零起点学习单片机多语言编程：DIY准备和实施步骤

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：所谓DIY即自己做。要实现DIY并不困难，只要具备基本的电子电路的焊接技能，了解电子元器件的基础知识，会使用多用表（万用表），就可以按照本书的步骤完成本单片机实验机的自装，并能顺利地投入使用。一般用5色环表示阻值和准确度。用数字万用表测量所有电阻阻值，应在规定误差范围内。若最后数字万用表的显示不能超出量程，说明电容存在漏电，耐压条件不合格，不能使用。

所谓DIY（Do It Yourself）即自己做。对学习MCU来说，自己装焊一块实验电路板可以学习到许多有关的实际技能，同时对后面的编程学习也是非常重要的。要实现DIY并不困难，只要具备基本的电子电路的焊接技能，了解电子元器件的基础知识，会使用多用表（万用表），就可以按照本书的步骤完成本单片机实验机的自装，并能顺利地投入使用。

1.工具准备

DIY前，应准备下列工具：

1）25～30W内热式尖头电烙铁1把；

2）高质量直径为0.8mm的焊锡丝1轴；

3）电烙铁焊接支架1个；

4）平板整形锉1把；

5）尖嘴钳1把；

6）斜口钳1把；

7）镊子1把；

8）十字小螺钉旋具1把；

9）酒精，擦拭布条；

10）液晶数字多用表1块；

11）鳄鱼夹子若干；

12）5号可充电电池4节（1800mA·h）；

13）5V直流稳压电源一个（1A）。

2.外观初检

当拿到本单片机实验板的全部元器件、资料和光盘后，请按装箱单检验全部物品是否齐全，最好用一块白纸作为铺垫，以免元器件因疏忽丢失。首先进行外观检查。查看元器件、接插件、印制电路板是否完好，数量是否正确，有无明显缺陷。

（1）电阻的色环标示法

由于电子电路正向低电压、低功耗方向发展，所以电阻的体积也越来越小，在电阻上用数字表示阻值就很困难了。用色环表示阻值和准确度既方便又美观。电阻色环表如图1-3所示。

图1-3　电阻色环表

金属膜电阻外形如图1-4所示。

（2）电阻的识别

1）首先确定电阻的等级。米黄色表示碳膜电阻，偏差为±5%，在本机中不采用。浅蓝色表示金属膜电阻，偏差为1%～2%，是本机所用。黑色表示电阻排。

2）确定第1环的位置。距电阻引出端最近的色环就是第1环。一般用5色环表示阻值和准确度。

图1-4　金属膜电阻外形

3）确定色环的颜色。电阻的色环共有12种颜色，识别时，必须准确识别从第1环到第4环的颜色，在准确判定色环的颜色排列后，下一步就是按色环表读出阻值和准确度。

4）确定电阻阻值和准确度。

例如，一只浅蓝色金属膜电阻，用5环标示。第1环为橙色，第2环为白色，第3环为黑色，第4环为黑色，第5环为棕色。查表可知第1、2、3环是有效数字，顺次排列应是390，第4环是乘数10⁰=1，它的阻值应为390×1Ω=390Ω。第5环为棕色，表示偏差为F（±1%），它的合格范围应为386～394Ω，用数字万用表测量它的实际阻值为390Ω，在合格范围内，证明金属膜电阻准确度较高。

3.电阻的检测

在测量时，要先选择大于被测阻值的量程。例如测量4.7kΩ电阻应选R×10k电阻挡，然后用左手将表笔的金属棒与电阻的一端紧捏在一起，将另一支表笔的金属棒碰触电阻的另一端。注意，另一端不要与手接触，以免影响测试结果，然后读出结果。

对电阻排一般是黑色的，有白色圆形标志的一端为电源端，其他8个引脚是电阻端，用数字万用表分别测试8个电阻端与电源端之间的阻值，偏差应在±10%之内。

用数字万用表测量所有电阻阻值，应在规定误差范围内。本机所用的电阻，均为功率为1/8W的小型电阻。

4.电容的标注(www.chuimin.cn)

从结构原理上可分为有极性的电解电容和无极性的交流电容两种。电容器需要标注两个数值，一个是它的电容量，有3种数量级。基本单位是微法（μF）。1nF=10^-3μF，1pF=10^-6μF。另一个是额定电压值，例如16V或25V。对于电解电容，由于体积较大，可直接在电容上标出电容量和额定电压值，例如220μF/16V或4.7μF/50V。对于无极性的交流电容，由于体积小，一般用数字表示，例如103表示电容量为10×10³pF=10⁴×10^-6μF=0.01μF。100表示10×10⁰pF=10pF。一般无极性交流电容的额定电压值都是50V，不进行标注。电容外形如图1-5所示。

5.电容的检测

图1-5　电容，晶体管，发光二极管外形图

由于电容量准确度对整机影响不大，在装机前可用万用表做粗略检测。对电解电容，先将数字万用表放在R×10k电阻挡，用镊子将电容两端短接放电，然后测电容两端电阻，由于充电电流的作用，电阻值立即变小，以后充电电流慢慢变小，电阻值上升到最大值，超出量程，充电电流为零。可根据变化的时间粗略判断电容量的大小。电容量大，充电时间就长；电容量小，充电时间就短。若最后数字万用表的显示不能超出量程，说明电容存在漏电，耐压条件不合格，不能使用。如果出现短路就更不行了。对于电解电容，要特别注意它的极性和标示电压。一般情况下，长引脚是正极。标示电压就是额定电压，使用电压应是额定电压的1/2或1/3。

对于无极性交流电容，本实验机有两种类别：一种是独石电容（本实验机中C1～C5），另一种是小容量瓷片电容（本实验机中C7和C8）。用万用表R×10k挡，检测电容两个引脚的电阻（手不要碰表笔），只要不通即可。若有指示，说明可能存在漏电，应进行调换。

6.发光二极管的检测

发光二极管的全称是光发射二极管（Lighting Emitting Diode，LED）。它具有单向导电性，正向工作电压为2～3V，工作电流约为10mA，主要用于发光指示。用很小的功率就能发出鲜艳的光，广泛地用于各种显示设施上。其外形图见图1-5。

发光二极管的长引脚为正极，短引脚为负极。检测时，可用4节5号电池作为电源，发光管正极（长引脚）接电池正极，发光管负极（短引脚）通过一个390Ω电阻接电池负极，应看到发光并有较高的亮度即为正常。注意必须加限流电阻，且R≥300Ω，一般取R=390Ω即可。

7.晶体管的开关状态

晶体管分NPN型和PNP型两种。在本实验机中只用PNP型，型号为9012，用于驱动蜂鸣器。MCU发出的音频信号是方波，晶体管工作于开关状态，当在基极加低电平（0V）时，晶体管的e、b极导通，达到“饱和”状态，集电极c对地输出高电平（5V），即逻辑“1”。当在基极加高电平5V时，晶体管达到“截止”状态，集电极c对地输出低电平（0V），即逻辑“0”。这样，晶体管在基极输入电平的控制下驱动蜂鸣器发声。

9012型晶体管的引脚排列：面对标志，从左到右，依次为e、b、c，晶体管外形见图1-5。

8.晶体管的简单测试

在DT-830B数字万用表上设有“hFE”挡，专门用于测试晶体管的直流放大倍数。测试步骤如下：

1）将量程旋钮旋至“hFE”处。

2）面对晶体管的标记面（即标示型号的一面），从左起依次为e、b、c。将晶体管按类别及e、b、c的位置插入左侧对应的管座。

3）用手压紧晶体管，应看到液晶板上有读数显示，这就是该管的放大倍数，应在200以上。若显示数字过低，说明该管性能不好，应予以调换。

“hFE”挡测试插座如图1-6所示。

4）焊完后，可以进行在板检测。主要是用万用表测试集电结和发射结的电阻是否正常。若短路或不通，表明晶体管已损坏。

9.数码管检测

数码管和发光二极管的原理是一样的，只不过将显示的“点”变成“段”而已。这种显示器件驱动简单，价格低廉，可显示数字，得到了广泛应用。

从驱动原理上分共阳极型和共阴极型两种。对共阳极型，数码管的公共极“COM”端接正电源；对共阴极型，数码管的公共极“COM”端接负端。每个数码管有7个“段”和一个“点”，控制各“段”的亮和灭，就可以显示各种数字。本实验机使用共阳极型。数码管外形和引脚如图1-7所示。