硬件工程师入门教程

1康耘电子硬件工程师培训教材嵌入式高级班培训教材硬件工程师硬件工程师硬件工程师硬件工程师培训教材培训教材培训教材培训教材西安康耘电子有限责任公司Xi’anCanwinElectronicCo.,Ltd.版权声明本手册版权归西安康耘电子有限责任公司所有，未经康耘电子同意，任何单位和个人不得擅自抄录本手册或全部以任何形式用于商业目的，但可以自由传播。本手册所介绍相关软件版权均归相关公司所有，这里只供学习使用，若进行实际商业性开发使用请与相关公司联系购买正版软件。本手册编制过程中个别电路及程序参考了相关资料，在手册中都给出了说明，感谢这些资料的提供者！版权所有Copyright©2008西安康耘电子有限责任公司Copyright©2008Xi’anCanwinElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved3目录第一部分第一部分第一部分第一部分扩充知识扩充知识扩充知识扩充知识9第第第第1章章章章常用电路元件常用电路元件常用电路元件常用电路元件91.1电阻电阻电阻电阻、、、、电容与二极管电容与二极管电容与二极管电容与二极管91.2功率电子器件功率电子器件功率电子器件功率电子器件121.2.1功率电子器件及其应用要求121.2.2功率电子器件121.3数字电位器数字电位器数字电位器数字电位器151.4基准电源芯片基准电源芯片基准电源芯片基准电源芯片181.5多路模拟开关多路模拟开关多路模拟开关多路模拟开关201.6可编程运算放大器可编程运算放大器可编程运算放大器可编程运算放大器231.7电压电压电压电压/电流变换器电流变换器电流变换器电流变换器（（（（V/I））））241.8模拟信号放大器模拟信号放大器模拟信号放大器模拟信号放大器261.8.1集成运算放大器OP07261.8.2测量放大器27第第第第2章章章章存储器类型及扩展存储器类型及扩展存储器类型及扩展存储器类型及扩展302.1基础知识基础知识基础知识基础知识302.2闪存闪存闪存闪存332.3闪存卡闪存卡闪存卡闪存卡352.3.1SD卡362.3.2CF卡37第第第第3章章章章开关电源技术开关电源技术开关电源技术开关电源技术393.1开关电源原理开关电源原理开关电源原理开关电源原理393.2开关电源的电路组成开关电源的电路组成开关电源的电路组成开关电源的电路组成393.2.1输入电路的原理及常见电路403.2.2功率变换电路413.2.3输出整流滤波电路433.2.5短路保护电路453.2.6输出端限流保护473.2.7输出过压保护电路的原理4743.2.8功率因数校正电路493.2.9输入过欠压保护49第第第第4章章章章总线技术总线技术总线技术总线技术514.1内部总线内部总线内部总线内部总线514.2系统总线系统总线系统总线系统总线524.3外部总线外部总线外部总线外部总线534.4CAN总线总线总线总线544.4.1ＣＡＮ总线简介及其特点544.4.2ＣＡＮ总线通信介质访问控制方式554.4.3应用技术564.5以太网以太网以太网以太网584.6无线通信技术无线通信技术无线通信技术无线通信技术59第第第第5章章章章常用传感器常用传感器常用传感器常用传感器645.15.15.15.1传感器分类传感器分类传感器分类传感器分类645.25.25.25.2温度传感器温度传感器温度传感器温度传感器655.2.1热敏电阻655.2.2热电偶665.2.3其它常用温度传感器695.3光电式传感器光电式传感器光电式传感器光电式传感器705.3.1光与光电效应705.33.光敏电阻725.3.4光敏管725.3.5热释电传感器（PIR）735.3.5光电检测的组合形式745.4超声波传感器超声波传感器超声波传感器超声波传感器755.5压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器775.6气体检测电路气体检测电路气体检测电路气体检测电路795.7湿度检测技术湿度检测技术湿度检测技术湿度检测技术815.8干扰的抑制技术干扰的抑制技术干扰的抑制技术干扰的抑制技术83第第第第6章章章章遥控技术遥控技术遥控技术遥控技术856.1红外遥控红外遥控红外遥控红外遥控856.2无线遥控无线遥控无线遥控无线遥控915第二部分第二部分第二部分第二部分PROTELDXPPROTELDXPPROTELDXPPROTELDXP94第第第第1章章章章芯片封装形式的特点和优点芯片封装形式的特点和优点芯片封装形式的特点和优点芯片封装形式的特点和优点94第第第第2章章章章绘制单片机试验板绘制单片机试验板绘制单片机试验板绘制单片机试验板982.1原理图设计原理图设计原理图设计原理图设计982.1.1新建PCB工程1002.1.2新建原理图文件1022.1.3设置原理图纸张大小1022.1.4放置元件1032.1.5AT89C51的电路连接1112.1.6555连接电路1162.1.7复位电路1172.1.8串行接口电路1172.1.9重新编排元件序号和ERC检查1182.2PCB设计设计设计设计1202.2.1元件的PCB封装准备1202.2.2PCB生成向导1302.2.3PCB元件布局1332.2.4布线1362.2.5补泪滴1372.2.6敷铜1382.2.7电路DRC检验139第第第第3章章章章高级实例高级实例高级实例高级实例1403.1总体方案介绍总体方案介绍总体方案介绍总体方案介绍1403.2层次原理图设计层次原理图设计层次原理图设计层次原理图设计1403.3主原理图设计主原理图设计主原理图设计主原理图设计1413.3.1元件集成库的创建1413.3.2S3C44B0核心板的原理图设计1463.4子原理图设计子原理图设计子原理图设计子原理图设计1583.4.1“STEPMOTOR.SCHDOC”子原理图1583.4.2CAN总线接口子原理图绘制1623.5PCB设计设计设计设计1683.5.1绘制S3C44B0芯片的PCB封装1683.5.2PCB生成向导1703.5.3工作层面的说明和设置1716第第第第4章章章章常用操作常用操作常用操作常用操作1764.1原理图打印原理图打印原理图打印原理图打印1764.2自动更新功能自动更新功能自动更新功能自动更新功能1774.3PCB图的打印图的打印图的打印图的打印1784.4生成元件清单生成元件清单生成元件清单生成元件清单180第第第第5章章章章数字电路的抗干扰方法数字电路的抗干扰方法数字电路的抗干扰方法数字电路的抗干扰方法1825.1形成干扰的基本要素形成干扰的基本要素形成干扰的基本要素形成干扰的基本要素1825.2抗干扰设计的基本原则抗干扰设计的基本原则抗干扰设计的基本原则抗干扰设计的基本原则1825.2.1抑制干扰源1825.2.2切断干扰传播路径1835.2.3提高敏感器件的抗干扰性能1835.3PCB设计的一般原则设计的一般原则设计的一般原则设计的一般原则1845.4PCB及电路抗干扰措施及电路抗干扰措施及电路抗干扰措施及电路抗干扰措施185第三部分第三部分第三部分第三部分FPGA/CPLDFPGA/CPLDFPGA/CPLDFPGA/CPLD技术技术技术技术187第第第第1111章章章章基本概念基本概念基本概念基本概念1871.1VERILOGHDL的基本知识的基本知识的基本知识的基本知识1871.2VERILOGHDL的历史的历史的历史的历史1881.3总结总结总结总结192第第第第2222章章章章HDLHDLHDLHDL指南指南指南指南1952.1模块模块模块模块1952.2时延时延时延时延1962.3数据流描述方式数据流描述方式数据流描述方式数据流描述方式1962.4行为描述方式行为描述方式行为描述方式行为描述方式1982.5结构化描述形式结构化描述形式结构化描述形式结构化描述形式2002.6混合设计描述方式混合设计描述方式混合设计描述方式混合设计描述方式2022.7设计模拟设计模拟设计模拟设计模拟203第第第第3333章章章章VERILOGVERILOGVERILOGVERILOG语言要素语言要素语言要素语言要素2073.1标识符标识符标识符标识符20773.2注释注释注释注释2083.3格式格式格式格式2083.4系统任务和函数系统任务和函数系统任务和函数系统任务和函数2083.5编译指令编译指令编译指令编译指令2083.6值集合值集合值集合值集合2123.7数据类型数据类型数据类型数据类型2143.7.1线网类型2143.7.2未说明的线网2173.7.3向量和标量线网2173.7.4寄存器类型2173.8参数参数参数参数221第第第第4444章章章章表达式表达式表达式表达式2224.1操作数操作数操作数操作数2224.2操作符操作符操作符操作符2254.3表达式种类表达式种类表达式种类表达式种类232第第第第5555章章章章门电平模型化门电平模型化门电平模型化门电平模型化2335.1内置基本门内置基本门内置基本门内置基本门2345.2多输入门多输入门多输入门多输入门2345.3多输出门多输出门多输出门多输出门2365.4三态门三态门三态门三态门2375.5上拉上拉上拉上拉、、、、下拉电阻下拉电阻下拉电阻下拉电阻2385.6MOS开关开关开关开关2385.7双向开关双向开关双向开关双向开关2405.8门时延门时延门时延门时延2405.9实例数组实例数组实例数组实例数组2415.10隐式线网隐式线网隐式线网隐式线网2425.11简单示例简单示例简单示例简单示例2425.122-4解码器举例解码器举例解码器举例解码器举例2435.13主从触发器举例主从触发器举例主从触发器举例主从触发器举例2445.14奇偶电路奇偶电路奇偶电路奇偶电路245第第第第6666章章章章用户定义的原语用户定义的原语用户定义的原语用户定义的原语2476.1UDP的定义的定义的定义的定义24786.2组合电路组合电路组合电路组合电路UDP2476.3时序电路时序电路时序电路时序电路UDP2496.4另一实例另一实例另一实例另一实例2516.5表项汇总表项汇总表项汇总表项汇总2519第一部分第一部分第一部分第一部分扩充知识扩充知识扩充知识扩充知识第第第第1章章章章常用常用常用常用电路电路电路电路元件元件元件元件1.1电阻、电容与二极管1111、、、、电阻电阻电阻电阻在选择电阻器的阻值时，应根据设计电路时理论计算电阻值，在最靠近标称值系列中选用。普通电阻器（不包括精密电阻器）阻值标称系列值见下表，实际电阻器的阻值是表中的数值乘以10n（n为整数）。允许偏差（％）阻值（Ω）±5％1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1±10％1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2±20％1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8电阻器额定功率标称系列值电阻器类型额定功率（W）线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、1002222、、、、快速识别色环电阻快速识别色环电阻快速识别色环电阻快速识别色环电阻目前，国产或进口电视机、收录机广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用很方便。以往杂志上都介绍过色环电阻识读法，按其方法读数时，要进行换算，较麻烦，这里介绍一种快速识别阻值的方法。带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内，例如是几点几K、还是几十几K的，再将前两环读出的数代进去