硬件基础知识----（1）基本概念

1干簧管是感元件，当磁铁近时，常开触点闭合而接通 感电路 触点负荷仅为 十毫安2通常玩具直流电动机工作电压低，虽然在1.5～3V就可以启动，但起动电流较大（1～2安培），电动机空载时运转电流约为500mA3小功率硅管8050，其集电极最大允许电流ICM可达1.5A，以满足电动机起动电流的要求4双金属复片开关,当 热时闭合5通常光敏电阻器，例如MG45有光照射时的亮阻2～10kΩ光敏电阻器是一种受光照射导电能力急剧增 的电子元件。常用的型号为MG45-1 工作电压在5V时，通过的电流不应超过2mA6水的电阻约50kΩ7般情况下，8－10毫安以下的工频电流，50毫安以下的直流电流可以年作人体允许的安全电流 一般情况下，人体电阻可按1000－2000欧考虑8低电压（5V）蜂鸣器，其工作电流仅需十 个毫安9继电器线圈（JRC—21F）工作电流大约60mA，比玩具电动机工作电流小，比蜂鸣器、发光二极管工作电流大常用的超小型小功率继电器，型号为 JRC－21F，线圈电源电压为3V或6V 触点工作直流24V、1A继电器线圈电阻从 十欧（3～6v）～ 十千欧(220v) 24V大约1K多 线圈电流不一般不超过100m10发光二极管和普通二极管不同的地方是在导通时的正向压降比较大，一般为1.5～2.V(普通硅二极管约为0.7V)。发光二极管的工作电流一般为10～40mA11万用表二极管档测出来的是压降 二极管的导通电阻在 百欧或 千欧之间12如果数 管共阳极形式，那么它的驱动级应为集电极开路（OC）结构， 如果数 管为共阴极形式，它的驱动级应为射极输出或源极输出电路13稳压管在电路中要反向连接。稳压管的反向击穿电压称为稳定电压14220V的灯泡电阻大约在 千欧 （25瓦灯泡电阻大约2000欧姆，工作电压220伏特）电流 百毫安 小灯泡（3v-5v）电阻 十欧 电流 百毫 安15汽车起动机的启动电流为200～600A16电动机线圈电阻不超过2欧 电流 安到 百安 对于380V电机 1千瓦对应2安17点火线圈初级线圈电阻不超过1欧 次级大约 千欧18IC输出能力 输出高电平时电流1974LS:400uA(驱动不了发光二极管)(输出阻抗（内阻）50～250欧（ 据短路电流计算出来），能带负载的能力要求负载输入电阻大于12K（ 据输出高电平电流计算400uA） LS的输入电阻为250K（ 据输入高电平输入电流计算20uA）))74HC:4mA(输出阻抗（内阻） 十欧？（ 据短路电流计算出来），能带负载的能力要求负载输入电阻大于1.25K（ 据输出高电平电流计算 4mA） HC的输入电阻为50M欧（ 据输入高电平输入电流计算0.1uA）))输出低电平时电流 74LS:8mA 74HC:4mAIC输出时相当于一个电源，电源的内阻越小，相对的驱动能力越强 一般电源的内阻不到1欧 一般电路中间级输入电阻比较大，输出驱动级电阻有大（灯泡，继电器）有小（喇叭，喷嘴）对于共射接法的三极管来说，输入电阻大约为Rb，输出电阻为Rc射极输出输入阻抗大Rb＋（1＋B）Re 输出阻抗小<<Re 所以带负载能力强20驻极体话筒 电阻约500～800欧 输出为3端 为里面集成了场效应管（阻抗匹配）扬声器的电阻2欧，4欧，8欧，16欧 耳机电阻20～600欧21示波器的输入电阻为1M欧数字万用表电压档输入电阻1M欧 测量电阻时输出电压0.65V二极管档输出恒流源1mA22对于扬声器 通道是指不同频率的通道 有源音箱是放大器与扬声器结合在一起耳机的接头是3芯的 左声道 右声道 和地23感器有产生电信号的（需放大整形）和不产生电信号的24集成运放放大倍数从 万到 十万 所以有虚短 输入阻抗很大 所以输入电流为025稳压二极管的驱动能力不超过1A26计数器可以实现两种功能，计数 和分频。异步计数器：逐个翻转速度慢。同步计数器：同时翻转 速度快。BCD（十进制）计数器：（0～9）。二进制计数器（0～15）。纹波计数器：计数比较大 7级 14级 21级27三极管=晶体管逻辑阵列=OC门9013(NPN) 9012(PNP)最大Ic 500mAIb 是微安级的最大Vceo 20V8050(NPN) 8550(PNP)最大Ic 1.5AIb 是毫安级的最大Vceo 25v2003（晶体管阵列）(NPN)最大Ic 500mA最大Vceo 50v（只是用作开关不用作放大）7407(6个门电路 缓冲器 驱动器 OC门)最大输出 40mA最大Vceo 30v（驱动能力小些）28 4007 正向电流1A （额定值）最大正向电流30A最大反相电压700V正向压降0.9v用于整流钳位 保护4148 正向电流300mA（额定值）最大正向电流2A最大反相电压75V正向压降0.7v用于小信号场合发光二极管的压降在1.5~2.5V之间发光二极管的工作电流一般为10～40mA29 7805 最大输入电压35V 能提供1.5A的电流（典型是500mA）30 光耦4N32输入额定电流60mA 最大正向电流3A 反向电压6v Vceo 30V Ic 150mA31 晶体管分为双极性晶体管和场效应晶体管。场效应晶体管分为结型场效应管JFET 和绝缘栅场效应管。场效应管输入电阻大，输出电阻小32 负反馈：从后级放大器的集电极采样的是电压反馈从后级放大器的发射极采样的是电流反馈反馈信号接于晶体管基极的是并联反馈反馈信号接于晶体管发射极是串联反馈并联负反馈使输入电阻减小串联负反馈式输入电阻增大电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈使输出电阻增大33 差动放大器与直接级连放大器相比的优点：抑制温漂。Re越大抑制温漂越好恒流源相当于一个很大的电阻34 集成运放放大倍数太大，为了增加输入范围，必须接成反馈形式。35 射级输出 输出效率低 只有20％左右推挽输出 输出效率高 达到80％左右双电源供电：输出不加电容单电源供电：输出加电容。集成功放LM384，8欧负载上可得5W功率 输出要接500微法电容。36 反相比例运算：电压并联负反馈 放大倍数 －R2/R1 输入阻抗 R1 输出阻抗小同向比例运算：电压串连负反馈 放大倍数 1+R2/R1 输出阻抗大 输出阻抗小电压跟随器：和射级跟随器一样 输入阻抗大 输出阻抗小。Uo＝Ui37 用放大器可以构成有源滤波器，电压源，电流源。38 运放有负反馈，则运放工作在线性区 有源滤波器，电压源，电流源运放有正反馈，则运放工作在非线性区 限幅器 电压比较器（无反馈） 过零比较器 迟滞比较器（正反馈） 精密整形电路（反馈回路加二极管）波形发生电路。39 电源整流－滤波－稳压 78系列：输入与输出的电压差不得低于3V40 8051一般是指intel公司生产的 89c51是指Atmel公司生产的 都是51系列产品41 单片机复位电路：用一个10u电容和10K的电阻来完成 在加一个1N448。复位时间不少于5ms 或者22u电容 1K电阻 高电平复位：电容靠近电源。低电平复位：电容靠近地。42 51单片机寻址方式：立即数，直接，寄存器（寄存器比直接快，直接和寄存器都相当于把数据放到一个ram变量中），间接寻址（变量中放的是地址，相当于c++中的指针，在间址寻址中，只能用R0或R1存放等寻找的数据，（R寄存器可用来作为控制循环次数的寄存器）），变址寻址（用于查表MOVC A，@A+DPTR）MOV DPTR，#TABLE（标号前面加# 标号的含义：标号就是一个地址！！比如TABLE就是100H #TABLE就是立即数#100）43 51中DPTR是一个16位的寄存器，存放的是地址.。访问外部ram必须用A累加器44 SP使用前要对它初始化 指明堆栈段从哪里开始 比如MOV SP，#5FH ORG 指明程序段从哪里开始。45 移位命令可用于做走马灯试验。46 LJMP>AJMP>SJMPAJMP是双字节指令 LJMP是三字节指令，47 CJNE： 比较两个数是不相等后转移 （先判断是否相等，之后还可以判断是否大或者小 用JC跳转） DJNZ：减1后不等于零转移，用于控制循环次数 位操作常用的转移指令：JB （位是1的时候转移） JBC（位是1转移 并清0 用于查询方式清除中断标志，用中断方式时不需要手动清0）48  在进行位处理时，CY（就是的进位位）称“位累加器” 相当于字节处理中的A。49 计数器/定时器要运行有很多限制条件：1。C/T开关 2。Tr开关3。Gate开关（Gate＝1的时候，还要受Int1的控制）。用SETB TR0 启动T。有4种工作方式：0。13位 1。16位 2。有预置的（高8位做预置用，低8位做计数用，所以范围小），一般用于波特率发生器3。定时器 0分为两个独立的定时/计数器，一般T1工作于方式2时，T0才工作在方式3。用于T的寄存器：TCON 控制定时器和中断 TMOD主要用来控制T的运行方式。定时器用于中断方式的时候中断中完成的工作：1。中断到了后要实现的动作2。对计数器重新预置（相当于方式2自动完成的工作）3。设置一个软计数循环操作，完成多次定时后输出，这样增加了定时时间。50 用于中断的寄存器：IE：中断总开关 IP：中断优先级 ECON SCON中断程序时间不能大于中断间隔时间51 通讯方向：在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。52 串行口：方式1：移位寄存器方式 外接一个串入并出的移位寄存器CD4094 74LS164，就可以扩展一个并行口53 软件去掉按键抖动，发现按键按下之后10ms再次判断是否按下。54 单片机在通电复位后8051内的程序计数器（PC）中的值为‘0000’，所以程序总是从‘0000’单元开始执行55 碳膜电阻：功率小1/6,1/4W1Ω～22M精度5%便宜 1～2分钱精密电阻功率小1/6,1/4W1Ω～22M精度高1%5 分钱氧化膜电阻：1～2W0.1Ω～22M精度5%5 分钱水泥电阻：5～50W0.11～1K精度5%不到1元陶瓷电阻：50～200W0.1Ω-1K精度5%几十元2W高压电阻270M精度5%5元压敏电阻精度5%不到1元排 阻(5脚-12脚)100Ω～1M精度5%5分/脚可调电阻(卧.立式)100Ω-1M精度5%不到1元小功率电阻一般选精密电阻，因为其价格不贵。一般按功率选择电阻：1～2W氧化膜电阻 5～50W水泥电阻 50～200W 陶瓷电阻（太贵了）56 电容：瓷片电容：0.5p~0.1u 耐压最高可达30KV 一般都是50V的涤纶电容：100p～4.4u 耐压一般是50～100V 最高也就630V电解电容：0.1u～22万u 耐压等6.3v 10v 16v 25v 35v 50v 160v 250v 400v(无15，20)耐压超过100v的都很贵 甚至几百元钽电容：0.1u～100u 耐压 最高50V 类似电解电容独石电容：10p～2u 耐压一般50～100V安规 用于交流250V 0.01u～2.2u树脂 用于交流250V 0.1u～47u电容容量越小耐压越高：容量的大小瓷片<独石<涤纶<钽<电解 钽和电解都属于大容量的电容.57 二极管：整流：1N40系列（1A） 1N54系列（3A）1N52 6A系列（6A）开关：1N4148快速恢复：FR系列 （1A～6A）FR10*(1A) FR15* (1.5A) FR20*(2A) FR30*()3A FR60*(5A)都很便宜 不超过5角硅整流桥 从1A～40A 耐压100V～1000V 不超过10元稳压二极管：2CW 2DW58 三极管：型号太多了 2N（日本 美国） B××（欧洲）。中小功率（小于1W 电流不到1A 电压一般不超过100V）：国半的90系列 8050 8550（功率稍大是90的派生） 2SC1815 2SC9452N 5400 2N5550（耐压较高 超过100V）中功率的比较少（1~1.5W 电压较高200V以上 电流不超过0.5A）。用于彩电 相机中。大功率(5W以上)低耐压（不到100V 电流10A以上）：2N3050 MJM2955（用于电源的扩流）中耐压的很少高耐压（几百伏，电流2A以上）：用于彩电和显示器2SD820 2SD1403（用于电源） 2SD951（用于行输出）稳压电源：78, 79系列 （固定输出，最大输入电压35V 输出5V～24V）LM317 LM337 (输出电压可调1.25～37V 能提供1.5V电流，输入输出差不能大于40V) LM350（3A）TL431 三端可调 做基准源用 因为输出功率太小59 光耦：4N TLP PC MOC60 拨码开关：在单片机中一般用于设置初始参数,而且不经常改变的场合。 开关一般直接接到地上，还有加上拉电阻，单片机内部有上拉电阻时，可是省略（p1.p2.p3为准双向口，输入时，被内部上来成高电平）XLF：微型打印机。一体化红外接收器: 集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容DM－162 液晶显示模块 可直接和单片机相连。ARP9600:语音录放芯片。UPC1651高增益高频放大集成电路 用于音频信号 可直接接电线MOC3041：光耦，双向可控硅97A6：可控硅TWH8778（8751）：功率快关，工作电压3～24V，开关电流1A。输入TTL兼容，可取代常规继电器LM324：四集成运放HT7150: 电源稳压器最大输入电压24V 输出为5V 输出电流只有30mALA4425：功放 能驱动8欧 5W的喇叭。LM384 TDA2030 能驱动8欧 12W的喇叭 LM386LM1875 TDA1514 TDA1521(大功率)61 LED数码管显示很简单：1先把16进制换算成10进制，放入a, b 中2 调显示码（无译码电路）3 从输出端口输出4开控制位5 延时6关控制位62 单片机直接驱动8050 是用低电平驱动的。63 电阻的标定功率一般是最大功率，使用的时候远远小于这个功率 其他器件的功率是指额定功率，设备要在其额定功率附近工作。驱动能力不足含有两种情况：1．器件的输入电阻太小，输出波形会变形。如TTL电平驱动不了继电器2．器件输入电阻够大，但是达不到器件的功率，如小功率的功放，驱动大功率的喇叭，喇叭能响，但音量很小，其实是输出的电压不够大。64 模拟集成电路可以分为：线性、非线性、功率、和微波（频率超过300MHz）四种。65 著名芯片厂家：日本：NEC（日电）HITACHI(日立)TOSHIBA（东芝）MITSUBISHI（三菱）NATIONAL PANISONIC（松下）FUJITSU（富士通）SANYO（三洋）SONY（索尼）SHARP（夏普）SANKEN（三肯）JRC（JRC系列）ROHM美国：INTEL（因特儿）MOTOROLA（摩托罗拉）NATIONAL SEMICONDUCTOR（国半 标志是个F 或者一个水波）TI（德克撒斯仪器公司 生产TL系列）SIGNETICS（西格尼蒂克斯 生产NE555 NE系列）HARRIS（哈里斯是RCA（CA系列）GE INTERSIL三家合一 （生产ICL ICM系列芯片））AD——PMI（模拟器件公司 AD OP DG ADG系列 ）AMDSPRAGUA（史普拉格 生产ULN系列）IR（国际整流器公司）LT（LINAR TECHNOLOGY生产LT系列） RATHEON（雷声公司 生产RC系列）CYPRESS SEMICONDUCTOR (图标为一个柏树)欧洲：PHILIPS（菲利普）ST（SGS THOMSON）SIMENS（西门子）韩国：SAMSVNG（三星）GOLDSTAR（高士达）DAEWOO（大宇）HYUNDAI（现代）台湾：UMC66 74，40系列各个生产厂家的都可互换。61××，62××表示ROM 27××EPROM 28××E2PROM67 通用运放：LM741，LM833，LM324，LF411，LF347，LF358，TL071，TL081，MC34081，MC34071，MC33078，RC4558，RC4560，NE5532，AD71168 比较器：模拟量到数字量，并且输出于TTL兼容。LM311，LM339（239，139），LM31969 乘法器：可构成低通滤波器，频率变换，有效期测量。。。。AD53870 PC上用DRAM（型号多以4开头 如4164） 单片机上用SRAM（以62，65，66，67开头 HM日立公司的存储器 HY现代 GM金星 ） EPROM上有个小窗口（以27开头）E2PROM（29开头）flash ROM：存取速度快，断电保持71 电源：单片电源式：固定：78 79系列 可调： LM337稳压器专用集成电路：不带功率模块，稳定性好，输出电压自己配置 LM723用开关方式进行稳压：TL494 SG3524基准源：输出电流很小，作为AD的参考电压 精度很高 AD580 LM113/31372 模拟开关：小信号的开关，不是大电流的开关 40系列里的4066 还有AD75××（性能好 太贵，不用）73 V/F F/V 在无线电领域广泛使用 锁相环，在通讯电路使用比较多，应用复杂。74 驱动阵列：ULN2003 （史普拉格公司）75 A/D D/A (ADC DAC系列是国半生产的) AD574（A/D） AD7520(D/A)采样保持器：LF198/298/39876 PIC单片机是General Instrument公司生产的单片机77 光耦：东芝的TIL系列 摩托罗拉的MOC系列 公认命名的4N系列 仅十几种。78 多圈（单圈）电位器：墨西哥BOVREN牌的 3006，3296 功率不超过1W 阻值10欧～5M欧79 氧化锌压敏电阻：抑制浪涌电压，保护电路。80 可控硅与三极管相比 ：放大倍数高 达到上万 功率大 能达到几十安 几千伏。81 数码管 流行EDTECH公司产品 型号以LA LC LD LE LM LN 开头 还有BSR BSG系列82 家电专用芯片：欧洲的:DTA系列东芝: TA松下: ANNEC :uPC三洋：LA日立：HA HM东洋电具：BA三菱：MSHARP：IXSONY：CXA三星：KA83 数字万用表：3位半的就可以 示波器：双踪20M的就可以逻辑分析仪：有很多通道，用于数字电路 使用的很少信号发生器：高频达到2MHz就可以了频率计：专门测量频率 除非经常测量频率 一般不用扫频仪：测量器件的频率特性曲线图示仪：测量晶体管特性曲线 因为三极管质量日趋稳定 所以用处不大功率计，场强仪，频谱分析仪：很专用的仪器开关电源与普通电源相比：体积小 便宜 但是抗干扰差 纹波大 使用的很多84 通用运放（如LM324，需要＋—电源）的应用1．信号的放大，可代替三极管 运放接成反馈形式2．信号多路分配，接成射极跟随形式 输入阻抗大3．带通滤波器，用在音响设备中，选择不同的频率并进行处理4．比较器，运放不接反馈电阻。比较器的应用：可以做成电压过限指示。5．单稳态触发器：其实是加电容接成比较器形式85 比较器（LM339）的应用：LM39输出是OC门，需要加上拉电阻。LM339主要用于门限的指示，报警等。 LM339加正反馈形成迟滞比较器。还可以组成振荡器。4060是计数/分频/振荡器 用6反相器4069可以做成方波发生器4047 振荡器4033 十进制记数/7段译码器 输入脉冲 输出编码 需要加驱动4544 BCD－7段译码/驱动 输入是4位的BCD码 输出的是7段码4518 两个4位BCD码计数器 输入是脉冲 输出是4位的BCD码4017 计数器/分配器 输入是脉冲 输出10个通道，每个通道一个脉冲86 利用三极管的温度系数，可以把它做成感温探头，三极管接成二极管形式 既基极和集电极接在一起 三极管可用3DG687 设计功率不是很大的电源时:变压器选择220/15(18)，电流1.5A(3A 决定了电源的功率)可用现 成的整流桥（看容量 5A足够了吧）或者用4个二极管自己搭建滤波电容是几千u的稳压电路：滤波之后用7805生成自己要的电压5V 有的用LM337做成可调的电流不够大， 可以加三极管扩流 2N305588 Y992：直流电源，可输出占空比可调的波形，需要加晶振，驱动能力不大 只有10mA 可以做成波形发生器，振荡器。 用6反相器4069可以做成方波发生器89 ICL7660，MAX870，MAX828 可以把＋5V变成－5VICL7107 3位半的AD 做数字表头用 接共阳的LED90 变容二极管（几百皮法）变容二极管 用于收音机选台用。91 红外遥控：发射端：1 编码器 2 振荡器 3 红外发射管接收端 1 解码器 2 红外接收组件。92 LM35D 集成温度传感器 它是把测温传感器与放大电路做在一个起93 电源设计中 滤波电容大小的选择，一般1A左右在2000～3000u左右

94 集成温度传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM13595 三极管驱动是把驱动器件直接放到集电极（NPN），驱动能力受三极管Ic的影响 如果在集电极加电阻然后输出驱动，那驱动能力受电阻的影响三极管基极和集电极可以加不同的电压 实现电压变换射极跟随形式输出 输出端电压小于输入控制脉冲 输出电压受输入的影响 但是驱动能力强96 对于NPN管 发射结截止 三极管截止发射结导通正偏 集电结反偏 三极管放大发射结导通正偏 集电结正偏 三极管饱和 输出点的电压不是固定的 这时的输出点电压很低0 所以集电结正偏了 饱和时 Vce很小 输出最大电压为Vc1射极跟随形式时发射结正偏 集电结反偏 所以一直工作在放大区 输出最大电压为Vb这种接法不用作开关驱动 用作输出增大驱动能力 不能进行电平转换。2如果射极和集电极都接电阻，输出点在集电极输出，结果三极管截止时 输出Vc 有输入信号时 三极管放大 输出电压为 Vb-0.7-Vb*(Rb/(Rb+rb+(1+β)Re)), Re不是很小的情况下，输出比Vc小些 不可能输出0电平。所以这种接法不能用作开关NPN形式的时候 一般Rb一般大于Rc Re3 一般接法 集电极加一个电阻（电阻可换成驱动器件）用作开关形式。97 Protel 设计分3部分：原理图 、生成网络表、生成PCB98 双极性晶体管是电流控制器件 场效应晶体管是电压控制器件 分为MOSFET（绝缘栅）JFET（结型）99 1度=1千瓦时 1千瓦（功率）=1.36马力电灯、家用电器用的是单相交流电同容量的电机 三相的比单相的体积小100 电压高于60V 试电笔发亮 试电笔遇地线不亮 遇火线亮氖管两极都亮 是交流电 氖管只亮一极 是直流电。氖管两端有两个灯泡 测直流的时候 氖管接负极的一端发亮兆欧表是用来测量大电阻的101

102CD4001 或非门 用途：1可以构成RS触发器(如果没有4043的话)：s为1的时候输出1 s变回0 输出不变 这时需要r输入1 才能复位2 可以构成精度不高的谐震荡器103对于音频信号，初始很小，只有5mV，经过前置放大器放大到500mV，最后经过功率放大器输出。104电子管是通过固体加热释放出电子原理做成的105粗略估计 对于输入阻抗为10K的器件 0.1u能滤掉1000HZ以上的波 10u能滤掉10HZ以上的波106对于三极管来说9013用于放大 输入信号电压为为mv级 电流uA级 输出信号电压1V左右 输出电流mA级电压、电流放大倍数大约100 功率放大大约10000107低频信号指的是几Hz到十几KHz的信号108两个电容和两个二极管可以构成倍压电路109振荡信号是由正反馈产生的 LC振荡电路产生射频信号 RC振荡电路产生音频信号 晶体振荡电路是通过晶体的压电效应来产生振荡的。多谐振荡器：能输出含有多次谐波信号的振荡器110DTL是指IC由二极管和三极管构成 TTL是IC只由三极管构成。111过程控制指控制量为压力，液位，流量，温度等，伺服控制的对象是位置。112稳压二极管比普通二极管比较起来 他的反相击穿电压（稳定电压）一般小于40V 并且反相动态电阻变化比较小113三极管用作放大作用时，Rb/Rc 因该略微小于电流放大倍数β基极必须接电阻，不然的话，三极管的输入电阻相当于0两个二极管连接的时候，第一个的Rc应该是第二个的Rb的十分之一，这样才不会波形变形基极可以不接电阻，这样的话，但是前一级必须有上拉电阻，这样造成，前一级的集电极输出总是为0，前一级输出0时，电流从前一级流过，前一级为高的时候，电流从后面流过，后面的三极管导通，但不便于测量观察波形，所以建议基极要加电阻，而且，电阻做好比前一级的Rc大，这样便于用示波器观察波形