高職機(jī)電單片機(jī) 第一章ppt課件

1、第第一一章章 常常用用電電子子元元器器件件 本章內(nèi)容本章內(nèi)容Single Chip Microcomputer二極管、三極管二極管、三極管電阻器、電容器、電感器電阻器、電容器、電感器開關(guān)、接插件和保險元件開關(guān)、接插件和保險元件繼電器、晶體振蕩器繼電器、晶體振蕩器蜂鳴器和揚(yáng)聲器蜂鳴器和揚(yáng)聲器半導(dǎo)體集成電路半導(dǎo)體集成電路1-1 1-1 電阻器電阻器 概念：物質(zhì)對電流通過的阻礙作用稱為電阻，利用這種阻礙作用做成的元件稱為電阻器resistor）,簡稱電阻。歐姆定律：歐姆定律：R=U/IR=U/I單位變換：單位變換： 1G =1000M,1M=1000K,1K=10001G =1000M,1M=100

2、0K,1K=1000 分類：按結(jié)構(gòu)可分為固定電阻器、可變電阻器電位器）、特種電阻器三類。幾種常用的特種變阻器：熔斷變阻器、熱敏變阻幾種常用的特種變阻器：熔斷變阻器、熱敏變阻器、光敏變阻器、壓敏變阻器、濕敏變阻器等等。器、光敏變阻器、壓敏變阻器、濕敏變阻器等等。 主要參數(shù)：額定功率:在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下，假定周圍空氣不流通，在長期連續(xù)負(fù)載而不損壞或基本不改變性能的情況下，電阻器上允許消耗的最大功率。注意：超過電阻的額定功率時將使電阻值發(fā)生改變，甚至發(fā)熱燒毀。為保證安全使用，一般選擇其額定功率比它在電路中所消耗的功率高1至2倍的電阻器。標(biāo)稱阻值：產(chǎn)品標(biāo)記的名義阻值。任何固定電阻器的阻值都應(yīng)符合

3、標(biāo)稱阻值系列所列數(shù)值* ，其中n為整數(shù)。對于貼片電阻的值，最后一位位倍率n，前面數(shù)為有效數(shù)字，R代表小數(shù)點。如：3R2=3.2，104=100K,R010=0.01最高工作電壓、允許誤差等。1-2 1-2 電容器電容器 概念：兩塊平行且彼此絕緣的金屬板組成的具有存儲電荷能力的元件?；竟剑篊=Q/U 其中，C 電容量,Q電極板上的電荷量，U兩極板之間的電位差。單位變換：1F= mF= uF= nF= pF 分類：按結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、預(yù)調(diào)電容器、可調(diào)電容器 主要參數(shù)：電容量：電容器存儲電荷的能力。一般在電容器上用數(shù)字標(biāo)示出來。最后一位是倍率，即附加零的個數(shù)，前面幾位是電容器的有效數(shù)字，單位

4、為pF,如331表示該電容器的電容量為330 pF。額定工作電壓：電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，額定工作電壓：電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，長期、可靠工作所能承受的所能承受的最高電壓。長期、可靠工作所能承受的所能承受的最高電壓。頻率特性：指電容器電容量等參數(shù)隨頻率變化的頻率特性：指電容器電容量等參數(shù)隨頻率變化的關(guān)系。一般來講，電容器在高頻下工作時，隨著工作關(guān)系。一般來講，電容器在高頻下工作時，隨著工作頻率的升高，由于絕緣介質(zhì)介電系數(shù)減小，電容量將頻率的升高，由于絕緣介質(zhì)介電系數(shù)減小，電容量將會減小，而損耗將增大，并且會影響電容器的分布參會減小，而損耗將增大，并且會影響電容器的分布參數(shù)。為了保證

5、電容器的穩(wěn)定性，一般應(yīng)將電容器的極數(shù)。為了保證電容器的穩(wěn)定性，一般應(yīng)將電容器的極限工作頻率選擇在電容器固有諧振頻率的限工作頻率選擇在電容器固有諧振頻率的1/3 - 1/2 1/3 - 1/2 允許誤差、絕緣電阻、介質(zhì)損耗、電容器的使用允許誤差、絕緣電阻、介質(zhì)損耗、電容器的使用環(huán)境溫度和濕度等等。環(huán)境溫度和濕度等等。1-3 1-3 電感器電感器 概念：根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的器件。分為兩大類：一類是應(yīng)用自感原理制成的線圈，另一類是應(yīng)用互感原理的變壓器或互感器。線圈的電感量計算公式： L=/I單位變換：1H= mH= uH. 基本參數(shù)：電感量：線圈電感量的大小取決于線圈的圈數(shù)、繞制的方式及磁芯材料。

6、電感上標(biāo)稱的數(shù)字，左起兩位給出電感量的第一、二位數(shù)字，第三位表示后面加0的個數(shù)，單位uH。例如：362代表3600 uH。額定電流：對高頻電感和大功率調(diào)諧電感器而額定電流：對高頻電感和大功率調(diào)諧電感器而言，通過電感器的電流超過額定值時，電感會發(fā)熱言，通過電感器的電流超過額定值時，電感會發(fā)熱甚至是燒壞。甚至是燒壞。選擇常識：選擇常識：（1 1明確頻率使用范圍。鐵芯線圈只能用于低明確頻率使用范圍。鐵芯線圈只能用于低頻，鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。頻，鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。（2 2注意感性元件之間的相互位置。應(yīng)使相互注意感性元件之間的相互位置。應(yīng)使相互靠近的電感軸線相互垂直，必要時可在

7、感性元件上靠近的電感軸線相互垂直，必要時可在感性元件上加屏蔽罩。加屏蔽罩。變壓器：兩組或兩組以上的線圈繞在同一個線變壓器：兩組或兩組以上的線圈繞在同一個線圈骨架上或同一鐵芯上。圈骨架上或同一鐵芯上。假設(shè)假設(shè)U1,I1,N1為初級的電壓、電流和匝數(shù)，為初級的電壓、電流和匝數(shù)，U2，I2，N2為次級的電壓、電流和匝數(shù)，那么為次級的電壓、電流和匝數(shù)，那么U2/U1=I1/I2=N2/N11-4 1-4 開關(guān)、插件、保險元件開關(guān)、插件、保險元件 開關(guān)基本概念：控制電路通或斷的元件。主要參數(shù)：（1額定工作電壓、額定工作電流、額定功率（2接觸電阻：開關(guān)導(dǎo)通時所呈現(xiàn)的電阻（3絕緣電阻：開關(guān)斷開時所呈現(xiàn)的電阻

8、。（絕緣電阻應(yīng)大于1000M）（4耐壓：一般開關(guān)耐壓大于100V,對電源而言，要求耐壓不小于500V（5壽命:正常條件下所能正常工作的最低次數(shù)。（要求在500035000次） 接插件、保險元件接插件：用于電氣連接的一類機(jī)電元件。接插件：用于電氣連接的一類機(jī)電元件。保險元件：在電路中電流過大時自動熔斷，保護(hù)保險元件：在電路中電流過大時自動熔斷，保護(hù)電氣設(shè)備安全和電子電路正常工作的元件。電氣設(shè)備安全和電子電路正常工作的元件。常用的幾種保險元件有：玻璃管保險絲、熔斷電常用的幾種保險元件有：玻璃管保險絲、熔斷電阻、溫度保險絲、自恢復(fù)保險絲和延遲型保險絲。阻、溫度保險絲、自恢復(fù)保險絲和延遲型保險絲。1-

9、5 1-5 二極管二極管 簡介:二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode)。一般來講，晶體二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。 特性：（1正向性：外加正向電壓時，當(dāng)正向電壓小于某個值V0時，二極管電流幾乎為零；當(dāng)二極管兩端加上超過V0的正向電壓時，流過二極管的電流才迅速增大。導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變，這個電壓稱為二極管的導(dǎo)通電壓。（2 2反向性：外加反向電壓不超過一定范圍時，反向性：外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流，由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。向電流，由于反

10、向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。（3 3擊穿：外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反擊穿：外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞挥幸螂姄舸┒疬^熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞挥谰闷茐?，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢?fù)，永久破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復(fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時應(yīng)避免二極管外否則二極管就損壞了。

11、因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。加的反向電壓過高。（4 4管壓降：管壓降：硅二極管硅二極管0.7V鍺二極管鍺二極管0.3V發(fā)光二極管發(fā)光二極管(發(fā)光時的額定電發(fā)光時的額定電流約為流約為220mA)1.22.5V肖特基二極管肖特基二極管約約0.45V 特性曲線:硅二極管的特性曲線圖硅二極管的特性曲線圖 正負(fù)極識別方法正負(fù)極識別方法:小功率二極管的小功率二極管的N極負(fù)極）極負(fù)極）,在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來；在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來；有些二極管也用二極管專用符號來表示有些二極管也用二極管專用符號來表示P極正極或極正極或N極負(fù)極）；也極負(fù)極）；也有采用符號標(biāo)志為有采用符號

12、標(biāo)志為“P”、“N來確定二極管極性的；發(fā)光二極管的正負(fù)極來確定二極管極性的；發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別可從引腳長短來識別,長腳為正長腳為正,短腳為負(fù)。當(dāng)標(biāo)記不清時，可根據(jù)二極管短腳為負(fù)。當(dāng)標(biāo)記不清時，可根據(jù)二極管正向?qū)娮栊?，方向截止電阻大的原理，借助萬用表判斷二極管的好壞正向?qū)娮栊。较蚪刂闺娮璐蟮脑?，借助萬用表判斷二極管的好壞及極性。及極性。分類分類二極管按功能可分為：整流二極管、快速二極管、二極管按功能可分為：整流二極管、快速二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管和變?nèi)荻O管穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管和變?nèi)荻O管等。等。整流二極管：利用二極管的單向?qū)щ娦?，?/p>

13、以把方整流二極管：利用二極管的單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀儞Q的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。向交替變換的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。特點是允許通過的電流比較大，方向擊穿電壓比較高，特點是允許通過的電流比較大，方向擊穿電壓比較高，PN結(jié)電容比較大。整流電路如下圖：結(jié)電容比較大。整流電路如下圖：穩(wěn)壓二極管：利用擊穿后，其兩端電壓基本保持穩(wěn)壓二極管：利用擊穿后，其兩端電壓基本保持不變的特點進(jìn)行穩(wěn)壓。在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻，不變的特點進(jìn)行穩(wěn)壓。在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻，使穩(wěn)壓管擊穿后電流不超過允許值，因此擊穿狀態(tài)使穩(wěn)壓管擊穿后電流不超過允許值，因此擊穿狀態(tài)可以長期持續(xù)并不會損壞。穩(wěn)壓電路如

14、下所示：可以長期持續(xù)并不會損壞。穩(wěn)壓電路如下所示： 穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：當(dāng)負(fù)載不變，輸入電壓當(dāng)負(fù)載不變，輸入電壓UI波動使波動使得輸出電壓得輸出電壓Uo升高，其調(diào)節(jié)過程為：升高，其調(diào)節(jié)過程為：U I U o U Z ） I Z IRURUo若輸入電壓若輸入電壓UI不變，負(fù)載發(fā)生變不變，負(fù)載發(fā)生變化，如化，如RL減少，其調(diào)節(jié)過程為：減少，其調(diào)節(jié)過程為：R L U o U Z ） I Z IRURUo 1-6 1-6 三極管三極管 基本概念：半導(dǎo)體三極管又稱晶體三極管，有發(fā)射極E、基極B、集電極C 3個電極。 分類：（1按極性分為：NPN和PNP三極管，按材料分為硅晶體三極管和鍺晶體三極管。（2按

15、功率分為：小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管。（3按外形封裝的不同可分為金屬封裝三極管、玻璃封裝三極管、陶瓷封裝三極管、塑料封裝三極管等。 電路符號：NPN型和PNP型三極管的電路符號分別如下。（aNPN型三極管（bPNP型三極管 應(yīng)用：（1放大電路 （2開關(guān)電路（a放大電路（b開關(guān)電路 工作狀態(tài)：條件條件工作狀態(tài)工作狀態(tài)電流電流備注備注發(fā)射結(jié)電壓發(fā)射結(jié)電壓PN結(jié)導(dǎo)結(jié)導(dǎo)通電壓，為一個恰通電壓，為一個恰當(dāng)?shù)闹诞?dāng)?shù)闹捣糯鬆顟B(tài)放大狀態(tài)基極電流對集電基極電流對集電極電流起控制作極電流起控制作用：用： Ic= Ib 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；三發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；三極管具有電流放大作用極管具有電

16、流放大作用發(fā)射結(jié)電壓發(fā)射結(jié)電壓PN結(jié)導(dǎo)結(jié)導(dǎo)通電壓通電壓飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通狀態(tài)狀態(tài)集電極電流不隨集電極電流不隨基極電流變化，基極電流變化，基本保持不變基本保持不變發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或零發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或零偏；三極管失去電流放大作用，偏；三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)1-7 1-7 繼電器繼電器基本概念：用較小電流來控制較大電流的一種自動開關(guān)?；靖拍睿河幂^小電流來控制較大電流的一種自動開關(guān)。工作原理：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點工作原理：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的

17、電壓，線圈簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點常開觸點吸合。當(dāng)從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點常開觸點吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點常閉觸點釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電常閉觸點釋放。這樣吸合、釋

18、放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。路中的導(dǎo)通、切斷的目的。功能：自動操作、自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等。功能：自動操作、自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等。技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：（1工作電壓和電流工作電壓和電流（2吸合時間吸合時間（3接點負(fù)荷接點負(fù)荷（4工作壽命工作壽命1.說明電阻的種類，并解釋下列的標(biāo)稱阻值的實際含義。 100、6R0、2805、R003、5182. 電容的選擇該注意哪些問題？并解釋下列的標(biāo)稱容量的實際含義。 572、200、1053. 二極管具有（ ）性 。4. 電感是根據(jù)（ ）原理制成的器件。5. 二極管根據(jù)半導(dǎo)體材料可分為：（ ）和（ ）兩種。6.三極管有三個電極（）（）（），按材料分為（）和（）兩種，而每一種又有（）型和（）型兩種。7.通常三極管在電路中起（）和（）兩種作用。8. 繼電器在電路中具有（）（）和（）等作用。9. 請畫出下列電