原理圖是我們設(shè)計(jì)，構(gòu)建和排除電路故障的地圖。了解如何閱讀和遵循原理圖是任何電子工程師的重要技能。

我們在下邊將介紹常用的原理圖符號：

然后我們將討論這些符號如何在原理圖上連接以創(chuàng)建電路模型，并提出一些建議和技巧。

1、原理圖符號(第1部分)

以下是各種組件的一些標(biāo)準(zhǔn)化基本原理圖符：

1.1、電阻器

原理圖上的電阻器通常由幾條鋸齒線表示，兩個(gè)端子向外延伸。使用國際符號的原理圖可以改為使用無特征的矩形，而不是曲線。

1.2、電位計(jì)和可變電阻器

可變電阻器和電位器各自用箭頭增加標(biāo)準(zhǔn)電阻器符號?？勺冸娮杵魅匀皇且粋€(gè)雙端子器件，因此箭頭恰好位于中間對角線。電位計(jì)是三端子設(shè)備，因此箭頭成為第三個(gè)端子。

1.3、電容器

有兩種常用的電容符號。一個(gè)符號表示極化(通常是電解或鉭)電容器，另一個(gè)符號表示非極化電容器。通常，有兩個(gè)端子，垂直地延伸到板中。

帶有一個(gè)彎曲板的符號表示電容器是有極性的。彎曲板代表電容器的陰極，其電壓應(yīng)低于正極引腳，加號也可以添加到極化電容符號的正極引腳。

1.4、電感器

電感器通常由一系列彎曲凸起或環(huán)形線圈表示。國際符號可以僅將電感器定義為填充矩形。

1.5、開關(guān)

開關(guān)以許多不同的形式存在。最基本的開關(guān)，單刀單擲(SPST)，是兩個(gè)端子，半連接線代表執(zhí)行器(將端子連接在一起的部分)。

具有多個(gè)投擲的開關(guān)，如下面的SPDT和SP3T，為執(zhí)行器增加了更多的可接觸點(diǎn)。

具有多個(gè)極的開關(guān)通常具有多個(gè)相似的開關(guān)，其中虛線與中間致動器相交。

1.6、電源

正如有很多選項(xiàng)可以為您的項(xiàng)目供電，有各種各樣的電源電路符號可以幫助指定電源。

1.6.1、直流或交流電壓源

大多數(shù)情況下，使用電子設(shè)備時(shí)，您將使用恒定電壓源。我們可以使用這兩個(gè)符號中的任何一個(gè)來定義源是提供直流電(DC)還是提供交流電(AC)：

1.6.2、電池

電池，無論是圓柱形，堿性AA還是可充電鋰聚合物，通?？雌饋硐褚粚Σ怀杀壤钠叫芯€：

更多線對通常表示電池中有更多串聯(lián)電池。此外，較長的線通常用于表示正端子，而較短的線連接到負(fù)端子。

1.6.3、電壓節(jié)點(diǎn)

有時(shí)-特別是在非常繁忙的原理圖上-您可以為節(jié)點(diǎn)電壓分配特殊符號。您可以將器件連接到這些單端符號，它將直接連接到5V，3.3V，VCC或GND(地)。正電壓節(jié)點(diǎn)通常用向上的箭頭表示，而接地節(jié)點(diǎn)通常包括一到三條扁平線(或者有時(shí)是一個(gè)向下的箭頭或三角形)。

2、原理圖符號(第2部分)

2.1、二極管

基本二極管通常用壓在一條線上的三角形表示。二極管也是極化的，因此兩個(gè)終端中的每一個(gè)都需要區(qū)分標(biāo)識符。正極，陽極是進(jìn)入三角形平坦邊緣的終端。負(fù)極，陰極延伸出符號中的線(將其視為符號)。

有各種不同類型的二極管，每個(gè)二極管在標(biāo)準(zhǔn)二極管符號上都有特殊的riff。發(fā)光二極管(LED)通過指向遠(yuǎn)處的幾條線來增強(qiáng)二極管符號。從光產(chǎn)生能量的光電二極管(基本上是微小的太陽能電池)，將箭頭翻轉(zhuǎn)并指向二極管。

其他特殊類型的二極管，如肖特基或齊納二極管，都有自己的符號，符號的條形部分略有不同。

2.2、晶體管

晶體管，無論是BJT還是MOSFET，都可以以兩種配置存在：正摻雜或負(fù)摻雜。因此，對于這些類型的晶體管中的每一種，至少有兩種方法來繪制它。

2.2.1、雙極結(jié)晶體管(BJT)

BJT是三端設(shè)備;它們有一個(gè)集電極(C)，發(fā)射極(E)和一個(gè)基極(B)。有兩種類型的BJT分別是NPN和PNP，它們每種都有自己獨(dú)特的符號。

集電極(C)和發(fā)射極(E)引腳彼此成直線，但發(fā)射極應(yīng)始終有一個(gè)箭頭。如果箭頭指向內(nèi)部，則為PNP，如果箭頭指向外，則為NPN?；蛘呖醇^，總是P指向N的

2.2.2、金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)

與BJT一樣，MOSFET有三個(gè)端子，但這次它們被命名為源極(S)，漏極(D)和柵極(G)。同樣，該符號有兩種不同的版本，具體取決于您是否有N溝道或P溝道MOSFET。每種MOSFET類型都有許多常用符號：

符號中間的箭頭定義MOSFET是N溝道還是P溝道。如果箭頭指向意味著它是一個(gè)n溝道MOSFET，如果它指出它是一個(gè)p溝道。

2.3、數(shù)字邏輯門

我們的標(biāo)準(zhǔn)邏輯功能AND，OR，NOT和XOR-都具有唯一的原理圖符號：

添加泡到輸出否定的功能，則創(chuàng)建與非門，NORs的，和XNORs：

它們可能有兩個(gè)以上的輸入，但形狀應(yīng)該保持不變(好吧，可能更大)，并且應(yīng)該仍然只有一個(gè)輸出。

2.4、集成電路

集成電路完成了如此獨(dú)特的任務(wù)，而且數(shù)量眾多，它們并沒有真正獲得獨(dú)特的電路符號。通常，集成電路由矩形表示，其中引腳從側(cè)面延伸出來。每個(gè)引腳都應(yīng)標(biāo)有數(shù)字和功能。

ATmega328微控制器(通常在Arduinos上找到)，ATSHA204加密IC和ATtiny45MCU的原理圖符號。如您所見，這些組件的大小和引腳數(shù)量差異很大。

由于IC具有這樣的通用電路符號，因此名稱，值和標(biāo)簽變得非常重要。每個(gè)IC應(yīng)具有精確識別芯片名稱的值。

獨(dú)特的IC：運(yùn)算放大器，穩(wěn)壓器

一些更常見的集成電路確實(shí)獲得了獨(dú)特的電路符號。您通常會看到如下所示的運(yùn)算放大器，總共5個(gè)端子：非反相輸入(+)，反相輸入(-)，輸出和兩個(gè)電源輸入。

通常，在一個(gè)IC封裝中內(nèi)置兩個(gè)運(yùn)算放大器，只需要一個(gè)引腳用于電源，一個(gè)用于接地，這就是為什么右邊只有三個(gè)引腳。

簡單的穩(wěn)壓器通常是三端子元件，帶有輸入，輸出和接地(或調(diào)節(jié))引腳。這些通常采用矩形的形狀，左側(cè)(輸入)，右側(cè)(輸出)和底部(接地/調(diào)整)具有引腳。

2.5、雜記

2.5.1、晶體和諧振器

晶體或諧振器通常是微控制器電路的關(guān)鍵部分。它們有助于提供時(shí)鐘信號。晶體符號通常有兩個(gè)端子，而為晶體添加兩個(gè)電容器的諧振器通常有三個(gè)端子。

2.5.2、接頭和連接器

無論是提供電源還是發(fā)送信息，連接器都是大多數(shù)電路的要求。這些符號取決于連接器的外觀，下面是一個(gè)示例：

2.5.3、電機(jī)，變壓器，揚(yáng)聲器和繼電器

我們將它們混為一談，因?yàn)樗鼈?大多數(shù))都以某種方式使用線圈。變形金剛(不是眼睛以上的類型)通常涉及兩個(gè)線圈，相互對接，有幾條線將它們分開：

繼電器通常將線圈與開關(guān)配對：

揚(yáng)聲器和蜂鳴器通常采用與現(xiàn)實(shí)生活相似的形式：

電機(jī)通常與終端周圍多一點(diǎn)點(diǎn)綴涉及將環(huán)繞“M”，有時(shí)是：

2.5.4、保險(xiǎn)絲和PTC

保險(xiǎn)絲和PTC-通常用于限制大電流的設(shè)備-每個(gè)都有自己獨(dú)特的符號：

PTC符號實(shí)際上是熱敏電阻的通用符號，是一個(gè)與溫度相關(guān)的電阻

毫無疑問，這個(gè)列表中有許多電路符號，但上面的那些應(yīng)該讓你在原理圖讀數(shù)中有90%的識字率。通常，符號應(yīng)與其建模的現(xiàn)實(shí)組件共享相當(dāng)大的數(shù)量。除符號外，原理圖上的每個(gè)組件都應(yīng)具有唯一的名稱和值，這有助于識別它。

位號和值

值(Value)有助于準(zhǔn)確定義組件的內(nèi)容。對于電阻器，電容器和電感器等原理圖，該值告訴我們它們有多少歐姆，法拉或亨利。對于其他組件，如集成電路，該值可能只是芯片的名稱。晶體可能將其振蕩頻率列為其值。

位號(Default)通常是一個(gè)或兩個(gè)字母和一個(gè)數(shù)字的組合。名稱的字母部分表示組件的類型電阻器的R，電容器的C，集成電路的U，等等。示意圖上的每個(gè)組件名稱應(yīng)該是唯一的;例如，如果電路中有多個(gè)電阻，它們應(yīng)命名為R1，R2，R3等。元件名稱有助于我們參考原理圖中的特定點(diǎn)。

名稱的前綴非常標(biāo)準(zhǔn)化。對于某些組件，如電阻器，前綴只是組件的第一個(gè)字母。其他名稱前綴不是那么直接;例如，電感器是L(因?yàn)殡娏饕呀?jīng)占據(jù)了i)。這是一個(gè)常見組件及其名稱前綴的快速表：

盡管這些是組件符號的“標(biāo)準(zhǔn)化”名稱，但它們并未得到普遍遵循。例如，您可能會看到以IC為前綴而不是U的集成電路，或標(biāo)有XTAL而不是Y的晶體。用你最好的判斷來診斷哪一部分是哪一部分。符號通常應(yīng)該傳達(dá)足夠的信息。

3、閱讀原理圖

了解哪些組件在原理圖中的哪一部分是理解它的一半以上的戰(zhàn)斗?，F(xiàn)在剩下的就是確定所有符號是如何連接在一起的。

3.1、網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)和標(biāo)簽

原理圖網(wǎng)絡(luò)告訴您組件如何在電路中連接在一起。網(wǎng)絡(luò)表示為組件終端之間的線。有時(shí)(但并非總是)它們是一種獨(dú)特的顏色，如本原理圖中的綠線：

3.2、交匯點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)

電線可以將兩個(gè)端子連接在一起，也可以連接數(shù)十個(gè)。當(dāng)導(dǎo)線分成兩個(gè)方向時(shí)，會形成一個(gè)連接點(diǎn)。我們用節(jié)點(diǎn)表示原理圖上的連接點(diǎn)，在線的交叉點(diǎn)放置小點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)為我們提供了一種方式來說明“穿過這個(gè)交叉點(diǎn)的電線是連接的”。在交叉點(diǎn)處缺少節(jié)點(diǎn)意味著兩條單獨(dú)的線路正在經(jīng)過，而不是形成任何類型的連接。(在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)，通常很好的做法是盡可能避免這些非連接重疊，但有時(shí)這是不可避免的)。

3.3、網(wǎng)絡(luò)名稱

有時(shí)，為了使原理圖更清晰，我們將給網(wǎng)絡(luò)命名并標(biāo)記它，而不是在原理圖上布線。假設(shè)沒有連接它們的可見導(dǎo)線，假定連接具有相同名稱的網(wǎng)絡(luò)。名稱可以直接寫在網(wǎng)絡(luò)的頂部，也可以是“標(biāo)簽”，懸掛在電線上。

具有相同名稱的每個(gè)網(wǎng)連接，如在本示意性用于FT231X接口板。名稱和標(biāo)簽有助于防止原理圖過于混亂(想象一下，如果所有這些網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上都與電線連接)。

網(wǎng)絡(luò)通常被賦予一個(gè)名稱，專門說明該線路上信號的用途。例如，電源網(wǎng)可以標(biāo)記為“VCC”或“5V”，而串行通信網(wǎng)絡(luò)可以標(biāo)記為“RX”或“TX”。

3.4、原理圖閱讀技巧

3.4.1、識別模塊

真正廣泛的原理圖應(yīng)該分成功能塊?？赡苡幸粋€(gè)部分用于電源輸入和電壓調(diào)節(jié)，或微控制器部分，或?qū)ｉT用于連接器的部分。嘗試識別哪個(gè)部分是哪個(gè)部分，并遵循從輸入到輸出的電路流程。優(yōu)秀的原理圖工程師甚至可能像電子書一樣放置電路，左側(cè)輸入，右側(cè)輸出。

如果原理圖的抽屜非常好(就像為RedBoard設(shè)計(jì)此原理圖的工程師)，他們可能會將原理圖的各個(gè)部分分成邏輯的標(biāo)記塊。

3.4.2、識別電壓節(jié)點(diǎn)

電壓節(jié)點(diǎn)是單端子原理圖組件，我們可以將組件端子連接到它們，以便將它們分配到特定的電壓電平。這些是網(wǎng)名的特殊應(yīng)用，意味著連接到同名電壓節(jié)點(diǎn)的所有終端都連接在一起。

類似的電壓節(jié)點(diǎn)-如GND，5V和3.3V-都連接到它們的對應(yīng)部分，即使它們之間沒有電線。

接地電壓節(jié)點(diǎn)特別有用，因?yàn)樵S多組件需要接地。

3.5、參考組件數(shù)據(jù)表

如果原理圖上的某些內(nèi)容沒有意義，請嘗試查找最重要組件的數(shù)據(jù)表。通常，在電路上工作最多的組件是集成電路，如微控制器或傳感器。這些通常是最大的組件，位于原理圖的中心。

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