电路设计中必须掌握的7个常用接口知识
电子电路设计入门
4．单元电路设计
在全面分析各模块功能类型后，应选择出合适的器件并 设计出电路。在设计电路时，应充分考虑能否用ASIC器件 实现某些逻辑单元电路，这样可大大简化逻辑设计，提高系 统的可靠性和减小PCB体积。
格 物 致 新
·厚 德 泽 人
5．系统电路综合
在各单元电路模块和控制电路达到预期要求以后计算
在进行电子电路设计时，应根据电路的性能指标 要求决定电路元器件的参数。例如根据电压放大倍数 的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡器要求的 振荡频率，利用公式，可计算出决定振荡频率的电阻 和电容之值等等。但一般满足电路性能指标要求的理 论参数值不是惟一的，设计者应根据元器件性能、价 格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路 参数时应注意以下几点：
格 物 致 新
·厚 德 泽 人
外 部 输 入
控
子 系 统 1
制
器
子 系 统 N
操 作 输 出
1.1.3 模拟—数字电子混合系统
简单地说，包含有模拟电子电路和数字电子电路组成的 电子系统称之为混合电子系统。在过程控制和各种仪器仪表 中，完成对如温度、压力、流量、速度等物理量的控制、测 量、显示等功能，需要模拟—数字混合电子系统来实现。
格 物 致 新
·厚 德 泽 人
1．充分分析系统功能要求
数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电 路、被控电路和电源等。数字系统设计首先要做的是明确 系统的任务、所要达到的技术性能、精度指标、输入输出 设备、应用环境以及有哪些特殊要求等。设计者有时接到 的课题比较笼统，有些技术问题要靠设计者的消化、分析 与理解，特别要和课题提出者、系统使用者反复磋商，并 在应用现场进行实地考察以后才能明确的确定下来。
电子工程师应具备的电路设计常识及几十个经典电路解析
电子工程师应具备的电路设计常识及几十个经典电路解析一、接地技术PCB设计—接地技术1、接地设计的基本原理好的接地系统是抑制电磁干扰的一种技术措施，其电路和设备地线任意两点之间的电压与线路中的任何功能部分相比较，都可以忽略不计；差的接地系统，可以通过地线产生寄生电压和电流偶合进电路，地线或接地平面总有一定的阻抗，该公共阻抗使两两接地点间形成一定的压降，引起接地干扰，使系统的功能受到影响。
从而影响产品的可靠性。
2、接地目的接地的目的主要有三个：◆接地使整个电路系统中所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地工作。
◆防止外界电磁场的干扰。
机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。
另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。
◆保证安全作。
当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。
3、接地分类◆ 防雷接地(LGND)防雷接地是将可能受到雷击的物体与大地相连。
当物体位置较高，距离雷云较近时，一定要将物体进行防雷接地。
由于雷电的放电电流是脉冲性的，放电电流也较大，所以防雷接地时的接地电阻要小。
为了避免由于雷击而造成机房里设备之间的高压差，特别是有电气连接或距离较近的设备之间要采用低电感和电阻搭接。
★接地电阻：接地电阻不是普通的电阻而是一个阻值，是指电流由接地装置流向大地再由大地流向无穷远处或是另一个接地装置所需克服的总电阻。
接地电阻包括接地线、接地装置本身电阻、接地装置与大地之间的接触电阻和两接地装置之间的大地电阻或接地装置与无线远处的大地电阻。
接地电阻越小，当有漏电流或是雷电电流时，可以将其导入大地，不至于伤害人或损坏设备。
如果接地电阻变大，会造成应该导入大地的电流导不下去，因此，接地电阻越小越安全。
测控电路(第7版)课件：传感器接口
传感器接口电路
2.1传感器类型
2.2信号调理电路
2.3线性化
2.4传感器接口实例
本章知识点
无源传感器及有源传感器的基本原理及组成形式
电桥信号调理电路及调频信号调理电路
电压源信号调理电路及电流源信号调理电路
传感器接口电路的线性化技术
传感器接口电路
3
2.1传感器类型
2.1.1典型无源传感器
场阻力达到平衡时，接触热电势就会达到一个稳定值，电势由如下式子得出：
k—玻尔兹曼常数，k=1.381×10-23J/K；
kT nA T
e AB T
ln
e
nB T
e—电子电荷量，e=1.602×10-19C；
T—结点处的绝对温度（K）；
nA(T) ，nB(T) —材料A，B在温度T时的自由电子浓度。
传感器接口电路
13
1. 热电效应传感器
将A，B两种不同导体材料两端相互紧密连接在一起，组成一个闭合回路，
这样就构成了一个热电偶。当两节点温度不同时，回路中就会产生电势。热
电偶温度保持不变一端成为自由端或冷端，另一端成为测量端或热端。通过
测量接触电势的大小推算测量端的温度。
A
T0
T
e AB T
Ra Rb
1/ Rn jwCn
LX Ra Rb Rn
Rb
RX
Ra
Rn
传感器接口电路
27
2.2.2.2调频信号调理电路
调频信号调理电路可以将无源传感器的阻抗变化量转换为基于振荡电路的频
率变化量。
• 振荡器电路通常根据其电路设计的不同产生特定频率的信号。低频振荡
电子系统设计知识点
电子系统设计知识点电子系统设计是指在电子技术领域中，通过理论与实践相结合，采用适当的设计方法和技术，设计出满足特定功能需求的电子系统的过程。
电子系统设计涉及到多个知识领域，包括电路设计、信号处理、通信原理等。
下面将介绍一些电子系统设计中的重要知识点。
一、模拟电路设计在电子系统设计中，模拟电路设计是基础且重要的一部分。
模拟电路是以连续时间和连续幅度的信号为基础，使用电子元器件构建的电路。
模拟电路设计的主要内容包括放大器设计、滤波器设计、稳压电源设计等。
设计时需要考虑电路的性能指标，如增益、带宽、失真等，以及电路的稳定性和可靠性。
二、数字电路设计数字电路设计是指采用逻辑门、触发器、计数器等数字元件和数字电路模块，通过逻辑运算和时序控制等方式实现逻辑功能的电路设计。
数字电路设计的主要内容包括逻辑门电路设计、时序电路设计和组合电路设计等。
设计时需要考虑电路的逻辑功能是否满足需求，电路的功耗和噪声等因素。
三、嵌入式系统设计嵌入式系统设计是指将计算机技术与电子技术相结合，将计算能力和控制能力嵌入到各种电子设备中，实现特定功能的系统设计。
嵌入式系统设计的主要内容包括微控制器选择与应用、实时操作系统设计、接口设计等。
设计时需要综合考虑系统的计算能力、存储空间、接口要求以及功耗等因素。
四、通信系统设计通信系统设计是指用来传输信息的电子系统的设计。
通信系统设计的主要内容包括调制解调器设计、编码译码器设计、信道编码与纠错设计等。
设计时需要考虑信号传输的可靠性、抗干扰能力以及系统的带宽和速率等。
五、电源系统设计电源系统设计是指为电子设备提供稳定、可靠的电源的设计。
电源系统设计的主要内容包括直流电源设计、交流电源设计、电池管理系统设计等。
设计时需要考虑电源的输出稳定性、效率和噪声等指标。
六、硬件描述语言（HDL）硬件描述语言（HDL）是一种用于电子系统设计的计算机语言。
HDL可以描述电路的结构和行为，用于模拟和验证电子系统设计。
计算机组装与维修基本知识点
一、接口的练习：1.PC：个人计算机，微型计算机2.DIY：Do it yourself!自助的3。
兼容机和品牌机的区别：品牌机在设计组装的过程中，要经过很多测试环节，以使各个部件达到较好的兼容性,而兼容机则没有经过整机环节的测试，各个部件之间的兼容性、配合性全凭经验。
4。
PS/2接口是一种6针圆形接口,用于连接键盘和鼠标。
PC99标准规定紫色为键盘接口，绿色为鼠标接口。
B：通用串行总线。
特点：传输速度快，支持热插拔，可连接多个设备。
它已成为计算机和其他电子设备的主要接口之一。
6.光纤接口一般用于连接音频输出，也用于网络接口。
7.VGA接口是一个15针D形接口,用于连接显示器信号线，通常为蓝色。
8。
音频接口一般有3个，MIC输入接口，用于连接麦克风进行录音或音频聊天，通常为粉红色；Line-out接口，用于连接耳机和有源音箱(扬声器）进行声音的播放,通常为草绿色；Line-in接口，用于连接外部音源等进行录音，通常为浅蓝色。
9.目前计算机网络连接主要使用双绞线，这种接口为RJ—45接口.10。
CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成。
11.数据传输率的单位一般采用MBps或Mbps，分别写出其含义：MBps 兆字节每秒，每秒传输的字节数量；Mbps 兆比特每秒，每秒传输的比特位数。
12。
计算机并行接口的数据传输率只有1Mbps，USB1。
1的最高数据传输率为12Mbps，USB2.0为480Mbps.13。
Mini—USB一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器及移动硬盘等设备.14。
Type A一般用于计算机端，Type B一般用于USB设备端。
15。
IEEE1394接口：也称Fire wire火线接口，是苹果公司开发的串行标准.IEEE1394分为两种传输方式Backplane和Cable。
Backplane的传输速度分别为12。
5Mbps,25Mbps和50Mbps；Cable的传输速度分别为100Mbps，200Mbps和400Mbps.16。
第15讲IO接口电路基本概念
端口B和C: 都包含一个8位数据输入缓 冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 输出数据能锁存，输入数据不锁存。
端口C:可分成两个4位端口，分别定义 为输入或输出端口，还可定义为控制、状 态端口，配合端口A和端口B工作。
NEXTIN：IN TEST JZ
IN
AL，STATUS-PORT；从状态口输入状态信息
AL，01H
；测试标志位是否为1
NEXTIN
；未就绪，继续查询
AL，DATA-PORT ；从数据端口输入数据
查询输出
查询式输出的端口信息
NEXTOUT：
IN AL, STATUS_PORT TEST AL, 80H JNZ NEXTOUT MOV AL, BUF
DMA与程序控制数据传送路径的比较
外设
CPU
总
存储器
线
程序控制的数据输入/输出
DMA
DMA与程序控制数据传送路径比较
I/O概述
微机系统的信息交换有并行通信 和串行通信两种方式。
并行通信是以微机的字长为传输单位； 适合于外部设备与微机之间进行近距离、 大量和快速的信息交换。
实现并行通信的接口称之为并 行接口。
方式设置标志
1=有效
图 8255A工作方式控制字格式
(2) 端口C的置位/复位控制字
控制字的格式如图所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
不使用 设置为000
位的置位/复位 1=置位，0=复位
位 选择 D3 D2 D1 通道C位
0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7
电工必须掌握的、最常见电路连接实物图
常见故障及处理方法 1、按下启动按钮，接触器不工作：检查熔断器是否熔断，检查热继电器是否动作，检 查电源电压是否正常，检查按钮触点是否接触不良，检查接触器线圈是否损坏。 2、不能自锁：检查启动按钮是否有损坏，检查接触器常开辅助触点是否未闭合或被卡 住（触点损坏）。 3、不能互锁：检查启动按钮是否有损坏，检查接触器常闭辅助触点是否未断开或被卡 住（触点粘连）。 本课小结： 1、电气控制系统图的组成：原理图、元件布置图、安装接线图 2、电器控制线路的构成和基本保护 1）电流保护 2）零压（或欠压）保护 3）互锁保护 4) 零励磁保护 3、电气控制基本控制规律：
式锺床改造中采用 PLC 的软元件，合理设计了控制程序，提高了系统的可靠性。
二、影响 PLC 电气系统可靠性的主要因素
PLC 控制系统可简单划分为三部分：发讯元件（输入部分）、记忆网络（程序部分）和电气 执行元件（输出部分）。对于用继电器控制的系统，影响系统可靠性的主要因素是中间继电 器组成的记忆网络。对于 PLC 控制系统，高可靠性的 PLC 取代了中间继电器组成的记忆网络， 克服了机械动作式中间继电器可靠性不高的固有毛病，使系统可靠性大为提高。此时，与 PLC 自身的安全性与 PLC 输入、输出连接的"发讯元件"和"电气执行元件"的可靠性，己变成 影响整个电气系统可靠性的主要因素。提高"发讯元件"和"电气执行元件"可靠性的同时，也 就提高了 PLC 的安全性，通常有两种方法：一种是选用高质量的元器件；另一种是对这些故 障率较高的元器件进行状态检测和故障诊断，但都受硬件条件和经济条件的影响而限制了应
特点： 1）初看电路者比较合适； 2）绘制难度大； 3）电器施工的依据。
电子硬件工程师要求掌握的东西
电子硬件工程师要求掌握的东西第一篇：电子硬件工程师要求掌握的东西电子硬件工程师要求掌握的东西（转载）觉得一个电子工程师/硬件工程师应该有下面的能力：1、模拟/数字电路的分析和设计。
教科书上讲的都应该会，包括分离元件和运放的信号放大，滤波，波形产生，稳压电源，逻辑化简，基本触发器，基本计数器、寄存器，脉冲产生和整形，ADC、DAC，锁相环等。
要能定性和定量的分析和设计电路的功能和性能，比如说稳定性、频率特性等。
这些东西一般需要日积月累才能到见多识广，然后熟能生巧。
2、计算机组成原理和结构。
现在的电子设备基本上没有不用到计算机的，所以对计算机一定要了解最好是熟悉。
要明白计算机是怎么工作的，软件在计算机内是怎么运行的（最好自己写一写程序），要熟悉常用计算机系统的外围电路和接口，并且要明白CPU和外围电路是怎么协调工作的等等。
最好能熟悉MCS-51，写程序不是问题，重要的是思路，但一定要做出来。
3、PCB。
基本要求是4层板，要了解PCB对EMI、ESD的影响并想办法避免。
PCB 能做得既美观又没有问题是需要花时间来训练的。
4、VHDL。
在国外这是要求掌握基本技能，在国内也正在普及。
主要是用来开发FPGA/CPLD器件和逻辑仿真，还有IC设计也常用VHDL作输入。
就目前来说，如果对自己要求不是很高的话可以不掌握。
如果时间和精力允许的话，可以学一学操作系统、数据结构等，当然首先必须掌握好C(C++)语言，以便将来可以做（软/硬件）系统方面的工作。
但模电/数电基础一定要好，这是学习其他的基础。
开始时一般从分析电路入手，要搞清楚一个电路的电流是怎么流的，电压是怎么产生的，电感、电容是怎么冲放电的等等。
从简单到复杂，慢慢养成习惯，很多东西自然而然就明白了。
电子硬件工程师要求掌握的东西第一部分：硬件知识一、数字信号1、 TTL和带缓冲的TTL信号2、 RS232和定义3、 RS485/422（平衡信号）4、干接点信号二、模拟信号视频1、非平衡信号2、平衡信号三、芯片1、封装2、 74073、 74044、 74005、 74LS5736、 ULN20037、 74LS2448、 74LS2409、 74LS24510、 74LS138/23811、 CPLD(EPM7128)12、 116113、 max69114、 max485/7517615、 mc148916、 mc148817、 ICL232/max23218、 89C51四、分立器件1、封装2、电阻：功耗和容值3、电容1) 独石电容2) 瓷片电容3) 电解电容4、电感5、电源转换模块6、接线端子7、 LED发光管8、 8字（共阳和共阴）9、三极管2N555110、蜂鸣器五、单片机最小系统1、单片机2、看门狗和上电复位电路3、晶振和瓷片电容六、串行接口芯片1、 eeprom2、串行I/O接口芯片3、串行AD、DA4、串行LED驱动、max7129七、电源设计1、开关电源：器件的选择2、线性电源：1) 变压器2) 桥3) 电解电容3、电源的保护1) 桥的保护2) 单二极管保护八、维修1、电源2、看门狗3、信号九、设计思路1、电源：电压和电流2、接口：串口、开关量输入、开关量输出3、开关量信号输出调理1) TTL―>继电器2) TTL―>继电器（反向逻辑）3) TTL―>固态继电器4) TTL―>LED（8字）5) 继电器―>继电器6) 继电器―>固态继电器4、开关量信号输入调理1) 干接点―>光耦2) TTL―>光耦5、 CPU处理能力的考虑6、成为产品的考虑：1) 电路板外形：大小尺寸、异形、连接器、空间体积2) 电路板模块化设计3) 成本分析4) 器件的冗余度1. 电阻的功耗2. 电容的耐压值等5) 机箱6) 电源的选择7) 模块化设计8) 成本核算1. 如何计算电路板的成本？2. 如何降低成本？选用功能满足价格便宜的器件十、思考题1、如何检测和指示RS422信号2、如何检测和指示RS232信号3、设计一个4位8字的显示板1) 电源：DC122) 接口：RS2323) 4位3”8字（连在一起）4) 亮度检测5) 二级调光4、设计一个33位1”8字的显示板1) 电源：DC5V2) 接口：RS2323) 3排 11位8字，分4个、3个、4个3组，带行与行之间带间隔4) 单片机最小系统5) 译码逻辑6) 显示驱动和驱动器件5、设计一个PCL725和MOXA C168P的接口板1) 电源：DC5V2) 接口：PCL725/MOXA 8个RS2321. PCL725，直立DB37，孔2. MOXA C168P，DB62弯3) 开关量输出信号调理：6个固态继电器和8个继电器，可以被任何一路信号控制和驱动，接口：固态继电器5.08直立，继电器3.81直立4) 开关量输入调理：干接点闭合为1或0可选，接口：3.81直立5) RS232调理：1. LED指示2. 前4路RS232全信号，后4路只需要TX、RX、03. 无需光电隔离4. 接口形式：DB9（针）直立第二部分：软件知识一、汇编语言二、 C51该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到，至于第一部分，需要人来带吧。
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电路设计中必须掌握的7个常用接口知识
我们知道，在电路系统的各个子模块进行数据交换时可能会存在一些问题导致信号无法正常、高质量地“流通”，例如有时电路子模块各自的工作时序有偏差（如CPU与外设）或者各自的信号类型不一致（如传感器检测光信号）等，这时我们应该考虑通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。
下面就电路设计中7个常用的接口类型的关键点进行说明一下：
（1）TTL电平接口：
这个接口类型基本是老生常谈的吧，从上大学学习模拟电路、数字电路开始，对于一般的电路设计，TTL电平接口基本就脱不了“干系”！它的速度一般限制在30MHz以内，这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故（构成一个LPF），输入信号超过一定频率的话，信号就将“丢失”。
它的驱动能力一般最大为几十个毫安。
正常工作的信号电压一般较高，要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。
（2）CMOS电平接口：
我们对它也不陌生，也是经常和它打交道了，一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。
许多人都知道的是，正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。
但是！鲜为人知的是，在高转换频率时，CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率，至于为什么是这样，请去问半导体物理理论吧。
由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了，有的FPGA 内核工作电压甚至接近1.5V，这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多，因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。
众所周知，CMOS电路的输入阻抗是很高的，因此，它的耦合电容容量可以很小，而不需要使用大的电解电容器了。
由于CMOS电路通常驱动能力较弱，所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。
此外，设计CMOS接口电路时，要注意避免容性负载过重，否则的话会使得上升时间变慢，而且驱动器件的功耗也将增加（因为容性负载并不耗费功率）。
（3）ECL电平接口：
这可是计算机系统内部的老朋友啊！因为它的速度“跑”得够快，甚至可以跑到几百MHz！这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态，这样就可以减少BJT的导通和截止时间，工作速度自然也就可以提上去了。
But，这是要付出代价的！它的致命伤：功耗较大！它引发的EMI问题也就值得考虑了，抗干扰能力也就好不到哪去了，要是谁能够折中好这两点因素的话，那么他（她）就该发大财了。
还有要注意的是，一般ECL集成电路是需要负电源供电的，也就是说它的输出电压为负值，这时就需要专门的电平移动电路了。
（4）RS-232电平接口：
玩电子技术的基本没有谁不知道它的了（除非他或她只是电子技术专业的“门外汉”）。
它是低速串行通信接口标准，要注意的是，它的电平标准有点“反常”：高电平为-12V，而低电平为+12V。
So，当我们试图通过计算机与外设进行通信时，一个电平转换芯片MAX232自然是少不了的了。
但是我们得清醒地意识到它的一些缺点，例如数据传输速度还是比较慢、传输距离也较短等。
（5）差分平衡电平接口：
它是用一对接线端A和B的相对输出电压（uA-uB）来表示信号的，一般情况下，这个差分信号会在信号传输时经过一个复杂的噪声环境，导致两根线上都产生基本上相同数量的噪声，而在接收端将会把噪声的能量给抵消掉，因此它能够实现较远距离、较高速率的传输。
工业上常用的RS-485接口采用的就是差分传输方式，它具有很好的抗共模干扰能力。
（6）光隔离接口：
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，它的“好处”就是能够实现电气隔
离，因此它有出色的抗干扰能力。
在电路工作频率很高的条件下，基本只有高速的光电隔离接口电路才能满足数据传输的需要。
有时为了实现高电压和大电流的控制，我们必须设计和使用光隔离接口电路来连接如上所述的这些低电平、小电流的TTL或CMOS电路，因为光隔离接口的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏特的高压，足以满足一般的应用了。
此外，光隔离接口的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源，否则的话还是有电气联系，也就不叫隔离了。
（7）线圈耦合接口：
它的电气隔离特性好，但是允许的信号带宽有限。
例如变压器耦合，它的功率传输效率是非常高的，输出功率基本接近其输入功率，因此，对于一个升压变压器来说，它可以有较高的输出电压，但是却只能给出较低的电流。
此外，变压器的高频和低频特性并不让人乐观，但是它的最大特点就是可以实现阻抗变换，当匹配得当时，负载可以获得足够大的功率，因此，变压器耦合接口在功率放大电路设计中很“吃香”。