硬件基本概念
目录
基本概念
电压
电流
串联、并联
欧姆定律
电路仿真网址：
功率
焦耳定律
AC220V 转 DC5V
基本电子元器件了解
电阻：（电阻器）
电容
电感
继电器
二极管
三极管
晶振（晶体振荡器）
光耦
看手册
常用调试工具
万用表
示波器
典型电路
单片机最小系统
以 STM32F103RCT6 芯片为例
基本概念
电压
从某一点到另外一点的电势差
分类：直流电压、交流电压
1）直流电压：DC
2）纹波：直流电压里面存在的杂波
实际生活中没有不存在纹波的直流电
不存在纹波，可以实现，实验室中超导体材料
纹波干扰、噪声干扰、信号干扰....
EMC 、EMI——> 电磁兼容设计
3）交流电压：AC
大小方向按照周期规律变化
家用电：AC220V ，50HZ
三相电：380V
国外的：AC110V 、AC240V
电流
单位时间内，电荷通过
有电压是否一定有电流——>不一定
有电流是否一定有电压——>一定
分类：直流、交流
电压源、电流源在电路中的表示符号：4 个
串联、并联
串联电路：
I 总=I1=I2=...In(串联电路电流处处相等) U 总=U1+U2+...Un
R 总=R1+R2+...R n
并联电路：
U 总=U1=U2=...U总
I 总=I1+I2+....+In
R 总：导数分之1相加分之1
欧姆定律
I=U/R 、R=U/I 、U=I*R
电路仿真网址：
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html
功率
定义：单位时间内，电流所做的功
表示符号：P
单位：瓦特，W
P=U*I
焦耳定律
定义：电能——>热能（内能）
Q=I^2*R*T（T 指的是时间）
单位：焦耳
AC220V 转 DC5V
降压：变压器（线圈比）
整流：半波整流、全波整流、桥式整流
滤波：滤波器
稳压：稳压二极管
滤波
基本电子元器件了解
电阻：（电阻器）
1 、定义：阻碍电流
2 、常见的表示符号：R，一般也用来表示电路原理图的位 号，例如：R1 、R2....
3 、常见的符号形状：
4 、分类：
光敏、热敏、压敏、湿敏、气敏.... 定值电阻、可调电阻
插件电阻、贴片电阻
色环电阻
厚膜电阻、薄膜电阻、水泥电阻、陶瓷电阻....
5 、实物图片
6 、电阻的参数
1）考虑的参数：阻值、材料、体积、精度、功率
2）阻值：基本单位——>欧姆 Ω
K 、M 、KM 、吉欧 G、太欧 T
单位换算：10^3
3）精度/误差：1% 、2% 、5% 、10%....
4）功率：1/8W 、1/4W...
7 、电阻的作用：
1）限流
2）分压
3）转化能量
4）上拉电阻、下拉电阻
5）阻抗
电阻是否有方向？一般情况下是没有的，个别电阻有方向，例如：排阻
8 、电阻的示数读取
1）色环电阻：色码表
贴片的电阻如何读数：数码法
103=10*10^3=10K
前面的数字*10^最后一个数字的次方
104=100K 105=1M 1002=10K 5R6=5.6R
01C=10K 01B=1K 470=47R R004=4m Ω
电容
1、定义：由两个导体中间夹着绝缘介质，可以存储电荷
常见的表示符号：C
常见的形状：
基本单位：F 法拉、mf、uf、nf、pf
单位换算：10^3
100nf=0.1uf
电容是否有方向？电容分类（极性电容有方向、非极性电容没有方向）
2、分类：（极性电容、非极性电容）
瓷片电容、独石电容、电解电容、云母电容.... 插件、贴片
读数：同电阻贴片读书方法一致，注意单位
Pf
104——>100000pf——>100nf——>0.1uf 106——>10uf
3、电容的作用
1）存储电荷
2）隔直流通交流
3）稳压
4）滤波（旁路电容）
5）耦合
6）谐振
4、方向的区分
5、电容的参数
容值、耐压值 220uf/16V
一般选型建议：选择该路电压的 3 倍或者以上 DC5V——>16V
电感
1 、构成：内部由线圈构成
2 、表示符号：L
3 、常见的形状：
4 、基本单位：亨利 H 、uh 、mh
5 、读数：同贴片阻容 3R3=3.3uh
6 、分类：
贴片电感、功率电感、铁芯电感、共模电感...
7 、作用：
储能、 自感、互感
电感没有方向
磁珠：（通常用来做电磁兼容设计）
继电器
1、构成：内部一个线圈，一个磁吸开关
2、作用：用来做控制使用
常见的继电器引脚数量：5 、6 、4
3、关注参数：工作电压（指的是继电器的工作电压） DC24V
4、如何使用 引脚功能：
DC+： 电源正极
DC-：电源负极
IN：控制输入端，通常接 IO 引脚
COM：公共端
NC：常闭端
NO：常开端
二极管
1 、构成：PN 结
2 、特点：单向导通
3 、表示符号：D 、LED
4 、种类：
普通二极管、发光二极管、稳压二极管、TVS 瞬态抑 制二极管、光电二极管、 肖特基二极管、开关二极管....
5 、常见的形状：
6 、二极管有方向，正负极区分
三极管
1 、定义：由两个 PN 结或者是 NP 结构成
2 、类型：NPN 、PNP
3 、表示符号：Q
4 、形状
三个极：
B（基极） E（发射极） C（集电极）
引脚对应关系：1——>B 、2——>E 、3——>C
作用：
1）开关
2）放大电路
3）电平转换
晶振（晶体振荡器）
1、分类：有源晶振、无源晶振
2、作用：提供时钟源
外接起振电容
12MHZ 、8MHZ 、25MHZ 、32.768KHZ 、11.0592....
光耦
电——>光——>电
作用：电气隔离，内部不存在实际的物理性连接
看手册
学会看手册你需要什么看什么
1、看参数
参数：工作电压、电流、功率、尺寸... 引脚功能
2、参考电路
常用调试工具
万用表、示波器、直流稳压电源、交流稳压电源、信号发生器、 逻辑分析仪.....
万用表
类型：指针型、数字型
如何使用：
红黑两根表笔：通常黑表笔接 COM 端（公共端），通俗认为 负极，红色表笔根据需求接不同的孔位
万用表不使用的时候：放置再 OFF 挡位或者是交流电压最高档
蜂鸣器挡位如何使用：
拨到该挡位，红黑表笔短接，蜂鸣器报警，此时证明该路导通 可以使用该挡位测量电路是否导通，是否短路，区分正负极
例如发光二极管，红表笔接正极，黑表笔接负极，灯亮
示波器
典型电路
1.DC5V 转 DC3.3V 电路（两大类：LDO 类型、DC-DC 类型）
1）AMS1117——>LDO 类型
2）MP1584EN/LM 2596——>DC 转 DC 类型
2 、通信电路
1）串口通信电路——>ESP8266（WIFI 模块）
2）单总线通信电路——>温湿度传感器（DHT11）
3）SPI 通信——>SPI 类型的 LCD 屏幕
4）IIC 通信——>MAX30102 模块
5）485 通信电路——>SP3485
6）CAN 总线电路——>TJA1050T
单片机最小系统
电源、复位电路、时钟电路、下载电路、单片机
国内、国外
STM32——>意法半导体
GD32——>北京兆易
CH592X——>南京沁恒
APM32
STC51——>宏晶科技
单片机最小系统包括那些东西？
以 STM32F103RCT6 芯片为例
电源如何设计？
1 、供电方式、电压....
数据线、电池、电源适配器、
2 、电压都有哪些？
芯片电压 DC3.3V 、DC5V ，电压转换
3 、需不需要外设
需不需要用户灯、用户按键...
4 、需不需要留预留接口（电源口、IO 口....）
5 、IO口如果不够需不需要做扩展