模电

电容

**退耦：**利用通交阻直，将看似直流的信号中的交流成分滤除 （一般用在给MPU供电，尽量小一些，10nf~100nf~1uf以下）

**滤波：**也可以理解为给电容充电，让电容在电平为低时临时提供能量，这样就不会导致电平波动太大（经常用在DC DC转换芯片上， DCDC的实现一般是把直流电转变为占空比不同的PWM波，然后经过LC电路处理，最后成为一个波动较大的可以设置的波动较大的直流电压，这时就需要用到滤波电容了。

电感

**普通电感：**LC滤波使用

**共模电感：**也叫共模扼流圈，共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，**要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，**而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

二极管

**普通二极管：**单向导电，可以整流。

**TVS静态抑制二极管：**当电压突然升高（例如静电）,抑制二极管会瞬间击穿，TVS因为内阻很小，会把此电压消耗掉。可以保护电路

**齐纳/稳压二极管：**工作在击穿状态，稳定电压。记得串联一个电阻

三极管

开关作用：

饱和、截止

一般会在这里接下拉电阻，防止浮空时误导通。（NPN为例）

放大作用：

ic=βib

一般不会有人用三极管再做放大电路了。可以直接用运放。（虽然运放里也是这些东西~） （这里的电阻仅供参考）

具体就是集电结正偏，发射结反偏时，Ic=Ib*β

横坐标为三极管CE电压， 纵坐标为IC电流， 不同的线为当IB为不同电流时~

MOS管

分N沟道和P沟道。（这里以P沟道为例） （箭头指向G极的就是N沟道。 箭头背向G极的就是P沟道） 电流流向：（NMOS：D—S PMOS：S—D）

开关作用：

（电压控制电流）栅极G和源极S的电压差决定了D和S之间是否导通。 （一般3v左右，GS的压差就可以）

P沟道mos管作为开关的条件（GS >GS（TH））

一般用Pmos，因为Pmos的（R DS）内阻小，0.09Ω左右，N的大，功率大

实例：

放大作用：

基本不用

运放

使用运放，一般都需要查看芯片手册

主要关注 运放的带宽、功耗、供电电压（一般是GND和VCC的差值）

差分运放

(Vin1 - Vin2) * (R7/R6) = Vout

一般会搭建成这个样子，方便计算

反向比例运放

一般不用，因为负电压需要成本。转换芯片或者两个电源。

把同相输入端输入为0， 所以这时候 输出为

-Vin2 * (R11 / R10) = Vout

特别注意的是： 此公式成立的前提是 R3 = R10 // R11

如果需要输出负电压，那么GND需要输入为负电压。

同向比例运放

R25的电阻，一般选R26或 R27之间最大的一个，（不做超精密的设备不需要考虑那么多）

Vout = （1 + R27 / R26） Vin2*

电压跟随器

作用：利用运放的带负载能力，进行阻抗匹配，用来驱动后级电路（一般极限为10mA）

（比如DAC，数模转换器，输出的电压没有驱动能力，会后接跟随器）

（比如一些传感器，输出的电压的驱动能力不高，添加跟随器……）

加法器和减法器

一般加法器没有需求，减法器用的多。

数电

RS485通讯电路

RS485是一颗电平转换芯片

使用时，RO接单片机输入，DI接单片机输出

RE和DE连接在一起

R/D为低电平时，发送禁止，接收有效；R/D为高电平时，则发送有效，接收截止。 所以这个485通讯为半双工通讯

参数：速度、防静电保护电压值（一般人的静电电压为4KV左右）

最多为255个从站，一主多从，双绞线，RS485有终端电阻（防止回波反射）

10R电阻目的是为了防止回波反射。 R1为终端电阻。 R2为上拉电阻，防止浮空时电压不确定

复位电路

保证在上电时（解决上电时的电压波动），保证能单片机复位一段时间后正常启动。

其中电阻电容的大小可以确定复位的时间长短

光耦电路

优点：电气隔离，让两边信号没有直接联系。所以两边电压不能是一个

光耦电路需要几十uA~100uA，需要接入电阻来控制电路的电流，防止烧毁，想要速度更快，可以适当的增加电流，让波形更陡峭。记得上下拉电阻~

分类：普通低速光耦（200K左右，4个引脚）、高速光耦（10M以上，一般都是5个引脚，输出的引脚，一般需要上拉电阻）

线性稳压器（LDO）（AMS1117-3.3）

常用的AMS1117-3.3 / -5 / -1.8

可以把5 V 变为 3.3V

参数有输出能力，输出电压，输入电压，输出误差等等。

注意输入和输出的压差不要差太多，输出电压别卡着极限，会导致发热。

原理：通过三极管、稳压管、电阻、二极管等等、实现的模拟稳压。

DC-DC（SGM61220XTN6G/TR）

电压 降压。高→低的一般称作Buck电源

电压生涯。低→高的一般称作boost电源

参数：输出电流，输出电压，输入电压。

注意：一些芯片需要配比电阻的比值来输出某一电压。手册中搜索Vout就可以找到。 一般来说，Vout = （Vref * (R1/R2+1) ，其中Vref每一个芯片可能都不一样

优点：输出大电流不发热。

**原理：**将输入的电压变为占空比不同，但幅值相同的信号，经过电容、电感的退耦滤波，输出为较为平滑的直流电。

MOS管+光耦

MCU 通过光耦 EL357N 做电气隔离。R10 的33R是限流，光耦低电平点亮。然后，上拉电阻 R7 接 V24_ISOLATE，R16 防过冲。后面是 MOS 管 CJQ4407S，VGS=-24V 导通，D2 做保护。

模数转换ADC

参数：

• 分辨率（16位代表 此量程分为了2的16次方份）
• 通道数（利用复用器通断各个通道，对不同通道进行模数转换）
• 采样率，速度，一般速度为采集信号的三倍。
• 基准源：外部的输入信号不能高于参考源（逐次逼近对比）（一般可配置内部参考源或者外部参考源）

模式：

• 单端，以0V作为参考，得到各个通道的电压值
• 差分，通过设置寄存器，将8通道的单端变为4通道的差分，两两引脚作为一个差分输入。

通讯：

• 常见的通讯都有， RS485、UART、I2C、SPI等等。 需要注意参考手册说明的时序

数字隔离器(NSI8141W1)

速度：10M-150M

优点便宜。

分类

• 磁隔离
• 电容隔离

建议布线：（注意两边铺铜并为相连）电气隔离，让两边信号没有直接联系。

电流采样（磁珠+电阻+TVS保护+ADC读电压）

电阻得到电压；磁珠抑制高频；双向TVS保护；ADC检测。

RAM

分类

• DRAM（动态随机存取存储器）：使用电容和电流来存储数据，需要刷新操作以保持数据的稳定性。
• SRAM（静态随机存取存储器）：使用存储触发器来存储数据，速度快但成本较高

注意事项

在使用DRAM存储器时，可以在CubeMX上勾选SRAM的选项，因为CubeMX上没有DRAM选项。

在使用RAM时，需要根据不同芯片的控制引脚，在CubeMX上选择后，根据自动生成的FMC的引脚，更改原理图与单片机相连的网络标签。

DRAM有的线就都要连接上

USB

USB2.0 为D+、 D-（两根差分线）、 GND、 VBUS（5V）

鼠标、键盘叫做Device设备；他的电力来源于Host主机。

在CubeMX中会有FS 和HS两种USB模式。 F为通用（2根线引出）， H为高速（需要十二根线然后连接到Phy芯片，Phy芯片会再输出USB的几根线。）

对于原理图，也是只需要四根线即可， VBUS直接使用5V供电即可， 不需要单片机的一个引脚单独使用了。

分析别人的原理图

一般原理图总会有这么几个部分

1. 电源
2. 控制部分（MCU 、FPGA 、DSP等等）
3. 信号处理

看原理图时，可以结合PCB分析，例如查看电源的输入时。

如果见到不认识的芯片，就去搜一下是干嘛用的。

• 先看主控
  • 分析主控的附属电路（晶振、启动电路等等）
• 分析电源
  • 分析电源输出和输入，输入是从哪里来的。
  • 输出的电压给谁去用了？
• 分析信号
  • 从信号输入的端子开始捋
    • 芯片不知道干啥就去搜是干嘛用的
    • 沿着信号的方向看

如何自己画出一个新的产品

**要明确：**功能（应用场景）

1. 电源
2. 主控
3. 信号处理（数字或模拟）

流程

1. 确定MCU
   • 确定外部的输入量，根据输入量确定需要用到的外设（ADC、SPI、IO口等等）
   • 画MCU+MCU的最小系统
2. 确定电源输入
   • 电源转换
3. 确定是否隔离（数字隔离器或者光耦）
   • 被控电路是否‘吃’电流
     • 往后添加驱动电路
4. 信号处理
   • 根据信号输入，确定如何读取。如何能更准确