单片机2:电子元器件与电子线路

CRAZY_argentina

第二讲 电子元器件与电子线路
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这一节课的目的：

1、 让孩子们了解什么是电子元器件、作用、发展历史

2、 初识基本的分立器件，晶体二极管、晶体三极管、电感、电容、电阻的电气特性以及在 电路中的作用

3、 电子线路图中常用的图形符号（电源符号、元器件符号等）、文字符号

4、 能够分析简单的基于单片机为核心的电子线路

5、 电子线路中电源、地线的表示方式、了解参考点的含义

6、 了解一个完整电子产品的电路组成部分

7、 PCB（线路板）、电子元器件封装

8、 初步了解 51 单片机开发环境(开发一般步骤)

电子技术是十九世纪末，二十世纪初开始发展起来的新兴技术。二十世纪发展最迅速，应用 最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入二十一世纪，人类进入了以电子计算 机和因特网为标志的信息社会。

一、 什么是电子元器件？

电子元器件是电子线路的基本组成物质。电子元器件的电气特性、电子线路的结构决定了电 路的功能。

二、电子元器件的两个发展阶段：

1、 分立元件阶段（1905－1959）真空电子管、半导体晶体管

2、 集成电路阶段（1959－现在）SSI、MSI、LSI、VLSI 等

3、分立器件:

比如，真空电子管、晶体二极管、晶体三极管、电阻、电感等

4、集成电路 :

把一个电子单元电路或某些功能、甚至某一整机的功能电路制作在一个晶片或瓷片之上， 再封装在一个便于焊接的外壳之中。半导体集成电路简称”IC”。比如，单片机、电脑CPU等.

( `; Z, s& J# \# D6 A4 v, B, D三、 各种元器件的电气特性
& p. R/ |# d4 q& e; u, S电阻

图形符号：

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文字符号：R 作用：限制电流通过，另外还有分压等其它作用。

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电容：

无极电容： 极性电容：

作用： 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够

通过交流电，隔断直流电;通高频交流电，阻碍低频交流电。电容的作用如果用八个字来说 那就是：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关 系，先死记硬背住。根据直流电源输出电流的大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择 滤波电容，通常情况下，每 1 安培电流对应 1000UF-4700UF 是比较合适的。
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电感

图形符号：

文字符号：L
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作用：

电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能 够隔断交流电，通过直流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说 那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。

电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流 要消失，磁场会消失;磁场要消失，电流会消失;磁场南北极变化，电流正负极也会变化。

  电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化;磁场想变化， 电流偏不让变化。但由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大;给电感去掉电压，电流 想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流失去回路，电流已经被强迫为零，磁场就会发 怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高， 甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。

给一个电感线圈外加一个变化磁场，只要线圈有闭合的回路，线圈就会产生电流。如果 没回路的话，就会在线圈两端产生一个电压。产生电压的目的就是要企图产生电流。当两个 或多个丝圈共用一个磁芯(聚集磁力线的作用)或共用一个磁场时，线圈之间的电流和磁场就 会互相影响，这就是电流的互感现象。

  大家看得见，电感其实就是一根导线，电感对直流的电阻很小，甚至能够忽略不计。电 感对交流电呈现出很大的电阻作用。

电感的串联、并联非常复杂，因为电感实际上就是一根导线在按一定的位置路线分布，

所以，电感的串联、并联也跟电感的位置相关(主要是磁力场的互相作用相关)，如果不考虑 磁场作用及分布电容、导线电阻(Q 值)等影响的话就相当于电阻的串联、并联效果。

   交流电的频率越高，电感的阻碍作用越大。交流电的频率越低，电感的阻碍作用越小。 电感和充满电的电容并联在一起时，电容放电会给电感，电感产生磁场，磁场会维持电流，电流又会给电容反向充电，反向充电后又会放电，周而复始……如果没损耗，或能及时 的补充这种损耗，就会产生稳定的振荡。
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二极管

图形符号：

文字符号：D
作用：

二极管的作用和功能用四个字来说：“单向导电。”二极管常用来整流、检波、稳压、钳 位、保护电路等。

在随身听的供电回路中串上一只整流二极管，当直流电源接反时，不会产生电流，不会 损坏随身听。

给二极管(硅资料)加上低于 0.6V 的正向电压，二极管基本上不产生电流(反向就更加不 能产生电流啦)，这个电压就叫死区电压、门槛电压、门限电压、导通电压等。

NPN三极管

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图形符号：

文字符号：Q

作用： 简单来讲三极管有三种工作状态：截止、饱和、放大

在单片机电路中，三极管常工作在饱和状态，也就说，起开关作用，导通相当于开关闭 合，截止相当于开关断开。

三极管的作用和功能因为四个字来完成：“电阻可变。”由于三极管等效成的电阻值能够 无限制的变化，所以三极管能够用来设计开关电路、放大电路、震荡电路。

三极管的集电极电流等于基极电流乘以放大倍数，当基极电流大到一定水平时，集电极 的电流由于各种原因不可能再增大了，这时集电极电压已经等于或接近发射极电压了，相当 于电阻值变成 0 欧姆。

确信三极管的放大状态绝招：发射结正偏，集电结反偏。 三极管是电流控制型器件，场效应管是电压控制型器件。场效应管性能优量，但在分立

元件中，低电源电压适应性比三极管要差。
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四、 电子线路图电源与 GND(负极)的表示方式：

正极： VCC

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负极（地、公共参点）: GND

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五、 一个手电筒电路的另一种画法：

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改成这种画法：

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六、 一个完整的电子产品电路（举单片机开发板电路）

七、 电子元器件封装的含义:规格尺寸的不同，就是封装的不同，PCB, 用某种材 料制作的线路板，用以连接种种电子元器件

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八、 单片机开发步骤：

1、 搭建单片机开发软件环境（51 单片机用 keil）

2、 基于单片机核心的电路板

3、 分析功能需求，分析单片机线路图，弄清楚硬件实现机理

4、 设计程序算法，编写源代码

5、 调试
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九：作业

1、 默写常用元器件图形符号、文字符号

2、 说出三极管的三种工作状态，以及在单片机电路中常工作的状态

3、 简要叙述单片机的开发步骤

十：下节课预告

单片机概述，十进制、二进制、十六进制的含义、换算，计算机工作原理、 汇编语言、C 语言概述等

: g. L0 J$ n( G

Maskman

快更新，(～￣▽￣)～

Dollche

更新，(～￣▽￣)～
! h! i) Z6 g# t) [4 D2 C, A更新，(～￣▽￣)～

风吹过后

基础的基础。