元器件选型

big_gun

一. 元器件电压电流测量
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1. 首先要知道每个元器件工作的电压和电流，从而知道电阻，我们需要用到电流，电压表 或者 万用表 对元器件进行测量
. Y1 ^6 W4 \/ ?% p
    红LED, 电压1~2v, 电流 1mA-30mA ，正常亮度：2V,6mA
    黄LED, 电压1.8~2.2v, 电流 1mA-30mA ，正常亮度：2V,6mA
    绿LED, 电压1.9~2.2v, 电流 5mA-50mA ，正常亮度：2V,10mA
; `* D8 |" f8 c# o7 P9 h6 g     
7 C# p" r* r4 f5 L' m    草帽白LED,电压2.8~3.1v,电流 2mA~38mA,正常亮度，2.8V，26mA
    蜂鸣器：电压2.2~7.1v，电流2mA~38mA ，正常响度：25mA
, V# F+ e9 C1 W! O2 R( i    继电器：电压3v~7.5v，电流40~100mA ,正常5V时，电流：65mA
    12V风扇：电压3.1V~15.8V,电流55mA~220mA，正常5V为：81mA
2 Z4 W9 q$ Q8 t3 Q4 Y; Z( g    GSM小模块，电压4.2V时，电流21mA，找网络，发信息时：20~280mA

单片机的电流输出有2种形式

) ]/ W. e' d, K  [7 W( |$ g% {    拉电流：单片机引脚置高电平时，对外输出的电流为 0.21mA
, x" h. {9 l# V' Y6 j    灌电流：单片机引脚置低点平时，对外吸收的电流为 19.4mA
% g* G* Z* v. j
单片机，拉电流，驱动LED，无法达到这么高的电流，无法驱动，则需要三极管放大电流
或者采用上拉电阻方式，引入电流实现
; M, D2 d+ {  I使用不同的导线也会降低电压，损耗电压！！
6 a0 Z. h% b  ]0 V& [6 D! {' J# c
. a  J3 D) Z5 H$ z& G二. 如何选取电阻
3 F3 R$ P3 w( q! {3 R% e$ C
' I! G' u% e( J串联时候，流过的电流是相同的，也就是说，一条串联电路上的电阻的位置和LED的位置是上还是下，是没有关系的
例如：电源是5v ,流过的电流是1~20mA， LED的驱动电压是2V，则电阻的电压为3V
: l& \7 k- j7 B. p4 ~我们又知道了流过的电流为1~20mA 则，根据 欧姆定律，我们可以算出，这个电阻的阻值为：
3V/0.001 = 3000Ω，3V/0.02 = 150Ω，则选型需要在（150Ω~3000Ω）的范围选取，同时也要考虑实际情况，比如电源经过导线后的降压可能不足5V，还有导线的长度损耗，所以选择电阻也要根据实际情况！


/ F# }: U3 V" p( U# U9 M8 N三. 三极管和限流电阻的选取

( ~( M3 p$ V! F- B4 ]( k三极管有字的向着自己，分别是 E B C ，上图的单片机IO电阻为1KΩ

如何测试呢？
" B4 N3 ]7 g0 k, Y3 @& ?首先根据原理图我们可以看见，三极管的E接电源，C接地，B接单片机的IO口，当单片机输出低电平，也就是灌电流时候，就能驱动蜂鸣器（响）或者继电器（吸合）
8 _7 Z8 P8 K& B% a+ U5 d8 S为什么选择9012 而不选择其他的呢？
$ q( n8 R+ A. `, Z( v5 K/ l& S% c; H9012 为PNP型的，只要给低电平就会导通
. B1 A# n, z) N! i+ b+ e. s为什么9013的NPN型呢？单片机刚上电就会输出一个高电平，则继电器就会吸合一下

: I6 T( }" u1 h0 r  n% z( H这里看9012 ，9013 的箭头方向，一个是低电平有效（低电平就会让9012导通，同时会往单片机内灌电流），一个是高电平有效（高电平才能让9013导通，会出电流）
( p6 \& ^3 _+ N9 R, `% U
如何计算三极管的放大倍数呢？
2 i4 ?8 V. Z' @3 g; S9 b' T(Ic) / ( Ib ) 也就是放大倍数。

! @8 Q7 B- |3 M8 ~! m通过上图可以看出，当电阻选择从30KΩ 到 0的过程中，
4 P8 _" c/ Z$ t! O3 V3 S  B2 |6 c9 D# }在24.7KΩ~11KΩ的过程中属于放大状态，
6 S. b& d. l( ^9 y在11KΩ的时候，电流达到饱和状态！
也就是说，我们选择的电阻可以完全选择 24.7KΩ ~ 220Ω
" T3 Z& R6 K- K. y
: l& j! e; e2 M8 r为什么我们选择1K的电阻?，电源是4.82V，当工作在极限状态，则电源的电压会降到4V左右，所以Ic也会跟着下降，所以根据实际情况，要保证单片机的灌电流为19.4mA，所以算则0，220 这种极限状态也不可取，去掉11K，10K，0，220，在剩下的470，1k，2.2K 4.7K 我们则可以取中间往前，1K或 500 将最为稳定！

  h2 S" O/ w2 e$ u选取S9012 或者S8550 都是可以的！
S9012 的最大电流为500mA
2 i7 ^  G! u% u5 U0 c  ]; {S8550 的最大电流为1500mA
继电器只有70mA的电流，所以都是可以的！
% u" ~7 c7 q; Q/ y' c
驱动继电器或者蜂鸣器的电流为Ic = 50mA， 而放大倍数为200倍 ，则 Ib = 50/200 = 0.25mA , 也就说所最少也需要0.25mA的电流往单片机的灌，最大的灌电流为19.4mA ,
三极管的管压降为0.7V , 如果电源为5V , 则 Vb = 4.3V
* L5 d" `! Y8 f5 y4 E
所以Rb = Vb / (0.00025 ~ 0.0194A) = 17.2KΩ ~ 221Ω 这个范围内的都可以，和实际测量范围较为接近

/ _% y! l0 Z9 R3 X并联分流，串联分压
  G, T1 [: K5 L/ I
  S9 u. k3 ?/ p- y" w. r如果我们要在蜂鸣器或者继电器工作时候加入点亮LED如何实现呢？我们只需要，将LED加入电阻并联到 4.3v上即可如下图：

四. PWM 控制驱动电路原理

: H* I3 \# l$ v7 k 主要驱动LED显示，
高占功比：高电平多，低电平少 ¯¯¯¯¯|__|¯¯¯¯¯¯|__|¯¯
. i% J7 z% e1 R低占功比：低电平少，高电平多 ______|¯¯|______|¯¯|___

低电平越多 LED越亮，驱动的3极管为S9012 为低电平导通，所以越亮，因为工作的始终周期足够快

0 x* n3 [# ~1 l; M/ b* @& C液晶灰度电阻选取

所有的液晶显示都有1个10k 和 1个1k的电阻串联，来保证LED的显示正常

( f2 x4 S+ w" t7 ?2 \/ ~保证LED显示的电流为0.45A，这个电路为可调电阻！

五. 上拉电阻排阻的作用

; j1 i# o  f; v/ A: H- T2 }什么样子的是上拉电阻呢？
/ o6 p' I9 r' R+ P/ `% m* u) x一个端口接单片机的IO口，另一端接电源为上拉电阻！
主要是放大信号，好识别元器件的特性
2 N) m1 U# O+ F0 G
4 \8 j4 \" n  ~( s" g除了使用三极管还可以使用上拉排阻来驱动元器件

六. 单片机的最小原理以及取值
% _5 [" s3 `* j* ?' s
& D( N# q7 F  x0 o9：2个机器周期以上的高电平就会复位， 在单片机的9号引脚上，程序从头开始执行
$ I: y  g. c/ E6 a6 x20：接地
40：接电源
18，19为晶振电路，从原理上直接接上12M晶振就会工作，但是会产生斜波，为了过滤斜波，则需要用到2个15~30pF的电容来滤波，一般22pf或30pF
) U, W5 W' ?  e2 ~! U% r9 C: t单片机晶振取值， 一般为12M或11.92M, 使用11.92M 是为了IO口产生 9600的波特率
7 K. k, A  O* w3 u' N  L& c2 j单片机认为：小于1.5V ，为低电平，大于3V为高电平

& Q, C( v0 e) |; \$ B5 b七. 电源供电电路

我们可以用
1 p5 L. J; L5 `% c1根电线把电路图中的所有VCC串联起来
- u! y2 E5 ?' t3 l, o) M0 e1根电线把电路图中的所有GND串联起来，
就可以实现所有元器件的供电
( W2 q0 Q8 K" ~, O$ }
八. 继电器（相当于开关）
& j) t0 K' b  ]( V! ]1 u8 L" }线圈，公共，常开，常闭
, u$ l( l: c( ?4 U) o+ L/ @默认：公共脚和常闭 是一直连接的！也就是导通的状态
公共和常开 链接到电路上 实现通断控制

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根据实际安装方式和物理尺寸。
! Z  L6 B) Q& l6 [比如手机中有很多高频通讯电路，需要多个精密的电容，同样物理尺寸要求非常小，相对应的，相同功能的情况下物理尺寸越小，价格越高。

dragongfly

全面考虑使用环境温度，使用材料，和元器件寿命。