硬件電路設(shè)計基礎(chǔ)演示文稿

硬件電路設(shè)計基礎(chǔ)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有36頁\編輯于星期一硬件電路設(shè)計基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有36頁\編輯于星期一主要內(nèi)容一、模擬元器件 1.分立元器件 2.集成元器件二、數(shù)字電路常用器件 1.分立數(shù)字器件 2.集成數(shù)字電路現(xiàn)在是3頁\一共有36頁\編輯于星期一一、常用模擬元器件什么是模擬？隨時間連續(xù)變化的量，在電子信息學(xué)里表示連續(xù)變化的電壓。模擬元器件主要包括：電阻，電容，電感，二極管，三極管，場效應(yīng)管等等?！，F(xiàn)在是4頁\一共有36頁\編輯于星期一1.電阻元件電阻是電路中重要的組成單元。目前市面上常見的電阻分為：固定阻值電阻和可變電阻。現(xiàn)在是5頁\一共有36頁\編輯于星期一1.1固定阻值電阻的識別與選擇當(dāng)前市面上常見的固定阻值分為直插式和貼片式兩種形式的電阻。由于電阻的體積有限，為了能夠在有限的空間內(nèi)標(biāo)識出電阻的阻值，多采用色環(huán)法表示電阻的阻值?，F(xiàn)在是6頁\一共有36頁\編輯于星期一顏色第一位(環(huán))第二位(環(huán))第三位(環(huán))指數(shù)位精度位黑0001

棕11110±1%紅222100±2%橙3331000

黃44410000

綠555100000±0.5%藍(lán)6661000000±0.25%紫77710000000±0.10%灰888100000000±0.05%白9991000000000

金

0.1±5%銀

0.01±10%22歐姆±5%

470k歐姆±1%

四色環(huán)電阻五色環(huán)電阻現(xiàn)在是7頁\一共有36頁\編輯于星期一貼片電阻阻值讀法：貼片電阻的阻值表示與貼片電容容值表示都是數(shù)字與“R”組合表示的。譬如：3ohm用3R0表示，10ohm用100表示，100ohm用101表示，也就是說“R”表示點“.”的意思，而101后面?zhèn)€位數(shù)的“1”表示的是帶有1個0，例如102表示10000。

現(xiàn)在是8頁\一共有36頁\編輯于星期一電阻的參數(shù)還包括功率及耐壓值。電阻的功率決定了電阻允許通過的最大電流，當(dāng)電流過大時電阻會因為過熱而燒毀。常用電阻功率一般有1/8W,?W,?W等電阻的耐壓值一般不作為標(biāo)明參數(shù)，電阻的耐壓值與其極板間距及材質(zhì)有關(guān)。正常情況下，同樣材質(zhì)的電阻，功率越大，耐壓越高。因此，選擇電阻是要根據(jù)所需精度，耐壓值，功率綜合考慮選擇對應(yīng)參數(shù)的電阻器件。現(xiàn)在是9頁\一共有36頁\編輯于星期一1.2可變電阻的識別與選擇可變電阻的最大阻值一般標(biāo)識在器件表面。讀法與貼片電阻類似?？勺冸娮璧倪x擇要根據(jù)所需電阻范圍，選擇盡可能接近范圍阻值的可變電阻?，F(xiàn)在是10頁\一共有36頁\編輯于星期一2.電容元件電容元件也是電路的重要組成單元，特別在震蕩電路，電源電路中，電容元件的應(yīng)用極為廣泛。類似電阻元件，電容元件也分為固定值電容、可變電容及微調(diào)電容。現(xiàn)在是11頁\一共有36頁\編輯于星期一2.1固定值電容的識別與選擇與電阻元件類似，市面上常見的電容元件也分為直插式和貼片式。直插式電容常見的有：瓷片電容，電解電容、鉭電容及滌綸電容。現(xiàn)在是12頁\一共有36頁\編輯于星期一瓷片電容體積較小，其標(biāo)志容量的方式類似于貼片電阻的標(biāo)識方式，沒有特殊注明的情況下，單位為pF。右圖電容的容量為0.1uF即100000pF現(xiàn)在是13頁\一共有36頁\編輯于星期一電解電容的介質(zhì)為電解液。與瓷片電容最大的不同就是電解電容帶有極性。而且容量較大。電解電容使用時，一定要注意極性，如果反接會產(chǎn)生爆炸。現(xiàn)在是14頁\一共有36頁\編輯于星期一鉭電容特性比較接近電解電容。鉭電容功能是慮波。相對于一般的電解電容來說，鉭電容有更加良好的溫度特性。類似于電解電容，鉭電容也具有正負(fù)極性之分?，F(xiàn)在是15頁\一共有36頁\編輯于星期一滌綸電容一般是以滌綸薄膜作為介質(zhì)，其介電常數(shù)較高，體積小，容量大，穩(wěn)定性好。常用于做旁路電容。電容上一般是標(biāo)：684J400V，意思是0.68uF，誤差±5％（字母K），耐壓400V字母FGJKLM分別表示±1%±2%±5%±10%±15%±20%現(xiàn)在是16頁\一共有36頁\編輯于星期一2.2可變電容器識別與選擇可變的電容器多用于諧振電路中，常見用于收音機(jī)的調(diào)諧旋鈕。其參數(shù)常為270pf/27pF。表明其最大電容值為270pF，最小為27pF?，F(xiàn)在是17頁\一共有36頁\編輯于星期一3.電感元件電感器（電感線圈）是用絕緣導(dǎo)線（例如漆包線、紗包線等）繞制而成的電磁感應(yīng)元件，也是電子電路中常用的元器件之一。常用于振蕩電路中與電容組成LC振蕩電路。電感也可分為固定值電感和可調(diào)電感。現(xiàn)在是18頁\一共有36頁\編輯于星期一3.1固定值電感電感的封裝形式有多種。對于線性電感，一般常用類似電阻的封裝形式，但是與電阻在外觀上略有區(qū)別。相對于電阻來說，電感短而粗。其標(biāo)識方法也常用色環(huán)法?，F(xiàn)在是19頁\一共有36頁\編輯于星期一電感封裝一般包括貼片與插件。1.功率電感封裝以骨架的尺寸做封裝表示，貼片用橢柱型表示方法如5.8（5.2）×4就表示長徑為5.8mm短徑為5.2mm高為4mm的電感。插件用圓柱型表示方法如φ6×8就表示直徑為6mm高為8mm的電感。只是它們的骨架一般要通用，要不就要定造。2.普通線性電感、色環(huán)電感與電阻電容的封裝都有一樣的表示，貼片用尺寸表示如0603、0805、0402、1206等。插件用功率表示如1/8W、1/4W、1/2W、1W等。現(xiàn)在是20頁\一共有36頁\編輯于星期一3.2可調(diào)電容可調(diào)電感多用于諧振電路中用于調(diào)整諧振電路振蕩頻率。常用于無線電臺，收音機(jī)，電視機(jī)等設(shè)備。其封裝有多種形式。右圖為開放式螺線管可調(diào)電感現(xiàn)在是21頁\一共有36頁\編輯于星期一4.二極管幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。半導(dǎo)體二極管按其用途可分為：普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、快速二極管等；特殊二極管包括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等?，F(xiàn)在是22頁\一共有36頁\編輯于星期一常見二極管封裝形式有以下幾種：玻璃封裝,金屬封裝和塑料封裝。現(xiàn)在是23頁\一共有36頁\編輯于星期一4.1發(fā)光二極管（LED）發(fā)光二極管是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴３Ｓ糜陔娐分袪顟B(tài)指示或者大型顯示屏?，F(xiàn)在是24頁\一共有36頁\編輯于星期一4.2肖特基二極管肖特基（Schottky）二極管也稱肖特基勢壘二極管（簡稱SBD），是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的勢壘層為基礎(chǔ)制成的二極管，其主要特點是正向?qū)▔航敌。s0.45V），反向恢復(fù)時間短和開關(guān)損耗小，是一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動器等電路，作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管使用，或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。右圖為IN5822肖特基二極管現(xiàn)在是25頁\一共有36頁\編輯于星期一4.3穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管也稱齊納二極管或反向擊穿二極管，在電路中起穩(wěn)定電壓作用。它是利用二極管被反向擊穿后，在一定反向電流范圍內(nèi)反向電壓不隨反向電流變化這一特點進(jìn)行穩(wěn)壓的。

現(xiàn)在是26頁\一共有36頁\編輯于星期一5.三極管半導(dǎo)體三極管也成為晶體三極管，可以說他是電子電路中最重要的器件。它的主要功能是電流放大和開關(guān)作用三極管根據(jù)其不同的結(jié)構(gòu)分為PNP和NPN不同的類型。在使用時要注意根據(jù)需求選擇選擇。現(xiàn)在是27頁\一共有36頁\編輯于星期一三極管的主要封裝形式為塑料封裝的T092封裝。常用的三極管有90XX系列，包括低頻小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪聲管9014(NPN)，高頻小功率管9018(NPN)等現(xiàn)在是28頁\一共有36頁\編輯于星期一6.場效應(yīng)管場效應(yīng)晶體管：英文名稱為FieldEffectTransistor，縮寫為FET，簡稱場效應(yīng)管。

場效應(yīng)管屬于電壓控制元件，這一點類似于電子管的三極管，但它的構(gòu)造與工作原理和電子管是截然不同的，與雙極型晶體管相比，場效應(yīng)晶體管具有如下特點：

（1）輸入阻抗高；

（2）輸入功耗??；

（3）溫度穩(wěn)定性好；

（4）信號放大穩(wěn)定性好，信號失真小；

（5）由于不存在雜亂運動的少子擴(kuò)散引起的散粒噪聲，所以噪聲低?，F(xiàn)在是29頁\一共有36頁\編輯于星期一場效應(yīng)管的參數(shù)一般包括：耐壓（Vgs,Vds），最大允許電流，壓降，前驅(qū)電壓。場效應(yīng)管一般用于需要較大功率和速度的驅(qū)動場合，例如組成驅(qū)動電機(jī)的H橋。一般的MOSFET集成有續(xù)流二極管。需要根據(jù)電路的需求選擇不同場效應(yīng)管?，F(xiàn)在是30頁\一共有36頁\編輯于星期一二、常用數(shù)字器件微處理器、工控機(jī)和計算機(jī)處理的信號和信息均為數(shù)字信號。數(shù)字邏輯在電路中的需要依托數(shù)字器件來實現(xiàn)。數(shù)字電路中常用的邏輯器件包括：門電路（與門、非門、或門等等），A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，串行接口等等?，F(xiàn)在是31頁\一共有36頁\編輯于星期一1.常見的門電路常用的門電路為集成多路門電路。最常見的是74lsXX系列和74hcXX系列。例如74ls08為雙輸入4與門。其機(jī)構(gòu)圖如右圖。其它系列電路參照對應(yīng)數(shù)據(jù)手冊。現(xiàn)在是32頁\一共有36頁\編輯于星期一2.A/D轉(zhuǎn)換器CPU只能接受和處理離散的數(shù)字信號。如果需要接受或者處理外界連續(xù)的模擬信號，則需要將其轉(zhuǎn)換為CPU可以接受的數(shù)字信號進(jìn)行處理。A/D轉(zhuǎn)換器常用的方法有：逐次逼近式，雙積分式，并行式等。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換具有較高的精度，并行式具有極高的轉(zhuǎn)換速度，逐次逼近式在保證較高速度的同時保證了一定的精度?，F(xiàn)在是33頁\一共有36頁\編輯于星期一8路A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809是經(jīng)常見到的一種A/D轉(zhuǎn)換器。具有較高的性價比。它通過選通位來確定轉(zhuǎn)換的通道。需要外接提供10k~1MHz的時鐘，當(dāng)時鐘頻率為500kHz時，其轉(zhuǎn)換速度約為128us。常用于對于轉(zhuǎn)換速度要求不高，而輸入較多的情況下?，F(xiàn)在是34頁\一共有36頁\編輯于星期一ADC0809引腳結(jié)構(gòu)

D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。

IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。

VCC：+5V工作電壓。

GND：地。

REF（+）：參考電壓正端。

REF（-）：參考電壓負(fù)端。

START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。

ALE：地址鎖存允許信號輸入端。

（以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）.

EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。

OE：