高职机电单片机 第一章ppt课件

1、第第一一章章 常常用用电电子子元元器器件件 本章内容本章内容Single Chip Microcomputer二极管、三极管二极管、三极管电阻器、电容器、电感器电阻器、电容器、电感器开关、接插件和保险元件开关、接插件和保险元件继电器、晶体振荡器继电器、晶体振荡器蜂鸣器和扬声器蜂鸣器和扬声器半导体集成电路半导体集成电路1-1 1-1 电阻器电阻器 概念：物质对电流通过的阻碍作用称为电阻，利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器resistor）,简称电阻。欧姆定律：欧姆定律：R=U/IR=U/I单位变换：单位变换： 1G =1000M,1M=1000K,1K=10001G =1000M,1M=100

2、0K,1K=1000 分类：按结构可分为固定电阻器、可变电阻器电位器）、特种电阻器三类。几种常用的特种变阻器：熔断变阻器、热敏变阻几种常用的特种变阻器：熔断变阻器、热敏变阻器、光敏变阻器、压敏变阻器、湿敏变阻器等等。器、光敏变阻器、压敏变阻器、湿敏变阻器等等。 主要参数：额定功率:在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。注意：超过电阻的额定功率时将使电阻值发生改变，甚至发热烧毁。为保证安全使用，一般选择其额定功率比它在电路中所消耗的功率高1至2倍的电阻器。标称阻值：产品标记的名义阻值。任何固定电阻器的阻值都应符合

3、标称阻值系列所列数值* ，其中n为整数。对于贴片电阻的值，最后一位位倍率n，前面数为有效数字，R代表小数点。如：3R2=3.2，104=100K,R010=0.01最高工作电压、允许误差等。1-2 1-2 电容器电容器 概念：两块平行且彼此绝缘的金属板组成的具有存储电荷能力的元件。基本公式：C=Q/U 其中，C 电容量,Q电极板上的电荷量，U两极板之间的电位差。单位变换：1F= mF= uF= nF= pF 分类：按结构可分为固定电容器、预调电容器、可调电容器 主要参数：电容量：电容器存储电荷的能力。一般在电容器上用数字标示出来。最后一位是倍率，即附加零的个数，前面几位是电容器的有效数字，单位

4、为pF,如331表示该电容器的电容量为330 pF。额定工作电压：电容器在规定的工作温度范围内，额定工作电压：电容器在规定的工作温度范围内，长期、可靠工作所能承受的所能承受的最高电压。长期、可靠工作所能承受的所能承受的最高电压。频率特性：指电容器电容量等参数随频率变化的频率特性：指电容器电容量等参数随频率变化的关系。一般来讲，电容器在高频下工作时，随着工作关系。一般来讲，电容器在高频下工作时，随着工作频率的升高，由于绝缘介质介电系数减小，电容量将频率的升高，由于绝缘介质介电系数减小，电容量将会减小，而损耗将增大，并且会影响电容器的分布参会减小，而损耗将增大，并且会影响电容器的分布参数。为了保证

5、电容器的稳定性，一般应将电容器的极数。为了保证电容器的稳定性，一般应将电容器的极限工作频率选择在电容器固有谐振频率的限工作频率选择在电容器固有谐振频率的1/3 - 1/2 1/3 - 1/2 允许误差、绝缘电阻、介质损耗、电容器的使用允许误差、绝缘电阻、介质损耗、电容器的使用环境温度和湿度等等。环境温度和湿度等等。1-3 1-3 电感器电感器 概念：根据电磁感应原理制成的器件。分为两大类：一类是应用自感原理制成的线圈，另一类是应用互感原理的变压器或互感器。线圈的电感量计算公式： L=/I单位变换：1H= mH= uH. 基本参数：电感量：线圈电感量的大小取决于线圈的圈数、绕制的方式及磁芯材料。

6、电感上标称的数字，左起两位给出电感量的第一、二位数字，第三位表示后面加0的个数，单位uH。例如：362代表3600 uH。额定电流：对高频电感和大功率调谐电感器而额定电流：对高频电感和大功率调谐电感器而言，通过电感器的电流超过额定值时，电感会发热言，通过电感器的电流超过额定值时，电感会发热甚至是烧坏。甚至是烧坏。选择常识：选择常识：（1 1明确频率使用范围。铁芯线圈只能用于低明确频率使用范围。铁芯线圈只能用于低频，铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。频，铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。（2 2注意感性元件之间的相互位置。应使相互注意感性元件之间的相互位置。应使相互靠近的电感轴线相互垂直，必要时可在

7、感性元件上靠近的电感轴线相互垂直，必要时可在感性元件上加屏蔽罩。加屏蔽罩。变压器：两组或两组以上的线圈绕在同一个线变压器：两组或两组以上的线圈绕在同一个线圈骨架上或同一铁芯上。圈骨架上或同一铁芯上。假设假设U1,I1,N1为初级的电压、电流和匝数，为初级的电压、电流和匝数，U2，I2，N2为次级的电压、电流和匝数，那么为次级的电压、电流和匝数，那么U2/U1=I1/I2=N2/N11-4 1-4 开关、插件、保险元件开关、插件、保险元件 开关基本概念：控制电路通或断的元件。主要参数：（1额定工作电压、额定工作电流、额定功率（2接触电阻：开关导通时所呈现的电阻（3绝缘电阻：开关断开时所呈现的电阻

8、。（绝缘电阻应大于1000M）（4耐压：一般开关耐压大于100V,对电源而言，要求耐压不小于500V（5寿命:正常条件下所能正常工作的最低次数。（要求在500035000次） 接插件、保险元件接插件：用于电气连接的一类机电元件。接插件：用于电气连接的一类机电元件。保险元件：在电路中电流过大时自动熔断，保护保险元件：在电路中电流过大时自动熔断，保护电气设备安全和电子电路正常工作的元件。电气设备安全和电子电路正常工作的元件。常用的几种保险元件有：玻璃管保险丝、熔断电常用的几种保险元件有：玻璃管保险丝、熔断电阻、温度保险丝、自恢复保险丝和延迟型保险丝。阻、温度保险丝、自恢复保险丝和延迟型保险丝。1-

9、5 1-5 二极管二极管 简介:二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。 特性：（1正向性：外加正向电压时，当正向电压小于某个值V0时，二极管电流几乎为零；当二极管两端加上超过V0的正向电压时，流过二极管的电流才迅速增大。导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的导通电压。（2 2反向性：外加反向电压不超过一定范围时，反向性：外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。向电流，由于反

10、向电流很小，二极管处于截止状态。（3 3击穿：外加反向电压超过某一数值时，反击穿：外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外否则二极管就损坏了。

11、因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。加的反向电压过高。（4 4管压降：管压降：硅二极管硅二极管0.7V锗二极管锗二极管0.3V发光二极管发光二极管(发光时的额定电发光时的额定电流约为流约为220mA)1.22.5V肖特基二极管肖特基二极管约约0.45V 特性曲线:硅二极管的特性曲线图硅二极管的特性曲线图 正负极识别方法正负极识别方法:小功率二极管的小功率二极管的N极负极）极负极）,在二极管外表大多采用一种色圈标出来；在二极管外表大多采用一种色圈标出来；有些二极管也用二极管专用符号来表示有些二极管也用二极管专用符号来表示P极正极或极正极或N极负极）；也极负极）；也有采用符号标志为有采用符号

12、标志为“P”、“N来确定二极管极性的；发光二极管的正负极来确定二极管极性的；发光二极管的正负极可从引脚长短来识别可从引脚长短来识别,长脚为正长脚为正,短脚为负。当标记不清时，可根据二极管短脚为负。当标记不清时，可根据二极管正向导通电阻小，方向截止电阻大的原理，借助万用表判断二极管的好坏正向导通电阻小，方向截止电阻大的原理，借助万用表判断二极管的好坏及极性。及极性。分类分类二极管按功能可分为：整流二极管、快速二极管、二极管按功能可分为：整流二极管、快速二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管稳压二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管等。等。整流二极管：利用二极管的单向导电性，可

13、以把方整流二极管：利用二极管的单向导电性，可以把方向交替变换的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。向交替变换的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。特点是允许通过的电流比较大，方向击穿电压比较高，特点是允许通过的电流比较大，方向击穿电压比较高，PN结电容比较大。整流电路如下图：结电容比较大。整流电路如下图：稳压二极管：利用击穿后，其两端电压基本保持稳压二极管：利用击穿后，其两端电压基本保持不变的特点进行稳压。在稳压电路中串入限流电阻，不变的特点进行稳压。在稳压电路中串入限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。稳压电路如

14、下所示：可以长期持续并不会损坏。稳压电路如下所示： 稳压原理：稳压原理：当负载不变，输入电压当负载不变，输入电压UI波动使波动使得输出电压得输出电压Uo升高，其调节过程为：升高，其调节过程为：U I U o U Z ） I Z IRURUo若输入电压若输入电压UI不变，负载发生变不变，负载发生变化，如化，如RL减少，其调节过程为：减少，其调节过程为：R L U o U Z ） I Z IRURUo 1-6 1-6 三极管三极管 基本概念：半导体三极管又称晶体三极管，有发射极E、基极B、集电极C 3个电极。 分类：（1按极性分为：NPN和PNP三极管，按材料分为硅晶体三极管和锗晶体三极管。（2按

15、功率分为：小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管。（3按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等。 电路符号：NPN型和PNP型三极管的电路符号分别如下。（aNPN型三极管（bPNP型三极管 应用：（1放大电路 （2开关电路（a放大电路（b开关电路 工作状态：条件条件工作状态工作状态电流电流备注备注发射结电压发射结电压PN结导结导通电压，为一个恰通电压，为一个恰当的值当的值放大状态放大状态基极电流对集电基极电流对集电极电流起控制作极电流起控制作用：用： Ic= Ib 发射结正偏，集电结反偏；三发射结正偏，集电结反偏；三极管具有电流放大作用极管具有电

16、流放大作用发射结电压发射结电压PN结导结导通电压通电压饱和导通饱和导通状态状态集电极电流不随集电极电流不随基极电流变化，基极电流变化，基本保持不变基本保持不变发射结正偏，集电结正偏或零发射结正偏，集电结正偏或零偏；三极管失去电流放大作用，偏；三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间相当于开集电极与发射极之间相当于开关导通状态关导通状态1-7 1-7 继电器继电器基本概念：用较小电流来控制较大电流的一种自动开关。基本概念：用较小电流来控制较大电流的一种自动开关。工作原理：电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点工作原理：电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的

17、电压，线圈簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点释放。这样吸合、释放，从而达到了在电常闭触点释放。这样吸合、释

18、放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。路中的导通、切断的目的。功能：自动操作、自动调节、安全保护等。功能：自动操作、自动调节、安全保护等。技术参数：技术参数：（1工作电压和电流工作电压和电流（2吸合时间吸合时间（3接点负荷接点负荷（4工作寿命工作寿命1.说明电阻的种类，并解释下列的标称阻值的实际含义。 100、6R0、2805、R003、5182. 电容的选择该注意哪些问题？并解释下列的标称容量的实际含义。 572、200、1053. 二极管具有（ ）性 。4. 电感是根据（ ）原理制成的器件。5. 二极管根据半导体材料可分为：（ ）和（ ）两种。6.三极管有三个电极（）（）（），按材料分为（）和（）两种，而每一种又有（）型和（）型两种。7.通常三极管在电路中起（）和（）两种作用。8. 继电器在电路中具有（）（）和（）等作用。9. 请画出下列电