電子工程師的成長(zhǎng)之路

16/16電子工程師的成長(zhǎng)之路

一、前言

很多電子工程師在某個(gè)方面精深鉆研,成為某一個(gè)特別領(lǐng)域的專家,從一開頭的養(yǎng)家糊口、漸漸小有收益、最后寶馬豪宅,也是有的;這些電子工程師可能沒有全面掌握這些知識(shí),由于這些行業(yè)用不上,例如,液晶顯示器,很多行業(yè)就不需要;但是,對(duì)于一個(gè)初學(xué)者,我認(rèn)為,這個(gè)提綱是切合實(shí)際的,對(duì)于面對(duì)掌握而言,已經(jīng)基本夠用了;對(duì)于初學(xué)者,全面地掌握這些知識(shí)是很有必要的,由于你不知道今后需要使用什么哪些知識(shí),而這些知識(shí),80%以上你會(huì)在今后的工作中使用上,由于這是都是最基本的。嫻熟掌握這些知識(shí)和應(yīng)用,依據(jù)不同的地區(qū)、行業(yè)和老板,月薪應(yīng)該可以在3000元～5000元之間,甚至更高。其實(shí),可能有些你用不上,但是知道了也沒有壞處;所謂書到用時(shí)方很少,又有謂藝不壓身。知識(shí)＝月薪＝年薪＝金錢＝香車寶馬＝……..,呵呵。為什么要掌握這些知識(shí)？實(shí)際上,電子工程師就是將一堆器件搭在一起,注入思想（程序）,完成原來的這些器件分離時(shí)無法完成的功能,做成一個(gè)成品。所需要的技能越高、功能越簡(jiǎn)單、成本越低、市場(chǎng)上對(duì)相應(yīng)的東東的需求越大,就越成功。這就是電子工程師的自身的價(jià)值。從成本到產(chǎn)品售出,之間的差價(jià)就是企業(yè)的追求。作為企業(yè)的老板,是在市場(chǎng)上去尋找這樣的應(yīng)用;對(duì)電子工程師而言,是將老板提出的需求或者應(yīng)用依據(jù)肯定的構(gòu)思原則（成本最低、可*性最高、電路板最小、功能最強(qiáng)大等）在最短的時(shí)間內(nèi)完成。最短的時(shí)間,跟電子工程師的嫻熟程度、工作效率和工作時(shí)間直接有關(guān)。這就是電子工程師的價(jià)值。將電子產(chǎn)品抽象成一個(gè)硬件的模型,大約有以下組成：

1)輸入

2)處理核心

3)輸出

輸入基本上有以下的可能：

1)鍵盤

2)串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

3)開關(guān)量（TTL,電流環(huán)路,干接點(diǎn)）

4)模擬量（4~20ma、0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信號(hào)））

輸出基本上有以下組成：

1)串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

2)開關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點(diǎn)、功率驅(qū)動(dòng)）

3)模擬量（4~20ma,0~10ma,0~5V（平衡和非平衡信號(hào)））

4)LED顯示：發(fā)光管、八字

5)液晶顯示器

6)蜂鳴器

處理核心主要有：

1)8位單片機(jī),主要就是51系列

2)32位arm單片機(jī),主要有atmel和三星系列

51系列單片機(jī)現(xiàn)在看來,只能做一些簡(jiǎn)潔的應(yīng)用,說白了,這個(gè)芯片也就是做單一的一件事情,做多了,不如使用arm來做;還可以在arm上加一個(gè)操作系統(tǒng),程序既可*又容易編寫。最近三星的arm受到追捧,價(jià)格廉價(jià),以太網(wǎng)和USB的接口也有,周立功的開發(fā)系統(tǒng)也廉價(jià),作為學(xué)習(xí)ARM的產(chǎn)品來說,應(yīng)該是最好的;作為工業(yè)級(jí)的掌握,是不是合適,在網(wǎng)友中有不同的看法和爭(zhēng)議。本公司使用atmelARM91系列開發(fā)的1個(gè)室外使用的產(chǎn)品,在北京室外使用,沒有任何的通風(fēng)和加熱的措施,從去年的5月份到現(xiàn)在,運(yùn)行情況良好。已經(jīng)有個(gè)成功應(yīng)用的案例。但對(duì)于初學(xué)者來說,應(yīng)該從51著手,一方面,51還是入門級(jí)的芯片,作為初學(xué)者練手還是比較好的,可以將以上的概念走一遍;很多特別的單片機(jī)也是在51的核的基礎(chǔ)上增加了一些I/O和A/D、D/A;也為今后學(xué)習(xí)更高一級(jí)的單片機(jī)和ARM打下基礎(chǔ)。再說了,哪個(gè)老板會(huì)將ARM級(jí)別的開發(fā)放在連51也沒有學(xué)過的新手手中？在51上面去做簡(jiǎn)單的并行擴(kuò)展是沒有必要的,比如,擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A等等,可以直接買帶有A/D、D/A的單片機(jī);或者直接使用ARM,它的I/O口線口多?？梢允褂肐2C接口的芯片,擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A,以及SPI接口擴(kuò)展LED顯示,例如：MAX7219等芯片。

市面上一些比較古老的書籍中還有一些并行擴(kuò)展的例子,如：RAM、EPROM、A/D、D/A等,我覺得已經(jīng)沒有必要去看了,知道歷史上有這些一回事就行了;這些知識(shí),是全部產(chǎn)品都具備的要素。所以要學(xué),再簡(jiǎn)略應(yīng)用。說一個(gè)小的故事：野人獻(xiàn)曝。從前,有一個(gè)農(nóng)夫,冬天干了活后,休息曬太陽。好舒適呀。他想,這么舒適的享受,我要獻(xiàn)給國(guó)王,讓他也能得到享受。于是他興沖沖地到了王宮,將他的珍貴閱歷獻(xiàn)給了國(guó)王。我現(xiàn)在就象這個(gè)農(nóng)夫,把自己認(rèn)為很珍貴的閱歷獻(xiàn)給大家。盼望大家多提珍貴意見;拍板磚也可以,罵我也無所謂,呵呵,隨便。第一課:51單片機(jī)最小系統(tǒng)

實(shí)際上,51單片機(jī)核心外圍電路是很簡(jiǎn)潔的,一個(gè)單片機(jī)+一個(gè)看門狗+一個(gè)晶振+2個(gè)磁片電容;

1.單片機(jī):atmel的89C51系列、winbond的78E52系列,還有philips的系列,都差不多;現(xiàn)在有一些有ISP(在線下載的),就更好用了;

2.看門狗:種類很多,我常用的有max691/ca1161和DS1832等,簡(jiǎn)略看個(gè)人習(xí)慣、芯片工作電壓、封裝等.Max系列和DS系列,還有IMP公司的,種類很多,一般只需要有最基本的功能就可以了;原來我使用max691,但是max691比較貴,由于它有電池切換功能,后來新設(shè)計(jì)電路板,就都接受ca1161了.很早以前的電路設(shè)計(jì)中,現(xiàn)在可能還有人使用,使用一個(gè)電阻和一個(gè)電容達(dá)成的上電復(fù)位電路;但是,這樣的復(fù)位電路一個(gè)是不行靠,為什么不行靠,網(wǎng)絡(luò)上能找得到專門論述復(fù)位電路的文章;更重要的是,51系列的單片機(jī)比較容易受到干擾;沒有看門狗電路是不行的,當(dāng)程序跑飛時(shí),回不來了,死在那里.常規(guī)的做法是買一個(gè)專門的看門狗電路,完成復(fù)位電路和看門狗電路的功能.這些芯片的資料很容易在網(wǎng)絡(luò)上找到,通常使用百度搜尋就可以了;觀察有PDF的字樣,就點(diǎn)擊下載;使用網(wǎng)際快車flashget下載也是最好的;這些資料通常是pdf格式的文件,所以,還需要一個(gè)pdf的閱讀器.

實(shí)際上,有了百度和其它的搜尋引擎,很便利下載到這些芯片的資料,比光盤還便利,不需要去處處找.

單片機(jī)和單片機(jī)抗干擾能力是不一樣的.如果你的產(chǎn)品是工作在干擾比較大的環(huán)境,可以試試選用不同品牌的單片機(jī);原來我在一個(gè)光電所,做YAG激光治療機(jī)的掌握部分,脈沖激光機(jī)的電源放電的時(shí)候,能量是很大的,在實(shí)行了全部能夠想到的光電隔離等措施之后,還是不行;后來,選用了intel的8031,就可以了.小聲的說:當(dāng)時(shí)的philips的單片機(jī)抗干擾性能是最差的,可能跟Philips主要是用在民用領(lǐng)域有關(guān).現(xiàn)在不知道怎么樣了,有人知道的話告知我.單片機(jī)的輸入輸出口線是最容易引進(jìn)干擾的地方;在嚴(yán)峻干擾的情況下,需要將全部的口線光電隔離.

3.晶振:一般選用11.0592M,由于可以精確地得到9600波特率和19200波特率;也可以使用36.864M,這個(gè)頻率是1.8432M的20倍,看別人的電路板上用過,我也沒有用到.這2種晶振很容易買到,價(jià)錢跟12M的一樣.書上說,12M的晶振也能得9600的波特率,但是,實(shí)際用的時(shí)候,會(huì)每隔一段時(shí)間就出錯(cuò)一次,好像累積誤差一樣,比較奇怪.

即使你的單片機(jī)系統(tǒng)不使用RS232接口,也可以做一個(gè)Rs232,留著做測(cè)試,或者預(yù)留等等,沒有壞處.除非你的單片機(jī)系統(tǒng)的口線不夠用了.

4.磁片電容:22pf~30pf,可以在有些書上找到什么晶振頻率對(duì)應(yīng)什么容量的磁片電容,但是,我都是隨便拿來使用,反正在11.0592M下,都沒有問題;如果你用到了更高的頻率,最好還是找找資料看看.

如果你的單片機(jī)系統(tǒng)沒有工作,檢查步驟如下:

1.查看門狗的復(fù)位輸出,可能的話在電路板上加一個(gè)LED,下拉,這樣看起來就更便利;要是看門狗復(fù)位信號(hào)有,往下;

2.查單片機(jī),看看管腳有沒有問題;一般編程器能夠?qū)⒊绦驅(qū)懭?說明單片機(jī)是好的;最好手頭上籌備一個(gè)驗(yàn)證過的單片機(jī),內(nèi)部有一個(gè)簡(jiǎn)潔的程序,比如,在某個(gè)口線上輸出1個(gè)1秒占空比的方波等,可以使用萬用表測(cè)量.

加一句:設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),要在關(guān)鍵的地方:電源、串口、看門狗的輸出和輸入、I/O口等加不同顏色的LED指示,便于調(diào)試;作為批量大的產(chǎn)品,可以去掉部分LED,一方面是降低成本、一方面是流程保密;

3.再查磁片電容,有些瓷片電容質(zhì)量不行,干脆換了;順便說一下,換器件最好使用吸錫帶,將焊盤內(nèi)的錫吸潔凈,再將器件拔出,這樣不會(huì)損傷焊盤內(nèi)的過孔;再將新的瓷片電容焊接上去的時(shí)候,用萬用表量量是好的再焊;

4.最后只有換晶振了;切記要買好的晶振,有些品牌質(zhì)量比較好.

5.以上依據(jù)以上步驟檢測(cè)時(shí),將無關(guān)的外圍芯片去掉;由于有一些是外圍器件的故障導(dǎo)致單片機(jī)最小系統(tǒng)沒有工作.

其次課基本的芯片和分立器件

2.1簡(jiǎn)述

2.274系列

2.3CD4000系列

2.4光耦與光電管

2.5三極管

2.6電容電阻

2.7固態(tài)繼電器

2.8繼電器

2.9變壓器和三端穩(wěn)壓器

2.10開關(guān)電源芯片

2.11封裝知識(shí)、芯片批號(hào)等

2.12接插件

2.13器件選購的知識(shí)

第三課數(shù)字量的輸入輸出

第四課單片機(jī)的通訊接口

第五課單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件構(gòu)思

第六課單片機(jī)程序的框架（匯編版本）

第七課模擬量的輸入輸出

各位多提珍貴意見。保證有用。如果程序里面有一些例程,也是已經(jīng)經(jīng)過測(cè)試可以拿來就用的;實(shí)際上是我早年的一些產(chǎn)品的程序的一部分;不好意思,都是匯編的。寫的時(shí)間只有周末會(huì)多一些,可以保證做到一周一課;盡量能夠提前,但是這要看看工作忙不忙了。坊間有一些參考書,籌備今日上午到北京中發(fā)市場(chǎng)轉(zhuǎn)了一圈,我記得以下參考書目較好：

1.周航慈：《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)》

2.徐涵芳：《MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》

3.

何立民：《》

有了這些就基本夠用了;其它的很多都是資料的翻譯;如果英文不好,可以看看;英文好的話,可以不必了,省電錢買開發(fā)系統(tǒng)和編程器、開發(fā)板什么的,需要什么資料直接下載PDF文件好了。要想成為電子工程師,需要寬帶,在家里安裝包月的adsl或者長(zhǎng)寬,肯定值得。實(shí)際上,網(wǎng)絡(luò)上什么都有了,就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,要好好利用。網(wǎng)上自有黃金屋,網(wǎng)上自有顏如玉……

其次課基本的芯片和分立器件

2.1簡(jiǎn)述

有必要對(duì)以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。

除了單片機(jī)作為掌握器的核心外,作為一個(gè)產(chǎn)品,由很多東西構(gòu)成;所以,在講系

統(tǒng)之前,先將這些零零碎碎的東西一并交待。就好像一棟房子,有各種各樣的構(gòu)件

組成,下面的這些東東就像磚瓦一樣,沒有不行。

2.274系列芯片

74系列的芯片的下載地址：

74系列的芯片是古老的一族,大部分的芯片現(xiàn)在均已不用了,但是,實(shí)際上,在目

前的系統(tǒng)中,還能看到一些芯片,有些芯片現(xiàn)在還在系統(tǒng)中使用,例如：

1、7404–6個(gè)反相門

下載地址：

將輸入的TTL規(guī)律反相,如：0->1,1->0

2、7407–6個(gè)集電極開路門

下載地址：

由于集電極開路門可以外接高電壓,可以最高到DC30V,電流最大到39mA,通常我

用它驅(qū)動(dòng)8字?jǐn)?shù)碼管和繼電器等大電流的負(fù)載;開路門內(nèi)部結(jié)構(gòu)是達(dá)林頓管的,輸

出的規(guī)律是正的;

與其類似的芯片是7406,只不過是反相開路門。

3、74LS573與74LS373–8數(shù)據(jù)鎖存器

74LS373下載地址：

74LS573下載地址：

引入幾個(gè)概念：

1.真值表

參見74LS373的PDF的第2頁：

Dn

LE

OE

On

H

H

L

H

L

H

L

L

X

L

L

Qo

X

X

H

Z

這個(gè)就是真值表,表示這個(gè)芯片在輸入和其它的情況下的輸出情況。

每個(gè)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)（datasheet）中都有真值表。

布爾規(guī)律比較簡(jiǎn)潔,在此不贅述;

2.高阻態(tài)

就是輸出既不是高電平,也不是低電平,而是高阻抗的狀態(tài);在這種狀態(tài)下,可以多個(gè)芯片并聯(lián)輸出;但是,這些芯片中只能有一個(gè)處于非高阻態(tài)狀態(tài),否則會(huì)將芯片燒毀;高阻態(tài)的概念在RS232和RS422通訊中還可以用到。

3.數(shù)據(jù)鎖存

當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)消失時(shí),在芯片的輸出端,數(shù)據(jù)仍然保持;這個(gè)概念在并行數(shù)據(jù)擴(kuò)展中常常使用到。

4.數(shù)據(jù)緩沖

加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數(shù)據(jù)緩沖的能力。

OE：output_enable,輸出訪能;

LE：latch_enable,數(shù)據(jù)鎖存使能,latch是鎖存的意思;

Dn：第n路輸入數(shù)據(jù);

On：第n路輸出數(shù)據(jù);

再看這個(gè)真值表,意思如下：

第四行：當(dāng)OE＝1是,無論Dn、LE為何,輸出端為高阻態(tài);

第三行：當(dāng)OE＝0、LE＝0時(shí),輸出端保持不變;

其次行第一行：當(dāng)OE＝0、LE＝1時(shí),輸出端數(shù)據(jù)等于輸入端數(shù)據(jù);

結(jié)合下面的波形圖,在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候是這樣做的：

a．OE＝0;

b．先將數(shù)據(jù)從單片機(jī)的口線上輸出到Dn;

c．再將LE從0->1->0

d．這時(shí),你所需要輸出的數(shù)據(jù)就鎖存在On上了,輸入的數(shù)據(jù)在變化也影響不到輸

出的數(shù)據(jù)了;實(shí)際上,單片機(jī)現(xiàn)在在忙著干別的事情,串行通信、掃描鍵盤……單

片機(jī)的資源有限啊。

在單片機(jī)依據(jù)RAM方式進(jìn)行并行數(shù)據(jù)的擴(kuò)展時(shí),使用movx@dptr,A這條指令時(shí),這

些時(shí)序是由單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。后面的表格中還有需要時(shí)間的參數(shù),你不需要去管它,由于這些參數(shù)都是幾十ns級(jí)別的,對(duì)于單片機(jī)在12M下的每個(gè)指令周期最小是1us的情況下,完全可以實(shí)現(xiàn);如果是你自己來實(shí)現(xiàn)這個(gè)規(guī)律,類似的指令如下：

mov

P0,A;將數(shù)據(jù)輸出到并行數(shù)據(jù)端口

clr

LE

setb

LE

clr

LE

;上面三條指令完成LE的波形從0->1->0的變化

74ls573跟74LS373規(guī)律上完全一樣,只不過是管腳定義不一樣,數(shù)據(jù)輸入和輸出端

各在一側(cè),PCB容易走線;所以大家都喜愛使用這個(gè)芯片。

4、74LS244–數(shù)據(jù)緩沖器

下載地址：

數(shù)據(jù)輸出能力比較強(qiáng),輸出電流可以到40mA以上;

4個(gè)緩沖器分成2組,具有高阻態(tài)掌握端口

5、74LS245–總線緩沖器

雙向數(shù)據(jù)接口,通常在ISA板卡上可以看到;

早期的51系統(tǒng)中,為了擴(kuò)展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等常常可以看到這個(gè)片子;

為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力,有時(shí)是為了隔離輸入和輸出,主要是布線便利,象74LS573一樣,輸入、輸出在一側(cè),常常用到這個(gè)片子

6、74LS138–三－八譯碼器

在早期的51系統(tǒng)的擴(kuò)展中,作為地址選通的片子,可以常?？吹?。

另外一個(gè)類似的芯片是74LS154,是4-16譯碼器,現(xiàn)在更是少見了。

有愛好的可以商量一下何立民的經(jīng)典著作中的有關(guān)章節(jié)。

知道有這么一個(gè)芯片就可以了。

2.3

CD4000系列

CD4000系列的芯片,除了跟74系列的電氣特性有所區(qū)分外,例如：

1)電壓范圍寬,應(yīng)該可以工作在3V～15V,輸入阻抗高,驅(qū)動(dòng)能力差外,跟74系列的功能基本沒有區(qū)分;

2)輸入時(shí),1/2工作電壓以下為0,1/2工作電壓以上為1;

3)輸出時(shí),1=工作電壓;0=0V

4)驅(qū)動(dòng)能力奇差,在設(shè)計(jì)時(shí)最多只能帶1個(gè)TTL負(fù)載;

5)如果加上拉電阻的話,至少要100K電阻;

6)唯一現(xiàn)在使用的可能就是計(jì)數(shù)器,CD4060的計(jì)數(shù)器可以到14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻器,這個(gè)74系列的做不到這么高;

下載地址：

2.4ULN2003/ULN2008

它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是達(dá)林頓的,專門用來驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片,甚至在芯片內(nèi)部做了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管。ULN2003的輸出端允許通過IC電流200mA,飽和壓降VCE約1V左右,耐壓BVCEO約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可依據(jù)以上參數(shù)估算。接受集電極開路輸出,輸出電流大,故可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器(SSR)等外接掌握器件,也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。常常在工控的板卡中見到這個(gè)芯片。有個(gè)完全一樣的型號(hào)：MC1413,不過現(xiàn)在好像不怎么見到這個(gè)型號(hào)了,但是管腳與2003完全兼容。

ULN2003可以驅(qū)動(dòng)7個(gè)繼電器;ULN2008驅(qū)動(dòng)8個(gè)繼電器。

ULN2003下載地址：

ULN2008下載地址：

沒有找到。奇怪啊。

2.5光耦

光耦是做什么用的？光耦是用來隔離輸入輸出的,主要是隔離輸入的信號(hào)。

在各種應(yīng)用中,往往有一些遠(yuǎn)距離的開關(guān)量信號(hào)需要傳送到掌握器,如果直接將這

些信號(hào)接到單片機(jī)的I/O上,有以下的問題：

1)信號(hào)不匹配,輸入的信號(hào)可能是溝通信號(hào)、高壓信號(hào)、按鍵等干接點(diǎn)信號(hào);

2)比較長(zhǎng)的連接線路容易引進(jìn)干擾、雷擊、感應(yīng)電等,不經(jīng)過隔離不行*

所以,需要光耦進(jìn)行隔離,接入單片機(jī)系統(tǒng)。

常見的光耦有：

1)TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4,分別是1個(gè)光耦、2個(gè)光耦和4個(gè)光耦,HP公司

和***的東芝公司生產(chǎn)。

下載地址：,4.PDF

發(fā)光管的工作電流要在10mA時(shí),具有較高的轉(zhuǎn)換速率;

在5V工作時(shí),上拉電阻不小于5K,一般是10K;太小容易損壞光耦;

2)4N25/4N35,motorola公司生產(chǎn)

下載地址：,35-7,H11A1-5.PDF

隔離電壓高達(dá)5000V;

3)6N136,HP公司生產(chǎn)

下載地址：

要想打開6N136,需要比較大的電流,也許在15~20mA左右,才能發(fā)揮高速傳輸數(shù)據(jù)的作用。如果對(duì)速率要求不高,其實(shí)TLP521－1也可以用,實(shí)際傳輸速率可以到19200波特率。

選擇光耦看使用場(chǎng)合,tlp521-1是最常用的,也廉價(jià),也許0.7~1元;要求隔離電壓高的,選用4N25/4N35,也許在3元左右;要求在通訊中高速傳輸數(shù)據(jù)的,選用6N136,也許在4元左右。光耦應(yīng)用的原理框圖如下所示：

1.輸入干接點(diǎn)隔離

2.輸入TTL電平隔離

3.輸入溝通信號(hào)隔離

4.輸出RS232信號(hào)隔離

5.輸出RS422信號(hào)隔離

光耦除了隔離數(shù)字量外,還可以用來隔離模擬量。將在今后的章節(jié)中描述。

從51初學(xué)者到電子工程師（4）

2.6三極管

2.7光電管

2.8電容

2.9電阻

2.10固態(tài)繼電器

2.11繼電器

2.12變壓器與整流橋

2.13三端穩(wěn)壓器

2.14開關(guān)電源芯片

2.15封裝知識(shí)、芯片批號(hào)等

2.16接插件

2.17器件選購的知識(shí)

2.6三極管

2.6.1三極管的4種工作狀態(tài)

1)飽和導(dǎo)通狀態(tài)

飽和導(dǎo)通=0

2)截止?fàn)顟B(tài)

飽和導(dǎo)通=1

3)線性放大狀態(tài)

作為低頻放大器時(shí)使用,簡(jiǎn)略的可參見有關(guān)電子線路的書籍;

4)非線性工作狀態(tài)

在無線電通信系統(tǒng)中,作為混頻器等使用。簡(jiǎn)略的可參見有關(guān)電子線路的書籍;愚記得南京工學(xué)院也就是現(xiàn)在的東南高校在80年月初期有一套《電子線路》5本,是電子專業(yè)的書籍,比較難懂;現(xiàn)在,即使是在電子專業(yè)的同學(xué)中,也應(yīng)該降低了對(duì)三極管的哪些簡(jiǎn)單的參數(shù)的要求了吧;在實(shí)際使用時(shí),即使是模擬電路、非線性電路,也都是集成電路了,誰還使用三極管自己做呢？如果萬一需要,現(xiàn)學(xué)也來得及。這套書很強(qiáng)的。編寫人在那個(gè)年月肯定都是牛人。學(xué)三極管這些參數(shù)很繁瑣的,要是現(xiàn)在的非電子類的高校生或者大專生們還學(xué)這些玩意,我只能說是學(xué)校在誤人子弟了。好多學(xué)校都在擴(kuò)招,很多同學(xué)念了4年下來,學(xué)了一堆過時(shí)的理論,跟實(shí)際的東西一點(diǎn)沒有接軌,不知道7407是干什么用得,不知道三極管的幾個(gè)狀態(tài);我只能無話可說。所以,念了4年下來,跟企業(yè)的需求還有一段距離,還需要從頭來過;聰慧的同學(xué)趕緊抓住機(jī)會(huì)去學(xué)習(xí),去實(shí)習(xí),這樣,還可以趕緊補(bǔ)上實(shí)際應(yīng)用的這一課。言歸正傳。參見下圖：當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為1時(shí),三極管的be結(jié)導(dǎo)通,ce結(jié)導(dǎo)通,輸出的電壓值為0V;當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為0時(shí),三極管的be結(jié)不導(dǎo)通,ce結(jié)截止,輸出的電壓值為5V;在這種數(shù)字電路的應(yīng)用中,相當(dāng)于三極管是一個(gè)反相開路門。計(jì)算是否導(dǎo)通,公式如下：I＝B（放大倍數(shù),希臘字母的貝塔）×Ibe當(dāng)Ice<I時(shí),即為飽和導(dǎo)通;相差越大,飽和程度越深,Vce越小,三極管的輸出內(nèi)阻越小;這個(gè)概念要用到光電管中。設(shè)計(jì)使用時(shí)也許算算,心里有個(gè)數(shù);在電路板上試試,行的通,那就是它了?？梢詼y(cè)量Vce值,至少要小于0.1V就可以了。常用的PNP三極管是2N5551,驅(qū)動(dòng)40mA的LED（電壓在24V）、蜂鳴器等均沒有問題。

2.6.2三極管的簡(jiǎn)略應(yīng)用

實(shí)際上,已經(jīng)有象7407、ULN2003可以取代三極管在數(shù)字電路中的作用;但是,有時(shí)是受到PCB面積的制約,有時(shí)是為了降低成本,有時(shí)是由于布局便利,在1~2個(gè)輸出點(diǎn)時(shí),還是可以使用三極管來做驅(qū)動(dòng)的。例如：驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器;往往系統(tǒng)中的蜂鳴器跟其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備,繼電器等,距離較遠(yuǎn);這時(shí),沒有必要使用一片7407,或者ULN2003來驅(qū)動(dòng);驅(qū)動(dòng)的接口如下：

2.7光電管

我這里所謂的光電管有2種：

1)反射型光電管2)對(duì)射型光電管

這2種產(chǎn)品在市場(chǎng)上又可分為調(diào)理好的和沒有調(diào)理好的;

這2種光電管在電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用雜志上都有大量的廣告。隨便找一本都有。我所說的調(diào)理好的指的是內(nèi)部已經(jīng)加了限流電阻和輸出的放大驅(qū)動(dòng)電路了。它的特點(diǎn)是只有3根線,電源2根,輸出信號(hào)一根,TTL電平的;但是,有時(shí)受到某種限制,需要使用沒有調(diào)理好的,怎么辦呢？

參見下圖：光電管原理框圖

這種沒有調(diào)理好的光電管在使用時(shí),需要做一塊小的電路板,在發(fā)光管加限流電阻,在光電三極管的集電極加上拉電阻到5V,如下圖所示：光電管工作框圖1但是,在使用中我發(fā)現(xiàn),輸出的信號(hào)不穩(wěn)定,尤其是在使用比較長(zhǎng)的電纜傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的時(shí)候;究其緣由,我認(rèn)為是由于反射或者對(duì)射的紅外光落在光電三極管的靶面上,光強(qiáng)未能導(dǎo)致光電三極管深度飽和,使得輸出的內(nèi)阻偏大,環(huán)境的噪聲和電纜的干擾信號(hào)容易在線路上疊加的原因;為了可*工作,仿照達(dá)林頓管的結(jié)構(gòu),在光電三極管的輸出端加一個(gè)限流電阻接到NPN的B結(jié),當(dāng)無光的時(shí)候,2N5551飽和導(dǎo)通,輸出電壓為0V;實(shí)際測(cè)量小于0.1V;當(dāng)有光,甚至是弱光時(shí),2N5551截至,輸出電壓為5V。將3K電阻換成更大或更小的電阻,可以調(diào)整光電三極管的輸出的靈敏度。簡(jiǎn)略工作過程可以自行分析,做個(gè)實(shí)驗(yàn)。2.8電容2.8.1電容的主要種類

電容有以下幾大類：

1)電解電容

2)獨(dú)石電容

3)磁片電容

4)膽（左金右旦）電解電容

5)滌綸電容等

電容的指標(biāo)是：耐壓值和電容容量。例如：220u/50V,就是說,這個(gè)電解電容耐壓值為50V,容量為220u。電容的容量跟電容的介質(zhì)有關(guān)。顧名思義：電解電容為電解質(zhì)作為介質(zhì)的,鋁作為電極;獨(dú)石電容是使用石頭作為介質(zhì)的;磁片電容是磁片作為介質(zhì)的;膽（左金右旦）電解電容使用電解質(zhì)作為介質(zhì),但是,電極接受膽（左金右旦）金屬。滌綸電容接受滌綸作為介質(zhì)。有愛好的網(wǎng)友可以拆一個(gè)電容看看。

2.8.2電容的使用場(chǎng)合

1.電源穩(wěn)壓和濾波

電解電容主要是用來穩(wěn)壓和低頻溝通濾波的;高頻濾波是使用磁片電容和獨(dú)石電容。

當(dāng)電解電容作為穩(wěn)壓時(shí),接在整流橋和三端穩(wěn)壓器的輸出端,起到穩(wěn)定電壓的作用。其工作機(jī)理相當(dāng)于一個(gè)水庫,從上游來的帶有波浪的水到了水庫,就變的平滑了。但是,鋁電解電容的電解質(zhì)隨著時(shí)間的推移會(huì)干枯,所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要留有余量,保證系統(tǒng)正常工作到它的壽命。有些遠(yuǎn)端供電的直流電源,接到電路板的輸入端時(shí),需要在電路板的電源輸入端加一個(gè)大的電解電容,通?？梢允?20u/25V,這樣,這塊電路板需要供電時(shí),不是直接從電源處取,而是從電容中取電,可以得到穩(wěn)定的電流供應(yīng);但是,電解電容只能濾除低頻的波動(dòng);對(duì)于直流電源中的高頻波動(dòng),可以加一個(gè)0.1u或0.01u的獨(dú)石電容或者磁片電容。很多教科書都指出,在每一個(gè)芯片的電源和地兩端接一個(gè)0.1u或0.01u的獨(dú)石電容或者瓷片電容,解決芯片的供電過程中,由于電路板的走線電感產(chǎn)生的電源開關(guān)噪聲尖峰。這種作用下的電容叫去耦電容。這是電路板的常規(guī)的設(shè)計(jì);

2.定時(shí)參數(shù)

對(duì)于象555這樣需要外接電容產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖的器件,滌綸電容是首選。可以想象,滌綸一層又一層纏繞,受到溫度變化引起的滌綸的面積的變化的相對(duì)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于獨(dú)石電容的介質(zhì)石頭受到溫度變化而引起的變化值。

3.產(chǎn)生其它電壓

有些需要從單一電壓產(chǎn)生其它的電壓的芯片,如：max232,需要外接電容才能實(shí)現(xiàn)。參見max232技術(shù)資料。外接01.u的膽電容。

從51初學(xué)者到電子工程師（5）

電容有直插和表面貼的不同封裝。

電解電容表面貼封裝的通常耐壓值不超出25V,電容值不超出100u。再大,就只好

使用直插的了。其它的電容,磁片和獨(dú)石都有表面貼封裝的。

2.9電阻和電位器2.9.1電阻的種類

2.9.1.1一般電阻

電阻種類依據(jù)工藝可以分為碳膜電阻和金屬膜電阻;依據(jù)功率可以分為小功率電阻和大功率電阻,大功率電阻通常是金屬電阻,實(shí)際上應(yīng)該是在金屬外面加一個(gè)金屬（鋁材料）散熱器,所以可以有10W以上的功率;在電子配套市場(chǎng)上專門賣電阻的市場(chǎng)上可以很容易地看到。金屬電阻通常是作為負(fù)載,或者作為小設(shè)備的室外加熱器,如,在CCTV的一些解碼

器箱和全天候防護(hù)罩中可以看到。電阻在電路中起到限流、分壓等作為。通常1/8W電阻已經(jīng)完全可以滿足使用。但是,在作為7段LED中,要考慮到LED的壓降和供電電壓之差,再考慮LED的最大電流,通常是20mA（超高亮度的LED）,如果是2×6（2排6個(gè)串聯(lián)）,則電流是40mA。不同廠家選用不同材料的,壓降有所不同。所以,需要加上電試一下,但是,不要讓Led的電流超出20mA（單只LED）,這時(shí)加大電流亮度也不會(huì)增加,但是LED的壽命會(huì)下降,限流電阻的大小就是壓降除以電流。電阻的功率隨之可以算出。這個(gè)使用學(xué)校的知識(shí)就夠用了。

2.9.1.2電位器

電位器就是可調(diào)電阻。在學(xué)校學(xué)物理時(shí),中學(xué)老師拿一個(gè)很大的圓筒狀的東東,上面有一個(gè)滑桿,跟這個(gè)東西很類似。它的阻值在1～n之間變化。N=102、502、103……102=10*10的2次方,也就是1000歐姆,1K同理,502=5K。這種表示的方法跟電容是一樣的。電容104=10*10的4次方pf,電容的基本單位是pf,1u=1000000pf,所以,104=100000pf=0.1u;電位器又分單圈和多圈電位器。

單圈的電位器通常為灰白色,面上有一個(gè)十字可調(diào)的旋紐,出廠前放在一個(gè)固定的位置上,不在2頭;多圈電位器通常為藍(lán)色,調(diào)節(jié)的旋紐為一字,一字小改錐可調(diào);多圈電位器又分成頂調(diào)和側(cè)調(diào)2種,主要是電路板調(diào)試起來便利。有些是儀器儀表設(shè)備,通常是模擬電路,有一些不確定的因素,需要調(diào)節(jié)才能達(dá)到最抱負(fù)的效果;有些是設(shè)備本身就需要輸出一個(gè)可變的東東,如電壓和電流,也需要一個(gè)電位器。

2.9.1.3排電阻

是sipn的封裝,比較常用的就是阻值502和103的9腳的電阻排;象sip9就是8個(gè)電阻封裝在一起,8個(gè)電阻有一端連在一起,就是公共端,在排電阻上用一個(gè)小白點(diǎn)表示。排電阻通常為黑色,也有黃色;51系統(tǒng)的P0需要一個(gè)排電阻上拉,否則,作為輸入的時(shí)候,不能正常讀入數(shù)據(jù);作為輸出的時(shí)候,接7407是可以的,不需要上拉電阻;但是,接其它的芯片,還是不行。有愛好可以看看51的P0的結(jié)構(gòu);沒有愛好,依葫蘆畫瓢,照做沒錯(cuò)。

2.9.1.4光敏電阻

當(dāng)照在光敏電阻上的光強(qiáng)變化時(shí),電阻值也在變化。顯然這是半導(dǎo)體材料的特性。使用光敏電阻可以檢測(cè)光強(qiáng)的變化。

思考題1：

有一個(gè)LED顯示設(shè)備,要求,當(dāng)光強(qiáng)變化的時(shí)候,LED的亮度隨著光強(qiáng)變化;光線越強(qiáng),LED越亮;反之亦然。怎么使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能？可以是多級(jí)調(diào)光,如8級(jí)調(diào)光;也可以做成無級(jí)調(diào)光。

2.9.2電阻的封裝

電阻的封裝有表面貼和軸向的封裝。軸向封裝有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等;axial在英語中就是軸的意思;表面貼電阻的封裝最常用的就是0805;當(dāng)然還有更大的;但是更大的電阻我想就不是很常用了。電位器的封裝在protel的書種可以很便利地找到。但是如果直接使用,可能會(huì)有一些偏差。老樹早期就犯過這種錯(cuò)誤,導(dǎo)致電位器旁邊的器件安裝費(fèi)勁。搞硬件和軟件是有所不同的,搞硬件的人,肯定要精確。

在硬件上的一個(gè)小的錯(cuò)誤,都會(huì)造成這塊板的推倒重來;由于產(chǎn)品是不能有飛線的;而這個(gè)小小的錯(cuò)誤相當(dāng)于軟件上的一條語句,在軟件調(diào)試階段靜靜改掉,可以神不知鬼不覺;在PCB上,特別惡心。而且誰都知道-老板最知道。什么是精確呢？

1．對(duì)你所要實(shí)現(xiàn)的工作的目標(biāo)理解精確;

2．對(duì)你的電路圖要清晰每一個(gè)器件在其中所起的作用;如果不明白,可以找一個(gè)專家問問,得到確認(rèn);如果不清晰,可以先試試;

3．對(duì)每一個(gè)器件的封裝要嚴(yán)格把握,該是什么外形、外形肯定要完全全都;還有考慮到空間是不是對(duì)其它的板卡器件有影響;對(duì)邊緣連接器件與電路板的邊緣之間的距離、ISA和PCI的邊緣連接件與擋板之間的關(guān)系要完全把握才能去做電路板;否則只是浪費(fèi)金錢和時(shí)間;對(duì)邊緣器件與邊緣之間的距離要是不能有把握的話,可以找3個(gè)人,每個(gè)人都計(jì)算一遍,取個(gè)平均值,基本上就差不多了。

4．對(duì)單片機(jī)的資源能不能作成這件事情肯定要有把握,CPU運(yùn)算速度和字長(zhǎng)、內(nèi)存夠不夠大、程序存儲(chǔ)器夠不夠大,需要仔細(xì)的規(guī)劃;

5．原理圖經(jīng)過專家認(rèn)可無誤后,畫出來的PCB需要做網(wǎng)絡(luò)檢查,做到與原理圖完全全都;

2.10繼電器、固態(tài)繼電器

2.10.1繼電器

繼電器,就是利用繼電器的線包在加電后產(chǎn)生的磁力,將2個(gè)電極吸合在一起;學(xué)校還是高中的物理有它的原理。有愛好可以打開一支看看,很好玩的。

繼電器有：

1）公共端：COM

2）常開：normalopen,NO

3）常閉：normalclose,NC

繼電器主要指標(biāo)：

工作電壓：

工作電壓有直流和溝通的2種;在PCB上,通常是直流的;溝通的繼電器通常是AC24V的居多,當(dāng)然,還有AC220V的。溝通的繼電器國(guó)產(chǎn)的比進(jìn)口的,比如,idec,OMRON,fujitsu廉價(jià)很多,當(dāng)然,質(zhì)量也差一些。可以在百度上專門搜尋一下繼電器,上面有一些廠家產(chǎn)品的介紹。常用的小功率的繼電器是national的居多,OMRON也有,廉價(jià)一些,一盒50只。

常用的電壓有：DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等;依據(jù)觸點(diǎn)數(shù)量,可以分為：?jiǎn)蔚秵螖S/SPST單刀雙擲/SPDT雙刀雙擲/DPDT四刀雙擲等/?還要依據(jù)觸點(diǎn)容量來分。一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A,AC110V/0.2A,再大,就不能使用繼電器了,由于在觸點(diǎn)切換,電流通過的瞬間,會(huì)產(chǎn)生拉弧,燒毀觸點(diǎn),使得切換不行*;這是,可以使用固態(tài)繼電器。實(shí)際上,在PCB上的繼電器的任務(wù)就是給出一個(gè)干接點(diǎn)信號(hào),作為掌握信號(hào)使用,傳遞的是一個(gè)信號(hào),而不是能量?；蛘哒莆找粋€(gè)大功率的開關(guān)等,讓大功率的開關(guān)去掌握功率的傳遞;但是,后者也不如固態(tài)繼電器來得便利。繼電器的封裝通常是DIP16或者以上;也有更小的繼電器,但是,價(jià)錢跟DIP16的差不多。注意：DIP16的繼電器只有8個(gè)管腳;所以設(shè)計(jì)封裝時(shí),不要圖省事直接使用DIP16這樣容易在焊接的時(shí)候焊反了,導(dǎo)致出錯(cuò)。要專門設(shè)計(jì)繼電器的封裝,該有幾個(gè)腳就使用幾個(gè)腳。

2.10.2固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器,說白了,就是使用發(fā)光管觸發(fā)的過零觸發(fā)的可控硅?？梢哉f,跟光耦很相像,也是4個(gè)管腳,只是區(qū)分在：

4）直接使用直流電壓掌握;可以認(rèn)為內(nèi)部已經(jīng)有了一個(gè)限流電阻;

5）接收光信號(hào)的一端是過零觸發(fā)的可控硅;可以說是一個(gè)電子開關(guān),無觸點(diǎn)的繼電器。

由于無觸點(diǎn),所以可以通過大電流而不產(chǎn)生拉弧,工作壽命與開關(guān)次數(shù)無關(guān)。

觸點(diǎn)作為信號(hào)使用的繼電器的時(shí)間的工作壽命是100萬次到300萬次,可以查看技術(shù)手冊(cè);固態(tài)繼電器可以認(rèn)為是無限次的,所以在大電流和頻繁開關(guān)的場(chǎng)合,使用固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器觸點(diǎn)通過的信號(hào)通常是溝通電壓,但是也有直流電壓的。固態(tài)繼電器可以通過AC220V或者AC380V以下的溝通電;它的2個(gè)指標(biāo)：

1）工作電壓,通常為DC5V和DC12V,也有DC24V的;

2）工作電流：AC220V/1A/2A/4A不等。

國(guó)產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯(cuò),跟進(jìn)口的沒有區(qū)分,就是封裝的質(zhì)量太差,一批買回來,個(gè)個(gè)都不一樣,焊在電路板上東倒西歪,不美觀;至于小功率的國(guó)產(chǎn)的繼電器市場(chǎng)上比較少見,有也不敢使。進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國(guó)的和***的,4A以上的比較貴,***的OMRON的固態(tài)繼電器2A的才賣8元,侃侃價(jià)估量還能廉價(jià),體積小,封裝肯定的精確,可以很整齊地在電路板上排列,不占地方;

2.12線性電源：變壓器、整流橋與三端穩(wěn)壓器

什么是線性電源？為什么叫線性？老樹查了網(wǎng)絡(luò)上的資料,也沒有答案,只好等待超群教我。PCB上需要供電,就需要電源。電源分2種,一種是線性電源,象7805,就是線性電源;一種是開關(guān)電源,是將AC220V直接整流濾波成高壓,推動(dòng)功率管工作在100Khz以上,再整流濾波成低壓。

開關(guān)電源的工作原理可以通過百度查到。

線型電源需要工頻變壓器,將AC220V變換成低壓,經(jīng)過全橋的整流,和大電容的濾波,成為脈動(dòng)的直流,再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器,輸出直流電壓。輸出端還需要大的電解電容濾波。注意這時(shí)要選用足夠大的電容容量和耐壓值的電解電容。耐壓值不夠,你就等著聽響吧。電容容量不夠,整流輸出的電壓和輸出的電壓的壓差不夠,輸出電壓會(huì)有紋波,單片機(jī)系統(tǒng)工作不正常。通常電路板上需要的是DC5V,一般來說,現(xiàn)在的電路板,一片7805,再加散熱片也基本夠用了。功率越大,散熱片也越大。變壓器有多種規(guī)格：

1、一般E型矽鋼片繞制的變壓器,現(xiàn)在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器,通過了長(zhǎng)城認(rèn)證,質(zhì)量是不錯(cuò)的,最大的好處是廉價(jià),現(xiàn)貨量大;通常的規(guī)格是單9V、12V,雙9V、12V等;可能這個(gè)地方出矽鋼片,有這樣的礦藏。

2、環(huán)型變壓器,象個(gè)橢圓型;

3、最近好像圓形的變壓器也多起來了,后2種變壓器應(yīng)該是漏磁小、發(fā)熱少、效

率高,大功率的整流時(shí)使用,當(dāng)然單位瓦數(shù)也貴啊,依據(jù)1元/W計(jì)算預(yù)算應(yīng)該差不多了。這2種變壓器都需要定制,可以定制各種規(guī)格的。

4、焊在電路板上的變壓器,比較有名的是兵字品牌。在《電子技術(shù)應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品世界》上常年做廣告。秦皇島也有一家,好像叫耀華。怎么計(jì)算變壓器需要多大的功率？首先,計(jì)算功耗。比如：Dc5V/0.25A,也就是1.25W的功耗。7805效率50％,變壓器效率50%,就是說,需要6W的變壓器。Dc5V/0.25A的輸入壓差也許在3V,6V的變壓器整流出來的電壓是大約6×1.4＝8.4V,也差不多了。全部選用AC6V/6W的變壓器。再到市場(chǎng)上找一個(gè)差不多的變壓器用上就行了。注意：電流越大,壓差越大;在電路工作的時(shí)候,可以拿示波器看看電源的波形是不是平穩(wěn)。78系列的芯片做的比較多而好的是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（nationalsemiconductor）的LM780X和摩托羅拉公司MC780X等2大系列。78系列是高壓差的穩(wěn)壓芯片,現(xiàn)在有低壓差的穩(wěn)壓芯片,其機(jī)理參見沙占友老師的書籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個(gè)系列。如果需要更大的電源供應(yīng),或者使用開關(guān)電源,或者去買成品的線性電源,象遼寧朝陽4NIC的電源,質(zhì)量不錯(cuò),價(jià)格也不錯(cuò)。

從51初學(xué)者到電子工程師（6）

開關(guān)電源和線性電源的區(qū)分：線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài),因而發(fā)熱量大,效率低（35%左右）,需要加體積龐大的散熱片,而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài),因而發(fā)熱量小,效率高（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波（50mVat5Voutputtypical）,在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善,另外由于開關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對(duì)而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小（5mV以下）。對(duì)于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳,對(duì)于電磁干擾和電源純潔性有要求的地方（例如電容漏電檢測(cè)）多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC－DC來做對(duì)隔離部分供電（DC-DC從其工作原理上來說就是開關(guān)電源）。還有,開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。

2.14

開關(guān)電源芯片

相對(duì)于線性穩(wěn)壓器來說,開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)主板上、工控機(jī)主板和各種各樣的電路板上起著電壓變換的作用。例如：將低電壓,比如：電池轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的3.3V或者5V,或者將高電壓轉(zhuǎn)化成DC5V、DC3.3V,或者將DC5V轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V,例如,ARM的電路板就需要這樣的芯片,3.3V給ARM供電,1.8V給arm的core供電。以上由于接受了開關(guān)電路,電源芯片的工作頻率高,發(fā)熱小,效率高。同樣的,還是芯片的巨頭,MAXIM、LINEAR和TI等公司在電源轉(zhuǎn)換芯片上是最為卓越,無論從產(chǎn)品的種類,還是質(zhì)量都是上佳的;常?？措娮赢a(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用的網(wǎng)友肯定對(duì)maxim的電源芯片印象巨深。五花八門的電源芯片,讓你無法選擇到底選用那種是自己的所需要的。在maxim的產(chǎn)品樹中,對(duì)電源是這樣分類的：

PowerSuppliesandBatteryManagement

SwitchmodeDC-DCPowerSupplies408

IsolatedPowerSupplies22

Low-DropoutLinearRegulators75

WhiteLEDDrivers13

Low-SideMOSFETDrivers14

High-SideMOSFETDrivers6

ORingMOSFETControllers2

BatteryChargers36

BatteryProtectors,SelectorsandMonitors17

Regulator+ResetCircuits4

CurrentSenseAmplifiers22

LCD/ECB/CCFLDisplayBiasSupply87

ALSOSEE:Hot-SPowerSwitching

ALSOSEE:VoltageReferences

我們常常使用到的是SwitchmodeDC-DCPowerSupplies,這里有分成n種。老樹比較生疏的是step-down電源芯片,也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片;從低到高,當(dāng)然是step-up電源芯片。象philips的電動(dòng)剃須刀,里面肯定有電源管理芯片,當(dāng)電池電壓下降,但是,電池又有電的時(shí)候,能夠輸出恒定的電壓,榨干電池內(nèi)的最后一點(diǎn)電能,能夠舒適地使用一段很長(zhǎng)的時(shí)間。比如,你的電路板上只有DC24V電壓,但是,還需要Dc5V/2A的電源,這么高的壓降,使用線性穩(wěn)壓器顯然不合適,如果使用DC/DC模塊,成本太高,體積也比較大,

所以,得選用一款芯片完成這個(gè)功能。依據(jù)maxim給出的簡(jiǎn)單的選擇,依據(jù)你的要求,多選擇幾項(xiàng),maxim會(huì)給出一個(gè)清單,在清單中去選擇你最適合你的需求的芯片。老樹原來使用過的完成此項(xiàng)功能的芯片是：MAX724、LT1076;這2款芯片需要1個(gè)50uH的電感才能輸出Dc5V電源;但是,這種開關(guān)電源芯片有個(gè)好處,就是輸入只要在它的允許的范圍內(nèi)波動(dòng),或者負(fù)載在變化,輸出DC5V電源十分穩(wěn)定。電源的范圍從Dc10V～DC40V,max724均能輸出5A的DC5V電源。

Maxim724下載連接地址：

LT1076下載鏈接地址：

在ARM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。

下載鏈接：

在沙老師的書中,也介紹了幾款電源轉(zhuǎn)換芯片,可供參考。如果是作為隔離電壓產(chǎn)生,例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V,用在光耦、通訊等電路中,去自己做隔離電路就有點(diǎn)劃不來,不如去買現(xiàn)成的DC/DC模塊。這點(diǎn)國(guó)產(chǎn)的模塊做的不錯(cuò),象老樹常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊,大約30元,質(zhì)量還是不錯(cuò)的。

2.15器件選購、芯片批號(hào)、封裝知識(shí)等

在市場(chǎng)上買芯片,千萬注意不要買到舊片、拆機(jī)片;舊片、拆機(jī)片有些湊合能用,有些干脆不行;即使現(xiàn)在能用,壽命肯定有限;舊的就是舊的,肯定瞞不過有心人;主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的質(zhì)量等仔細(xì)觀察。舊的芯片往往管腳參差不齊、搪錫發(fā)烏、包裝的管子不夠新;而且往往是芯片的表面發(fā)白,那是由于被打磨過了,然后重新絲網(wǎng)印刷上廠家名稱、批號(hào)等;所以最好是買激光打標(biāo)的器件,激光打標(biāo)的產(chǎn)品肯定是新貨,或者沒有使用過的貨;而且買的時(shí)候需要注意,器件的批號(hào)最好是最近當(dāng)年的或者是最近幾個(gè)星期的產(chǎn)品;總而言之,別花冤枉錢,還影響產(chǎn)品的質(zhì)量。同樣的產(chǎn)品,不同廠家的質(zhì)量也不一樣。我比較喜愛的是美國(guó)TI、摩托羅拉MC、MAXIM、LINEAR的產(chǎn)品;假的也少;例如,max7219芯片上有一下標(biāo)志：MAXIMMAX7219CNG0323PYMAXIM就是芯片的廠家;MAX7219CNG是廠家的型號(hào),CNG跟封裝和7219這個(gè)系列產(chǎn)品的細(xì)微的差別有關(guān);03是指2003年;23是指該年的第23周;一年是52周,所以這個(gè)數(shù)字不會(huì)超出52;激光打標(biāo)是在芯片上形成一個(gè)暗色的與芯片表面有一個(gè)明顯對(duì)比的標(biāo)志;中關(guān)村的大恒公司就有激光打標(biāo)機(jī)的業(yè)務(wù);但是未必是在芯片上打標(biāo);有時(shí),激光打標(biāo)會(huì)產(chǎn)生類似暗黃色的標(biāo)志,這跟激光器功率和芯片封裝材料有關(guān)。

&&&&&不好意思,其次課沒有寫完,又開一課--老樹當(dāng)過老師,有毀人不倦的習(xí)慣,再者,這個(gè)問題想了很久了,也基本想通了。在網(wǎng)絡(luò)上很多初學(xué)者在問：怎樣成為一個(gè)合格的電子工程師？這個(gè)問題有很多答案。老樹談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

&&&&&&&&&&&&&中國(guó)人有10億啊,每年有多少高校生畢業(yè)呢？我不知道。但是我看到有一張照片,聘請(qǐng)會(huì)上熙熙攘攘,人來人往,十分震撼。從來沒有一個(gè)時(shí)刻讓我感覺到中國(guó)的人力資源是如此的豐富。但是,從現(xiàn)在的高校畢業(yè)出來的同學(xué)學(xué)到了什么東西呢？一些理論,跟實(shí)際脫鉤的理論。有沒有用呢？有點(diǎn)用。但是,在企業(yè)中,需要的是實(shí)際干點(diǎn)事情出來,實(shí)際解決問題。所以說,很多企業(yè)不想要高校本科出來的高校生,說動(dòng)手,沒有動(dòng)手能力,不知道電阻電容長(zhǎng)得什么樣子,能夠做什么？但是又自視甚高,對(duì)工資的期望值比較高。等到能夠干點(diǎn)事情了,又拍拍屁股跑了。所以企業(yè)現(xiàn)在喜愛使用大專中專甚至是職業(yè)學(xué)校培訓(xùn)出來的小孩,至少這些孩子們知道自己的份量,能夠?qū)崒?shí)在在地做事。要知道,他們很多人的天賦并不差,有些人甚至可以說聰慧,只是由于很多人是家庭條件不好,打小就是苦孩子,沒有條件接受良好的訓(xùn)練。一旦給機(jī)會(huì),他們都比較珍惜?，F(xiàn)在的高校,誤人子弟甚多。擴(kuò)招是沒有錯(cuò),但是,實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)了嗎？教室擴(kuò)了嗎？老師擴(kuò)了嗎？至少實(shí)驗(yàn)室是沒有擴(kuò)。老樹認(rèn)得的一個(gè)商量生說,只有到了一個(gè)階段,才能到實(shí)驗(yàn)室作實(shí)驗(yàn)。很多導(dǎo)師就是把同學(xué)當(dāng)奴隸一樣干活,要是在干活中能夠?qū)W到東西那就算是運(yùn)氣好的;運(yùn)氣不好的,直接就是導(dǎo)師的廉價(jià)的勞力了,學(xué)不到東西,活倒干了不少。但是,既然同學(xué)要拿文憑,要應(yīng)付考試,沒有方法,那怎么自救？如果勵(lì)志要做一名出色的電子工程師,老樹可以談?wù)勛约旱目捶?。做一個(gè)電子工程師,先從51學(xué)起,這是得到公認(rèn)的。不需老樹饒舌。首先,去買一個(gè)開發(fā)板,越廉價(jià)的越好,在上面可以練練keilC。最好再買一個(gè)仿真器,這樣調(diào)試的效率高。當(dāng)然這個(gè)不廉價(jià),但是我覺得可以志同道合的哥幾個(gè)合買。反正1天24小時(shí),每人8個(gè)小時(shí)輪流上,有個(gè)幾個(gè)月,C51語言也就差不多了。其次,看看老樹的文章,看看需要學(xué)點(diǎn)什么基本的東西。北京的高校生有福啊,沒事到中發(fā)去轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),認(rèn)認(rèn)老樹的文章上說得哪些電阻、電容、三極管、芯片、接插件什么的,看看自己的電腦上的主板、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡是怎么畫的,找找感覺,這些板卡都是高手的杰作啊。構(gòu)思一個(gè)小的產(chǎn)品,依據(jù)老樹文章上的思考題,找本protel99se的書,從每個(gè)菜單練起,循序漸進(jìn),從單片機(jī)最小系統(tǒng)->輸入->LED->RS232/RS422/RS485->固態(tài)繼電器、繼電器等原理圖畫起,邊畫邊學(xué),一點(diǎn)一點(diǎn)做,做好了,最好找個(gè)高手看看,找出毛病在哪里,再反復(fù)改進(jìn)。在這樣的模擬實(shí)戰(zhàn)中找到感覺。推舉老虎工作室的protel99系列4本,寫的還是循序漸進(jìn)的,當(dāng)然不廉價(jià);咬咬牙,可以合買一套,輪著看。順便說一句我對(duì)市場(chǎng)上的開發(fā)板的看法,這些開發(fā)板當(dāng)然都不錯(cuò),但是,只能學(xué)到語言,不能教你畫原理圖和PCB,實(shí)際做的時(shí)候,還是需要高手帶一帶是最快的。我就是一個(gè)伴侶教我的,也就半天的功夫,就會(huì)了。當(dāng)時(shí)還是DOS下的protel3.16版本。以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)。找個(gè)公司、企業(yè),幫他們做個(gè)小產(chǎn)品,既能得到公司的高手的指點(diǎn),又能賺到一筆費(fèi)用,豈不甚佳？這時(shí),你的開發(fā)板、仿真器的費(fèi)用就出來了。從原理圖->PCB->C51,單片機(jī)也入門了。

其次步：登堂入室-掌握系統(tǒng)的電路知識(shí)

這時(shí),需要對(duì)電子技術(shù)的全部東東進(jìn)行全面的了解,主要是看看雜志、BBS、網(wǎng)站上的技術(shù)文章、何立民先生主持編著的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全》系列,將單片機(jī)和它的配套的電路,輸入輸出、通訊等等做一個(gè)全面的了解。目標(biāo)是為什么？系統(tǒng)的技術(shù)儲(chǔ)備。知道什么問題可以使用什么方法解決,可能在什么地方找到解決的方法,這對(duì)你以后走上工作崗位,解決實(shí)際問題是特別有好處的。如果你真能這么做,那么,你今后肯定比單位中的老同志還要棒。老樹在國(guó)營(yíng)商量所的時(shí)候,曾經(jīng)有一段時(shí)間無所事事,就是在那一兩年的時(shí)間內(nèi)將商量所的技術(shù)雜志看了一遍,尤其是《電子技術(shù)應(yīng)用》。打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這時(shí),爭(zhēng)取機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)高手們的硬件設(shè)計(jì)。一個(gè)比較快的方法就是到工控