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[意见建议] MCU工程师炼成记

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从欧姆定律启航

电子技术涉及到的理论和应用知识方方面面非常众多,其实必须掌握的只有欧姆定律这个初中就已经学过的公式:UI×R,稍稍扩展一下:PU×I。欧姆定律已经能够解决多数常规电子电路设计中的分析、计算问题,即使很多严格来讲需要涉及到高等教育内容和使用高等数学工具的问题,也往往能够使用欧姆定律来进行工程近似计算。另外必须掌握的还有电阻、电容的串并联计算方法,这些也都是中等教育的内容,也就是说,一个只接受过九年义务教育的人,应该已经具备了成为电子工程师所需的知识基础。

用欧姆定律写作业、答试卷,相信是每一个读到本文的读者都经历过的,但不是每个人都真的会应用欧姆定律,事实上绝大多数没入门的初学者都不会。为什么我会做出这样的判断?

论坛上经常可以见到这样的问题:485总线的偏置电阻应该选多少?7805的输出电流不是1A么,怎么我的才输出100mA就烫的不行了?等等……这些都是典型的不会应用欧姆定律的案例。对于第一个问题,知道了电源电压和485总线规定的200mV逻辑门限电平,同时知道总线终端电阻的并联阻抗是60欧姆(两个120欧姆电阻并联的结果),剩下的就是用欧姆定律计算在当前电源电压下,在60欧姆上串联多大的电阻能使60欧姆阻抗上的分压大于等于200mV,然后除以2分成两个电阻问题即可解决,难度也就是初三物理课后作业的水平。那个7805烫手的问题更简单,根据输入输出压差,也就是落在7805上的电压再乘以7805的输入电流即可得到7805的耗散功率,烫手是否正常立刻可知。如果弄明白了怎么应用欧姆定律,这类问题根本就没有任何难度,要养成的习惯仅仅是遇到实际问题时有意识的去考虑应用简单的理论计算来找寻答案。

当今的电子电路设计以嵌入式数字电路为主,绝大多数这方面的应用设计并不涉及到高频、大功率或微弱信号的处理,也不会有很多复杂的回路,因此电路设计中的理论计算主要依靠欧姆定律就可以了。至于那些需要更多更深层次理论计算的应用,可以在遇到时再临时补课,比如欧姆定律的“升级”基尔霍夫定律、戴维南定律等等,凡是接受过理工科高等教育的读者,对这些定律的名称都不会陌生,这里同样要学会的是如何应用理论公式来解决实际问题。

在实践中,其实只要稍稍注意一下“解题”的方法,也就是说在解决实际问题时的意识和思路,那么真正掌握欧姆定律的应用并不是什么难事,剩下的就是学习和积累相关的专业知识了,那么该关注的重点都有哪些呢?

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