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【半瓶醋系列】之“教你用单片机一个腿 点亮一个灯”

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楼主: misra
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灌:喝啤酒。
拉:吐啤酒,也可理解为吐口水。
当然是喝啤酒喝得厉害了,也爽。吐啤酒或口水吐不出多少,吐得也痛苦。

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dlyt_test001| | 2012-7-19 12:18 | 只看该作者
会画板子的不一定是硬件工程师;
不会画板子的不一定不是硬件工程师;
不懂硬件的可以做一个很好的软件工程师;
懂硬件的不一定能做得软件工程师。

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caoxh1988| | 2012-7-19 13:02 | 只看该作者
这帖子没意思。。。

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sedatefire| | 2012-7-19 14:16 | 只看该作者
硬件:把单片机IO口接一个1K电阻的一端,1K电阻的别一端接发光二极管的正端,发光二极管的负端接地。
软件:把单片机IO口置高,发光二极管亮;把单片机IO口置低,发光二极管灭。 ...
dlyt_test001 发表于 2012-7-18 15:56

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warm冬天| | 2012-7-19 14:33 | 只看该作者
我也想学习一下,请兄弟姐妹们解释的白话一些

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misra|  楼主 | 2012-7-19 16:51 | 只看该作者
本帖最后由 misra 于 2012-7-19 16:52 编辑

二极管最明显的性质就是它的单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来(从正极流向负极)。我们用万用表来对常见的1N4001型硅整流二极管进行测量,红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极时,表针会动,说明它能够导电;然后将黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,这时万用表的表针根本不动或者只偏转一点点,说明导电不良(万用表里面,黑表笔接的是内部电池的正极)。

  常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。像它的名字,二极管有两个电极,并且分为正负极,一般把极性标示在二极管的外壳上。大多数用一个不同颜色的环来表示负极,有的直接标上“—”号。大功率二极管多采用金属封装,并且有个螺母以便固定在散热器上。

----------------------------------------------------------------------------------------------------

二、二极管的特性

  1 正向性

  外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场得阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。

  2 二极管的反向特性

  外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流,由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。

  3 击穿

  外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种形象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。

  二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单向导电特性,几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

  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为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。

  二极管的电压与电流不是线性关系,所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。

  4 二极管的反向击穿

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teddeng| | 2012-7-19 18:21 | 只看该作者
神神叨叨的,有意思么。。

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misra + 1 不想回答 就不要打击初学者 有意思么 ...
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misra|  楼主 | 2012-7-19 18:55 | 只看该作者

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misra|  楼主 | 2012-7-20 18:04 | 只看该作者
打算弄multisim了

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NE5532| | 2012-7-22 09:28 | 只看该作者
兄弟,你真的该补一下硬件了。

1.你说的万用表黑表笔接电池+,那是指针表,数字表测二极管的时候红表笔是+。
2.51单片机采用低电平驱动,是因为51端口的灌电流负载能力远大于拉电流负载能力,但是现在的单片机一般都是CMOS工艺,端口输出的负载能力是对称的。
3.Multisim学不会硬件,拿烙铁学才可以。

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misra|  楼主 | 2012-7-22 21:51 | 只看该作者
兄弟,你真的该补一下硬件了。

1.你说的万用表黑表笔接电池+,那是指针表,数字表测二极管的时候红表笔是+。
2.51单片机采用低电平驱动,是因为51端口的灌电流负载能力远大于拉电流负载能力,但是现在的单片机一般 ...
NE5532 发表于 2012-7-22 09:28

感谢

是啊 是该补一下了。已经下定决心了。打算从基础开始。

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dlyt_test001| | 2012-7-23 08:34 | 只看该作者
这么多天还没搞定呢!
要考虑转行了!

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misra|  楼主 | 2012-7-23 16:23 | 只看该作者
74ABT04是TTL 还是Cmos?

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benten22| | 2012-7-23 16:27 | 只看该作者
不错

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misra|  楼主 | 2012-7-24 12:54 | 只看该作者
这个帖子  楼主位  讲到了灯的电路  说得似乎不错 可以拿来看 以后

从单片机初学者迈向单片机工程师(1)----学会释放CPU
https://bbs.21ic.com/icview-209007-1-1.html

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misra|  楼主 | 2012-7-25 14:23 | 只看该作者
主题:stm32所有I/O和控制引脚的电流

https://bbs.21ic.com/icview-323626-1-1.html

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阮天宇00| | 2012-7-25 18:03 | 只看该作者
你是一个认真的人!学硬件没问题滴。

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misra|  楼主 | 2012-7-27 21:12 | 只看该作者
多谢楼上 夸奖  呵呵。 我的目标是半瓶醋,不打算搞得太懂。

从周立功博客考个**,周立功基础扎实,高手之所以是高手,普遍有个特点:就是基础好。


第一章   计算机逻辑电路基础

1.3   晶体二极管   
    半导体是一种具有特殊性质的物质,它不像导体一样能够完全导电,又不像绝缘体那样不能导电,它介于两者之间,所以称为半导体。我们常听说的美国硅谷,就是因为起先那里有好多家半导体厂商。
    在纯净的硅材料中掺杂将会大大地改变它的导电性能,掺入5价元素将多出一个电子形成N型半导体,掺入3价元素将少一个电子形成P型半导体,将P型和N型半导体有机地组合在一起便形成了有特殊导电能力的器件,这个器件就是晶体管。

1.3.1 二极管的特性
         
                                  图 1.13 二极管示意图
     如图 1.13(a)所示为二极管的电路符号,它有两个电极,一个称为阳极(A),另一个称为阴极(K)。二极管最基本的特性是单向导电性,电路符号中箭头所指方向为电流容易流过的方向。表示若在阳极A加正电压,而在阴极K加负电压,则能流过较大的正向电流,如图1.13(b)所示;若所加电压极性相反,则流过的反向电流非常小,几乎可以忽略不计,如图 1.13(c)所示。
                              
                              图1.14  二极管的正向导通实验电路
    利用如图1.14所示的电路可以测量二极管的正向导通特性,通过改变电源电压,同时监测回路电流和二极管正向电压,就可测出二极管的伏安特性,本电路通过计算机仿真软件Protel进行了仿真。从仿真结果中可以看出,当由于电源电压较低使二极管正向电压小于0.7V时,回路电流较小,当电源电压上升使二极管正向电压达到0.7V时,回路电流上升较快,而且电源电压继续上升,回路电流也继续上升,但二极管正向电压保持在0.7V不变。因此VT=0.7V被称为是这个类型二极管的正向导通电压,可以这么认为,当二极管的正向电压小于VT时,二极管未导通或未完全导通,而当二极管正常导通时,它的正向电压将保持在VT不变。因此回路电流可通过下式计算:
                                       

                                   
                                 图1.15   二极管的伏安特性曲线
    同样将图1.14中的电源电压反向,可以测量二极管的反向特性,这时会发现不论电源电压在图中所示范围内怎样改变,回路电流始终接近为零。
    若使图1.14中的电源电压在一定的正负电源范围内连续变化则可得到图1.15的二极管的伏安特性曲线,图中第一象限为二极管的正向特性曲线,可见二极管的正向电压达到VT后,正向电流上升很快,而随着正向电流的增加,二极管的正向电压增加很小。第三象限为二极管的反向特性曲线,从图中可以看出,二极管的反向电流非常小,但是反向电压增加到一定值后,反向电流显著增加,这种现象称为击穿。电流开始激增时的电压称为击穿电压或齐纳电压。在应用二极管时应确保它不会被击穿。
    小结:单向导电性是二极管的基本特性,二极管(硅管)的正向导通电压为0.7V。二极管的反向电流非常小,但当它的反向电压达到一定值时,二极管会被击穿。在选择二极管时,最重要的两个参数是最大正向电流和最大反向耐压。

1.3.2 特殊二极管
    上节所讲为普通二极管的特性,本节介绍一些具有特殊用途的二极管。
    1.稳压二极管
    稳压二极管是在反向击穿状态下工作的二极管,故也称为齐纳二极管。图1.16(a)为它的电路符号,利用图1.16(b)的电路可以测量稳压二极管的反向特性,使电源电压在如图所示的范围内变化,测出相应的稳压管的反向电压和反向电流,可以得到如图1.16(c)所示的反向特性曲线。从曲线中可以看出,随着稳压管反向电压的增加,当反向电压小于3.6V时,反向电流增加缓慢,当稳压管反向电压达到齐纳电压时,反向电流显著增加,且随着外部电路继续使反向电流增加,稳压管的反向电压保持不变,这个保持不变的齐纳电压值称为稳压值,图1.16(b)电路中稳压管Z的稳压值为3.6V。稳压二极管通常使用在要求输出电压变化极小的稳压电源中。
            
                              图1.16  稳压二极管示意图

    2.发光二极管
                           
                               图1.17   发光二极管示意图
    发光二极管主要是用镓的化合物作为原材料制成的二极管,一旦有正向电流流过这个二极管,它就会发出红、绿、蓝等颜色的光。如图1.17(a)所示为它的电路符号,对于不同颜色的发光管它的导通电压也不同,红色发光管的导通电压为1.5V,绿色为1.8V,蓝色则为2.0V,发光管的亮度取决于流过它的电流的大小。如图1.17(b)所示为发光管的实验电路,R1和RP共同构成发光管的限流电阻,通过改变图中电位器RP的大小可以控制回路电流IL,从而观察发光管L的亮度随电流大小而变化的特性,及测量发光管的导通电压。
假设回路的总限流电阻为R,则它的取值与回路电流(即发光管的亮度)的关系应为:
                                       
    式中为发光管的导通电压。

1.3.3 二极管的识别
   小功率二极管的阴极,在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(A极或正极)或N极(K极或负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。
    注意:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

1.3.4 二极管的重要参数
  用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数,不同类型的二极管有不同的特性参数。对初学者而言,必须了解以下几个主要参数:
  1. 最大工作电流
  是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值,因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度时,就会使管芯过热而损坏。所以在规定散热条件下,二极管使用中不要超过二极管最大工作电流值,例如常用的IN4001-4007型二极管的额定正向工作电流为1A。
  2. 最高反向工作电压
  加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值,例如IN4001二极管反向耐压为50V,IN4007反向耐压为1000V。
  3. 反向电流
  反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10℃,反向电流增大一倍。
  4. 最高工作频率
    二极管工作的上限频率,超过此值时二极管将不能很好地体现单向导电性。

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