网站优秀设计方案,企业宣传网站源码,互联网是什么意思,wordpress付费查看全文内容目录 MCU介绍 MCU的组成与作用 电子产品项目开发流程 硬件开发流程 常用元器件初步了解 硬件原理图与PCB板 常见电源符号和名称 电阻 电阻的分类 贴片电阻的封装说明#xff1a; 色环电阻的计算 贴片电阻阻值计算 上拉电阻与下拉电阻 电容 电容的读数 二极管 LED 灯电路 钳位作… 目录 MCU介绍 MCU的组成与作用 电子产品项目开发流程 硬件开发流程 常用元器件初步了解 硬件原理图与PCB板 常见电源符号和名称 电阻 电阻的分类 贴片电阻的封装说明 色环电阻的计算 贴片电阻阻值计算 上拉电阻与下拉电阻 电容 电容的读数 二极管 LED 灯电路 钳位作用 三极管 在NPN三极管中 在PNP三极管中 MOS管 晶振 光耦 运放电路 MCU 最小系统电路 复位电路 晶振电路 蜂鸣器电路 继电器电路 继电器的基本组成部分及工作原理 触点解释 电机驱动芯片 学习过程中注意遇到问题、分析问题 问题发生前都改了什么增加了什么逐步打开控制变量观察 MCU介绍
我们知道CPU是计算机控制器而MCU就是微控制器。 边缘计算--终端 边缘计算相对于云计算是一种将计算任务在靠近数据源或用户端的设备上进行处理的计算模式。
终端这里指网络边缘的设备端点是数据的产生源或最终的接受处理点。
比如在一个物联网IoT场景下的智能摄像头系统中摄像头本身作为终端设备内置了 MCU。这个 MCU 可以对摄像头捕捉到的视频数据进行初步的边缘计算如进行简单的图像识别比如识别是否有物体移动而不是将所有的视频数据都传输到云端服务器进行处理。这样可以减少网络带宽的占用同时也能更快地对本地事件做出响应。
MCU主要做数据采集、数据处理及控制。与底层传感器、电机等设备接触。
MCU底层的通信及接口比较多。
MCU的组成与作用
单片机的构成CPU内核、总线、片上外设、IO跟外部外设进行通信的引脚、RAM、ROM
最小系统组成电源电路、下载接口电路、时钟电路、复位电路
电源电路给芯片提供电源下载接口电路给芯片烧录代码时钟电路给芯片提供时钟频率复位电路让芯片复位
只有一个单片机不够作为一个产品需要芯片外部电路构成外壳软件功能
另外需要了解常用的STM32F103RCT6 是 Cortex_M3 V7 架构 STM32F103ZET6 是 Cortex_M3 V7 架构
电子产品项目开发流程
项目市场调查-项目需求分析-产品的总体设计方案-产品的软硬件设计
硬件开发流程
硬件产品要求-硬件总体设计方案-电路原理图设计-PCB设计-PCB加工文件制作与PCB打样-硬件产品焊接与调试-硬件产品测试
常用元器件初步了解
硬件原理图与PCB板
PCB板分为单面板、双面板、四层板
双面板是主流使用的类型比较好抄板打板也比较便宜
常见电源符号和名称
VCC接入电路的电压GND电线接地端。代表地线其实也就是电源的负极。VDD期间内部的工作电压接电源。其中Ddevice器件的意思VSS电路公共接地端电压接地。DGND数字地数字电路中的地也称为逻辑地是各种开关量、数字量信号的零电位。AGND模拟地模拟电路中的地各种模拟量信号的零电位。 VDDA专门用于给模拟电路供电的正电源电压。在一些微控制器中这个电压可能被用来给内部的ADC模数转换器或其他模拟外设供电。 VSSA与VDDA相对应它是专门为模拟电路提供的地线确保模拟部分有干净的接地参考。 VBAT电池电压输入端通常用于便携式设备或需要电池供电的应用中。它可以直接连接到电池的正极。 VREF 和 VREF-这些是参考电压输入端用于提供精确的电压参考给某些电路如ADC或DAC。VREF通常表示正参考电压而VREF-则表示负参考电压或地。
电阻
电阻器R是一个限流元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度、材料、长度和横截面积有关。
单位(Ω) MΩ、 KΩ 、Ω 、mΩ
1MΩ 1000KΩ
1KΩ 1000Ω
电阻的分类
在用途方面电阻可以分为热敏电阻、光敏电阻、力敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻、气敏电阻。
贴片电阻的封装说明
封装跟实际外观的关联性很大 1mil0.001英寸
0805封装电阻 80mil 50mil
1mil0.0254mm 1mm39.37mil
0201 0402 0603 0805都是常用的封装
0805 宽 80*1mil80*0.0254mm 高 50*1mil50*0.0254mm
色环电阻的计算
色环四色环和五色环
划分底数幂指数精度
四色环211
五色环311
精度环一般和其他色环相距较远
红红黑金 220 5% 22*10^0 22R 5%
黄紫黑橙棕 4703 1% 470K 1%
贴片电阻阻值计算
5%精度 100Ω的电阻 95Ω--105Ω都算正常的
3 位数5%精度 202 20*10^2 2000Ω 2KΩ
4 位数1%精度 2002 200*10^2 20KΩ
数据分成底数幂指数
3 位21 精度 5%
4 位31 精度 1%
例子 20220*10^2 2000Ω 2KΩ 51051*10^0 51Ω 4121412*10^1 4120Ω 4.12KΩ 47247*10^24700Ω 4.7KΩ 4701470*10^14.7KΩ 10510*10^5 204: 20*10^4 有 0 欧姆的电阻--隔离使用或者调试使用
上拉电阻与下拉电阻
上拉电阻将一个不确定的信号通过一个电阻与电源 VCC 相连固定在高电平
下拉电阻: 将一个不确定的信号通过一个电阻与 GND 相连固定在低电平
电容
电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。
铝电解电容和钽电容是区分正负的
贴片瓷片电容不区分正负
贴片瓷片电容可以和贴片电阻共用封装
常用单位μF微法nF纳法 pF皮法
1F10^6uF10^9nF10^12pF
电容的读数
瓷片电容472 104 【料盘】 104 10 * 10^4 pf 100000pf 100nf 0.1uf 472 47 * 10^2 pf 4700pf 4.7nf 103 10*10^3pf10000pf10nf0.01uf 10610*10^6pf10^4nf10uf 22422*10^4220nf0.22uf 电解电容会直接标注 100uf/25V 220uf/16V
二极管
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。它具有单向导电性能。
LED 灯电路
向内检测输入模式
向外控制输出模式 LED3 高电平(3.3V) LED3 不亮
LED3 低电平(GND) LED3 亮
R8 的作用 是限流电阻 一般情况下 二极管根据它的材料通过二极管前后压降是一定的 二极管的压降是 0.7V低于这个电压二极管是不会导通的高于这个电压则会导通。在规定的正向电流 下二极管的正向电压降。
二极管的管压降硅二极管不发光类型正向管压降 0.7V锗管正向管压降为 0.3V发光二极管正向管压降 会随不同发光颜色而不同。
主要有三种颜色具体压降参考值如下红色发光二极管的压降为 2.0--2.2V黄色发光二极管的压降为 1.8—2.0V绿色发光二极管的压降为 3.0—3.2V正常发光时的额定电流约为 20mA。
钳位作用 假如红色发光二极管红色二极管压降 2V
R4 的电流I(3.3V2V)/330Ω0.004A4mA
R4 和 LED1串联电流相等
三极管
三极管全称应为半导体三极管也称双极型晶体管、晶体三极管是一种控制电流的半导体器件。其作用 是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号也用作无触点开关。
三极管是在一块半导体基片 上制作两个相距很近的 PN 结两个 PN 结把整块半导体分成三部分中间部分是基区两侧部分是发射区和集 电区排列方式有 PNP 和 NPN 两种。 顺着箭头的方向为PN节的方向
在NPN三极管中
导通压降锗0.3V 硅0.7V
导通条件BE
认为的导通CE
真正的导通BE CE
在PNP三极管中
可以看成有两个PN结
控制三极管导通与截至控制BE的PN结
导通和截至CE的导通和截至
常见的三极管电路 单片机引脚 高电平蜂鸣器响
单片机引脚 低电平蜂鸣器不响
PN 结的导通压降0.742V
R1 的电流 3.3V-0.742V/1K
R2 的电流 0.742V/10K
PN 结的电流 R1的电流-R2的电流
MOS管
场效应管分为 PMOS 管P 沟道型和 NMOSN 沟道型管属于绝缘栅场效应管。 G栅极
S源极
D漏极
MOS 管的主要原理是能够控制源极和漏极之间的电压和电流。它的工作原理几乎就像一个开关设备的功 能基于 MOS 电容。MOS 电容是 MOS 管的的主要部分。 当漏源电压VDS连接在漏极和源极之间时正电压施加到漏极负电压施加到源极。
N 沟道UGS 电压值 --》看对应的产品手册
P 沟道UGS -电压
晶振
无源晶振两个信号引脚
有源晶振只有一个信号引脚
单片机如果选择使用外部时钟提供晶振 RTC 需要外部晶振也需要提供一个给他 32.768KHZ
光耦
1隔离使用 (2) 电平转换
运放电路 根据“虚短” VPV-
根据“虚断” V-这一点的电压等于 R2 两端的分压 V-R2/(R1R2)*VO
两个式子联立 VO(R1R2)/R2*VP
MCU 最小系统电路
首先来看看STM32名字中的每个字符都代表着什么 让单片机能够工作的最简单的电路电源、芯片、晶振、复位、下载
电源DC 1.8低功耗 3.3V32 单片机 5V51 单片机
芯片自己选型根据实际的硬件资源需求
晶振提供时钟源
复位让程序可以从头开始运行
下载接口 JTAG/SWD下载接口
J-link ST-link Ulink下载器
ISP 下载串口STM32 只能使用串口 1 进行程序下载下载的时候需要调节 BOOT0,BOOT1 的引脚电平
复位电路
单片机复位电路就好比电脑的重启部分当电脑在使用中出现死机按下重启按钮电脑内部的程序从头开始 执行。单片机也一样当单片机系统在运行中受到环境干扰出现程序跑飞的时候按下复位按钮内部的程序自 动从头开始执行。
STM32单片机低电平复位
51单片机高电平复位
晶振电路
为芯片提供外部时钟提供外部时钟来源外部高速时钟和外部低速时钟。 晶振谐振电容
蜂鸣器电路
蜂鸣器响1.不响0
无源蜂鸣器------------
有源蜂鸣器高低电平、0/1
继电器电路
继电器是一种电控开关它利用电磁原理来控制电路的通断。继电器的主要作用包括但不限于以下几点
低压控制高压通过小电压和小电流控制大电压和大电流的电路实现电气隔离。直流控制交流用直流电控制交流电的电路适用于多种不同的应用场景。低电流控制高电流小电流控制大电流实现功率放大。带铁芯的线圈继电器内部有一个带有铁芯的线圈当线圈通电时会产生磁场吸引开关动作。单刀双掷开关一种常见的继电器类型可以将一个输入连接到两个输出中的一个。这种继电器具有三个主要的触点公共触点、常开触点和常闭触点。
继电器的基本组成部分及工作原理
线圈Coil当给继电器的线圈施加适当的电压时线圈会产生磁场。铁芯Core线圈产生的磁场会使铁芯磁化产生吸引力。衔铁Armature受到铁芯磁力的作用衔铁会移动从而带动触点的动作。触点Contacts继电器的触点分为常开触点NO, Normally Open和常闭触点NC, Normally Closed以及公共触点Common。
触点解释
公共触点Common Contact这是继电器触点的一个固定点它可以连接到常开触点或常闭触点上取决于继电器的状态。常开触点Normally Open Contact, NO在继电器未激活线圈不通电时公共触点与常开触点之间是断开的当继电器激活后公共触点与常开触点连接形成闭合回路。常闭触点Normally Closed Contact, NC在继电器未激活时公共触点与常闭触点之间是连接的当继电器激活后公共触点与常闭触点断开形成开路。
电机驱动芯片
BTN7971 L298N L9110S
L9110S一路全桥全桥控制器可以控制 1 个直流电机正反转 8V 800ma
L298N2 路全桥全桥控制器可以控制 2 个直流电机正反转 46V 4A也可以控制步进电机
BTN7971半桥 工作电压和电流都比较大
IR2104/EG2104半桥控制芯片
