原创 从51单片机初学者到电子工程师（5）

电容有直插和表面贴的不同封装。

电解电容表面贴封装的通常耐压值不超出25V，电容值不超出100u。再大，就只好电子园51单片机学习网.i8H F GI9Z5cQ+V4iD5o

使用直插的了。其它的电容，磁片和独石都有表面贴封装的。

s!X"N"}gz2J0
"G%Gn}$i8SJ7_02.9 电阻和电位器电子园51单片机学习网 M.n:q\!L

2.9.1电阻的种类电子园51单片机学习网M*p*h%?*J0mT-T

2.9.1.1 普通电阻

?z M A6?mE0电阻种类按照工艺可以分为碳膜电阻和金属膜电阻；

|;M4bQ4p%A%h0按照功率可以分为小功率电阻和大功率电阻，大功率电阻通常是金属电阻，实际上电子园51单片机学习网ZiR[z|'k9d

应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可以有10W以上的功率；在电子园51单片机学习网+] R%\2tS2Ya/t

电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。电子园51单片机学习网B6h IXhE4D

i c4?v:hv0金属电阻通常是作为负载，或者作为小设备的室外加热器，如，在CCTV的一些解码电子园51单片机学习网pPE4lJ+A

器箱和全天候防护罩中可以看到。

&Ap7o6]I,A6X0电阻在电路中起到限流、分压等作为。通常1/8W电阻已经完全可以满足使用。但是

，在作为7段LED中，要考虑到LED的压降和供电电压之差，再考虑LED的最大电流，

^BG P'b*c!l0通常是20mA（超高亮度的LED），如果是2×6（2排6个串联），则电流是40mA。电子园51单片机学习网 sY:s ]|WR

不同厂家选用不同材料的，压降有所不同。所以，需要加上电试一下，但是，不要电子园51单片机学习网_7MX2BYBLd7o

让Led的电流超出20mA（单只LED），这时加大电流亮度也不会增加，但是LED的寿电子园51单片机学习网,ll%cw^~

7_luj5YA:J,gX0命会下降，限流电阻的大小就是压降除以电流。电阻的功率随之可以算出。

这个使用初中的知识就够用了。电子园51单片机学习网 W8]hD5B

dY5QmR8i:p02.9.1.2 电位器电子园51单片机学习网$n:J}6T9Wb'Y;B1j

%F1]&V5V$a6M0电位器就是可调电阻。在初中学物理时，中学老师拿一个很大的圆筒状的东东，上电子园51单片机学习网.BG/CE:Z.v0JV

面有一个滑杆，跟这个东西很类似。

'~ V5IX'Hv0它的阻值在1～n之间变化。电子园51单片机学习网(En*_jW[6b"NP%z

N=102、502、103……
C2G$}Bhh(p0102=10*10的2次方，也就是1000欧姆，1K
u$mnIhI%FZ(u0同理，502=5K。

这种表示的方法跟电容是一样的。电子园51单片机学习网+e-F3O-~v9~

电容104=10*10的4次方pf，电容的基本单位是pf，1u=1000000pf，所以，

104=100000pf=0.1u；

TH'X-`:oC4fm0电位器又分单圈和多圈电位器。电子园51单片机学习网v I:GX8t/Ol0@?0| W

单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前放在一个固定的电子园51单片机学习网_c:?bO

位置上，不在2头；

"n aV#w1d P%j4h/E&Vy0多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调；电子园51单片机学习网t#~vd.La

多圈电位器又分成顶调和侧调2种，主要是电路板调试起来方便。
cD r)wq*f0有些是仪器仪表设备，通常是模拟电路，有一些不确定的因素，需要调节才能达到电子园51单片机学习网;nH r?Qa sY

g6~!r,iF;KT0最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东东，如电压和电流，也需

要一个电位器。电子园51单片机学习网W8S+k'SROg-v

$|.sl4T wj M\bO02.9.1.3 排电阻

是sip n的封装，比较常用的就是阻值502和103的9脚的电阻排；象sip9就是8个电

@F5lzZO t0阻封装在一起，8个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点电子园51单片机学习网S+uJ1ks|O SB

表示。排电阻通常为黑色，也有黄色；51系统的P0需要一个排电阻上拉，否则，作电子园51单片机学习网4Y oGyc F!H*@$cH

为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出的时候，接7407是可以的，不需要上电子园51单片机学习网0\ [e(px^-J]

f8@j7Y7T0Fzw0拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看51的P0的结构；没有兴电子园51单片机学习网5v dxQ8W*Yw

L@ x_ m/N&@qiM0趣，依葫芦画瓢，照做没错。

2.9.1.4 光敏电阻

;Vz&[lZ$C-K0当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。
z(p]1OM#Gy0使用光敏电阻可以检测光强的变化。电子园51单片机学习网`,g+qU%z)Z!m#a

思考题1：电子园51单片机学习网 ir"X8O~8C5FGw

有一个LED显示设备，要求，当光强变化的时候，LED的亮度随着光强变化；光线越电子园51单片机学习网fl2L?~7D5W

O7l'p hg`0强，LED越亮；反之亦然。怎么使用单片机实现此项功能？可以是多级调光，如8级

调光；也可以做成无级调光。

2.9.2 电阻的封装电子园51单片机学习网%G[ Jx-a*JK

电阻的封装有表面贴和轴向的封装。电子园51单片机学习网V| FZUF'n/d

5]'K1vC+^Q0轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思

6Y)JJ V u%LH:@0；
j5x.oO9Dg"J}U/A7uY0表面贴电阻的封装最常用的就是0805；当然还有更大的；但是更大的电阻我想就不

"~:_WW(~/}(S5}0是很常用了。电子园51单片机学习网D4g!U!zpvG4`3S

,B`G-b9Z*u0电位器的封装在protel的书种可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能会有一

&{J2P7L^d `0些偏差。老树早期就犯过这种错误，导致电位器旁边的器件安装费劲。

搞硬件和软件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精确。

在硬件上的一个小的错误，都会造成这块板的推倒重来；因为产品是不能有飞线的

；而这个小小的错误相当于软件上的一条语句，在软件调试阶段悄悄改掉，可以神

不知鬼不觉；在PCB上，特别恶心。而且谁都知道-老板最知道。

n8LY[7k/I0什么是精确呢？电子园51单片机学习网]I#xW a6CX

9V1ka u7E"_ J01． 对你所要实现的工作的目标理解准确；

*Z ^K}poyz;nS02． 对你的电路图要清楚每一个器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一个

专家问问，得到确认；如果不清楚，可以先试试；电子园51单片机学习网m(Gk1O]z"U9U

3． 对每一个器件的封装要严格把握，该是什么形状、外形一定要完全一致；还有

考虑到空间是不是对其它的板卡器件有影响；对边缘连接器件与电路板的边缘之间

的距离、ISA和PCI的边缘连接件与挡板之间的关系要完全把握才能去做电路板；否

f+V0J:Wg#[I$k]!q0则只是浪费金钱和时间；

9dr6H.tbs/T0对边缘器件与边缘之间的距离要是不能有把握的话，可以找3个人，每个人都计算电子园51单片机学习网(ijM?q E0G@%i

$[c7{*pFQ0一遍，取个平均值，基本上就差不多了。

)sJ pXV04． 对单片机的资源能不能作成这件事情一定要有把握，CPU运算速度和字长、内电子园51单片机学习网D&DT.?Z#n-v$T

存够不够大、程序存储器够不够大，需要仔细的规划；

WI*M%[L.l*Y i~05． 原理图经过专家认可无误后，画出来的PCB需要做网络检查，做到与原理图完

全一致；

2.10 继电器、固态继电器

2.10.1 继电器电子园51单片机学习网9faUAq^T?'X

$qM h!`.t4~0继电器，就是利用继电器的线包在加电后产生的磁力，将2个电极吸合在一起；初电子园51单片机学习网`)]Y!ID"l

YyH\m'~i+D0中还是高中的物理有它的原理。有兴趣可以打开一支看看，很好玩的。电子园51单片机学习网0VQ8otd-E\ H

wQ7YJI!g}v a0继电器有：
7K"qJ!}7K01） 公共端：COM
.GOu?+yU|Q^~P3E02） 常开：normal open，NO电子园51单片机学习网xls)cg]|
3） 常闭：normal close，NC

继电器主要指标：电子园51单片机学习网W p{ iNR}

{N3s*g#d0E2?0工作电压：电子园51单片机学习网O9iROm+rut

工作电压有直流和交流的2种；电子园51单片机学习网kn Q!r%d.H@)ut)X

F @xF3Ck+~0在PCB上，通常是直流的；交流的继电器通常是AC24V的居多，当然，还有AC220V的电子园51单片机学习网f^On v[B Xmv

"^ Ky&?}H4[a Xt0。交流的继电器国产的比进口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，当然，

0K;E7z$g[@9oXX0质量也差一些。

可以在百度上专门搜索一下继电器，上面有一些厂家产品的介绍。

常用的小功率的继电器是national 的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。

ur B&p8\p0常用的电压有：电子园51单片机学习网|}6IS$y([U,t

n([7w ~6FHQ6f0DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等；电子园51单片机学习网Pm3S2T`;nt

根据触点数量，可以分为：

单刀单掷/SPST

8D||S8s0单刀双掷/SPDT电子园51单片机学习网Zz1UQ vXe#n9r

L2T7b0PO0双刀双掷/DPDT

四刀双掷等/?电子园51单片机学习网&K"J'~ t(q'wM

D}"w)Pe#qe0还要根据触点容量来分。

8C VH#^H{0一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/0.2A，再大，就不能使用继电器了，电子园51单片机学习网\3L+q3i4Z0@;V U)y

;t(]{p e8i7Q }i0因为在触点切换，电流通过的瞬间，会产生拉弧，烧毁触点，使得切换不可*；这

Nm0Ec8K {6h2m0是，可以使用固态继电器。

jd$`E.wS~q,n3z%V0实际上，在PCB上的继电器的任务就是给出一个干接点信号，作为控制信号使用，电子园51单片机学习网+j2FJ:?m;}/B Yx%I'r v

传递的是一个信号，而不是能量。或者控制一个大功率的开关等，让大功率的开关

去控制功率的传递；但是，后者也不如固态继电器来得方便。电子园51单片机学习网LG8C!oi

hF9Yi+rf0继电器的封装通常是DIP16或者以上；也有更小的继电器，但是，价钱跟DIP16的差

b6o7@$]&r0不多。电子园51单片机学习网I2{V3c8^u2oy

*oi b#c S%{0注意：DIP16的继电器只有8个管脚；所以设计封装时，不要图省事直接使用DIP16电子园51单片机学习网3z i1_{+l0I

g]'L:Y c5sfH0，这样容易在焊接的时候焊反了，导致出错。要专门设计继电器的封装，该有几个电子园51单片机学习网6M N:[oz c'c'S

tpYA3Coi0脚就使用几个脚。

$XD'^h-f.[V0电子园51单片机学习网ST9`!Dh-R-N.gvg
2.10.2 固态继电器电子园51单片机学习网fhq\3LTZ~

6V ]sv$g2R{0@"w0固态继电器，说白了，就是使用发光管触发的过零触发的可控硅。电子园51单片机学习网^.jeP/?*lY9g+G+g
可以说，跟光耦很相似，也是4个管脚，只是区别在：

4） 直接使用直流电压控制；可以认为内部已经有了一个限流电阻；
Hj6XDrnk+z05） 接收光信号的一端是过零触发的可控硅；

可以说是一个电子开关，无触点的继电器。

Q e@ie0因为无触点，所以可以通过大电流而不产生拉弧，工作寿命与开关次数无关。

5N0a'Th%S.C"Mh0触点作为信号使用的继电器的时间的工作寿命是100万次到300万次，可以查看技术电子园51单片机学习网@.p[%?/kP

:@3GH#I,y8i|0手册；电子园51单片机学习网QA? V&Ee)^ rr5J5Zt

Y9}!y1t*c\ b0固态继电器可以认为是无限次的，所以在大电流和频繁开关的场合，使用固态继电电子园51单片机学习网 @4W(a"e#AN7G!w

器。

固态继电器触点通过的信号通常是交流电压，但是也有直流电压的。

固态继电器可以通过AC220V或者AC380V以下的交流电；它的2个指标：电子园51单片机学习网@PaY0Tzd

[1cm*t,F01） 工作电压，通常为DC5V和DC12V，也有DC24V的；电子园51单片机学习网5jPK.p2K7@)sW.w
2） 工作电流：AC220V/1A/2A/4A不等。

$qO6g/x(s#C_&z+GLoD0国产的固态继电器质量不错，跟进口的没有区别，就是封装的质量太差，一批买回

)]%k4Z8G;T!V0来，个个都不一样，焊在电路板上东倒西歪，不美观；至于小功率的国产的继电器电子园51单片机学习网La7@(Wf4K+?

3h ~ N-T P9OH0市场上比较少见，有也不敢使。

@0sU Z)^'K'nh KW4W*X0进口的固态继电器有美国的和***的，4A以上的比较贵，***的OMRON的固态继电

器2A的才卖8元，侃侃价估计还能便宜，体积小，封装绝对的准确，可以很整齐地

s[k f~9v0在电路板上排列，不占地方；

2.12 线性电源：变压器、整流桥与三端稳压器

什么是线性电源？为什么叫线性？老树查了网络上的资料，也没有答案，只好等待电子园51单片机学习网!D |)F/D2?#L's2si

高明教我。

y(\9^DAy0PCB上需要供电，就需要电源。电源分2种，一种是线性电源，象7805，就是线性电

$fa&EH7h(s s0源；

7S.nG-}J N;lo[e0一种是开关电源，是将AC220V直接整流滤波成高压，推动功率管工作在100Khz以上

，再整流滤波成低压。

开关电源的工作原理可以通过百度查到。

线型电源需要工频变压器，将AC220V变换成低压，经过全桥的整流，和大电容的滤电子园51单片机学习网(nZ(y*G_e

K,[ RP]X1^*u0波，成为脉动的直流，再经过三端稳压器，输出直流电压。电子园51单片机学习网V]0_ ma.h%b

GFC6cWQ0输出端还需要大的电解电容滤波。注意这时要选用足够大的电容容量和耐压值的电

解电容。耐压值不够，你就等着听响吧。电容容量不够，整流输出的电压和输出的

n n3rNF H'`(Q0电压的压差不够，输出电压会有纹波，单片机系统工作不正常。电子园51单片机学习网 ~7a2Q J'_g?U

9QQ,~8m,b:R}2H5f0通常电路板上需要的是DC5V，一般来说，现在的电路板，一片7805，再加散热片也

iu `#P!~2w?*A3T0基本够用了。功率越大，散热片也越大。

变压器有多种规格：

a s8D7Wj z"PP01、 普通E型矽钢片绕制的变压器，现在最大量的是广西普宁雄英出的变压器，通电子园51单片机学习网1o/VvS {$NR

过了长城认证，质量是不错的，最大的好处是便宜，现货量大；通常的规格是单9V电子园51单片机学习网1m:r$J3Ht6z.gw P"w

、12V，双9V、12V等；可能这个地方出矽钢片，有这样的矿藏。电子园51单片机学习网,x._*\Nlis-C`5K

2、 环型变压器，象个椭圆型；

'owS Z,D!su03、 最近好像圆形的变压器也多起来了，后2种变压器应该是漏磁小、发热少、效

率高，大功率的整流时使用，当然单位瓦数也贵啊，按照1元/W计算预算应该差不

多了。电子园51单片机学习网bg0t1Ci hm~

P-iG&A7? P C0这2种变压器都需要定制，可以定制各种规格的。

6b[ Y,m z|#V,~'K^04、 焊在电路板上的变压器，比较有名的是兵字品牌。在《电子技术应用》和《电电子园51单片机学习网f,X'P7O[g8h"QMv

子产品世界》上常年做广告。秦皇岛也有一家，好像叫耀华。电子园51单片机学习网#oi8fIi}9h

怎么计算变压器需要多大的功率？

首先，计算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。电子园51单片机学习网}d~qv&]l

7805效率50％，变压器效率50%，就是说，需要6W的变压器。

b$B9R*P7f?%wGi0Dc5V/0.25A的输入压差大概在3V，6V的变压器整流出来的电压是大约6×1.4＝8.4V

，也差不多了。所有选用AC6V/6W的变压器。再到市场上找一个差不多的变压器用电子园51单片机学习网R4xy}m7]

g's)Z{/KS%J6?0上就行了。

T}~+iJ;n&]/M0注意：电流越大，压差越大；在电路工作的时候，可以拿示波器看看电源的波形是

不是平稳。电子园51单片机学习网\ _g[&hN exU

k*|(zpY078系列的芯片做的比较多而好的是美国国家半导体公司（national semiconductor

@e FOK|7C:N0）的LM780X和摩托罗拉公司MC780X 等2大系列。电子园51单片机学习网5W+v\Ao F!O

78系列是高压差的稳压芯片，现在有低压差的稳压芯片，其机理参见沙占友老师的

!W;oVnkL{$o^,NL0书籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4个系列。电子园51单片机学习网.q;A,^ ?(x;BOr4Q'^K

如果需要更大的电源供给，或者使用开关电源，或者去买成品的线性电源，象辽宁

朝阳4NIC的电源，质量不错，价格也不错。