電子工程師需要掌握的知識(shí)和技能

電子工程師需要掌握的知識(shí)和技能

愚以為，掌握了一下的硬件和軟件知識(shí)，基本上就可以成為一個(gè)合格的電子工程師：

第一部分：硬件知識(shí)

一、數(shù)字信號(hào)

1、TTL和帶緩沖的TTL信號(hào)

TTL（邏輯門(mén)電路）

全稱(chēng)Transistor-TransistorLogic,即BJT-BJT邏輯門(mén)電路，是數(shù)字電子技術(shù)中常用的一種邏

輯門(mén)電路，應(yīng)用較早，技術(shù)已比較成熟。TTL主要有BJT（BipolarJunctionTransistor即

雙極結(jié)型晶體管，晶體三極管）和電阻構(gòu)成，具有速度快的特點(diǎn)。最早的TTL門(mén)電路是74

系列，后來(lái)出現(xiàn)了74H系列，74L系列，74LS.74AS.74ALS等系列。但是由于TTL功耗

大等缺點(diǎn)，正逐漸被CMOS電路取代。

TTL電平信號(hào)：

TTL電平信號(hào)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(chēng)做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制

的設(shè)備部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

TTL電平信號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計(jì)算機(jī)處理器控

制的設(shè)備部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號(hào)直接與

集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線路驅(qū)動(dòng)器以及接收器電路；再者，計(jì)算機(jī)處理器控制的

設(shè)備部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿(mǎn)足這個(gè)要求。TTL型通信

大多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過(guò)10英尺的距離就不適

合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因?yàn)樵诓⑿薪涌谥写嬖谥嗪筒粚?duì)稱(chēng)的問(wèn)題，

這些問(wèn)題對(duì)可靠性均有影響。

TTL輸出高電平＞2.4V,輸出低電平＜0.4V。在室溫下，一般輸出高電平是3.5V,輸出低電

平是0.2V。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平＞=2.0V,輸入低電平＜=0.8V,噪聲容限

是0.4V。

TTL電路是電流控制器件，TTL電路的速度快，傳輸延遲時(shí)間短(5-10ns)，但是功耗大。

2、RS232和定義

RS232接口就是串口，電腦機(jī)箱后方的9芯插座，旁邊一般有"|0|0|"樣標(biāo)識(shí)。

一般機(jī)箱有兩個(gè)，新機(jī)箱有可能只有一個(gè)。筆記本電腦有可能沒(méi)有。

有很多工業(yè)儀器將它作為標(biāo)準(zhǔn)通信端口。通信的容與格式一般附在儀器的用戶(hù)說(shuō)明書(shū)中。

計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由

于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不

一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可

以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。RS-232-C接口(又稱(chēng)EIARS-232-C)是目前最常用的一種

串行通訊接口。它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠

家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備

(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用

一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電

平加以規(guī)定。

(1)接口的信號(hào)容實(shí)際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終

端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號(hào)容見(jiàn)附表1所示

(2藤口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”,

-5--15V;邏輯“0”+5—+15Vo噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)

作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào)作為邏輯“1”

(3)接口的物理結(jié)構(gòu)RS-232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座,通常插

頭在DCE端,插座在DTE端.一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口，因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的

傳送控制信號(hào)，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地3所以采用DB-9的9芯

插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。

(4)傳輸電纜長(zhǎng)度由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)

為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶(hù)是按碼

元畸變10-20%的圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50英尺，美國(guó)DEC公司曾

規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1號(hào)電纜為屏蔽電纜，型號(hào)為

DECP.NO.9107723有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22#AWG組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2號(hào)電纜

為不帶屏蔽的電纜。型號(hào)為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。

1.RS-232-C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)日人(ElectronicIndustryAssociation)制定的一種串行物

理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě)，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總

線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，

對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。

RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、

4800、9600.19200波特。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通

信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距寓為15m;若每

米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳

送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以的通信。

3、RS485/422(平衡信號(hào))

RS232、RS-422與RS485的定義

RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)

（EIA）制訂并發(fā)布的，RS-232在1962年發(fā)布，命名為日A-232-E,作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保

證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來(lái)，它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而

提出的。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS-422定義了一種平衡通信接口，

將傳輸速率提高到10Mb/s,傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在

一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡

傳輸規(guī)，被命名為T(mén)IA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用圍，EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)

上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線

上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模圍，后命名為

TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，

仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱(chēng)謂。

RS-232,RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電

纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶(hù)可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視頻界的應(yīng)用，許多廠家

都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開(kāi)或廠家獨(dú)家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對(duì)錄

像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的，視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了，如Louth、Odetis

協(xié)議是公開(kāi)的，而ProLINK則是基于Profile上的。

二、RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)

目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一

種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單

端通訊。

收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器

時(shí)是2腳相對(duì)7腳（信號(hào)地）的電平。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)

據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5~+15V,負(fù)電平在-5~-15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，

線上為T(mén)TL,從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電

平。接收器典型的工作電平在+3~+12V與-3~-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為

2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為

約15米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)

的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3~7kQo所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。

其有關(guān)電氣參數(shù)參見(jiàn)表1。

規(guī)定RS232RS422R485

工作方式單端差分差分

節(jié)點(diǎn)數(shù)1收1發(fā)1發(fā)10收1發(fā)32收

最大傳輸電纜長(zhǎng)度50英尺400英尺400英尺

最大傳輸速率20Kb/S10Mb/s10Mb/s

最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓+/-25V-0.25V-+6V-7V-+12V

驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平（負(fù)載最小值）負(fù)載+/-5V~+/-15V+/-2.0V+A1.5V

驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平（空載最大值）空載+/-25V+/-6V+/-6V

驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗（Q）3K~7K10054

擺率（最大值）30V/psN/AN/A

接收器輸入電壓圍+/-15V-10V-+10V-7V-+12V

接收器輸入門(mén)限+/-3V+/-200mV+/-200mV

接收器輸入電阻（Q）3K~7K4K（最?。?gt;12K

驅(qū)動(dòng)器共模電壓-3V~+3V?1V~+3V?1V~+3V

接收器共模電壓?7V~+7V?7V~+12V-7V~+12V

三、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)

1.平衡傳輸

RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱(chēng)作平衡傳輸，

它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線定義為A,另一線定義為Bo

通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2~+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在

-2-6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422

中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起

作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱(chēng)作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。

接收器也作與發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定，收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)

在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于-200mV時(shí)，輸出負(fù)邏輯

電平。接收器接收平衡線上的電平圍通常在200mV至6V之間。

2.RS-422電氣規(guī)定

RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱(chēng)是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。實(shí)

際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更

強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主

設(shè)備（Master）,其余為從設(shè)備（Salve）,從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多

的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發(fā)端最大負(fù)載能力是10x4k+100Q（終接電阻卜

RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任

何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）

實(shí)現(xiàn)。

RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/so其平

衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有

在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速

率僅為1Mb/So

RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可

不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。

RS-422有關(guān)電氣參數(shù)見(jiàn)表1

3.RS-485電氣規(guī)定

由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422

相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與

四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通

而采用四線連接時(shí)，與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信，即只能有一個(gè)主（Master）

設(shè)備，其余為從設(shè)備，但它比RS-422有改進(jìn)，無(wú)論四線還是二線連接方式總線上可多接

至432個(gè)設(shè)備。

RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之

間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12k,RS-422是4k;

RS-485滿(mǎn)足所有RS-422的規(guī)，所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。

RS-485有關(guān)電氣規(guī)定參見(jiàn)表1o

RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/so平

衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。

只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為

1Mb/s0

RS-485需要2個(gè)終接電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可

不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端

4、干接點(diǎn)信號(hào)

干接點(diǎn)的定義：無(wú)源開(kāi)關(guān)；具有閉合和斷開(kāi)的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間沒(méi)有極性，可以互換;

常見(jiàn)的干接點(diǎn)信號(hào)有：

1、各種開(kāi)關(guān)如：限位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、腳踏開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)等；

2、各種按鍵；

3、各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動(dòng)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(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器；

4、繼電器、干簧管的輸出；

有干接點(diǎn)就有濕接點(diǎn)。

濕接點(diǎn)的定義是：有源開(kāi)關(guān)；具有有電和無(wú)電的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間有極性，不能反接;

常見(jiàn)的濕接點(diǎn)信號(hào)有：

1、如果把以上的干接點(diǎn)信號(hào)，接上電源，再跟電源的另外一極，作為輸出，就是濕接點(diǎn)信

號(hào)；工業(yè)控制上，常用的濕接點(diǎn)的電壓圍是DCO~30V，比較標(biāo)準(zhǔn)的是DC24V;AC110-

220V的輸出也可以是濕接點(diǎn)，盡管這樣做比較少；

2、把TTL電平輸出作為濕接點(diǎn)，也未嘗不可；一般情況下，TTL電平需要帶緩沖輸出的，

例如:7407、245、244等，與VCC等構(gòu)成回路；244、245也可以跟gnd構(gòu)成回路；才

能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)方的光耦。

3、NPN三極管的集電極輸出和VCC;

4、達(dá)林頓管的集電極輸出和VCC;

5、紅外反射傳感器和對(duì)射傳感器的輸出；

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，采用干接點(diǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于濕接點(diǎn)，這是因?yàn)楦山狱c(diǎn)沒(méi)有極性帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)：

1、隨便接入，降低工程成本和工程人員要求，提高工程速度

2、處理干接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量數(shù)量多

3、連接干接點(diǎn)的導(dǎo)線即使長(zhǎng)期短路既不會(huì)損壞本地的控制設(shè)備，也不會(huì)損壞遠(yuǎn)方的設(shè)備

4、接入容易，接口容易統(tǒng)一

換種說(shuō)法：

干接點(diǎn)：無(wú)源開(kāi)關(guān)；具有閉合和斷開(kāi)的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間沒(méi)有極性，可以互換；

濕接點(diǎn)：有源開(kāi)關(guān)；具有有電和無(wú)電的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間有極性，不能反接

干接點(diǎn)是對(duì)濕接點(diǎn)而言，所謂濕接點(diǎn)，是一個(gè)開(kāi)關(guān)加一個(gè)電源，閉合時(shí)有一定電壓，不用檢

測(cè)電路提供電流。干接點(diǎn)閉合時(shí)沒(méi)有電壓，電流靠檢測(cè)電路提供。

我們所說(shuō)的干接點(diǎn)通常是指無(wú)源接點(diǎn)也就是接點(diǎn)不提供電源對(duì)于此接點(diǎn)來(lái)說(shuō)電源是外供

的干接點(diǎn)和濕接點(diǎn)

干接點(diǎn)指的是純粹的開(kāi)關(guān)，就像一個(gè)繼電器接點(diǎn)或手動(dòng)的開(kāi)關(guān)。兩個(gè)狀態(tài)是“通”和“斷

濕接點(diǎn)指的是串聯(lián)了電源的干接點(diǎn)。兩個(gè)狀態(tài)是“有電壓”和“高阻態(tài)

干接點(diǎn)和濕接點(diǎn)的定義、使用場(chǎng)合和調(diào)理方法

干接點(diǎn)好像是俗稱(chēng)，但是，實(shí)際上，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，已經(jīng)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的名詞了。

干接點(diǎn)的定義：

無(wú)源開(kāi)關(guān)；具有閉合和斷開(kāi)的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間沒(méi)有極性，可以互換；

常見(jiàn)的干接點(diǎn)信號(hào)有：

1、各種開(kāi)關(guān)如：限位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、腳踏開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)等；

2、各種按鍵；

3、各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動(dòng)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(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器；

4、繼電器、干簧管的輸出；

有干接點(diǎn)就有濕接點(diǎn)。濕接點(diǎn)的定義是:

有源開(kāi)關(guān)；具有有電和無(wú)電的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間有極性，不能反接;

常見(jiàn)的濕接點(diǎn)信號(hào)有：

1、如果把以上的干接點(diǎn)信號(hào)，接上電源，再跟電源的另外一極，作為輸出，就是濕接點(diǎn)

信號(hào)；工業(yè)控制上，常用的濕接點(diǎn)的電壓圍是DCO~30V，比較標(biāo)準(zhǔn)的是DC24V;AC110~

220V的輸出也可以是濕接點(diǎn)，盡管這樣做比較少；

2、把TTL電平輸出作為濕接點(diǎn)，也未嘗不可；一般情況下，TTL電平需要帶緩沖輸出的，

例如:7407、245、244等，與VCC等構(gòu)成回路；244、245也可以跟gnd構(gòu)成回路；才

能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)方的光耦。

3、NPN三極管的集電極輸出和VCC;

4、達(dá)林頓管的集電極輸出和VCC;

5、紅外反射傳感器和對(duì)射傳感器的輸出；

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，采用干接點(diǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于濕接點(diǎn)，這是因?yàn)楦山狱c(diǎn)沒(méi)有極性帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)：

1、隨便接入，降低工程成本和工程人員要求，提高工程速度

2、處理干接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量數(shù)量多

3、連接干接點(diǎn)的導(dǎo)線即使長(zhǎng)期短路既不會(huì)損壞本地的控制設(shè)備，也不會(huì)損壞遠(yuǎn)方的設(shè)備

4、接入容易，接口容易統(tǒng)一

干接點(diǎn)和濕接點(diǎn)的調(diào)理方法：

采用光耦的光電隔離。

干接點(diǎn)的接入光耦，順序如下：

VCC-》限流電阻-》光耦LED-》干接點(diǎn)1-》干接點(diǎn)2-》GND

也可以：

VCC-》干接點(diǎn)1-》干接點(diǎn)2-》限流電阻-》光耦LED-》GND

溫接點(diǎn)的接入光耦，順序如下：

濕接點(diǎn)1-》限流電阻-》光耦LED-》濕接點(diǎn)2

濕接點(diǎn)如果是DC電源，如果濕接點(diǎn)1和2反了，顯然打不開(kāi)光耦;

濕接點(diǎn)如果是AC電源，可以相反；

舉一個(gè)研華的8路繼電器輸出及8路隔離數(shù)字量輸入卡PCI-1760的例子說(shuō)明干接點(diǎn)和濕接

點(diǎn)已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的名詞了。"PCI-1760是一款PCI總線的繼電器輸出及隔離數(shù)字量輸出卡。

它有8路光隔離數(shù)字量輸入，在噪聲環(huán)境下為采集數(shù)字量輸入提供2500VDC的隔離保護(hù)；

它帶有8個(gè)繼電器，可以用作開(kāi)關(guān)控制式小型電源斷路開(kāi)關(guān)。2個(gè)可由用戶(hù)定義的隔離脈寬

調(diào)制PWM輸出。為了便于監(jiān)控，每個(gè)繼電器都配有一個(gè)紅色的LED指示燈，用來(lái)顯示器

開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。每個(gè)隔離輸入都同時(shí)支持干接點(diǎn)和濕接點(diǎn)信號(hào)，這樣到外部電路無(wú)電源時(shí)也能

對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集?！?/p>

參見(jiàn)下圖：

專(zhuān)業(yè)電子元?件交易網(wǎng)

注意：

1、PCI-1760上有一個(gè)DC/DC的模塊，模塊的輸出給干接點(diǎn)提供與PC隔離的電源；

2、采用跳線選擇干接點(diǎn)還是濕接點(diǎn)輸入；

二、模擬信號(hào)視頻

1、非平衡信號(hào)與平衡信號(hào)

模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中，如果被直接傳送就是非平衡信號(hào)，如果把信號(hào)反相，然后同時(shí)傳送

反相的信號(hào)和原始信號(hào)，就叫做平衡信號(hào)，平衡信號(hào)送入差動(dòng)放大器，原信號(hào)和反相位信號(hào)

相減，得到加強(qiáng)的原始信號(hào)，由于在傳送中，兩條線路受到的干擾差不多，在相減的過(guò)程中，

減掉了一樣的干擾信號(hào)，因此更加抗干擾。這種在平衡式信號(hào)線中抑制兩極導(dǎo)線中所共同有

的噪聲的現(xiàn)象便稱(chēng)為共模抑制。所以平衡線路只需要在輸入輸出信號(hào)增加一個(gè)差動(dòng)放大器就

可以實(shí)現(xiàn)。

三、芯片

1、封裝

集成電路芯片的封裝形式

自從美國(guó)Intel公司1971年設(shè)計(jì)制造出4位微處a理器芯片以來(lái)，在20多年時(shí)間，CPU

從lntel4004、80286、80386、80486發(fā)展到Pentium和Pentiumll,數(shù)位從4位、8位、

16位、32位發(fā)展到64位;主頻從幾兆到今天的400MHz以上，接近GHzjCPU芯片里集成

的晶體管數(shù)由2000個(gè)躍升到500萬(wàn)個(gè)以上泮導(dǎo)體制造技術(shù)的規(guī)模由SSLMSI、LSI、VLSI

達(dá)到ULSIO封裝的輸入/輸出（I/O）引腳從幾十根，逐漸增加到幾百根，下世紀(jì)初可能達(dá)

2千根。這一切真是一個(gè)翻天覆地的變化。

對(duì)于CPU,讀者已經(jīng)很熟悉了，286、386、486、Pentium、PentiumII、Celeron、

K6、K6-2……相信您可以如數(shù)家珍似地列出一長(zhǎng)串。但談到CPU和其他大規(guī)模集成電路

的封裝，知道的人未必很多。所謂封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著

安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用，而且還是溝通芯片部世界與外部電路

的橋梁—芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過(guò)印制板上的導(dǎo)線

與其他器件建立連接。因此，封裝對(duì)CPU和其他LSI集成電路都起著重要的作用。新一代

CPU的出現(xiàn)常常伴隨著新的封裝形式的使用。

芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷了好幾代的變遷，從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,

技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，包括芯片面積與封裝面積之比越來(lái)越接近于1,適用頻率越來(lái)越

高，耐溫性能越來(lái)越好，引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方

便等等。

下面將對(duì)具體的封裝形式作詳細(xì)說(shuō)明。

一、DIP封裝

70年代流行的是雙列直插封裝，簡(jiǎn)稱(chēng)DIP(DualIn-linePackage)。DIP封裝結(jié)構(gòu)具有以下

特點(diǎn)：

1.適合PCB的穿孔安裝；

2.比TO型封裝(圖1)易于對(duì)PCB布線；

3.操作方便。

DIP封裝結(jié)構(gòu)形式有:多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線框架式

DIP(含玻璃陶瓷封接式，塑料包封結(jié)構(gòu)式，陶瓷低熔玻璃封裝式)，如圖2所示。

衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1

越好。以采用40根I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝(PDIP)的CPU為例，其芯片面積/封

裝面積=3x3/15.24x50=1:86,離1相差很遠(yuǎn)。不難看出，這種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大，說(shuō)明

封裝效率很低，占去了很多有效安裝面積。

Intel公司這期間的CPU如8086、80286都采用PDIP封裝。

二、芯片載體封裝

80年代出現(xiàn)了芯片載體封裝，其中有陶瓷無(wú)引線芯片載體LCCC(LeadlessCeramicChip

Carrier),塑料有引線芯片載體PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)、小尺寸封裝SOP(Small

OutlinePackage)、塑料四邊引出扁平封裝PQFP(PlasticQuadFlatPackage),封裝結(jié)構(gòu)

形式如圖3、圖4和圖5所示。

以0.5mm焊區(qū)中心距，208根I/O引腳的QFP封裝的CPU為例，外形尺寸28><28mm,

芯片尺寸10x10mm,則芯片面積/封裝面積=10x10/28x28=1:7.8,由此可見(jiàn)QFP比DIP

的封裝尺寸大大減小。QFP的特點(diǎn)是：

1.適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線；

2.封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用；

3.操作方便；

4.可靠性高。

在這期間，Intel公司的CPU,如Intel80386就采用塑料四邊引出扁平封裝PQFP。

三、BGA封裝

90年代隨著集成技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)備的改進(jìn)和深亞微米技術(shù)的使用，LSI、VLSI、ULSI相繼

出現(xiàn)，硅單芯片集成度不斷提高，對(duì)集成電路封裝要求更加嚴(yán)格，I/O引腳數(shù)急劇增加，功

耗也隨之增大。為滿(mǎn)足發(fā)展的需要，在原有封裝品種基礎(chǔ)上，又增添了新的品種——球柵陣

列封裝,簡(jiǎn)稱(chēng)BGA(BallGridArrayPackage)。如圖6所示。

BGA一出現(xiàn)便成為CPU、南北橋等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引腳封

裝的最佳選擇。其特點(diǎn)有：

1.1/0引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距遠(yuǎn)大于QFP,從而提高了組裝成品率；

2.雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，簡(jiǎn)稱(chēng)C4焊接，從而可以改善它

的電熱性能:

3.厚度比QFP減少1/2以上，重量減輕3/4以上；

4.寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高；

5.組裝可用共面焊接，可靠性高；

6.BGA封裝仍與QFP、PGA一樣，占用基板面積過(guò)大；

Intel公司對(duì)這種集成度很高(單芯片里達(dá)300萬(wàn)只以上晶體管)，功耗很大的CPU芯片，如

Pentium,PentiumPro、PentiumII采用陶瓷針柵陣列封裝CPGA和陶瓷球柵陣列封裝

CBGA,并在外殼上安裝微型排風(fēng)扇散熱，從而達(dá)到電路的穩(wěn)定可靠工作。

四、面向未來(lái)的新的封裝技術(shù)

BGA封裝比QFP先進(jìn)，更比PGA好，但它的芯片面積/封裝面積的比值仍很低。

Tessera公司在BGA基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，研制出另一種稱(chēng)為pBGA的封裝技術(shù)，按0.5mm焊

區(qū)中心距，芯片面積/封裝面積的比為1:4,比BGA前進(jìn)了一大步。

1994年9月日本三菱電氣研究出一種芯片面積/封裝面積=1:1.1的封裝結(jié)構(gòu)，其封裝外形尺

寸只比裸芯片大一點(diǎn)點(diǎn)。也就是說(shuō)，單個(gè)IC芯片有多大，封裝尺寸就有多大，從而誕生了

一種新的封裝形式，命名為芯片尺寸封裝，簡(jiǎn)稱(chēng)CSP(ChipSizePackage或ChipScale

Package)0

CSP封裝具有以下特點(diǎn)：

1.滿(mǎn)足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要；

2.解決了IC裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測(cè)試和老化篩選的問(wèn)題；

3.封裝面積縮小到BGA的1/4至1/10,延遲時(shí)間縮小到極短。

曾有人想，當(dāng)單芯片一時(shí)還達(dá)不到多種芯片的集成度時(shí)，能否將高集成度、高性能、高可靠

的CSP芯片(用LSI或IC)和專(zhuān)用集成電路芯片(ASIC)在高密度多層互聯(lián)基板上用表面安裝

技術(shù)(SMT)組裝成為多種多樣電子組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)。由這種想法產(chǎn)生出多芯片組件

MCM(MultiChipModel)0它將對(duì)現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、通訊業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

MCM的特點(diǎn)有：

1.封裝延遲時(shí)間縮小，易于實(shí)現(xiàn)組件高速化；

2.縮小整機(jī)/組件封裝尺寸和重量，一般體積減小1/4,重量減輕1/3;

3.可靠性大大提高。

隨著LSI設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝的進(jìn)步及深亞微米技術(shù)和微細(xì)化縮小芯片尺寸等技術(shù)的使用，人們

產(chǎn)生了將多個(gè)LSI芯片組裝在一個(gè)精密多層布線的外殼形成MCM產(chǎn)品的想法。進(jìn)一步又產(chǎn)

生另一種想法:把多種芯片的電路集成在一個(gè)大圓片上，從而又導(dǎo)致了封裝由單個(gè)小芯片級(jí)

轉(zhuǎn)向硅圓片級(jí)(waferlevel)封裝的變革，由此引出系統(tǒng)級(jí)芯片SOC(SystemOnChip)和電腦

級(jí)芯片PCOC(PCOnChip)o

隨著CPU和其他ULSI電路的進(jìn)步，集成電路的封裝形式也將有相應(yīng)的發(fā)展，而封裝形式

的進(jìn)步又將反過(guò)來(lái)促成芯片技術(shù)向前發(fā)展。

芯片封裝形式

封裝形式是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼。它不僅起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片

及增強(qiáng)電熱性能等方面的作用，而且還通過(guò)芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，

這些引腳又通過(guò)印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連接。衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的

重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1越好。

封裝大致經(jīng)過(guò)了如下發(fā)展進(jìn)程：

結(jié)構(gòu)方面:TO-＞DIP-＞LCC-＞QFP-＞BGA-＞CSP;

材料方面：金屬、陶瓷-＞陶瓷、塑料-＞塑料；

引腳形狀：長(zhǎng)引線直插-＞短引線或無(wú)引線貼裝-＞球狀凸點(diǎn)；

裝配方式：通孔插裝-＞表面組裝-＞直接安裝。

DIP-DoubleIn-linePackage—雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，

封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC,存貯

器LSI,微機(jī)電路等。

PLCC-PlasticLeadedChipCarrier-PLCC封裝方式，外形呈正方形，32腳封裝，四周都

有管腳，外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安

裝布線，具有外形尺寸小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

PQFP-PlasticQuadFlatPackage-PQFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細(xì)，一般

大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般都在100以上。

SOP—SmallOutlinePackage--1968~1969年菲為浦公司就開(kāi)發(fā)出小外形封裝（SOP卜以

后逐漸派生出SOJ（J型引腳小外形封裝XTSOP（薄小外形封裝\VSOP（甚小外形封

裝XSSOP（縮小型SOPXTSSOP（薄的縮小型SOP）及SOT（小外形晶體管XSOIC

（小外形集成電路）等。

2、7407

TTL集電極開(kāi)路六正相驅(qū)動(dòng)器

3、7404

TTL集電極開(kāi)路六反相驅(qū)動(dòng)器

4、7400

雙路輸入四與非門(mén)

5、74LS573

雙路輸入四與非門(mén)

6、ULN2003

7、74LS244

8、74LS240

9、74LS245

10、74LS138/238

11、CPLD（EPM7128）

12、1161

13、max691

14、max485/75176

15、mc1489

16、mc1488

17、ICL232/max232

18、89C51

四、分立器件

相對(duì)于微機(jī)型的成套電子設(shè)備而言的。

我國(guó)很多行業(yè)在90年代前使用的電子設(shè)備，包括控制、保護(hù)設(shè)備等大都是分立元件的。主

要是以電阻、電容、線圈乃至更老的晶體管器件所組成的。而目前這些設(shè)備的微機(jī)化改造已

經(jīng)基本完成了。是以集成芯片為主的，其精度和運(yùn)行的可靠性大大增強(qiáng)了

1、封裝

2、電阻：功耗和容值

3、電容

1）獨(dú)石電容

2）瓷片電容

3）電解電容

【電容專(zhuān)題】什么是CBB電容，獨(dú)石電容，電解電容？

1、聚酯（滌綸）電容（CL）

電容量:40p-4u

額定電壓：63-630V

主要特點(diǎn)：小體積，大容量，耐熱耐濕，穩(wěn)定性差

應(yīng)用：對(duì)穩(wěn)定性和損耗要求不高的低頻電路

2、聚苯乙烯電容（CB）

電容量：10p-1u

額定電壓:100V-30KV

主要特點(diǎn)：穩(wěn)定，低損耗，體積較大

應(yīng)用：對(duì)穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路

3、聚丙烯電容（CBB）

電容量:1000p-10u

額定電壓：63-2000V

主要特點(diǎn)：性能與聚苯相似但體積小，穩(wěn)定性略差

應(yīng)用：代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路

4、云母電容（CY）

電容量：10p-0o1u

額定電壓:100V-7kV

主要特點(diǎn)：高穩(wěn)定性，高可靠性，溫度系數(shù)小

應(yīng)用：高頻振蕩，脈沖等要求較高的電路

5、高頻瓷介電容（CC）

電容量:1-6800p

額定電壓：63-500V

主要特點(diǎn)：高頻損耗小，穩(wěn)定性好

應(yīng)用：高頻電路

6、低頻瓷介電容（CT）

電容量：10p--4.7u

額定電壓：50V-100V

主要特點(diǎn)：體積小，價(jià)廉，損耗大，穩(wěn)定性差

應(yīng)用：要求不高的低頻電路

7、玻璃釉電容（CI）

電容量：10p--0.1u

額定電壓：63-400V

主要特點(diǎn)：穩(wěn)定性較好，損耗小，耐高溫（200度）

應(yīng)用：脈沖、耦合、旁路等電路

8、空氣介質(zhì)可變電容器

可變電容量:100-1500p

主要特點(diǎn)：損耗小，效率高；可根據(jù)要求制成直線式、直線波長(zhǎng)式、直線頻率式及對(duì)數(shù)式等

應(yīng)用：電子儀器，廣播電視設(shè)備等

9、薄膜介質(zhì)可變電容器

可變電容量:15-550p

主要特點(diǎn)：體積小，重量輕；損耗比空氣介質(zhì)的大

應(yīng)用：通訊，廣播接收機(jī)等

10、薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器

可變電容量：1-29p

主要特點(diǎn)：損耗較大，體積小

應(yīng)用：收錄機(jī)，電子儀器等電路作電路補(bǔ)償

11、陶瓷介質(zhì)微調(diào)電容器

可變電容量：0o3-22p

主要特點(diǎn)：損耗較小，體積較小

應(yīng)用：精密調(diào)諧的高頻振蕩回路

12、獨(dú)石電容

容量圍:0.5PF-1UF

耐壓：二倍額定電壓

主要特點(diǎn)：電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好,溫度系數(shù)很高

應(yīng)用圍：廣泛應(yīng)用于電子精密儀器,各種小型電子設(shè)備作諧振、耦合、濾波、旁路。

獨(dú)石又叫多層瓷介電容，分兩種類(lèi)型,I型性能挺好，但容量小，一般小于0.2U,另一種叫

II型，容量大，但性能一般。

13、鋁電解電容

電容量:0.47-1OOOOu

額定電壓：6.3-450V

主要特點(diǎn)：體積小，容量大，損耗大，漏電大

應(yīng)用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等

14、鋁電解電容（CA）銀電解電容（CN）

電容量:0.1-1000U

額定電壓：6.3-125V

主要特點(diǎn)：損耗、漏電小于鋁電解電容

應(yīng)用：在要求高的電路中代替鋁電解電容

摘錄電解電容廠家的“鋁電解電容器適用指南”如下：

一.電路設(shè)計(jì)

(1)鋁電解電容分正負(fù)極，不得加反向電壓和交流電壓，對(duì)可能出現(xiàn)反向電壓的地方應(yīng)使

用無(wú)極性電容。

(2)對(duì)需要快速充放電的地方，不應(yīng)使用鋁電解電容器，應(yīng)選擇特別設(shè)計(jì)的具有較長(zhǎng)壽命

的電容器。

(3)不應(yīng)使用過(guò)載電壓

(4)流電壓與紋波電壓疊加后的峰值電壓低于額定值。

(5)兩個(gè)以上電解電容串聯(lián)的時(shí)候要考慮使用平衡電阻器，使得各個(gè)電容上的電壓在其額

定的圍。

(6)設(shè)計(jì)電路板時(shí)，應(yīng)注意電容防爆閥上端不得有任何線路，，并應(yīng)留出2mm以上的空隙。

(7)電解也主要化學(xué)溶劑及電解紙為易燃物，且電解液導(dǎo)電。當(dāng)電解液與pc板接觸時(shí)，

可能腐蝕pc板上的線路。，以致生煙或著火。因此在電解電容下面不應(yīng)有任何線路。

(8)設(shè)計(jì)線路板向背應(yīng)確認(rèn)發(fā)熱元器件不靠近鋁電解電容或者電解電容的下面。

①鋁電解電容與鋰電解電容

鋁電解電容的容體比較大，串聯(lián)電阻較大，感抗較大，對(duì)溫度敏感。它適用于溫度變化不大、

工作頻率不高(不高于25kHz)的場(chǎng)合，可用于低頻濾波。鋁電解電容具有極性，安裝時(shí)

必須保證正確的極性，否則有爆炸的危險(xiǎn)。與鋁電解電容相比，但電解電容在串聯(lián)電阻、感

抗、對(duì)溫度的穩(wěn)定性等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，它的工作電壓較低。

②紙介電容和聚酯薄膜電容

其容體比較小，串聯(lián)電阻小，感抗值較大。它適用于電容量不大、工作頻率不高（如1MHz

以下）的場(chǎng)合，可用于低頻濾波和旁路。使用管型紙介電容器或聚酯薄膜電容器時(shí)，可把其

外殼與參考地相連，以使其外殼能起到屏蔽的作用而減少電場(chǎng)耦合的影響。

③云母和陶瓷電容

其容體比很小，串聯(lián)電阻小，電感值小，頻率/容量特性穩(wěn)定。它適用于電容量小、工作頻

率高（頻率可達(dá)500MHz）的場(chǎng)合，用于高頻濾波、旁路、去耦。但這類(lèi)電容承受瞬態(tài)高壓

脈沖能力較弱，因此不能將它隨便跨接在低阻電源線上，除非是特殊設(shè)計(jì)的。

④聚苯乙烯電容器

其串聯(lián)電阻小，電感值小，電容量相對(duì)時(shí)間、溫度、電壓很穩(wěn)定。它適用于要求頻率穩(wěn)定性

高的場(chǎng)合，可用于高頻濾波、旁路、去耦。

就溫漂而言，獨(dú)石為正溫系數(shù)+130左右,CBB為負(fù)溫系數(shù)-230,用適當(dāng)比例并聯(lián)使用，可使溫

漂降到很小。

就價(jià)格而言，但，銀電容最貴，獨(dú)石,CBB較便宜，瓷片最低,但有種高頻零溫漂黑點(diǎn)瓷片稍貴.

云母電容Q值較高，價(jià)格也稍貴。

各種電容的優(yōu)缺點(diǎn)

名稱(chēng)極性?xún)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

無(wú)無(wú)感CBB電無(wú)2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然不適合做大容量，價(jià)格

容后捆綁而成。無(wú)感，高頻特性好，體積較小比較高，耐熱性能較差

瓷片電容無(wú)薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成。體積小，耐易碎！容量低

壓高，價(jià)格低，頻率高（有一種是高頻電容）

CBB電容無(wú)2層聚乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后不適合做大容量，價(jià)格

捆綁而成。有感，高頻特性好比較高，耐熱性能較差

云母電容無(wú)云母片上鍍兩層金屬薄膜容易生產(chǎn)，技術(shù)體積大，容量小，（幾

含量低乎沒(méi)有用了）

獨(dú)石電容無(wú)體積比CBB更小。有感，高頻特性好不適合做大容量，價(jià)格

比較高，耐熱性能較差

電解電容有兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊，轉(zhuǎn)捆后浸高頻特性不好

泡在電解液（含酸性的合成溶液）中。容量

大

鋁電容有金屬鋁作為正極，在電解質(zhì)外噴上金屬作為造價(jià)高（一般用于關(guān)鍵

負(fù)極。穩(wěn)定性好，容量大，高頻特性好地方）

4、電感

在電路中，當(dāng)電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的大小除以電流的大小就是電感，

電感的定義是L=phi/i,單位是韋伯

電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。給一個(gè)線圈通入電流，線圈周?chē)蜁?huì)

產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈就有磁通量通過(guò)。通入線圈的電源越大，磁場(chǎng)就越強(qiáng)，通過(guò)線圈的磁通量就

越大。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)線圈的磁通量和通入的電流是成正比的，它們的比值叫做自感系數(shù),

也叫做電感。如果通過(guò)線圈的磁通量用＜p表示，電流用I表示，電感用L表示，那么L=（p

/I

電感的單位是亨（H）,也常用毫亨（mH）或微亨（uH）做單位。1H=1000mH,

1H=1000000uHo

電感只能對(duì)非穩(wěn)恒電流起作用，它的特點(diǎn)兩端電壓正比于通過(guò)他的電流的瞬時(shí)變化

率（導(dǎo)數(shù)），比例系數(shù)就是它的“自感'

電感起作用的原因是它在通過(guò)非穩(wěn)恒電流時(shí)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而這個(gè)磁場(chǎng)又會(huì)反過(guò)

來(lái)影響電流，所以，這么說(shuō)來(lái)，任何一個(gè)導(dǎo)體，只要它通過(guò)非穩(wěn)恒電流，就會(huì)產(chǎn)生變化的磁

場(chǎng)，就會(huì)反過(guò)來(lái)影響電流，所以任何導(dǎo)體都會(huì)有自感現(xiàn)象產(chǎn)生

在主板上可以看到很多銅線纏繞的線圈，這個(gè)線圈就叫電感，電感主要分為磁心電

感和空心電感兩種，磁心電感電感量大常用在濾波電路，空心電感電感量較小，常用于高頻

電路。

電感的特性與電容的特性正好相反，它具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的

特性。電感的特性是通直流、阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感器在電路中經(jīng)常和電

容一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了阻流

圈、變壓器、繼電器等。

【電感器的種類(lèi)】

按照外形，電感器可分為空心電感器（空心線圈）與實(shí)心電感器（實(shí)心線圈）。按照工作性

質(zhì)，電感器可分為高頻電感器（各種天線線圈、振蕩線圈）和低頻電感器（各種扼流圈、濾波線

圈等）。按照封裝形式，電感器可分為普通電感器、色環(huán)電感器、環(huán)氧樹(shù)脂電感器、貼片電

感器等。按照電感量，電感器可分為固定電感器和可調(diào)電感器。

電感的作用：通直流，阻交流

通直流:所謂通直流就是指在直流電路中，電感的作用就相當(dāng)于一根導(dǎo)線，不起任何作用.

阻交流:在交流電路中,電感會(huì)有阻抗，即XL,整個(gè)電路的電流會(huì)變小，對(duì)交流有一定的阻礙作

用

5、電源轉(zhuǎn)換模塊

交直流變化電壓變換

6、接線端子

7、LED發(fā)光管

8、8字（共陽(yáng)和共陰）

9、三極管2N5551

硅NPN型小功率高頻三極管

10、蜂鳴器

五、單片機(jī)最小系統(tǒng)

1、單片機(jī)

2、看門(mén)狗和上電復(fù)位電路

3、晶振和瓷片電容/電阻

六、串行接口芯片

1、eeprom

記憶存儲(chǔ)器

2、串行I/O接口芯片

3、串行AD、DA

本文簡(jiǎn)單介紹MAXIM公司生產(chǎn)的串行AD芯片MAX1241及串行DA芯片MAX539的接口

及編程，并簡(jiǎn)要介紹SPI總線的使用方法。

關(guān)鍵詞：串行AD;串行DA;SPI總線

芯片介紹

MAX1241是低功耗,12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器洪有8個(gè)管腳，工作電壓為+2.7~+5.5V,連續(xù)

AD轉(zhuǎn)換時(shí)間為7.52,跟蹤時(shí)間為1.5即,片上自備時(shí)鐘及采樣保持電路。在芯片以73ksps

最大采樣速率工作時(shí)，消耗功率僅為37mw(Vdd=3V)。關(guān)閉模式也可以降低功耗，但這時(shí)傳輸

速率也會(huì)降低。

MAX1241需要一個(gè)外部參考電壓，參考電壓輸入圍一般為0~2.5V,MAX1241能接收的

電壓圍為0~2.5V,輸入電壓過(guò)大會(huì)燒掉芯片,一般不應(yīng)超過(guò)3V。

MAX1241具有一個(gè)3線連續(xù)接口，直接與微控制器的I/O口相連，并與SPI和

MICROWIRE接口相兼容。SPI接口是一種三線制接口,這三線分別是片選線CS,數(shù)據(jù)線

DOUT,時(shí)鐘信號(hào)線SCLK°SCLK的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)位為先高后低依次出現(xiàn)。MAX1241

部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)把MAX1241的模式控制端SHDN置低時(shí)，芯片處于關(guān)閉模式或稱(chēng)休眠模式，此時(shí)工作

電流低于15pA,置高后，它能在4|js從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)。如不使用，可以接高電平或懸

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