2018年物联网学生科协硬件第二次培训总结

2018年物联网学生科协硬件第二次培训总结

一、常见的一些问题

1.libraries找不到

找到panels将里面的libraries勾选

在这里插入图片描述

2. 无法生成pcb

要将工程文件、原理图文件、pcb文件都保存在同一个文件夹中

在这里插入图片描述

3. PCB工程文件夹中各个文件的作用

(1).Prjpcb后缀为总的工程文件

(2).PcbDOC后缀为pcb文件,打开后只可显示pcb界面

(3).SchDoc后缀为原理图文件打开后只能看到原理图

在这里插入图片描述

二、基本元器件介绍

1.基本概念

1、单位

长度单位:
1m=10^2
cm=10^3 mm=10^6 um=10^9 nm=10^12 pm

电容单位:
1F=103mF=106 uF=10^9 nF=10^12 pF
电阻单位:
1Ω=10^3
mΩ=10^6 uΩ=10^9 nΩ=10^12 pΩ,1MΩ=10^3 kΩ
电感单位:
1H=10^3
mH=10^6 uH=10^9 nH=10^12 pH
1inch(英寸)=2.54cm
1mil(密耳)=1/1000inch=0.0254mm

2、有源元件 无源元件概念

有源元件:电子元器件工作时,其内部有电源存在,则称为有源元件。需要外部能源实现其特定功能。一般用于信号放大、转换等。例如:晶体管、MOS管。
无源元件:在电路中无需加电源即可在有信号时工作。不需要外加电源条件下,就可以实现其特性的电子元器件。例如:电阻、电容、电感。

3、数字电路基础知识:

用数字信号完成对数字量进行算数运算和逻辑运算的电路,数字电路仅存在逻辑“0”和“1”两种电平信号。
(1)逻辑电平:
数字电压的高、低电平通称为逻辑电平,即数字电路中的“0”和“1”。

I、TTL(Transistor-Transistor

Logic)电平:规定+5V为逻辑“1”,0V为逻辑“0”。

51单片机使用的是TTL电平。

II、LVTTL(Low Voltage

TTL)电平:规定+3.3V为逻辑“1”,0V为逻辑“0”。

一些小模块可以使用LVTTL电平,如摄像头模块或者CH340下载器。

2.电阻元件

1.基本性质

电阻是一种限流元件,表示导体对电流的阻碍作用的大小。

2.电路表示

字母表示:R

单位:欧姆

3.直插电阻

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(1)电阻色环识别:电阻上用四~六道色环表示电阻值,可以从色环中读出电阻阻值。

色环组成:

在这里插入图片描述

第一部分:靠近电阻前端的一组色环表示阻值。

第二部分:靠近电阻后端的一条色环表示公差精度。

第一部分色环等间距,自成一组,第二部分色环距离较远。

阻值读取方法:

I、三色环电阻:第一色环为十位,第二色环为个位,第三色环表示倍率

II、四色环电阻:第一第二色环分别代表两位有效数的阻值,第三环代表倍率,第四环代表误差。

例如:棕 红 红 金 R=12*10^2=1.2k,误差5%(误差:表示电阻值在1200上下波动5%*1200可以接受,意思是电阻值在1140-1260之间)。

III、五色环电阻:第一第二第三环代表三位有效数的阻值,第四环代表倍率,第五环代表误差。

例如:红 红 黑 棕 金 R=220*10^1=2.2K,误差5%(2090-2310)

读数技巧:

I、找标志误差的色环:标志误差色环在最后一个,找到之后可以确定色环排列顺序。常用表示电阻误差的颜色:金、银、棕,尤其金、银很少用于第一环,发现金、银环基本可以认定是最后一环。

II、棕色环是否为误差环判断:棕色环即常作为有效数字环,又常作为误差环,有时可能在第一环和末尾环同时出现。可按照色环间距判断:有效数字环等间距,误差环距离较远。

III、利用电阻生产序列值判断:标准电阻阻值为固定的,读出电阻值之后可以通过查询是否存在这个阻值的电阻来判断读取是否正确。

4. 贴片电阻

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(1)特点:体积小、重量轻、安装密度高、抗震性强、抗干扰能力强、高频特性好

(2)阻值读取:通过贴片电阻上的数字或字母读取阻值信息。

I、数字索位标称法:电阻上一般用三或四位数字标明阻值,三位数字表示则其精度为5%,四位数字表示则其精度为1%。前几位为有效数字,最后一位表示倍率。小数表示时,“R”表示小数点,并占用一位有效数字其余为有效数字。

(3)AD封装:一共有9种封装,有两种尺寸表示代码,都由四位数字表示,前两位表示长度,后两位表示宽度。长与宽的单位为毫米。平常多用英制表示封装。

例如:英制0603电阻,表示电阻长度为0.06英寸,宽度为0.03英寸;公制1005电阻,则表示长度为1.0mm,宽度为0.5mm。

3.电容器元件

1.基本性质

电容器:容纳电荷的器件。广泛应用于电路中隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐电路等。

特点:

(1) 通交流电隔直流电;

(2) 电容器电压不能突变:充放电时,存在电荷积累过程,电压也存在建立过程;

(3) 电容器充电:两极板分别带等量异种电荷,每个极板带电的绝对值为电容器的带电量;

(4) 电容器放电:电容器两极正负电荷通过导线中和,放电过程中产生短暂的电流。

2.电路表示

字母表示:C

单位:法拉

F

计算公式:通用公式C=Q/U;决定式:C=εS/4kd

3.直插电容

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(1)

非极性电容:

I、独石电容(实验室较为常见):多层陶瓷电容器的别称,广泛应用于电子精密仪器,各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路等。

II、电路图中电容单位的标注规则:容量小于10000pF时用pF做单位,大于10000pF时用uF做单位。一般为简便,大于100pF小于1uF电容不标注单位。无小数点的单位为pF,有小数点的单位为uF,例如3300指3300pF,0.1指0.1uF。

III、电容值读取:1uF以下直接用数字表示,凡是用整数表示的单位默认为pF,凡是用小数表示的单位默认为uF。例如:10,22,0.047,0.1分别表示10pF,22pF,0.047uF,0.1uF;另一种标注方法则使用三个数字标注,前两位为有效数字,第三位为0~7时,表示10的多少次方,当第三位为9时表示10-1,当第三位为8时表示10-2,单位为pF。例如:508表示0.5pF,680表示68pF,104表示0.1uF。

(2)

极性电容:有极性,正负不可错接

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电解电容(实验室使用较多):金属箔为正极(铝或钽),紧贴正极的电介质为氧化膜(氧化铝或五氧化二钽),阴极由导电材料、电介质(电介质可以为液体或固体)和其他材料共同组成。

I、铝电解电容:

由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。

特点:容量大,但漏电流大、稳定性差,有正负极,适用于电源滤波或者低频电路。

使用注意:电容外有一条很粗的白线,白线内由一行负号,那一边就是负极,另一边为正极;也可以通过引脚长度判断,长引脚为正,短引脚为负。电容外壳上标有电容值以及耐压值,使用时不可超过耐压值。

II、钽电解电容:贴片型钽电解电容使用较多,详见贴片电容一节。

4.贴片电容

(1) 非极性贴片电容:

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又称为多层片式陶瓷电容。注意其与贴片电阻的差别,贴片电容上没有数字,而贴片电阻上有数字。

I、电容值:贴片电容在其整盘上标注有电容值,或用万用表的电容档测量,单独看一个电容无法判断电容值。

(2) 极性贴片电容:

I、铝电解贴片电容:

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原理同直插型铝电解电容,只是管脚由直插改为贴片,黑色条状代表负极。在PCB上电容位置上有两个半圆,涂颜色的半圆对应引脚负极。

II、钽电解贴片电容:

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贴片钽电容使用金属钽作为阳极材料。

正负极判断:注意有横线的是正极,区别于铝电解电容。

优点:体积小,耐温,容量误差小,寿命长;

缺点:耐压低,电流小,价格高。

4.晶振

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从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,封装内部添加IC组成的振荡电路即晶体振荡器

应用

多应用于数字电路产生时钟信号

5.复位开关

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复位开关是主板上的插接线的插接对象之一,手按下时它发生短路,松开后又恢复开路,瞬间的短路就会让计算机重启,简单的说就是一个重启按钮。

三.pcb板的绘制

1.关于元件的摆放

(1)元件摆放原则

1.元器件之间要尽量紧凑;

2.元器件之间的白线尽量少交叉;

  1. 摆放布局要合理(人性化);

(2)元件摆放技巧

1.元件对齐:
右对齐(ctrl+shift+r)
左对齐(ctrl+shift+l)
顶部对齐(ctrl+shift+t)
底部对齐(ctrl+shift+b)
2.元器件位置的微调:
点中元器件后按住shift+上下左右键调整位置
3.元器件的翻转:
鼠标一直点着元器件+space键
4.PCB板的镜像翻转:V+B;

2.关于布线

(1)pcb布线基本原则

1.连线尽量短、直;
2.连线避免锐角和直角;
3.模拟电路、地线不能出现环路;

(2)pcb布线前的各项配置

1.修改线宽
Design+Rule(快捷键D+R)
或引出线之后按Tab;
一般线宽选择1mm。

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2.连线层选择
Bottom Layer(蓝色的线);
3.白色的线只是提示线路需要连接,是连线的最短路径;
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(3)pcb布线

1.布线:Place + line(不含电气特性,快捷键P+L)
Place + routing(含有电气特性,快捷键P+T);
2.改变连线时的拐角:Ctrl + Shift + Space;
3. 查看某一条线路:按住Crtl+单击要查看的线路;

(4)pcb设计小技巧

泪滴:
Tool+Teardrops…(快捷键:T+E)
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铺铜:
P+R
Ctrl+Shift+Space改变铜的形状

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(5)关于pcb常用层的介绍

1、顶层丝印层,(放置在顶层的文字说明,元器件符号)
2、顶层阻焊层,(顶层的阻焊设置-就是我们说的绿油)
3、顶层线路层,(顶层的导线连接)
4、底层线路层, 用法同顶层
5、底层阻焊层, 用法同顶层
6、底层丝印层, 用法同顶层
7、成型线,(主要用于外形的最终成型)
8、钻孔层,(电路板上面所有的钻孔)
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