一步步教你從初學(xué)者到電子工程師

一步步教你從初學(xué)者到電子工程師

很多電子工程師在某個方面精深鉆研，成為某一個特殊領(lǐng)域的專家，從一開始的養(yǎng)家

糊口、慢慢小有收益、最后寶馬豪宅，也是有的；這些電子工程師可能沒有全面掌握這些知

識，因為這些行業(yè)用不上，例如，液晶顯示器，很多行業(yè)就不需要；但是，對于一個初學(xué)者,

我認(rèn)為，這個提綱是切合實際的，對于面向控制而言，已經(jīng)基本夠用了；對于初學(xué)者，全面

地掌握這些知識是很有必要的，因為你不知道今后需要使用什么哪些知識，而這些知識，

80%以上你會在今后的工作中使用上，因為這是都是最基本的。熟練掌握這些知識和應(yīng)用，

根據(jù)不同的地區(qū)、行業(yè)和老板，月薪應(yīng)該可以在3000元?5000元之間，甚至更高。

其實，可能有些你用不上，但是知道了也沒有壞處；所謂書到用時方很少，又有謂藝不

壓身。知識=月薪=年薪=金錢=香車寶馬=...,呵呵。

為什么要掌握這些知識？

實際上，電子工程師就是將一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原來的這些器件分

離時無法完成的功能，做成一個成品。所需要的技能越高、功能越復(fù)雜、成本越低、市場上

對相應(yīng)的東東的需求越大，就越成功。這就是電子工程師的自身的價值。從成本到產(chǎn)品售出，

之間的差價就是企業(yè)的追求。作為企業(yè)的老板，是在市場上去尋找這樣的應(yīng)用；對電子工程

師而言，是將老板提出的需求或者應(yīng)用按照一定的構(gòu)思原則（成本最低、可靠性最高、電路

板最小、功能最強大等）在最短的時間內(nèi)完成。最短的時間，跟電子工程師的熟練程度、工

作效率和工作時間直接有關(guān)。這就是電子工程師的價值。

將電子產(chǎn)品抽象成一個硬件的模型，大約有以下組成：

1）輸入

2）處理核心

3）輸出

輸入基本上有以下的可能：

1）鍵盤

2）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

3）開關(guān)量（TTL,電流環(huán)路，干接點）

4）模擬量（4~20ma、0~10ma、0-5V（平衡和非平衡信號））

輸出基本上有以下組成：

1）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

2）開關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點、功率驅(qū)動）

3）模擬量（4~20ma,0~10ma,0-5V（平衡和非平衡信號））

4）LED顯示：發(fā)光管、八字

5）液晶顯示器

6)蜂鳴器

處理核心主要有：

1)8位單片機，主要就是51系列

2)32位arm單片機，主要有atmel和三星系列

51系列單片機現(xiàn)在看來，只能做一些簡單的應(yīng)用，說白了，這個芯片也就是做單一的一件

事情，做多了，不如使用arm來做；還可以在arm上加一個操作系統(tǒng)，程序既可靠又容易

編寫。

最近三星的arm受到追捧，價格便宜，以太網(wǎng)和USB的接口也有，周立功的開發(fā)系統(tǒng)也便

宜，作為學(xué)習(xí)ARM的產(chǎn)品來說，應(yīng)該是最好的；作為工業(yè)級的控制，是不是合適，在網(wǎng)友

中有不同的看法和爭議。本公司使用atmelARM91系列開發(fā)的1個室外使用的產(chǎn)品，在北

京室外使用，沒有任何的通風(fēng)和加熱的措施，從去年的5月份到現(xiàn)在，運行情況良好。已經(jīng)

有個成功應(yīng)用的案例。

但對于初學(xué)者來說，應(yīng)該從51著手，一方面，51還是入門級的芯片，作為初學(xué)者練手還是

比較好的，可以將以上的概念走一遍；很多特殊的單片機也是在51的核的基礎(chǔ)上增加了一

些I/O和A/D、D/A；也為今后學(xué)習(xí)更高一級的單片機和ARM打下基礎(chǔ)。再說了，哪個老

板會將ARM級別的開發(fā)放在連51也沒有學(xué)過的新手手中？

在51上面去做復(fù)雜的并行擴展是沒有必要的，比如，擴展I/O口和A/D、D/A等等，可以

直接買帶有A/D、D/A的單片機；或者直接使用ARM,它的I/O口線口多?？梢允褂肐2C

接口的芯片，擴展I/O口和A/D、D/A,以及SPI接口擴展LED顯示，例如：MAX7219等

心、月|_L"O

市面上一些比較古老的書籍中還有一些并行擴展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、D/A

等，我覺得已經(jīng)沒有必要去看了，知道歷史上有這些一回事就行了；

這些知識，是所有產(chǎn)品都具備的要素。所以要學(xué)，再具體應(yīng)用。

說一個小的故事：野人獻(xiàn)曝。

從前，有一個農(nóng)民，冬天干了活后，休息曬太陽。好舒服呀。

他想，這么舒服的享受，我要獻(xiàn)給國王，讓他也能得到享受。

于是他興沖沖地到了王宮，將他的寶貴經(jīng)驗獻(xiàn)給了國王。

我現(xiàn)在就象這個農(nóng)民，把自己認(rèn)為很寶貴的經(jīng)驗獻(xiàn)給大家。希望大家多提寶貴意見；拍板磚

也可以，罵我也無所謂，呵呵，隨便。

第一課：51單片機最小系統(tǒng)

實際上，51單片機核心外圍電路是很簡單的，一個單片機+一個看門狗+一個晶振+2個磁

片電容;

2.看門狗：種類很多，我常用的有max691/call61和DS1832等，具體看個人習(xí)慣、芯片工

作電壓、封裝等。Max系列和DS系列，還有IMP公司的，種類很多，一般只需要有最基

本的功能就可以了；原來我使用max691,但是max691比較貴，因為它有電池切換功能，

后來新設(shè)計電路板，就都采用cal161了。

很早以前的電路設(shè)計中，現(xiàn)在可能還有人使用，使用一個電阻和一個電容達(dá)成的上電復(fù)位電

路；但是，這樣的復(fù)位電路一個是不可靠，為什么不可靠，網(wǎng)絡(luò)上能找得到專門論述復(fù)位電

路的文章；更重要的是，51系列的單片機比較容易受到干擾；沒有看門狗電路是不行的，

當(dāng)程序跑飛時，回不來了，死在那里。

常規(guī)的做法是買一個專門的看門狗電路，完成復(fù)位電路和看門狗電路的功能。

這些芯片的資料很容易在網(wǎng)絡(luò)上找到，通常使用百度搜索就可以了；看見有PDF的字樣，

就點擊下載；使用網(wǎng)際快車flashget下載也是最好的；

這些資料通常是pdf格式的文件，所以，還需要一個pd「的閱讀器。

百度網(wǎng)址

網(wǎng)際快車下載網(wǎng)址

PDF閱讀器下載網(wǎng)址

實際上，有了百度和其它的搜索引擎，很方便下載到這些芯片的資料，比光盤還方便，不需

要去到處找。

單片機的輸入輸出口線是最容易引進(jìn)干擾的地方；在嚴(yán)重干擾的情況下，需要將所有的口線

光電隔離。

3.晶振：一般選用11.0592M,因為可以準(zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率；也可以

使用36.864M,這個頻率是1.8432M的20倍，看別人的電路板上用過，我也沒有用到。這

2種晶振很容易買到，價錢跟12M的一樣。書上說，12M的晶振也能得到9600的波特率，

但是，實際用的時候，會每隔一段時間就出錯一次，好像累積誤差一樣，比較奇怪。

即使你的單片機系統(tǒng)不使用RS232接口，也可以做一個Rs232,留著做測試，或者預(yù)留等等,

沒有壞處。除非你的單片機系統(tǒng)的口線不夠用了。

4.磁片電容：22pf~30pf,可以在有些書上找到什么晶振頻率對應(yīng)什么容量的磁片電容，但

是，我都是隨便拿來使用，反正在11.0592M下，都沒有問題；如果你用到了更高的頻率，

最好還是找找資料看看。

參見以下電路圖:

如果你的單片機系統(tǒng)沒有工作，檢查步驟如下：

1.查看門狗的復(fù)位輸出，可能的話在電路板上加一個LED,下拉，這樣看起來就更方便；

要是看門狗復(fù)位信號有，往下；

2.查單片機，看看管腳有沒有問題；一般編程器能夠?qū)⒊绦驅(qū)懭?，說明單片機是好的；最

好手頭上準(zhǔn)備一個驗證過的單片機，內(nèi)部有一個簡單的程序，比如，在某個口線上輸出1

個1秒占空比的方波等，可以使用萬用表測量。

加一句：設(shè)計產(chǎn)品時，要在關(guān)鍵的地方：電源、串口、看門狗的輸出和輸入、I/O口等加不

同顏色的LED指示，便于調(diào)試；作為批量大的產(chǎn)品，可以去掉部分LED,一方面是降低成

本、一方面是流程保密；

3.再查磁片電容，有些瓷片電容質(zhì)量不行，干脆換了；順便說一下，換器件最好使用吸錫

帶，將焊盤內(nèi)的錫吸干凈，再將器件拔出，這樣不會損傷焊盤內(nèi)的過孔；再將新的瓷片電容

焊接上去的時候，用萬用表量量是好的再焊；

4.最后只有換晶振了；切記要買好的晶振，有些品牌質(zhì)量比較好。

5.以上按照以上步驟檢測時，將無關(guān)的外圍芯片去掉；因為有一些是外圍器件的故障導(dǎo)致

單片機最小系統(tǒng)沒有工作。

我準(zhǔn)備寫的有以下幾課：

第二課基本的芯片和分立器件

2.1簡述

2.274系列

2.3CD4000系歹U

2.4光耦與光電管

2.5三極管

2.6電容電阻

2.7固態(tài)繼電器

2.8繼電器

2.9變壓器和三端穩(wěn)壓器

2.10開關(guān)電源芯片

2.11封裝知識、芯片批號等

2.12接插件

2.13器件選購的知識

第三課數(shù)字量的輸入輸出

第四課單片機的通訊接口

第五課單片機系統(tǒng)設(shè)計的硬件構(gòu)思

第六課單片機程序的框架（匯編版本）

第七課模擬量的輸入輸出

各位多提寶貴意見。

保證實用。如果程序里面有一些例程，也是已經(jīng)經(jīng)過測試可以拿來就用的；實際上是我早年

的一些產(chǎn)品的程序的一部分；不好意思，都是匯編的。

寫的時間只有周末會多一些，可以保證做到一周一課；盡量能夠提前，但是這要看看工作忙

不忙了。

坊間有一些參考書，準(zhǔn)備今天上午到北京中發(fā)市場轉(zhuǎn)了一圈，我記得以下參考書目較好：

1.周航慈：《單片機程序設(shè)計》

2.徐涵芳：《MCS-51單片機結(jié)構(gòu)與設(shè)計》

3.何立民：《……》

有了這些就基本夠用了；其它的很多都是資料的翻譯；如果英文不好，可以看看；英文好的

話，可以不必了，省電錢買開發(fā)系統(tǒng)和編程器、開發(fā)板什么的，需要什么資料直接下載PDF

文件好了。

要想成為電子工程師，需要寬帶，在家里安裝包月的adsl或者長寬，絕對值得。

實際上，網(wǎng)絡(luò)上什么都有了，就是一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，要好好利用。

網(wǎng)上自有黃金屋，網(wǎng)上自有顏如玉……

第二課基本的芯片和分立器件

2.1簡述

有必要對以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。

除了單片機作為控制器的核心外，作為一個產(chǎn)品，由很多東西構(gòu)成；所以，在講系統(tǒng)之前，

先將這些零零碎碎的東西一并交待。就好像一棟房子，有各種各樣的構(gòu)件組成，下面的這些

東東就像磚瓦一樣，沒有不行。

2.274系列芯片

74系列的芯片的下載地址：

74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片現(xiàn)在均已不用了，但是，實際上，在目前的系

統(tǒng)中，還能看到一些芯片，有些芯片現(xiàn)在還在系統(tǒng)中使用，例如：

1、7404-6個反相門

下載地址：

將輸入的TTL邏輯反相，如：0->L1->0

2、7407-6個集電極開路門

下載地址:

由于集電極開路門可以外接高電壓，可以最高到DC30V,電流最大到39mA,通常我用它

驅(qū)動8字?jǐn)?shù)碼管和繼電器等大電流的負(fù)載；開路門內(nèi)部結(jié)構(gòu)是達(dá)林頓管的，輸出的邏輯是正

的；

與其類似的芯片是7406,只不過是反相開路門。

3、74LS573與74LS373-8數(shù)據(jù)鎖存器

74LS373下載地址：

74LS573下載地址：

引入幾個概念：

1.真值表

參見74LS373的PDF的第2頁：

DnLEOEOn

HHLH

LHLL

XLLQo

XXHZ

這個就是真值表，表示這個芯片在輸入和其它的情況下的輸出情況。

每個芯片的數(shù)據(jù)手冊(datasheet)中都有真值表。

布爾邏輯比較簡單，在此不贅述；

2.高阻態(tài)

就是輸出既不是高電平，也不是低電平，而是高阻抗的狀態(tài)；在這種狀態(tài)下，可以多個芯片

并聯(lián)輸出；但是，這些芯片中只能有一個處于非高阻態(tài)狀態(tài)，否則會將芯片燒毀；

高阻態(tài)的概念在RS232和RS422通訊中還可以用到。

3.數(shù)據(jù)鎖存

當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)消失時，在芯片的輸出端，數(shù)據(jù)仍然保持；

這個概念在并行數(shù)據(jù)擴展中經(jīng)常使用到。

4.數(shù)據(jù)緩沖

力口強驅(qū)動能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數(shù)據(jù)緩沖的能力。

OE：output_enable,輸出使能；

LE：latch_enable,數(shù)據(jù)鎖存使能，latch是鎖存的意思；

Dn：第n路輸入數(shù)據(jù)；

On：第n路輸出數(shù)據(jù)；

再看這個真值表，意思如下：

第四行：當(dāng)OE=1是，無論Dn、LE為何，輸出端為高阻態(tài)；

第三行：當(dāng)OE=0、LE=0時，輸出端保持不變；

第二行第一行：當(dāng)OE=0、LE=1時，輸出端數(shù)據(jù)等于輸入端數(shù)據(jù)；

結(jié)合下面的波形圖，在實際應(yīng)用的時候是這樣做的：

a.OE=0；

b.先將數(shù)據(jù)從單片機的口線上輸出到Dn；

c.再將LE從0->1->0

d.這時，你所需要輸出的數(shù)據(jù)就鎖存在On上了，輸入的數(shù)據(jù)在變化也影響不到輸出的數(shù)

據(jù)了；實際上，單片機現(xiàn)在在忙著干別的事情，串行通信、掃描鍵盤……單片機的資源有限

啊。

在單片機按照RAM方式進(jìn)行并行數(shù)據(jù)的擴展時，使用movx@dptr,A這條指令時，這些時

序是由單片機來實現(xiàn)的。

后面的表格中還有需要時間的參數(shù)，你不需要去管它，因為這些參數(shù)都是幾十ns級別的，

對于單片機在12M下的每個指令周期最小是lus的情況下，完全可以實現(xiàn)；如果是你自己

來實現(xiàn)這個邏輯，類似的指令如下：

movP0,A將數(shù)據(jù)輸出到并行數(shù)據(jù)端口

clrLE

setbLE

clrLE上面三條指令完成LE的波形從0->1->0的變化

741s573跟74LS373邏輯上完全一樣，只不過是管腳定義不一樣，數(shù)據(jù)輸入和輸出端各在一

側(cè)，PCB容易走線；所以大家都喜歡使用這個芯片。

4、74LS244-數(shù)據(jù)緩沖器

下載地址：

數(shù)據(jù)輸出能力比較強，輸出電流可以到40mA以上;

4個緩沖器分成2組，具有高阻態(tài)控制端口

5、74LS245-總線緩沖器

雙向數(shù)據(jù)接口，通常在ISA板卡上可以看到；

早期的51系統(tǒng)中，為了擴展RAM、eprom,A/D、D/A、I/O等經(jīng)?？梢钥吹竭@個片子；

為了增強驅(qū)動能力，有時是為了隔離輸入和輸出，主要是布線方便，象74LS573一樣，輸

入、輸出在一側(cè)，經(jīng)常用到這個片子

6、74LS138-三一八譯碼器

在早期的51系統(tǒng)的擴展中，作為地址選通的片子，可以經(jīng)常看到。

另外一個類似的芯片是74LS154,是4-16譯碼器，現(xiàn)在更是少見了。

有興趣的可以研究一下何立民的經(jīng)典著作中的有關(guān)章節(jié)。

知道有這么一個芯片就可以了。

2.3CD4000系列

CD4000系列的芯片，除了跟74系列的電氣特性有所區(qū)別外，例如：

1）電壓范圍寬，應(yīng)該可以工作在3V?15V,輸入阻抗高，驅(qū)動能力差外，跟74系列的功能

基本沒有區(qū)別；

2）輸入時，1/2工作電壓以下為0,1/2工作電壓以上為1；

3）輸出時，1=工作電壓；0=0V

4）驅(qū)動能力奇差，在設(shè)計時最多只能帶I個TTL負(fù)載；

5）如果加上拉電阻的話，至少要100K電阻；

6）唯一現(xiàn)在使用的可能就是計數(shù)器,CD4060的計數(shù)器可以到14級二進(jìn)制串行計數(shù)/分頻器,

這個74系列的做不到這么高；

下載地址：

2.4ULN2003/ULN2008

它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是達(dá)林頓的，專門用來驅(qū)動繼電器的芯片，甚至在芯片內(nèi)部做了一個消線圈

反電動勢的二極管。ULN2003的輸出端允許通過IC電流200mA,飽和壓降VCE約IV左

右，耐壓BVCEO約為36Vo用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。采用集電極開

路輸出，輸出電流大，故可以直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器（SSR）等外接控制器件，也可直

接驅(qū)動低壓燈泡。

經(jīng)常在工控的板卡中見到這個芯片。

有個完全一樣的型號：MC1413,不過現(xiàn)在好像不怎么見到這個型號了，但是管腳與2003

完全兼容。

ULN2003可以驅(qū)動7個繼電器；ULN2008驅(qū)動8個繼電器。

ULN2003下載地址：

ULN2008下載地址：

沒有找到。奇怪啊。

2.5光耦

光耦是做什么用的？光耦是用來隔離輸入輸出的，主要是隔離輸入的信號.

在各種應(yīng)用中，往往有一些遠(yuǎn)距離的開關(guān)量信號需要傳送到控制器，如果直接將這些信號接

到單片機的I/O上，有以下的問題：

1)信號不匹配，輸入的信號可能是交流信號、高壓信號、按鍵等干接點信號?；

2)比較長的連接線路容易引進(jìn)干擾、雷擊、感應(yīng)電等，不經(jīng)過隔離不可靠

所以，需要光耦進(jìn)行隔離，接入單片機系統(tǒng)。

常見的光耦有：

1)TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4,分別是1個光耦、2個光耦和4個光耦，HP公司和日本

的東芝公司生產(chǎn)。

下載地址：

521-1-2,4.PDF

發(fā)光管的工作電流要在10mA時，具有較高的轉(zhuǎn)換速率；

在5V工作時，上拉電阻不小于5K,一般是10K；太小容易損壞光耦；

2)4N25/4N35,motorola公司生產(chǎn)

下載地址：

隔離電壓高達(dá)5000V；

3)6N136,HP公司生產(chǎn)

下載地址：

要想打開6N136,需要比較大的電流，大概在15~20mA左右，才能發(fā)揮高速傳輸數(shù)據(jù)的作

用。

如果對速率要求不高，其實TLP521—1也可以用，實際傳輸速率可以到19200波特率。

選擇光耦看使用場合，Up521-1是最常用的，也便宜，大概0.7~1元；

要求隔離電壓高的，選用4N25/4N35,大概在3元左右；

要求在通訊中高速傳輸數(shù)據(jù)的，選用6N136,大概在4元左右。

光耦應(yīng)用的原理框圖如下所示：

1.輸入干接點隔離

2.輸入TTL電平隔離

3.輸入交流信號隔離

4.輸出RS232信號隔離

5.輸出RS422信號隔離

光耦除了隔離數(shù)字量外，還可以用來隔離模擬量。將在今后的章節(jié)中描述。

2.6三極管

2.7光電管

2.8電容

2.9電阻

2.10固態(tài)繼電器

2.11繼電器

2.12變壓器與整流橋

2.13三端穩(wěn)壓器

2.14開關(guān)電源芯片

2.15封裝知識、芯片批號等

2.16接插件

2.17器件選購的知識

2.6三極管

2.6.1三極管的4種工作狀態(tài)

1）飽和導(dǎo)通狀態(tài)

飽和導(dǎo)通=0

2）截止?fàn)顟B(tài)

飽和導(dǎo)通=1

3）線性放大狀態(tài)

作為低頻放大器時使用，具體的可參見有關(guān)電子線路的書籍；

4）非線性工作狀態(tài)

在無線電通信系統(tǒng)中，作為混頻器等使用。具體的可參見有關(guān)電子線路的書籍；

愚記得南京工學(xué)院也就是現(xiàn)在的東南大學(xué)在80年代初期有一套《電子線路》5本，是電子

專業(yè)的書籍，比較難懂；現(xiàn)在，即使是在電子專業(yè)的學(xué)生中，也應(yīng)該降低了對三極管的哪些

復(fù)雜的參數(shù)的要求了吧；在實際使用時，即使是模擬電路、非線性電路，也都是集成電路了，

誰還使用三極管自己做呢？如果萬一需要，現(xiàn)學(xué)也來得及。這套書很強的。編寫人在那個年

代肯定都是牛人。

學(xué)三極管這些參數(shù)很繁瑣的，要是現(xiàn)在的非電子類的大學(xué)生或者大專生們還學(xué)這些玩意，我

只能說是學(xué)校在誤人子弟了。

好多學(xué)校都在擴招，很多學(xué)生念了4年下來，學(xué)了一堆過時的理論，跟實際的東西一點沒有

接軌，不知道7407是干什么用得，不知道三極管的幾個狀態(tài)；我只能無話可說。

所以，念了4年下來，跟企業(yè)的需求還有一段距離，還需要從頭來過；聰明的學(xué)生趕緊抓住

機會去學(xué)習(xí)，去實習(xí)，這樣，還可以趕緊補上實際應(yīng)用的這一課。

言歸正傳。

參見下圖：

當(dāng)單片機的口線輸出電平為1時，三極管的be結(jié)導(dǎo)通，ce結(jié)導(dǎo)通，輸出的電壓值為0V；

當(dāng)單片機的口線輸出電平為0時，三極管的be結(jié)不導(dǎo)通，ce結(jié)截止，輸出的電壓值為5V；

在這種數(shù)字電路的應(yīng)用中，相當(dāng)于三極管是一個反相開路門。

計算是否導(dǎo)通，公式如下：

I=B（放大倍數(shù)，希臘字母的貝塔）Xlbe

當(dāng)Ice

相差越大，飽和程度越深，Vee越小，三極管的輸出內(nèi)阻越小；

這個概念要用到光電管中。

設(shè)計使用時大概算算，心里有個數(shù)；在電路板上試試，行的通，那就是它了。可以測量Vee

值，至少要小于0.1V就可以了。

常用的PNP三極管是2N5551,驅(qū)動40mA的LED（電壓在24V）、蜂鳴器等均沒有問題。

2.6.2三極管的具體應(yīng)用

實際上，已經(jīng)有象7407、ULN2003可以取代三極管在數(shù)字電路中的作用；但是，有時是受

到PCB面積的制約，有時是為了降低成本，有時是因為布局方便，在1~2個輸出點時，還

是可以使用三極管來做驅(qū)動的。

例如：驅(qū)動一個蜂鳴器；往往系統(tǒng)中的蜂鳴器跟其它驅(qū)動設(shè)備，繼電器等，距離較遠(yuǎn)；這時,

沒有必要使用一片7407,或者ULN2003來驅(qū)動；驅(qū)動的接口如下：

上午趕緊到中發(fā)去轉(zhuǎn)了一圈，看了看單片機方面的書，讓我失望。

這些書的大部分內(nèi)容還都是將51的技術(shù)資料美捶

?255/8155/8253/AD0809/DAC0832等等，就是一本單片機的書籍了。還挺貴?？蓱z的學(xué)生

花了幾十大元買來，學(xué)到的是陳舊的知識。

看了又看，想了再想，老樹買了2本：

DMCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)何立民編著北京航空航天大學(xué)

出版社35元人民幣

2）單片機外圍電路設(shè)計沙占友等編著電子工業(yè)出版社23元人民幣

何立民先生的巨著影響了看來不止是一代人，至少是2代人、三代人以上。主要的好處是體

系比較完整，包括了單片機的核心、芯片的時序與擴展、輸入與輸出（在何老師的編著中叫

前向、后向、人機、相互通道，只是說法的不同），應(yīng)用程序設(shè)計、抗干擾技術(shù)，應(yīng)該是，

是一個大全了。

愚斗膽建議何老師將該巨著修改如下：

1）將并行擴展的有關(guān)內(nèi)容以及一些現(xiàn)在不用的內(nèi)容，如GP16打印機等，放在新編著的書

的光盤內(nèi)容中，這樣篇幅可以減少，又不至于查詢不到；這些內(nèi)容，在書中一帶而過；

2）新增：I2C的數(shù)字和模擬的擴展內(nèi)容和相應(yīng)的用單片機口線模擬12c總線的程序；

3）新增：電源部分，包括：DC/DC模塊，MAXIM、LINEAR公司的step-up/step-down等芯

片的內(nèi)容，還有開關(guān)電源、線性電源等內(nèi)容；

這樣，就能煥發(fā)出更新的活力。

沙占友的書中有一些新的內(nèi)容，象時鐘電路SD2000、電源部分，都是愚所激賞的，跟別的

書籍相比，內(nèi)容新，基本沒有重復(fù)的地方。

如果初學(xué)者能買到周航慈的《單片機軟件設(shè)計技術(shù)》，再下載一套89c51或者78E52的數(shù)據(jù)

手冊，隨便從哪里找一本詳細(xì)講51語言的書，也就行了。這樣的書，最好從圖書館借來看

看。何老師的書中也有一部分內(nèi)容，講程序設(shè)計的，沒有詳講語言。其實最好的就是原來徐

涵芳老師編著的那本小冊子，好像是《51/96單片機設(shè)計技術(shù)》。好在是原汁原味，篇幅小而

精干，也不貴。

手邊的參考書有以上三位老師的編著就可以了，其它的，隨便看看，如果有用，記住器件的

名字，從網(wǎng)絡(luò)上下載下來看看就行了。

2.5光電管

我這里所謂的光電管有2種:

1）反射型光電管

2）對射型光電管

這2種產(chǎn)品在市場上又可分為調(diào)理好的和沒有調(diào)理好的；

這2種光電管在電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用雜志上都有大量的廣告。隨便找一本都有。

我所說的調(diào)理好的指的是內(nèi)部已經(jīng)加了限流電阻和輸出的放大驅(qū)動電路了。它的特點是只有

3根線，電源2根，輸出信號一根，TTL電平的；但是，有時受到某種限制，需要使用沒有

調(diào)理好的，怎么辦呢？

參見下圖：光電管原理框圖

這種沒有調(diào)理好的光電管在使用時，需要做一塊小的電路板，在發(fā)光管加限流電阻，在光電

三極管的集電極加上拉電阻到5V,如下圖所示：光電管工作框圖1。

但是，在使用中我發(fā)現(xiàn)，輸出的信號不穩(wěn)定，尤其是在使用比較長的電纜傳輸?shù)絾纹瑱C的時

候；究其原因，我認(rèn)為是由于反射或者對射的紅外光落在光電三極管的靶面上，光強未能導(dǎo)

致光電三極管深度飽和，使得輸出的內(nèi)阻偏大，肪車腦月欠

?br>

為了可靠工作，仿照達(dá)林頓管的結(jié)構(gòu)，在光電三極管的輸出端加一個限流電阻接到NPN的

B結(jié)，當(dāng)無光的時候，2N5551飽和導(dǎo)通，輸出電壓為0V；實際測量小于0.1V；當(dāng)有光，

甚至是弱光時，2N5551截至，輸出電壓為5V。將3K電阻換成更大或更小的電阻，可以調(diào)

整光電三極管的輸出的靈敏度。

具體工作過程可以自行分析，做個實驗。

2.6電容

2.6.1電容的主要種類

電容有以下幾大類：

1）電解電容

2）獨石電容

3）磁片電容

4）膽（左金右旦）電解電容

5）滌綸電容等

電容的指標(biāo)是：耐壓值和電容容量。例如：220U/50V,就是說，這個電解電容耐壓值為50V,

容量為220uo

電容的容量跟電容的介質(zhì)有關(guān)。

顧名思義：

電解電容為電解質(zhì)作為介質(zhì)的，鋁作為電極；

獨石電容是使用石頭作為介質(zhì)的；

磁片電容是磁片作為介質(zhì)的；

膽（左金右旦）電解電容使用電解質(zhì)作為介質(zhì)，但是，電極采用膽（左金右旦）金屬。

滌綸電容采用滌綸作為介質(zhì)。

有興趣的網(wǎng)友可以拆一個電容看看。

2.6.1電容的使用場合

1.電源穩(wěn)壓和濾波

電解電容主要是用來穩(wěn)壓和低頻交流濾波的；高頻濾波是使用磁片電容和獨石電容。

當(dāng)電解電容作為穩(wěn)壓時，接在整流橋和三端穩(wěn)壓器的輸出端，起到穩(wěn)定電壓的作用。其工作

機理相當(dāng)于一個水庫，從上游來的帶有波浪的水到了水庫，就變的平滑了。

但是，鋁電解電容的電解質(zhì)隨著時間的推移會干涸，所以在設(shè)計時需要留有余量，保證系統(tǒng)

正常工作到它的壽命。

有些遠(yuǎn)端供電的直流電源，接到電路板的輸入端時，需要在電路板的電源輸入端加一個大的

電解電容，通?？梢允?20U/25V,這樣，這塊電路板需要供電時，不是直接從電源處取，

而是從電容中取電，可以得到穩(wěn)定的電流供給；

但是，電解電容只能濾除低頻的波動；對于直流電源中的高頻波動，可以加一個O.lu或O.Olu

的獨石電容或者磁片電容。

很多教科書都指出，在每一個芯片的電源和地兩端接一個O.lu或0.01u的獨石電容或者瓷片

電容，解決芯片的供電過程中，由于電路板的走線電感產(chǎn)生的電源開關(guān)噪聲尖峰。這種作用

下的電容叫去耦電容。這是電路板的常規(guī)的設(shè)計；

2.定時參數(shù)

對于象555這樣需要外接電容產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖的器件，滌綸電容是首選?？梢韵胂螅瑴炀]一

層又一層纏繞，受到溫度變化引起的滌綸的面積的變化的相對值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于獨石電容的介質(zhì)

石頭受到溫度變化而引起的變化值。

3.產(chǎn)生其它電壓

有些需要從單一電壓產(chǎn)生其它的電壓的芯片，如：max232,需要外接電容才能實現(xiàn)。

參見max232技術(shù)資料

外接Ol.u的膽電容。

2.6.2電容的封裝

電容有直插和表面貼的不同封裝。

電解電容表面貼封裝的通常耐壓值不超出25V,電容值不超出100u。再大，就只好使用直

插的了。其它的電容，磁片和獨石都有表面貼封裝的。

2.7電阻和縹黃?br>

2.7.1電阻的種類

2.7.1.1普通電阻

電阻種類按照工藝可以分為碳膜電阻和金屬膜電阻；

按照功率可以分為小功率電阻和大功率電阻，大功率電阻通常是金屬電阻，實際上應(yīng)該是在

金屬外面加一個金屬（鋁材料）散熱器，所以可以有10W以上的功率；在電子配套市場上

專門賣電阻的市場上可以很容易地看到。

金屬電阻通常是作為負(fù)載，或者作為小設(shè)備的室外加熱器，如，在CCTV的一些解碼器箱

和全天候防護(hù)罩中可以看到。

電阻在電路中起到限流、分壓等作為。通常1/8W電阻已經(jīng)完全可以滿足使用。但是，在作

為7段LED中，要考慮到LED的壓降和供電電壓之差，再考慮LED的最大電流，通常是

20mA（超高亮度的LED）,如果是2X6（2排6個串聯(lián)），則電流是40mA。

不同廠家選用不同材料的，壓降有所不同。所以，需要加上電試一下，但是，不要讓Led

的電流超出20mA（單只LED）,這時加大電流亮度也不會增加，但是LED的壽命會下降，

限流電阻的大小就是壓降除以電流。電阻的功率隨之可以算出。

這個使用初中的知識就夠用了。

2.7.1.2電位器

電位器就是可調(diào)電阻。在初中學(xué)物理時，中學(xué)老師拿一個很大的圓筒狀的東東，上面有一個

滑桿，跟這個東西很類似。

它的阻值在1?n之間變化。

N=102、502、103.......

102=10*10的2次方，也就是1000歐姆，1K

同理，502=5K?

這種表示的方法跟電容是一樣的。

電容104=10*10的4次方pf,電容的基本單位是pf,lu=l(X)0000pf,所以，104=100000pf=0.1u；

電位器又分單圈和多圈電位器。

單圈的電位器通常為灰白色，面上有一個十字可調(diào)的旋紐，出廠前放在一個固定的位置上，

不在2頭；

多圈電位器通常為藍(lán)色，調(diào)節(jié)的旋紐為一字，一字小改錐可調(diào)；

多圈電位器又分成頂調(diào)和側(cè)調(diào)2種，主要是電路板調(diào)試起來方便。

有些是儀器儀表設(shè)備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調(diào)節(jié)才能達(dá)到最理想的

效果；有些是設(shè)備本身就需要輸出一個可變的東東，如電壓和電流，也需要一個電位器。

2.7.1.3排電阻

是sipn的封裝，比較常用的就是阻值502和103的9腳的電阻排；象sip9就是8個電阻封

裝在一起，8個電阻有一端連在一起，就是公共端，在排電阻上用一個小白點表示。排電阻

通常為黑色，也有黃色；51系統(tǒng)的P0需要一個排電阻上拉，否則，作為輸入的時候，不能

正常讀入數(shù)據(jù)；作為輸出的時候，接7407是可以的，不需要上拉電阻；但是，接其它的芯

片，還是不行。有興趣可以看看51的P0的結(jié)構(gòu)；沒有興趣，依葫蘆畫瓢，照做沒錯。

2.7.1.4光敏電阻

當(dāng)照在光敏電阻上的光強變化時，電阻值也在變化。顯然這是半導(dǎo)體材料的特性。

使用光敏電阻可以檢測光強的變化。

思考題1：

有一個LED顯示設(shè)備，要求，當(dāng)光強變化的時候，LED的亮度隨著光強變化；光線越強，

LED越亮；反之亦然。怎么使用單片機實現(xiàn)此項功能？可以是多級調(diào)光，如8級調(diào)光；也

可以做成無級調(diào)光。

2.7.2電阻的封裝

電阻的封裝有表面貼和軸向的封裝。

軸向封裝有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英語中就是軸的意思；

表面貼電阻的封裝最常用的就是0805；當(dāng)然還有更大的；但是更大的電阻我想就不是很常

用了。

搞硬件和軟件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精確。

在硬件上的一個小的錯誤，都會造成這塊板的推倒重來；因為產(chǎn)品是不能有飛線的；而這個

小小的錯誤相當(dāng)于軟件上的一條語句，在軟件調(diào)試階段悄悄改掉，可以神不知鬼不覺；在

PCB上，特別惡心。而且誰都知道-老板最知道。

什么是精確呢？

1.對你所要實現(xiàn)的工作的目標(biāo)理解準(zhǔn)確；

2.對你的電路圖要清楚每一個器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一個專家問問，

得到確認(rèn)；如果不清楚，可以先試試；

3.對每一個器件的封裝要嚴(yán)格把握，該是什么形狀、外形一定要完全一致；還有考慮到空

間是不是對其它的板卡器件有影響；對邊緣連接器件與電路板的邊緣之間的距離、ISA和

PCI的邊緣連接件與擋板之間的關(guān)系要完全把握才能去做電路板；否則只是浪費金錢和時

間；

對邊緣器件與邊緣之間的距離要是不能有把握的話，可以找3個人，每個人都計算一遍，取

個平均值，基本上就差不多了。

4.對單片機的資源能不能作成這件事情一定要有把握，CPU運算速度和字長、內(nèi)存夠不

夠大、程序存儲器夠不夠大，需要仔細(xì)的規(guī)劃；

5.原理圖經(jīng)過專家認(rèn)可無誤后，畫出來的PCB需要做網(wǎng)絡(luò)檢查，做到與原理圖完全一致;

精確，實際上是敬業(yè)的精神。

2.8繼電鰲9.燙?br>

2.8.1繼電器

繼電器，就是利用繼電器的線包在加電后產(chǎn)生的磁力，將2個電極吸合在一起；初中還是高

中的物理有它的原理。有興趣可以打開一支看看，很好玩的。

繼電器有：

1）公共端：COM

2）常開：normalopen,NO

3）常閉：normalclose,NC

繼電器主要指標(biāo):

工作電壓:

工作電壓有直流和交流的2種；

在PCB上，通常是直流的；交流的繼電器通常是AC24V的居多，當(dāng)然，還有AC220V的。

交流的繼電器國產(chǎn)的比進(jìn)口的，比如，idee,OMRON,fujitsu便宜很多，當(dāng)然，質(zhì)量也差

一'止匕

^=2.O

可以在百度上專門搜索一下繼電器，上面有一些廠家產(chǎn)品的介紹。

常用的小功率的繼電器是national的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。

常用的電壓有：

DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等；

根據(jù)觸點數(shù)量，可以分為：

單刀單擲/SPST

單刀雙擲/SPDT

雙刀雙擲/DPDT

四刀雙擲等/?

還要根據(jù)觸點容量來分。

一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A,AC110V/0.2A,再大，就不能使用繼電器了，因為

在觸點切換，電流通過的瞬間，會產(chǎn)生拉弧，燒毀觸點，使得切換不可靠；這是，可以使用

固態(tài)繼電器。

實際上，在PCB上的繼電器的任務(wù)就是給出一個干接點信號，作為控制信號使用，傳遞的

是一個信號，而不是能量。或者控制一個大功率的開關(guān)等，讓大功率的開關(guān)去控制功率的傳

遞；但是，后者也不如固態(tài)繼電器來得方便。

繼電器的封裝通常是DIP16或者以上；也有更小的繼電器，但是，價錢跟DIP16的差不多。

注意：DIP16的繼電器只有8個管腳；所以設(shè)計封裝時，不要圖省事直接使用DIP16,這樣

容易在焊接的時候焊反了，導(dǎo)致出錯。要專門設(shè)計繼電器的封裝，該有幾個腳就使用幾個腳。

2.8.2固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器，說白了，就是使用發(fā)光管觸發(fā)的過零觸發(fā)的可控硅。

可以說，跟光耦很相似，也是4個管腳，只是區(qū)別在：

4）直接使用直流電壓控制；可以認(rèn)為內(nèi)部已經(jīng)有了一個限流電阻；

5）接收光信號的一端是過零觸發(fā)的可控硅；

可以說是一個電子開關(guān)，無觸點的繼電器。

因為無觸點，所以可以通過大電流而不產(chǎn)生拉弧，工作壽命與開關(guān)次數(shù)無關(guān)。

觸點作為信號使用的繼電器的時間的工作壽命是100萬次到300萬次，可以查看技術(shù)手冊；

固態(tài)繼電器可以認(rèn)為是無限次的，所以在大電流和頻繁開關(guān)的場合，使用固態(tài)繼電器。

固態(tài)繼電器觸點通過的信號通常是交流電壓，但是也有直流電壓的。

固態(tài)繼電器可以通過AC220V或者AC380V以下的交流電；它的2個指標(biāo)：

1）工作電壓，通常為DC5V和DC12V,也有DC24V的；

2）工作電流：AC220V/1A/2A/4A不等。

國產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯，跟進(jìn)口的沒有區(qū)別，就是封裝的質(zhì)量太差，一批買回來，個個

都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀；至于小功率的國產(chǎn)的繼電器市場上比較少見，

有也不敢使。

進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國的和日本的，4A以上的比較貴，日本的OMRON的固態(tài)繼電器2A

的才賣8元，侃侃價估計還能便宜，體積小，封裝絕對的準(zhǔn)確，可以很整齊地在電路板上排

列，不占地方；

什么時候國貨也能象日本的那樣好？

什么時候所有的中國人都能象日本人那樣的敬業(yè)？

這個論壇不是罵日本人的地方，所以不往下說了；老樹愿意將自己的一點微薄的經(jīng)驗獻(xiàn)給大

家。在電子產(chǎn)品應(yīng)用的中端低端市場將外國產(chǎn)品趕出中國市場我想中國人還是可以做到吧。

2.9線性電源：變壓器、整流橋與三端穩(wěn)壓器

什么是線性電源？為什么叫線性？老樹查了網(wǎng)絡(luò)上的資料，也沒有答案，只好等待高明教我。

PCB上需要供電，就需要電源。電源分2種，一種是線性電源，象7805,就是線性電源；

一種是開關(guān)電源，是將AC220V直接整流濾波成高壓，推動功率管工作在lOOKhz以上，再

整流濾波成低壓。

開關(guān)電源的工作原理可以通過百度查到。

線型電源需要工頻變壓器，將AC220V變換成低壓，經(jīng)過全橋的整流，和大電容的濾波，

成為脈動的直流，再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器，輸出直流電壓。

輸出端還需要大的電解電容濾波。注意這時要選用足夠大的電容容量和耐壓值的電解電容。

耐壓值不夠，你就等著聽響吧。電容容量不夠，整流輸出的電壓和輸出的電壓的壓差不夠，

輸出電壓會有紋波，單片機系統(tǒng)工作不正常。

通常電路板上需要的是DC5V,一般來說，現(xiàn)在的電路板，一片7805,再加散熱片也基本

夠用了。功率越大，散熱片也越大。

變壓器有多種規(guī)格：

1、普通E型矽鋼片繞制的變壓器，現(xiàn)在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器，通過了長

城認(rèn)證，質(zhì)量是不錯的，最大的好處是便宜，現(xiàn)貨量大；通常的規(guī)格是單9V、12V,雙9V、

12V等；可能這個地方出矽鋼片，有這樣的礦藏。

2、環(huán)型變壓器，象個橢圓型；

3、最近好像圓形的變壓器也多起來了，后2種變壓器應(yīng)該是漏磁小、發(fā)熱少、效率高，大

功率的整流時使用，當(dāng)然單位瓦數(shù)也貴啊，按照1元/W計算預(yù)算應(yīng)該差不多了。

這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規(guī)格的。

4、焊在電路板上的變壓器，比較有名的是兵字品牌。在《電子技術(shù)應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品世

界》上常年做廣告。秦皇島也有一家，好像叫耀華。

怎么計算變壓器需要多大的功率？

首先，計算功耗。比如：Dc5V/0.25A,也就是1.25W的功耗。

7805效率50%,變壓器效率50%,就是說，需要6W的變壓器。

Dc5V/0.25A的輸入壓差大概在3V,6V的變壓器整流出來的電壓是大約6X1.4=8.4V,也

差不多了。所有選用AC6V/6W的變壓器。再到市場上找一個差不多的變壓器用上就行了。

注意：電流越大，壓差越大；在電路工作的時候，可以拿示波器看看電源的波形是不是平穩(wěn)。

78系列的芯片做的比較多而好的是美國國家半導(dǎo)體公司(nationalsemiconductor)的LM780X

和摩托羅拉公司MC780X等2大系列。

78系列是高壓差的穩(wěn)壓芯片，現(xiàn)在有低壓差的穩(wěn)壓芯片，其機理參見沙占友老師的書籍。

有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個系歹h

如果需要更大的電源供給，或者使用開關(guān)電源，或者去買成品的線性電源，象遼寧朝陽4NIC

的電源，質(zhì)量不錯，價格也不錯。

附：在網(wǎng)絡(luò)上找到的一篇文章：

開關(guān)電源和線性電源的區(qū)別

線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（35%左右），需要加體積龐大

的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電壓輸出時變壓器會更

喲?。?？5%以上）而且省

掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波（50mVat5Voutput

typical）,在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會產(chǎn)生很大的尖峰脈

沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷，它的紋波

可以做的很?。?mV以下）。對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳，對于

電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測）多選用線性電源。另外當(dāng)電路中

需要作隔離的時候現(xiàn)在多數(shù)用DC—DC來做對隔離部分供電（DC-DC從其工作原理上來說

就是開關(guān)電源）。還有，開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻

2.10開關(guān)電源芯片

相對于線性穩(wěn)壓器來說，開關(guān)電源在計算機主板上、工控機主板和各種各樣的電路板上起著

電壓變換的作用。例如：將低電壓，比如：電池轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的3.3V或者5V,或者將高電壓

轉(zhuǎn)化成DC5V、DC3.3V,或者將DC5V轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V,例如，ARM的電路板就需要

這樣的芯片，3.3V給ARM供電，1.8V給arm的core供電。以上

由于采用了開關(guān)電路，電源芯片的工作頻率高，發(fā)熱小，效率高。

同樣的，還是芯片的巨頭，MAXIM、LINEAR和TI等公司在電源轉(zhuǎn)換芯片上是最為卓越，

無論從產(chǎn)品的種類，還是質(zhì)量都是上佳的；

經(jīng)?？措娮赢a(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用的網(wǎng)友一定對maxim的電源芯片印象巨深。五花八門

的電源芯片，讓你無法選擇到底選用那種是自己的所需要的。

在maxim的產(chǎn)品樹中，對電源是這樣分類的：

PowerSuppliesandBatteryManagement

IchmodeDC-DCPowerSupplies408

IsolatedPowerSupplies22

Low-DropoutLinearRegulators75

WhiteLEDDrivers13

Low-SideMOSFETDrivers14

High-SideMOSFETDrivers6

ORingMOSFETControllers2

BatteryChargers36

BatteryProtectors,SelectorsandMonitors17

Regulator+ResetCircuits4

CurrentSenseAmplifiers22

LCD/ECB/CCFLDisplayBiasSupply87

ALSOSEE:Hot-SPowertching

ALSOSEE:VoltageReferences

我們經(jīng)常使用I到的tchmodeDC-DCPowerSupplies,這里有分成n種。老樹比較熟悉的是

step-down電源芯片，也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片；從低到高，當(dāng)然是

step-up電源芯片。

象philips的電動剃須刀，里面肯定有電源管理芯片，當(dāng)電池電壓下降，但是，電池又有電

的時候，能夠輸出恒定的電壓，榨干電池內(nèi)的最后一點電能，能夠舒適地使用一段很長的時

間。

比如，你的電路板上只有DC24V電壓，但是，還需要Dc5V/2A的電源，這么高的壓降，使

用線性穩(wěn)壓器顯然不合適，如果使用DC/DC模塊，成本太高，體積也比較大，所以，得選

用一款芯片完成這個功能。

按照maxim給出的復(fù)雜的選擇，根據(jù)你的要求，多選擇幾項，maxim會給出一個清單，在

清單中去選擇你最適合你的需求的芯片。

老樹原來使用過的完成此項功能的芯片是：MAX724.LT1076；這2款芯片需要1個50uH

的電感才能輸出De5V電源；但是，這種開關(guān)電源芯片有個好處，就是輸入只要在它的允許

的范圍內(nèi)波動，或者負(fù)載在變化，輸出DC5V電源十分穩(wěn)定。

電源的范圍從DclOV?DC40V,max724均能輸出5A的DC5V電源。

Maxim724下載連接地址：

LT1076下載鏈接地址:

在ARM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。

下載鏈接:

在沙老師的書中，也介紹了幾款電源轉(zhuǎn)換芯片，可供參考。

如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V,用在光耦、通訊等電路中，去自己

做隔離電路就有點劃不來，不如去買現(xiàn)成的DC/DC模塊。這點國產(chǎn)的模塊做的不錯，象老

樹常用的Del2V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯的。

比較有名的電源轉(zhuǎn)換模塊，如：

如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V,用在光耦、通訊等電路中，去自己

做隔離電路就有點劃不來，不如去買現(xiàn)成的DC/DC模塊。這點國產(chǎn)的模塊做的不錯，象老

樹常用的Dcl2V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯的。

老樹常用的電源轉(zhuǎn)換模塊，如：

北京星原豐泰電子技術(shù)有限公司的SAPS系列DC/DC模塊，這種模塊很多廠家都是兼容的;

電源轉(zhuǎn)換模塊還有AC/DC、DC/AC等不同；具體不同可以參看廠家網(wǎng)站。

廠家鏈接：

另外一家生產(chǎn)微電源模塊的廠家是：深圳市順源科技有限公司。

廠家鏈接：

這種電源模塊國產(chǎn)的質(zhì)量不錯了，完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品。

DC/DC模塊完全可以將輸入輸出的電源地連接在一起，作為普通的非隔離的電源轉(zhuǎn)換器使

用。

2.11器件選購、芯片批號、封裝知識等

在市場上買芯片，千萬注意不要買到舊片、拆機片；舊片-、拆機片有些湊合能用，有些干脆

不行；即使現(xiàn)在能用，壽命肯定有限；

舊的就是舊的，肯定瞞不過有心人；主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的質(zhì)量等仔

細(xì)觀察。

舊的芯片往往管腳參差不齊、搪錫發(fā)烏、包裝的管子不夠新；而且往往是芯片的表面發(fā)白，

那是因為被打磨過了，然后重新絲網(wǎng)印刷上廠家名稱、批號等；

所以最好是買激光打標(biāo)的器件，激光打標(biāo)的產(chǎn)品肯定是新貨，或者沒有使用過的貨；而且買

的時候需要注意，器件的批號最好是最近當(dāng)年的或者是最近幾個星期的產(chǎn)品；總而言之，別

花冤枉錢，還影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

同樣的產(chǎn)品，不同廠家的質(zhì)量也不一樣。我比較喜歡的是美國TI、摩托羅拉MC、MAXIM、

LINEAR的產(chǎn)品；假的也少；

例如，max7219芯片上有一下標(biāo)志：

MAXIM

MAX7219CNG

0323PY

MAXIM就是芯片的廠家；

MAX7219CNG是廠家的型號，CNG跟封裝和7219這個系列產(chǎn)品的細(xì)微的差別有關(guān)；

03是指2003年；23是指該年的第23周；一年是52周，所以這個數(shù)字不會超出52；

激光打標(biāo)是在芯片上形成一個暗色的與芯片表面有一個明顯對比的標(biāo)志；中關(guān)村的大恒公司

就有激光打標(biāo)機的業(yè)務(wù)；但是未必是在芯片上打標(biāo)；

有時，激光打標(biāo)會產(chǎn)生類似喑黃色的標(biāo)志，這跟激光器功率和芯片封裝材料有關(guān)。

關(guān)于CA1161看門狗的原理和應(yīng)用參見以下鏈接：

關(guān)于電源監(jiān)控和看門狗的原理，參見以下鏈接：

UP監(jiān)控

UP監(jiān)控電路

常見問題解答

第三課合格電子工程師是怎樣煉成的？

不好意思，第二課沒有寫完，又開一課-老樹當(dāng)過老師，有毀人不倦的習(xí)慣，再者，這個問

題想了很久了，也基本想通了。

在網(wǎng)絡(luò)上很多初學(xué)者在問：怎樣成為一個合格的電子工程師？

這個問題有很多答案。老樹談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

第一步入門-51核心和基本電路

中國人有10億啊，每年有多少大學(xué)生畢業(yè)呢？我不知道。但是我看到有一張照片，招聘會

上熙熙攘攘，人來人往，十分震撼。從來沒有一個時刻讓我感覺到中國的人力資源是如此的

豐富。但是，從現(xiàn)在的大學(xué)畢業(yè)出來的學(xué)生學(xué)到了什么東西呢？一些理論，跟實際脫鉤的理

論。有沒有用呢？有點用。但是，在企業(yè)中，需要的是實際干點事情出來，實際解決問題。

所以說，很多企業(yè)不想要大學(xué)本科出來的大學(xué)生，說動手，沒有動手能力，不知道電阻電容

長得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對工資的期望值比較高。等到能夠干點事情

了，又拍拍屁股跑了。所以企業(yè)現(xiàn)在喜歡使用大專中專甚至是職業(yè)學(xué)校培訓(xùn)出來的小孩，至

少這些孩子們知道自己的份量，能夠?qū)崒嵲谠诘刈鍪?。要知道，他們很多人的天賦并不差，

有些人甚至可以說聰明，只是因為很多人是家庭條件不好，打小就是苦孩子，沒有條件接受

良好的教育。一旦給機會，他們都比較珍惜。

現(xiàn)在的大學(xué)，誤人子弟甚多。擴招是沒有錯，但是，實驗室擴了嗎？教室擴了嗎？教師擴了

嗎？至少實驗室是沒有擴。老樹認(rèn)得的一個研究生說，只有到了一個階段，才能到實驗室作

實驗。很多導(dǎo)師就是把學(xué)生當(dāng)奴隸一樣干活,要是在干活中能夠?qū)W到東西那就算是運氣好的；

運氣不好的，直接就是導(dǎo)師的廉價的勞力了，學(xué)不到東西，活倒干了不少。

但是，既然學(xué)生要拿文憑，要應(yīng)付考試，沒有辦法，那怎么自救？

如果勵志要做一名出色的電子工程師，老樹可以談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

做一個電子工程師，先從51學(xué)起，這是得到公認(rèn)的。不需老樹饒舌。

首先，去買一個開發(fā)板，越便宜的越好，在上面可以練練keilC。最好再買一個仿真器，這

樣調(diào)試的效率高。當(dāng)然這個不便宜，但是我覺得可以志同道合的哥幾個合買。反正1天24

小時，每人8個小時輪流上，有個幾個月，C51語言也就差不多了。

其次，看看老樹的文章，看看需要學(xué)點什么基本的東西。北京的大學(xué)生有福啊，沒事到中發(fā)

去轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，認(rèn)認(rèn)老樹的文章上說得哪些電阻、電容、三極管、芯片、接插件什么的，看看自己

的電腦上的主板、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡是怎么畫的，找找感覺，這些板卡都是高手的杰作啊。

以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)。找個公司、企業(yè)，幫他們做個小產(chǎn)品，既能得到公司的高手的指點，又能賺到一

筆費用，豈不甚佳？這時，你的開發(fā)板、仿真器的費用就出來了。從原理圖。PCB->C51,

單片機也入門了.

第二步：登堂入室-掌握系統(tǒng)的電路知識

這時，需要對電子技術(shù)的所有東東進(jìn)行全面的了解，主要是看看雜志、BBS、網(wǎng)站上的技術(shù)

文章、何立民先生主持編著的《單片機應(yīng)用技術(shù)大全》系列，將單片機和它的配套的電路，

輸入輸出、通訊等等做一個全面的了解。目標(biāo)是為什么？系統(tǒng)的技術(shù)儲備。知道什么問題可

以使用什么方法解決，可能在什么地方找到解決的方法，這對你以后走上工作崗位，解決實

際問題是非常有好處的。如果你真能這么做，那么，你今后肯定比單位中的老同志還要棒。

老樹在國營研究所的時候，曾經(jīng)有一段時間無所事事，就是在那一兩年的時間內(nèi)將研究所的

技術(shù)雜志看了一遍，尤其是《電子技術(shù)應(yīng)用》。打下了一個良好的基礎(chǔ)。

這時，爭取機會，學(xué)習(xí)高手們的硬件設(shè)計。一個比較快的辦法就是到工控機的廠家那里，看

看工控機的板卡和調(diào)理板是怎樣設(shè)計的，都使用了哪些東西。記得老樹第一次看到國外的一

個器件，到處去問，也不知道是什么東東。后來在四通工控那里看到了，原來是固態(tài)繼電器。

這時，腦子里關(guān)于固態(tài)繼電器的知識都冒出來了。再一看，配套市場大把的。

什么東西就是這樣，你要是不知道它是干什么的，你天天看見，也熟視無睹。

有心人就是這樣，在什么樣的情況下，都能慢慢積蓄知識和力量。畢竟一個產(chǎn)品，不是只會

單片機就可以了，還是需要很多的外圍電路，按照何老師的分類，前向、后向、人機、互相

通道等，才能做成一件產(chǎn)品的。

這個時候，抓住任何機會，去參與一個大型產(chǎn)品開發(fā)，在其中做一件事情，你可以學(xué)到溝通、

協(xié)作、界面等產(chǎn)品開發(fā)的一些要素。

第三步：勤奮至卓越

中國人多啊，每個人都是智商100,誰比誰傻啊。憑什么你比別人強？你能有好的工作、好

的收入，你能香車寶馬，醇酒美人？老樹認(rèn)為，沒有別的辦法，就是靠勤奮。

勤奮學(xué)習(xí)-這個道理大家知道，知識就是金錢??；

勤奮工作-想比別人多賺錢，在智商相同的情況下，就是靠多付出時間干活，再提高工作效

率。別人5X8小時工作，你是7X16小時，再提高工作效率一倍，你不久賺了比別人多5

倍的錢嗎？老樹公司有2個員工，原來在老家種蘋果，沒有賺到錢，到老樹的公司中干活，

計件，活忙的時候，早晨8：00起來，晚上12：(X)收工，年底也賺了一筆錢回家，高高興

興，老樹也開心，原來一屋子人干的活，現(xiàn)在2個人干了，公司管理省事了，員工也賺到了

錢。

開發(fā)也是一樣。當(dāng)然，這個需要你的公司有這個機制，多勞多得的機制。但是，要是現(xiàn)在沒

有，你要不要這樣干呢？

我認(rèn)為，需要。一方面，干別人的活，練自己的技術(shù)，長自己的本事。另一方面，多干活，

才能快速增長本事，技術(shù)才能躍變、突破，登堂入室，再得心應(yīng)手、出神入化。至少，熟練

工種是沒有問題的吧。

就象一壺水，老是小火，燒了半天，也是溫吞水；可是大火一上，一會就開了，就是這個意

思。

你看《射雕英雄轉(zhuǎn)》中的郭靖，沒有別的本事，就是傻練，有一天開竅了，如有神助。技術(shù)

這個東西就是這樣，突破了門檻，就是坦途。需要勤奮勤奮再勤奮。有一天這個日子來了，

你就苦盡甘來了。

勤奮還有另外一個含意，就是天道酬勤。其實是每個人看見勤奮的人，都會給他機會的，覺

得幫助這樣的人，高興；把事情放在他的手里，也放心。

還有一個含意是觸類旁通。知識需要很多的參照物，去比較、聯(lián)想、萃取、升華。換句話，

你可能付出的是其他人的n倍的努力，可是你得到的是n倍以上的回報，你的知識已經(jīng)不是

簡單的累加了，已經(jīng)質(zhì)變了。

如果你在這個單位，勤奮了，也出成果了，就是沒有得到公平的待遇，也沒有關(guān)系。換一個

環(huán)境就是了，總有人會欣賞你的。再說了，付出總有回報。

有些人習(xí)慣怨天尤人，沒有好的老爸老媽，沒有好的老師，沒有好的同伴，沒有好的環(huán)境，

沒有好的老板。這些人需要去看看周立功的文章，看看周老師怎樣一步步成長的。

第四步：溝通、協(xié)作

原來還有，現(xiàn)在越來越少，做一個小的產(chǎn)品，就可以生活無憂。

現(xiàn)在這種情況越來越少了。在任何一個單位，將一個產(chǎn)品做好，都需要與同伴主動溝通，與

不同部門的人互相協(xié)作。經(jīng)常是跟不同單位的人溝通完成意見事情。

第五課單片機系統(tǒng)設(shè)計初探

5.1概述

所謂系統(tǒng)，就是說，除了單片機之外，還需要有：

1）輸入

2）輸出

輸入和輸出按照第一課的定義，包含了范圍：

輸入基本上有以下的可能：

1）鍵盤

2）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

3）開關(guān)量（TTL,電流環(huán)路，干接點）

4）模擬量（4~20ma、0~10ma、0-5V（平衡和非平衡信號））

輸出基本上有以下組成:

1）串行接口（RS232/485/canbus/以太網(wǎng)/USB）

2）開關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點、功率驅(qū)動）

3）模擬量（4~20ma,0~10ma,0-5V（平衡和非平衡信號））

4）LED顯示：發(fā)光管、八字

5）液晶顯示器

6）蜂鳴器

處理核心主要有：

1）8位單片機，主要就是51系列

2）32位arm單片機，主要有atmel和三星系列

3）還有一些專