数电模电 - 电路原理及元器件

电流：

1. 电流的方向：电流从正极流向负极，电流是电子移动形成的，电子从负极流向正极

2. AC是交流电：

   1. 交流电的电流方向随时间变化
   2. 电荷会在正、负两个方向上流动。周期性的交替反向
   3. 交流电通常是通过电网供应的电力
   4. 用于各种大型的较大功耗的电器设备和机器设备中（如：电视、冰箱）

3. DC是直流电：

   1. 直流电是指电流方向不变的电流
   2. 电荷始终在同一个方向上流动
   3. 直流电源通常由电池或者其他直流电源供应
   4. 直流电常用于需要稳定电压和恒定方向的小型设备中（如手机，电动自行车）

4. 直流电和交流电对比：

   

电压：

• 电压：就是电势能

逻辑电路：

1. **串联：**串联分压

2. **并联：**并联分流

3. **与门：**只有输入都是高电压，输出才是高电压

4. **或门：**输入只要有一个高电压，输出就是高电压

5. **非门：**输入高电压，输出低电压。输入低电压，输出高电压

6. **异或门：**输入的信号相同，输出低电压，如果不同，输出高电压

7. **上拉电阻：**将一个未知的或浮空的信号线通过一个电阻连接到高电平（通常是VCC）

   1. **作用：**确保信号线的默认状态为高电平

8. **下拉电阻：**将一个未知的或浮空的信号线通过一个电阻连接到低电平（通常是GND）

   1. **作用：**确保信号线的默认状态为低电平

9. **上升沿锁存器：**是一种时序逻辑电路，它在时钟信号的上升沿（从低电平到高电平的跳变时刻）对输入数据进行采样并锁存。也就是说，当时钟信号从低电平变为高电平时，锁存器会捕获输入信号并将其保存到输出端。

   1. 工作原理：
      1. 在时钟信号的上升沿之前，锁存器的输出保持上一个状态不变。
      2. 当时钟信号出现上升沿时，锁存器会立即捕获输入信号的状态，并将其锁存到输出端。
      3. 在上升沿之后，即使输入信号发生变化，锁存器的输出也会保持不变，直到下一个时钟上升沿到来。

10. **下降沿锁存器：**是一种时序逻辑电路，它在时钟信号的下降沿（从高电平到低电平的跳变时刻）对输入数据进行采样并锁存。也就是说，当时钟信号从高电平变为低电平时，锁存器会捕获输入信号并将其保存到输出端。

    1. 工作原理：
       1. 与上升沿锁存器类似，下降沿锁存器在时钟信号的下降沿之前保持输出不变。
       2. 当时钟信号出现下降沿时，锁存器会捕获输入信号的状态，并将其锁存到输出端。
       3. 在下降沿之后，锁存器的输出保持不变，直到下一个时钟下降沿到来。

电器件：

1. **电容器：**能够进行储能，有的电容也分正负极，

   1. **作用：**防止电压的突变

      

      

2. **电感器：**用于在电路中存储和释放能量，通过磁场存储能量

   1. **作用：**防止电流的突变

      

      

3. **保险丝（熔断器）：**用来保护电路免受过载或短路等电气故障的设备

   

4. **接插件：**开关、按键，连接端子本质上都是电路连接器

   

5. **蜂鸣器：**能发出哔哔哔的声音的小元器件（频率：2-4kHz）

   1. 有源蜂鸣器：蜂鸣器元件内部自带震荡驱动电路

   2. 无源蜂鸣器：蜂鸣器元件内部不带震荡驱动电路

      

6. **万用表：**一种电子测量仪，可用于测量电压、电流和电阻等电学量

   

7. **继电器：**通过接受一个电信号来控制另一个电路中的电压和电流，用到了电和磁的特性

   

   

   

8. **二极管：**单向导电性，将交流电转换为直流电

   1. P带正电荷，N带负电荷

      

      

9. **三极管：**开关作用，放大作用（电压和电流）

   1. NPN三极管（同样也有PNP三极管原理是一样的）

   2. 基极：B

   3. 集电极：C

   4. 发射极：E

   5. 电流流向：

      • NPN：集电极->发射极（C->E）

      • PNP：发射极->集电极（E->C）

        

        

      • B就是一个控制端也是信号端，当给个高电压，就会有电流从C到E

        

        

10. **MOS管：**和三极管相似，MOS管是通过电压控制的，三极管是通过电流控制的，MOS管更省电和更高的耐压值，同样也有两种。

11. 比较器（运放）：可以处理两种电信号

    1. 通常会接入两个电压信号，一个是（+IN）的电压，一个是（-IN）的电压，然后产生一个输出电压信号

    2. 比较两个电压，当（+）上边的电压大于（-）下面的电压，会输出一个高电平信号，所以当（+）上边的电压小于或等于（-）下面的电压，会输出一个低电平信号

       

12. **反相门（非门、反相器）：**高电压变低电压，低电压变高电压

    

13. **或非门：**电子电路一种常见的逻辑门

    1. 或非门的输出信号取决于所有输入信号的状态，但是只要有一个输入信号是高电平，那么它的输出信号就会是低电平，只有当所有的输入信号都是低电平时，它的输出信号才会是高电平。换句话说，或非门就像一个大门，只有所有的输入都是关着的 (低电平)，才会打开大门 (输出高电平) ，否则大门就会保持关闭 (输出低电平)

       

14. NE555集成电路（计时器）：

    1. 功能框图：

       

    2. 引脚介绍：

       

15. 18B20温度检测：

    1. 18B20是一种常用的数字温度传感器，广泛应用于环境监测、工业控制、家居自动化和设备温度监控等领域。
    2. 18B20采用 1-wire 总线进行通信，数据的输入输出仅靠一个DQ引脚完成。 （异步串行通信）

16. 1-wire通信协议：

    1. 1-Wire协议：是一种半双工、串行通信协议，主要用于与各种低成本传感器和存储设备进行数据交换。同$$I^2C$$协议类似，1-Wire 也采用主从架构，一个主设备可以连接多个从设备。
    2. 由于1-wire总线也要求各设备以开漏（Open-Drain）模式接入，因此DQ信号线也要使用上拉电阻。
    3. 在1-Wire总线中，每个从设备都有一个唯一的64位地址，用于设备识别和通信，这64位地址是由制造商在生产设备时烧录进去的，不可更改。

17. DS1302时钟：

    1. 简介：DS1302是一个低功耗、实时时钟（RTC）芯片。

参考链接：