單片機講義2:電子元器件與電子線路

第二講 電子元器件與電子線路

這一節課的目的：

1、 讓孩子們了解什么是電子元器件、作用、發展歷史

2、 初識基本的分立器件，晶體二極管、晶體三極管、電感、電容、電阻的電氣特性以及在 電路中的作用

3、 電子線路圖中常用的圖形符號（電源符號、元器件符號等）、文字符號

4、 能夠分析簡單的基于單片機為核心的電子線路

5、 電子線路中電源、地線的表示方式、了解參考點的含義

6、 了解一個完整電子產品的電路組成部分

7、 PCB（線路板）、電子元器件封裝

8、 初步了解 51 單片機開發環境(開發一般步驟)

電子技術是十九世紀末，二十世紀初開始發展起來的新興技術。二十世紀發展最迅速，應用 最廣泛，成為近代科學技術發展的一個重要標志。進入二十一世紀，人類進入了以電子計算 機和因特網為標志的信息社會。

一、 什么是電子元器件？

電子元器件是電子線路的基本組成物質。電子元器件的電氣特性、電子線路的結構決定了電 路的功能。

二、電子元器件的兩個發展階段：

1、 分立元件階段（1905－1959）真空電子管、半導體晶體管

2、 集成電路階段（1959－現在）SSI、MSI、LSI、VLSI 等

3、分立器件:

比如，真空電子管、晶體二極管、晶體三極管、電阻、電感等

4、集成電路 :

把一個電子單元電路或某些功能、甚至某一整機的功能電路制作在一個晶片或瓷片之上， 再封裝在一個便于焊接的外殼之中。半導體集成電路簡稱”IC”。比如，單片機、電腦CPU等.

三、 各種元器件的電氣特性
電阻

圖形符號：

文字符號：R 作用：限制電流通過，另外還有分壓等其它作用。

電容：

無極電容： 極性電容：

作用： 電容的作用用三個字來說：“充放電。”不要小看這三個字，就因為這三個字，電容能夠

通過交流電，隔斷直流電;通高頻交流電，阻礙低頻交流電。電容的作用如果用八個字來說 那就是：“隔直通交，通高阻低。”這八個字是根據“充放電”三個字得出來的，不理解沒關 系，先死記硬背住。根據直流電源輸出電流的大小和后級(電路或產品)對電源的要求來先擇 濾波電容，通常情況下，每 1 安培電流對應 1000UF-4700UF 是比較合適的。

電感

圖形符號：

文字符號：L

作用：

電感的作用用四個字來說：“電磁轉換。”不要小看這四個字，就因為這四個字，電感能 夠隔斷交流電，通過直流電;通低頻交流電，阻礙高頻交流電。電感的作用再用八個字來說 那就：“隔交通直，通低阻高。”這八個字是根據“電磁轉換”三個字得出來的。

電感是電容的死對頭。另外，電感還有這樣一個特點：電流和磁場必需同時存在。電流 要消失，磁場會消失;磁場要消失，電流會消失;磁場南北極變化，電流正負極也會變化。

  電感內部的電流和磁場一直在“打內戰”，電流想變化，磁場偏不讓變化;磁場想變化， 電流偏不讓變化。但由于外界原因，電流和磁場都可能一定要發生變化。給電感線圈加上電壓，電流想從零變大，可是磁場會反對，因此電流只好慢慢的變大;給電感去掉電壓，電流 想從大變成零，可是磁場又要反對，可是電流失去回路，電流已經被強迫為零，磁場就會發 怒，立即在電感兩端產生很高的電壓，企圖產生電流并維持電流不變。這個電壓很高很高， 甚至會損壞電子元件，這就是線圈的自感現象。

給一個電感線圈外加一個變化磁場，只要線圈有閉合的回路，線圈就會產生電流。如果 沒回路的話，就會在線圈兩端產生一個電壓。產生電壓的目的就是要企圖產生電流。當兩個 或多個絲圈共用一個磁芯(聚集磁力線的作用)或共用一個磁場時，線圈之間的電流和磁場就 會互相影響，這就是電流的互感現象。

  大家看得見，電感其實就是一根導線，電感對直流的電阻很小，甚至能夠忽略不計。電 感對交流電呈現出很大的電阻作用。

電感的串聯、并聯非常復雜，因為電感實際上就是一根導線在按一定的位置路線分布，

所以，電感的串聯、并聯也跟電感的位置相關(主要是磁力場的互相作用相關)，如果不考慮 磁場作用及分布電容、導線電阻(Q 值)等影響的話就相當于電阻的串聯、并聯效果。

   交流電的頻率越高，電感的阻礙作用越大。交流電的頻率越低，電感的阻礙作用越小。 電感和充滿電的電容并聯在一起時，電容放電會給電感，電感產生磁場，磁場會維持電流，電流又會給電容反向充電，反向充電后又會放電，周而復始……如果沒損耗，或能及時 的補充這種損耗，就會產生穩定的振蕩。

二極管

圖形符號：

文字符號：D
作用：

二極管的作用和功能用四個字來說：“單向導電。”二極管常用來整流、檢波、穩壓、鉗 位、保護電路等。

在隨身聽的供電回路中串上一只整流二極管，當直流電源接反時，不會產生電流，不會 損壞隨身聽。

給二極管(硅資料)加上低于 0.6V 的正向電壓，二極管基本上不產生電流(反向就更加不 能產生電流啦)，這個電壓就叫死區電壓、門檻電壓、門限電壓、導通電壓等。

NPN三極管

圖形符號：

文字符號：Q

作用： 簡單來講三極管有三種工作狀態：截止、飽和、放大

在單片機電路中，三極管常工作在飽和狀態，也就說，起開關作用，導通相當于開關閉 合，截止相當于開關斷開。

三極管的作用和功能因為四個字來完成：“電阻可變。”由于三極管等效成的電阻值能夠 無限制的變化，所以三極管能夠用來設計開關電路、放大電路、震蕩電路。

三極管的集電極電流等于基極電流乘以放大倍數，當基極電流大到一定水平時，集電極 的電流由于各種原因不可能再增大了，這時集電極電壓已經等于或接近發射極電壓了，相當 于電阻值變成 0 歐姆。

確信三極管的放大狀態絕招：發射結正偏，集電結反偏。 三極管是電流控制型器件，場效應管是電壓控制型器件。場效應管性能優量，但在分立

元件中，低電源電壓適應性比三極管要差。

四、 電子線路圖電源與 GND(負極)的表示方式：

正極： VCC

負極（地、公共參點）: GND

五、 一個手電筒電路的另一種畫法：

改成這種畫法：

六、 一個完整的電子產品電路（舉單片機開發板電路）

七、 電子元器件封裝的含義:規格尺寸的不同，就是封裝的不同，PCB, 用某種材 料制作的線路板，用以連接種種電子元器件

八、 單片機開發步驟：

1、 搭建單片機開發軟件環境（51 單片機用 keil）

2、 基于單片機核心的電路板

3、 分析功能需求，分析單片機線路圖，弄清楚硬件實現機理

4、 設計程序算法，編寫源代碼

5、 調試

九：作業

1、 默寫常用元器件圖形符號、文字符號

2、 說出三極管的三種工作狀態，以及在單片機電路中常工作的狀態

3、 簡要敘述單片機的開發步驟

十：下節課預告

單片機概述，十進制、二進制、十六進制的含義、換算，計算機工作原理、 匯編語言、C 語言概述等

這是以前給小學生培訓單片機做的一套講義，盡量的做到了通俗易懂，現分享給大家，絕對的純原創資料.
全部資料下載地址（共15章,pdf格式）：
http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-98524-1.html

好資料，51黑有你更精彩!!!

51單片機牛逼。

51單機牛

小學生都在學單片機了啊。我們家小學都快完了，哪知道這些內容。

好東西！謝謝樓主分享

通俗易懂，一看就明白了，比單純 講課本好太多了！

簡單易懂，感謝分享

謝謝分享！！！

學習學習小學生的知識，謝謝分享。

厲害了

感恩~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

大一上學期就要學單片機了

謝謝樓主分享！！！

簡單，明了，初學者必備，點贊

謝謝分享，通俗易懂

謝謝分享!!!

謝謝分享

好資料，51黑有你更精彩!!!