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硬件基本概念

news 来源：原创 2025/7/14 14:34:01

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

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

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…...

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2.第二章：政策法规与标准体系

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