电路学习01

这篇记录一下些零碎的硬件方面的小知识，方便回忆也能在写的同时加深理解。
　　1.设计电路时，应该要考虑到选用不同电源方案时产生的总电流大小，然后根据实际需要选用不同的电源方案，比如阻容降压可能只能提供70mA左右的总电流量，如果需要带两个继电器外加些可控硅，那么这个方案就不适用，因为一个继电器大概需要消耗掉30mA-40mA的电流，两个一起就是70mA如果选用阻容降压的方案，那么能够分给可控硅的电流就非常少了，可能不足以让可控硅导通，就需要选用别的电源方案。我这里只知道采用电源芯片的开关电源方案可以提供比较大的电流总量。
　　下图就是一个采用开关电源方案的电源板
　　

　　KP3310可以用于产生-12V的电压，79L05用于稳压。我这里遇到一个问题就是R13选用了75Ω的电阻之后，12V掉到了11V，把75Ω的电阻改小为10Ω之后，在两个继电器都吸合的情况下，12V有11.9V，属于正常范围。这里测量EC3两端的电压就能测出两个继电器吸合时，12V还剩多少。（把12V右边的电路忽略，ACL和ACN经过KP3310降压后直接加在EC3两端，因此可以通过测量EC3来测量电路中的电压，即12V）。电路中的5V是-12V通过79L05这边的降压电路降压到5V，EC4和79L05共正，所以可以通过测量EC4两端的电压来得到电路中VDD和GND两端的电压大小，即5V。
　　2.单片机的IO口有一定的灌电流和拉电流的范围，灌电流的极限大概为拉电流的3倍。如果灌电流太大或者拉电流太大接近极限或者超过极限，长期工作下去很有可能损坏芯片。
　　

　　上面这个电路就是让VDD接LED正极，然后负极通过一个限流电阻之后回到单片机IO口，单片机IO口置0时，两个小灯点亮。这里流入到IO口使小灯亮的电流就成为灌电流（灌入单片机IO口）。如果反过来让小灯的正极接单片机IO口，负极接地，这样用单片机IO口给小灯供电的电流叫做拉电流（流出单片机IO口）。一般来说灌电流的极限要比拉电流大很多，所以设计电路的时候尽量让单片机IO口置0时使能，这样比较保险。
　　3.过零电路和使用过零电路检测电压大小。
　　

　　上图是两个过零电路，其中P2.1是直接从交流电一端通过两个电阻(不确定是否为限流电阻)接到单片机口线，这样我们在单片机口线就能检测到正弦波(交流电特性)，这样通过在程序中对正弦波做处理，比如正弦波从正变到负的过程中会经过零点，如果我们在程序中检测P2.1的值，根据值来导通可控硅，就可以做到通过截波来控制电机转速等功能。因为假如我们定义这个变量为flag，并让flag=1时开始让num计数，那么当正弦波过了零点之后，从0到单片机的最小高电平值有一段延时，然后当单片机认为已经达到高电平值后，flag被置1，然后num开始计数，当num计数到某值后让可控硅导通20个num周期，这样可以省出多余的电流（可控硅只导通一段时间），同时因为可控硅的导通也小于全导通的情况，所以负载如果是灯，就会变暗，如果是电机，转速就会变慢……
　　另一个过零电路是加到了NPN三极管的基极上，由于正弦波的特性，会从0加到某值，当电压较小时，三极管的集电极和发射极导通，P2.0被地线拉低，此时波形上体现的则是0，当基极电压慢慢增大之后，达到某个阈值，三极管集电极和发射极断开，上拉电阻直接把P2.0拉到5V，这时波形上体现的是1。这样循环，我们就能得到一个方波。假设我们此时电压为80V，那么方波高电平时间可能为2ms，当电压升高到100V，高电平持续时间比80V时多了20V，那么方波的高电平时间也相应的会加长，假设为2.5ms，那么我们就能根据P2.0这个口线高电平的时间来判断电压的大小，来实现低压自动关闭所有输出的功能。这个就类似PWM波形，改变了高电平的占空比，但是有一点不同的就是这里电压假如升高为100V，我们假设40V是导通的阈值，那么0-40和40-0的时间假设为0.5s，是不变的，40-80-40和40-100-40的时间有所不同，80V的时候可能占空比为（0.5+0.5）/（0.5+0.5+0.5+0.5）=50%，而100时可能占空比不是一个规律的值，因为高电平时间延长了，相当于整体的时间也延长了，可能为（0.75+0.75）/（0.5+0.75+0.5+0.75）=60%。
　　以后再有学到新知识再做记录。