本帖最后由 doYrobot 于 2016-5-8 22:36 编辑
arduino 开发学习笔记（一） 电阻的选用
学习arduino开发一段时间了。因为是自学，所以不成系统，东一榔头西一榔头的非常零碎。因此，从今天起慢慢将学习的内容进行整理。本着arduino开源的思想，对很多自己整理的东西进行分享。其中不对地方希望大家批评指正，共同进步。
目录
一、限流电阻 二、上拉电阻及下拉电阻 三、直插电阻和贴片电阻 四、系列电阻值表查询
持续更新中，未完待续
一、限流电阻
电阻R=U/I.但是，我们在实际设计电路时，不像书本上那样U和I都是已知的。而是也是需要求解或者根据系统中别的元器件得出来的。 我以实际应用中电阻的选用为例进行说明。 
假如我们需要点亮一个红色的发光二极管LED1.如图所示，进行接线是不可以。 为什么不可以了？我们知道LED为非线性元件。当其两端电压超过其导通电导通后，其压降为恒定值（不同颜色的二级不同），现在我们假设LED1上的压降为2V。那么，根据我们书本上的知识，分压原理，导线就要分担3V的电压，因为导线的电阻几乎为0，因此，电流将趋向于无穷大。大家肯定会看到你的发光二极管闪了一下然后不再亮了。那就证明它已经烧坏了。因此，我们要在这个电路中串联一个电阻进行分压。
根据串联分压原理，V_LED1=2V，V_R1=3V。但是，我们还是无法知道电阻值选多大？因为我们不知道电流多大。
电流的大小确定也是根据LED的特性确定。LED的点亮电流5-10mA（不同颜色会有所不同），最大容许电流在40-50mA.具体参数将在下面列出来。发光二极管参数
发光二极管的压降：基本在1.2~2V左右；只要二极管导通，压降基本一定，但电压升高压降稍会升高；
1. 直插超亮发光二极管压降
主要有三种颜色，然而三种发光二极管的压降都不相同，具体压降参考值如下：
红色发光二极管的压降为2.0--2.2V
黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V
绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V
正常发光时的额定电流约为20mA。
2. 贴片LED压降
红色的压降为1.82-1.88V，电流5-8mA
绿色的压降为1.75-1.82V，电流3-5mA
橙色的压降为1.7-1.8V，电流3-5mA
兰色的压降为3.1-3.3V，电流8-10mA
白色的压降为3-3.2V，电流10-15mA.
因为LED正常是做为指示作用的，只要点亮就行，不需要电流很大。（电流大了LED使用寿命会变短），我们取电流为10mA。
根据R=U/I.就可以计算出：R1=3V/10mA=300Ω。
但是电阻是不是就选取300Ω了？还不一定。为啥？因为电阻也是工业制造的标准器件，不可能每个阻值大小的电阻都制造，那样型号太多，制造成本太高。因此，就有一个系列值。咱们只能从其中选取。我将在后续的小节中专门说明。
咱们将刚才的电路稍作变形。把5V电源换成D2输出，完全就是一个arduino数字引脚控制的LED灯了。因为arduino的数字引脚输出高电平，就是+5V电压。因此控制D2输出高低电平就可以实现LED等的亮灭。 file:///C:\Users\Bamboo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image001.png 但是上图中，这个arduino控制的灯，虽然是可以工作的。但是在实际电路中，却很少这么用，而是用下面这个电路。 file:///C:\Users\Bamboo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.png 为什么采用下面电路，而不采用上面的电路。简单讲就是因为arduino的控制芯片如果同时开关多个发光二级管的话，芯片的输出负载会比较大。而如果采用下面的电路，就采用的灌电流驱动，驱动能力会比较大。具体细节会在以后《arduino引脚的驱动能力》这个章节中详细说明。 二、上拉电阻及下拉电阻 file:///C:\Users\Bamboo\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image003.png 简单来说什么叫上拉电阻，就是把点位拉高到VCC的电阻。而下拉电阻正好相反，就是把电位拉低到地的电阻。 还是以实际电路设计为例说明。图中电路就是D3、D4作为输入信号，检测S1、S2的开关状态。 咱们先分析图中上拉电阻的作用。 当S1没有导通时，因为R4中没有电流流过，D3点的电位等于VCC。 当S1导通时，因为电势差的原因，R4中电流从VCC如到GND。根据分压原理，因为导线电阻为零，电压都加在R4两端，此时，D4点的点位为0 可以看出，因为R4的存在，在开关未合上之前保持高电位，而当开关合上之后，检测点的点位为低。这就保持了开关未打开时的高电位。因此叫上拉电阻。同时，上拉电阻也起到限流的作用，如果VCC直接接地，会造成导线烧坏。 下拉电阻的原理跟上拉电阻的一样。不再累述。 其中开关S1、S2可以替换为三极管、继电器、光电耦合器等，原理类似。将在后续的章节中说明。 这只是上拉电阻应用在输入电路中，而在输出电路中的应用，将在《三级管作为开关元件》章节中，详细说明。 而图中R4、R5的阻值计算将在本周内更新。 还是没找到排版的好方法，希望哪位熟悉的大侠，指点一下，尤其图片
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发表于 2016-5-8 15:01
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