低頻的波動；對

于直流電源中的高頻波動，可以加一個O.lu或O.Olu的獨(dú)石電容或者磁片電容。很多教科

書都指出，在每一個芯片的電源和地兩端接一個O.lu或O.Olu的獨(dú)石電容或者瓷片電容，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)

對于象555這樣需要外^滌綸電容是首選?？梢韵胂螅瑴炀]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?<>外接01.u的膽電容。

2.8.3電容的封裝

電容有直插和表面貼的不同封裝。

■■再大，

插的了。其它的電容，磁片和獨(dú)石都有表面貼封裝的。

2.9電阻和電位器

2.9.1電阻的種類

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，實(shí)際上應(yīng)該是在

金屬外面加一個金屬（鋁材料）散熱器，所以可以有10W以上的功率；在電子配套市場上

專門賣電阻的市場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2x6（2排6個串聯(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增加，但是LED的壽命會下降，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。這個使用初中的知識就夠用了。

2.9.1.2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)老師拿一個很大的圓筒狀的東東，上面有一個

滑桿，跟這個東西很類似。

它的阻值在1?n之間變化。

N=102、502、103.......

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次電容的基本單位是pf,所以，

104=100000pf=0.1u；

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，面上有一個十字可調(diào)的旋紐，出廠前放在一個固定的位置上，

不在2頭；

多圈電位器通常為藍(lán)色，調(diào)劑的旋紐為一字，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)試起來方便。

有些是儀器外表設(shè)備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調(diào)劑才能達(dá)到

最理想的成效；有些是設(shè)備本身就需要輸出一個可變的東東，如電壓和電流，也需

要一個電位器。

排電阻

是sipn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個電阻封

裝在一起，8個電阻有一端連在一起，■排電阻

通常為黑色，也有黃色；51系統(tǒng)的P0需要一個排電阻上拉，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。有愛好可以看看51的P0的結(jié)構(gòu)；沒有愛好，

依葫蘆畫瓢，照做沒錯。

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。明顯這是半導(dǎo)體材料的特性。使用光

敏電阻可以檢測光強(qiáng)的變化。

摸索題1：

有一個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？可以是多級調(diào)光，如8級調(diào)光；也

可以做成無級調(diào)光。

2.9.2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：axial0.4、axial0.6,axial0.8等等；axial在英語中就是軸的意思；

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，可能會有一

些偏差。老樹早期就犯過這種錯誤，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。

在硬件上的一個小的錯誤，都會造成這塊板的推倒重來；因?yàn)楫a(chǎn)品是不能有飛線的；而這個

小小的錯誤相當(dāng)于軟件上的一條語句，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。而且誰都知道-老板最知道。

什么是精確呢？

1.對你所要實(shí)現(xiàn)的工作的目標(biāo)懂得準(zhǔn)確；

2.對你的電路圖要清楚每一個器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一個專家問問，

得到確認(rèn)；如果不清楚，可以先試試；

3.對每一個器件的封裝要嚴(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

間是不是對其它的板卡器件有影響；對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個人，每個人都運(yùn)算一遍，取

個平均值，基本上就差不多了。

4.對單片機(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、內(nèi)存夠不

夠大、程序儲備器夠不夠大，需要仔細(xì)的規(guī)劃；

5.原理圖經(jīng)過專家認(rèn)可無誤后，畫出來的PCB需要做網(wǎng)絡(luò)檢查，做到與原理圖完全一致;

2.10繼電器、固態(tài)繼電器

2.10.1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個電極吸合在一起；初中還是高

中的物理有它的原理。有愛好可以打開一支看看，很好玩的。

繼電器有：

1）公共端：COM

2）常開：normalopen,NO

3）常閉：normalclose,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。

交流的繼電器國產(chǎn)的比進(jìn)口的，比如，idee,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)容量來分。

一樣的都是DC30V/1A或者DC30V/2A,AC110V/0.2A,再大，就不能使用繼電器了，

因?yàn)樵谟|點(diǎn)切換，電流通過的瞬時(shí)，會產(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)就是給出一個干接點(diǎn)信號，作為控制信號使用，傳遞的

是一個信號，而不是能量?；蛘呖刂埔粋€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。要專門設(shè)計(jì)繼電器的封裝，該有幾個腳就使用幾個腳。

2.10.2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)有了一個限流電阻；

5）接收光信號的一端是過零觸發(fā)的可控硅；

可以說是一個電子開關(guān)，無觸點(diǎn)的繼電器。

因?yàn)闊o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)無關(guān)。

觸點(diǎn)作為信號使用的繼電器的時(shí)間的工作壽命是100萬次到300萬次，可以查看技術(shù)手冊；

固態(tài)繼電器可以認(rèn)為是無限次的，所以在大電流和頻繁開關(guān)的場合，使用固態(tài)繼電器。固

態(tài)繼電器觸點(diǎn)通過的信號通常是交流電壓，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。

國產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯，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，個個

都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀；至于小功率的國產(chǎn)的繼電器市場上比較少見，

有也不敢使。

進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國的和***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)估量還能便宜，體積小，封裝絕對的準(zhǔn)確，可以很整齊地在電路板上排

列，不占地方；

2.12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，推動功率管工作在lOOKhz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,一樣來說，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：

1、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

城認(rèn)證，質(zhì)量是不錯的，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；可能這個地方出矽鋼片，有這樣的礦藏。

2、環(huán)型變壓器，象個橢圓型；

3、最近好像圓形的變壓器也多起來了，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運(yùn)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。

4、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。

怎么運(yùn)算變壓器需要多大的功率？

第一，運(yùn)算功耗。比如：Dc5V/0.25A,也就是1.25W的功耗。

7805效率50%,變壓器效率50%,就是說，需要6W的變壓器。

Dc5V/0.25A的輸入壓差大致在3V,6V的變壓器整流出來的電壓是大約6xl.4=8.4V,也差

不多了。所有選用AC6V/6W的變壓器。再到市場上找一個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nationalsemiconductor）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LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個系列。

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4NIC

的電源，質(zhì)量不錯，價(jià)格也不錯。

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

大的散熱，，?砒還需要同樣也是大體積的工施變?[,當(dāng)要制作多組■.■輸出時(shí)變壓器會

,省掉了大體積的變壓器.但開關(guān)電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波（50mVat5V

峰蕨沖,擾,邸要在電路市串乳，珠加以改善相對而■件■源就沒仃以上缺陷，亡的

...」..■.■■?一.

對?電磁，擾和電源純潔性,要求的地方（例如電容漏電檢測）多選用線性電源。另處當(dāng)電

....：/"I"'?',，一」,：!

來

2.14開關(guān)電源芯片

相對于線性穩(wěn)壓器來說，開關(guān)電源在運(yùn)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：電池轉(zhuǎn)換成穩(wěn)固的3.3V或者5V,或者將高電壓

轉(zhuǎn)化成DC5V、DC3.3V,或者將DC5V轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V,例如，ARM的電路板就需要

這樣的芯片，3.3V給ARM供電，L8V給arm的core供電。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)換芯片上是最為杰出，無論從產(chǎn)品的種類，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maxim的電源芯片印象巨深。五花八門的電

源芯片，讓你無法挑選到底選用那種是自己的所需要的。

在maxim的產(chǎn)品樹中，對電源是這樣分類的：

PowerSuppliesandBatteryManagement

SwitchmodeDC-DCPowerSupplies408

IsolatedPowerSupplies22

Low-DropoutLinearRegulators75

WhiteLEDDrivers13

Low-SideMOSFETDrivers14

High-SideMOSFETDrivers6

ORingMOSFETControllers2

BatteryChargers36

BatteryProtectors,SelectorsandMonitors17

Regulator+ResetCircuits4

CurrentSenseAmplifiers22

LCD/ECB/CCFLDisplayBiasSupply87

ALSOSEE:Hot-SwapandPowerSwitching

ALSOSEE:VoltageReferences

我們經(jīng)常使用到的是SwitchmodeDC-DCPowerSupplies,這里有分成n種。老樹比較熟悉

的是step-down電源芯片，也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片；從低到高，當(dāng)然

是step-up電源芯片。

象philips的電動剃須刀，里面肯定有電源治理芯片，當(dāng)電池電壓下降，但是，電池又有電

的時(shí)候，能夠輸出恒定的電壓，榨干電池內(nèi)的最后一點(diǎn)電能，能夠舒服地使用一段很長的時(shí)

間。

比如，你的電路板上只有DC24V電壓，但是，還需要Dc5V/2A的電源，這么高的壓降，使

用線性穩(wěn)壓器明顯不合適，如果使用DC/DC模塊，成本太高，體積也比較大，所以，得選

用一款芯片完成這個功能。按照maxim給出的復(fù)雜的挑選，根據(jù)你的要求，多挑選幾項(xiàng)，

maxim會給出一個清單，在清單中去挑選你最適合你的需求的芯片。

老樹原先使用過的完成此項(xiàng)功能的芯片是：MAX724、LT1076；這2款芯片需要1個50uH

的電感才能輸出De5V電源；但是，這種開關(guān)電源芯片有個好處，就是輸入只要在它的答應(yīng)

的范疇內(nèi)波動，或者負(fù)載在變化，輸出DC5V電源卜分穩(wěn)固。

電源的范疇從DclOV?DC40V,max724均能輸出5A的DC5V電源。

Maxim724下載連接地址：

/document/detail.asp?pdid=153160

LT1076下載鏈接地址：

/document/detail.asp?pdid=157742

在ARM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。

下載鏈接：

hllp:///document/detail.asp?pdid=l22122

在沙老師的書中，也介紹了幾款電源轉(zhuǎn)換芯片，可供參考。

如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V,用在光耦、通訊等電路中，去自己

做隔離電路就有點(diǎn)劃不來，不如去買現(xiàn)成的DC/DC模塊。這點(diǎn)國產(chǎn)的模塊做的不錯，象老

樹常用的Del2V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯的。

2.15器件選購、芯片批號、封裝知識等

在市場上買芯片，千萬注意不要買到舊片、拆機(jī)片；舊片、拆機(jī)片有些湊合能用，有些干脆

不行；即使現(xiàn)在能用，壽命肯定有限；舊的就是舊的，肯定瞞不過有心人；主要是從芯片的

管腳的嶄新程度、芯片印刷的質(zhì)量等仔細(xì)觀察。舊的芯片往往管腳參差不齊、搪錫發(fā)烏、

包裝的管子不夠新；而且往往是芯片的表面發(fā)白，那是因?yàn)楸淮蚰ミ^了，然后重新絲網(wǎng)印刷