單片機中去耦電容的使用

起首來看圖 3-1，這是上節(jié)課曾經見過的 USB 接口和供電電路。

圖 3-1  USB 接口和供電電路

右邊這張圖，過了保險絲今后，接了一個 470uF 的電容 C16，左邊這張圖，經由開關后，接了一個 100uF 的電容 C19，而且并聯了一個 0.1uF 的電容 C10。個中 C16 和 C19 起到的感化是一樣的，C10 的感化和他們兩個紛歧樣，我們先來引見這 2 個大一點的電容。
容值比擬大的電容，實際上可以了解成水缸或許水池子，同時，人人可以直接把電流了解成水流，其實大天然萬物的道理多是相似的。
感化一，緩沖感化。當上電的霎時，電流從電源處流下來的時分，不波動，輕易沖擊電子器件，加個電容可以起到緩沖感化。就好像我們直接用水龍頭的水澆地，輕易沖壞花花卉草。我們只需求在水龍頭處加個水池，讓水經由水池后再遲緩流進草地，就不會沖壞花卉，起到無效的維護感化。
感化二，波動感化。我們的一整套電路，后級電子器件的功率巨細都紛歧樣，而器件正常任務的時分，所需電流的巨細也不是原封不動的。比方后級有個器件還沒有任務的時分，電流耗費是 100mA，忽然它介入任務了，電流猛的增大到了 150mA，這個時分假如沒有一個水缸的話，電路中的電壓（水位）就會直接忽然降低，比方我們的 5V 電壓忽然下降到 3V了。而我們零碎中有些電子元器件，必需高于必定的電壓才干正常任務，電壓太低就直接不任務了，這個時分水缸就必弗成少了。電容會在這個時分把存儲在里邊的電量釋放一下，波動電壓，當然，隨后前級的電流會實時把水缸充溢的。
有了這個電容，可以說我們的電壓和電流就會很波動了，不會發(fā)生大的動搖。這種電容常用的有如圖 3-2、圖 3-3、圖 3-4 所示三種：

圖 3-2  鋁電解電容

        
圖 3-3   鉭電容                                                圖 3-4  陶瓷電容

這三種電容是最常用的三種，個中第一種個頭大，占空間大，單元容量價錢最廉價，第 二種和第三種個頭小，占空間小，功能普通也略好于第一種，然則價錢也貴不少。當然，除 了價錢，還有一些特別參數，在通訊請求高的場所也要思索許多，這里暫且不說。我們板子 上如今用的是第一種，在異樣的契合前提的耐壓值和容值下，第一種 470uF 的電容不到一毛錢，而第二種和第三種能夠要 1 塊錢閣下了。
電容的拔取，第一個參數是耐壓值的思索。我們用的是 5V 零碎，電容的耐壓值要高于5V，普通引薦 1.5 倍到 2 倍即可，有些場所略微再高點也可以。我們板子上用的是 10V 耐壓的。第二個參數是電容容值，這個就需求依據經歷來拔取了，拔取的時分，要看這個電容起感化的整套零碎的功率耗費狀況，假如零碎耗電較大，動搖能夠比擬大，那么容值就要選大一些，反之可以小一些。
同窗們剛開端設計電路也是要模擬他人，他人用多大本人也用多大，漸漸積聚。比方咱上邊講電容感化二的時分，電流從 100mA 忽然增大到 150mA 的時分，其實即便加上這個電容，電壓也會細微動搖，比方從 5V 動搖到 4.9V，然則只需我們板子上的器件在電壓 4.9V 以上也可以正常任務的話，這點動搖是被允許的，然則假如不加或許加的很小，電壓動搖比擬大，有些器件的任務就會不正常了。然則假如加的太大，占空間而且價錢也高，所以這個中央電容的拔取多參考經歷。
我們再來看圖 3-1 中的另一種電容 C10，它容值較小，是 0.1uF，也就是 100nF，是用來濾除高頻旌旗燈號攪擾的。比方 ESD，EFT 等。我們初中學過電容的特征——可以通交換隔直流，然則電容的參數對分歧頻率段的攪擾的感化是紛歧樣的。這個 100nF 的電容，是我們的長輩依據攪擾的頻率段，依據板子的參數，依據電容自身的參數所總結出來的一個值。也就是說，今后人人在設計數字電路的時分，在電源處的去耦高頻電容，直接用這個 0.1uF 就可以了，不需求再去盤算和考量太多。
還有一點，人人可以細心察看我們的 KST-51 開辟板，在電路中需求較大電流供應的器件左近，會加一個大電容，比方在 1602 液晶左上角的 C18，接近單片機的 VCC 以及 1602液晶背光的 VCC，起到波動電壓的感化，而圖 3-1 中的 C19 的實踐地位也是放在了在左上角電機和蜂鳴器左近，由于它們所需的電流都比擬大，并且任務時電流的動搖也很大。還有在一切的 IC 器件的 VCC 和 GND 之間，都邑放一個 0.1uF 的高頻去耦電容，特殊在布板的時分，這個 0.1uF 電容要盡能夠的接近 IC，盡量很順遂的與這個 IC 的 VCC 和 GND 連到一同，這個人人先理解，細節(jié)今后再評論辯論。