元器件文档(自己写)

1、元器件 1： LT1374CR-SYNC and LT1374CR-5 （电压转换芯片）首先，它是一个电压转换芯片。其开关转换的频率是 500KHz（不明白这一频率的高低代表什么） 。我们使用的是贴片式的 LT1374CR。黑色，只有七个引脚，都在单边，用的是 LINEAR 公司的。LT1374CR-5 是把 Vi 转换为 5V 的电压，其典型电路为下图所示：历届的使用的电路为：JS-7.4V 是一个接电源的插头，为后续电路提供 7.4V 的电压，虽说是如此，但其实所有芯片和外设（比如传感器或者电机之类的）都只能在一定的电压范围类工作，且都有自己的额定工作电压，其工作电压只能在自己的额定电压上下一点。但是电源是有限的，所以我们只能使用电压转换芯片。C11 是一个旁路电容，起到滤波的作用，由于它很大，故带有一定的电感特性， （那为什么直接用电感呢？莫非用电感所通的低频比用大电容所通的低频要窄？）滤去电源中的高频成分，使得电源电压稍微平稳一些。这里有一个小小的技巧，所有的电源引出端都要接上一个电容，一起到滤波的作用，但接地电容的大小一般该怎么确定呢？D8 是一个防止电源反接的二极管（ 待补

2、） 。LT1374CR-5 我们使用的是推荐使用的电路，但其中有一点小小的改变，即在 Vc 端与地之间多串了一个电阻和电容（三个电压变换电路的此处都是相同的） ，其作用是补偿。 （待补）这是这两个型号的封装外形和引脚。这个图与上面那个图相似，只讲不同的地方。由于 24V 的电压较高，且它要去为不少传感器和电机提供能源，所以受负载的影响可能会很大，所以在此支路上可能会出现较大的电流流过， （电源也是有内阻的，负载电阻变小后整个电路的电流就会变大）这样可能会烧坏电源，所以此处加一个熔断器（保险丝）来防止出现过大的电流。SMBJ22A 是一个贴片稳压二极管，是用硅材料制作， （待补） 。相比起 LT1374CR-5 的推荐电路，这个电路的7 号脚多接了 2 个电阻，下面那个电阻（R1）我们通常取 5K，然后使用上面的公式来计算上面的电阻值（R2） 。DateSheet 上面有算好的推荐值，使用时可以查阅。另外电感的值也有一点不同，需要查阅 DateSheet。元器件二： LM311 （电压比较器） 此电压比较器用于判断电池的电力是否变弱，此处 12V 为参考端，因为即便电池电压在一个较小的范

3、围类波动，电压转换芯片业能够把其转换为 12V。当 24V 的电压稍降，R9右端点处的电压值就小于 12V 造成输出 EMITOUT 为高电平，蜂鸣器即报警。 （问题，我觉得总该留有一定的阈值，比如当电源为 23.8V 时可以不报警，而到达 23.5V 再报警。但此处电路貌似是说只要 R9 右端点电位只要小于 12V 即电池电压只要小于 24，蜂鸣器就开始报警（是不是我想错了？） ） （待补）元器件三：SMBJ22A （ 瞬态二极管（Transient Voltage Suppressor） ）瞬态二极管（Transient Voltage Suppressor）简称 TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当 TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10 的负 12 次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。选型时要注意：，最大箝位电压 VC 要小于电路允许的最大安全电压。，截止电压VRWM 大于电路的最大工作电压，一般可以选择 VRWM 等于或者

4、略大于电路的最大工作电压。，额定的最大脉冲功率（TVS 参数中给出） PM 要大于最大瞬态浪涌功率。元器件四：TLP521-4DIP and TLP521_2（低速光电耦合器）发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离干扰的作用。光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点，因而在各种电子设备上得到广泛的应用光电耦合器可用于隔离电路、负载接口及各种家用电器等电路中其管脚分布图如下图所示：选择光耦的参数有：1、CTR ：电流传输比（ CTR：发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值）2、Isolation Voltage：隔离电压（隔离电压：发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值）3、Collector-Emitter Voltage：集电极发射极电压（集电极发射极电压：集电极发射极之间的耐压值的最小值）其中：3.5v24v 认为是高电平，0v1.5v 认为是低电平。元器件五： 6N137 （高速光耦晶体管输出 ） 其内部电路为：各管脚的定义及真值表如下：6

5、N137，黑色，八个引脚，双列直插型的。 1 号与 4 号引脚不用则不接，2 号与 3 号分别接信号输入端的正负端，5 号引脚接地，7 号引脚为使能端，一般情况下应该接高电平使之一直使能，8 号引脚应该接激励电源，7 号与 8 号引脚一般连在一起。6 号引脚为输出。在管脚使能的情况下，其输入与输出的电平刚好相反。元器件六： ULN2803A（达林顿管）达林顿接法常用于功率放大器和稳压电源中。其在功率晶体管的模块组件化中发挥作用. 达林顿管常用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路等. 达林顿的特性：1.高电流增益；2.电压增益约等于 1（小于 1） ；3.高输入阻抗 838 电子；4.低输出阻抗；5.漏电流影响极大，造成电路不稳定。其为黑色，18 个引脚，内部示意图如下所示：1-8 号引脚为输入，9 号引脚为接地端，10 号引脚为公共端，11-18 号引脚为输出端。 元器件七： SN74LS244DW （八同相三态缓冲器/ 线驱动器）元器件八： LMD18200（电机驱动芯片）黑色，单边引脚，由一个看起来像扇叶的东西固定，直插式的。其内部框图如下：表 1 ：LMD18200 逻辑真值表，

6、如下所示：元器件九： 4HC14 （6 路施密特触发反相器）4HC14 是一款高速 CMOS 器件，74HC14 引脚兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL ）系列 。74HC14 遵循 JEDEC 标准 no.7A。74HC14 实现了 6 路施密特触发反相器，可将缓慢变化的输入信号转换成清晰、无抖动的输出信号。应用：1，波形、脉冲整形器；2，非稳态多谐振荡器；3，单稳多谐振荡器 其管脚图如图所示：其为黑色贴片式芯片，14 个引脚，6 个施密特触发器。一个接电源，一个接地。光电开关（光电传感器）&位置开关（行程开关）首先，光电开关能测的距离是一定的，测量时又光电开关发出一个光型号，如果在其量程范围内，则发出的光信号会被反射回来又光电开关接受，发送到 PES 线上作为输入信号，VCC24V 提供电压，CPES 接地，这样的话，外部的情况就被传感器感知并输入了。输入信号作为发光二极管的阴极，当它为低电平时，光敏三极管导通，输出 PESO 为高电平，这个输出信号直接交给了 FPGA， ，由 FPGA 做出反应，对光电开关的信号做出反应。位置开关原则上有 14 个，光电开关有 6 个。但实际上

7、，因为不同的机器人所需的光电开关和位置开关不一样，考虑到 FPGA 的接口不够用，共此处设置了 4 个复用输入。即MUL1-4。故实际上只有 10 个独立的位置开关和 2 个独立的光电开关，当我需要大于 2 个的光电开关时，就把复用端与 PESO 端接入插口的并联端，当需要的行程开关大于 10 个时，就把 P_S11-14 与 MUL 复用端接入插口的并联端。其中，位置开关的信号从上图的 P_S 端输入，VCC5V 为位置开关提供电源，GND 为接地端。 行程开关的获得信号后将其输入到施密特触发器中进行滤波处理后输出到 FPGA中，等待其做出对行程开关接收到信号的响应。光电编码器铭朗科技里面有电机的驱动电路，当其与电脑使用三根线相连接时（RS 接受，TS 发送与 GND 端） ，其接受从电脑发送的指令，转换成方波型号来对电机进行控制。编码盘在实际中与车轮一起转动，电机上连接联轴器后再经过减速机构去连接编码盘。但在测试的时候我们使用电机直接连接码盘。铭朗科技那东西与电机连接控制电机，从码盘引出 4 条线，接在上图的 ENC 端，VCC12V 为码盘提供电压，电机或者说是轮子转时，码盘会发

8、送一个方波（速度不同方波的周期不同）到光耦的输入端，如 ENC2A，ENC2B（一个码盘发送两个信号，来判断是正转还是反转）经过光耦输出信号，给 FPGA，等待其做出响应。但需注意的是，可以独立使用的码盘有两类，一类是 12V 的，一类是 5V 的。 （待解）1-4 是12V 的，可以使用。 （待解）滤波电容的布置 （经典）滤除噪声主要有两种形式，一种旁路，一种是退偶。旁路是指给信号中某些有害部分提供一个低阻抗的通路，电源中高频干扰是典型的无用成分，需要将其在进入芯片之前滤除，一般用于该目的的电容为旁路电容，充分的利用电容的频率特性。故可以看出旁路电容主要用于高频信号。退偶主要用于多级电路中，保证前后级传递信号时不互相影响各自的静态工作点而设置的。在电源中，退偶主要表现为芯片内部进行开关动作或输出变化时，需要瞬时在电源线上提取很大电流，瞬时的电流变化会导致电压的变化，从而影响自身和其他器件。为了减少这种干扰，需要在芯片附近加一个蓄电的电容，提供瞬时电流。故在实际使用中，一般在芯片的每个电源和地线之间并联一个10微法至100微法的电解电容和一个0.01微法至0.1微法的瓷片电容，电解电容在数字芯片切换状态时为其提供短时的电能，而瓷片电容的作用则是对数字电路切换状态时产生的高频噪声提供旁路。以减小电源上的高频噪声。直流电机换相时，换相器与电刷之间会产生火花放电，同时产生较强大的电磁干扰，需要在电机的两端并联0.01微法的电容和瞬态电压抑制二极管（TVS）。以减小电源上的电压突变。

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