超强梳理！55条模电数电必备知识

模电主要讲述对模拟信号进行产生、放大和处理的模拟集成电路;数电主要是通过数字逻辑和计算去分析、处理信号，数字逻辑电路的构成及运用。由于数字电路稳定性高，结果再现性好;易于设计等诸多优点，因此是今后的发展方向。但现实世界中信息都是模拟信息，模电是不可能淘汰的。单就一个系统而言模电部分可能会减少，理想构成为：模拟输入—AD采样(数字化)--数字处理—DA转换—模拟输出。

1、HC为COMS电平，HCT为TTL电平

2、LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，HC一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS却没有这个要求

3、LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同

4、工作电压：LS只能用5V，而HC一般为2V到6V

5、CMOS可以驱动TTL，但反过来是不行的。TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻，将2.4V~3.6V之间的电压上拉起来，让CMOS检测到高电平输入

6、驱动能力不同，LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA;而CMOS的高低电平均为5mA

7、RS232电平为+12V为逻辑负，-12为逻辑正

8、74系列为商用，54为军用

9、TTL高电平>2.4V,TTL低电平<0.4V,噪声容限0.4V

10、OC门，即集电极开路门电路(为什么会有OC门?因为要实现“线与”逻辑)，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。并且只能吸收电流，必须外界上拉电阻和电源才才能对外输出电流

11、COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS

12、当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻

13、在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平

14、如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5VCMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT的芯片，因为3.3VCMOS可以直接驱动5V的TTL电路;或者加电压转换芯片;还有就是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小，以保证信号的上升沿时间。

15、逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)，逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)

16、由于漏级开路，所以后级电路必须接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。这样漏极开路形式就可以连接不同电平的器件，用于电平转换。需要注意的一点：在上升沿的时候通过外部上拉无源电阻对负载进行充电，所以上升沿的时间可能不够迅速，尽量使用下降沿

17、几种电平转换方法：

(1)晶体管+上拉电阻法

就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。

(2)OC/OD器件+上拉电阻法

跟1)类似。适用于器件输出刚好为OC/OD的场合。

(3)74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V)

凡是输入与5VTTL电平兼容的5VCMOS器件都可以用作3.3V→5V电平转换。

——这是由于3.3VCMOS的电平刚好和5VTTL电平兼容(巧合)，而CMOS的输出电平总是接近电源电平的。

廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...)系列(那个字母T就表示TTL兼容)。

(4)超限输入降压法(5V→3.3V,3.3V→1.8V,...)

凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。

这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。

例如，74AHC/VHC系列芯片，其datasheets明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用3.3V供电，就可以实现5V→3.3V电平转换。

(5)专用电平转换芯片

最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。

(6)电阻分压法

最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。

(7)限流电阻法

18、无极性电容和有极性电容：前者的封装基本为0805，0603。后者用的最多为铝电解电容，好一点的钽电容

19、PQFP(PlasticQuadFlatPackage,塑料四边引出扁平封装),BGA(BallGridArrayPackage,球栅阵列封装),PGA(PinGridArrayPackage,针栅阵列封装),PLCC(PlasticLeadedChipCarrier,塑料有引线芯片载体),SOP(SmallOutlinePackage,小尺寸封装),TOSP(ThinSmallOutlinePackage,薄小外形封装),SOIC(SmallOutlineIntegratedCircuitPackage,小外形集成电路封装)

集成电路常见的封装形式：

QFP(quadflatpackage)四面有鸥翼型脚(封装)

BGA(ballgridarray)球栅阵列(封装)

PLCC(plasticleadedchipcarrier)四边有内勾型脚(封装)

SOJ(smalloutlinejunction)两边有内勾型脚(封装)

SOIC(smalloutlineintegratedcircuit)两面有鸥翼型脚(封装)

20、屏蔽线对静电有很强的抑制作用，双绞线对电磁感应也有一定的抑制效果

21、模拟信号采样抗干扰技术：可以采用具有差动输入的测量放大器，采用屏蔽双胶线传输测量信号，或将电压信号改变为电流信号，以及采用阻容滤波等技术

22、闲置不用的IC管脚不要悬空以避免干扰引入。不用的运算放大器正输入端接地，负输入端接输出。单片机不用的I/O口定义成输出。单片机上有一个以上电源、接地端，每个都要接上，不要悬空

23、电阻阻值色环表示法：普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示

24、电阻的作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等

25、电容的作用：隔直流,旁路,耦合,滤波,补偿,充放电,储能等

26、一般电容的数字表示法单位为pF，电解电容一般为uF

27、电容器的主要性能指标：电容器的容量(即储存电荷的容量),耐压值(指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值)耐温值(表示电容所能承受的最高工作温度。).

28、电感器的作用：滤波，陷波，振荡，储存磁能等

29、电感器的分类:空芯电感和磁芯电感.磁芯电感又可称为铁芯电感和铜芯电感等

30、半导体二极管的分类a按材质分：硅二极管和锗二极管;b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。

31、场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管;而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管

32、Socket是一种插座封装形式,是一种矩型的插座;Slot是一种插槽封装形式,是一种长方形的插槽

33、晶振的测量方法:用万用表RX10K档测量石英晶体振荡器的正,反向电阻值.正常时应为无穷大.若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为零,则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏

34、IO口输出高电平时，驱动能力最低，对外显示为推电流;IO口输出低电平时，驱动能力最大，对外显示为拉电流

35、外围集成数字驱动电路如果驱动的是感性负载，必须加限流电阻或钳住二极管

36、9013提供的驱动电流有300mA

37、输出数据应该锁存(外围速度跟不上，所以需要锁存)，输入数据应该有三态缓冲(加入了高阻状态，不至于对内部的数据总线产生影响)

38、8位并行输出口(必须带有锁存功能)：74LS377,74LS273.8位并行输入口(必须是三态门)：74LS373,74LS244

39、串行口扩展并行口，并行输入口：74LS165。并行输出口：74LS164

40、键盘工作方式有三种：1、编程扫描方式2、定时扫描方式3、中断方式。还可以专门设计一个IO口用来进行双功能键的设计(上档键和下档键)

41、对于TTL负载，主要应考虑直流负载特性，因为TTL的电流大，分布电容小。对于MOS型负载，主要应考虑交流负载特性，因为MOS型负载的输入电流小，主要考虑分布电容

42、特别注意总线负载平衡的概念!

43、上拉电阻的好处：1、提高信号电平2、提高总线的抗电磁干扰能力(电磁信号通过DB进入CPU)3、抑制静电干扰(CMOS芯片)4、反射波干扰(长远距离传输)

44、稳压时，采用两级集成稳压芯片稳压效果更好

45、传输线的阻抗匹配：1、终端并联阻抗匹配(高电平下降)2、始端串联匹配(低电平抬高)3、终端并联隔直流匹配(RC串联接地)4、终端接钳位二极管

46、接地分两种：外壳接地(真正的接地)和工作接地(浮地)

47、在单片机中地的种类：数字地，模拟地，功率地(电流大，地线粗)，信号地，交流地，屏蔽地

48、一点接地：低频电路(1MHZ以下)。多点接地：高频电路(10MHZ以上)

49、交流地与信号地不能公用，数字地和模拟地最好分开，然后在一点相连

50、揩振回路：可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流：可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波：可以选用电解电容，旁路：可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容

51、二极管应用电路

(1)限幅电路---利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成，将信号限定在某一范围中变化，分为单限幅和双限幅电路。多用于信号处理电路中。

(2)箝位电路---将输出电压箝位在一定数值上。

(3)开关电路---利用二极管单向导电性以接通和断开电路，广泛用于数字电路中。

(4)整流电路---利用二极管单向导电性，将交流信号变为直流信号，广泛用于直流稳压电源中。

(5)低电压稳压电路---利用二极管导通后两端电压基本不变的特点，采用几只二极管串联，获得3V以下输出电压

52、高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大

53、上拉电阻总结：

1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V)，这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻，才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大，电流小。

从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小，电流大。

54、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!下拉同理!

55、旁路电容：产生一个交流分路，从而消去进入易感区的那些不需要的能量。去耦电容：提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地(他的取值大约为旁路电容的1/100到1/1000