電容在單片機(jī)電子電路中百分之九十九都會(huì)有用到。電容種類也非常多,比如安規(guī)電容,電解電容,CBB電容,貼片電容等待。安規(guī)電容一般是過EMC的時(shí)候會(huì)有用到,電解電容一般用于儲(chǔ)能濾波,貼片電容一般用于過濾雜波,CBB電容一般用于阻容降壓等待。
在單片機(jī)軟件領(lǐng)域中,我們重點(diǎn)掌握電解電容和貼片電容就可以了,其他涉及阻容降壓,EMC認(rèn)證基本上都是硬件工程師的事情。
首先我們先了解電容的基本工作原理,基本原理只需要記住一句話就可以,電容兩端電壓不能夠突變。
我們可以舉個(gè)例子,如圖所示,當(dāng)電容器接到直流電源時(shí),根據(jù)電路分析原則(源、回路、阻抗),電流方向從正極到電容,經(jīng)過阻抗100歐姆的阻抗,最后流入到電源負(fù)極。
我們可以到示波器上電壓變化的波形,電壓先從0V慢慢升到5V,有一定的變化過程,這就是電容兩端電壓不能突變,有一個(gè)變化的過程。也可以把電容器理解為一個(gè)水桶,我們往水桶注入水的時(shí)候,不可能一下子把水桶裝滿水,有一個(gè)慢慢上升的過程。
當(dāng)開關(guān)斷開直流電源時(shí),電容此時(shí)充當(dāng)成一個(gè)電源,電容開始放電,我們從示波器可以看到電容電壓也是有一個(gè)下降的過程,沒有一瞬間從5V降低到0V。也就是說,無論是電容的充電,還是放電,都是一個(gè)變化的過程。
那么電容充放電時(shí)間與什么有關(guān)系呢?毫無疑問電容的容值和電阻大小有關(guān)系,大致計(jì)算公式t=RC。具體充放電時(shí)間需要根據(jù)電路實(shí)測(cè)。可以看到當(dāng)我們把電阻阻值改大的時(shí)候,電容充滿電的時(shí)間變慢了。
利用電容電壓不能突變?cè)恚覀儗?shí)際應(yīng)用可以做一些什么事情呢?我們可以濾除瞬間尖峰電壓。比如當(dāng)電路剛上電的時(shí)候,出現(xiàn)了很高尖峰電壓,如果不濾除這個(gè)瞬間尖峰電壓,可能會(huì)對(duì)電路中元器件造成損壞,這時(shí)候我們就可以利用電容消除這個(gè)無用的電壓。又比如我們常見RC濾波,像一些AD轉(zhuǎn)換信號(hào),基本上都需要在IO口掛一個(gè)RC濾波電路,這是為了防止干擾信號(hào)對(duì)單片機(jī)檢測(cè)造成誤判。
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