电阻

1概念

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。

导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω（希腊字母，读作Omega)，1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）（兆=百万，即100万）。

1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千进率）

串联： R=R1+R2+．．．+Rn

定义式：R=U/I

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。

如：玻璃，碳在温度一定的情况下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，单位为m，s为面积，单位为平方米。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。

2电阻应用

电阻通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。

ＲＸ型线绕电阻，近年来还广泛应用的片状电阻。

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；在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。

电阻在电路中起到限流、分压等作用。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，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。

电位器又分单圈和多圈电位器。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位置上，不在2头；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；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。

排电阻 ，光敏电阻 ，使用光敏电阻可以检测光强的变化。

电阻的封装有表面贴和轴向的封装。轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思；表面贴电阻的封装最常用的就是0805；当然还有更大的；但是更大的电阻不是很常用的。

电阻作为限流应该是最常用的应用之一，对于单片机外围设计来说，电阻的应用非常重要，在很多时候，我们必须在单片机的I/O端口上连接一个限流电阻，保证外围电路不会应用短路、过载等原因烧坏单片机的I/O端口，甚至整个单片机。

面对这些问题，恐怕很多人都是知其然不知其所以然，完全凭靠经验获取，并没有完全按照电路的要求计算取值。为此，在这里提出这些问题，并不想教大家怎么去计算这些值，知道欧姆定律的人都应该知道该怎么计算吧，所以，只是希望大家在选择之前，先了解单片机的这些参数，然后，根据参数进行计算。在计算时一定要留一定的预留空间。

在看一些元器件的DATASHEET文件时，经常会碰到元器件的参数，IOL,IOH,IIL,IIH,我也知道他们指的是输入输出高低电平时的最大最小电流，但在连接时他们之间的匹配问题一直很模糊，如：IOL=1.5MA; IOH=-300UA

IIL=-100UA; IIH=10UA;

参考答案：

IOL和IOH表示输出为低、高电平时的电流值，同样-号表示从器件流出的电流。

4上下拉电阻

上拉是对器件输入电流，下拉是输出电流；强弱只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分；对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

►►3 为增强输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

►►5 芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限，增强抗干扰能力。

►►7 长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上、下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

就是从电源高电平引出的电阻接到输出端

►►2 如果输出电流比较大，输出的电平就会降低（电路中已经有了一个上拉电阻，但是电阻太大，压降太高），就可以用上拉电阻提供电流分量， 把电平“拉高”。（就是并一个电阻在IC内部的上拉电阻上，这时总电阻减小，总电流增大）。当然管子按需要工作在线性范围的上拉电阻不能太小。当然也会用这个方式来实现门电路电平的匹配。

一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。

一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似于一个三极管的C，当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上拉电阻，也就是说，该端口正常时为高电平；C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻。

5典型应用

在外设没有收到控制时，我们需要把某一外设或单片机I/O端口固定在某一固定电平上时，需要根据需要接上下拉电阻，例如：上图中，对于按键输入来说，在没有按下按键时，如果没有上拉电阻的存在，单片机端口将处于悬乎状态，没有确定电平，当然如果有内部上拉电阻的单片机除外，加上上拉电阻会，在没有按键时，单片机端口保持高电平，有按键时，单片机端口将输入低电平。

而对于蜂鸣器来说，由于和按键有同样的效果，不加上拉电阻，无法区别在没有单片机控制时，三极管的工作状态，所以，必须加上上拉电阻以保障无单片机控制时，三极管截止，蜂鸣器不工作。

有时候由于器件自身设计的原因，如果不接外部上下拉电阻，设备无法正常实现高低电平的转换。例如，对于开漏输出的I2C总线来说，如果不接上拉电阻，其只能输出低电平，无法实现高电平输出，加上上拉电阻，保证在没有控制信号时，通过上拉电阻实现高电平。

电容

1概念

电容（或称电容量）是表现电容器容纳电荷本领的物理量。

电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。

电容的符号是C。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：

1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。

1伏安时=1瓦时=3600焦耳

一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器，电容为C=εS/d（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离）。

定义式：C=Q/U

多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

三电容器串联：C=（C1*C2*C3）/（C1*C2+C2*C3+C1*C3）

2电容的应用

►►1 按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器；

►►3 按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器；

►►5 低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器；

►►7 调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器；

►►9 低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器；

电容作用

耦合电容：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。

退耦电容：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

谐振电容：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

中和电容：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。

积分电容：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

补偿电容：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。

分频电容：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。

调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。

中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。

定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。

缩短电容：在UHF高频头电路中，为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。

锡拉电容：在电容三点式振荡电路中，与电感振荡线圈两端并联的电容，起到消除晶体管结电容的影响，使振荡器在高频端容易起振。

预加重电容：为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失，而设置的RC高频分量提升网络电容。

移相电容：用于改变交流信号相位的电容。

降压限流电容：串联在交流回路中，利用电容对交流电的容抗特性，对交流电进行限流，从而构成分压电路。

S校正电容：串接在偏转线圈回路中，用于校正显像管边缘的延伸线性失真。

消亮点电容：设置在视放电路中，用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。

启动电容：串接在单相电动机的副绕组上，为电动机提供启动移相交流电压，在电动机正常运转后与副绕组断开。

3去耦电容

电容的阻抗为1/(2π*f*C)，频率越高，阻抗应该越小。在结构上，小容量的电容器在高的频率处，而大容量的电容器则在较低的频率处，电容的阻抗变得最低。因此，在电源上并联一个小容量电容和一个大容量电容是很有必要的，这样在很宽的频率范围降低电源对地的阻抗。

小容量的电容器是在高频情况下降低阻抗的，所以如果不配置在电路附近，则电容器的引线增长，由于引线本身的阻抗，电源的阻抗不能降低。使用在使用小电容时，一定将尽量靠近器件的电源输入脚，否则就算添加了这个电容也没有任何意义。大容量电容器由于其低频特性，在布局时可以适当离器件远些也没有问题。在低频电路上即使没有小电容C1，电路也能正常工作。但是在高频电路中，比起大电容C2来说，C1起着更为重要的作用。

从习惯上来说，旁路电容也有大小两个电容，形成两条通路，也保证电路的可靠性。

4耦合电容

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