知识就是力量——物联网应用技术

news2025/3/31 16:45:41

基础知识篇

  • 一、常用电子元器件
    • 1——USB Type C 接口引脚详解
      • 特点
      • 接口定义
      • 作用
      • 主从设备
      • 关于6P引脚的简介
    • 2——常用通信芯片
      • CH343P
        • 概述
        • 特点
        • 引脚定义
      • CH340
        • 概述
        • 特点
        • 封装
    • 3——蜂鸣器
      • 概述
      • 类型
      • 驱动电路
      • 原文链接
  • 二、常用封装介绍
    • 贴片电阻电容封装介绍
      • 封装尺寸与功率关系:
    • 芯片的封装介绍
      • 第一种 TO(Transisitor Outline)
      • 第二种:DIP(Double In-line Package)
      • 第三类:SOP(Small Outline Package)
      • 第四种:QFP(Quad Flat Package)
      • 第五种:PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)
      • 第六种:BGA(Ball Grid Array Package)
      • 第七种:CSP封装
  • 转载声明

一、常用电子元器件

1——USB Type C 接口引脚详解

特点

Type C 是一组对称的连接器,在使用的过程中不需要如同使用 USBA,MinUSB,MicroUSB 那样来辨别接口方向。其次能够承受较高的功率所以可以支持高达 100W 的功率,所以使用该接口可以更好的支持快速充电,以及支持更高的数据吞吐量,普通规格也达到 10 Gb/s 的数据带宽,可用于高清视频的传输。对于同时满足以上的要求 USBA,MinUSB,MicroUSB 接口无法达到的。

接口定义

在这里插入图片描述
从上图的 Type C 公头和母口的引脚排列可以知道 Type C 的引脚功能是上下对称的,所以公头无论以什么方向接入母口两者的功能引脚都可以完美对接。
在这里插入图片描述

作用

最早快充协议属于高通发布的 QC 充电协议,该协议通过提高充电适配器的输出电压从而提高充电功率。既需要与适配器进行协议通信,让适配器调整输出电压,在 QC 协议中通信使用的是 USB2.0 的 DP 和DM 引脚,这样带来的问题是充电的时,对 USB 通信造成影响。为了解决这个问题 PD 快充协议对电源设备的识别通过 CC1 和 CC2 引脚来进行,从而避免了 QC 协议中 对 DP 和 DM 引脚的占用。使得 PD 协议快充在充电的同时,数据传输也可以稳定进行。

普通的MCU都没有USB3.0,只有USB2.0,使用24Pin的TypeC很浪费,于是就有了16Pin的TypeC。

16Pin TypeC在24Pin的基础上阉割了USB3.0的TX1/2、RX1/2,保留了SBU1/2、CC1/2、USB2.0的D+D-,除了没有USB3.0/3.1高速传输外,其他别无二致,同样支持 PD快充、音频设备、HDMI传输、调试模式等功能。
  我们所说的16Pin TypeC和12Pin TypeC其实是同一种接口。16Pin一般为接口厂家、封装的正式名称,而日常生活中习惯称呼为12Pin。这是因为接口设计时,将TypeC母座两端的两个Vbus和GND出线都并拢了起来,虽然从口那里看是16条出线,但座子后面的焊盘只有12个。
  在这里插入图片描述

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主从设备

在这里插入图片描述

关于6P引脚的简介

对于仅需支持充电,那么 USB2.0 D+ 和 D- 引脚也可移除进一步节约接口制造成本。6Pin Type C 仅保留Vbus、GND、CC1、CC2 引脚。接口两侧同样对称分布 Vbus 和 GND ,CC1,CC2 引脚用于支持正反接入,以及快充协议的支持,具体可以看下图的实物图。
在这里插入图片描述
6Pin Type-C接口主要用于不需要USB通信的设备,如玩具、牙刷等生活用品。它仅保留了最基本的电源和配置通道引脚,具体定义如下:

VBUS:总线电源,用于提供电力。

GND:接地。

CC1和CC2:配置通道,用于设备识别和电源请求。
在这里插入图片描述


2——常用通信芯片

CH343P

最高串口速度: 6Mbps,比CH340的2M,快3倍

概述

CH343 是一个 USB 总线的转接芯片,实现 USB 转高速异步串口,同时支持 115200bps 及以下通讯波特率的自动识别和动态自适应,提供了常用的 MODEM 联络信号,用于为计算机扩展异步串口,或者将普通的串口设备或者 MCU 直接升级到 USB 总线。

在这里插入图片描述

特点

全速 USB 设备接口,兼容 USB V2.0。
内置固件,仿真标准串口,用于升级原串口外围设备,或者通过 USB 增加额外串口。
计算机端 Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容,无需修改。
支持免安装的操作系统内置 CDC 类驱动程序或者多功能高速率的 VCP 厂商驱动程序。
硬件全双工串口,内置独立的收发缓冲区,支持通讯波特率 50bps~6Mbps。
可选自动识别和动态自适应在 115200bps 及以下的常用通讯波特率。
串口支持 5、6、7 或者 8 个数据位,支持奇校验、偶校验、空白、标志以及无校验。
支持常用的 MODEM 联络信号 RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
支持 CTS 和 RTS 硬件自动流控。
支持半双工,提供正在发送状态 TNOW 支持 RS485 切换。
通过外加电平转换器件,支持 RS232 接口。
USB 端支持 5V 电源电压和 3.3V 电源电压。
串口 I/O 独立供电,支持 5V、3.3V、2.5V、1.8V 电源电压。
内置上电复位,内置时钟,无需外部晶振。
CH343P 内置 EEPROM,可配置芯片 VID、PID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。
芯片内置 Unique ID(USB Serial Number)。
提供 SOP16 和 ESSOP10 及 QFN16 无铅封装,兼容 RoHS。

引脚定义

在这里插入图片描述
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CH340

概述

CH340 是一个 USB 总线的转接芯片,实现 USB 转串口、USB 转 IrDA 红外或者 USB 转打印口。
在串口方式下,CH340 提供常用的 MODEM 联络信号,用于为计算机扩展异步串口,或者将普通的串口设备直接升级到 USB 总线。
在这里插入图片描述

特点

● 全速 USB 设备接口,兼容 USB V2.0,外围元器件只需要晶体和电容。
● 仿真标准串口,用于升级原串口外围设备,或者通过 USB 增加额外串口。
● 计算机端 Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容,无需修改。
● 硬件全双工串口,内置收发缓冲区,支持通讯波特率 50bps~2Mbps。
● 支持常用的 MODEM 联络信号 RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
● 通过外加电平转换器件,提供 RS232、RS485、RS422 等接口。
● 支持 IrDA 规范 SIR 红外线通讯,支持波特率 2400bps 到 115200bps。
● 软件兼容 CH341,可以直接使用 CH341 的驱动程序。
● 支持 5V 电源电压和 3.3V 电源电压。
● 提供 SSOP-20 和 SOP-16 无铅封装,兼容 RoHS。
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封装

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3——蜂鸣器

概述

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等)表示。

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类型

按其驱动方式的原理分,可分为:有源蜂鸣器(内含驱动线路,也叫自激式蜂鸣器)和无源蜂鸣器(外部驱动,也叫他激式蜂鸣器);

注意:这里的“源”不是指电源,而是指震荡源。也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫;而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K-5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵,就是因为里面多个震荡电路。

有源蜂鸣器的优点是:程序控制方便。

无源蜂鸣器的优点是:
便宜
声音频率可控,可以做出“多来米发索拉西”的效果
在一些特例中,可以和LED复用一个控制口
在这里插入图片描述
a、b外观上看,两种蜂鸣器好像一样,但仔细看,两者的高度略有区别,有源蜂鸣器a,高度为9mm,而无源蜂鸣器b的高度为8mm。
如将两种蜂鸣器的引脚都朝上放置时,可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器,没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。

驱动电路

第一种
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第二种
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同样的无源蜂鸣器,第二种成本更低。/

原文链接

https://blog.csdn.net/qq_36347513/article/details/121474727

https://blog.csdn.net/chenhuanqiangnihao/article/details/113617893?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=113617893&sharerefer=PC&sharesource=qq_45812950&sharefrom=from_link

二、常用封装介绍

本章详细介绍了贴片电阻的规格、封装、尺寸及其与功率的关系,包括常见的9种封装形式,如0805、1206等,以及如何根据环境温度调整使用功率,提供了贴片电阻的命名规则和注意事项。

贴片电阻电容封装介绍

在这里插入图片描述
贴片电阻常见封装有9种,用两种尺寸代码来表示。
一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码,前两位与后两位分别表示电阻的长与宽,以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。
另一种是米制代码,也由4位数字表示,其单位为毫米。
下表列出贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸:

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封装尺寸与功率关系:

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贴片电阻的功率是指通过电流时由于焦耳热电阻产生的功率。可根据焦耳定律算出:P=I2 R。

额定功率 : 是指在某个温度下最大允许使用的功率,通常指环境温度为70°C时的额定功率。

额定电压:可以根据以下公式求出额定电压。

额定电压(V)=√

额定功率(W)&TImes; 标称阻值(Ω)

最高工作电压 :允许加载在贴片电阻两端的最高电压。

芯片的封装介绍

本文介绍了芯片封装的发展历程,从早期的TO封装到现代的CSP封装,包括TO、DIP、SOP、QFP、PLCC、BGA和CSP等类型。每种封装技术的特点、应用和优缺点被详细阐述,揭示了封装技术如何随着集成电路的进步而不断演进,以满足更高的集成度、可靠性和小型化需求。

用一句话介绍封装,那肯定是:封装是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。试想一下,如果芯片没有封装,我们该怎么用?芯片会变得无比脆弱,可能连最基础的电路功能都实现不了。所以芯片封装无疑是十分重要的。

今天必考课堂就给大家介绍我们最常用的封装类型,同时也代表着封装的发展进程.

随之集成电路的发展,封装的类型有几十种之多,并不是每一种我们都会用到,

从结构方面可以看出封装的发展:TO→DIP→SOP→QFP→PLCC→BGA →CSP。

第一种 TO(Transisitor Outline)

最早的封装类型,TO代表的是晶体管外壳,现在很多晶体管还是能看到他们。
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晶体管还有贴片的形式,就是这种SOT类型,SOT-23是常用的三极管封装形式。

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第二种:DIP(Double In-line Package)

DIP,即双列直插式封装是,我们学电子接触的第一种封装类型。
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为什么说DIP是我们接触的第一类封装呢?初学电子时,大家都会用面包板,学51单片机,经常用的就是这类封装。这类封装的芯片面积大,非常好焊接,适合零基础的小白来用。

但是,DIP封装虽然好用,也是有缺点的。这类封装的芯片在插拔的过程很容易损坏,另外可靠性也比较差,做高速电路的时候,就不太适合。因此随着集成电路的发展,DIP封装已经渐渐的被取代了。

第三类:SOP(Small Outline Package)

如果说DIP是最常见的直插式封装,那么SOP则是贴片式最常见的封装,在各类集成电路上处处都能看到他们的身影。SOP,即小外形封装,基本采用塑料封装。引脚从封装两侧引出呈L 字形。
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SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出:

SOJ,J型引脚小外形封装

TSOP,薄小外形封装

VSOP,甚小外形封装

SSOP,缩小型SOP

TSSOP,薄的缩小型SOP

SOT,小外形晶体管

SOIC,小外形集成电路

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SOP封装的优点:在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流封装方式之一。

第四种:QFP(Quad Flat Package)

QFP,即小型方块平面封装。QFP封装在颗粒四周都带有针脚,识别起来相当明显。四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。
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在QFP的基础上发展起来的还有TQFP封装、PQFP封装、TSOP封装等等。

TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。
PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。
TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。TSOP适合用SMT(表面安装)技术在PCB上安装布线。TSOP封装外形,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。

第五种:PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)

PLCC,即塑封J引线芯片封装。PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。
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它与上面说到的QFP封装相比,引脚是勾里面的,不容易变形,但是如果拆了的话,比QFP封装要难点。

第六种:BGA(Ball Grid Array Package)

芯片集成度不断提高,I/O引脚数也急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始应用而生了。

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BGA,即球栅阵列封装,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一。另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。但是在焊接上,BGA难度提升了很多倍,一般人焊不了。

第七种:CSP封装

在各种封装中,CSP是面积最小,厚度最小,因而是体积最小的封装。在相同尺寸的各类封装中,CSP的输入/输出端数可以做得更多。这个封装经常在内存芯片的封装中出现。
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转载声明

原文链接:https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/117431413

https://blog.csdn.net/ffdia/article/details/116222777

https://blog.csdn.net/qinrenzhi/article/details/86522762

原文链接:https://blog.csdn.net/USALCD/article/details/139565441

原文链接:https://blog.csdn.net/ffdia/article/details/116222777

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