第一部分:硬件知识EDA中国门户网站_)N8Zl2` |k/B[G
一、 数字信号EDA中国门户网站D2s)S5{iX|kp6} }2q
1、 TTL和带缓冲的TTL信号EDA中国门户网站 VqH!}7C1]?
2、 RS232和定义
&MD ~2N5a"n03、 RS485/422(平衡信号)EDA中国门户网站 J`?Z OU&l3`
4、 干接点信号
?M e?_"H ~N7G0二、 模拟信号视频
o*G/Qf~ m;K;p01、 非平衡信号EDA中国门户网站f)z:T jfo]
2、 平衡信号
8I1SE)i+F5Uz0三、 芯片
7{2~mo:a;VM01、 封装
a;S3v%C*azCO02、 7407
`&W;^/jI+H03、 7404
h$Tr?zG"lQ@04、 7400EDA中国门户网站s.IS JIS1lO#@
5、 74LS573
3DM#d w ox^06、 ULN2003
@:`%Mh a9u07、 74LS244EDA中国门户网站1n'O r$f2I rr
8、 74LS240EDA中国门户网站&`?(pK0~ r~llm
9、 74LS245EDA中国门户网站(Yn-t4m;`6f4|!af*] _
10、 74LS138/238
8XdEe'i011、 CPLD(EPM7128)
*rKUL'g$N~0v:z*y012、 1161
t3A+c0i^6k;M(g:N013、 max691EDA中国门户网站,x,~-w:R;T)U
14、 max485/75176
1[DED,C@"]015、 mc1489
$g!oa Z(JnjM M016、 mc1488EDA中国门户网站'?i7i#C&yD8Lw
17、 ICL232/max232
(~;MYc8f018、 89C51EDA中国门户网站%nn`$q8O?O,FJ _eK
四、 分立器件
5y Nc'V1y*R F"F$M01、 封装
c A/c9t'm)d i02、 电阻:功耗和容值EDA中国门户网站~ N(pD@4`2jQ
3、 电容
*J"gT+\1R/VcP01) 独石电容
:fI^)gc'w]5v02) 瓷片电容
m1Mli$}03) 电解电容EDA中国门户网站v,s"bNRH qY$rj
4、 电感
1U9b-p9O2vs(`8V6LA g05、 电源转换模块
p+zPju$qG06、 接线端子EDA中国门户网站 vx*|v3R-\
7、 LED发光管EDA中国门户网站7iB'IG!dc5b:~'bS
8、 8字(共阳和共阴)
;wRb&E#P ^09、 三极管2N5551EDA中国门户网站.H/EeRU({T%X
10、 蜂鸣器EDA中国门户网站i B:U3J.T,W,x2n8V
五、 单片机最小系统EDA中国门户网站-dxXP S l"b
1、 单片机
WpV'mvB7O u02、 看门狗和上电复位电路EDA中国门户网站,]U |8W Qj~ _/}
3、 晶振和瓷片电容EDA中国门户网站m'{f|X y^z
六、 串行接口芯片EDA中国门户网站D DP*J bgQp-fH
1、 eepromEDA中国门户网站 kg@m6Ac
2、 串行I/O接口芯片EDA中国门户网站/dR.ye+I7a
3、 串行AD、DA
"R iF/NBl04、 串行LED驱动、max7129EDA中国门户网站*fEp~H#@Ai
七、 电源设计
&UE9M!e~&?/qNL01、 开关电源:器件的选择EDA中国门户网站R)?)x+H1Ac&{
2、 线性电源:EDA中国门户网站{Q(D m.|{.L&n
1) 变压器EDA中国门户网站g9HT(}aG
2) 桥EDA中国门户网站Gh7c tl.EC!JV
3) 电解电容
2z'z']9FB{03、 电源的保护
6C\}j"D|8Z]d01) 桥的保护
)I&RFb._&U t02) 单二极管保护
{jexQ&h8w0八、 维修EDA中国门户网站PW+l j v"k-h w%EuO
1、 电源
I0r_2x"h#b02、 看门狗
} pU8lJg03、 信号EDA中国门户网站9DmT7D+tc-p*W
九、 设计思路EDA中国门户网站 xz/T9kw3~z+j
1、 电源:电压和电流EDA中国门户网站!nVV(Au a3Q1TQ
2、 接口:串口、开关量输入、开关量输出EDA中国门户网站{uQS:e {+G
3、 开关量信号输出调理
}v a'Y.Pc@lo.b01) TTL―>继电器EDA中国门户网站7Q/I$r#MPlZ1s
2) TTL―>继电器(反向逻辑)
0l b%Z8z$Y03) TTL―>固态继电器EDA中国门户网站3qX2n z2j)jf|H;T
4) TTL―>LED(8字)EDA中国门户网站yet\2L"KaSe5a&T
5) 继电器―>继电器EDA中国门户网站p$[slvol
6) 继电器―>固态继电器EDA中国门户网站)wY#e#v | w
4、 开关量信号输入调理
U9Ol8Z+M01) 干接点―>光耦
4j2u4m6C \3vil02) TTL―>光耦EDA中国门户网站 @0{,Cua'b{#k
5、 CPU处理能力的考虑
.h#r D` N06、 成为的考虑:EDA中国门户网站N$V5L z:b0MLmE4m;G
1) 电路板外形:大小尺寸、异形、连接器、空间体积
4F2HR/`(dAf02) 电路板模块化设计
]&fC)v{wd03) 成本分析EDA中国门户网站.r7V3w}(U;mW
4) 器件的冗余度
iS0WL)Xr*Or01. 电阻的功耗
P&y%@Ol7T02. 电容的耐压值等EDA中国门户网站/iz$`I2N4lj.ze\-q
5) 机箱EDA中国门户网站$Yy)N R[MS
6) 电源的选择
E&K)m,|8K?07) 模块化设计
3NbPv3_)L5|*|08) 成本核算EDA中国门户网站)d1\'PDP'a+?
1. 如何计算电路板的成本?EDA中国门户网站 DS Yc{iP
2. 如何降低成本?选用功能满足价格便宜的器件
+V]o$O#h]i,e0十、 思考题EDA中国门户网站3E9|-I?-Zd'j
1、 如何检测和指示RS422信号EDA中国门户网站;GYZ.y0~4I
2、 如何检测和指示RS232信号EDA中国门户网站ZA7j0f"}\8wq'r
3、 设计一个4位8字的显示板EDA中国门户网站"j ]Uvq#N5w
1) 电源:DC12
F"Vx0~e }W02) 接口:RS232
6u(e#^GYD3w3W-p"[03) 4位3”8字(连在一起)EDA中国门户网站 a"ca6o J/R
4) 亮度检测EDA中国门户网站iR eMy } `D
5) 二级调光EDA中国门户网站6P0f#w-k[$E/`
4、 设计一个33位1”8字的显示板EDA中国门户网站B(W-z:L3P!MgE+K!FRp
1) 电源:DC5V
\7BWY@^02) 接口:RS232EDA中国门户网站gv#s+lws:[
3) 3排 11位8字,分4个、3个、4个3组,带行与行之间带间隔EDA中国门户网站/t v"g^"YgDW|B
4) 单片机最小系统
bg5Q0z*zk{ D05) 译码逻辑EDA中国门户网站#a/`1aY$G-M w
6) 显示驱动和驱动器件
#abb;f:G05、 设计一个PCL725和MOXA C168P的接口板
"diLB1SW ^nG01) 电源:DC5VEDA中国门户网站Y$^K A$_b!}5h
2) 接口:PCL725/MOXA 8个RS232
1a4R+^D2YN01. PCL725,直立DB37,孔EDA中国门户网站RX(hE'Y;rv t
2. MOXA C168P,DB62弯EDA中国门户网站 |@9t%y,wVF R
3) 开关量输出信号调理:6个固态继电器和8个继电器,可以被任何一路信号控制和驱动,接口:固态继电器5.08直立,继电器3.81直立
'r(Pm1E7Q n04) 开关量输入调理:干接点闭合为1或0可选,接口:3.81直立EDA中国门户网站#w1lG%\1q5~4\0T;Uf
5) RS232调理:
7PO"y,NZ:v L01. LED指示
(OtzZy0ev02. 前4路RS232全信号,后4路只需要TX、RX、0
n/l@!| C3\ `{n"Y03. 无需光电隔离
3VO:] k2Nt/Jn04. 接口形式:DB9(针)直立EDA中国门户网站 {f @Oxp;v$\.T5j
第二部分:软件知识EDA中国门户网站I7@|4w rfo2|5j6N
一、 汇编语言EDA中国门户网站 Q"a$quV
二、 C51
C0P0di$e"]'i zj1S0该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到,至于第一部分,需要人来带吧。
+yZWF[$i0
,{X#^6hg&S!~m0EDA中国门户网站5\'j+V0MD-Rs:O[8K
工程师在某个方面精深钻研,成为某一个特殊领域的专家,从一开始的养家糊口、慢慢小有收益、最后宝马豪宅,也是有的;这些电子工程师可能没有全面掌握这些知识,因为这些行业用不上,例如,液晶显示器,很多行业就不需要;但是,对于一个初学者,我认为,这个提纲是切合实际的,对于面向控制而言,已经基本够用了;对于初学者,全面地掌握这些知识是很有必要的,因为你不知道今后需要使用什么哪些知识,而这些知识, 80%以上你会在今后的工作中使用上,因为这是都是最基本的。熟练掌握这些知识和应用,根据不同的地区、行业和老板,月薪应该可以在3000元~5000元之间,甚至更高。
J-B S[sraAT0EDA中国门户网站KUWZ |p1^%cV(]J
其实,可能有些你用不上,但是知道了也没有坏处;所谓书到用时方很少,又有谓艺不压身。知识=月薪=年薪=金钱=香车宝马=…….. ,呵呵。EDA中国门户网站zvY;S_] ?
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为什么要掌握这些知识?EDA中国门户网站.P#Yp;}8D%{*JC
~I {,S[s8XS-N0实际上,电子工程师就是将一堆器件搭在一起,注入思想(程序),完成原来的这些器件分离时无法完成的功能,做成一个成品。所需要的技能越高、功能越复杂、成本越低、市场上对相应的东东的需求越大,就越成功。这就是电子工程师的自身的价值。从成本到产品售出,之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板,是在市场上去寻找这样的应用;对电子工程师而言,是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则(成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等)在最短的时间内完成。最短的时间,跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。这就是电子工程师的价值。
wusp#~0y;[j~0
D%Zxk&\T0将电子产品抽象成一个硬件的模型,大约有以下组成:EDA中国门户网站(fIF;x?+Z]
EDA中国门户网站({ T1L-[!_ \
1) 输入
9\"?`(a2}(g/PZ02) 处理核心
8^F$^AFP8T03) 输出EDA中国门户网站X!aj~o1qe*G8N!Z2Q,D
K+|shO"E,?*H8gk0输入基本上有以下的可能:
}d*g$s"h}CFj0EDA中国门户网站.dNwb'jt
1) 键盘
(G`lf6C1A*U02) 串行接口(RS232/485/can bus/以太网/USB)
Q#Q Mz0]Uh+}Z03) 开关量(TTL,电流环路,干接点)
8W&k$H6Zr/Uz1w04) 模拟量(4~20ma、 0~10ma、0~5V(平衡和非平衡信号))EDA中国门户网站.X-ykH$H+x*R/B
EDA中国门户网站3{&dNwv T
输出基本上有以下组成:EDA中国门户网站ZE Ci`u
Jt9oA(c d0]7cT01) 串行接口(RS232/485/can bus/以太网/USB)EDA中国门户网站 fQwBkP2a
2) 开关量(TTL、电流环路、干接点、功率驱动)EDA中国门户网站|NT7eAK
3) 模拟量(4~20ma, 0~10ma,0~5V(平衡和非平衡信号))EDA中国门户网站#h;aj1[lmW
4) LED显示:发光管、八字EDA中国门户网站j;o1tO3B_5j
5) 液晶显示器EDA中国门户网站ta}G4Ai
6) 蜂鸣器
ZDe-^N5W0EDA中国门户网站 t,IW"ZeC
处理核心主要有:
1XBSFpJC0EDA中国门户网站yd&M |q-t2P3C6^
1) 8位单片机,主要就是51系列
l#{U*\2S/s)bX02) 32位arm单片机,主要有atmel和三星系列EDA中国门户网站"e#f"H#V!d0Hb&Z%R
EDA中国门户网站lx8gy yxu$qRq
51系列单片机现在看来,只能做一些简单的应用,说白了,这个芯片也就是做单一的一件事情,做多了,不如使用arm来做;还可以在arm上加一个操作系统,程序既可靠又容易编写。
0rO9BLBTPv!i0
WE4~ v2R*Z'o'k0最近三星的arm受到追捧,价格便宜,以太网和的接口也有,周立功的开发系统也便宜,作为学习ARM的产品来说,应该是最好的;作为工业级的控制,是不是合适,在网友中有不同的看法和争议。本公司使用atmel ARM91系列开发的1个室外使用的产品,在北京室外使用,没有任何的通风和加热的措施,从去年的5月份到现在,运行情况良好。已经有个成功应用的案例。
LEvYS,j2`0EDA中国门户网站!@Q Y!Z/h%^r!@A
但对于初学者来说,应该从51着手,一方面,51还是入门级的芯片,作为初学者练手还是比较好的,可以将以上的概念走一遍;很多特殊的单片机也是在51的核的基础上增加了一些I/O和A/D、D/A;也为今后更高一级的单片机和ARM打下基础。再说了,哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中?
*GbqPJ0
6sJ7s2j)PY0在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的,比如,扩展I/O口和A/D、D/A等等,可以直接买带有A/D、D/A的单片机;或者直接使用ARM,它的I/O口线口多。可以使用I2C接口的芯片,扩展I/O口和A/D、D/A,以及SPI接口扩展LED显示,例如:MAX7219等芯片。
?rMEO VR.JhJ0
CE f fY-eY0市面上一些比较古老的书籍中还有一些并行扩展的例子,如:RAM、EPROM、A/D、D/A等,我觉得已经没有必要去看了,知道历史上有这些一回事就行了;EDA中国门户网站.yNIuys#f JV'S4B
GBe.} L+p O$d0这些知识,是所有产品都具备的要素。所以要学,再具体应用。EDA中国门户网站)ANH JYL-u
C(m-d.a2x"^0说一个小的故事:野人献曝。EDA中国门户网站Gk;Qo)f3}i
EDA中国门户网站#Q1MP y4C&fS(f`
从前,有一个农民,冬天干了活后,休息晒太阳。好舒服呀。
{'zy\{.P1C0他想,这么舒服的享受,我要献给国王,让他也能得到享受。EDA中国门户网站.?]'|sHe!^
于是他兴冲冲地到了王宫,将他的宝贵经验献给了国王。EDA中国门户网站 P3s*X TQ)M2w:z"M6}
:o9M XEspXh0我现在就象这个农民,把自己认为很宝贵的经验献给大家。希望大家多提宝贵意见;拍板砖也可以,骂我也无所谓,呵呵,随便。EDA中国门户网站%F"u zv*EV t7p g U
P1I9I.Rx0第一课:51单片机最小系统
I'om)zhHM^0
fe+D v r J0实际上,51单片机核心外围电路是很简单的,一个单片机+一个看门狗+一个晶振+2个磁片电容;
c-[;t U{iG0
/V,iN+C `5Rei7[*P01. 单片机:atmel的89C51系列、winbond的78E52系列,还有philips的系列,都差不多;现在有一些有ISP(在线下载的),就更好用了;EDA中国门户网站.R8po;^.lo_
sJF4C P5n4~'p/K J"[02. 看门狗:种类很多,我常用的有max691/ca1161和DS1832等,具体看个人习惯、芯片工作电压、封装等。Max系列和DS系列,还有IMP公司的,种类很多,一般只需要有最基本的功能就可以了;原来我使用max691,但是max691比较贵,因为它有电池切换功能,后来新设计电路板,就都采用ca1161了。EDA中国门户网站a%To @M
l,y*eyq5L2B0很早以前的中,现在可能还有人使用,使用一个电阻和一个电容达成的上电复位电路;但是,这样的复位电路一个是不可靠,为什么不可靠,网络上能找得到专门论述复位电路的文章;更重要的是,51系列的单片机比较容易受到干扰;没有看门狗电路是不行的,当程序跑飞时,回不来了,死在那里。EDA中国门户网站_$j|L6|
EDA中国门户网站 }Y @~X
常规的做法是买一个专门的看门狗电路,完成复位电路和看门狗电路的功能。
3v.tJ2`2S#J1h0这些芯片的资料很容易在网络上找到,通常使用百度搜索就可以了;看见有PDF的字样,就点击下载;使用网际快车flashget下载也是最好的;EDA中国门户网站 EB;cQ8q.?K
ug4?p;v H5~ Zd0这些资料通常是pdf格式的文件,所以,还需要一个pdf的阅读器。
aMXe.O$GW0
}GJ0X6q,K;df0百度网址:
Y4j3F9b _0
5J$G7N rm[:Kc)t0网际快车下载网址:EDA中国门户网站O Bo C ~2QY
3Q7t%Yd#uOY0PDF阅读器下载网址:
kWzqHs8s0
[)U)s H2J R,o0实际上,有了百度和其它的搜索引擎,很方便下载到这些芯片的资料,比光盘还方便,不需要去到处找。
:|BX5ot.eQ0
;b+d(Go1s0单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。如果你的产品是工作在干扰比较大的环境,可以试试选用不同品牌的单片机;原来我在一个光电所,做YAG激光治疗机的控制部分,脉冲激光机的电源放电的时候,能量是很大的,在采取了所有能够想到的光电隔离等措施之后,还是不行;后来,选用了intel的8031,就可以了。小声的说:当时的philips的单片机抗干扰性能是最差的,可能跟Philips主要是用在民用领域有关。现在不知道怎么样了,有人知道的话告诉我。
g7R]2ZtE0EDA中国门户网站d1H4We3C Ct/x z
单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方;在严重干扰的情况下,需要将所有的口线光电隔离。EDA中国门户网站)G/@7h m C`0v
k5q%d&I J WX03. 晶振:一般选用11.0592M,因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率;也可以使用36.864M,这个频率是1.8432M的20倍,看别人的电路板上用过,我也没有用到。这2种晶振很容易买到,价钱跟12M的一样。书上说,12M的晶振也能得到9600的波特率,但是,实际用的时候,会每隔一段时间就出错一次,好像累积误差一样,比较奇怪。
hdAtHtme0
cS.H*t5@#rF0即使你的单片机系统不使用RS232接口,也可以做一个Rs232,留着做测试,或者预留等等,没有坏处。除非你的单片机系统的口线不够用了。
"K_5cDDD~\:Jg*}0EDA中国门户网站!l ]-B!Zd6S$y`&J(f2?
4. 磁片电容:22pf~30pf,可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁片电容,但是,我都是随便拿来使用,反正在11.0592M下,都没有问题;如果你用到了更高的频率,最好还是找找资料看看。
{I#y i [4lY)u/r;l/~0
B7]\,R/u:Pz*n0参见以下电路图:
J(^Zy"zI0EDA中国门户网站Gw(r&] E1EKf-aG[
如果你的单片机系统没有工作,检查步骤如下:
_F[Z:dfy0EDA中国门户网站K'g6b/QG C s
1. 查看门狗的复位输出,可能的话在电路板上加一个LED,下拉,这样看起来就更方便;要是看门狗复位信号有,往下;
/I_W!`1z?0EDA中国门户网站}Q]:d-m!d|
2. 查单片机,看看管脚有没有问题;一般编程器能够将程序写入,说明单片机是好的;最好手头上准备一个过的单片机,内部有一个简单的程序,比如,在某个口线上输出1个1秒占空比的方波等,可以使用万用表测量。
fH,c'B2vHC;TA"^0
U9J(qvxnmhj0加一句:设计产品时,要在关键的地方:电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O口等加不同颜色的LED指示,便于调试;作为批量大的产品,可以去掉部分LED,一方面是降低成本、一方面是流程保密;EDA中国门户网站pzhy*IhAM
!T]:sJ e8b03. 再查磁片电容,有些瓷片电容质量不行,干脆换了;顺便说一下,换器件最好使用吸锡带,将焊盘内的锡吸干净,再将器件拔出,这样不会损伤焊盘内的过孔;再将新的瓷片电容焊接上去的时候,用万用表量量是好的再焊;EDA中国门户网站5f-Y \I9e$YN"D.]"P
[ cMN a;u*@Ob+[Ls04. 最后只有换晶振了;切记要买好的晶振,有些品牌质量比较好。EDA中国门户网站g8S&E\8Yr
Q)C/Z#f"I5hU f#Z05. 以上按照以上步骤检测时,将无关的外围芯片去掉;因为有一些是外围器件的故障导致单片机最小系统没有工作。EDA中国门户网站(o^P2@4xkH
EDA中国门户网站}SN6w}-LNHU i
二课 基本的芯片和分立器件EDA中国门户网站fceY w,zZ
2.1 简述
Yth)F3P/o02.2 74系列
$G b.j j0Il02.3 CD4000系列EDA中国门户网站-gt T ^?A#O
2.4 光耦与光电管EDA中国门户网站+Z4R'kA%P:]*o(O
2.5 三极管
!FN6LuCl02.6 电容电阻
u.S|.edhH T02.7 固态继电器EDA中国门户网站#?m |0R2W+Gz pI
2.8 继电器
Y{B B~02.9 变压器和三端稳压器
wOW*I J\02.10 开关电源芯片
` v,j"e3V[1J02.11 封装知识、芯片批号等EDA中国门户网站#y$\$?e/`8lb
2.12 接插件
'dL E@-GNH:~02.13 器件选购的知识
qyh2~6tSAC0第三课 数字量的输入输出EDA中国门户网站~ N$NQ\6h
第四课 单片机的通讯接口EDA中国门户网站D {;u)p#q,?G`
第五课 单片机系统设计的硬件构思
,SK0T4Ez0第六课 单片机程序的框架(汇编版本)
EJ F5I5M |0第七课 模拟量的输入输出
BCT c9DKl2P0……EDA中国门户网站!P)`/~0I``$c*kK
各位多提宝贵意见。
iL6y?w1L-[ Z C qK0保证实用。如果程序里面有一些例程,也是已经经过测试可以拿来就用的;实际上是我早年的一些产品的程序的一部分;不好意思,都是汇编的。
d0jBD5XgX)J+n0
`ObRW/cy-_0第一部分:硬件知识
fs[l!W%yd0一、 数字信号EDA中国门户网站 t7_Moh+?%GH
1、 TTL和带缓冲的TTL信号
kz3]liWvN S"ZE02、 RS232和定义
u'r'?$Q*TFrX03、 RS485/422(平衡信号)EDA中国门户网站)Q rFI![ ^B0G3U;I
4、 干接点信号
r0H3{;~}+F W3x0二、 模拟信号视频
#Uj ~;t9Bz c01、 非平衡信号
!J+F^v)h#g O |H02、 平衡信号
[k[EY8h0三、 芯片EDA中国门户网站 Ow5gX(wGm
1、 封装
5l)nR$`4?[3r~/[02、 7407EDA中国门户网站8O/WhZp0x*q
3、 7404EDA中国门户网站(Vn$PC!}g`0Z
4、 7400EDA中国门户网站ePl1ImM$?#k ?4q
5、 74LS573EDA中国门户网站s:K#hT!J1i(s7M
6、 ULN2003
\flv*U.Q J |07、 74LS244EDA中国门户网站v\0l1DH|6N
8、 74LS240
_X$]'O8L^ J;e.x09、 74LS245
xC}#T zw010、 74LS138/238EDA中国门户网站 dsQ"q|p
11、 CPLD(EPM7128)EDA中国门户网站A$z B\ k'vgK
12、 1161EDA中国门户网站Tp \r9U5T%y2l
13、 max691EDA中国门户网站|[DO7z0G!P
14、 max485/75176EDA中国门户网站3^-lZ0] _L
15、 mc1489EDA中国门户网站8Od7j0X'A#wOE ~AO
16、 mc1488
!}^W,C$[ P _ V017、 ICL232/max232EDA中国门户网站k*]P8V-Jz0]p_p
18、 89C51EDA中国门户网站FK:[/d7p
四、 分立器件EDA中国门户网站)E!a FRkos
1、 封装EDA中国门户网站{j RKv#S"N
2、 电阻:功耗和容值EDA中国门户网站i"j,[Ir6E[t i H k
3、 电容EDA中国门户网站@ gL7lwXF
1) 独石电容EDA中国门户网站xy.g b9z {gn4W
2) 瓷片电容
5^,_$b;u"s6`sa03) 电解电容
%y;vQM(_`#{1zR04、 电感
lDN8V.M@05、 电源转换模块
;u7V[?8]b06、 接线端子
~W c4AO kk:?07、 LED发光管
H'h E+j3v*?n h08、 8字(共阳和共阴)
3|'C G)Y\O:t*Y"g09、 三极管2N5551EDA中国门户网站JUUDNi ue |
10、 蜂鸣器EDA中国门户网站*\r5v Pz
五、 单片机最小系统EDA中国门户网站}Y+s t${#B,R1qXc;h
1、 单片机EDA中国门户网站4A4P[ kd
2、 看门狗和上电复位电路EDA中国门户网站;lt1o2iRr q#cp
3、 晶振和瓷片电容
1GW%C hD!zCAZ-K0六、 串行接口芯片EDA中国门户网站;U6}#s4K2Dq~o P
1、 eepromEDA中国门户网站;p$QeJc
2、 串行I/O接口芯片
bd,xB^,N03、 串行AD、DA
f.C#V(I \qG+b_R04、 串行LED驱动、max7129EDA中国门户网站#{ eO~/G['Tc
七、 电源设计
&n!P{NGI+w"qzT01、 开关电源:器件的选择
h9h _g0T02、 线性电源:
Cv*P9NB!`+{01) 变压器EDA中国门户网站m]i9Q0E6\
2) 桥EDA中国门户网站|1K"E im+]+J OI(S N
3) 电解电容
5S8K;X'N9m+FZ03、 电源的保护EDA中国门户网站0AA%nu/g"@0d
1) 桥的保护
VE0C.w9N9bp02) 单二极管保护EDA中国门户网站!S:A1cP Lz6G+@
八、 维修
W;]'W6}PZB01、 电源EDA中国门户网站J eP-j(y
2、 看门狗
;GOu9F g ? j9\4u03、 信号EDA中国门户网站llt^b;ubf:m
九、 设计思路
0O}p ZqG"b5z01、 电源:电压和电流
r"FBO c8BY02、 接口:串口、开关量输入、开关量输出EDA中国门户网站:b~!R ?$t2|
3、 开关量信号输出调理
j#y7ks}-xb%m01) TTL―>继电器
k:U[I _8o#L ?02) TTL―>继电器(反向逻辑)
#j1R0]-T J(J03) TTL―>固态继电器
LN'j|8r&r(Y"M04) TTL―>LED(8字)
Vs~6W"U*wX7ie,S05) 继电器―>继电器EDA中国门户网站C7yn}_eC8NY-S
6) 继电器―>固态继电器EDA中国门户网站 Q.N pwSx?r
4、 开关量信号输入调理EDA中国门户网站6ike^n2?j D
1) 干接点―>光耦
6L"P f2z m-g|{0h5]%r02) TTL―>光耦EDA中国门户网站%c2VM n;e L'r
5、 CPU处理能力的考虑EDA中国门户网站+G\'kZ m
6、 成为产品的考虑:EDA中国门户网站'V]{,a{']io
1) 电路板外形:大小尺寸、异形、连接器、空间体积EDA中国门户网站,HTC1UW$hd
2) 电路板模块化设计
&[ y%P FM9V"ao*m1H03) 成本分析EDA中国门户网站"Wh%?gm5o*~Ly
4) 器件的冗余度EDA中国门户网站Jyd6a1?:u
1. 电阻的功耗EDA中国门户网站8W;H~#?lR,]
2. 电容的耐压值等EDA中国门户网站 SJ.fZ"q:[M4\:T
5) 机箱EDA中国门户网站V2G#NP&s6G`B
6) 电源的选择
v ~j it XE? N8`1V07) 模块化设计EDA中国门户网站6r,X*Vn_Ho
8) 成本核算
k+C}4\j$e01. 如何计算电路板的成本?EDA中国门户网站 x"[&w?{"o
2. 如何降低成本?选用功能满足价格便宜的器件
B,?[.u0I[x0十、 思考题
G3A ^@4q R01、 如何检测和指示RS422信号EDA中国门户网站Sk3E4J+uYeJ
2、 如何检测和指示RS232信号EDA中国门户网站 m:X5@KPXp1f
3、 设计一个4位8字的显示板
?]+@W*eI3GU*_01) 电源:DC12EDA中国门户网站2U nE@!r3M [
2) 接口:RS232
$hl8H,g ~ {Z4C+?03) 4位3”8字(连在一起)
`vX S/O"jV04) 亮度检测
`#a3o%{3Sd05) 二级调光EDA中国门户网站vnbIuL'W{Q
4、 设计一个33位1”8字的显示板EDA中国门户网站!qo%dJ0h+u&`
1) 电源:DC5V
$M}6_|'rC02) 接口:RS232EDA中国门户网站9S Tp1o;y4j
3) 3排 11位8字,分4个、3个、4个3组,带行与行之间带间隔
h)k*x(I-ObycJP04) 单片机最小系统EDA中国门户网站fD0HX(U
5) 译码逻辑EDA中国门户网站9p8NrD:E5F4Si
6) 显示驱动和驱动器件EDA中国门户网站l ]+F)O^2J_
5、 设计一个PCL725和MOXA C168P的接口板
o6k:D \7w01) 电源:DC5VEDA中国门户网站O:Ozq m.h
2) 接口:PCL725/MOXA 8个RS232EDA中国门户网站3O4G%WA8_Y
1. PCL725,直立DB37,孔
ZHB'y:_z02. MOXA C168P,DB62弯EDA中国门户网站&?3I%]XX'_z'e"N
3) 开关量输出信号调理:6个固态继电器和8个继电器,可以被任何一路信号控制和驱动,接口:固态继电器5.08直立,继电器3.81直立
6A!g R+\'`q%Bi/i04) 开关量输入调理:干接点闭合为1或0可选,接口:3.81直立
1r Q%B2Z Mk e05) RS232调理:
|M|;P0N5Ns+b`@#M5c01. LED指示EDA中国门户网站n)KGGG)Gw1B m4~?
2. 前4路RS232全信号,后4路只需要TX、RX、0EDA中国门户网站Vf%I3azR:m0]
3. 无需光电隔离
C)ek(Fw }@P04. 接口形式:DB9(针)直立
A/G-Zm I$A_0第二部分:软件知识EDA中国门户网站7yd x%q!\0G$UT(g*Q b
一、 汇编语言
fmaBc0二、 C51
)U%P6Z)Y C9fl0该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到,至于第一部分,需要人来带吧。
Mg2t(Y)m.W~`$PQ0
qF @(p)pW?v0
3kD tY}H%g~x0工程师在某个方面精深钻研,成为某一个特殊领域的专家,从一开始的养家糊口、慢慢小有收益、最后宝马豪宅,也是有的;这些电子工程师可能没有全面掌握这些知识,因为这些行业用不上,例如,液晶显示器,很多行业就不需要;但是,对于一个初学者,我认为,这个提纲是切合实际的,对于面向控制而言,已经基本够用了;对于初学者,全面地掌握这些知识是很有必要的,因为你不知道今后需要使用什么哪些知识,而这些知识, 80%以上你会在今后的工作中使用上,因为这是都是最基本的。熟练掌握这些知识和应用,根据不同的地区、行业和老板,月薪应该可以在3000元~5000元之间,甚至更高。
u-h ?+m'J+g0
T~W Of[k5h0其实,可能有些你用不上,但是知道了也没有坏处;所谓书到用时方很少,又有谓艺不压身。知识=月薪=年薪=金钱=香车宝马=…….. ,呵呵。EDA中国门户网站 z"T/k crP
EDA中国门户网站"?i:b'H&v g
为什么要掌握这些知识?
!ehnxk~,?0
-z,twv&c]0实际上,电子工程师就是将一堆器件搭在一起,注入思想(程序),完成原来的这些器件分离时无法完成的功能,做成一个成品。所需要的技能越高、功能越复杂、成本越低、市场上对相应的东东的需求越大,就越成功。这就是电子工程师的自身的价值。从成本到产品售出,之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板,是在市场上去寻找这样的应用;对电子工程师而言,是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则(成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等)在最短的时间内完成。最短的时间,跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。这就是电子工程师的价值。EDA中国门户网站D"K1vt3C r.V5j}
y ~g+zY$FW)?RF0将电子产品抽象成一个硬件的模型,大约有以下组成:EDA中国门户网站\|S ib s Ba |
7T8]+a~V01) 输入
C"[x)O1V6Z(R%O3z02) 处理核心EDA中国门户网站e%Q3Ot;mA5d
3) 输出EDA中国门户网站hq9_&IER
EDA中国门户网站.s;{ uZ;Fs9~/?6V
输入基本上有以下的可能:
yVMtF!t0
0c0@Z5wn9D-wR01) 键盘
z6n9y_5{w(A*@02) 串行接口(RS232/485/can bus/以太网/USB)
_+Y A3XR+k e6xM7~03) 开关量(TTL,电流环路,干接点)EDA中国门户网站hM%g@e z"jN'Y
4) 模拟量(4~20ma、 0~10ma、0~5V(平衡和非平衡信号))EDA中国门户网站)u,f ibU5J4Y
EDA中国门户网站6r%x0B}8vmN
输出基本上有以下组成:EDA中国门户网站@O|:w'm7R$[
i.?3Z^,k(s01) 串行接口(RS232/485/can bus/以太网/USB)
R`)l8S8X~yx"{02) 开关量(TTL、电流环路、干接点、功率驱动)EDA中国门户网站X V ` CZj
3) 模拟量(4~20ma, 0~10ma,0~5V(平衡和非平衡信号))
xmrh(\#Qu0e)c04) LED显示:发光管、八字EDA中国门户网站|3?2b?3Thk
5) 液晶显示器EDA中国门户网站8g3C a/Q:}h)F ~
6) 蜂鸣器
R7J:Iy!~Z0EDA中国门户网站PN2gAH!|bu @i/J@
处理核心主要有:
z1MQBreX_ TM+{0
jzl~:V01) 8位单片机,主要就是51系列EDA中国门户网站,b;J5j G;J \1S}d
2) 32位arm单片机,主要有atmel和三星系列
u(rN,f y'Li&a0
*P8BPTs^h^051系列单片机现在看来,只能做一些简单的应用,说白了,这个芯片也就是做单一的一件事情,做多了,不如使用arm来做;还可以在arm上加一个操作系统,程序既可靠又容易编写。EDA中国门户网站6y \*x {%J^+Uo
"B5PT;LG+l0最近三星的arm受到追捧,价格便宜,以太网和USB的接口也有,周立功的开发系统也便宜,作为学习ARM的产品来说,应该是最好的;作为工业级的控制,是不是合适,在网友中有不同的看法和争议。本公司使用atmel ARM91系列开发的1个室外使用的产品,在北京室外使用,没有任何的通风和加热的措施,从去年的5月份到现在,运行情况良好。已经有个成功应用的案例。EDA中国门户网站R+PR2cdlI
'AHK6nBYk0但对于初学者来说,应该从51着手,一方面,51还是入门级的芯片,作为初学者练手还是比较好的,可以将以上的概念走一遍;很多特殊的单片机也是在51的核的基础上增加了一些I/O和A/D、D/A;也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础。再说了,哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中?
*J$T4@H*p%w0
8w[1h]lJ0在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的,比如,扩展I/O口和A/D、D/A等等,可以直接买带有A/D、D/A的单片机;或者直接使用ARM,它的I/O口线口多。可以使用I2C接口的芯片,扩展I/O口和A/D、D/A,以及SPI接口扩展LED显示,例如:MAX7219等芯片。EDA中国门户网站^A`STP
I ?Q+f%A0市面上一些比较古老的书籍中还有一些并行扩展的例子,如:RAM、EPROM、A/D、D/A等,我觉得已经没有必要去看了,知道历史上有这些一回事就行了;EDA中国门户网站ad:i'u1rJ}
2F;^V4h.J^&c0这些知识,是所有产品都具备的要素。所以要学,再具体应用。EDA中国门户网站 tD5f \/S]^
EDA中国门户网站AfX9`H1s1c,M`+Mis
说一个小的故事:野人献曝。EDA中国门户网站+`!Z-~*Sc@
hc(ng*Q#cLcl0从前,有一个农民,冬天干了活后,休息晒太阳。好舒服呀。EDA中国门户网站|3Sn5F2kM6z:IW
他想,这么舒服的享受,我要献给国王,让他也能得到享受。EDA中国门户网站yMq7D1L1p`
于是他兴冲冲地到了王宫,将他的宝贵经验献给了国王。EDA中国门户网站Zt-EOVt
S5H0l R L!M{4tdI e|0我现在就象这个农民,把自己认为很宝贵的经验献给大家。希望大家多提宝贵意见;拍板砖也可以,骂我也无所谓,呵呵,随便。
V)U QD| Q0
9t @"t&mo(Qg*C o$f0第一课:51单片机最小系统
{)yw4M([eu0EDA中国门户网站/]0Xp}NN3k#C
实际上,51单片机核心外围电路是很简单的,一个单片机+一个看门狗+一个晶振+2个磁片电容;
?&{(N9l5Y0
|5ie2X2B ?(rk01. 单片机:atmel的89C51系列、winbond的78E52系列,还有philips的系列,都差不多;现在有一些有ISP(在线下载的),就更好用了;EDA中国门户网站 c!Oz;AX*Y
R;vS%idpK02. 看门狗:种类很多,我常用的有max691/ca1161和DS1832等,具体看个人习惯、芯片工作电压、封装等。Max系列和DS系列,还有IMP公司的,种类很多,一般只需要有最基本的功能就可以了;原来我使用max691,但是max691比较贵,因为它有电池切换功能,后来新设计电路板,就都采用ca1161了。EDA中国门户网站]O},_.O| }vL
EDA中国门户网站 h8~4LTL
很早以前的电路设计中,现在可能还有人使用,使用一个电阻和一个电容达成的上电复位电路;但是,这样的复位电路一个是不可靠,为什么不可靠,网络上能找得到专门论述复位电路的文章;更重要的是,51系列的单片机比较容易受到干扰;没有看门狗电路是不行的,当程序跑飞时,回不来了,死在那里。EDA中国门户网站"q]W0l1drOF9[*B%kB
EDA中国门户网站IL\7_+\{ `m
常规的做法是买一个专门的看门狗电路,完成复位电路和看门狗电路的功能。
4YV7{}Q-j ^&` }0这些芯片的资料很容易在网络上找到,通常使用百度搜索就可以了;看见有PDF的字样,就点击下载;使用网际快车flashget下载也是最好的;
E6s6Sq\ ole:}7j2h0
o*N$[&x+GZF.b f)MH0这些资料通常是pdf格式的文件,所以,还需要一个pdf的阅读器。EDA中国门户网站2qv5l:lkzM#O0y
|.n.Uh0^!gkT0百度网址:EDA中国门户网站J"vOID6@j
EDA中国门户网站lB A f.Jl2Q8R!V
网际快车下载网址:
&pg{u*j$v$U0
|Cb#[mb0PDF阅读器下载网址:EDA中国门户网站lm3{M6S
P4YA/ws l0实际上,有了百度和其它的搜索引擎,很方便下载到这些芯片的资料,比光盘还方便,不需要去到处找。EDA中国门户网站XI`a3}q
EDA中国门户网站2un-`C?*anw.v
单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。如果你的产品是工作在干扰比较大的环境,可以试试选用不同品牌的单片机;原来我在一个光电所,做YAG激光治疗机的控制部分,脉冲激光机的电源放电的时候,能量是很大的,在采取了所有能够想到的光电隔离等措施之后,还是不行;后来,选用了intel的8031,就可以了。小声的说:当时的philips的单片机抗干扰性能是最差的,可能跟Philips主要是用在民用领域有关。现在不知道怎么样了,有人知道的话告诉我。EDA中国门户网站P&op%t!lM)y.L-}R
d6|)r4aC5G3T#P0单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方;在严重干扰的情况下,需要将所有的口线光电隔离。
(q9r-n0i*S5}Y0
]ub/x%I.~ T5W03. 晶振:一般选用11.0592M,因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率;也可以使用36.864M,这个频率是1.8432M的20倍,看别人的电路板上用过,我也没有用到。这2种晶振很容易买到,价钱跟12M的一样。书上说,12M的晶振也能得到9600的波特率,但是,实际用的时候,会每隔一段时间就出错一次,好像累积误差一样,比较奇怪。EDA中国门户网站1U'L/Z C!O G)m
i m$\[u0即使你的单片机系统不使用RS232接口,也可以做一个Rs232,留着做测试,或者预留等等,没有坏处。除非你的单片机系统的口线不够用了。EDA中国门户网站"jx(I$}"`+q@~&o0FP
&wb/o1r P(gi%O04. 磁片电容:22pf~30pf,可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁片电容,但是,我都是随便拿来使用,反正在11.0592M下,都没有问题;如果你用到了更高的频率,最好还是找找资料看看。
V-er_a#pm"?0EDA中国门户网站6i X/XkTQ+B
参见以下电路图:
#E/|)Lg m7Cvb!X9KN0EDA中国门户网站2q?`"h&L
如果你的单片机系统没有工作,检查步骤如下:
2e?;_3i E@M0EDA中国门户网站-WW7G&K2Lg hx
1. 查看门狗的复位输出,可能的话在电路板上加一个LED,下拉,这样看起来就更方便;要是看门狗复位信号有,往下;
+{|d a{EK8v0EDA中国门户网站#CcRk9l)G.Xo y"E
2. 查单片机,看看管脚有没有问题;一般编程器能够将程序写入,说明单片机是好的;最好手头上准备一个验证过的单片机,内部有一个简单的程序,比如,在某个口线上输出1个1秒占空比的方波等,可以使用万用表测量。EDA中国门户网站!V`PtO
EDA中国门户网站"x%j7vPb%J0s
加一句:设计产品时,要在关键的地方:电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O口等加不同颜色的LED指示,便于调试;作为批量大的产品,可以去掉部分LED,一方面是降低成本、一方面是流程保密;
YVAG:u0
E2?+h5A-@1r0\03. 再查磁片电容,有些瓷片电容质量不行,干脆换了;顺便说一下,换器件最好使用吸锡带,将焊盘内的锡吸干净,再将器件拔出,这样不会损伤焊盘内的过孔;再将新的瓷片电容焊接上去的时候,用万用表量量是好的再焊;EDA中国门户网站{!VE5e-R C*E@2T
0R W9T3sk/k,K@&N04. 最后只有换晶振了;切记要买好的晶振,有些品牌质量比较好。EDA中国门户网站} [/M7sQ8j B!Y
6@5HDM T \He/FP05. 以上按照以上步骤检测时,将无关的外围芯片去掉;因为有一些是外围器件的故障导致单片机最小系统没有工作。EDA中国门户网站 tv2_"LDZ
EDA中国门户网站v \8d&?)sD0en
二课 基本的芯片和分立器件
6f&T9v/j7C{02.1 简述EDA中国门户网站4k"fQ&bQ_*J.}h"KQ
2.2 74系列EDA中国门户网站3P"zC#XB:CW*k
2.3 CD4000系列
!Gp5f"Io,M8C$s-H02.4 光耦与光电管
\b;G,ug"w%G02.5 三极管EDA中国门户网站 rk-V R!WMP~
2.6 电容电阻
5FT,P9eB02.7 固态继电器EDA中国门户网站Z ]C9tc(d`4V
2.8 继电器EDA中国门户网站/nxY3aQ0wn
2.9 变压器和三端稳压器
KPUZCQ@l1R@v(c02.10 开关电源芯片
"X.Z?GP8r F02.11 封装知识、芯片批号等
Cv u e,q I:uL02.12 接插件
T2RSs G@[Y Y;sQ02.13 器件选购的知识
jFb1{8h0Gd [N0第三课 数字量的输入输出EDA中国门户网站 t,@R(F@,J.A a;N O
第四课 单片机的通讯接口EDA中国门户网站6xk5{D7}3oz#i
第五课 单片机系统设计的硬件构思
ns?X4](F-e c0第六课 单片机程序的框架(汇编版本)EDA中国门户网站7e1y N%O5m1B
第七课 模拟量的输入输出
E7AEu7Q.zA9Vo0……
:J|'d!i!`Q4Ra9|o0各位多提宝贵意见。
2Y^ D4X6Bz q0保证实用。如果程序里面有一些例程,也是已经经过测试可以拿来就用的;实际上是我早年的一些产品的程序的一部分;不好意思,都是汇编的。EDA中国门户网站#CyW&OCfaT"q{Y