参考:
- 电子电路设计入门篇一
https://www.bilibili.com/video/BV18C4y1p7p9
- Proteus与protel的区别
https://www.zhihu.com/question/385796380
- 数字集成电路的设计流程简介
https://zhuanlan.zhihu.com/p/24476011?tt_from=weixin
- 硬件电路设计的基本流程、作用和注意事项
https://zhuanlan.zhihu.com/p/640622908
x.1 基本原件介绍
由于要搭建电路,需要学习一点电子电路知识。主要从需要使用到的电子器件讲起,包括绘制电路需要使用的软件;电源;电阻;二极管;
接地等于接电源的负极;
x.1.1 绘制电路软件
Proteus 是仿真软件;Protel是画原理图、画电路板(PCB),Protel是Altium Designer的老版本。
下图是Proteus软件绘制的图片效果:
下图是Protel软件绘制的图片效果:
Protel更加偏向PCB板子的绘制,我们使用更多的是Preteus软件。
x.1.2 洞洞板,面包板和PCB板
从洞洞板,面包板到PCB板,人工可操作自由度依次降低,封装程度依次增加。
洞洞板需要焊接;而面包板的背部已经焊接好了,根据需求添加电子器件便可;PCB版则是按照特定电路已经焊接好电路,根据图纸增加电子器件。下面详细介绍洞洞板。
洞洞板是只有洞洞的板子,分为元件面(用来搭建电子元器件)和焊接面(用来我们需要使用电烙铁和焊锡丝焊接的一面)。
在焊接过程中,除了需要使用的电子器件,我们需要使用如下四种焊接工具:松香,电烙铁,焊锡丝,剪线钳。其中松香是为了更好地焊接。
我们先焊上电子器件,再剪线钳剪掉多余的线,再焊接电路,具体实操视频参考https://www.bilibili.com/video/BV12z411i7ZQ
。
x.1.3 万用表使用
不同万用表使用方法不同,以我使用的这一款为例,他可以测量电阻(单位欧姆),电压(伏特),电流(安培),电容(法拉)。
首先看下面接线端,黑色表笔接地或者电源负极,红色表笔接电源正极,电源流向从正极流出,流向负极。
如果我们要测量电阻(普通电阻,二极管),电压(交流电AC,直流电DC),电流,红色表笔就按照如上图所接,然后档位转盘打到相应的档位,按黄色键打开万用表;如果我们要测量电流安培,电流微安/毫安,红表笔就要接对应位置,然后转动转盘到对应位置便可。
x.1.4 开关按键
四角按键的电路图如下所示,所以我们可以连C21*C21=4种连线方式,如1,3相连或者1,4相连等。
x.1.5 电阻 电位器
电阻的作用在于限流和分压,结合记忆“串联分压,并联分流”。
电阻具有的参数主要有电阻值和功率,我们使用的电阻的功率需要大于电路中的功率,否则会烧毁。功率计算公式为P=W/t=UI。
下面五种是常见的电阻,其中后两种是电阻可调的,类似于初中学习的滑动电阻。
电位器读数中,它的0类似于10e,即202=2*10e2=2e3=2000欧姆,
x.1.6 电容
电容用于存储电压,电容常见属性有极性,容值,耐压值。我们需要注意,我们所使用的电容的耐压值需要大于电路中给到的电压。
常见电容以及单位换算如下所示,
x.1.7 二极管
在电流流向中,电流从高电压(高电势)的地方流向低电压的地方,正极的电压大于负极的电压。二极管的最大特点在于单向导通。常见的二极管如下所示,
二极管的单向导通的性质形成了它的伏安特性曲线,
发光二极管由于参有其他物质使得其能够发光,在电路表示中它会有向外的两根箭头。通过发光二极管的电流越大,发光二极管越亮,
辨别放光二极管正负有多种方式,以下是常见辨别正负极的方法,
我们使用串流一个电阻的方式来控制电流,从而控制发光二极管亮度,
我们使用欧姆定律计算需要的电阻大小,
x.1.8 数码管
即通过拼接多个发光二极管来显示数字。
x.1.9 三极管
起到开关和放大电流的作用。
x.1.10 NE555
用于产生不同频率的脉冲讯号/振荡信号,完成特定的振荡延迟。
x.2 电子电路设计基本流程
硬件电路设计的基本流程如下:
1.确定设计需求:设计前需要了解用户需求、设备功能以及性能参数等方面的要求,形成需求分析表,分配给对应部门。
2.电路方案设计:对基本电路原理进行分析,选择适合的电子元件,并完成电路的初步设计。
3.电路模拟和分析:在电路模拟软件中进行电路仿真和分析,以验证设计是否符合要求。
4.原理图设计:原理图设计是硬件电路设计的核心,使用软件工具绘制电路原理图,将电路需求以图形化的形式表达出来。
5.PCB设计:PCB设计是以电路原理图为依据的,得以实现硬件电路的功能,包括pcb结构设计、pcb布局设计、pcb布线和布线优化、丝印摆放。
5.硬件电路测试:制作出硬件电路原型,对硬件电路进行测试和调试。
x.3 实例
待续…