微控制器開發中，需要學習一點電子電路基礎知識。這一篇科普一下。作為微控制器開發前的背景知識。

一、關於電的幾個基本概念

１，電流：電子在導體中流動，形成電流。電流的計量單位是 安培(A),    1 A = 1000 mA (毫安)

２，電壓：指電路兩端的電勢差或電位差。這個電位差引發電子的流動，產生電流。電壓的計量單位是 伏特 ( V )

３，電功率：電流在單位時間內做的功叫做電功率，是用來表示消耗電能的快慢的物理量。電功率的計量單位是 瓦特( W). 

       功率=電壓*電流*時間.

４，直流電：（Direct Current，簡稱DC）， 正負極性不變、電流方向不變的電流。微控制器使用直流電供電。電池提供直流電。

５，交流電：（Alternating Current，簡稱AC），電流方向、強度隨時間作週期性變化的稱為交流電。發電機生成交流電。220AC市電是交流電。

６，電路：由金屬導線和電氣、電子元器件組成的導電迴路，稱為電路。

７，斷路：當電路沒有閉合開關，或者導線沒有連線好，或用電器燒壞或沒安裝好（如把電壓表串聯在電路中）時，即整個電路在某處斷開。處在這種狀態的電路叫做斷路(又叫開路）。

８，短路：在電路中，電流不流經用電器，直接連線電源正負兩極，由於導線的電阻很小，短路時電路上電流會非常大。這樣大的電流，會造成電源損壞。導線的溫度升高，嚴重時有可能造成火災。

９，類比電路（Analog Circuit）：處理模擬訊號的電子電路 。類比電路中的電壓和電流在一個範圍內連續變化。“模擬”二字主要指電壓（或電流）對於真實訊號成比例的再現，比如模擬式溫度計，可能0度時電壓為0V, 10度時電壓為10V。

１０，數位電路（Digital Circuit）：處理數字訊號的電子電路 。對於工作電壓為5V的微控制器，數位電路中的電壓只有兩個值：0V 和 5V. 0V即低電平，表示數字0；　5V即高電平，表示數字1. 訊號量以脈衝數字方式表示。比如數字式溫度計，可能以幾個脈衝電壓( 5V-0V-5V-0V)表示二進位制的1010，即數值10。

二、電的測量工具：萬用表

萬用表是用來測量電流、電壓、電阻等的儀表。是電工和無線電製作的必備工具。 

三、常用電子元器件

（一）電阻

電阻（Resistor，電路圖中常用  R 表示電阻）是限制電流的元器件。

將電阻接在電路中，它可限制通過它的電流的大小。電阻在電路中通常起限流、分壓、分流的作用。

電阻大小的計量單位是：歐姆（Ω），　1 KΩ = 1000 Ω

歐姆定律： 　I  =  U /  R

     其中：Ｉ是電流，　Ｕ是電壓，　Ｒ是電阻

電阻在電路板上一般標識為 R,   在電路圖上的表示方式, 如下圖：

（二）電容

電容（Capacitor）顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。廣泛應用於電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調諧迴路， 能量轉換，控制等方面。

電容是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質構成。

當在兩金屬電極間加上電壓時，電極上就會儲存電荷，電容充電。

當電壓減小時，電極會放出放電荷，電容放電。

對於直流電，電容中間有絕緣物質，所以電容相當於斷路。
對於交流電，電容反覆充放電，所以電容相當於通路。

電容為基本物理量，符號C，單位為F（法拉）。　1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)

電容在電路板上一般標識為 C,    在電路圖上的表示方式, 如下圖：

（三）二極體

二極體（英語：Diode），一種具有兩個電極的電子元件，只允許電流由單一方向流過。反向則阻斷。它最大的特性就是單向導電。

二極體的種類：普通二極體﹑穩壓二極體﹑發光二極體﹑光敏二極體等。

二極體在電路板上一般標識為 D.  

二極體有兩個腳，一個腳是正極，一個腳是負極。在電路中，電流只能從二極體的正極流入，負極流出。

二極體的極性區分方法：

１，眼睛識別：在管體上有白圈（黑圈或藍圈）的一端，是負極。對於發光二極體，短腳的一端為負極。

２，電阻測量法：用萬用表測量電阻，互換管腳測二次。以阻值較小的一次測量為準，黑表筆所接的一端為正極，紅表筆所接的一端則為負極。

注意：如果二極體正負極插反，輕則燒燬元件本身，重則燒燬電路其它元件！

（四）三極體

三極體，一種具有三個電極的電子元件，又稱晶體三極體，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。

三極體是一種控制電流的半導體器件，其作用是把微弱訊號放大成幅度值較大的電訊號，也用作無觸點開關。因此，三極體常用於訊號放大、開關電路、控制電路等。

三極體是一個半導體部分，由兩個PN接面組成。

{

P型半導體---本徵半導體中摻入微量的三價元素，得到以空穴載流子為主的空穴型半導體，空穴載流子是帶正電荷

N型半導體---本徵半導體中摻入微量的五價元素，得到以電子載流子為主的電子型半導體，電子載流子是帶負電荷

PN接面: 通過一定的生產工藝，把P型半導體和N型半導體結合在一起，在它們的交界處形成一個具有特殊效能的薄層

}

三極體有三個腳，分別為：基極（b），集電極（c），發射極（e）.

根據PN接面的不同，一般分為ＰＮＰ型和ＮＰＮ型兩類。

三極體的外掛極性區分：在管體上有弧度的一端，對應PCB板絲印弧度垂直插入．
外掛注意：如果三極體正負極插反，輕則燒燬元件本身，重則燒燬電路其它元件！

三極體的極性判斷，使用萬用表的方法如下：

三級管在電路板上一般用字母Ｑ表示

（五）電感

電感器又稱電感線圈或線圈，文字元號：“L”，它是由線圈繞在磁體上構成。電感器是一種貯能元件，利用電磁感應將電能轉換成磁能並儲存起來，具有阻礙交流電通過的特性，其作用有濾波、作為諧振電路的振盪元件等。概括起來就是：阻交通直，儲存磁能。 

電感器在電路板上一般標識為 L，    在電路圖上的表示方式, 如下圖：

（六）晶振

晶振，用來選擇頻率和產生頻率的元器件。

晶振在電路圖上的表示方式，如下圖：

微控制器系統裡都有晶振.  一個晶振和幾個電容組成振盪電路,產生微控制器所需的時鐘頻率.

（七）積體電路

積體電路（Integrated Circuit,簡稱IC）是一種微型電子器件或部件。
採用一定的工藝，把一個電路中所需的電晶體、電阻、電容和電感等元件及佈線互連一起，製作在一小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個殼內。
積體電路使其中所有元件在結構上已組成一個整體，使得電路小型化、低功耗、高可靠性，得到非常廣泛的應用。

積體電路，又稱為晶片(Chip)

積體電路有非常非常多種。使用時，要對每一種晶片具體學習、實驗、測試、使用。

在電路設計中，往往就是在選擇不同功能的晶片，進行連線組合。

微控制器本身就是一個積體電路。

四、電子設計製作

（一）電路原理圖

電子設計，首先要設計電路原理圖。用電路元件符號表示電路連線的圖，叫電路原理圖，簡稱電路圖。例如：

（二）印刷電路板(Printed circuit board, 簡稱PCB)

使用設計軟體，將電路圖轉化為電路板設計檔案。交付製版工廠，批量生產印刷電路板。

（三）焊接元器件

再交付製版工廠，將元器件焊接在印刷電路板上。然後，寫入軟體資料、整體測試、包裝出成品。

焊接工藝有兩種：　 穿孔焊接、SMT貼片(最流行,Surface Mounted Technology，表面貼裝技術）)

為適應不同的焊接工藝，

同一種元器件有兩種形式：直腳型和貼片型

同一種積體電路晶片，往往管腳相同，但有兩種封裝形式：DIP,  QFP

DIP封裝，是Dual Inline-pin Package的縮寫，也叫雙列直插式封裝。適用於穿孔焊接.

QFP封裝，是(Quad Flat Package)的縮寫，叫方型扁平式封裝。適用於SMT貼片

（四）實驗室的電路板製作

在實驗室環境中，往往無法批量生產印刷電路板，一般只有手工焊接。因此要用實驗器材製作電路。

1, 麵包板：是一種電路板，上面有很多小插孔，專為電子電路的無焊接實驗設計製造的。由於各種電子元器件可根據需要隨意插入或拔出，免去了焊接，節省了電路的組裝時間，而且元件可以重複使用，所以非常適合電子電路的組裝、除錯和訓練。

麵包板的用法，請百度一下即可

２，杜邦線：用於連線晶片、器件、麵包板的導線，根據需要隨意插入或拔出，無需焊接，適合於電路實驗。