硬件电路设计基础

1、硬件电路设计基础(1)，常用电子元器件的识别与选择，主要内容，1。模拟元件1。分立元件2。集成组件2。数字电路常用元件1。分立数字元件2。集成数字电路1。常用的模拟元件，什么是模拟？随时间连续变化的量，这意味着在电子信息学中电压连续变化。模拟元件主要包括：电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应晶体管等。电阻元件，电阻是电路的重要组成部分。目前，市场上常见的电阻分为固定电阻和可变电阻。1.1固定电阻的识别和选择。目前市场上常见的固定电阻分为两种类型：直列电阻和贴片电阻。由于电阻的体积有限，为了在有限的空间内识别电阻，通常采用色环法来表示电阻。22欧姆5%、47万欧姆1%、四色环电阻、五色环电阻

2、、贴片电阻的读取方法：贴片电阻的电阻值和贴片电容的电容值用数字和“r”的组合表示。例如，3hm由3R0表示，100欧姆由101表示，也就是说，“r”表示“点”。而101后的单个数字“1”表示带有0，例如，102表示10000。电阻器的参数还包括功率和耐压。电阻器的功率决定了电阻器允许的最大电流。当电流过高时，电阻会因过热而烧坏。一般来说，普通电阻的功率为1/8 W，电阻的耐压值一般不作为标记参数，电阻的耐压值与其极板间距和材料有关。正常情况下，相同材料的电阻越大，功率越大，耐压越高。因此，应根据所需精度、耐受电压和功率来选择电阻。1.2可变电阻器的识别和选择，其最大电阻通常标记在器件表面。读数

3、类似于贴片电阻。应根据所需的电阻范围选择可变电阻，并且可变电阻应尽可能接近范围电阻值。电容元件也是电路的重要组成部分，尤其是在广泛使用的振荡电路和电源电路中。像电阻元件一样，电容元件也分为定值电容、可变电容和微调电容。2.1定值电容器的识别和选择与电阻元件类似，市场上常见的电容器元件也分为直列式和贴片式。常见的串联电容有陶瓷片电容、电解电容、钽电容和聚酯电容。陶瓷片式电容器体积小，容量的标示方式与贴片电阻器相似，除非另有规定，单位为pF。右边电容器的容量是0.1uF，即100000pF。电解电容器的介质是电解质。与陶瓷电容器的最大区别是电解电容器具有极性。容量更大。使用电解电容器时，一定要注意

4、极性，因为反接会爆炸。钽电容器的特性接近电解电容器。钽电容的功能是滤波。与普通电解电容器相比，钽电容器具有更好的温度特性。与电解电容类似，钽电容也有正极性和负极性。聚酯电容器一般由高介电常数、小体积、大容量、稳定性好的聚酯薄膜制成。通常用作旁路电容。一般情况下，电容标为684J400V，即0.68uF，误差5(字母K)，耐压400V字母F G J K L M分别代表1% 2% 5% 10% 15% 20%，2.2可变电容的识别和选择，主要用于谐振电路，常用于收音机的调谐旋钮。该参数通常为270pf/27pF。最大电容为270pF，最小电容为27pF。电感元件电感线圈是一种用绝缘线(如漆包线、包

5、线等)缠绕的电磁感应元件。)，并且它也是电子电路中常用的组件之一。通常用于振荡电路，它形成鉴定方法也是常用的色环法。感应包通常包括补丁和插件。1.功率电感的封装用骨架的大小表示，贴片的椭圆表示法，如5.8(5.2)4，是指长直径5.8毫米，短直径5.2毫米，高4毫米的电感。插件由圆柱形表示，例如，68表示直径为6mm、高度为8mm的感应器。只是他们的骨架应该是通用的或者定制的。2.普通线性电感、色环电感和电阻电容的封装具有相同的表示，贴片的尺寸表示为0603、0805、0402、1206等。插件以功率表示，如1/8W、1/4W、1/2W、1W等。3.2可调电容和电感主要用于谐振电路，以调节谐振

6、电路的振荡频率。常用于电台、收音机、电视机等设备。它可以包装成各种形式。右边的图片显示了打开的螺线管的可调电感。4.二极管在许多电路中起着重要的作用，是最早的半导体器件之一，应用广泛。半导体二极管根据用途可分为普通二极管和特殊二极管。常见的二极管包括整流二极管、检测二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等。特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。常见的二极管封装有：玻璃封装、金属封装和塑料封装。发光二极管是一种半导体二极管，能将电能转化为光能；通常缩写为发光二极管。像普通二极管一样，发光二极管由PN结组成，并且具有单向导电性。通常用于电路或大型显示屏的状态指示。肖特

7、基二极管，也称为肖特基势垒二极管(SBD)，是一种基于金属和半导体接触形成的势垒层的二极管。其主要特点是正向导通压降小(约0.45伏)，反向恢复时间短，开关损耗小。它是一种低功耗和超高速半导体器件。广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路，用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管和保护二极管，或用作微波通信等电路中的整流二极管和小信号检测二极管。右边是IN5822肖特基二极管，4.3齐纳二极管，也叫齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起到稳定电压的作用。它利用二极管反向后，在一定的反向电流范围内，反向电压不随反向电流变化的特性。三极管和半导体三极管也成为晶体三极管。可以说它是电子电路中最重

8、要的器件。它的主要功能是电流放大和开关。晶体管根据其不同的结构分为PNP型和NPN型。使用时，注意根据需求选择。三极管的主封装是塑料封装T092。常用的三极管有90XX系列，包括低频低功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)、低噪声管9014(NPN)、高频低功率管9018(NPN)等。6。场效应晶体管：场效应晶体管，缩写为场效应晶体管。场效应晶体管是一种电压控制元件，类似于电子管的三极管，但其结构和工作原理与电子管完全不同。与双极晶体管相比，场效应晶体管具有以下特点：(1)高输入阻抗；(2)低输入功耗；(3)良好的温度稳定性；(4)信号放大稳定性好，信号失真小；(5)由于混沌运动中没有

9、少数载流子扩散引起的散粒噪声，所以噪声较低。场效应晶体管的参数通常包括耐受电压(Vgs，Vds)、最大允许电流、压降和前驱电压。场效应晶体管一般用于需要高功率和高速度的驱动场合，如构成驱动电机的H桥。通用金属氧化物半导体场效应晶体管与续流二极管集成在一起。有必要根据电路要求选择不同的场效应晶体管。由常用的数字设备、微处理器、工业计算机和计算机处理的信号和信息都是数字信号。电路对数字逻辑的需求依赖于数字器件。数字电路中常用的逻辑器件包括门电路(与门、非门、或门等)。)、模数、数模转换器、串行接口等。普通门电路，常用的门电路是集成多通道门电路。最常见的是74lsXX系列和74hcXX系列。例如，7

10、4ls08是一个双输入4与门。机构图显示在右边。请参考其他系列电路的相应数据手册。模数转换器，中央处理器只能接受和处理离散的数字信号。如果需要接收或处理外部连续模拟信号，必须将其转换为中央处理器可接受的数字信号进行处理。模数转换器常用的方法有：逐次逼近法、二重积分法、并行法等。双积分模数转换精度高，并行转换速度快。逐次逼近确保了高速度和一定的精度。八通道模数转换器芯片ADC0809是一种常见的模数转换器。且性价比高。它通过选通位来确定转换通道。需要外部提供10k1MHz的时钟，当时钟频率为500kHz时，其转换速度约为128us。它通常在转换速度不高且有许多输入时使用。ADC0809引脚结构D7-d0: 8位数字输出引脚。In0-in7: 8位模拟输入引脚。VCC: 5V工作电压。GND:地面。参考电压的正端。参考电压的负端。开始：模数转换开始信号输入端。数据锁存许可信号输入端。(以上两个信号用于启动模数转换。)EOC:转换结束信号的输出引脚，转换开始时为低电平，转换结束时为高电平。运行经验：输出使能控制端子，用于打开三态数据输出锁存器。CLK:时钟信号输入端(一般为500千赫)。a、