第二課 基本的芯片和分立器件
2.1 簡(jiǎn)述
2.2 74系列
2.3 CD4000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 變壓器和三端穩壓器
2.10 開(kāi)關(guān)電源芯片
2.11 封裝知識、芯片批號等
2.12 接插件
2.13 器件選購的知識
第三課 數字量的輸入輸出
第四課 單片機的通訊接口
第五課 單片機系統設計的硬件構思
第六課 單片機程序的框架（匯編版本）
第七課 模擬量的輸入輸出
……
各位多提寶貴意見(jiàn)。
保證實(shí)用。如果程序里面有一些例程，也是已經(jīng)經(jīng)過(guò)測試可以拿來(lái)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(xiě)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(shū)，準備今天上午到北京中發(fā)市場(chǎng)轉了一圈，我記得以下參考書(shū)目較好：
1. 周航慈：《單片機程序設計》
2. 徐涵芳：《MCS-51單片機結構與設計》
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(huà)，可以不必了，省電錢(qián)買(mǎi)開(kāi)發(fā)系統和編程器、開(kāi)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(cháng)寬，絕對值得。
實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò )上什么都有了，就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )數據庫，要好好利用。
網(wǎng)上自有黃金屋，網(wǎng)上自有顏如玉……
第二課 基本的芯片和分立器件
2.1 簡(jiǎn)述
有必要對以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。
除了單片機作為控制器的核心外，作為一個(gè)產(chǎn)品，由很多東西構成；所以，在講系統之前，先將這些零零碎碎的東西一并交待。就好像一棟房子，有各種各樣的構件組成，下面的這些東東就像磚瓦一樣，沒(méi)有不行。
2.2 74系列芯片
74系列的芯片的下載地址：
http://www.dainau.com/TTLDATASHEET.htmhttp://www.100y.com.tw/asp/class36_40.htmhttp://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/default.htm74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片現在均已不用了，但是，實(shí)際上，在目前的系統中，還能看到一些芯片，有些芯片現在還在系統中使用，例如：
1、 7404 – 6個(gè)反相門(mén)
下載地址：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=125533
將輸入的TTL邏輯反相，如：0->1，1->0
2、 7407 – 6個(gè)集電極開(kāi)路門(mén)
下載地址：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=125518
由于集電極開(kāi)路門(mén)可以外接高電壓，可以最高到DC30V，電流最大到39mA，通常我用它驅動(dòng)8字數碼管和繼電器等大電流的負載；開(kāi)路門(mén)內部結構是達林頓管的，輸出的邏輯是正的；
與其類(lèi)似的芯片是7406，只不過(guò)是反相開(kāi)路門(mén)。
3、 74LS573與74LS373 – 8 數據鎖存器
74LS373下載地址：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=129171
74LS573下載地址：
http://www.yddz.net/yddzsourse/pdf/74hc573.pdf引入幾個(gè)概念：
1. 真值表
參見(jiàn)74LS373的PDF的第2頁(yè)：
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)芯片的數據手冊（datasheet）中都有真值表。
布爾邏輯比較簡(jiǎn)單，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. 數據鎖存
當輸入的數據消失時(shí)，在芯片的輸出端，數據仍然保持；
這個(gè)概念在并行數據擴展中經(jīng)常使用到。
4. 數據緩沖
加強驅動(dòng)能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數據緩沖的能力。
OE：output_enable，輸出使能；
LE：latch_enable，數據鎖存使能，latch是鎖存的意思；
Dn：第n路輸入數據；
On：第n路輸出數據；
再看這個(gè)真值表，意思如下：
第四行：當OE＝1是，無(wú)論Dn、LE為何，輸出端為高阻態(tài)；
第三行：當OE＝0、LE＝0時(shí)，輸出端保持不變；
第二行第一行：當OE＝0、LE＝1時(shí)，輸出端數據等于輸入端數據；
結合下面的波形圖，在實(shí)際應用的時(shí)候是這樣做的：
a． OE＝0；
b． 先將數據從單片機的口線(xiàn)上輸出到Dn；
c． 再將LE從0->1->0
d． 這時(shí)，你所需要輸出的數據就鎖存在On上了，輸入的數據在變化也影響不到輸出的數據了；實(shí)際上，單片機現在在忙著(zhù)干別的事情，串行通信、掃描鍵盤(pán)……單片機的資源有限啊。
在單片機按照RAM方式進(jìn)行并行數據的擴展時(shí)，使用movx @dptr, A這條指令時(shí)，這些時(shí)序是由單片機來(lái)實(shí)現的。
后面的表格中還有需要時(shí)間的參數，你不需要去管它，因為這些參數都是幾十ns級別的，對于單片機在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；如果是你自己來(lái)實(shí)現這個(gè)邏輯，類(lèi)似的指令如下：
mov P0,A 將數據輸出到并行數據端口
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邏輯上完全一樣，只不過(guò)是管腳定義不一樣，數據輸入和輸出端各在一側，PCB容易走線(xiàn)；所以大家都喜歡使用這個(gè)芯片。
4、 74LS244 – 數據緩沖器
下載地址：
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F244.pdf數據輸出能力比較強，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)控制端口
5、 74LS245 – 總線(xiàn)緩沖器
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F245.pdf雙向數據接口，通常在ISA板卡上可以看到；
早期的51系統中，為了擴展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等經(jīng)?？梢钥吹竭@個(gè)片子；
為了增強驅動(dòng)能力，有時(shí)是為了隔離輸入和輸出，主要是布線(xiàn)方便，象74LS573一樣，輸入、輸出在一側，經(jīng)常用到這個(gè)片子
6、 74LS138 – 三－八譯碼器
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F138.pdf在早期的51系統的擴展中，作為地址選通的片子，可以經(jīng)?？吹?。
另外一個(gè)類(lèi)似的芯片是74LS154，是4-16譯碼器，現在更是少見(jiàn)了。
有興趣的可以研究一下何立民的經(jīng)典著(zhù)作中的有關(guān)章節。
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別外，例如：
1) 電壓范圍寬，應該可以工作在3V～15V，輸入阻抗高，驅動(dòng)能力差外，跟74系列的功能基本沒(méi)有區別；
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) 驅動(dòng)能力奇差，在設計時(shí)最多只能帶1個(gè)TTL負載；
5) 如果加上拉電阻的話(huà)，至少要100K電阻；
6) 唯一現在使用的可能就是計數器，CD4060的計數器可以到14級二進(jìn)制串行計數/分頻器，這個(gè)74系列的做不到這么高；
下載地址：
http://www.100y.com.tw/asp/class36_40.htmhttp://www.100y.com.tw/pdf_file/CD4060.PDF2.4 ULN2003/ULN2008
它的內部結構也是達林頓的，專(zhuān)門(mén)用來(lái)驅動(dòng)繼電器的芯片，甚至在芯片內部做了一個(gè)消線(xiàn)圈反電動(dòng)勢的二極管。ULN2003的輸出端允許通過(guò)IC 電流200mA，飽和壓降VCE 約1V左右，耐壓BVCEO 約為36V。用戶(hù)輸出口的外接負載可根據以上參數估算。采用集電極開(kāi)路輸出，輸出電流大，故可以直接驅動(dòng)繼電器或固體繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅動(dòng)低壓燈泡。
經(jīng)常在工控的板卡中見(jiàn)到這個(gè)芯片。
有個(gè)完全一樣的型號：MC1413，不過(guò)現在好像不怎么見(jiàn)到這個(gè)型號了，但是管腳與2003完全兼容。
ULN2003可以驅動(dòng)7個(gè)繼電器；ULN2008驅動(dòng)8個(gè)繼電器。
ULN2003下載地址：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=148212
ULN2008下載地址：
沒(méi)有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用來(lái)隔離輸入輸出的，主要是隔離輸入的信號。
在各種應用中，往往有一些遠距離的開(kāi)關(guān)量信號需要傳送到控制器，如果直接將這些信號接到單片機的I/O上，有以下的問(wèn)題：
1) 信號不匹配，輸入的信號可能是交流信號、高壓信號、按鍵等干接點(diǎn)信號；
2) 比較長(cháng)的連接線(xiàn)路容易引進(jìn)干擾、雷擊、感應電等，不經(jīng)過(guò)隔離不可靠
所以，需要光耦進(jìn)行隔離，接入單片機系統。
常見(jiàn)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公司和日本的東芝公司生產(chǎn)。
下載地址：
http://www.100y.com.tw/pdf_file/TLP521-1-2,4.PDF
發(fā)光管的工作電流要在10mA時(shí)，具有較高的轉換速率；
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：
http://www.100y.com.tw/pdf_file/4N25-8,35-7,H11A1-5.PDF
隔離電壓高達5000V；
3) 6N136，HP公司生產(chǎn)
下載地址：
http://www.100y.com.tw/pdf_file/6N135-6.PDF要想打開(kāi)6N136，需要比較大的電流，大概在15~20mA左右，才能發(fā)揮高速傳輸數據的作用。
如果對速率要求不高，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，也便宜，大概0.7~1元；
要求隔離電壓高的，選用4N25/4N35，大概在3元左右；
要求在通訊中高速傳輸數據的，選用6N136，大概在4元左右。
光耦應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. 輸入交流信號隔離
4. 輸出RS232信號隔離
5. 輸出RS422信號隔離
光耦除了隔離數字量外，還可以用來(lái)隔離模擬量。將在今后的章節中描述。
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 三端穩壓器
2.14 開(kāi)關(guān)電源芯片
2.15 封裝知識、芯片批號等
2.16 接插件
2.17 器件選購的知識
2.6 三極管
2.6.1 三極管的4種工作狀態(tài)
1) 飽和導通狀態(tài)
飽和導通=0
2) 截止狀態(tài)
飽和導通=1
3) 線(xiàn)性放大狀態(tài)
作為低頻放大器時(shí)使用，具體的可參見(jiàn)有關(guān)電子線(xiàn)路的書(shū)籍；
4) 非線(xiàn)性工作狀態(tài)
在無(wú)線(xiàn)電通信系統中，作為混頻器等使用。具體的可參見(jiàn)有關(guān)電子線(xiàn)路的書(shū)籍；
愚記得南京工學(xué)院也就是現在的東南大學(xué)在80年代初期有一套《電子線(xiàn)路》5本，是電子專(zhuān)業(yè)的書(shū)籍，比較難懂；現在，即使是在電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生中，也應該降低了對三極管的哪些復雜的參數的要求了吧；在實(shí)際使用時(shí)，即使是模擬電路、非線(xiàn)性電路，也都是集成電路了，誰(shuí)還使用三極管自己做呢？如果萬(wàn)一需要，現學(xué)也來(lái)得及。這套書(shū)很強的。編寫(xiě)人在那個(gè)年代肯定都是牛人。
學(xué)三極管這些參數很繁瑣的，要是現在的非電子類(lèi)的大學(xué)生或者大專(zhuān)生們還學(xué)這些玩意，我只能說(shuō)是學(xué)校在誤人子弟了。
好多學(xué)校都在擴招，很多學(xué)生念了4年下來(lái)，學(xué)了一堆過(guò)時(shí)的理論，跟實(shí)際的東西一點(diǎn)沒(méi)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(wú)話(huà)可說(shuō)。
所以，念了4年下來(lái)，跟企業(yè)的需求還有一段距離，還需要從頭來(lái)過(guò)；聰明的學(xué)生趕緊抓住機會(huì )去學(xué)習，去實(shí)習，這樣，還可以趕緊補上實(shí)際應用的這一課。
言歸正傳。
參見(jiàn)下圖：
當單片機的口線(xiàn)輸出電平為1時(shí)，三極管的be結導通，ce結導通，輸出的電壓值為0V；
當單片機的口線(xiàn)輸出電平為0時(shí)，三極管的be結不導通，ce結截止，輸出的電壓值為5V；
在這種數字電路的應用中，相當于三極管是一個(gè)反相開(kāi)路門(mén)。
計算是否導通，公式如下：
I＝B（放大倍數，希臘字母的貝塔）×Ibe
當Ice<I時(shí)，即為飽和導通；
相差越大，飽和程度越深，Vce越小，三極管的輸出內阻越??；
這個(gè)概念要用到光電管中。
設計使用時(shí)大概算算，心里有個(gè)數；在電路板上試試，行的通，那就是它了?？梢詼y量Vce值，至少要小于0.1V就可以了。
常用的PNP三極管是2N5551，驅動(dòng)40mA的LED（電壓在24V）、蜂鳴器等均沒(méi)有問(wèn)題。
2.6.2 三極管的具體應用
實(shí)際上，已經(jīng)有象7407、ULN2003可以取代三極管在數字電路中的作用；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)是因為布局方便，在1~2個(gè)輸出點(diǎn)時(shí)，還是可以使用三極管來(lái)做驅動(dòng)的。
例如：驅動(dòng)一個(gè)蜂鳴器；往往系統中的蜂鳴器跟其它驅動(dòng)設備，繼電器等，距離較遠；這時(shí)，沒(méi)有必要使用一片7407，或者ULN2003來(lái)驅動(dòng)；驅動(dòng)的接口如下：
上午趕緊到中發(fā)去轉了一圈，看了看單片機方面的書(shū)，讓我失望。
這些書(shū)的大部分內容還都是將51的技術(shù)資料美捶胍幌攏由弦恍┎⑿薪涌詰男酒?，?255/8155/8253/AD0809/DAC0832等等，就是一本單片機的書(shū)籍了。還挺貴?？蓱z的學(xué)生花了幾十大元買(mǎi)來(lái)，學(xué)到的是陳舊的知識。
看了又看，想了再想，老樹(shù)買(mǎi)了2本：
1)MCS-51系列 單片機應用系統設計 系統配置與接口技術(shù) 何立民編著(zhù) 北京航空航天大學(xué)出版社 35元人民幣
2)單片機外圍電路設計 沙占友等編著(zhù) 電子工業(yè)出版社 23元人民幣
何立民先生的巨著(zhù)影響了看來(lái)不止是一代人，至少是2代人、三代人以上。主要的好處是體系比較完整，包括了單片機的核心、芯片的時(shí)序與擴展、輸入與輸出（在何老師的編著(zhù)中叫前向、后向、人機、相互通道，只是說(shuō)法的不同），應用程序設計、抗干擾技術(shù)，應該是，是一個(gè)大全了。
愚斗膽建議何老師將該巨著(zhù)修改如下：
1) 將并行擴展的有關(guān)內容以及一些現在不用的內容，如GP16打印機等，放在新編著(zhù)的書(shū)的光盤(pán)內容中，這樣篇幅可以減少，又不至于查詢(xún)不到；這些內容，在書(shū)中一帶而過(guò)；
2)新增：I2C的數字和模擬的擴展內容和相應的用單片機口線(xiàn)模擬I2C總線(xiàn)的程序；
3)新增：電源部分，包括：DC/DC模塊，MAXIM、LINEAR公司的step-up/step-down等芯片的內容，還有開(kāi)關(guān)電源、線(xiàn)性電源等內容；
這樣，就能煥發(fā)出更新的活力。
沙占友的書(shū)中有一些新的內容，象時(shí)鐘電路SD2000、電源部分，都是愚所激賞的，跟別的書(shū)籍相比，內容新，基本沒(méi)有重復的地方。
如果初學(xué)者能買(mǎi)到周航慈的《單片機軟件設計技術(shù)》，再下載一套89C51或者78E52的數據手冊，隨便從哪里找一本詳細講51語(yǔ)言的書(shū)，也就行了。這樣的書(shū)，最好從圖書(shū)館借來(lái)看看。何老師的書(shū)中也有一部分內容，講程序設計的，沒(méi)有詳講語(yǔ)言。其實(shí)最好的就是原來(lái)徐涵芳老師編著(zhù)的那本小冊子，好像是《51/96單片機設計技術(shù)》。好在是原汁原味，篇幅小而精干，也不貴。
手邊的參考書(shū)有以上三位老師的編著(zhù)就可以了，其它的，隨便看看，如果有用，記住器件的名字，從網(wǎng)絡(luò )上下載下來(lái)看看就行了。
2.5 光電管
我這里所謂的光電管有2種：
1) 反射型光電管
2) 對射型光電管
這2種產(chǎn)品在市場(chǎng)上又可分為調理好的和沒(méi)有調理好的；
這2種光電管在電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應用雜志上都有大量的廣告。隨便找一本都有。
我所說(shuō)的調理好的指的是內部已經(jīng)加了限流電阻和輸出的放大驅動(dòng)電路了。它的特點(diǎn)是只有3根線(xiàn)，電源2根，輸出信號一根，TTL電平的；但是，有時(shí)受到某種限制，需要使用沒(méi)有調理好的，怎么辦呢？
參見(jiàn)下圖：光電管原理框圖
這種沒(méi)有調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，輸出的信號不穩定，尤其是在使用比較長(cháng)的電纜傳輸到單片機的時(shí)候；究其原因，我認為是由于反射或者對射的紅外光落在光電三極管的靶面上，光強未能導致光電三極管深度飽和，使得輸出的內阻偏大，肪車(chē)腦肷偷繢碌母扇判藕湃菀自諳唄飛系擁腦倒剩?br>
為了可靠工作，仿照達林頓管的結構，在光電三極管的輸出端加一個(gè)限流電阻接到NPN的B結，當無(wú)光的時(shí)候，2N5551飽和導通，輸出電壓為0V；實(shí)際測量小于0.1V；當有光，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，可以調整光電三極管的輸出的靈敏度。
具體工作過(guò)程可以自行分析，做個(gè)實(shí)驗。
2.6 電容
2.6.1 電容的主要種類(lèi)
電容有以下幾大類(lèi)：
1) 電解電容
2) 獨石電容
3) 磁片電容
4) 膽（左金右旦）電解電容
5) 滌綸電容等
電容的指標是：耐壓值和電容容量。例如：220u/50V，就是說(shuō)，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，電極采用膽（左金右旦）金屬。
滌綸電容采用滌綸作為介質(zhì)。
有興趣的網(wǎng)友可以拆一個(gè)電容看看。
2.6.1 電容的使用場(chǎng)合
1. 電源穩壓和濾波
電解電容主要是用來(lái)穩壓和低頻交流濾波的；高頻濾波是使用磁片電容和獨石電容。
當電解電容作為穩壓時(shí)，接在整流橋和三端穩壓器的輸出端，起到穩定電壓的作用。其工作機理相當于一個(gè)水庫，從上游來(lái)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(zhù)時(shí)間的推移會(huì )干涸，所以在設計時(shí)需要留有余量，保證系統正常工作到它的壽命。
有些遠端供電的直流電源，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，可以得到穩定的電流供給；
但是，電解電容只能濾除低頻的波動(dòng)；對于直流電源中的高頻波動(dòng)，可以加一個(gè)0.1u或0.01u的獨石電容或者磁片電容。
很多教科書(shū)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的獨石電容或者瓷片電容，解決芯片的供電過(guò)程中，由于電路板的走線(xiàn)電感產(chǎn)生的電源開(kāi)關(guān)噪聲尖峰。這種作用下的電容叫去耦電容。這是電路板的常規的設計；
2. 定時(shí)參數
對于象555這樣需要外接電容產(chǎn)生穩定的脈沖的器件，滌綸電容是首選?？梢韵胂?，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值要遠遠小于獨石電容的介質(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。
參見(jiàn)max232技術(shù)資料。
外接01.u的膽電容。
2.6.2 電容的封裝
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，磁片和獨石都有表面貼封裝的。
2.7 電阻和縹黃?br>
2.7.1電阻的種類(lèi)
2.7.1.1 普通電阻
電阻種類(lèi)按照工藝可以分為碳膜電阻和金屬膜電阻；
按照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(zhuān)門(mén)賣(mài)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載，或者作為小設備的室外加熱器，如，在CCTV的一些解碼器箱和全天候防護罩中可以看到。
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(mǎn)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(chǎng)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)使用初中的知識就夠用了。
2.7.1.2 電位器
電位器就是可調電阻。在初中學(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(lèi)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)十字可調的旋紐，出廠(chǎng)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色，調節的旋紐為一字，一字小改錐可調；
多圈電位器又分成頂調和側調2種，主要是電路板調試起來(lái)方便。
有些是儀器儀表設備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調節才能達到最理想的效果；有些是設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。
2.7.1.3 排電阻
是sip n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，不能正常讀入數據；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。有興趣可以看看51的P0的結構；沒(méi)有興趣，依葫蘆畫(huà)瓢，照做沒(méi)錯。
2.7.1.4 光敏電阻
當照在光敏電阻上的光強變化時(shí)，電阻值也在變化。顯然這是半導體材料的特性。
使用光敏電阻可以檢測光強的變化。
思考題1：
有一個(gè)LED顯示設備，要求，當光強變化的時(shí)候，LED的亮度隨著(zhù)光強變化；光線(xiàn)越強，LED越亮；反之亦然。怎么使用單片機實(shí)現此項功能？可以是多級調光，如8級調光；也可以做成無(wú)級調光。
2.7.2 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(yǔ)中就是軸的意思；
表面貼電阻的封裝最常用的就是0805；當然還有更大的；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(shū)種可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能會(huì )有一些偏差。老樹(shù)早期就犯過(guò)這種錯誤，導致電位器旁邊的器件安裝費勁。
搞硬件和軟件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精確。
在硬件上的一個(gè)小的錯誤，都會(huì )造成這塊板的推倒重來(lái)；因為產(chǎn)品是不能有飛線(xiàn)的；而這個(gè)小小的錯誤相當于軟件上的一條語(yǔ)句，在軟件調試階段悄悄改掉，可以神不知鬼不覺(jué)；在PCB上，特別惡心。而且誰(shuí)都知道-老板最知道。
什么是精確呢？
1． 對你所要實(shí)現的工作的目標理解準確；
2． 對你的電路圖要清楚每一個(gè)器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一個(gè)專(zhuān)家問(wèn)問(wèn)，得到確認；如果不清楚，可以先試試；
3． 對每一個(gè)器件的封裝要嚴格把握，該是什么形狀、外形一定要完全一致；還有考慮到空間是不是對其它的板卡器件有影響；對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；否則只是浪費金錢(qián)和時(shí)間；
對邊緣器件與邊緣之間的距離要是不能有把握的話(huà)，可以找3個(gè)人，每個(gè)人都計算一遍，取個(gè)平均值，基本上就差不多了。
4． 對單片機的資源能不能作成這件事情一定要有把握，CPU運算速度和字長(cháng)、內存夠不夠大、程序存儲器夠不夠大，需要仔細的規劃；
5． 原理圖經(jīng)過(guò)專(zhuān)家認可無(wú)誤后，畫(huà)出來(lái)的PCB需要做網(wǎng)絡(luò )檢查，做到與原理圖完全一致；
精確，實(shí)際上是敬業(yè)的精神。
2.8 繼電鰲⒐燙痰縉?br>
2.8.1 繼電器
繼電器，就是利用繼電器的線(xiàn)包在加電后產(chǎn)生的磁力，將2個(gè)電極吸合在一起；初中還是高中的物理有它的原理。有興趣可以打開(kāi)一支看看，很好玩的。
繼電器有：
1） 公共端：COM
2） 常開(kāi)：normal open，NO
3） 常閉：normal close，NC
繼電器主要指標：
工作電壓：
工作電壓有直流和交流的2種；
在PCB上，通常是直流的；交流的繼電器通常是AC24V的居多，當然，還有AC220V的。交流的繼電器國產(chǎn)的比進(jìn)口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，當然，質(zhì)量也差一些。
可以在百度上專(zhuān)門(mén)搜索一下繼電器，上面有一些廠(chǎng)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，便宜一些，一盒50只。
常用的電壓有：
DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等；
根據觸點(diǎn)數量，可以分為：
單刀單擲/SPST
單刀雙擲/SPDT
雙刀雙擲/DPDT
四刀雙擲等/?
還要根據觸點(diǎn)容量來(lái)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，因為在觸點(diǎn)切換，電流通過(guò)的瞬間，會(huì )產(chǎn)生拉弧，燒毀觸點(diǎn)，使得切換不可靠；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，作為控制信號使用，傳遞的是一個(gè)信號，而不是能量?；蛘呖刂埔粋€(gè)大功率的開(kāi)關(guān)等，讓大功率的開(kāi)關(guān)去控制功率的傳遞；但是，后者也不如固態(tài)繼電器來(lái)得方便。
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(qián)跟DIP16的差不多。
注意：DIP16的繼電器只有8個(gè)管腳；所以設計封裝時(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，導致出錯。要專(zhuān)門(mén)設計繼電器的封裝，該有幾個(gè)腳就使用幾個(gè)腳。
2.8.2 固態(tài)繼電器
固態(tài)繼電器，說(shuō)白了，就是使用發(fā)光管觸發(fā)的過(guò)零觸發(fā)的可控硅。
可以說(shuō)，跟光耦很相似，也是4個(gè)管腳，只是區別在：
4） 直接使用直流電壓控制；可以認為內部已經(jīng)有了一個(gè)限流電阻；
5） 接收光信號的一端是過(guò)零觸發(fā)的可控硅；
可以說(shuō)是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，無(wú)觸點(diǎn)的繼電器。
因為無(wú)觸點(diǎn)，所以可以通過(guò)大電流而不產(chǎn)生拉弧，工作壽命與開(kāi)關(guān)次數無(wú)關(guān)。
觸點(diǎn)作為信號使用的繼電器的時(shí)間的工作壽命是100萬(wàn)次到300萬(wàn)次，可以查看技術(shù)手冊；
固態(tài)繼電器可以認為是無(wú)限次的，所以在大電流和頻繁開(kāi)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(guò)的信號通常是交流電壓，但是也有直流電壓的。
固態(tài)繼電器可以通過(guò)AC220V或者AC380V以下的交流電；它的2個(gè)指標：
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。
國產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯，跟進(jìn)口的沒(méi)有區別，就是封裝的質(zhì)量太差，一批買(mǎi)回來(lái)，個(gè)個(gè)都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀(guān)；至于小功率的國產(chǎn)的繼電器市場(chǎng)上比較少見(jiàn)，有也不敢使。
進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國的和日本的，4A以上的比較貴，日本的OMRON的固態(tài)繼電器2A的才賣(mài)8元，侃侃價(jià)估計還能便宜，體積小，封裝絕對的準確，可以很整齊地在電路板上排列，不占地方；
什么時(shí)候國貨也能象日本的那樣好？
什么時(shí)候所有的中國人都能象日本人那樣的敬業(yè)？
這個(gè)論壇不是罵日本人的地方，所以不往下說(shuō)了；老樹(shù)愿意將自己的一點(diǎn)微薄的經(jīng)驗獻給大家。在電子產(chǎn)品應用的中端低端市場(chǎng)將外國產(chǎn)品趕出中國市場(chǎng)我想中國人還是可以做到吧。
2.9 線(xiàn)性電源：變壓器、整流橋與三端穩壓器
什么是線(xiàn)性電源？為什么叫線(xiàn)性？老樹(shù)查了網(wǎng)絡(luò )上的資料，也沒(méi)有答案，只好等待高明教我。
PCB上需要供電，就需要電源。電源分2種，一種是線(xiàn)性電源，象7805，就是線(xiàn)性電源；
一種是開(kāi)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(kāi)關(guān)電源的工作原理可以通過(guò)百度查到。
線(xiàn)型電源需要工頻變壓器，將AC220V變換成低壓，經(jīng)過(guò)全橋的整流，和大電容的濾波，成為脈動(dòng)的直流，再經(jīng)過(guò)三端穩壓器，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(zhù)聽(tīng)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，單片機系統工作不正常。
通常電路板上需要的是DC5V，一般來(lái)說(shuō)，現在的電路板，一片7805，再加散熱片也基本夠用了。功率越大，散熱片也越大。
變壓器有多種規格：
1、 普通E型矽鋼片繞制的變壓器，現在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器，通過(guò)了長(cháng)城認證，質(zhì)量是不錯的，最大的好處是便宜，現貨量大；通常的規格是單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(lái)了，后2種變壓器應該是漏磁小、發(fā)熱少、效率高，大功率的整流時(shí)使用，當然單位瓦數也貴啊，按照1元/W計算預算應該差不多了。
這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規格的。
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。
怎么計算變壓器需要多大的功率？
首先，計算功耗。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(shuō)，需要6W的變壓器。
Dc5V/0.25A的輸入壓差大概在3V，6V的變壓器整流出來(lái)的電壓是大約6×1.4＝8.4V，也差不多了。所有選用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。
78系列的芯片做的比較多而好的是美國國家半導體公司（national semiconductor）的LM780X和摩托羅拉公司MC780X 等2大系列。
78系列是高壓差的穩壓芯片，現在有低壓差的穩壓芯片，其機理參見(jiàn)沙占友老師的書(shū)籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個(gè)系列。
如果需要更大的電源供給，或者使用開(kāi)關(guān)電源，或者去買(mǎi)成品的線(xiàn)性電源，象遼寧朝陽(yáng)4NIC的電源，質(zhì)量不錯，價(jià)格也不錯。
附：在網(wǎng)絡(luò )上找到的一篇文章：
開(kāi)關(guān)電源和線(xiàn)性電源的區別
線(xiàn)性電源的調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，當要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì )更喲??？氐繚吹牡髡芄ぷ髟詒ズ禿徒刂磷刺?，因而发热量小，效率笖]?5％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面會(huì )疊加較大的紋波（50mV at 5V output typical），在輸出端并接穩壓二極管可以改善，另外由于開(kāi)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。相對而言線(xiàn)性電源就沒(méi)有以上缺陷，它的紋波可以做的很?。?mV以下）。對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開(kāi)關(guān)電源為佳，對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測）多選用線(xiàn)性電源。另外當電路中需要作隔離的時(shí)候現在多數用DC－DC來(lái)做對隔離部分供電（DC-DC從其工作原理上來(lái)說(shuō)就是開(kāi)關(guān)電源）。還有，開(kāi)關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來(lái)比較麻
2.10 開(kāi)關(guān)電源芯片
相對于線(xiàn)性穩壓器來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源在計算機主板上、工控機主板和各種各樣的電路板上起著(zhù)電壓變換的作用。例如：將低電壓，比如：電池轉換成穩定的3.3V或者5V，或者將高電壓轉化成DC5V、DC3.3V，或者將DC5V轉換成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
由于采用了開(kāi)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等公司在電源轉換芯片上是最為卓越，無(wú)論從產(chǎn)品的種類(lèi)，還是質(zhì)量都是上佳的；
經(jīng)?？措娮赢a(chǎn)品世界和電子技術(shù)應用的網(wǎng)友一定對maxim的電源芯片印象巨深。五花八門(mén)的電源芯片，讓你無(wú)法選擇到底選用那種是自己的所需要的。
在maxim的產(chǎn)品樹(shù)中，對電源是這樣分類(lèi)的：
Power Supplies and Battery Management
tchmode DC-DC Power Supplies 408
Isolated Power Supplies 22
Low-Dropout Linear Regulators 75
White LED Drivers 13
Low-Side MOSFET Drivers 14
High-Side MOSFET Drivers 6
ORing MOSFET Controllers 2
Battery Chargers 36
Battery Protectors, Selectors and Monitors 17
Regulator + Reset Circuits 4
Current Sense Amplifiers 22
LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply 87
ALSO SEE: Hot-Swap and Powertching
ALSO SEE: Voltage References
我們經(jīng)常使用到的tchmode DC-DC Power Supplies ，這里有分成n種。老樹(shù)比較熟悉的是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，榨干電池內的最后一點(diǎn)電能，能夠舒適地使用一段很長(cháng)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(xiàn)性穩壓器顯然不合適，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。
按照maxim給出的復雜的選擇，根據你的要求，多選擇幾項，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(shù)原來(lái)使用過(guò)的完成此項功能的芯片是：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(kāi)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波動(dòng)，或者負載在變化，輸出DC5V電源十分穩定。
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：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=153160
LT1076下載鏈接地址：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=157742
在A(yíng)RM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。
下載鏈接：
http://www.hqew.com/document.detail.asp?pdid=122122
在沙老師的書(shū)中，也介紹了幾款電源轉換芯片，可供參考。
如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉換成隔離的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(lái)，不如去買(mǎi)現成的DC/DC模塊。這點(diǎn)國產(chǎn)的模塊做的不錯，象老樹(shù)常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯的。
比較有名的電源轉換模塊，如：
如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉換成隔離的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(lái)，不如去買(mǎi)現成的DC/DC模塊。這點(diǎn)國產(chǎn)的模塊做的不錯，象老樹(shù)常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯的。
老樹(shù)常用的電源轉換模塊，如：
北京星原豐泰電子技術(shù)有限公司的SAPS系列DC/DC模塊，這種模塊很多廠(chǎng)家都是兼容的；
電源轉換模塊還有AC/DC、DC/AC等不同；具體不同可以參看廠(chǎng)家網(wǎng)站。
廠(chǎng)家鏈接：
http://www.saps-bj.com/index.htm另外一家生產(chǎn)微電源模塊的廠(chǎng)家是：深圳市順源科技有限公司。
廠(chǎng)家鏈接：
http://www.mornshine.com/index105.htm這種電源模塊國產(chǎn)的質(zhì)量不錯了，完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品。
DC/DC模塊完全可以將輸入輸出的電源地連接在一起，作為普通的非隔離的電源轉換器使用。
2.11 器件選購、芯片批號、封裝知識等
在市場(chǎng)上買(mǎi)芯片，千萬(wàn)注意不要買(mǎi)到舊片、拆機片；舊片、拆機片有些湊合能用，有些干脆不行；即使現在能用，壽命肯定有限；
舊的就是舊的，肯定瞞不過(guò)有心人；主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的質(zhì)量等仔細觀(guān)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，那是因為被打磨過(guò)了，然后重新絲網(wǎng)印刷上廠(chǎng)家名稱(chēng)、批號等；
所以最好是買(mǎi)激光打標的器件，激光打標的產(chǎn)品肯定是新貨，或者沒(méi)有使用過(guò)的貨；而且買(mǎi)的時(shí)候需要注意，器件的批號最好是最近當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(qián)，還影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
同樣的產(chǎn)品，不同廠(chǎng)家的質(zhì)量也不一樣。我比較喜歡的是美國TI、摩托羅拉MC、MAXIM、LINEAR的產(chǎn)品；假的也少；
例如，max7219芯片上有一下標志：
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY
MAXIM就是芯片的廠(chǎng)家；
MAX7219CNG是廠(chǎng)家的型號，CNG跟封裝和7219這個(gè)系列產(chǎn)品的細微的差別有關(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)數字不會(huì )超出52；
激光打標是在芯片上形成一個(gè)暗色的與芯片表面有一個(gè)明顯對比的標志；中關(guān)村的大恒公司就有激光打標機的業(yè)務(wù)；但是未必是在芯片上打標；
有時(shí)，激光打標會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似暗黃色的標志，這跟激光器功率和芯片封裝材料有關(guān)。
關(guān)于CA1161看門(mén)狗的原理和應用參見(jiàn)以下鏈接：
http://www.zlgmcu.com/catalyst/wdteeprom/shouce/CAT1161_cn.pdfhttp://www.zlgmcu.com/catalyst/yingrong/CAT24Cxx1_1.pdf關(guān)于電源監控和看門(mén)狗的原理，參見(jiàn)以下鏈接：
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/zongshu.asp#μP監控
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#μP監控電路
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#常見(jiàn)問(wèn)題解答
