每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。

<晶振电路图>

分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。

微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。

用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化，证明是起振了的。

晶振的类型有SMD和DIP型，即贴片和插脚型 。

先说DIP：常用尺寸有HC-49U/T，HC-49S，UM-1，UM-5，这些都是MHZ单位的。

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1 应用器件简介
1.1 PMM8713芯片
  
PMM8713是由日本Sanyo(三洋)电机公司生产的步进电机控制用脉冲分配器(又称逻辑转换器)，为双列直插式16脚单片CMOS集成芯片。
PMM8713既可以用于3相控制，又可以用于4相控制。励磁有1相、2相和1-2相3种方式，通过电路设计可任选其中的一种激励方式。此外，
PMM8713还具有单时钟或双时钟工作方式，带有正反转控制功能以及初始化复位功能，其内部有时钟选通、激励方式控制、可逆环形计数、激励方式判断等电
路。
    因为PMM8713所有输入端均采用施密特整形电路，因此抗干扰能力强。输出电流大于20 mA，可直接驱动微型步进电机。逻辑框图如图1所示。
  
1.2 LM331芯片
    LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片。LM331可用作精密的频率电压(F/V)转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器以及其它相关的器件。LM331为双列直插式8脚芯片，其逻辑框图如图2所示。
  
  
LM331内部有输入比较电路、定时比较电路、R-S触发电路、复零晶体管、输出驱动管、能隙基准电路、精密电流源电路、电流开关、输出保护电路等。输出
管采用集电极开路形式，因此可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，从而适应TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。此外。
LM331可采用单/双电源供电，电压范围为4～40 V，输出也高达40 V。
1.3 电压-频率变换
    LM331外接电路简单，只需接入几个外部元件就可以方便地构成电压/频率(V/F)或频率/电压(F/V)变换电路。本文选用LM331的电压/频率(V/F)转换功能.结构如图3所示。
  
  
外接阻容Rt、Ct和内部电路构成单稳定时电路。当输入端Vi+输入正电压
时，Vi+大于Vi-，输入比较器输出高电平，R-S触发器置位，输出高电平使输出驱动管导通，从而第3脚f0输出逻辑低电平。同时，电流源IR对电容
CL充电。由于复零晶体管的基极接在R-S触发器的反相输出端，因此，复零晶体管截止，电源Vcc通过电阻Rt对电容Ct充电。当Uct大于2/3
Vcc时，定时比较器输入端(第5脚)为正，因而输出逻辑高电平至R-S触发器的复位端，使R-S触发器复位。R-S触发器正相输出端输出低电平使输出驱
动管截止，Vdd通过上拉电阻R0使LM331第3脚f0输出逻辑高电平。此时，R-S触发器反相输出端输出高电平使复零晶体管导通，电容Ct通过复零晶
体管对地放电。电流开关打向左边，电容CL通过电阻RL对地放电。当电容CL放电电压等于输入比较器的正输入端电压Vi时，输入比较器再次输出高电平，使
R-S触发器置位，输出驱动管导通，f0输出逻辑低电平。如此反复循环，从而在f0端输出一定频率的脉冲信号。根据电容上电荷平衡原理和相关电学知识，设
电容的充电时间为t1，放电时间为t2。由C=Q/U， I="Q/t"，Q_放=Q_充，可以得至I_放t₂=I_充t₁→t₂U_L/R_L=(I_R-U_L/R_L)t₁→(t₁+t₂)= (I_Rt₁R_L)/U_L；又f=1/T，这里T=t₁+t₂，所以：
f0=1/(t1+t2)=UL/(I_Rt₁R_L)
    UL为电容C 两端的电压，因为UL在大约10 mV的范围内波动，因此，UL=Vi，故：
f0=V_i/(I_Rt₁R_L) (1)
  
从(1)式可以看出，LM331的输出频率.
f0与输入电压Vi成正比，从而实现了输入电压和输出频率的变换。t1由外接的定时元件Rt和Ct决定，其关系为t1=1.1RtCt，这样可以依据设计
电路的要求相应地选取Rt和Ct的值。 由内部精密电流源提供.IR=1.9 V/Rs。式(1)可变为
f0= V_iR_s/(2.09R_LR_tC_t) (2)
  
输入电阻Ri使7脚偏流抵消6脚偏流的影响，从而减小了频率偏差。Rs为可调电阻，它的作用是调整LM331的增益偏差。Ci为滤波电容，一般为
0.01～0.1
uF，在滤波效果较好的情况下，可使用1uF的电容。当6脚和7脚的RC时间常数匹配时，输入电压的阶跃变化将引起输出频率的阶跃变化。为了提高精度和稳
定度，阻容元件选用低温度系数的器件。

2 驱动器电路设计
    驱动电路如图4所示。外接电阻Rt和电容Ct
、内部定时比较器、复零晶体管、R-S触发器等构成单稳定时电路。当输入端Vi+输入的电压大于Vi-输入端的电压时，f0输出逻辑低电平。同时，电流源
IR对电容CL充电。电源Vcc也通过电阻Rt对电容Ct充电。当电容Ct两端的充电电压大于Vcc的2/3时，输出端，f0输出逻辑高电平。f0信号输
出至PMM8713
芯片的时钟端，该频率经PMM8713处理后，在A、B、C脚输出一定频率的驱动信号来控制功率三极管的导通时间，从而控制步进电机的转速。

  
方向控制电路由LM348四电路通用运算放大器构成。外部方向控制信号通过LM348和基准电压构成电压比较电路。当Vdi大于基准电压VH时，U3A输
出为正，接至PMM8713的第4脚，控制输出端输出正相脉冲序列。当Vdi小于基准电压VH时，输出端为负，接至PMM8713的第4脚，控制输出端输
出负相脉冲序列，相应相驱动输出端输出正反向脉冲序列，从而控制步进电机的正反转。
  
由LM331给出的输入指令是输入时钟f0和方向指令DIR，这2个指令在PMM8713中经逻辑组合转换各相通断的时序逻辑信号。PMM8713的相驱
动输出端(PIN10～PIN13)的驱动电流达20
mA以上，能直接驱动微型步进电机。R1、C1为开机时自动初始化电路。初上电的数十毫秒内R端为低电平，从而A～D端自动复位至初始状态。如果外接的步
进电机功率较大，PMM8713输出驱动端驱动能力不够，此时应设计功率放大驱动电路，然后再驱动步进电机。PMM8713各相输出端的导通顺序逻辑信号
送至功率驱动段转换成内部功率开关的基极(或栅极)驱动信号。步进电机驱动方式按相绕组流过的电流是单向或双向可分为单极性和双极性驱动，通常，三相步进
电饥采用单极性驱动。从功率驱动级电路来分析，又有电压驱动和电流驱动之分。本设计中采用串联电阻电压驱动方式。在相绕组中串接一定阻值和功率的电阻，一
方面减小了绕组回路的时间常数，同时又对低频和静止工作时的电流进行限制。
  
利用上述原理设计了一个自动闸阀控制器，闸阀的上下位置采用限位开关控制，利用相应的电路使限位开关的动作改变图5所示LM348比较电压输入端电压的大
小，从而控制步进电机运转还是停转。其工作原理；LM348的同相输入端为基准电压端，其反向输入端为比较电压输入端，当比较电压输入端的电压小于基准电
压时，LM348的1引脚上输出高电平，使BD237导通，从而使步进电机能够实现正转或反转；当比较电压输入端的电压高于基准电压时，在LM348的1
引脚上输出低电平，BD237截止，步进电机停转。
  

3 结语
    本设计为步进电机驱动器的主体设计部分，结构简单、成本低、性能稳定。采用该系统设计的三相反应式步进电机驱动器驱动55BF004型三相反应式步进电机。已成功地应用于自动闸阀控制系统中，运行效果良好。

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电阻是最常用的元件，特别是色环电阻，真是无处不在，如何识别色环电阻成了难点，下面我们就来介绍一下色环电阻的识别技术和电容识别技术。    小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小，这也是我们在学习电阻的很重要的一步。电阻阻值的单位是欧姆。

下面详细说明：色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。顾名思义，就是用四条有颜色的环代表阻值大小。每种颜色代表不同的数字，如下：

黑0  棕1  红2  橙3  黄4  绿5  蓝6  紫7   灰8  白9  金、银表示误差

2、色环电阻位置和倍率关系如下表所示：
颜色 有效数字 倍率 允许偏差（%）
银色 / x0.01 ±10
金色 / x0.1 ±5
黑色 0 +0 /
棕色 1 x10 ±1
红色 2 x100 ±2
橙色 3 x1000 /
黄色 4 x10000 /
绿色 5 x100000 ±0.5
蓝色 6 x1000000 ±0.2
紫色 7 x10000000 ±0.1
灰色 8 x100000000 /
白色 9 x1000000000 /


电阻各色环表示意义如下：
第一条色环：阻值的第一位数字；
第二条色环：阻值的第二位数字；
第三条色环：10的幂数；
第四条色环：误差表示。
例如：电阻色环识别：棕绿红金
  第一位：1；
  第二位：5；
  10的幂为2（即100）；
  误差为5%
  即阻值为：15X100=1500欧=1.5千欧=1.5K
如果有不明白，请多看http://www.51hei.com的其他单片机学习方面的资料。

还有精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下：
第一条色环：阻值的第一位数字；
第二条色环：阻值的第二位数字；
第三条色环：阻值的第三未数字；
第四条色环：阻值乘数的10的幂数；
第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%）
   （可见，四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高了）
例如：有电阻：黄紫红澄棕 <色环电阻识别图>
  前三位数字是：472
  第四位表示10的3次方，即1000
  阻值为：472X1000欧=472千欧（即472K）

电阻还有其他好多类型，一般说的电位器，就是阻值可以调节的电阻（简称可调电阻）。在以后制作中遇到了再作介绍

《电容识别》

上图举出了一些例子。其中，电解电容有正负之分，其他都没有。
    电容的容量单位为：法（F）、微法（uf），皮法（pf)。一般我们不用法做单位，因为它太大了。各单位之间的换算关系为：

1F=1000000uf      1uf=1000000pf

在使用中，还经常见到单位：nf。1uf=1000nf       1nf=1000pf
电容的容量标识的几种方法：
一、直接标识：如上图的电解电容，容量47uf，电容耐压25v。
二、使用单位nf：如上图的涤纶电容，标称4n7，即4.7nf，转换为pf即为4700pf。还有的例如：10n，即0.01uf；33n，即0.033uf。
    后面的63是指电容耐压63v.
三、数学计数法：如上图瓷介电容，标值104，容量就是：10X10000pf=0.1uf.如果标值473，即为47X1000pf=0.047uf。（后面的4、3，都表示10的多少次方）。又如：332=33X100pf=3300pf。

电容的使用，都应该在指定的耐压下工作。现在的好多质量不高的产品，就因为使用了耐压不足的电容而引起故障（常见电容爆裂）。

一、色环电阻识别技术
电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为
分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。换算
方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧
电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。
a、数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：
472 表示 47×100Ω（即4.7K）； 104则表示100K

二、电容识别
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电容是由两片金
属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交
流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容
等。
2、电容识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3
种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法
（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=10  3毫法=10  6微法=10  9纳法=10  12皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF
3、电容容量误差表
符 号 F G J K L M
允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。

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高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器，例如金属膜电阻器、碳膜电阻器和线绕电阻
器，而不能使用噪声较大的合成碳膜电阻器和有机实心电阻器。

线绕电阻器的功率较大，电流噪声小，耐高温，但体积较大。普通线绕电阻器常用于低频
电路或中作限流电阻器、分压电阻器、泄放电阻器或大功率管的偏压电阻器。精度较高的
线绕电阻器多用于固定衰减器、电阻箱、计算机及各种精密电子仪器中。

所选电阻器的电阻值应接近应用电路中计算值的一个标称值，应优先选用标准系列的电阻
器。一般电路使用的电阻器允许误差为±5%~±10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻
器，应选用精密电阻器。

所选电阻器的额定功率，要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求，一般不应随意加大
或减小电阻器的功率。若电路要求是功率型电阻器，则其额定功率可高于实际应用电路要
求功率的1~2倍。

2．熔断电阻器的选用  熔断电阻器具有保护功能的电阻器。选用时应考虑其双重性能，根
据电路的具体要求选择其阻值和功率等参数。既要保证它在过负荷时能快速熔断，又要保
证它在正常条件下能长期稳定的工作。电阻值过大或功率过大，均不能起到保护作用。

3．热敏电阻器的选用  热敏电阻器的种类和型号较多，选哪一种热敏电阻器，应根据电路
的具体要求而定。

正温度系数热敏电阻器（PTC）一般用于电冰箱压缩机起动电路、彩色显像管消磁电路、电
动机过电流过热保护电路、限流电路及恒温电加热电路。

压缩机起动电路中常用的热敏电阻器有MZ-01~MZ-04系列、MZ81系列、MZ91系列、MZ92系列
和MZ93系列等。可以根据不同类型压缩机来选用适合它起动的热敏电阻器，以达到最好的
起动效果。

彩色电视机、电脑显示器上使用的消磁热敏电阻器有MZ71~MZ75系列。可根据电视机、显示
器的工作电压（220V或110V）、工作电流及消磁线圈的规格等，选用标称阻值、最大起始
电流、最大工作电压等参数均符合要求的消磁热敏电阻器。

限流用小功率PTC热敏电阻器有MZ2A~MZ2D系列、MZ21系列，电动机过热保护用PTC热敏电阻
器有MZ61系列，应选用标称阻值、开关温度、工作电流及耗散功率等参数符合应用电路要
求的型号。

负温度系数热敏电阻器（NTC）一般用于各种电子产品中作微波功率测量、温度检测、温度
补偿、温度控制及稳压用，选用时应根据应用电路的需要选择合适的类型及型号。

常用的温度检测用NTC热敏电阻器有MF53系列和MF57系列，每个系列又有多种型号（同一类
型、不同型号的NTC热敏电阻器，标准阻值也不相同）可供选择。

常用的稳压用NTC热敏电阻器有MF21系列、RR827系列等，可根据应用电路设计的基准电压
值来选用热敏电阻器稳压值及工作电流。

常用的温度补偿、温度控制用NTC热敏电阻器有MF11~MF17系列。常用的测温及温度控制用
NTC热敏电阻器有MF51系列、MF52系列、MF54系列、MF55系列、MF61系、MF91~MF96系列、
MF111系列等多种。MF52系列、MF111系列的NTC热敏电阻器适用于-80℃~+200℃温度范围内
的测温与控温电路。MF51系列、MF91-MF96系列的NTC热敏电阻器适用于300℃以下的测温与
控温电路。MF54系列、MF55系列的NTC热敏电阻器适用于125℃以下的测温与控温电路。
MF61系列、MF92系列的NTC热敏电阻器适用于300℃以上的测温与控温电路。选用温度控制热敏电阻器时，应

注意NTC热敏电阻器的温度控制范围是否符合应用电路的要求。

4．压敏电阻器的选用  压敏电阻器主要应用于各种电子产品的过电压保护电路中，它有多种型号和规格。所

选压敏电阻器的主要参数（包括标称电压、最大连续工作电压、最大限制电压、通流容量等）必须符合应用

电路的要求，尤其是标称电压要准确。标称电压过高，压敏电阻器起不到过电压保护作用，标称电压过低，

压敏电阻器容易误动作或被击穿。

5．光敏电阻器的选用  选用光敏电阻器时，应首先确定应用电路中所需光敏电阻器的光谱特性类型。若是用

于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品，则应选取用可见光光敏电阻器；若是用于红

外信号检测及天文、军事等领域的有关自动控制系统、则应选用红外光光敏电阻器；若是用于紫外线探测等

仪器中，则应选用紫外光光敏电阻器。

选好光敏电阻器的不谱牧场生类型后，还应看所选光敏电阻器的主要参数（包括亮电阻、暗电阻、最高工作

电压、视电流、暗电流、额定功率、灵敏度等）是否符合应用电路的要求。

6．湿敏电阻器的选用  选用湿敏电阻器时，首先应根据应用电路的要求选择合适的类型。
若用于洗衣机、干衣机等家电中作高湿度检测，可选用氯化锂湿敏电阻器；若用于空调
器、恒湿机等家电中作中等湿度环境的检测，则可选用陶瓷湿敏电阻器；若用于气象监
测、录像机结露检测等方面，则可以选用高分子聚合物湿敏电阻器或硒膜湿敏电阻器。

保证所选用湿敏电阻器的主要参数（包括测湿范围、标称阻值、工作电压等）符合应用电路的要求。

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