单片机电子电路中电容的作用

电容在单片机电子电路中百分之九十九都会有用到。电容种类也非常多,比如安规电容,电解电容,cbb电容,贴片电容等待。安规电容一般是过emc的时候会有用到,电解电容一般用于储能滤波,贴片电容一般用于过滤杂波,cbb电容一般用于阻容降压等待。
在单片机软件领域中,我们重点掌握电解电容和贴片电容就可以了,其他涉及阻容降压,emc认证基本上都是硬件工程师的事情。
首先我们先了解电容的基本工作原理,基本原理只需要记住一句话就可以,电容两端电压不能够突变。
我们可以举个例子,如图所示,当电容器接到直流电源时,根据电路分析原则(源、回路、阻抗),电流方向从正极到电容,经过阻抗100欧姆的阻抗,最后流入到电源负极。
我们可以到示波器上电压变化的波形,电压先从0v慢慢升到5v,有一定的变化过程,这就是电容两端电压不能突变,有一个变化的过程。也可以把电容器理解为一个水桶,我们往水桶注入水的时候,不可能一下子把水桶装满水,有一个慢慢上升的过程。
当开关断开直流电源时,电容此时充当成一个电源,电容开始放电,我们从示波器可以看到电容电压也是有一个下降的过程,没有一瞬间从5v降低到0v。也就是说,无论是电容的充电,还是放电,都是一个变化的过程。
那么电容充放电时间与什么有关系呢?毫无疑问电容的容值和电阻大小有关系,大致计算公式t=rc。具体充放电时间需要根据电路实测。可以看到当我们把电阻阻值改大的时候,电容充满电的时间变慢了。
利用电容电压不能突变原理,我们实际应用可以做一些什么事情呢?我们可以滤除瞬间尖峰电压。比如当电路刚上电的时候,出现了很高尖峰电压,如果不滤除这个瞬间尖峰电压,可能会对电路中元器件造成损坏,这时候我们就可以利用电容消除这个无用的电压。又比如我们常见rc滤波,像一些ad转换信号,基本上都需要在io口挂一个rc滤波电路,这是为了防止干扰信号对单片机检测造成误判。

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