单片机外围电路设计攻略V0

1、单片机硬件电路设计攻略单片机常用元器件设计:电阻对于电阻，想必大家都觉得简单，没有什么好说的。其实电阻的应该还是非常广泛的，在不同的应用场合其作用是完全不同的。本人将总结其基本用法，及容易被忽略的地方。概念电阻（Resistance通常用“咪示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小,电子流通量越大，反之亦然。而超导体则没有电阻。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时

2、电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm）,简称欧，符号是Q（希腊字母，读作Omega）,1Q=1V/A比较大的单位有千欧（kQ）、兆欧（MQ）（兆二百万,即100万）。KQ（千欧），MQ（兆欧），他们的换算关系是：1TQ=1000GR1GQ=1000MQ;1MQ=1000Kq1KQ=1000。（也就是一千进率）两个电阻并联式也可表示为串联：R=R1+R2+.+Rn并联：1/R=1/R1+1/R2+.+

3、1/Rn两个电阻并联式也可表示为R=R1R2/（R1+R2定义式：R=U/I决定式：R=pL/S（表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积）电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。如：玻璃，碳在温度一定的情况下，有公式R=pl/s其中的p就是电阻率，l为材料的长度，单位为m,s为面积，单位为平方米。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。电阻物理量：1欧电压产生一欧电

4、流则为1欧电阻。另外电阻的作用除了在电路中用来控制电流电压外还可以制成发热元件等。电阻的封装电阻的封装有表面贴和轴向的封装。轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思；表面贴电阻的封装最常用的就是0805;当然还有更大的；但是更大的电阻不是很常用的。贴片电阻知识封装贴片电阻常见封装有9种，用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA（美国电子工业协会）代码，前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种是米制代码，也由4位数字表示，其单位为毫米。下表列出贴片电阻封装英制和公制

5、的关系及详细的尺寸：长3寄stub(nch)innm(m>im”(m)irrni(rwnnQ2Q1的。3u.n±ojo«1112ado.ia±a,D&0.15土QQ5040210051.OHOid0.5d±0.10o.aiHOia3.20±a.100.25±0dJ1日081命,015工配工0J5。.血010D.MhOJOC.3010J&2012JOHO20125±O15051HoW0如。MB心WG如15io3201020250t030055*010D50±020闻24fl32459102032

6、0t020055*010dsota20C50+020如。50255岫UM25cM200551010060*0.200C01D20251?讽3?工制印2DQ55ml口0BOtO?0口晒。21）封装与功率对应值英制(mil)公制(mm)额定功率(W)70°C020106031/20040210051/16060316081/10080520121/8120632161/4121032251/3181248321/2201050253/4251264321国内贴片电阻的命名方法：1、5%精度的命名：RS-05K102JT2、1%精度的命名：RS-05K1002FTR表示电阻S表示功率040

7、2是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。05表示尺寸(英寸)：02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。K表示温度系数为100PPM,1025%精度阻值表示法：前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Q,102=10000Q=1KQ。1002是1%阻值表示法：前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是Q,1002=1000000=10KQoJ表示精度为

8、5%、F表示精度为1%。T-表示编带包装电阻应用电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等。电阻通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻，近年来还广泛应用的片状电阻电阻器型号命名：R代表电阻，T碳膜，J金属，X线绕，是拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是RT型的。而红颜色的电阻，是RJ型的。按照功率可以分为小功率电阻和大功率电阻。大功率电阻通常是金属电阻，实际上应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可

9、以有10W以上的功率；在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。金属电阻通常是作为负载，或者作为小设备的室外加热器，如，在CCTV勺一些解码器箱和全天候防护罩中可以看到。电阻在电路中起到限流、分压等作用。通常1/8W电阻已经完全可以满足使用。但是，在作为7段LED中，要考虑到LED的压降和供电电压之差，再考虑LED的最大电流，通常是20mA（超高亮度的LED,如果是2X6（2排6个串联），则电流是40mA。不同厂家选用不同材料的，具压降也有所不同。所以需要加上电实测一下。但是，不要让单只LED的电流超出20mA,这时加大电流亮度也不会增加，但是LED的寿命会下降，限流电阻的大小就是压

10、降除以电流。电阻的功率随之可以算出。电位器电位器就是可调电阻。它的阻值在1nQ之间变化。如N=102=1（X10的2次方,也就是1000欧姆，1KQ。同理，502=5KQ。电位器又分单圈和多圈电位器。单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前放在一个固定的位置上，不在2头；多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调；多圈电位器又分成顶调和侧调2种,主要是电路板调试起来方便。有些是仪器仪表设备，通常是模拟电路，有一些不确定的因素，需要调节才能达到最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东西，如电压和电流，也需要一个电位器。排电阻是sipn的封装，比较常用的就是

11、阻值502和103的9脚的电阻排；象sip9就是8个电阻封装在一起，8个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点表示。排电阻通常为黑色，也有黄色；51系统的P0需要一个排电阻上拉，否则，作为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出的时候，接7407是可以的，不需要上拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看51的P0的结构；没有兴趣，依的产画瓢，照做没错。光敏电阻当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。使用光敏电阻可以检测光强的变化。3限流电阻电阻作为限流应该是最常用的应用之一，对于单片机外围设计来说，电阻的应用非常重要，在很多时候，我们必

12、须在单片机的I/O端口上连接一个限流电阻，保证外围电路不会应用短路、过载等原因烧坏单片机的I/O端口，甚至整个单片机。对于限流，想必大家都很清楚，可是在选择电阻阻值时，你的标准是什么？你知道单片机端口是最大输入电流吗？知道单片机的最大输出电流吗？知道单片机端口能承受的最大电压吗？面对这些问题，恐怕很多人都是知其然不知其所以然，完全凭靠经验获取，并没有完全按照电路的要求计算取值。为此，在这里提出这些问题，并不想教大家怎么去计算这些值，知道欧姆定律的人都应该知道该怎么计算吧，所以，只是希望大家在选择之前，先了解单片机的这些参数，然后，根据参数进行计算。在计算时一定要留一定的预留空间。IOL,IOH

13、究竟指的是什么？在看一些元器件的DATASHEET：件时，经常会碰到元器件的参数，IOL,IOH,IIL,IIH,我也知道他们指的是输入输出高低电平时的最大最小电流，但在连接时他们之间的匹配问题一直很模糊，如：IOL=1.5MA;IOH=-300UA另一个的输入为：IIL=-100UA;IIH=10UA;他们之间是否能直接相接？IOL,IOH究竟指的是什么？是驱动么?IIL和IIH表示输入高低电平时的电流值，-号表示从器件流出电流。IOL和IOH表示输出为低、高电平时的电流值，同样-号表示从器件流出的电流。你所说的第一个器件表示在输出低电平的时候可以吸收（流入）1.5mA电流，输出为高电平的时

14、候，可以输出300uA电流。第二个器件表示在输入低的时候会流出100uA电流，输入高的时候将吸收10uA电流。|IOL|>|IIL|,|IOH|>|IIH|,就表示输出器件可以带动输入器件。上下拉电阻电阻的又一应用就是上下拉电阻，上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用。下拉同理。也是是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平。上拉是对器件输入电流，下拉是输出电流；强弱只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分；对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。?1当TTL

15、电路驱动CMOS电路时，如果电路输出的高电平低于CMOS电路的最低高电平（一般为3.5V）,这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。?2OC门电路必须使用上拉电阻，以提高输出的高电平值。?3为增强输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。?4在CMOS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻以降低输入阻抗，提供泄荷通路。?5芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限，增强抗干扰能力。?6提高总线的抗电磁干扰能力，管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰?7长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上、下拉电阻是电阻匹配

16、,有效的抑制反射波干扰。上拉电阻就是从电源高电平引出的电阻接到输出端?1如果电平用OC像电极开路，TTL或OD0S极开路，CMOS）俞出，那么不用上拉电阻是不能工作的，这个很容易理解，管子没有电源就不能输出高电平了。?2如果输出电流比较大，输出的电平就会降低（电路中已经有了一个上拉电阻，但是电阻太大，压降太高），就可以用上拉电阻提供电流分量，把电平拉高”。（就是并一个电阻在IC内部的上拉电阻上，这时总电阻减小，总电流增大）。当然管子按需要工作在线性范围的上拉电阻不能太小。当然也会用这个方式来实现门电路电平的匹配。为什么要使用上拉电阻一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持

17、在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态，具体视设计要求而定！一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似于一个三极管的C,当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上拉电阻，也就是说，该端口正常时为高电平；C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻。上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的问题的。一般说法是上拉增大电流，下拉电阻是用来吸收电流。5典型应用?1固定

18、电平在外设没有收到控制时，我们需要把某一外设或单片机I/O端口固定在某一固定电平上时，需要根据需要接上下拉电阻，例如：上图中，对于按键输入来说，在没有按下按键时，如果没有上拉电阻的存在，单片机端口将处于悬乎状态，没有确定电平，当然如果有内部上拉电阻的单片机除外，加上上拉电阻会，在没有按键时，单片机端口保持高电平，有按键时，单片机端口将输入低电平。而对于蜂鸣器来说，由于和按键有同样的效果，不加上拉电阻，无法区别在没有单片机控制时，三极管的工作状态，所以，必须加上上拉电阻以保障无单片机控制时，三极管截止，蜂鸣器不工作。?2电平输入有时候由于器件自身设计的原因，如果不接外部上下拉电阻，设备无法正常实

19、现高低电平的转换。例如，对于开漏输出的I2C总线来说，如果不接上拉电阻，其只能输出低电平，无法实现高电平输出，加上上拉电阻，保证在没有控制信号时，通过上拉电阻实现高电平。、电容电容，作为电子电路的又一基本元器件，大家也是熟悉不过的了。下面我们谈谈电容的一些基本应用及注意事项。但是，由于电容的应用非常广泛，未必能面面俱到，如果有网友觉得没有谈到的地方，希望公共完善。概念电容（Capadtance）亦称作电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C,国际单位是法拉（F）o一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电

20、荷量则称为电容。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电容（或称电容量）是表现电容器容纳电荷本领的物理量电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。在电路学里，给定电势差，电容器储存电荷的能力，称为电容（capacitances）,标记为C。采用国际单位制，电容的单位是法拉（farad）,标记为F。电容的符号是CC=£S/d=£S/

21、4k&）=Q/U在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（B、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：1法拉（F）=1000毫法（mF）=1000000微法（D1微法（NB=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）电容与电池容量的关系:1伏安时=1瓦时=3600焦耳w=0.5cuu一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即:C=£S/4冗kd其中，e是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极

22、板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器，电容为C=£S/d（e为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离）。定义式：C=Q/U电容器的电势能计算公式：E=CUA2/2=QU/2=QA2/2C多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+Cn多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+-+1/Cn三电容器用联：C=（C1*C2*C3）/（C1*C2+C2*C3+C1*C3电容是指容纳电场的能力。任何静电场都是由许多个电容组成，有静电场就有电容，电容是用静电场描述的。一般认为：孤立导体与无穷远处构成电容，导体接地等效于接到无穷远处，并与大地连接成整体。电容的种类根

23、据电容在电路中的不同位置，电容表现着不同的状态，常见的分类如下:?1按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器;?2按电解质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等；?3按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器；?4频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器；?5低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器;?6滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体锂电容器;?7调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器;?8高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯

24、电容器;?9低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体锂电容器；?10小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体锂电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。贴片电容知识贴片电容的材质种类特性：?1COG/NPO,1类介质高频电容，温度系数可达20PPM,精度可达5%,属于高档电容，容量很小，通常在pF级。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55C到125c时容量变化为0±30ppm/S,电容量随频率的变化小于±0.3A(NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%相对大于

25、±2%勺薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。封装DC=50VDC=100V08050.5-1000pF0.5-820pF12060.5-1200pF0.5-1800pF1210560-5600pF560-2700pF22251000pF-0.033fF1000pF-0.018口NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。?2X7R2类介质中频电容，温度系数为+-1

26、5%,容量较大，常用于各种旁路，耦合，滤波电路中，精度在+-10%X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55C到125c时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%AC,表现为10年变化了约5%。X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。封装DC=50VDC=100V0805330pF-0.056.F330pF-0.012口1206

27、1000pF-0.15F1000pF-0.047012101000pF-0.22.F1000pF-0.1口22250.01八-1wF0.01日-0.56WF?3Z5U,陶瓷单片电容器，小尺寸，低成本，老化率可达5%每十年，虽然容量不稳定，但等效用联电感（ESL和等效用联电阻（ESR低，频率响应好，应用范围很广，尤其在退耦电路中应用Z5U电容器称为“通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。尽管

28、它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。封装DC=25VDC=50V08050.01八-0.12产0.01刊0.1012060.01八-0.33产0.01武-0.27口12100.01八-0.68产0.01刊0.47口22250.01八-1产0.01日-10Z5U电容器的其他技术指标如下：工作温度范围10C-85C温度特性22%-56%介质损耗最大4%?4Y5V,2类介质低频电容，温度系数为+30%-80%受温度，电压，时间变化较大。容量精度为+80%

29、-20%Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30C到85c范围内其容量变化可达22%至IJ-82%。Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7口电容器。Y5V电容器的取值范围如下表所示封装DC=25VDC=50V08050.01八-0.39产0.01刊0.1012060.01八-1产0.01日-0.33口12100.1pF-1.5pF0.01住-0.4722250.68wE-2.2pF0.68忙平1.5pFY5V电容器的其他技术指标如下：工作温度范围-30C-85C温度特性22%-82%介质损耗最大5%?5RH和SH,应用较少，不做介绍。介质的性能- C0G电容器具

30、有高温度补偿特性，适合作旁路电容和耦合电容- X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器，适合要求不高的工业应用- Z5U电容器特点是小尺寸和低成本，尤其适合应用于去耦电路- Y5V电容器温度特性最差，但容量大，可取代低容铝电解电容选型参数- 参数：电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸- 材质- 直流偏置效应2 .尺寸：0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225等3 .要示精度：+-0.1pF+-0.25pF+-0.5pF+-5%、+-10%+-20%4 .耐压：4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、250V、500V、1000

31、V、2000V、3000V5 .容量范围：0pF-47uF电容作用*电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如：在电动马达中，用它来产生相移；在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等。而在电子电路中，电容器不同性质的用途尤多，这许多不同的用途，虽然也有截然不同之处，但因其作用均来自充电与放电。下面是一些电容的作用列表：耦合电容：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。滤波电容：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这

32、种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。退耦电容：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。高频消振电容：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。谐振电容：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。旁路电容：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁

33、路电容电路和高频旁路电容电路。中和电容：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。定时电容：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。积分电容：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。微分电容：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。补偿电容：用

34、在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。自举电容：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。分频电容：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以

35、根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。衬垫电容：与谐振电路主电容串联的辅助性电容，调整它可使振荡信号频率范围变小，并能显著地提高低频端的振荡频率。中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。稳频电容：在振荡电路中，起稳定振荡频率的作用定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。加速电容：接在振荡器反馈电路中，使正反馈过程加速，提高振荡信号的幅度。缩短电容：在UHF高频头电路中，为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。

36、克拉波电容：在电容三点式振荡电路中，与电感振荡线圈串联的电容，起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。锡拉电容：在电容三点式振荡电路中，与电感振荡线圈两端并联的电容，起到消除晶体管结电容的影响，使振荡器在高频端容易起振。稳幅电容：在鉴频器中，用于稳定输出信号的幅度。预加重电容：为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失，而设置的RC高频分量提升网络电容。去加重电容：为了恢复原伴音信号，要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉，设置RC在网络中的电容。移相电容：用于改变交流信号相位的电容。反馈电容：跨接于放大器的输入与输出端之间，使输出信号回输到输入端的电容。降压

37、限流电容：串联在交流回路中，利用电容对交流电的容抗特性，对交流电进行限流，从而构成分压电路。逆程电容：用于行扫描输出电路，并接在行输出管的集电极与发射极之间，以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲，其耐压一般在1500伏以上。S校正电容：用接在偏转线圈回路中，用于校正显像管边缘的延伸线性失真。自举升压电容：利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位，使该点电位达到供电端电压值的2倍。消亮点电容：设置在视放电路中，用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。软启动电容：一般接在开关电源的开关管基极上，防止在开启电源时，过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上，导致开关管损坏。启动电容：用接在单相电动

38、机的副绕组上，为电动机提供启动移相交流电压，在电动机正常运转后与副绕组断开。运转电容：与单相电动机的副绕组用联，为电动机副绕组提供移相交流电流。在电动机正常运行时，与副绕组保持用接。去耦电容电容的应用很广泛，其中最为常见的就是去耦电容。该一般应用在电源的旁边，作为是为了降低电源对地的交流阻抗（也称为旁路电容）。在没有这个电容时，电路的交流特性变得很奇特，严重时电路产生振荡。为此，单片机及其他外围器件的每一个电源输入脚都应该加上一个旁路电容。电容的阻抗为1/（2九*f*C）频率越高，阻抗应该越小。在结构上，小容量的电容器在高的频率处，而大容量的电容器则在较低的频率处，电容的阻抗变得最低。因此，在

39、电源上并联一个小容量电容和一个大容量电容是很有必要的，这样在很宽的频率范围降低电源对地的阻抗。VDD3V3门.丁丰Cl上C21OuF/63V小容量的电容器是在高频情况下降低阻抗的，所以如果不配置在电路附近，则电容器的引线增长，由于引线本身的阻抗，电源的阻抗不能降低。使用在使用小电容时，一定将尽量靠近器件的电源输入脚，否则就算添加了这个电容也没有任何意义。大容量电容器由于其低频特性，在布局时可以适当离器件远些也没有问题。在低频电路上即使没有小电容C1,电路也能正常工作。但是在高频电路中，比起大电容C2来说，C1起着更为重要的作用。通常小容量的电容器是0.010.1uF的陶瓷电容器（薄膜电容器为N

40、G）,大容量的电容器是1100uF的铝电解电容。在实际应用中，小容量电容器常取104电容,大容量电容器常取10uF电容。从习惯上来说，旁路电容也有大小两个电容，形成两条通路，也保证电路的可靠性。电源是使电路进行工作的基础，因此，旁路电容可以认为是电路工作的保险金在电路图中，一定要添加旁路电容，所以，从一个人的对旁路电容的应用，特别是布局就可以看出，其是否是高手了4耦合电容耦合电容，又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止工频电流进入弱电系统，保证人身安全。带有电压抽取装置的耦合电容器除以上作

41、用外，还可抽取工频电压供保护及重合闸使用，起到电压互感器的作用。电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级工作点的调整比较复杂，相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要在直流方面把前一级和后一级分开，同时，又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作

42、为耦合元件，大信号或者强信号传输时，常用变压器作为耦合元件。耦合电容利用了电容最为主要的一个特性：隔直传交。通过这一特性，可以很好的把直流电路与交流电路进行耦合，以保障其相互协调工作。对于单片机外围电路来说，使用比较多的耦合电容是，单片机需要与交流信号进行通信的地方，例如：ADC和DAG在AD于DA电路上，我们需要把数字信号和模拟信号进行相互转换，为保障数字喜欢与模拟喜欢的互不干涉，我们往往需要在单片机的输入端或输出端串联一个电容，对电路进行耦合。由于耦合电容和负载R1直接形成了高通滤波器，会因为输出端接不同输出电路的输入阻抗，电容应该进行相应的变化。为此，预先考虑接什么样的负载是至关重要的。

43、VinClVout5起振电容用于振荡回路中，与电感或电阻配合，决定振荡频率(时间)的电容称之为振荡电容。查了数据手册得知实际频率和标称频率之间的关系：Fx=F0(1+C1/(C0+CL)A(1/2);而CL=Cg*Cd/(Cg+Cd)+CS;中Cs为杂散电容，Cg和Cd为我们外部力口的两个电容，通常大家取值相等，它们对串联起来加上杂散电容即为晶振的负载电容CL.具体公式不用细想，我们可以从中得知负载电容的减小可以使实际频率Fx变大，我们可以改变的只有Cg和Cd,通过初步白计算发现CL改变1pF,Fx可以改变几百Hz原有电路使用的是33pF的两个电容，则并联起来是16.5pF,我们的贴片电容只有

44、27pF,33pF,39pF所以我们选用了27pF和39pF并联，则电容为15.95pF。电容焊好后，测量比原来大了200多赫兹，落在了设计范围内。结论：晶振电路上的两个电容可以不相等，通过微调电容的值可以微调晶振的振荡频率，不过如果你测了几片晶振，频率有大有小，而且偏移较大，那么这个品振就是不合格的。对于这电容来说，大家应该再熟悉不过了，基本上，没有一个带有微处理器的电路都至少有一个带有起振电容的电路。虽然，大多是情况下，我们都是按照经验选择这两个电容。实际上，这样不科学，有的时候晶振并不会工作。所以，选择合适是起振电容还是很有必要的。实际上，不同的晶振，起需要的起振电容是不同的，在购买晶振

45、时应该选择合适的晶振，一般来说在晶振的数据手册上也提供了选择起振电容的依据。不管怎么说，一般来说，我们还是可以根据经验是有电容:在单片机的主时钟输入电路中，一般可以选择22pF左右的起振电容，而在RTC时钟中选择6pF的起振电容，是没有问题的。当然，如果对时钟的要求比较严格时，还是建议参考晶振数据手册，选择电容。6复位电容如图所示是电容复位电路。Al是CPU集成电路，脚是集成电路Al的复位引脚,复位引脚一般用RESETS示，脚内电路和外电路中的元件构成复位电路，Cl是复位电容,Sl是手动复位开关。这一复位电路的工作原理:I集成电路Al的脚内电路有一个斯密特触发器和一个提拉电阻R1它一端接在直流

46、电压+5V上，另一端通过Al的脚与外电路中的电容C1相连。位电容器）：/飞买二塔孑电路的电源开关接通后，+5V直流电压通过电阻R1对电容C1充电,这样在电源接通瞬间电容Cl两端没有电压（因为电容两端的电压不能突变），随着对电容Cl的充电，集成电路Al的脚上的电压开始升高，这样可在Al的脚上产生一个时间足够长的复位脉冲，时间常数一般为0.2s.随着+5V直流电压的充电，Al的脚上的电压达到了一定值，集成电路Al内部所有电路均可建立起初始状态，复位工作完成，CPU进入初始的正常工作状态。这一复位电路的目的：使集成电路Al的复位引脚脚上直流电压的建立滞后于集成电路Al的+5V直流工作电压规定的时间，

47、如图5-69所示的电压波形可以说明这一问题。釐构引脚!脚电乐t三、电感电感作为一种能够改变电流的特殊器件，在数字电路中应用相对比较少，一般都应用在与电源相关的部分。概念电感(inductanceofanidealinductor)是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是亨利电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感(self-inductance),是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变，由于

48、感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路，这种电感称为互感(mutualinductance)自感当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。互感两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。电感符号：L电感单位：亨（H）、毫亨（mH）、微亨（以切，换算关系为1H=10A3mH=10A施H=10A9nH换算：

49、数值X10的n次方如103即为10X10的三次方nh为10uh除此外还有一般电感和精密电感之分一般电感：误差值为20%,用M表示；误差值为10%,用K表示。精密电感：误差值为5%,用J表示；误差值为1%,用F表示。如：100M,即为10误差20%。电感量电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。电感器电感量的大小，主要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。通常，线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；磁心导磁率越大的线圈，电感量也越大。电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H蓑示。常用的单位还有毫亨（mH）

50、和微亨（,它们之间的关系是：1H=1000mH1mH=100QxH允许偏差允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。一般用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高，允许偏差为±0.2%±0.5%而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高；允许偏差为±10%15%品质因数品质因数也称Q值或优值，是衡量电感器质量的主要参数。它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。分布电容分布电容是指线圈的

51、匝与匝之间，线圈与磁心之间，线圈与地之间，线圈与金属之间都存在的电容。电感器的分布电容越小，其稳定性越好。分布电容能使等效耗能电阻变大，品质因数变大。减少分布电容常用丝包线或多股漆包线，有时也用蜂窝式绕线法等。额定电流额定电流是指电感器在允许的工作环境下能承受的最大电流值。若工作电流超过额定电流，则电感器就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。电感作用电感是用绝缘导线（例如漆包线沙包线等）绕制而成的电磁感应元件。属于常用元件。电感的作用：通直流阻交流这是简单的说法，对交流信号进行隔离，滤波或与电容器，电阻器等组成谐振电路.调谐与选频电感的作用：电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电

52、路。即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等，则回路的感抗与容抗也相等，于是电磁能量就在电感、电容之间来回振荡，这就是LC回路的谐振现象。谐振时由于电路的感抗与容抗等值又反向，因此回路总电流的感抗最小，电流量最大（指f=f0的交流信号），所以LC谐振电路具有选择频率的作用，能将某一频率f的交流信号选择出来。磁环电感的作用：磁环与连接电缆构成一个电感器（电缆中的导线在磁环上绕几圈作为电感线圈），它是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的屏蔽作用，故被称为吸收磁环，由于通常使用铁氧体材料制成，所以又称铁氧体磁环（简称磁环）。在图中，上面为一体式磁环，下面为带安装夹的磁环。磁环在不

53、同的频率下有不同的阻抗特牲。一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高后磁环的阻抗急剧变大。可见电感的作用如此之大，大家都知道，信号频率越高，越容易辐射出去，而一般的信号线都是没有屏蔽层的，这些信号线就成了很好的大线，接收周围环境中各种杂乱的高频信号，而这些信号叠加在原来传输的信号上，甚至会改变原来传输的有用信号，严重干扰电子设备的正常工作，因此降低电子设备的电磁干扰（EM）已经是必须考虑的问题。在磁环作用下，即使正常有用的信号顺利地通过，又能很好地抑制高频于扰信号，而且成本低廉。电感的作用还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等重要的作用。电感的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布

54、电容及额定电流等。3储能电感在开关电源中，由于在开关过程中输出电流是不能间断的，所以需要一个能够在这个时候释放能量的器件，这就是储能电感。这个电感一直伴随着各种开关电源。几乎所有的开关电源都必须伴随着这样一个电感的存在。例如，在单片机系统中最常使用的开关电源LM2576电源电路中所有的开关调节器都有两种基本的工作方式：即连续型和非连续型，两者之间的区别主要在于流过电感的电流不同，即电感电流若是连续的则称为连续型；若电感电流在一个开关周期内降到零则为非连续型。每一种工作模式都可以影响开关调节器的性能和要求。当负载电流较小时，在设计中可采用非连续模式。LM2576既适用于连续型也适用于非连续型。通

55、常情况下，连续型工作模式具有好的工作特性且能提供较大的输出功率、较小的峰峰值电流和较小的纹波电压。一般应用时可根据下面公式进行电感的选择：（电压单位：V电流单位：A）L=(5-10)TOT；(py）mH/张飞瑞包子4隔离电感使用电感对电源电路隔离也是比较常用的方法，在很多时候，我们需要把几个电源相互隔离以防其相互干扰，这时候最常使用的器件就是电感（有时会使用0Q电阻代替）。M1VDD%T51AVTltf*MjdTvjVDO1ECC>VJ)M>Di>£GOVJ)vp©uvn卜VDDi八，vooirmearnWDIVJT104TnwTUHVMPi*；IBTBT

56、II5TTR.TOVT砧JtSTTffTTTCIIM,S-JOT£KSTOOABTCKticxoJiicxiXTALOXTALJTXSTIKK曲IS上图是一个单片机最小系统的一部分原理图，在图事我们可以看到。为了把单片机的数字地和模拟地进行隔离，使用了一个10uH的电感，以保证这两个电源的相对独立。四、二极管在单片机外围电路中，二极管的应用也非常广泛，而且二极管根据其应用不同，种类非常繁多，下面我们主要谈谈发光二极管、续流二极管、整流二极管、限幅二极管等。概述二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode）,另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。二极管（英语：Diode）,电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过。许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管（VaricapDiode）则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流