max262数据手册（详解功率MOS管的每一个参数）

本文目录

• 详解功率MOS管的每一个参数
• max262 有四种模式，但是每种模式有几种滤波方式！ 怎么设置每种模式中具体的滤波方式
• 搞电子专业的.我需要掌握些什么必要的知识.会用那些系统软件工具
• 求max262的程序 以及软件的用法

详解功率MOS管的每一个参数

详解功率MOS管的每一个参数如下：

简介

MOS管，即金属（Metal）氧化物（Oxide）半导体（Semiconductor）场效应晶体管，是一种应用场效应原理工作的半导体器件；和普通双极型晶体管相比，MOS管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优势，在开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域得到了越来越普遍的应用。

MOS管的种类及结构

MOS管是FET的一种（另一种为JFET结型场效应管），主要有两种结构形式：N沟道型和P沟道型；又根据场效应原理的不同，分为耗尽型（当栅压为零时有较大漏极电流）和增强型（当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流）两种。因此，MOS管可以被制构成P沟道增强型、P沟道耗尽型、N沟道增强型、N沟道耗尽型4种类型产品。

每一个MOS管都提供有三个电极：Gate栅极（表示为“G”）、Source源极（表示为“S”）、Drain漏极（表示为“D”）。接线时，对于N沟道的电源输入为D，输出为S；P沟道的电源输入为S，输出为D；且增强型、耗尽型的接法基本一样。

从结构图可发现，N沟道型场效应管的源极和漏极接在N型半导体上，而P沟道型场效应管的源极和漏极则接在P型半导体上。场效应管输出电流由输入的电压（或称场电压）控制，其输入的电流极小或没有电流输入，使得该器件有很高的输入阻抗，这也是MOS管被称为场效应管的重要原因。

MOS管工作原理

N沟道增强型场效应管原理

N沟道增强型MOS管在P型半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极（漏极D、源极S）；在源极和漏极之间的SiO2绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G；P型半导体称为衬底，用符号B表示。由于栅极与其它电极之间是相互绝缘的，所以NMOS又被称为绝缘栅型场效应管。

当栅极G和源极S之间不加任何电压，即VGS=0时，由于漏极和源极两个N+型区之间隔有P型衬底，相当于两个背靠背连接的PN结，它们之间的电阻高达1012Ω，即D、S之间不具备导电的沟道，所以无论在漏、源极之间加何种极性的电压，都不会产生漏极电流ID。

当将衬底B与源极S短接，在栅极G和源极S之间加正电压，即VGS＞0时，如图表4（a）所示，则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。在这个电场的作用下，P衬底表面附近的空穴受到排斥将向下方运动，电子受电场的吸引向衬底表面运动，与衬底表面的空穴复合，形成了一层耗尽层。

如果进一步提高VGS电压，使VGS达到某一电压VT时，P衬底表面层中空穴全部被排斥和耗尽，而自由电子大量地被吸引到表面层，由量变到质变，使表面层变成了自由电子为多子的N型层，称为“反型层”，如图表3（b）所示。

反型层将漏极D和源极S两个N+型区相连通，构成了漏、源极之间的N型导电沟道。把开始形成导电沟道所需的VGS值称为阈值电压或开启电压，用VGS（th）表示。显然，只有VGS＞VGS（th）时才有沟道，而且VGS越大，沟道越厚，沟道的导通电阻越小，导电能力越强；“增强型”一词也由此得来。

在VGS＞VGS（th）的条件下，如果在漏极D和源极S之间加上正电压VDS，导电沟道就会有电流流通。漏极电流由漏区流向源区，因为沟道有一定的电阻，所以沿着沟道产生电压降，使沟道各点的电位沿沟道由漏区到源区逐渐减小，靠近漏区一端的电压VGD最小，其值为VGD=VGS－VDS，相应的沟道最薄；靠近源区一端的电压最大，等于VGS，相应的沟道最厚。

这样就使得沟道厚度不再是均匀的，整个沟道呈倾斜状。随着VDS的增大，靠近漏区一端的沟道越来越薄。

当VDS增大到某一临界值，使VGD≤VGS（th）时，漏端的沟道消失，只剩下耗尽层，把这种情况称为沟道“预夹断”，如图表4（a）所示。继续增大VDS，夹断点向源极方向移动，如图表4（b）所示。

尽管夹断点在移动，但沟道区（源极S到夹断点）的电压降保持不变，仍等于VGS－VGS（th）。因此，VDS多余部分电压全部降到夹断区上，在夹断区内形成较强的电场。这时电子沿沟道从源极流向夹断区，当电子到达夹断区边缘时，受夹断区强电场的作用，会很快的漂移到漏极。

P沟道增强型场效应管原理

P沟道增强型MOS管因在N型衬底中生成P型反型层而得名，其通过光刻、扩散的方法或其他手段，在N型衬底（基片）上制作出两个掺杂的P区，分别引出电极（源极S和漏极D），同时在漏极与源极之间的SiO2绝缘层上制作金属栅极G。其结构和工作原理与N沟道MOS管类似；只是使用的栅-源和漏-源电压极性与N沟道MOS管相反。

在正常工作时，P沟道增强型MOS管的衬底必须与源极相连，而漏极对源极的电压VDS应为负值，以保证两个P区与衬底之间的PN结均为反偏，同时为了在衬底顶表面附近形成导电沟道，栅极对源极的电压也应为负。

当VDS=0时。在栅源之间加负电压比，由于绝缘层的存在，故没有电流，但是金属栅极被补充电而聚集负电荷，N型半导体中的多子电子被负电荷排斥向体内运动，表面留下带正电的离子，形成耗尽层。

随着G、S间负电压的增加，耗尽层加宽，当VDS增大到一定值时，衬底中的空穴（少子）被栅极中的负电荷吸引到表面，在耗尽层和绝缘层之间形成一个P型薄层，称反型层，如图表6（2）所示。

这个反型层就构成漏源之间的导电沟道，这时的VGS称为开启电压VGS（th），达到VGS（th）后再增加，衬底表面感应的空穴越多，反型层加宽，而耗尽层的宽度却不再变化，这样我们可以用VGS的大小控制导电沟道的宽度。

当VDS≠0时。导电沟道形成以后，D、S间加负向电压时，那么在源极与漏极之间将有漏极电流ID流通，而且ID随VDS而增，ID沿沟道产生的压降使沟道上各点与栅极间的电压不再相等，该电压削弱了栅极中负电荷电场的作用，使沟道从漏极到源极逐渐变窄，如图表7（1）所示。

当VDS增大到使VGD=VGS（即VDS=VGS-VGS（TH）），沟道在漏极附近出现预夹断，如图表7（2）所示。再继续增大VDS，夹断区只是稍有加长，而沟道电流基本上保持预夹断时的数值，其原因是当出现预夹断时再继续增大VDS，VDS的多余部分就全部加在漏极附近的夹断区上，故形成的漏极电流ID近似与VDS无关。

N沟道耗尽型场效应管原理

N沟道耗尽型MOS管的结构与增强型MOS管结构类似，只有一点不同，就是N沟道耗尽型MOS管在栅极电压VGS=0时，沟道已经存在。这是因为N沟道是在制造过程中采用离子注入法预先在D、S之间衬底的表面、栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子，该沟道亦称为初始沟道。

当VGS＝0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道，所以只要有漏源电压，就有漏极电流存在；当VGS＞0时，将使ID进一步增加；VGS＜0时，随着VGS的减小，漏极电流逐渐减小，直至ID＝0。对应ID＝0的VGS称为夹断电压或阈值电压，用符号VGS（off）或Up表示。

由于耗尽型MOSFET在VGS=0时，漏源之间的沟道已经存在，所以只要加上VDS，就有ID流通。如果增加正向栅压VGS，栅极与衬底之间的电场将使沟道中感应更多的电子，沟道变厚，沟道的电导增大。

如果在栅极加负电压（即VGS＜0），就会在相对应的衬底表面感应出正电荷，这些正电荷抵消N沟道中的电子，从而在衬底表面产生一个耗尽层，使沟道变窄，沟道电导减小。当负栅压增大到某一电压VGS（off）时，耗尽区扩展到整个沟道，沟道完全被夹断（耗尽），这时即使VDS仍存在，也不会产生漏极电流，即ID=0。

P沟道耗尽型场效应管原理

P沟道耗尽型MOS管的工作原理与N沟道耗尽型MOS管完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性也不同。

耗尽型与增强型MOS管的区别

耗尽型与增强型的主要区别在于耗尽型MOS管在G端（Gate）不加电压时有导电沟道存在，而增强型MOS管只有在开启后，才会出现导电沟道；两者的控制方式也不一样，耗尽型MOS管的VGS（栅极电压）可以用正、零、负电压控制导通，而增强型MOS管必须使得VGS》VGS（th）（栅极阈值电压）才行。

由于耗尽型N沟道MOS管在SiO2绝缘层中掺有大量的Na+或K+正离子（制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子），当VGS=0时，这些正离子产生的电场能在P型衬底中感应出足够的电子，形成N型导电沟道；当VGS》0时，将产生较大的ID（漏极电流）；如果使VGS《0，则它将削弱正离子所形成的电场，使N沟道变窄，从而使ID减小。

这些特性使得耗尽型MOS管在实际应用中，当设备开机时可能会误触发MOS管，导致整机失效；不易被控制，使得其应用极少。

因此，日常我们看到的NMOS、PMOS多为增强型MOS管；其中，PMOS可以很方便地用作高端驱动。不过PMOS由于存在导通电阻大、价格贵、替换种类少等问题，在高端驱动中，通常还是使用NMOS替代，这也是市面上无论是应用还是产品种类，增强型NMOS管最为常见的重要原因，尤其在开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS管。

MOS管区分NP沟道

三极管是流控型器件，MOS管是压控型器件，两者存在相似之处。三极管机可能经常用，但MOS管你用的可能较少。对于MOS管先抛出几个问题：

如何区分P-MOS和N-MOS；

如何区分MOS的G、D、S管脚；

MOS管的寄生二极管方向如何；

MOS管如何导通；

带着这几个问题，再看下面的内容，你会理解的更快、更多。

MOS管重要特性

导通特性

导通的意义是作为开关，相当于开关闭合。NMOS的特性，VGS大于一定的值就会导通，适用于源极接地时的情况（低端驱动），只需栅极电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性是，VGS小于一定的值就会导通，适用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。

损失特性

不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，电流就会被电阻消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧至几十毫欧左右，选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。

MOS管在进行导通和截止时，两端的电压有一个降落过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，这称之为开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。

导通瞬间电压和电流的乘积越大，构成的损失也就越大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。

寄生电容驱动特性

跟双极性晶体管相比，MOS管需要GS电压高于一定的值才能导通，而且还要求较快的导通速度。在MOS管的结构中可以看到，在GS、GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，理论上就是对电容的充放电。

对电容的充电需要一个电流，由于对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一个要留意的是可提供瞬间短路电流的大小；第二个要留意的是，普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要栅极电压大于源极电压。

而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压（VCC）相同，所以这时栅极导通电压要比VCC高4V或10V，而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。

寄生二极管

漏极和源极之间有一个寄生二极管，即“体二极管”，在驱动感性负载（如马达、继电器）应用中，主要用于保护回路。不过体二极管只在单个MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。

不同耐压MOS管特点

不同耐压的MOS管，其导通电阻中各部分电阻比例分布不同。如耐压30V的MOS管，其外延层电阻仅为总导通电阻的29%，耐压600V的MOS管的外延层电阻则是总导通电阻的96.5%。

不同耐压MOS管的区别主要在于，耐高压的MOS管其反应速度比耐低压的MOS管要慢，因此，它们的特性在实际应用中也表现出了不一样之处，如耐中低压MOS管只需要极低的栅极电荷就可以满足强大电流和大功率处理能力，除开关速度快之外，还具有开关损耗低的特点，特别适应PWM输出模式应用；而耐高压MOS管具有输入阻抗高的特性，在电子镇流器、电子变压器、开关电源方面应用较多。

MOS管与三极管、IBGT的差别

MOS管与三极管的差别

三极管全称为半导体三极管，它的主要作用就是将微小的信号中止放大。MOS管与三极管有着许多相近的地方，也有许多不同之处。

首先是开关速度的不同。三极管工作时，两个PN结都会感应出电荷，当开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，假设这时三极管截至，PN结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需求时间。而MOS由于工作方式不同，不需要恢复时间，因此可以用作高速开关管。

其次是控制方式不同。MOS管是电压控制元件，而三级管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用MOS管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用三极管。

接着是载流子种类数量不同。电力电子技术中提及的单极器件是指只靠一种载流子导电的器件，双极器件是指靠两种载流子导电的器件。MOS管只应用了一种多数载流子导电，所以也称为单极型器件；而三极管是既有多数载流子，也应用少数载流子导电；是为双极型器件。

第三是灵活性不同。有些MOS管的源极和漏极可以互换运用，栅压也可正可负，灵活性比三极管好。

第四是集成能力不同。MOS管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多MOS管集成在一块硅片上，因此MOS管在大范围集成电路中得到了普遍的应用。

第五是输入阻抗和噪声能力不同。MOS管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，被普遍应用于各种电子设备中，特别用MOS管做整个电子设备的输入级，可以获得普通三极管很难达到的性能。

最后是功耗损耗不同。同等情况下，采用MOS管时，功耗损耗低；而选用三极管时，功耗损耗要高出许多。

当然，在使用成本上，MOS管要高于三极管，因此根据两种元件的特性，MOS管常用于高频高速电路、大电流场所，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的中央区域；而三极管则用于低成本场所，达不到效果时才会考虑替换选用MOS管。

MOS管与IGBT的差别

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和功率晶体管（GTR）的低导通压降两方面的优点。

1.3 ID - 连续漏电流

ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25℃或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度的函数：

ID中并不包含开关损耗，并且实际使用时保持管表面温度在25℃（Tcase）也很难。因此，硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC = 25℃的一半，通常在1/3～1/4。补充，如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的ID，这个值更有现实意义。

1.4 IDM -脉冲漏极电流

该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义IDM的目的在于：线的欧姆区。对于一定的栅-源电压，MOSFET导通后，存在最大的漏极电流。如图所示，对于给定的一个栅-源电压，如果工作点位于线性区域内，漏极电流的增大会提高漏-源电压，由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下，将导致器件失效。因此，在典型栅极驱动电压下，需要将额定IDM设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。

因此需要设定电流密度上限，防止芯片温度过高而烧毁。这本质上是为了防止过高电流流经封装引线，因为在某些情况下，整个芯片上最“薄弱的连接”不是芯片，而是封装引线。

考虑到热效应对于IDM的限制，温度的升高依赖于脉冲宽度，脉冲间的时间间隔，散热状况，RDS(on)以及脉冲电流的波形和幅度。单纯满足脉冲电流不超出IDM上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻的讨论，来估计脉冲电流下结温的情况。

1.5 PD -容许沟道总功耗

容许沟道总功耗标定了器件可以消散的最大功耗，可以表示为最大结温和管壳温度为25℃时热阻的函数。

1.6 TJ, TSTG-工作温度和存储环境温度的范围

这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。

1.7 EAS-单脉冲雪崩击穿能量

如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。

定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS。额定雪崩击穿能量与额定UIS具有相似的意义。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。

L是电感值，iD为电感上流过的电流峰值，其会突然转换为测量器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后，将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时，即使 MOSFET处于关断状态，电感上的电流同样会流过MOSFET器件。电感上所储存的能量与杂散电感上存储，由MOSFET消散的能量类似。

MOSFET并联后，不同器件之间的击穿电压很难完全相同。通常情况是：某个器件率先发生雪崩击穿，随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。

根据MOS管的输出特性曲线，取Uds其中的一点，然后用作图的方法，可取得到相应的转移特性曲线。从转移特性曲线上可以看出当Uds为某值时，Id与Ugs之间的关系。

MOS的导通电阻跟结温是呈现正温度系数变化的，也就是结温越高，导通电阻越大。MOS数据手册上一般会画出当VGS=10V时的导通电阻随温度变化的曲线。

电容容量值越小，栅极总充电电量QG越小，开关速度越快，开关损耗就越小，开关电源DC/DC变换器等应用，要求较小的QG值。

MOS管一般会有一个寄生二极管，寄生二极管对MOS管有保护的作用，它的特性跟普通的二极管是一样的，也具有正向导通的特性。

最大安全工作区是由一系列(电压，电流)坐标点形成的一个二维区域，MOS管工作时的电压和电流都不能超过该区域，如果超过这个区域就存在危险。

MOS管表面温度在25℃或更高温度下，可允许的最大连续直流电流。从测试条件可以看出，在同样条件下MOS管的温度越高，ID越小。原因是内阻随着温度的增高而增大，根据I=U/R可知，内阻跟电流成反比，内阻越大，通过的电流越小，带载能力越弱。

可以看到，MOS管的相关参数其实有很多，其实，在一般应用中，我们主要考虑漏源击穿电压VDS、持续漏极电流ID、导通电阻RDS(ON)、最大耗散功率PD、开启电压VGS(th)，开关时间，工作温度范围等参数就可以了。

max262 有四种模式，但是每种模式有几种滤波方式！ 怎么设置每种模式中具体的滤波方式

没有模式0、只有1、2、3、4模式 选择模式1时可以低通和带通，直接写程序设定fclk/fo值和
Q值就行了 低通输出端自然就输出低通 带通输出端自然就输出带通... 依次类推 都是一样的 只不过高通只能选择模式三~

搞电子专业的.我需要掌握些什么必要的知识.会用那些系统软件工具

掌握了一下的硬件和软件知识，基本上就可以成为一个合格的电子工程师：
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、 7407
3、 7404
4、 7400
5、 74LS573
6、 ULN2003
7、 74LS244
8、 74LS240
9、 74LS245
10、 74LS138/238
11、 CPLD(EPM7128)
12、 1161
13、 max691
14、 max485/75176
15、 mc1489
16、 mc1488
17、 ICL232/max232
18、 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2N5551
10、 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、 eeprom
2、 串行I/O接口芯片
3、 串行AD、DA
4、 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：DC12
2) 接口：RS232
3) 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：DC5V
2) 接口：RS232
3) 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：DC5V
2) 接口：PCL725/MOXA 8个RS232
1. 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、0
3. 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。
为什么要掌握这些知识？
实际上，电子工程师就是将一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原来的这
些器件分离时无法完成的功能，做成一个成品。所需要的技能越高、功能越复杂、
成本越低、市场上对相应的东东的需求越大，就越成功。这就是电子工程师的自身
的价值。从成本到产品售出，之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板，是在
市场上去寻找这样的应用；对电子工程师而言，是将老板提出的需求或者应用按照
一定的构思原则（成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等）在最短的
时间内完成。最短的时间，跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有
关。这就是电子工程师的价值。
将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有以下组成：
1) 输入
2) 处理核心
3) 输出
输入基本上有以下的可能：
1) 键盘
2) 串行接口（RS232/485/can bus/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：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，程序既
可靠又容易编写。
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1个室外使
用的产品，在北京室外使用，没有任何的通风和加热的措施，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的核的基
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，哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中？
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口和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，它的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书籍中还有一些并行扩展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、
D/A等，我觉得已经没有必要去看了，知道历史上有这些一回事就行了；
这些知识，是所有产品都具备的要素。所以要学，再具体应用。
说一个小的故事：野人献曝。
从前，有一个农民，冬天干了活后，休息晒太阳。好舒服呀。
他想，这么舒服的享受，我要献给国王，让他也能得到享受。
于是他兴冲冲地到了王宫，将他的宝贵经验献给了国王。
我现在就象这个农民，把自己认为很宝贵的经验献给大家。希望大家多提宝贵意见
；拍板砖也可以，骂我也无所谓，呵呵，随便。
第一课：51单片机最小系统
实际上，51单片机核心外围电路是很简单的，一个单片机＋一个看门狗＋一个晶振
＋2个磁片电容；
1. 单片机：atmel的89C51系列、winbond的78E52系列，还有philips的系列，都差
不多；现在有一些有ISP（在线下载的），就更好用了；
2. 看门狗：种类很多，我常用的有max691/ca1161和DS1832等，具体看个人习惯、
芯片工作电压、封装等。Max系列和DS系列，还有IMP公司的，种类很多，一般只需
要有最基本的功能就可以了；原来我使用max691，但是max691比较贵，因为它有电
池切换功能，后来新设计电路板，就都采用ca1161了。
很早以前的电路设计中，现在可能还有人使用，使用一个电阻和一个电容达成的上
电复位电路；但是，这样的复位电路一个是不可靠，为什么不可靠，网络上能找得
到专门论述复位电路的文章；更重要的是，51系列的单片机比较容易受到干扰；没
有看门狗电路是不行的，当程序跑飞时，回不来了，死在那里。
常规的做法是买一个专门的看门狗电路，完成复位电路和看门狗电路的功能。
这些芯片的资料很容易在网络上找到，通常使用百度搜索就可以了；看见有PDF的
字样，就点击下载；使用网际快车flashget下载也是最好的；
这些资料通常是pdf格式的文件，所以，还需要一个pdf的阅读器。
***隐藏网址***
***隐藏网址***
***隐藏网址***
实际上，有了百度和其它的搜索引擎，很方便下载到这些芯片的资料，比光盘还方
便，不需要去到处找。
单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。如果你的产品是工作在干扰比较大的环境
，可以试试选用不同品牌的单片机；原来我在一个光电所，做YAG激光治疗机的控
制部分，脉冲激光机的电源放电的时候，能量是很大的，在采取了所有能够想到的
光电隔离等措施之后，还是不行；后来，选用了intel的8031，就可以了。小声的
说：当时的philips的单片机抗干扰性能是最差的，可能跟Philips主要是用在民用
领域有关。现在不知道怎么样了，有人知道的话告诉我。
单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方；在严重干扰的情况下，需要将所
有的口线光电隔离。
3. 晶振：一般选用11.0592M，因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率；也
可以使用36.864M，这个频率是1.8432M的20倍，看别人的电路板上用过，我也没有
用到。这2种晶振很容易买到，价钱跟12M的一样。书上说，12M的晶振也能得到
9600的波特率，但是，实际用的时候，会每隔一段时间就出错一次，好像累积误差
一样，比较奇怪。
即使你的单片机系统不使用RS232接口，也可以做一个Rs232，留着做测试，或者预
留等等，没有坏处。除非你的单片机系统的口线不够用了。
4. 磁片电容：22pf～30pf，可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁
片电容，但是，我都是随便拿来使用，反正在11.0592M下，都没有问题；如果你用
到了更高的频率，最好还是找找资料看看。
参见以下电路图：
如果你的单片机系统没有工作，检查步骤如下：
1. 查看门狗的复位输出，可能的话在电路板上加一个LED，下拉，这样看起来就更
方便；要是看门狗复位信号有，往下；
2. 查单片机，看看管脚有没有问题；一般编程器能够将程序写入，说明单片机是
好的；最好手头上准备一个验证过的单片机，内部有一个简单的程序，比如，在某
个口线上输出1个1秒占空比的方波等，可以使用万用表测量。
加一句：设计产品时，要在关键的地方：电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O
口等加不同颜色的LED指示，便于调试；作为批量大的产品，可以去掉部分LED，一
方面是降低成本、一方面是流程保密；
3. 再查磁片电容，有些瓷片电容质量不行，干脆换了；顺便说一下，换器件最好
使用吸锡带，将焊盘内的锡吸干净，再将器件拔出，这样不会损伤焊盘内的过孔；
再将新的瓷片电容焊接上去的时候，用万用表量量是好的再焊；
4. 最后只有换晶振了；切记要买好的晶振，有些品牌质量比较好。
5. 以上按照以上步骤检测时，将无关的外围芯片去掉；因为有一些是外围器件的
故障导致单片机最小系统没有工作。
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
2.2 74系列
2.3 CD4000系列
2.4 光耦与光电管
2.5 三极管
2.6 电容电阻
2.7 固态继电器
2.8 继电器
2.9 变压器和三端稳压器
2.10 开关电源芯片
2.11 封装知识、芯片批号等
2.12 接插件
2.13 器件选购的知识
第三课 数字量的输入输出
第四课 单片机的通讯接口
第五课 单片机系统设计的硬件构思
第六课 单片机程序的框架（汇编版本）
第七课 模拟量的输入输出
……
各位多提宝贵意见。
保证实用。如果程序里面有一些例程，也是已经经过测试可以拿来就用的；实际上
是我早年的一些产品的程序的一部分；不好意思，都是汇编的。
写的时间只有周末会多一些，可以保证做到一周一课；尽量能够提前，但是这要看
看工作忙不忙了。
坊间有一些参考书，准备今天上午到北京中发市场转了一圈，我记得以下参考书目
较好：
1. 周航慈：《单片机程序设计》
2. 徐涵芳：《MCS-51单片机结构与设计》
3. 何立民：《......》
有了这些就基本够用了；其它的很多都是资料的翻译；如果英文不好，可以看看；
英文好的话，可以不必了，省电钱买开发系统和编程器、开发板什么的，需要什么
资料直接下载PDF文件好了。
要想成为电子工程师，需要宽带，在家里安装包月的adsl或者长宽，绝对值得。
实际上，网络上什么都有了，就是一个网络数据库，要好好利用。
网上自有黄金屋，网上自有颜如玉……
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
有必要对以下系列的芯片和分立器件进行介绍。
除了单片机作为控制器的核心外，作为一个产品，由很多东西构成；所以，在讲系
统之前，先将这些零零碎碎的东西一并交待。就好像一栋房子，有各种各样的构件
组成，下面的这些东东就像砖瓦一样，没有不行。
2.2 74系列芯片
74系列的芯片的下载地址：
***隐藏网址***
***隐藏网址***
***隐藏网址***
74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片现在均已不用了，但是，实际上，在目
前的系统中，还能看到一些芯片，有些芯片现在还在系统中使用，例如：
1、 7404 – 6个反相门
下载地址：
***隐藏网址***
将输入的TTL逻辑反相，如：0-》1，1-》0
2、 7407 – 6个集电极开路门
下载地址：
***隐藏网址***
由于集电极开路门可以外接高电压，可以最高到DC30V，电流最大到39mA，通常我
用它驱动8字数码管和继电器等大电流的负载；开路门内部结构是达林顿管的，输
出的逻辑是正的；
与其类似的芯片是7406，只不过是反相开路门。
3、 74LS573与74LS373 – 8 数据锁存器
74LS373下载地址：
***隐藏网址***
74LS573下载地址：
***隐藏网址***
引入几个概念：
1. 真值表
参见74LS373的PDF的第2页：
Dn LE OE On
H H L H
L H L L
X L L Qo
X X H Z
这个就是真值表，表示这个芯片在输入和其它的情况下的输出情况。
每个芯片的数据手册（datasheet）中都有真值表。
布尔逻辑比较简单，在此不赘述；
2. 高阻态
就是输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，可以
多个芯片并联输出；但是，这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态，否则会将芯
片烧毁；
高阻态的概念在RS232和RS422通讯中还可以用到。
3. 数据锁存
当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持；
这个概念在并行数据扩展中经常使用到。
4. 数据缓冲
加强驱动能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具备数据缓冲的能力。
OE：output_enable，输出使能；
LE：latch_enable，数据锁存使能，latch是锁存的意思；
Dn：第n路输入数据；
On：第n路输出数据；
再看这个真值表，意思如下：
第四行：当OE＝1是，无论Dn、LE为何，输出端为高阻态；
第三行：当OE＝0、LE＝0时，输出端保持不变；
第二行第一行：当OE＝0、LE＝1时，输出端数据等于输入端数据；
结合下面的波形图，在实际应用的时候是这样做的：
a． OE＝0；
b． 先将数据从单片机的口线上输出到Dn；
c． 再将LE从0-》1-》0
d． 这时，你所需要输出的数据就锁存在On上了，输入的数据在变化也影响不到输
出的数据了；实际上，单片机现在在忙着干别的事情，串行通信、扫描键盘……单
片机的资源有限啊。
在单片机按照RAM方式进行并行数据的扩展时，使用movx @dptr, A这条指令时，这
些时序是由单片机来实现的。
后面的表格中还有需要时间的参数，你不需要去管它，因为这些参数都是几十ns级
别的，对于单片机在12M下的每个指令周期最小是1us的情况下，完全可以实现；如
果是你自己来实现这个逻辑，类似的指令如下：
mov P0,A ;将数据输出到并行数据端口
clr LE
setb LE
clr LE ;上面三条指令完成LE的波形从0-》1-》0的变化
74ls573跟74LS373逻辑上完全一样，只不过是管脚定义不一样，数据输入和输出端
各在一侧，PCB容易走线；所以大家都喜欢使用这个芯片。
4、 74LS244 – 数据缓冲器
下载地址：
***隐藏网址***
数据输出能力比较强，输出电流可以到40mA以上；
4个缓冲器分成2组，具有高阻态控制端口
5、 74LS245 – 总线缓冲器
***隐藏网址***
双向数据接口，通常在ISA板卡上可以看到；
早期的51系统中，为了扩展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等经常可以看到这个片子
；
为了增强驱动能力，有时是为了隔离输入和输出，主要是布线方便，象74LS573一
样，输入、输出在一侧，经常用到这个片子
6、 74LS138 – 三－八译码器
***隐藏网址***
在早期的51系统的扩展中，作为地址选通的片子，可以经常看到。
另外一个类似的芯片是74LS154，是4-16译码器，现在更是少见了。
有兴趣的可以研究一下何立民的经典著作中的有关章节。
知道有这么一个芯片就可以了。
2.3 CD4000系列
CD4000系列的芯片，除了跟74系列的电气特性有所区别外，例如：
1) 电压范围宽，应该可以工作在3V～15V，输入阻抗高，驱动能力差外，跟74系列
的功能基本没有区别；
2) 输入时，1/2工作电压以下为0，1/2工作电压以上为1；
3) 输出时，1=工作电压；0=0V
4) 驱动能力奇差，在设计时最多只能带1个TTL负载；
5) 如果加上拉电阻的话，至少要100K电阻；
6) 唯一现在使用的可能就是计数器，CD4060的计数器可以到14级二进制串行计数/
分频器，这个74系列的做不到这么高；
下载地址：
***隐藏网址***
***隐藏网址***
2.4 ULN2003/ULN2008
它的内部结构也是达林顿的，专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一
个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC 电流200mA，饱和压降
VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算
。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)
等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。
经常在工控的板卡中见到这个芯片。
有个完全一样的型号：MC1413，不过现在好像不怎么见到这个型号了，但是管脚与
2003完全兼容。
ULN2003可以驱动7个继电器；ULN2008驱动8个继电器。
ULN2003下载地址：
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ULN2008下载地址：
没有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用来隔离输入输出的，主要是隔离输入的信号。
在各种应用中，往往有一些远距离的开关量信号需要传送到控制器，如果直接将这
些信号接到单片机的I/O上，有以下的问题：
1) 信号不匹配，输入的信号可能是交流信号、高压信号、按键等干接点信号；
2) 比较长的连接线路容易引进干扰、雷击、感应电等，不经过隔离不可靠
所以，需要光耦进行隔离，接入单片机系统。
常见的光耦有：
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4，分别是1个光耦、2个光耦和4个光耦，HP公司
和***的东芝公司生产。
下载地址：
***隐藏网址***
发光管的工作电流要在10mA时，具有较高的转换速率；
在5V工作时，上拉电阻不小于5K，一般是10K；太小容易损坏光耦；
2) 4N25/4N35，motorola公司生产
下载地址：
***隐藏网址***
隔离电压高达5000V；
3) 6N136，HP公司生产
下载地址：
***隐藏网址***
要想打开6N136，需要比较大的电流，大概在15~20mA左右，才能发挥高速传输数据
的作用。
如果对速率要求不高，其实TLP521－1也可以用，实际传输速率可以到19200波特率
。
选择光耦看使用场合，tlp521-1是最常用的，也便宜，大概0.7~1元；
要求隔离电压高的，选用4N25/4N35，大概在3元左右；
要求在通讯中高速传输数据的，选用6N136，大概在4元左右。
光耦应用的原理框图如下所示：
1. 输入干接点隔离
2. 输入TTL电平隔离
3. 输入交流信号隔离
4. 输出RS232信号隔离
5. 输出RS422信号隔离
光耦除了隔离数字量外，还可以用来隔离模拟量。将在今后的章节中描述。
2.6 三极管
2.7 光电管
2.8 电容
2.9 电阻
2.10 固态继电器
2.11 继电器
2.12 变压器与整流桥
2.13 三端稳压器
2.14 开关电源芯片
2.15 封装知识、芯片批号等
2.16 接插件
2.17 器件选购的知识
2.6 三极管
2.6.1 三极管的4种工作状态
1) 饱和导通状态
饱和导通=0
2) 截止状态
饱和导通=1
3) 线性放大状态
作为低频放大器时使用，具体的可参见有关电子线路的书籍；
4) 非线性工作状态
在无线电通信系统中，作为混频器等使用。具体的可参见有关电子线路的书籍；
愚记得南京工学院也就是现在的东南大学在80年代初期有一套《电子线路》5本，
是电子专业的书籍，比较难懂；现在，即使是在电子专业的学生中，也应该降低了
对三极管的哪些复杂的参数的要求了吧；在实际使用时，即使是模拟电路、非线性
电路，也都是集成电路了，谁还使用三极管自己做呢？如果万一需要，现学也来得
及。这套书很强的。编写人在那个年代肯定都是牛人。
学三极管这些参数很繁琐的，要是现在的非电子类的大学生或者大专生们还学这些
玩意，我只能说是学校在误人子弟了。
好多学校都在扩招，很多学生念了4年下来，学了一堆过时的理论，跟实际的东西
一点没有接轨，不知道7407是干什么用得，不知道三极管的几个状态；我只能无话
可说。
所以，念了4年下来，跟企业的需求还有一段距离，还需要从头来过；聪明的学生
赶紧抓住机会去学习，去实习，这样，还可以赶紧补上实际应用的这一课。
言归正传。
参见下图：
当单片机的口线输出电平为1时，三极管的be结导通，ce结导通，输出的电压值为
0V；
当单片机的口线输出电平为0时，三极管的be结不导通，ce结截止，输出的电压值
为5V；
在这种数字电路的应用中，相当于三极管是一个反相开路门。
计算是否导通，公式如下：
I＝B（放大倍数，希腊字母的贝塔）×Ibe
当Ice《I时，即为饱和导通；
相差越大，饱和程度越深，Vce越小，三极管的输出内阻越小；
这个概念要用到光电管中。
设计使用时大概算算，心里有个数；在电路板上试试，行的通，那就是它了。可以
测量Vce值，至少要小于0.1V就可以了。
常用的PNP三极管是2N5551，驱动40mA的LED（电压在24V）、蜂鸣器等均没有问题
。
2.6.2 三极管的具体应用
实际上，已经有象7407、ULN2003可以取代三极管在数字电路中的作用；但是，有
时是受到PCB面积的制约，有时是为了降低成本，有时是因为布局方便，在1~2个输
出点时，还是可以使用三极管来做驱动的。
例如：驱动一个蜂鸣器；往往系统中的蜂鸣器跟其它驱动设备，继电器等，距离较
远；这时，没有必要使用一片7407，或者ULN2003来驱动；驱动的接口如下：
Re:从51初学者到电子工程师（转帖）
2.7 光电管
我这里所谓的光电管有2种：
1) 反射型光电管
2) 对射型光电管
这2种产品在市场上又可分为调理好的和没有调理好的；
这2种光电管在电子产品世界和电子技术应用杂志上都有大量的广告。随便找一本
都有。
我所说的调理好的指的是内部已经加了限流电阻和输出的放大驱动电路了。它的特
点是只有3根线，电源2根，输出信号一根，TTL电平的；但是，有时受到某种限制
，需要使用没有调理好的，怎么办呢？
参见下图：光电管原理框图
这种没有调理好的光电管在使用时，需要做一块小的电路板，在发光管加限流电

求max262的程序 以及软件的用法

/***************************程控滤波函数***********************************************/
/* 使用程控滤波芯片Max262
用IO口方式
MCU --- MAX262
P0.3~P0.0--- A3~A0
P0.5~P0.4--- D1~D0
P1.0 --- WR
*/
#include《c8051f020.h》
#include《absacc.h》
#include《intrins.h》
#define nop _nop_()
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define fclk 2 //2Mhz 即2000khz，和后面0.637恰好抵消小数部分
sbit WrMax262=P1^0;
void Filter(uchar way,float f,float q,uchar whichone);
void TransFilter(uchar ContrData);
uchar Fn(float f);
sfr16 RCAP2 = 0xca;
sfr16 TMR2 = 0xcc;
#define SYSCLK 16000000
/*sbit max262wr=P3^7;
sbit max262a0=P3^6;
sbit max262a1=P3^5;
sbit max262a2=P3^4;
sbit max262a3=P3^3;
sbit max262d0=P3^1;
sbit max262d1=P3^0;*/
uchar Qn(float q) //品质因数关键字
{
uchar temp;
temp=128-64/q;
return temp;
}
/*---------控制方式way，中心频率f，品质因数q，滤波器选择whichone 0表示A，1表示B--------*/
void Filter(uchar way,float f,float q,uchar whichone)
{
uchar i;
uchar fn0;
uchar qn0;
uchar fn;
uchar qn;

fn0=Fn(f);
fn=fn0&0x03;
fn=(fn0&0x0c)》》2;
fn=(fn0&0x30)》》4;
qn0=Qn(q);
qn=qn0&0x03;
qn=(qn0&0x0c)》》2;
qn=(qn0&0x30)》》4;
qn=(qn0&0x40)》》6;

way=way&0x03;
whichone=whichone&0x01;

TransFilter((way《《4)+(whichone《《3));

for(i=0;i《3;i++)
{
TransFilter((fn《《4)+i+1+(whichone《《3));
}

for(i=0;i《4;i++)
{
TransFilter((qn《《4)+i+4+(whichone《《3));
}

}
uchar Fn(float f) //频率关键字
{
uchar temp;
temp=fclk*637/f-64; //原本是*2/pi;即*0.637 fclk用M单位，f单位khz
return temp;
}
void TransFilter(uchar ContrData) //送关键字函数
{
WrMax262=0;
P0=ContrData;
nop;
nop;
WrMax262=1;
}
/****************************************
系统时钟初始化
*****************************************/
void SYSCLK_Init (void)
{
int i; // 延时计数器
OSCXCN = 0x67; // 启动外部振荡器16MHz晶体
for (i=0; i 《 256; i++) ; // 等待振荡器启动
while (!(OSCXCN & 0x80)) ; // 等待振荡器稳定
OSCICN = 0x88; // 选择外部振荡器为时钟源并使能丢失时钟检测器
}
/**************************************
端口引脚初始化
*************************************/
void PORT_Init (void)
{
XBR0 = 0x00;
XBR1 = 0x00;
XBR2 = 0x40; // 使能数据交叉开关和弱上拉
P2MDOUT |= 0xff;
P3MDOUT |=0xff;
//P74OUT |= 0xff; // 使能为推挽输出
}
/**************************************
定时延时函数
*************************************/
void Delay_MS(unsigned int ms) //延时mS
{
CKCON &= ~0x20; // use SYSCLK/12 as timebase
RCAP2 = -(SYSCLK/1000/12); // Timer 2 overflows at 1 kHz
TMR2 = RCAP2;
ET2 = 0; // Disable Timer 2 interrupts
TR2 = 1; // Start Timer 2
while(ms)
{
TF2 = 0; // Clear flag to initialize
while(!TF2); // Wait until timer overflows
ms--; // Decrement ms
}
TR2 = 0; // Stop Timer 2
}
void main()
{
WDTCN = 0xde;
WDTCN = 0xad; //关看门狗
SYSCLK_Init (); //初始化时钟
PORT_Init (); //初始化IO口
Filter(1,11.9,32,0);
while(1);
}