第一部分：硬件知识

　　一、数字信号

　　1、TTL和带缓冲的TTL信号：逻辑门电路

　　2、RS232和定义：异步传输标准接口，通常以9个引脚（DB-9）或是25个引脚（DB-25）的型态出现，一般个人计算机上会有两组RS-232接口，分别称为COM1和COM2。数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

　　3、RS485/422（平衡信号）半双工/全双工

　　4、干接点信号：无源开关，具有闭合和断开的2种状态，2个接点之间没有极性，可以互换。各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等；各种按键；各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器、水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器；继电器、干簧管的输出。

　　湿接点信号：有源开关；具有有电和无电的2种状态；2个接点之间有极性，不能反接。

　　二、模拟信号视频

　　1、非平衡信号：非平稳信号是指分布参数或者分布律随时间发生变化的信号。现实世界中我们所碰到的信号大都是非平稳信号。平稳和非平稳都是针对随机信号说的，非平稳信号分析和处理的一般方法有时域分析、频域分析、时频联合分析。

　　2、平衡信号：信号在传输过程中，如果被直接传送就是非平衡信号，如果把信号反相，然后同时传送反相的信号和原始信号，就叫做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减，得到加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的干扰差不多，在相减的过程中，减掉了一样的干扰信号，因此更加抗干扰。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就可以实现。

　　三、芯片

　　1、封装

　　2、7407：TTL集电极开路六正相高压驱动器。1入2出3进4输出5进6输出9进8输出11进10输出13进12输出。

　　3、7404：六组反向器。1入2出3进4输出5进6输出9进8输出11进10输出13进12输出。

　　4、7400：四组与门。1.2入3出，4.5入6出，9.10入8出，12.13入11出。

　　5、74LS573：八位三状态输出D触发器。

　　6、ULN2003：高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。

　　7、74LS244：3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器，没有锁存的功能。

　　8、74LS240：3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题，为单向传送。

　　9、74LS245：3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题，为双向传送。

　　10、74LS138：3线-8线译码器

　　74LS238：加法器

　　11、CPLD（EPM7128）

　　12、1161

　　13、max691

　　14、max485/75176

　　15、mc1489

　　16、mc1488

　　17、ICL232/max232

　　18、89C51

　　四、分立器件

　　1、封装

　　2、电阻：功耗和容值

　　3、电容

　　1）独石电容

　　2）瓷片电容

　　3）电解电容

　　4、电感

　　5、电源转换模块

　　6、接线端子

　　7、LED发光管

　　8、8字（共阳和共阴）

　　9、三极管2N5551

　　10、蜂鸣器

　　五、单片机最小系统

　　1、单片机

　　2、看门狗和上电复位电路

　　3、晶振和瓷片电容

　　六、串行接口芯片

　　1、eeprom

　　2、串行I/O接口芯片

　　3、串行AD、DA

　　4、串行LED驱动、max7129

　　七、电源设计

　　1、开关电源：器件的选择

　　2、线性电源：

　　1）变压器

　　2）桥

　　3）电解电容

　　3、电源的保护

　　1）桥的保护

　　2）单二极管保护

　　八、维修

　　1、电源

　　2、看门狗

　　3、信号

　　九、设计思路

　　1、电源：电压和电流

　　2、接口：串口、开关量输入、开关量输出

　　3、开关量信号输出调理

　　1）TTL―》继电器

　　2）TTL―》继电器（反向逻辑）

　　3）TTL―》固态继电器

　　4）TTL―》LED（8字）

　　5）继电器―》继电器

　　6）继电器―》固态继电器

　　4、开关量信号输入调理

　　1）干接点―》光耦

　　2）TTL―》光耦

　　5、CPU处理能力的考虑

　　6、成为产品的考虑：

　　1）电路板外形：大小尺寸、异形、连接器、空间体积

　　2）电路板模块化设计

　　3）成本分析

　　4）器件的冗余度

　　1.电阻的功耗

　　2.电容的耐压值等

　　5）机箱

　　6）电源的选择

　　7）模块化设计

　　8）成本核算

　　1.如何计算电路板的成本？

　　2.如何降低成本？选用功能满足价格便宜的器件

　　十、思考题

　　1、如何检测和指示RS422信号

　　2、如何检测和指示RS232信号

　　3、设计一个4位8字的显示板

　　1）电源：DC12

　　2）接口：RS232

　　3）4位3”8字（连在一起）

　　4）亮度检测

　　5）二级调光

　　4、设计一个33位1”8字的显示板

　　1）电源：DC5V

　　2）接口：RS232

　　3）3排11位8字，分4个、3个、4个3组，带行与行之间带间隔

　　4）单片机最小系统

　　5）译码逻辑

　　6）显示驱动和驱动器件

　　5、设计一个PCL725和MOXAC168P的接口板

　　1）电源：DC5V

　　2）接口：PCL725/MOXA8个RS232

　　1.PCL725，直立DB37，孔

　　2.MOXAC168P，DB62弯

　　3）开关量输出信号调理：6个固态继电器和8个继电器，可以被任何一路信号控制和驱动，接口：固态继电器5.08直立，继电器3.81直立

　　4）开关量输入调理：干接点闭合为1或0可选，接口：3.81直立

　　5）RS232调理：

　　1.LED指示

　　2.前4路RS232全信号，后4路只需要TX、RX、0

　　3.无需光电隔离

　　4.接口形式：DB9（针）直立