电子电路设计与实践课件.ppt

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资源描述

1、电子电路设计与实践(40学时)目标v以应用为目标,提高学生电子电路及小系统的分析与设计能力,特别是硬件电路的设计能力与实际操作水平;v通过初级电子设计工程师认证初级电子设计工程师认证 证书考试(5月中下旬)教学与学习方法v理论实际结合v专题形式学习v课堂与课外学习v考试学习v实操练习教材与考试情况v各类电子设计书籍、资料v开卷考试v平时实验v其他电子元器件一、概述一、概述 1 1元器件构成电子产品的基本元素元器件构成电子产品的基本元素2.2.元器件是推动电子产品发展的主要因素元器件是推动电子产品发展的主要因素1.元器件构成电子产品的基本元素1.元器件构成电子产品的基本元素2.元器件是推动电子产

2、品的发展主要因素元器件是推动电子产品的发展主要因素2.元器件是推动电子产品的发展主要因素元器件是推动电子产品的发展主要因素二、元器件基础知识二、元器件基础知识1.分类:分类:电子元器件被用来改变电流方向,它们的形状电子元器件被用来改变电流方向,它们的形状和尺寸各不相同,用途也多种多样。和尺寸各不相同,用途也多种多样。v电路中实现的功能分类:电阻、电容、电感器、电路中实现的功能分类:电阻、电容、电感器、变压器、机电组件、半导体分立组件、集成电变压器、机电组件、半导体分立组件、集成电路。路。v当把元器件安装在当把元器件安装在PCB上时,有上时,有2种主要封装种主要封装形式的元件,通孔元件和表面贴装

3、元件。形式的元件,通孔元件和表面贴装元件。2.元件封装元件封装 封装外形分类:封装外形分类:THT通孔安装形式通孔安装形式 SMT表面安装形式表面安装形式 v通孔元件,它有引脚穿过通孔元件,它有引脚穿过PCB,然后焊接。,然后焊接。v表面安装元件被直接焊到表面安装元件被直接焊到PCB表面上被称作焊表面上被称作焊盘的金属上。盘的金属上。2.元件封装(续)元件封装(续)v通孔元件的形式很多,有轴向、径向两种。通孔元件的形式很多,有轴向、径向两种。轴向元件轴向元件:元件引脚从身体两端引出的称为轴向元件。元件引脚从身体两端引出的称为轴向元件。径向元件径向元件:元件的元件的2个或多个引脚从同一方向伸出。

4、个或多个引脚从同一方向伸出。2.元件封装(续)元件封装(续)v典型的轴向元件有:典型的轴向元件有:电阻、二极管、电容。电阻、二极管、电容。2.元件封装(续)元件封装(续)v典型的径向元件有:典型的径向元件有:晶体管、电容、二极管、滤波器和晶振。晶体管、电容、二极管、滤波器和晶振。2.元件封装(续)元件封装(续)v表面安装元件或表面安装元件或SMD,相对于通孔元件而言,相对于通孔元件而言,越来越流行。越来越流行。v表面安装元件的引脚不是穿过表面安装元件的引脚不是穿过PCB,而是直接,而是直接安装在安装在PCB表面的焊盘上,并焊接。表面的焊盘上,并焊接。2.元件封装(续)元件封装(续)v很多通孔引

5、脚与表面安装元件的功能相等,但很多通孔引脚与表面安装元件的功能相等,但表面安装元件的体积要小得多。表面安装元件的体积要小得多。2.元件封装(续)元件封装(续)vSMD器件没有很长的引脚,因为它们不需要穿器件没有很长的引脚,因为它们不需要穿过过PCB。v它们与它们与PCB的接触也有的接触也有2种形式,第一种是有引种形式,第一种是有引脚元件;第二种是无引脚元件。脚元件;第二种是无引脚元件。2.元件封装(续)元件封装(续)v在有引脚的元件中,也有在有引脚的元件中,也有2种引脚形式,种引脚形式,J形和形和欧翼形。欧翼形。J形引脚的形状像字母形引脚的形状像字母J,J的底部与的底部与PCB焊盘相连;欧翼形

6、引脚的形状像海欧的羽焊盘相连;欧翼形引脚的形状像海欧的羽翼。无引脚元件,它与翼。无引脚元件,它与PCB的接触是通过身体的接触是通过身体两端引出的金属端与两端引出的金属端与PCB直接焊接而成。直接焊接而成。2.元件封装(续)元件封装(续)第一节:基本概念第一节:基本概念 v电抗组件标称值与偏差 v电抗组件标称值单位与符号 v电抗组件的标志 v组件包装 电抗组件包括电阻器、电容器、电感器(变压器)电抗组件标称值与偏差v由于工厂商品化生产的需要,电抗组件产品的规格是按特定数列提供的。考虑到技术上和经济上的合理性,目前主要采用E数列作为电抗组件规格。常用的阻值系列有E6,E12,E24,E96系列.见

7、表3.1vE620%(M,III);E1210(K,II);E245(J,I);E960.1(B)、0.25(C)、0.5(D)、1(F,0)、2(G)。v4.5K(4.53k-E96-B;4.7K-E24-J、K、M)电抗组件标称值单位与符号v电阻 电容 电感vm(毫)F(法拉)H(亨利)v(欧姆欧姆)mF(毫)3 mH(毫)v(千)F(微)6 H(微)v(兆)nF(纳)9 nH(纳)v(吉)pF(皮)12 v(太)v10 的3次方关系电抗组件的标志v直标法电抗组件的标志v数码法电抗组件的标志v色码法 p61v(表3.4不同颜色代表不同数字,以表示标称值和精度)电子元器件电子元器件v电抗元件

8、:电抗元件:电阻、电容、电感电阻、电容、电感v半导体分离器件:半导体分离器件:二极管、三极管二极管、三极管v集成电路:集成电路:音音/视频电路、数字电路视频电路、数字电路 微处理器、存储器等微处理器、存储器等v机电组件机电组件:开关、继电器、连接器开关、继电器、连接器1.电抗元件电阻电抗元件电阻v外形尺寸及封装结构外形尺寸及封装结构v性能指标性能指标v种类和用途种类和用途v表示方法表示方法外形尺寸及封装结构外形尺寸及封装结构v封装不同封装不同v尺寸不同尺寸不同性能指标性能指标电阻额定功率电阻额定功率v定义:额定功率是指电阻器在直流或交流电路中,定义:额定功率是指电阻器在直流或交流电路中,在一定

9、的工作环境下(在一定的工作环境下(87kPa-107 kPa的大气压,的大气压,-55-125的工作温度)长期连续工作所允许承受的的工作温度)长期连续工作所允许承受的最大功率。最大功率。v额定功率标称值:通常有额定功率标称值:通常有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5、10W等规格。等规格。v通孔元件的功率识别:可采用尺寸比较法确定功通孔元件的功率识别:可采用尺寸比较法确定功率大小。率大小。v电电阻器阻器额定功率额定功率时,应使额定值高于在电路中的时,应使额定值高于在电路中的实际值实际值1.52倍以上倍以上.非线性、温度系数、噪声、极限电压非线性、温度系数、噪声、极限电压种

10、类和用途种类和用途种类种类种类和用途种类和用途用途用途v园柱形固定电阻器躁声电平和三次谐波失真园柱形固定电阻器躁声电平和三次谐波失真都比较低,常用于高档音响的电子都比较低,常用于高档音响的电子.v薄膜型(薄膜型(RN型)电阻精度高、电阻温度系数型)电阻精度高、电阻温度系数小、稳定性好,但阻值范围较窄,适用于精小、稳定性好,但阻值范围较窄,适用于精密高频领域;密高频领域;v厚膜型(厚膜型(RK型)电阻在电路中应用最广泛。型)电阻在电路中应用最广泛。表示方法表示方法v原理图上表示符号原理图上表示符号 表示方法表示方法 炭膜电阻炭膜电阻 RT1/8W330KM 金属膜电阻金属膜电阻 RJ 1/4W

11、5.1K J RM73 B 2B TE 102 J 表贴电阻表贴电阻 1K 5 0603 表贴元件封装尺寸表贴元件封装尺寸v常用外形尺寸长度和宽度命名,来标志其外形大小,通常有英常用外形尺寸长度和宽度命名,来标志其外形大小,通常有英制和公制称谓,如英制制和公制称谓,如英制0805表示长为表示长为0.08英寸,宽为英寸,宽为0.05英寸,英寸,其公制为其公制为2012,即长,即长2.0毫米,宽毫米,宽1.2毫米:毫米:v英制(英制(inch)公制(公制(mm)v1206 (3216)v0805 (2012)v0603 (1608)v0402 (1005)v0201 (0603)v01005 04

12、02 1inch=1000mil 25.4mm;1mm40mil。头发丝直径23mil 电容器是一种储存电场能量的元件,它由两个金属片中间填充绝缘介质构成。电容器阻直流,对交流电的阻力随频率的增加而减小。这种阻力用容抗表示。电容器的符号:C,基本参数是标称容量和耐压。电容器作用电容器作用:调谐电路、旁路电路、调谐电路、旁路电路、耦合电路、滤波电路。耦合电路、滤波电路。电抗元件电抗元件-电容器电容器聚酯膜电容器聚酯膜电容器电容的技术参数电容的技术参数 电容器的技术参数(1)标称容量(2)额定电压(耐压)按照所用介质的不同,可分为瓷介电容、云母电容、纸介电容、塑料薄膜电容、电解电容等。v一、电容器

13、的分类及命名一、电容器的分类及命名 vCC/TvCBBvCL聚酯聚酯vCY云母云母vCD(铝(铝 方向)方向)vCA30(钽)(钽)CLCL CBCBv常用表面安装(常用表面安装(SMT)电容器主要有以下五类:)电容器主要有以下五类:可调电容器。可调电容器。云母电容器云母电容器;铝电解电容器铝电解电容器;钽电解电容器钽电解电容器;多层片状瓷介电容器多层片状瓷介电容器;1、多层片状瓷介电容器、多层片状瓷介电容器v多层片状瓷介电容器又称多层陶瓷电容器或独石电容器简多层片状瓷介电容器又称多层陶瓷电容器或独石电容器简称称MLC(Multilayer Ceramic Capacity)。方向无)。方向无

14、。2、铝电解电容器、铝电解电容器v铝箔电解腐蚀铝箔电解腐蚀(弱酸弱酸)而成;而成;二、电容器的主要参数二、电容器的主要参数:1标称容量和允许误差范围:标称容量和允许误差范围:电容器的标称值通常是指电容器上标注的电容值。电容电容器的标称值通常是指电容器上标注的电容值。电容器的基本单位是法拉,简称法,用器的基本单位是法拉,简称法,用“F”F”表示。实际应用表示。实际应用中很少用法拉。中很少用法拉。单位为微法(单位为微法(FF)、纳()、纳(nFnF)、皮(、皮(pFpF).换算关系:换算关系:1F1F(法拉)(法拉)=10=106 6F 1F=10F 1F=103 3nF=10nF=106 6pF

15、pF 实际电容量与标称电容量的允许最大误差范围称为允实际电容量与标称电容量的允许最大误差范围称为允许偏差范围。一般分为三个等级,用许偏差范围。一般分为三个等级,用级级5%5%、级级1010、级级2020表示。表示。标称容量和误差标志于壳体上。标称容量和误差标志于壳体上。标称电容量与实际电容量的相对允许误差,允许偏差1%时用绝对偏差表示。电容器允许偏差表电容器允许偏差表 在额定环境温度下可连续加在电容两 端的最高直流电压有效值称为电容器的耐压。如果工作电压超过电容器的耐压,电容器将被永久击穿。电容器的耐压分为6.3V、10V、16V、25V、50V等。(二)电容器的耐压3绝缘电阻(绝缘电阻(又称

16、漏电电阻):是指两个电极间绝缘介质的电阻,它的大小说明了电容器绝缘性能的好坏。电容器在一定的电压作用下,会有微弱的电流通过介质,造成电能损耗,绝缘电阻越小,漏电流就越大,电能损耗越多,就会影响电路的正常工作。所以绝缘电阻小的电容器不能选用。电容正负极测量电容正负极测量 长脚是正极,短脚是负极 在灰色的部分一般有两条矩形框,那么挨着这个灰色部分最近的引脚就是负极(四)用万用表判断电容器v阻值为无穷大,说明电容器适用,否则,说明电容漏电损坏或内部击穿。电抗元件电抗元件电感电感电感电感表示方法:表示方法:L、LGXv结构:结构:v作用:扼流、退耦、滤波作用:扼流、退耦、滤波 延迟、补偿、调谐。延迟、

17、补偿、调谐。v关键参数关键参数RfLQ2电感:变压器电感:变压器 互感原理互感原理外形和符号外形和符号常用变压器常用变压器充电器中低频变压器充电器中低频变压器初级和次级的区分初级和次级的区分2半导体分离器件半导体分离器件半导体半导体PN结结二极管二极管结构:结构:v发光二极管发光二极管 符号符号 极性极性 万用表区别万用表区别 2半导体分离器件半导体分离器件二极管二极管v普通二极管普通二极管 符号符号 极性极性 用途:检波、整流用途:检波、整流 稳压、开关稳压、开关整流二极管整流二极管 晶体二极管 二极管是一种用途很多的半导体元件。内部结构实际上就是一个PN结,再加上相应的正负极引线,用玻璃。

18、塑料或者金属管壳封装而成的。它是一种非线性元件,它最大特性是具有单向导电性。因此常用它作为整流和检波元件。(1)主要参数 最大整流电流,二极管长期工作时允许通过的最大正向电流。最高反向工作电压,防止击穿,反向电压极限值。(2)极性判断 万用表置于电阻挡,两表笔分别接二极管的两个电极,记录测试的阻值,两表笔调换,再测一次阻值。两次测量中,阻值小的那一次,测出的是二极管的正向电阻,红表笔接触的电极是二极管的正极,黑表笔接触的电极是二极管的负极。(4)判断二极管的好坏)判断二极管的好坏:常用方法是测试二极管的正、反向电阻。然后加以判断。正向电阻越小越好,反向电阻越大越好,即二者相差越大越好。一般正向

19、电阻为几百欧或者几千欧,反向电阻是几十千欧或者几百千欧以上,这样的二极管是好的。a、如果正反向电阻都为无穷大,表示内部断线。b、正反向电阻都为零表示PN 结击穿或短路,则说明二极管是坏的。c、若正反向电阻一样大,这样的二极管也是坏的。(5)发光二极管的检测)发光二极管的检测 发光二极管是一种把电能转换成光能的半导体器件,常用符号LED 表示。管子上通过合适正向电流便发光,其发光颜色与管子材料有关,常用作收音机和电子仪器的电平指示、调谐指示、电源指示等。发光二极管也具有单向导电特性,使用R10K档可测出正反向电阻。一般正向电阻应小于50K80K,反向电阻应大于400K,若正反向电阻均为零,说明内

20、部击穿短路。若正反向电阻均为无穷大,说明内部开路。2 半导体分离器件半导体分离器件v三级管三级管 结构:结构:符号:符号:作用作用:放大,控制放大,控制 开关。开关。2 半导体分离器件半导体分离器件v三级管三级管 判断三极管判断三极管 的的e、b、c 不同封装不同封装 9014 SOT23 9013 TO92 1.三极管极性的判别三极管极性的判别2.三极管性能的检测三极管性能的检测(2)(2)用数字万用表判别极性用数字万用表判别极性(1)(1)用用万用表万用表的的 h hFEFE挡检测挡检测 值值(1)(1)目测判别极性目测判别极性穿透电流的检测穿透电流的检测反向击穿电压的检测反向击穿电压的检

21、测三极管的极性识别和检测最简单方法:对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。用用数字数字万用表判断三极管极性万用表判断三极管极性红表笔红表笔是是(表内电源表内电源)正正极极黑表笔黑表笔是是(表内电源表内电源)负负极极基极基极B的判断的判断:当当黑黑(红)(红)表笔接触某一极,表笔接触某一极,红红(黑)(黑)表笔分别接触表笔分别接触另两个极时,万用表指示为另两个极时,万用表指示为低阻低阻,则该极为基极,该管为则该极为基极,该管为PNP(NPN)。C、E极极的判断:的判断:基极确定后,比较基极确定后,比较B与另外两个极间的正向电阻,较大与另外两个极

22、间的正向电阻,较大者为发射极者为发射极E,较小者为集电极,较小者为集电极C。用万用表的用万用表的 hFE挡检测挡检测 值值1.拨到拨到 hFE挡。挡。2.将被测晶体管的将被测晶体管的C、B、E三个引脚分别插入相应的插三个引脚分别插入相应的插孔中(孔中(TO-3封装的大功率管,可将其封装的大功率管,可将其3个电极接出个电极接出3根引线,再插入插孔)。根引线,再插入插孔)。3.从表头或显示屏读出该管的电流放大系数从表头或显示屏读出该管的电流放大系数 。电声器件用于电信号与声音信号之间的相互转换,如扬声器耳机蜂鸣器/受话器等 1.扬声器 压电陶瓷扬声器和蜂鸣器 耳机和耳塞机 集成电路v集成电路的英文

23、为集成电路的英文为Integrated Circuits,缩写为缩写为IC。它是在极小的硅单晶片上,利。它是在极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管、电阻器、电容器等。并连成能完成极管、电阻器、电容器等。并连成能完成特定功能的电子电路,然后封装在一个外特定功能的电子电路,然后封装在一个外壳中,构成集成电路。壳中,构成集成电路。布满集成芯片的电路板布满集成芯片的电路板 IC的主要封装形式有QFP,TQFP,PLCC,SOT,SSOP,BGA等。SOP-Small Outline Package.小型封装SSOP-Shrink Small

24、Outline Package.缩小型封装TSSOP-Thin Shrink Small Outline Package.薄缩小型封装SOT-Small Outline Transistor.小型晶体管TQFP-Thin Quad Plat Package.薄四方型封装QFP-Quad Plat Package.四方型封装Outline(表面粘贴类)小型三小型三极管类极管类SOT SOP QFP SSOP TQFP TSSOP PQFP两边四边鸥翼型脚鸥翼型脚PLCC-Plastic Leaded Chip Carrie.宽脚距塑料封装DIP-Dual In-Line Package.双列直插

25、封装BGA-Ball Grid Array.球状栅阵列SIP-Single In-Line Package.单列直插封装SOJ-Small Outline J.J形脚封装CLCC-Ceramic Leaded Chip Carrie.宽脚距陶瓷封装Outline(表面粘贴类)BGA SOJ LCCPLCC CLCC 两边两边四边四边J型脚型脚球形球形引脚引脚焊点在元件底部焊点在元件底部SMT电子工艺视频电子工艺视频 二、集成电路的封装形式和引脚识别二、集成电路的封装形式和引脚识别 1.1.通孔封装形式的集成电路通孔封装形式的集成电路v方向:逆时针方向。方向:逆时针方向。2.表面贴装表面贴装形式

26、的集成电路形式的集成电路(1)小外形封装集成电路小外形封装集成电路 SOP DIP-缩小缩小 1/9-1/3 J 和和GULL PITCH=1.27 (2)塑料有引线芯片载体)塑料有引线芯片载体 PLCC 方形、矩形方形、矩形 J引脚引脚-铜材料,检测困难。铜材料,检测困难。方向:逆时针方向:逆时针(3)方形扁平封装芯片载体方形扁平封装芯片载体 QFP 矩形、方形矩形、方形;GULL 引脚。间距引脚。间距(mm):1.0、0.8、0.5、0.4、0.3(408根,根,50mm)特点:吸收应力好,焊接强度高,特点:吸收应力好,焊接强度高,I/O 口多。口多。(4)BGA/CSP球栅阵列球栅阵列-

27、数千条引脚数千条引脚BGA/CSP的定义的定义vBGA:Ball Grid Array,球栅阵列,球栅阵列(门阵列式球形封门阵列式球形封装)装)vCSP:Chip Scale Packaging,芯片级封装,进一,芯片级封装,进一步微型化步微型化集成电路集成电路v用途用途 音频音频/视频电路:视频电路:音频放大器、电视电路音频放大器、电视电路 数字电路:数字电路:门电路、加法器、可编程逻辑电路门电路、加法器、可编程逻辑电路 微处理器:微处理器:单片机、单片机、DSP 存储器:存储器:动动/静静RAM、EPROM 接口电路:接口电路:A/D、D/A、缓冲器、缓冲器 光电电路:光电电路:光电开关光

28、电开关 线性电路:线性电路:运算放大器运算放大器v机电元件是利用机械力或电信号的作用,使电路产生接机电元件是利用机械力或电信号的作用,使电路产生接通、断开或转接等功能的元件。机电元件通常包括开关、通、断开或转接等功能的元件。机电元件通常包括开关、连接器、继电器等。连接器、继电器等。1.开关:开关:P87极(刀):活动触点极(刀):活动触点位(掷):固定触点位(掷):固定触点机电组件机电组件2.常见开关介绍常见开关介绍 钮子钮子按钮、轻触、滑动、拨码,旋转、钮子,3.连接器连接器 1.1.电气连接的一类机电元件,使用十分广泛。电气连接的一类机电元件,使用十分广泛。连接器又称为接插件,或一部分称为

29、接插件。连接器又称为接插件,或一部分称为接插件。2.连接器主要参数:如:连接点数、排数、排阵间距、交错连接器主要参数:如:连接点数、排数、排阵间距、交错或矩形间隔焊盘、安装方向、插拔力大小、安装方式。或矩形间隔焊盘、安装方向、插拔力大小、安装方式。v同轴连接器及光纤光缆连接器:必须考虑阻抗特性及光学性同轴连接器及光纤光缆连接器:必须考虑阻抗特性及光学性能等参数能等参数.4.常用连接器介绍常用连接器介绍(1)印制板连接器)印制板连接器(2)针式插头或插座)针式插头或插座(3)IC插座。插座。(4)其它类型)其它类型一.直流稳压电源基本种类v线性稳压电路分立元件组成:淘汰集成元件组成:主流v开关稳

30、压电路优点:体积小;效率高缺点:成本高;辐射大;电压纹波大vDC-DC电池供电;多电压电路vAC-DC基本种类v单电源:便携式仪器v双电源:运算放大器v多电源:低功耗表贴芯片 3.3V,1.8V等基本组成框图 u1 u2 u3 u4 u5 t t t t t 变压 整流 滤波 稳压 u1 u2 u3 u4 u5 0 0 0 0 0 两个个小问题:U1/U2=N1/N2P1=P2 I1/I2=N2/N1r1/r2=?U2多大合适?学会用软件画框图!常用三端稳压芯片型号输出电流(A)输出电压(V)78LXX0.15、6、9、12、15、18、2478MXX0.55、6、9、12、15、18、247

31、8XX1.55、6、9、12、15、18、2479LXX0.1-5、-6、-9、-12、-15、-18、-2479MXX0.5-5、-6、-9、-12、-15、-18、-2479XX1.5-5、-6、-9、-12、-15、-18、-24注意:端稳压器在加装散热器的情况下,输出电流可达1.52.2A,最高输入电压为35V,最小输入、输出电压差为最小输入、输出电压差为23V,输出电压变化率为0.10.2 原理图D11N4007D21N4007D31N4007D41N4007C1470uFC2100nFF11_AMPU1LM7805CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEC3220uFC410

32、0nFV1220 Vrms 50 Hz 0 T10123T201234V2220 Vrms 50 Hz 0 D51N4007D61N4007D71N4007D81N4007F21_AMPU2LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU3LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEC7220uFC8100nFC9470uFC10100nFC11220uFC12100nFC5470uFC6100nF+5VGND+12VGND-12V常见举例v正负12V(7812、7912)+单5V(7805)(练习v:仿真一下)v正负可调电源(LM317、LM337)记住公式Uo1=

33、1.25*(1+Rv/R1)Uo2=-1.25*(1+Rv/R2)特例v7805电压可调电源v7805恒流源v见仿真文件其他电源芯片v电源转换芯片高压转低压(常见)低压转高压vMAX756(3V5V)正压转负压vTPS60400(5V-5V)小常识v1.电容值标称值:v103:0.01uF;104:105;106;v关于标称值:1100pf电容?v钽电容:性能好v2.电阻色标读法:v棕:1;v红:2;橙:3;黄:4;绿:5;蓝:6;紫:7;灰:8v黑:0;白:9v右图的电阻值是多少?v3.二极管极性:长正短负;一样长?v4.电解电容极性:长正短负小练习v1.用软件画出电源的框图(包括每个部分的

34、波形图)v2.仿真:正负12V(7812、7912)+单5V(7805)C语言语句提纲v表达式语句表达式;v复合语句局部变量定义;语句1;语句2;If语句v三种格式(语句多于1句,要用扩上v1.if(表达式)语句v2.if(表达式)语句1else 语句2v3.if(表达式)语句1else if语句2else if 语句nelse 语句mv特例:表达式v逻辑表达式?表达式1:表达式2Switch开关(分支)语句vSwitch(表达式)vcase 常量表达式1:语句1;break;case 常量表达式1:语句1;break;case 常量表达式n:语句1;break;default:语句;循环语句

35、v1.while(表达式)-当型:先判断,后执行v 语句1;语句2;特例:while(1)循环。如何跳出来?2.do-直到型:先执行,后判断 while(表达式)vfor(表达式1;表达式2;表达式3)v典型语句:vfor(循环变量初值;循环条件;循环变量增值)vfor(i=1;i=100;i+)v s=s+i;s+返回语句vreturn(表达式)终止函数执行变量类型v1.bit;v2.char;8v3.int;16;v4.long;32;v5.float;v6.*指针变量;v*7.sfr特殊功能寄存器(0-255)一个内存单元寄存器(四个口);sfr P1=0 x90;P1=255;v*8.

36、sfr16(0-65535);两个内存单元寄存器(如T0和T1);v*9.sbit;访问芯片内部RAM中可寻址位或sfr中的可寻址位数据存储类型v1.data:片内直接寻址数据存储区(128B)v2.bdata:片内可位寻址数据存储区(16B)v3.idata:片内间接寻址数据存储区(256B)v4.pdata:分页片外寻址数据存储区(256B)v5.xdata:片外数据存储区(64k)v6.code:代码存储区(64k)运算符与表达式1.赋值:变量=表达式;/与“=”区别2.算术:+、-、*、/、%;/注意:优先级与结合性3.增量和减量:i+;i-;+i;-I4.关系:;=;=;!=5.逻辑

37、:!;&;|;v6.位运算:v;;&;|v7.复合赋值:v+=;-=;*=;/=;%=;=;&=;v|=;=;=;a+=6;8.条件运算:?:9.指针与地址:变量=*指针变量;/取内容;指针变量=&目标变量;/取地址;10.强制类型转换:(类型)表达式;11.字节个数求取sizeof():注意:16进制表示:0 xF001;三、信号及其调理电路模块3.29测量系统结构图信号调理的位置v最前端,前向通道v用以测量一个信号量的大小、频率、相位等信息温度、气压、湿度、光强、速度、位移、v最后端,后向通道v用以执行一个数字量或模拟量的输出加热电阻丝液晶显示电机转动闭环测量控制系统信号调理的位置继电器控

38、制大电压大电流电器工作信号种类:v模拟信号(幅值、频率)微弱信号:uV小信号:mV大信号:V直流信号交流信号v低频信号v中频信号v高频信号v数字信号:高频和低频调理电路作用v将信号按一定比例放大或缩小乃至滤波,提取得到一个后续电路(如AD、DA等)可以正常接受的满幅范围v措施:放大及滤波电桥电路基本运放电路种类(中低频)v反相比例v同相比例:特例(电压跟随器)v差分(减法)电路v积分与微分电路v仪用放大电路v可变增益放大器v隔离放大器vI/V转换基本运放电路种类(中低频)v电压比较器普通滞回比较器v特别的电路电平平移高频放大电路v高频小信号放大器v高频宽带放大器v高频功率放大器v高频信号发生器

39、基本滤波器及其种类vRLC无源滤波器:f截=1/(2pi*R*C)v有源滤波器低通高通带通带阻v特例:50Hz陷波器运放种类v集成芯片集成度单运放vOP07双运放TL082、TLC2252、LM322四运放TL084、TLC2254、LM324v供电电源要求单电源双电源单、双电源运放种类v放大范围普通:轨-轨:TLC2254、LM358频率响应v普通v高速典型电路(EDP)设计目的及任务v设计目的:掌握集成运放的原理;掌握集成运放构成的各种基本调理电路。v设计任务:设计一个比例放大电路,并通过万用表测量输出信号电压。v功能指标:输出信号电压具有过压保护功能(最大输出电压2.5V)。放大倍数自选

40、或可调。v设计要求:输出信号能够提供给EDP试验箱AD电路进行采样。集成运放v集成运算放大器(简称运放)是一种高增益多级直接耦合放大器,其内部结构如下图:集成运放的理想化条件Ovv-v v-v0 OVDvA1.无限大的差模输入电阻、趋于零的输出电阻2.无限大的差模电压增益和共模抑制比3.无限大的频带宽度以及趋于零的失调和飘移当为有限值,则输入的差模电压()就必趋于零,即同时,由于差模输入电阻趋于无穷,因而流进集成运放输入端的电流也就必趋于零,即 i 0运放主要性能参数(直流)v输入失调电压:一个理想的运放,当两个输入端加相同的电压或直接接地时,其输出电压应为零,但实际上不为零。为使输出电压为零

41、,在两个输入端间加有补偿直流电压VIO,该VIO称为输入失调电压。v输入失调电流:当运放的输出电压为零时,将两输入端偏置电流的差称为输入失调电流,即 IIO IB IB 其中IB为同相输入端基极电流,IB为反相输入端基极电流。v共模抑制比:将运放的差模电压放大倍数AVD与共模电压放大倍数AVC之比称为共模抑制比,用KCMR表示,单位一般用dB运放主要性能参数(直流)20lgVDCMRVCAKdBAKCMR 愈大,表示放大器对共模信号(温度飘移,零点飘移等)的抑制能力愈强。运放主要性能参数(交流)v增益带宽积:运放的带宽BW通常等于截至频率fc。增益越高,带宽越窄,增益带宽积为常数,即 AVBW

42、常数 将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。v转换速率(摆动率):运放在大幅度阶跃信号作用下,输出信号所能达到的最大变化率称为转换速率或摆率,用SR表示,其单位为V/us。集成运放的基本应用v反相放大器OFVF1i1P1RARRRR0RR/FR闭环增益:输入电阻:输出电阻:平衡电阻:集成运放的基本应用v同相放大器OFVF1iP1RARRR0RR/icFrR闭环增益:1+输入电阻:输出电阻:平衡电阻:集成运放的基本应用v差动放大器1312112313O3FVD212id12123FO211RRVRRAVVRRRRR2RRRRRVVVFFOFRRRVVVRRRRRR 21当,时为差动放大器,差

43、模电压增益:输入电阻:当时为减法器,输出电压集成运放的基本应用v弱信号检测放大器1234567FO4FVD215RRRRRRRRVRRRA14641VVRR3,增益及放大倍数20lg20lgUodBAvUi123.(30)dBdBdBdBdBidB集成运放的基本应用v窗比较器OP07管脚图调理模块原理图(在软件中仿真出来,并将输出接入至AD的A1)实物图思考和发挥部分v参考设计中,运放构成的放大电路是什么类型,放大倍数为多少。v输出端的稳压二极管的作用是什么。v在集成运放构成的基本电路中,还有跟随器电路,该电路一般用于什么场合。EDP软件实验箱介绍v头文件(.h)及底层驱动程序(.c)8155

44、扩展芯片:统一编址v1602显示电路:1602.c及1602.hv44键盘电路:key.cvAD:TLC1543:AD_TLC1543.cvDA:TLC5615:DA_5615.cvI2C:I2C.c,I2C.h单片机接口定义ADD6ADD1ADD2ADD3ADD4ADD5ADD7ADD0RSTADD7ADD6ADD5ADD4ADD3ADD2ADD1ADD0ENXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/

45、T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52IO/MRSCSADRWR6100RSTDoutCLOCKALEWRRD+5VDINCECSDA234567891RP15.1k8+5VSDASCL8155PC0.5PA0.7IOPT

46、RAMALE11AD0.7PA0.7PB0.7PC0.5IO/M7RES4TIN3CS8RD9WR10TOUT6U28155HRDWRRSTALEIO/MCEPC2PC3PC0PC1PA0PA1PA2PA3R210kR110kR310kR410kR135kR125kR105kR115k+5V44键盘键盘0123456789101112131415AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REF+14REF-13AIN01SDO16ADDR17CS15EOC19CLK18U3TLC1543DOUTclockDinCSADVREF12

47、%RV11k+5VuiVREFAD转换模块转换模块SCLK2CS3DIN1DOUT4OUT7REFIN6U4TLC5615C(L)PUoCLOCKCSDADINDOUTVREFDA模块模块练习一:设计一个温控器(在软件EDP实验箱上做)v前端信号调理电路接好,小信号范围是(0-0.3V),放大至(0-2.5V),温度与电压按线性关系计算(0V-0 ;0.3V-99 )。vLCD第一行显示设定的温度,并且可以通过按键K和K修改,每次按下按键增加(K)或减小(K)0.5;v恒温控制范围20 50 度,设置超出此范围则显示“error”;vLCD第二行显示实际测量温度值,显示精度小于0.5。51系列

48、单片机开发流程两个部分v硬件介绍及电路:v软件设计流程:v利用两个软件实现:Proteus7.3;Keil uvision2/3v先软件学习,以后硬件实际调试 51单片机简介+5VC110ufR3100R410k上电复位电路上电复位电路LCD1602液晶DA TLC5615AD TLC1543单片机系统整体图在桌面用鼠标双击KeilC图标运行软件图标Keil.C软件开发流程v建立工程v编辑源文件v编译连接v仿真调试v生成目标文件菜单栏工具栏源文件编辑窗口工程窗口输出窗口建立工程文件v新建工程v为工程选择目标器件v编写源文件或添加已有源文件v编译链接建工程文件夹,所有文件均保存在里面文件类型:.

49、c;.h1.新建工程文件2.选择目标器件3.编写或添加已有文件加载文件加载文件 加载后加载后 编译后编译后4.编译文件参数设置4.编译文件开始编译编译生成.hex文件及其他文件源文件.c;.h项目工程文件最终生成的下载到单片机的16进制文件单片机C 语言编程应注意v单片机C 语言主要特点v用C 编写程序比汇编更符合人们的思考习惯,开发者可以摆脱与硬件无必要的接触,更专心的考虑功能和算法而不是考虑一些细节问题,这样就减少了开发和调试的时间。C语言具有良好的程序结构,适用于模块化程序设计模块化程序设计,因此采用C语言设计单片机应用系统程序时,首先要尽可能地采用结构化的程序设计方法结构化的程序设计方

50、法,将功能模块化功能模块化,由不同的模块完成不同的功能,这样可使整个应用系统程序结构清晰,易于调试和维护。不同的功能模块,分别指定指定相应的入口入口参数和出口参数参数和出口参数,对于一些要重复调用的程序一般把其编成函数函数,这样可以减少程序代码的长度,又便于整个程序的管理,还可增强可读性和移植性。在实际单片机程序设计中,程序结构一般均采用如下结构:v#include/*头文件说明部份*/vunsigned char x1,x2;/*全局变量声明部份*/vFunction1()v/*功能函数定义部份*/v vvmain()vvint i,j;/*整型变量声明部份*/vFunction1();/*

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