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2.2.3电路、串联电路和并联电路电路:由金属导线和电气、电子部件组成的 导电回路,称为电路。 电路是电流所流经的路径,或称电子回路,是由电气设备和元器件(用电 器),按一定方式联接起来。如电阻、电容、电感、二极管、三极管、电 源和开关等,构成的网络。 电路规模的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成电路,大到高低压输电网。根据所处理信号的不同,电子电路可以分为模拟电路和数字电路。 杰克·基尔比(Jack S. Kilby) 集成电路之父 1958年9月12日,基尔比研制出世界上第一块集成电路。 串联电路是连接电路元件的基本方式之一。将电路元件(如电阻、电容、电感,用电器等)逐个顺次首尾相连接。将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。串联电路中通过各用电器的电流都相等。 开关在任何位置控制整个电路,即其作用与所在的位置无关。电流只有一条通路,经过一盏灯的电流一定经过 另一盏灯。如果熄灭一盏灯,另一盏灯一定熄灭。串联电路中总电阻等于各电子元件的电阻和,各处电流相等,总电压等于各处电压之和。 并联电路是使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路,为电路组成二种基本的方式之一。例如, 一个包含两个电灯泡和一个9 V电池的简单电路。若两个电灯泡分别由两组导线分开地连接到电池,则两灯泡为并 联。 特点:用电器之间互不影响。一条支路上的用电器损坏,其他支路不受影响。 串联分压,并联分流。也就是说,在同一电路中,如果串联, 电流相同,电压按照电阻大小分配。如果并联,电压都相同, 电流按照总电压和各个电阻的比求。 2.2.4高电平和低电平当引脚为输入状态时.如果连接引脚的电压范围足3.5〜5.5V.则作为高电平识别,对应引脚读取的数字信号值为1。如果连接引脚的电压范围是-0.5〜1.5V,则作为低电平识别,对应引脚读取的数字信号值为0。如果连接引脚电压范围为1.5〜3.5V,则是一个不稳定的状态。 当引脚为输出状态时,通过程序控制向引脚写数字0,则该引脚输出的低电平为0V。通过程序控制向引脚写数字1,则该引脚输出的高电平为Arduino UNO主控板的工作电压5V。 如果通过程序来控制与LED相连引脚的输出电压在5V和0V之间切换,那么将实现LED灯闪烁的效果。 2.2.5二级管、晶体管二极管是常见的半导体器件之一。二极管有很多种类型,如整流二极管、开关二 极管等。二极管最基本的特性是单向导电性。所以二极管经常用在把交流电压和电流转换成直流电压和电流的电路中,如常见的AC/DC电源适配器。 二极管为极性器件,电路图中,不同类型的二极管符号不同,PN结二极管的符号为 当二极管正极与电源正极连接、负极与电源负极相连时,二极管能通,反之二极管不能通。二极管的这种性质称单向导电性 二极管的作用就是正向导通,反向截止,起到稳压整流作用 二极管正向导通的条件是:给与正向电压,并且大于二极管的导通电压。
晶体三极管有三只引脚,分别叫做B(基极)、C(集电极)和E(发射极)。三个引脚的功能可以概述为:基极(Base)相当于控制台,集电极Collector)代表收集电流, 发射极(Emitter)代表射出电流。晶体三极管根据构造结构不同,分为NPN和PNP 两种类型,它们的符号如图 NPN型晶体三极管通常情况下,是断开状态,当一个小的电流流人基极(B)或一个小的正向偏压加在基极和发射极时,它就处于导通状态,允许一个较大的集电极-发射极电 流,用于开关电路和放大电路。 PNP型晶体三极管与NPN型相反,当一个小的电流流出基极(B)或一个小的反向偏压加在基极和发射极时,它就处于导通状态,允许一个较大的发射极-集电极电 流,用于开关电路和放大电路。 NPN型和PNP型晶体三极管的负载连接如图所示。 NPN接法 PNP接法 2.2.6上拉电路、下拉电路与按键相连的电阻阻值为10 kΩ该电阻的作用为下拉电阻。 在电路中,通过按键开关来切换高、低电平,一般通过串联一个10kΩ的电阻来实现。该电阻将数字引脚的电压上拉“Pull -up”到5 V或者下拉“Pull-down”到地端,该电阻称为“上拉电阻”和“下拉电阻”。 通过按键来切换高、低电平,常见电路有三种,分别为:上拉电阻电路; 下拉电阻电路;内部上拉电路。 当按键开关断开时,数字引脚7通过电阻和5V电源相连接, 产生高电平。当按键开关闭合时,数字引脚7的电压和地相连接,产生低电平,电路中10 kΩ电阻称为上拉电阻。 当按键开关断开时,数字引脚7通过电阻和地相连接,产生低电平。当按键开关闭合时,数字引脚7的电压和5V电源相连接,产生高电平。电路中10kΩ电阻称为下拉电阻。
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