1.作为一名嵌入式开发者,去学习电路是必经之路。如果是一名嵌入式软件开发者,可能对电路和硬件的开发要求是能看懂电路图即可,但是,学习电路可以进一步提高看电路图的能力,可以提升自己的整体实力水平。而且,如果可以自己设计一些小电路也是十分有成就感的。
电路学习系列文章是自己的一些总结和心得,方便自己日后学习和回顾,肯定有很多不足的地方。如果有错误的地方,希望看到此文章的大佬不吝指教。望与君共勉,共同进步!
2.什么是电路?
个人理解,电路是指将电子模块和部件连接到一起,形成回路的原理图,使得电子模块都正常工作,实现自己的功能需求。比如说一个最简单的电路,用导线将将电源、电阻连接形成回路。下图为点亮LED的电路图:
电路必须形成回路,否则不存在电流,整个电路都无法工作。
2.电路的组成部分?
所有的电路都是又模拟电路和数字电路组成,所以电路又可以被称为数模电路。
模拟电路:产生模拟信号部分的电路,比如连续的电压信号。
比如在如下利用三级管控制LED的电路中,当三极管工作在放大区时,随着输入基极输入电压的变化,三极管发射极输入的电压值也连续变化,此时这部分电路便是模拟电路。
数字电路:产生数字信号部分的电路,比如单片机IO输出的高低电平信号。
比如在如下利用三级管控制LED的电路中,当三极管工作截止区和饱和区时,三极管便是一个开关,随着外部开关的开断,三极管发射机输出不连续的高低电平信号。此时这部分电路便是数字电路。
三极管的作用后续会讲解,这里只需要知道三极管是电流控制元件,根据基极输入电压的不同,三极管有3个工作区间:截止、饱和、放大。三极管是
3.如何去快速学习电路?
于我而言,快速学习电路的方法是结合电路去理解常用电子元件的作用,比如电阻、电容、三极管等,连接由这些电子元件组成电路的作用。也可以多去抄网上成熟的电路,抄别人电路时,最好能看懂电路的原理和作用,再去自己画。
设计电路,其实是根据模块的工作要求和自己的功能需求,设计模块的输入和输出。比如在利用三极管作为LED开关开关的电路中,如果需要NPN型三级管作为开关,那么必须让三极管基极电压大于其饱和导通工作电压。
同时根据三极管的工作原理,需要将其集电极接上电源,发射机连接LED,最后在形成回路。
考虑上三极管的工作特性,加上下拉电阻R2,防止工频干扰(外部的小电压,可能让三极管导通,在BE之间加上下拉电阻,可以将干扰的信号过滤掉)。
考虑上LED的工作特性,防止流过LED的电流过大,利用R3来限流。R4也是限流作用,防止流入三极管的电流过大,损坏三极管。
综合考虑上述因素,一个简单的电路变形成了:
4.电路原理图和PCB:
电路原理图便是上面描述的部分内容,电路原理图是实际电路的一个抽象表现形式。实际应用中是根据电路原理图来绘制印制电路板(PCB,Printed Circuit Board)板。
通常可以使用,嘉立创EDA或者AD软件来绘制电路原理图和PCB。
为了保证设计电路是正确的,绘制电路图时,可以先利用仿真软件进行电路的仿真,测试电路是否可以想预期那样的工作。
本系列中使用的仿真软件是Multisim。为了方便,本系列的文章大部分电路都是使用仿真软件Multisim来完成。后期可能会使用嘉立创的EDA软件来绘制实际的电路原理图和PCB。
5.前路漫漫:
学习电路的过程注定是曲折和漫长的,但是这个过程也会存在很多趣味,比如当我点亮一个LED时的成就感,使用三极管和MOS管设计出稍微复杂一点的电路时的成就感......
相信自己慢慢的坚持下去,以后也可以自己设计电路,完成工作中的任务,设计各种有趣的电路项目。
写这个系列文章的目的,是想自己学到的知识输出,这样它才真得变成我的知识。另外是方便以后自己来复习。