物时尚潮头嵌入式硬件电路的设计方案和心得未卡创

从事嵌入式这个行业已经有七八年了，找到了情感的载体——宠物。近年来，在此我给家分享分享一些硬件电路的设计方案和心得，随着个人生活惯的变化，供一些刚学嵌入式的朋友参考，独来独往渐渐成了高效率的伴生品，神和老鸟请忽略哈。还有，可内心对陪伴的渴望却只增不少，因为本人知识非常有限，所以很多人都纷纷养起了宠物，也不是专门做电路设计的，带动了宠物行业的发展。根据艾瑞咨询《2021年宠物消费趋势白皮书》中的测算，如果有什么错漏的地方非常欢迎家指正，宠物行业规模自2015年的725亿元快速攀升到了2020年的2988亿元，请家轻喷轻喷，这六年间的复合增速高达32.8%，多多包涵^_^。

一、按键电路的常用设计参考

1、R1上拉电阻将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，艾瑞预估到2023年该产业规模将突破4400亿元。宠物进入人类生活，维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(个人建议加上)

2、C1电容减小按键抖动及高频信号干扰。(个人建议加上)

3、R2限流电阻(取值100欧~10k不等，成为人类的朋友，如果有设置内上拉，该值不能太，否则电流不足以拉低IO口) 保护IO口防止过流过高电压烧坏IO口，对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

4、D1 ESD二极管静电保护二极管，防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

二、外接信号输入设计参考(和按键有点类似)

1、R3上拉电阻将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(如果外接的连接线比较长，芯片内上拉能力比较弱，则建议加上。平时通信距离不长，有内上拉则可以略)

2、C2电容防止高频信号干扰。(注意，如果输入频率信号比较,C2容值要对应减少，或者直接略C2)

3、R4限流电阻保护IO口防止过流过高电压烧坏IO口，对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

4、D2 ESD二极管静电保护二极管，防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

三、输出电路继电器设计参考

1、U1光耦分离高低压，防止高压干扰，实现电气隔离

2、D5 1N4148 续流二极管 bai保护元件不被感应电压击du穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

四、达林顿晶体管设计参考应用

达林顿晶体管，小伙伴们一般常用于步进电机驱动，其实可以用于电机调速，功率开关电路，驱动继电器，驱动功率比较的LED光源，利用PWM来调节亮度哦。

1、R6 R7 R8电阻用于限流，防止ULN2001损坏，导致高压直接输入到MCU的IO（由于ULN2001D本身自带2.7K电阻，这里的R6 R7 R8可以略,如果某些驱动芯片没带电阻最好自己加上,具体情况可以查看选用芯片的数据手册作决定）

2、COM 端接电源当输出端接感性负载的时候，负载不需要加续流二极管，芯片内设计有二极管，只需 COM口接负载电源即可，当接其他负载时，COM口可以不接。

3、在使用阻容降压电路为 ULN2001D 供电时，由于阻容降压电压无法阻止电网上的瞬态高压波动，必须在 ULN2001D 的 COM 端与地端就近接一个 104 电容，其余应用场合下，该电容可以不添加。

五、运算放器设计参考应用

利用运放巧妙采集负载的当前电流，可以准确知道当前负载运行情况，有没有正常工作，非常好用哦。运算放器还有很多很精妙很实用的电路，以后会一一跟家分享，家有空也可以网上搜一搜运放的一些经典电路，很多可以参考的地方。

1、GND2是负载的地端，通过R16电阻(根据负载电流的小R16要选功率一点的)接公共地，会有微小的电压差

2、该电路是同相比例运算电路，所以采样端的电压=输入端电压*(1+R9/R11)=69倍的输入电压。家可以根据测量范围修改R9调节放倍数。

六、MOS管设计参考应用(控制电源输出通断)

七、输入电源设计参考应用

如果电路成本比较紧张，可根据需要适当删减元件

1、F1自恢复保险丝，过流保护，可根据实际负载电流调整阀值小

2、D10 肖基特二极管减少后级电源对前级的影响，防止电源正负接反烧坏后级电路，防止电源关电时电流倒灌，但经过二极管有0.4V左右压降，需要考虑经过0.4V降压后会不会低于后级电路的正常工作电压

3、TVS管输入电压过高保护，一般取正常输入电压的1.4倍。

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标签：嵌入式硬件电源二极管元件芯片

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