PLC的基础知识(电子教案)

《可编程原理及实训教程》教案

PLC编程入门基础知识

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）

二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结一、PN结的基本原理 1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）

零基础自学PLC入门

零基础自学PLC入门 1.1 简单介绍原理及作用:利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开，并实现电路换接的开关。是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发出控制信号，给PLC输入端子输送输入信号。 1.2 应用举例下面用简单的点动电路举例介绍最常见的常开按钮在电气控制中的应用。深圳稻草人plc培训

1.2 继电器继电器的实物照片及符号如图 1-4 所示: 2.1 原理及作用当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。下面我们给出继电器线圈未通电和通电后的示意图，进行比较以使读者更深入且直观的了解其原理及作用。

深圳稻草人plc培训 2.2 应用举例下面用一个简单的点动电路举例介绍继电器在电气控制中的应用。图 1-7 :按钮未按下 ? 继电器线圈不得电 ? 继电器常开触点切断回路电流 ? 灯泡不亮深圳稻草人plc培训

图 1-8 :按钮按下 ? 继电器线圈得电 ? 继电器常开触点闭合灯泡有电流 ? 灯泡点亮继电器与灯泡时序图如下图 1-9: 1.3 三极管 1.3.1 原理及作用: 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管。分成NPN和PNP两种。三极管有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。晶体三极管是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。当基极电流为 0 时，三极管集电极

硬件电路设计基础知识

硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化掺杂──管子温度──热敏元件光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴自由电子──受束缚的电子（－）空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结一、PN结的基本原理 1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。

plc基础知识总结

1、LC有哪些特点？答：PLC有如下特点：①可靠性高，抗干扰能力强；②配套齐全，功能完善，适用性强；③易学易用，深受工程技术人员欢迎；④系统的设计，建造工作量小，维护方便，改造容易；⑤体积小，重量轻，能耗低。 2、LC机与继电器控制系统之间有哪些差异？答：PLC机实际上是计算机，它各种元器件之间的逻辑关系是通过程序来表达的，改变逻辑关系只要改变程序，而继电控制系统上各种电器元件，用导线依一定的规律将它们连接起来，接线表达了各元器件间的逻辑关系，要改变这种关系只能改变接线。PLC机是串行工作方式；继电器控制系统是并行工作方式。 3、可编程序控制器的硬件及其结构？答：PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM、输入输出接口电路、电源单元及编程器和外围设备。 4、梯形图编程方式有几种? 答：1、按逻辑指令梯形图方式编程；2、按步进指令梯形图方式编程。 5、可编程序控制器的工作原理。（P460／简答1）答：可编程序控制器采用的是循环扫描工作方式，采用集中采样、集中输出。其工作过程可分为五个阶段：内部处理、通讯操作、输入处理、程序执行和输出处理。 7、简述可编程序控制器梯形图基本结构的组成。

答：三菱FX系例可编程序控制器梯形图的基本结构由左、右母线，各类触点符号、各类线圈符号、文字符号和表示能流的连线、节点组成。 8、简述节点和梯级的含义？答：节点是触点的逻辑关系表示；梯级则是表示一段逻辑关系的刷新或输出。 9、简述可编程序控制器的编程技巧。答：编程技巧并无一定章法可循，只能在编程的过程中积累，首先应能熟练运用机内元器件和常见的基本环节，如定时计时环节、振荡环节、分频环节等，在编程过程中，有个串联回路并联，应将触点最多的那个回路放在最前面；有几个并联回路串联，应将触点最多的那个回路放在最左面，这样能使程序简洁明白，语句较少．在编程的过程中遇到不可编程电路必须重新安排，以便正确应用PLC指令进行编程。 10、RST指令在实际使用中应注意哪些方法？答：RST指令一般与SET指令配合使用，对同一元件，SET、RST 指令可多次使用，而且不限制使用顺序，但最后执行者有效。RST指令还可用于积算定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器等的复位、当前值清零。 11、什么情况下允许双线圈输出？答：同一程序的两个绝不会同时执行的程序段中可以有相同的输出线圈。在步进指令程序中，不同时“激活”的双线圈是允许的；在子程序调用程序中也容许双线圈输出。

PLC编程入门基础知识

PLC编程入门基础知识第一章可编程控制器简介可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。一、PLC的结构及各部分的作用 PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原

理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示： 1、主机主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。 2、输入/输出（I/O）接口

硬件基础知识

第三章硬件基础知识学习通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦

PLC编程入门基础知识

可编程控制器简介第一章，简称PC。但由于PC容易和个人可编程序控制器，英文称Programmable Controller 计算机（Personal Computer ）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/ 计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，PLC 只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将应用于生产实践。一、PLC 的结构及各部分的作用的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由PLC

输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC 的硬件/ 主机、输入系统结构如下图所示：可编程序控制器钮接触器按输输 CPU 出入电磁阀选择开关模模块模指示灯限位开关块块电源电源编程装置图1-1-1 1、主机CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储CPU 是主机部分包括中央处理器器。（PLC 的核心，它用以运行用户程序、监控/ 输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处输入理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是 - - 系统程序系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用已由厂家固定，程序及各种暂存数据和中间结果。输出（/ I/O ）接口2、输入输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、与

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物）、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略）

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ）三、杂质半导体——N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多）掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多）掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

PLC编程入门基础知识

第一章可编程控制器简介可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。一、PLC的结构及各部分的作用 PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示：图1-1-1 1、主机主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。 2、输入/输出（I/O）接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。 3、电源图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。 4、编程

PLC编程入门基础知识

第一章可编程控制器简介可编程序控制器,英文称Programmable Controller,简称PC 。但由于PC 容易与个人计算机(Personal Computer)混淆,故人们仍习惯地用PLC 作为可编程序控制器的缩写。它就是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数与算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。PLC 就是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性与灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别就是PLC 的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而就是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC 后,只需按说明书的提示,做少量的接线与简易的用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。一、PLC 的结构及各部分的作用 PLC 的类型繁多,功能与指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口与外部设备接口等几个主要部分组成。PLC 的硬件系统结构如下图所示: 1、主机 CPU 就是PLC 的核心,(如电,一类就是系统程序存储器,,系统程序已由厂家固定,用户不能更改;另一类就是用户程序及数据存储器,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据与中间结果。 2、输入/输出(I/O)接口 I/O 接口就是PLC 与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口就是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。I/O 接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰,从而提高了可靠性。I/O 点数即输入/输出端子数就是PLC 的一项主要技术指标,通接触器电磁阀指示灯电源电源限位开关选择开关按钮

零基础自学PLC入门

第1章PLC周边常用器件介绍及简单应用 (1) 1.1按钮开关 (1) 1.2继电器 (2) 1.3三极管 (4) 第2章常用继电器控制电路与相应PLC梯形图解说 (5) 2.1点动电路 (5) 2.2带停止的自动保持电路 (6) 2.3自保持互锁电路 (7) 2.4先动作优先电路 (8) 2.5后动作优先电路 (9) 2.6时间继电器 (10) 2.7计数器 (12) 第3章PLC编程相关软件安装 (13) 3.1三菱PLC编程工具的安装 (14) 3.2安装USB转串口芯片PL2303驱动 (22) 第4章三菱GX Developer8.31中文版编程软件的使用 (23) 4.1创建工程文件 (24) 4.2打开工程 (29) 4.3计算机与PLC连接 (30) 4.4工程文件写入PLC (34) 4.5计算机在线监视PLC (36) 第5章常用继电器控制电路转PLC程序编写测试 (37) 5.1点动电路编写测试 (38) 5.2带停止的自保持电路编写测试 (40) 5.3自保持互锁电路编写测试 (43) 5.4先动作优先电路编写测试 (47)

第1章 PLC 周边常用器件介绍及简单应用 1.1按钮开关（a）实物图（b）电气符号（c）等效梯形图符号图1.1.1 按钮开关示意图难看出开关功能是按下时触点导通，灯泡点亮状态见图1.1.3，松开按钮开关，触点断开，灯泡灭状态见图1.1.2。

1.2继电器 (a)继电器实物图（b）电路符号（c）相应的PLC梯形图图1-4继电器示意图 1.2.1简单介绍当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。下面我们给继电器线圈未通电和通电前后作出的比较：图1-5继电器线圈未通电状态图1-6继电器线圈通电状态图1-5为继电器原始状态，13、14脚为继电器线圈，5脚是常开触头，1脚是常闭触头。图1-6为继电器线圈得电状态，13、14脚接通电源后，9脚为继电器公共触头与5脚由原来的常开改为闭合状态，9脚为继电器公共触头与1则由原来的常闭改为断开状态，直到13、14断开电源后由复位弹簧将触头恢复图1-5的原始状态。（a）原理图（b）实物图图1-7继电器未通电工作，灯泡熄灭

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础 1

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。硅和锗的共价键结构。（略） 2

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； 3

P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结一、PN结的基本原理 1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。结论：在没有外加电压的情况下，扩散电流和漂移电流的大小相等，方向相反。总电流为零。 4

硬件设计基础

经典硬件设计经验【收藏】一：成本节约现象一：这些拉高/拉低的电阻用多大的阻值关系不大，就选个整数5K吧点评：市场上不存在5K的阻值，最接近的是4.99K（精度1%），其次是5.1K（精度5%），其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8几个类别（含10的整数倍）；类似地，20%精度的电容也只有以上几种值，如果选了其它的值就必须使用更高的精度，成本就翻了几倍，却不能带来任何好处。现象二：面板上的指示灯选什么颜色呢？我觉得蓝色比较特别，就选它吧点评：其它红绿黄橙等颜色的不管大小（5MM以下）封装如何，都已成熟了几十年，价格一般都在5毛钱以下，而蓝色却是近三四年才发明的东西，技术成熟度和供货稳定度都较差，价格却要贵四五倍。目前蓝色指示灯只用在不能用其它颜色替代的场合，如显示视频信号等。现象三：这点逻辑用74XX的门电路搭也行，但太土，还是用CPLD吧，显得高档多了点评：74XX的门电路只几毛钱，而CPLD至少也得几十块，（GAL/PAL虽然只几块钱，但公司不推荐使用）。成本提高了N倍不说，还给生产、文档等工作增添数倍的工作。现象四：我们的系统要求这么高，包括MEM、CPU、FPGA等所有的芯片都要选最快的点评：在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态，而器件速度每提高一个等级，价格差不多要翻倍，另外还给信号完整性问题带来极大的负面影响。现象五：这板子的PCB设计要求不高，就用细一点的线，自动布吧点评：自动布线必然要占用更大的PCB面积，同时产生比手动布线多好多倍的过孔，在批量很大的产品中，PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外，就是线宽和过孔数量，它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量，节约了供应商的成本，也就给降价找到了理由。现象六：程序只要稳定就可以了，代码长一点，效率低一点不是关键点评：CPU的速度和存储器的空间都是用钱买来的，如果写代码时多花几天时间提高一下程序效率，那么从降低CPU主频和减少存储器容量所节约的成本绝对是划算的。CPLD/FPGA设计也类似。二：低功耗设计现象一：我们这系统是220V供电，就不用在乎功耗问题了点评：低功耗设计并不仅仅是为了省电，更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本、由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低，器件寿命则相应延长（半导体器件的工作温度每提高10度，寿命则缩短一半）现象二：这些总线信号都用电阻拉一下，感觉放心些点评：信号需要上下拉的原因很多，但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号，电流也就几十微安以下，但拉一个被驱动了的信号，其电流将达毫安级，现在的系统常常是地址数据各32位，可能还有244/245隔离后的总线及其它信号，都上拉的话，几瓦的功耗就耗在这些电阻上了（不要用8毛钱一度电的观念来对待这几瓦的功耗）。

电子硬件设计基础知识

将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有一下组成： 1）输入 2）处理核心 3）输出输入基本上有一下的可能： 1）键盘 2）串行接口（RS232/485/ can bun/以太网/USB） 3）开关量（TTL，电流环路，干接点） 4）模拟量（4~20mA、0~10mA、0~5V（平衡和非平衡信号））输出基本上有以下组成： 1）串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB） 2）开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动） 3）模拟量（4~20mA、0~10mA、0~5V（平衡和非平衡信号）） 4）LED显示器：发光管、八字 5）液晶显示器 6）蜂鸣器处理核心主要有： 1）8位单片机，主要就是51系列 2）32位arm单片机，主要有atmel和三星系列 51系列单片机现在看来，只能做一些简单的应用，说白了，这个芯片也就是做单一的一件事情，做多了，不如使用arm来做；还可以在arm上加一个操作系统，程序及可靠有容易编写。最近三星的arm受到追捧，价格便宜，以太网和USB的接口也有，周立功的开发系统也便宜，作为学习ARM的产品来说，应该是最好的；作为工业级的控制，是不是合适，在网友中有不同的看法和争议。本公司使用atmel ARM91系列开发的一个室外使用的产品，在北京事儿爱使用，没有任何的通风和加热措施，从去年的5月份到现在，运行情况良好。已经有个成功应用的案例。但对于初学者来说，应该从51着手，一方面，51还是入门级的芯片，作为初学者练手还是比较好的，可以将以上的概念走一遍；很多特殊的单片机也是在51的核基础上增加了一些I/O和A/D,D/A;也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础。再说了，哪个老板会ARM 级别的开发放在连51也没学过的新手中? 在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的，比如，扩展I/O和A/D、D/A等等，可以直接买带有A/D D/A的单片机；或者直接使用ARM，他的I/O口线口多。可以使用I2C接口的芯片，扩展I/O口和A/D D/A，以及SPI接口扩展LED显示，例如：MAX7219等芯片。市面上一些比较古老的属鸡中还有一些并行扩展的例子，如：RAM 、EPROM 、A/D 、D/A 等，我觉得已经没必要去看了，知道历史上有这些事就行了；这些知识是所有产品都具备的要素。所以要学，在具体应用.

学习PLC的基础

PLC好学吗？有的人说好学，更多的人说难学。我的看法是入门易，深造难。入门易，总有它易的方法。很多人都买了有关PLC的书，如果从头看起的话，我想八成学不成了。因为抽象与空洞占据了整个脑子，一句话晕！学这东东要有可编程控制器和简易编程器才好，若无，一句话，学不会。因为无法验证对与错。如何学，我的做法是直奔主题。做法如下：帖子相关图片: 1、认识梯形图和继电器控制原理图符号的区别：继电器控制原理图中的元件符号，有常开触点、常闭触点和线圈，为了区别它们，在有关符号边上标注如KM、KA、KT等以示不同的器件，但其触头的数量是受到限制。而PLC梯形图中，也有常开、常闭触点，在其边上同样可标注X、Y、M、S、T、C以示不同的软器件。它最大的优点是：同一标记的触点在不同的梯级中，可以反复的出现。而继电器则无法达到这一目的。而线圈的使用是相同的，即不同的线圈只能出现一次。 2、编程元件的分类：编程元件分为八大类，X为输入继电器、Y为输出继电器、M为辅助继电器、S为状态继电器、T为定时器、C为计数器、D为数据寄存器和指针（P、I、N）。关于各类元件的功用，各种版本的PLC书籍均有介绍，故在此不介绍，但一定要清楚各类元件的功能。编程元件的指令由二部分组成：如LD(功能含意）X000（元件地址），即LD X000，LDI Y000......。 3、熟识PLC基本指令：（1）LD（取）、LDI取反）、OUT（输出）指令；LD（取）、LDI（取反）以电工的说法前者是常开、后者为常闭。这二条指令最常用于每条电路的第一个触点（即左母线第一个触点），当然它也可能在电路块与其它并联中的第一个触点中出现。帖子相关图片:

plc基础知识试题(附答案)

plc基础知识试题（附答案）一、单项选择（30分） 1、PLC是在什么控制系统基础上发展起来的 A、电控制系统 B、单片机 C、工业电脑 D、机器人正确答案：A 2、一般而言,PLC的I/O点数要冗余多少? A、10% B、5% C、15% D、20% 正确答案：A 3、PLC设计规范中,RS232通讯的距离是多少? A、1300M B、200M C、30M D、15M 正确答案：D 4、PLC的RS485专用通讯模块的通讯距离呢? A、1300M B、200M C、500M D、15M 正确答案：C 5、工业中控制电压一般是多少伏 A、24V B、36V C、110V D、220V 正确答案：A 6、工业中控制电压一般是直流还是交流 A、交流B，直流C、混合式D、交变电压正确答案：B 7、请写出电磁兼容性英文缩写、 A、MAC B、EMC C、CME D、AMC 正确答案：B 8、在PLC自控系统中,对于温度控制,可用什么扩展模块 A、FX2N－4AD B、FX2N－4DA C、FX2N-4AD-TC D、FX0N－3A 正确答案：C 9、三菱FX系列PLC普通输入点,输入响应时间大约是多少ms? A 100 m s ，B、10ms C、15 m s D、30 m s 正确答案B 10、FX1S系列最多可以有多少个点的PLC? A、30 B、128 C 256 D、1000 正确答案：A 11、FX1N系列最多能扩展到多少个点 A、30 B、128 C 256 D、1000 正确答案：B 12、FX2N系列最多能扩展到多少个点

A、30 B、128 C 256 D、1000 正确答案：C 13、M8013的脉冲输出周期是多少? A、5秒， B、13秒 C、10秒 D、1秒正确答案：D 14、M8013的脉冲的占空比是多少? A、50% B、100% C、40% D、60% 正确答案：A 15、P LC外部接点坏了以后,换到另外一个好的点上后,然后要用软件中的哪个菜单进行操作 A、寻找 B、替换 C、指令寻找正确答案：B 16、PLC电池电压降低至下限,应怎么处理: A、没关系 B、及时更换电池 C、拆下电池不管正确答案：B 17、十六进制的1F,转变为十进制是多少? A、31 18、工业级模拟量,哪一种更容易受干扰、 A、uA级 B、mA级 C、A级 D、10A级正确答案：A 19、一般而言,FX系列PLC的AC输入电源电压范围是多少? A、DC24V B、86-264VAC B、220－380VAC D、24VAC－220VAC 正确答案：B 20、三菱FX型PLC一个晶体管输出点输出电压是多少 A、DC12V B、AC110V C、AC220V D、DC24V 正确答案：D 21、三菱FX型PLC一个晶体管输出点输出电流是多少 A、1A B、200 m A C、300 m A D、2A 正确答案：C 22、三菱FX型PLC输出点中，继电器一个点最大的通过电流是多少 A、1A B、200 m A C、300 m A D、2A 正确答案：D 23、PLC的RS485专用通讯板的通讯距离呢? A、1300M B、200M C、500M D、50M 正确答案：D 24、在PLC自控系统中,对于压力输入,可用什么扩展模块 A、FX2N－4AD B、FX2N－4DA

新手学习PLC编程的入门建议

新手学习P L C编程的入门建议 Last revision on 21 December 2020

新手学习PLC编程的入门建议鄙人原本是化工专业毕业的，后因工作需要，加之个人兴趣，才转行搞表、机械。十年前，我刚开始使用时，也是一头雾水。仗着自己对硬件、工程知识的熟悉，和对组态软件的粗浅了解，硬着头皮接下了任务。当时已经来不及接受培训，相关资料极其缺乏，仅有的参考资料是一本英文的S7-200手册，以及西门子网站上找到的一些全西文的示例，总算在三个月内完成了系统的构建、软件的编写工作。期间走弯路、出故障是家常便饭，经常搞得我茶饭不思，而且还由于操作不慎烧毁过一台。所以我非常理解那些刚入门的网友两手抓瞎的感觉。在此，我想粗略的总结一下自己的学习之路，供网友们参考。 1、编程需要坚强的毅力和足够的耐心人各有所长。有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作；有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。如果你是前者，强烈建议你远离这份工作。毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。我所在实验室中，很多学生看到我编程序就会惊讶于我面对这一堆堆符号所表现出的专注。其实，这是兴趣使然。兴趣使我具备了足够的毅力和耐心。经过无数次失败后，当看到一个个符号按我的思路整齐的排列，按我的要求有条不紊的运行时，兴趣得到了极大的满足，如同打通了一个游戏的关口。所以，我告诉这些学生：你们看到的是一堆枯燥怪异的符号，我看到的却是一群热情奔放的舞者，而我则是她们的导演。 2、编程需要敢于实践的信心

我曾经教过一个学生学AutoCAD，我对她的唯一要求就是实践。我告诉她：你随便怎么操作，大不了一张图重画；最坏的结果是系统崩溃，没关系，系统重做，再来；只要电脑没被砸了，怎么都行。两年后，我再看到她做的CAD图纸，也自叹不如。同样道理，只有不断地在上运行这些指令，观察运行的结果，才能弄清指令的作用。很多初学者对一脸的迷茫，往往是出于一种畏惧，担心损坏设备。而这些畏惧是没有任何道理的。仔细的阅读手册是非常重要的，但是仅靠读书是成不了一个工程师的。更何况手册上的内容并非面面俱到。我在接触到那些不熟悉的指令时，喜欢单独编一个小程序，让运行。然后逐个修改条件，观察运行的结果（MicroWin为用户提供了非常好的监控手段），反过来再重新理解手册的描述，这样就可以非常直观的理解这些指令的作用和使用方法。不必担心自己写的程序会有什么问题，会影响的正常工作。程序有没有问题，只有让运行了才能发现。而发现问题并解决问题就是对自己能力的提高。撇开硬件操作不谈，单就软件来说，我还真没有遇到过由于软件问题而损坏的事。在这里不必担心继电器电路接错线可能造成的后果。所以，大胆的实践是编程的必由之路。当然，大胆实践并不是野蛮操作，而是必须遵循必要的规范。还有一个要注意的，在程序未经可靠性证实之前，千万不要挂接负载，以免造成不必要的损失。数字量的输出有LED显示；而模拟量处理可以采用一些硬件或软件模拟手段来解决。 3、编程需要有缜密的逻辑思维编程本身就是一种逻辑思维过程。在高级语言中，使用最多的是if then else、select这些条件判别语句，这就是逻辑中的因果关系。程序就是由这些因果关系组成的：判别条件是否成立，进而决定执行相应的指令。最初的是用来替代继电器逻辑电路的，所以继承

硬件设计必备基础知识

嵌入式硬件设计必备基础知识嵌入式硬件设计必备基础知识 2009-06-21 17:46 分类：电子技术一、嵌入式计算机体系结构计算机能用来干什么？它必须完成什么任务？它是如何实现与人和其他系统交互的？这决定了这台计算机的功能，进而决定了其体系结构、存储器和I/O。计算机系统大致分为两类。第一类就是您目前手上用的计算机，最常见的台式计算机。再就是，您最近有没有用全自动洗衣机洗衣服，把衣服往里面一扔（别忘了放洗衣粉，我就常常忘），只消按一个键便高枕无忧了，这里面就有一个第二类计算机：嵌入式计算机，这种计算机往往作为控制和/或监控目的的而集成到另外的系统中（比如洗衣机）。那这样说来我们身边岂不满是计算机？电视机、DVD、遥控器、手机、甚至玩具？就是他们! 一台专用的台式计算机（不一定是PC）有很大的主内存来支持操作系统、应用程序和数据，以及一个大容量存储设备（硬盘、DVD/CD-ROM等）的接口。这种台式计算机带有各种各样的I/O设备以便用户输入（键盘、鼠标和话筒）、输出（显示器及耳机）以及互联（网络和外设）。快速的处理器需要一个系统管理器来监视其核心温度、供给电压以及进行系统重启。大规模嵌入式计算机也可能采用上述的形式。例如，它可能作为一个网络路由器或网关从而需要一个或多个网络接口、大容量内存以及快速操作。它们也可能需要某种形式的用户界面来作为嵌入式应用的一部分。或者在许多情况下，它们也可能只是专用于某一特定任务的常规计算机。因此，单就硬件而言，许多高性能嵌入式系统与常规台式机没有什么大的差别。较小的嵌入式系统使用微控制器作为它们的处理器，这样做的优点在于处理器可以将很多的计算机功能包含在一个芯片上。微控制器至少有一个CPU，一个小容量的内部存储器（ROM和/或RAM）以及作为子系统模块在微控制器内部实现的某种I/O。这些子系统为处理器提供了附加功能，许多处理器通常都有这种子系统。你经常可以在微处理器里发现这些子系统，这些子系统最普通的I/O是数字I/O，它们都是端口，可以以引脚为基础，由软件配置成数字输入或输出。作为数字输入，这些端口可以用来读取开关或按钮的状态以及读取另外一个设备的数字状态；作为数字输出，它们可以用来开启或关闭外部设备，也可以向外部设备传达工作状态。例如，一个数字输出端口可以为一个电机激活控制电路，开/关灯，或者可能的话还可以触发诸如花园浇灌系统的水压阀这样的设备，当然也控制洗衣机。将数字输入/输出端口结合在一起可以用来合成对其他芯片的接口和协议。除了数字I/O外，大多数控制器还有其他子系统。而如果不需要其他子系统的功能，那么微控制器本身也能将其他子系统转换到通用数字I/O。作为一个系统设计者，这就为您在所设计的应用里如何使用微控制器提供了多种选择。