硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

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第一章半导体器件

§1-1 半导体基础知识

一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）

（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）

二、半导体的导电特性

本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。

硅和锗的共价键结构。（略）

2

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化

?掺杂──管子

?温度──热敏元件

?光照──光敏元件等

2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴

?自由电子──受束缚的电子（－）

?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）

三、杂质半导体──N型、P型

（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。

?N型半导体（自由电子多）

掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加

原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。

载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。

o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。

o空穴──少子

o自由电子──多子

?P型半导体（空穴多）

掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加

原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。

B──＋3价

载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。

o掺杂后由B提供的空穴──数量多。

o空穴──多子

o自由电子──少子

结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；

3

P型半导体中的多数载流子为空穴。

§1-2 PN结

一、PN结的基本原理

1、什么是PN结

将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。

2、PN结的结构

分界面上的情况：

P区：空穴多

N区：自由电子多

扩散运动：

多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。

（正、负离子不能移动）

留下了一个正、负离子区──耗尽区。

由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。

方向：N--> P

大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）

漂移运动：

由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。

结论：在没有外加电压的情况下，扩散电流和漂移电流的大小相等，方向相反。总电流为零。

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二、PN结的单向导电特性

1、外加正向电压时：（正偏）

结论：

势垒高度↓PN结宽度（耗尽区宽度）↓扩散电流↑

2、外加反向电压时：（反偏）

结论：

势垒高度↑PN结宽度（耗尽区宽度）↑扩散电流（趋近于0）↓

此时总电流＝反向饱和电流（漂移电流）：I5

注：反向饱和电流I5只与温度有关，与外加电压无关。

【PN结的反向击穿】：

?齐纳击穿：势垒区窄，较高的反向电压形成的内建电场将价电子拉出共价键，导致反向电流剧增。< 4V

?雪崩击穿：势垒区宽，载流子穿过PN结时间长，速度高，将价电子从共价键中撞出来，撞出来的电子再去撞别的价电子，导致反向电流剧增。>7V

当反向电压在4V和7V之间的时候，两种击穿均有。

【PN结的电容效应】：

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?势垒电容：外加电压变化引起势垒区宽窄的变化引起。它与平行板电热器在外加电压作用下，电容极板上积累电荷情况相似。对外等效为非线性微变电容。（反偏减小，正偏增大）

?扩散电容：当PN结外加正向电压时，由于扩散作用，从另一方向本方注入少子，少子注入后，将破坏半导体的电中性。为了维持电中性，将会有相同数量的异性载流子从外电路进入半导体，在半导体中形成空穴－电子对储存。外电压增量引起空穴－电子对存储就象电容充电一样。

PN结等效为：两个扩散电容＋一个势垒电容。（对外等效为三个容性电流相加。等效对外不对内）

反偏：扩散电流＝0，以势垒电容为主。

正偏：扩散电流很大，以扩散电容为主。

§1-3 二极管

一、构成与符号

二、伏安特性曲线

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1.正向特性：

正向电压较小时，正向电流几乎为0──死区。

当正向电压超过某一门限电压时，二极管导通，电流随电压的增加成指数率的关系迅速增大。

门限电压（导通电压）──U D：硅管──0.5-0.7V

锗管──0.1-0.2V

2．反向特性：

当外加电压小于反向击穿电压时，反向电流几乎不随电压变化。

当外加电压大于反向击穿电压U B时，反向电流随电压急剧增大（击穿）。

3．伏安特性解析式

在理想条件下，PN结的伏安（电流与结电压）关系式：──呈指数关系

式中：q──电子电荷量

K──波尔兹曼常数

T──绝对温度0K(-273 C)

令：

（室温下U T = 26mV ）伏安关系式简化为：

当电压超过100mV时，公式可以简化为：

加正向电压时：

加反向电压时：I = -I S

4．二极管的等效电阻

7

从二极管的伏安特性曲线上可以看出：二极管是非线性元件，等效电阻的大小与Q点有关。

直流电阻（静态电阻）──

交流电阻──

例：用万用表测电阻和二极管换不同档测量电阻，结果一样吗？

特殊二极管：稳压二极管；变容二极管；发光二极管；

二极管应用：

1．整流：略

2．稳压：稳压管稳压电路。P22 Fig 1-3-16

3．限幅器：二极管限幅器。P24-26 串联、并联、双向。

例：P52 1－2

§1-4 晶体三极管

一、结构及符号

?b区极薄

?C结面积> e结

?e区搀杂浓度最大，b区搀杂浓度最低。

（不能将两个二极管兑成一个三极管来用）

二、晶体管的四种工作状态

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三、放大状态下晶体管中的电流

注：交流有效值──大写小写；交流值──小写小写；

瞬时值──小写大写；静态值──大写大写；

*注意：实际电流的流向是与电子流的方向相反的。

用很少量的I B来控制I C 。即三极管实际上是一个电流控制电流源-CCCS。

三个电极电流满足：I E=I B+I C

工作在放大状态下的NPN管一定为：I B、I C流入，I E流出。

工作在放大区的条件：NPN──U C > U B > U E；

PNP──U C < U B < U E；

发射结正偏，集电结反偏。

例：集成电路中没有三极管，是用三极管的一个结来代替，用哪个结？e结。（C结漏电流大）

四、晶体管工作的三种组态

【共射】对电压、电流都有放大倍数。

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【共基】 无电流放大倍数，有电压放大倍数。

(I C ≈ I E

)

【共集】 无电压放大倍数，有电流放大倍数。

(U BE ≈ 7.0V ）

五、晶体三极管特性曲线 共射组态放大电路的特性曲线：

?

输入特性曲线 (I B --U BE )U CE

U BE 为一个正偏的PN 结，所以特性曲线和二极管的正向特性曲线相同。 有：

?

输出特性曲线 (I C --U CE )I B

因为三极管有三个电极，要想在二维坐标系上表示出三个变量之间的关系。特性曲线就得是一族。

有：

特点：

截止区：i B= 0；i C = 0 ; U CE = U CC；

放大区：i C受i B控制。

各条曲线近似水平，i C和U CE的变化基本无关，呈近似恒流特性。

饱和区：i C不受i B控制。U CE＝0.3V

六、晶体三极管的主要参数

1.电流放大系数

?直流电流放大系数

?交流短路电流放大系数

?共基极接法电流放大系数

；

；

2.极限参数

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?集电极最大允许电流I COM：β下降至正常值时候的0.707倍所对应的I C值。

?反向击穿电压BU CEO：当基极开路时集电极和发射极之间的反向击穿电压。

?集电极最大允许功耗P CM。

3.三极管的输入电阻

?共射电路的输入电阻：

BE结电阻：

?共基极输入电阻：

§1-5 场效应管

场效应管的特点：

?场效应管只靠多子来导电。它是单极型晶体管。它只依靠一种载流子导电。

?三极管是靠多子、少子一起来导电的,又叫双极型晶体管。它靠两种载流子导电。

?场效应管的导电途径：沟道──利用外加电场改变半导体体电阻来进行工作。（电场效应来工作。）

?输入阻抗十分高。

场效应管分类：结型场效应管、绝缘栅型场效应管。

一、结型场效应管

1．结构：

N区为载流子的主要通道──N沟道。

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2.符号：

N 沟道 P 沟道

3.工作原理：

靠 U DG 和 U SG 使两个PN 结全部反偏，使耗尽层加宽。依靠反偏电压的强弱来控制耗尽层的宽窄，（即改变半导体的体电阻）达到控制电流的作用。 VCCS

并且应有 U D > U S ，才能收集电子。漏极D 和源极S ，可以互换着使用。 要求栅极G 一定要反偏。 工作在放大状态时要求有： 4.输入特性：

栅极电流就是PN 结的反向饱和电流。它几乎不随电压变化。

5. 输出特性曲线：──以U GS 为参变量，描述I D 和U DS 之间的关系。

二、绝缘栅型场效应管 1.结构：（以N 沟道为例）

2. 符号：

场效应管特性比较P47 Tab 1-2

3.原理：

增强型：原始没有导电沟道，靠外加电压后形成反型层导电沟道。

要求必须给栅极G加正向偏压。

有：U D > U G > U S

耗尽型：原来已经有导电沟道存在（掺杂造成的），靠外加电压使沟道中的

载流子耗尽。所加栅极电压可正、可负。

正：同增强型；

负：同结型；

第二章

§2－1 晶体三极管基本放大电路

一、放大器的组成

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1、放大电路的功能和主要研究问题

?什么是放大器：输出信号能量>输入信号能量的器件。（增大的能量是由电源提供的。）?放大器的要求：1、能放大；2、不失真；

?主要问题：产生失真的条件和如何减小失真；

?主要指标是放大倍数：

2、三种基本放大电路（三种组态）

三种组态：共射；共基；共集；

要实现放大作用：必须满足发射结正偏，集电结反偏。（NPN，PNP都是这样）,即：NPN──U C > U B > U E；

PNP──U C < U B < U E；

3、基本共射放大电路

一般R

B >> R

C

；R B几百K，R C几K

二、放大级的图解分析

放大级的图解分析法是利用晶体管的特性曲线通过作图的方法来分析放大电路的基本性能。

图解分析法的特点是──直观。

图解分析法的步骤是：1、先分析无输入信号时的静态特性。

2、再分析有信号输入时的动态特性。

（一）、静态特性

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1、任务：求解静态工作点Q。（管子各极电流和各电极之间的电压）

2、静态工作点Q的定义：未加交流信号的情况下，在固定直流偏压作用下，

I BQ、I CQ、U BEQ、U CEQ也为一个固定的值。

它们在曲线上对应着一个固定的点──Q点。

3、在给定电路中求解静态工作点Q （以共射电路为例）。

*解释：由于晶体管为非线性元件，它的输出伏安关系符合它的输出特性曲线。而晶体管所带的负载是电阻，它是线性元件。伏安关系符合基尔霍夫定律，为一条直线。（我们将在放大器直流输出回路中满足电压和电流关系的这一条直线称为直流负载线。）那么放大电路既要满足晶体管的非线性特性曲线，又要满足负载电阻的直线，结论是只能将这两种线画在同一个坐标系中，从中取它们的交点。这个交点──Q点。

图解法可以直观地反映出Q点改变对放大作用的影响。

求解静态工作点的步骤：

?列输入方程，求出I BQ：

其中U BE＝0.6V

?列输出方程，在I C──U CE图中画出直流负载线。

?U CE = U CC - I C R C

?根据公式：分别取当IC＝0时：UCE＝UCC；

o U CE＝0时：I C＝U CC / R C；

将这两点连上即得到直流负载线。

?从图上找出交点──静态工作点Q

在图上对应标出I BQ

U CEQ

、

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（二）、动态特性分析

动态特性──（在静态特性求解完成的基础上分析）电路工作在放大状态条件下，外加交流电压作用时，各个电极电压、电流的变化情况。

?当外加了交流电压或电流信号时，由于管子和负载也还是要同时满足它们各自的伏安关系曲线，所以工作点将会沿着负载线上下移动。

?在有外加输入信号作用时，输出的信号为直流和交流的叠加。

1.作交流负载线

画出输出回路的交流通路。由于交流负载的改变，使得交流负载线为一条通过静态工作点Q

但是斜率改变为

的直线。

2.失真分析

静态工作点、输入信号幅度、负载电阻大小对输出波形的影响。

?负载一定时：从图中可以看出：共射电路有倒像。

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从上图分析可知：Q1点合适无失真

Q2点太高饱和失真

Q3点太低截止失真?输入信号幅度过大也会造成失真。（见上图红笔所画）

?U CC一定时，R C越小，负载线越陡。

当R C过大时，会造成饱和失真。

结论：放大器工作无失真条件为：1、Q点选择合适；

2、输入信号幅度不能过大；

3、负载大小要合适；

三、放大级的等效电路分析法

比较：图解分析法：可以画出来，直观。用来研究大信号、非线性失真

等效电路法：不好画，用来分析小信号时，定量的计算

等效：对外不对内。（对晶体管的外部交流电压、电流等效）

?当加到发射结上的交流信号电压足够小时；

?当管子工作在放大区内时；

这时，我们可以把管子视为一个线性的电流控制电流源（CCCS）。并可以把它代换成为一个线性有源四端网络。

（一）、晶体管h参数等效电路

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注意：其中受控源的极性要根据U be 的方向来确定。

输出交流短路时的输入电阻；

；

输出交流短路时的电流放大系数 ；

输出交流开路时的输出电导，很小，可忽略。

（它说明输出电压对输出电流的影响。）

（二）、用h 参数等效电路分析放大器

共射极放大电路需要计算：A ──放大器的放大倍数

AS ──源电 压放大倍数

分析步骤：

?画出放大电路的交流通路。（电容短路，直流电源接地）

?画h参数等效短路图。（将晶体管h参数等效电路去替代交流通路中的晶体管。将等效电路的e、b、c相应地接在电路中的e、b、c上。

?计算A

其中：

；

；

(负号表示，输入和输出信号之间有倒相)

?计算A S

应用戴维南等效电源定理可以将等效电路的左半部分进行化简：

化简后的图为：

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电子硬件工程师要求

电子硬件工程师要求 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本...基本上就可以成为一个合格的电子工程师:第一部分:硬件知识一、数字信... 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。 1）基本设计规范 2）CPU基本知识、架构、性能及选型指导 3）MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4）网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型 5）常用总线的基本知识、性能详解 6）各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型 7）Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计要点及选型 8）常用器件选型要点与精华 9）FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导 10）VHDL和Verilog HDL介绍 11）网络基础 12）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程 最流行的EDA工具指导 熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具 1）Innoveda公司的ViewDraw，Power PCB，Cam350 2）CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra 3）Altera公司的MAX+PLUS II 4）学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具 5）XILINX公司的FOUNDATION、ISE 一．硬件总体设计 掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路 1）产品需求分析 2）开发可行性分析 3）系统方案调研 4）总体架构，CPU选型，总线类型 5）数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列，PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构，性能及对比6）总体硬件结构设计及应注意的问题 7）通信接口类型选择 8）任务分解 9）最小系统设计 10）PCI总线知识与规范 11）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误 12）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果 13）项目案例：中、低端路由器等 二．硬件原理图设计技术 目的：通过具体的项目案例，详细进行原理图设计全部经验，设计要点与精髓揭密。 1）电信与数据通信领域主流CPU（M68k,PowerPC860,8240,8260等）的原理设计经验与精华；

硬件电路设计过程经验分享 (1)

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb，物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。

pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos，是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤)： 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上，我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY)，周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找到现成的库，这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等区别。 2)有了充足的库之后，就可以在原理图上画图了，按照datasheet和系统设计的要

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）

二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）

电脑硬件基础知识

电脑硬件基础知识（一） 1.了解电脑的基本组成 一般我们看到的电脑都是由：主机（主要部分）、输出设备（显示器）、输入设备（键盘和鼠标）三大件组成。而主机是电脑的主体，在主机箱中有：主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。 从基本结构上来讲，电脑可以分为五大部分：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。 2.了解电脑系统 电脑系统分为硬件和软件两大部分，硬件相当于人的身体，而软件相当于人的灵魂。 而硬件一般分为主机和外部设备，主机是一台电脑的核心部件，通常都是放在一个机箱里。而外部设备包括输入设备（如键盘、鼠标）和输出设备（如显示器、打印机）等。 软件一般分为系统软件和应用软件。 3.组装一台电脑需要选购哪些基本部件 （1）、机箱，一般电脑的主要零件都放在这里。 （2）、显示器，用来看电脑的工作过程，要不然，你都不知道电脑究竟在做什么。

（3）、键盘和鼠标，向电脑输入有用的命令，让它去为我们工作。（4）、主板，这是一块很重要的东西，虽然它长得有点“丑”，这里是决定你这台电脑性能的重要零件之一哦。 （5）、内存，当电脑工作时，电脑会在这里存上存储数据，相当于人的记忆。 （6）、CPU，也称中央处理器，是电脑运算和控制的核心。（7）、显卡，电脑通过这个玩意传送给显示器。 （8）、声卡，电脑通过这个玩意传送声音给音箱的哦。 （9）、硬盘，平常人们常说我的硬盘有多少G多少G，就是指这个硬盘的容量，而G数越多能装的东西便越多。 （10）、软驱，就是插软盘的玩意，现在一般都用3.5英寸的，古老年代用5.25英寸的，现在我们去买人家都不卖了。 （11）、光驱，听CD当然少不了这个，有时候你要安装某些软件都是在光盘上的，所以这个用处太大。 （12）、电源，主要用于将220V的外接电源转换为各种直流电源，供电脑的各个部件使用 4. 如何评价一台电脑的好和坏 当然，一台电脑的好坏，是要从多方面来衡量的，不能仅看其中某个或者几个性能指标。而一般评价一台电脑的好坏的性能指标有如下几种： （1）、CPU的类型和时钟频率 这是电脑最主要的性能指标，它决定了一台电脑的最基本性能。

计算机硬件基础知识试题

计算机硬件基础知识试题 1、通常计算机的存储器是由一个Cache、主存和辅存构成的三级存储体系。辅助存储器一般可由磁盘、磁带和光盘等存储设备组成。Cache和主存一般是一种__A__存储器，磁带则是一种__B__存储设备。在各种辅存中，除去__C__外，大多是便于脱卸和携带的。Cache存储器一般采用__D__半导体芯片，主存现在主要由__E__半导体芯片组成。 A、B：①随机存取②相联存取③只读存取④顺序存取⑤先进先出存取⑥先进后出存取 C：①软盘②CD-ROM ③磁带④硬盘 D、E：①ROM②PROM③EPROM④DRAM⑤SRAM 2、计算机的主机包括__A__，指令由__B__解释，设某条指令中的操作数（地址）部分为X，地址X的主存单元内容为Y，地址为Y的主存单元内容为Z。如果用直接存储方式，参与操作的数据为__C__；如果用立即寻址方式，参与操作的数据是__D__；如果以间接寻址方式，参与操作的数据为__E__。 A：①运算器和控制器②CPU和磁盘存储器③硬件和软件④CPU和主存B：①编译程序②解释程序③控制器 ④运算器C~E：①X②X+Y③Y ④Y+Z ⑤Z⑥X+Z 3、5.25英寸软盘上的DS，DD标记的意义是____。 A、单面单密度 B、单面双密度 C、双面单密度 D、双面双密度 4、5.25英寸软盘片外框上的一个矩形缺口，其作用是____。 A、机械定位 B、"0"磁道定位 C、写保护作用 D、磁盘的起点定位 5、5.25英寸软盘片内圆边上的一个小圆孔，其作用是____。 A、机械定位 B、"0"磁道定位 C、写保护作用 D、磁盘的起点定位 6、软盘驱动器在寻找数据时，_____。 A、盘片不动，磁头动 B、盘片动，磁头不动 C、盘片和磁头都动 D、盘片和磁头都不动 7、计算机执行指令的过程：在控制器的指挥下，把__A__的内容经过地址总线送入__B__的地址寄存器，按该地址读出指令，再经过数据总线送入__C__，经过_ _D__进行分析产生相应的操作控制信号送各执行部件。 A~D：①存储器②运算器③程序计数器 ④指令译码器 ⑤指令寄存器⑥时序控制电路⑦通用寄存器⑧CPU 8、磁盘上的磁道是____。 A、记录密度不同的同心圆 B、记录密度相同的同心圆 C、一条阿基米德螺线 D、两条阿基米德螺线 9、在磁盘存储器中，无需移动存取机构即可读取的一组磁道称为____。 A、单元 B、扇区 C、柱面 D、文卷 10、设某条指令中的操作数（地址）部分为X，地址X的主存单元内容为Y，地址为Y

硬件电路设计基础知识

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硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子（－） 空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加 原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成：

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。

硬件工程师必须掌握基础

第一部分．硬件工程师必须掌握基础知识与经验精华 目的：基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。成为合格的硬件工程师的必备知识，全部来源于工程实践的实际要求. 1) 基本设计规范 2) CPU基本知识、架构、性能及选型指导（MIPS，POWERPC，X86） 3) MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4) 网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)基本知识、架构、性能及选型 5) 多核CPU的基础知识及典型应用 6) 常用总线的基本知识、性能详解（总线带宽、效率等） 7) 各种存储器详细性能介绍,设计要点及选型指导（DDR I，DDR II，L2 CACHE） 8) DATACOM、TELECOM常用物理层接口芯片基本知识、性能、设计要点及选型指导 9) 常用器件选型指导 10)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能、设计要点及选型指导 11)VHDL or Verilog HDL 12)网络基础：交换，路由 13)国内大型硬件设备公司的硬件研发规范和研发流程介绍: 第二部分．硬件开发工具 目的：“工欲善其事，必先利其器”，熟练使用业界最新、最流行的专业设计工具，才可完成复杂的硬件设计。为了让学员对自己的培训投资能够物超所值,我们不会象某些培训机构那样, 将大量时间浪费在工具的使用上面,课堂上我们将基本不讲授这些工具的使用方法,而是希望学员能够通过自己在课下学习,此部分我们只进行课堂上的关键部分的指导,本部分不是课程的重点内容,虽然工具的使用对于成为合格的硬件工程师是必须和必备的技能; 1) INNOVEDA公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam350 2) CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra 3) Altera公司的MAX+PLUS II 4) XILINX公司的FOUNDATION、ISE 第三部分．硬件总体设计及原理图设计的核心经验与知识精华 此部分，讲师将依据国内著名硬件设备公司的产品开发流程，以基于高速总线结构和高端CPU的几个硬件开发项目为主线，将详细、深入、专业地讲解、剖析硬件总体设计和原理设计的核心经验和知识精华，把业内一些“概不外传”的经验与精髓传授给学员。我们希望通过"真正的经验传授"使你迅速成长为优秀的硬件总体设计师； 核心要点: 1)原理图设计全部经验揭密2) 原理图检查checklist 3) 设计理念的根本改变：“纸上”作业4) 结合已经批量转产的高端产品的原理图（原件）进行讲解 1) 产品需求分析 2) 开发可行性分析 3) 系统方案调研，给出我们自己总结的、非常实用有效的、相关的检查项， 4) 硬件总体设计的检查: checklist 5) 总体架构，CPU选型，总线类型 6) 通信接口类型选择 7) 任务分解

电路硬件设计基础

1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。

图1-2原理图设计流程图 （1）建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 （2）设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。 （3）放置元件 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。 （4）原理图布线 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）检查与校对 在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 （6）电路分析与仿真 这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。

硬件基础知识

第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为 这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物） 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略）

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ） 三、杂质半导体——N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多） 掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

计算机软硬件基础知识

计算机软硬件基础知识 硬件： 计算机硬件，是由许多不同功能模块化的部件组合而成的，并在软件的配合下完成输入、处理、储存、和输出等 4 个操作步骤。另外，还可根据它们的不同功能分为 5 类。 1. 输出设备（显示器、打印机、音箱 等） 2.输入设备（鼠标、键盘、摄像头等） 3.中央处理器 4.储存器（内存、硬盘、光盘、U 盘以及储存卡等） 5. 主板（在各个部件之间进行协调工作、是一个重要的连接载体） 1.了解计算机的基本组成 一般我们看到的计算机都是由：主机（主要部分）、输出设备（显示器）、输入设备（键盘和鼠标）三大件组成。而主机是 计算机的主体，在主机箱中有：主板、 CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。 从基本结构上来讲，计算机可以分为五大部分：运算器、存储器、控制器、输入设备、 输出设备。 2.了解计算机系统 计算机系统分为硬件和软件两大部分，硬件相当于人的身体，而软件 相当于人的灵魂。 而硬件一般分为主机和外部设备，主机是一台计算机的核心部件，通常 都是放在一个机箱里。而外部设备包括输入设备（如键盘、

鼠标）和输出设备（如显示器、打印机）等。 软件一般分为系统软件和应用软件。 3.计算机部件 （1）、机箱，一般计算机的主要零件都放在这里。 （2）、显示器，用来看计算机的工作过程，要不然，你都不知道电脑究竟在做什么。（3）、键盘和鼠标，向计算机输入有用的命令，让它去为我们工作。 （4）、主板，这是一块很重要的东西，虽然它长得有点“丑”，这里是决定你这台计算机性能的重要零件之一哦。 （5）、内存，当计算机工作时，计算机会在这里存上存储数据，相当于人的记忆。（6）、 CPU，也称中央处理器，是计算机运算和控制的核心。 （7）、显卡，计算机通过这个玩意传送给显示器。 （8）、声卡，计算机通过这个玩意传送声音给音箱的哦。 （9）、硬盘，平常人们常说我的硬盘有多少G 多少 G，就是指这个硬 盘的容量，而G 数越多能装的东西便越多。 （10）、软驱，就是插软盘的玩意，现在一般都用 3.5 英寸的，古老年 代用 5.25 英寸的，现在我们去买人家都不卖了。 （11）、光驱，听 CD 当然少不了这个，有时候你要安装某些软件都是在光盘上的，所 以这个用处太大。 （12）、电源，主要用于将 220V 的外接电源转换为各种直流电源，供计算机的各个部件使用

计算机硬件基础知识

PC部分 认识篇 个人计算机基本组成 ●个人计算机是由硬件系统和软件系统组成。 ●硬件：是指看的见、摸得着、实实在在的装置。（如：中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡等）。 ●软件：是指看不见、摸不着的程序和数据。（如：操作系统、Office办公软件、腾讯QQ、IE浏览器等）。 ?任何计算机（电脑），笔记本也好，台式机也罢，服务器也不例外，都是由硬件和软件构成的。 计算机基本配置以及配置参数含义 CPU 1.CPU简单介绍 CPU(中央处理器,Central Processing Unit)是计算机的核心部件,其参数有主频，外频，倍频，缓存，前端总线频率，技术架构（包括多核心、多线程、指令集等），工作电压等等。下面就人们最关注的几个性能指标稍作说明： A.多核心：当前大多数人最关注是就是核心数，通常所说的双核（Dual-Core）、四核（Quad-Core）就是指的核心数。双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高处理器运算速度，进而提高计算机运算速度。一般来说，处理器上集成的核心数越多，处理器运算速度越快。 B.主频：即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。既然是频率，那单位就不得不是赫兹（MHz）了。主频单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。一般来说，CPU的主频并不代表CPU的速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。也就是说有它是应该的，没它是不行的。 C.缓存（高速缓冲存储器，Cache）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的特点是容量小，存取速度极快。缓存和CPU交换数据的速度远远大于内存和CPU交换数据的速度。其工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，找

电子硬件的知识体系是怎样的

电子硬件的知识体系是怎样的 最近有不少软件领域的牛人进军硬件行业，但不知从何处入手。相信每个人面对一个庞大的知识体系时都一样迷茫。最佳的应对策略就是找一个最贴近自己需求的切入点，然后向四面八方铺开去逐渐认识整个知识网络。这篇文章就是为了让你在这个知识网里面找到自己现在的位置，然后有目的有方向地选择下一步。 简单来讲硬件的体系像软件一样也分层：最底层是包含电学现象在内的微观物理现象，几乎是纯粹的抽象理论集合，能看得见摸得着的实物不多。比如半导体掺杂特定杂质后，其原子核俘获自由电子的能力增强或减弱。由此带来的PN结的应用。再比如带电粒子在磁场中的受力情况（洛仑兹力），由此延伸出阴极射线管、霍尔效应等应用。还有通电导线以及螺线管产生的磁场形状，这个应用就多了去了。再比如波动的发射源与接收点之间距离变化造成接收到的频率变化（多普勒效应），由此延伸出测速雷达之类的应用……基本上从初中物理到大学物理，所有与电相关的知识都涵盖在里面。物理与数学作为基础学科与这些基本物理现象一脉相承，是整个硬件行业乃至软件行业的基石。现在很多硬件工程师并不熟悉这些基础学科，这在解决问题时会给他们带来很大的局限，一是无法迅速找到最合适的方案，二是无法分析手中的方案来龙去脉是什么，怎样优化现有方案。向上一层是分立电子元件。电阻、电容、电感、二极管这些称为无源器件，三极管、场效应管这些是有源器件，这些器件的特性反应在输出信号随着输入信号变化的特性上，而要这些特性体现出来，必须在输入信号之外另行提供电源，因此叫做有源器件。 分立电子元件是板级硬件工程师选材的基本单位。这一层分为理论和实践两个方面，实践不难，找几个典型的电子元件摸一摸，拿万用表测一下。以后看见了能认识就行。理论这方面，合格的模电工程师必须熟练掌握这些元件的自身特性和典型应用。数字硬件工程师往往不太注重这些基本知识，有人不会画N-MOSFET和P-MOSFET的电路符号，有人不懂计算晶体三极管的静态工作点。还有人RC电路的零状态响应理解不够透彻，不懂怎样计算数字集成电路的复位阻容网络时间常数。这些多少都会构成硬伤。学习这一层理论最好参考通用的大学《电工学》教材，高等教育出版社上下册。如果对上面讲过的最底层的

硬件电路设计规范样本

硬件电路板设计规范 制定此《规范》的目的和出发点是为了培养硬件开发人员严谨、务实的 工作作风和严肃、认真的工作态度, 增强硬件开发人员的责任感和使命感, 提高工作效率和开发成功率, 保证产品质量。 1、深入理解设计需求, 从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求; 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案, 对CPU等主芯片进行选型, CPU选型有以下几点要求: 1) 容易采购, 性价比高; 2) 容易开发: 体现在硬件调试工具种类多, 参考设计多, 软件资源丰富, 成功案例多; 3) 可扩展性好; 3、针对已经选定的CPU芯片, 选择一个与我们需求比较接近的成功参 考设计。 一般CPU生产商或她们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证, 厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西, 也应该是经 过严格验证的, 否则也会影响到她们的芯片推广应用, 纵然参考设计的外围 电路有可推敲的地方, CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的, 当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同, 能够细读CPU芯片 手册和勘误表, 或者找厂商确认; 另外在设计之前, 最好我们能外借或者购

买一块选定的参考板进行软件验证, 如果没问题那么硬件参考设计也是能够信赖的; 但要注意一点, 现在很多CPU都有若干种启动模式, 我们要选一种最适合的启动模式, 或者做成兼容设计; 4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型, 元器件选型应该遵守以下原则: 1) 普遍性原则: 所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷、偏芯片, 减少风险; 2) 高性价比原则: 在功能、性能、使用率都相近的情况下, 尽量选择价格比较好的元器件, 减少成本; 3) 采购方便原则: 尽量选择容易买到, 供货周期短的元器件; 4) 持续发展原则: 尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件; 5) 可替代原则: 尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件; 6) 向上兼容原则: 尽量选择以前老产品用过的元器件; 7) 资源节约原则: 尽量用上元器件的全部功能和管脚; 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改, 修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计, 如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的, 那么基本能够放心参照设计, 但即使只有一个参考设计与其它的不一样, 也不能简单地少数服从多数, 而是要细读芯片数据手册, 深入理解那些管脚含义, 多方讨论, 联系芯片厂技术支持, 最终确定科学、正确的连接方式, 如果仍有疑义, 能够做兼容设计; 当然, 如果所

单片机硬件电路设计

单片机应用设计

概述 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 制等领域。

单片机类型 集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）–采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复 用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功 能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度 受限，价格亦高。 –采用RISC结构的单片机，数据线和指令线分离 ，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同 时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指 令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息 ，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片 机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大 大提高，有利于实现超小型化。

常用的几个系列单片机 MCS-51及其兼容系列： –英特尔公司的MCS-51系列单片机是目前应 用最广泛的8位单片机之一，并且ATMEL、 PHILIPS、ADI、MAXIM、LG、 SIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。 这个系列的单片机具有运算与寻址能力强， 存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等 优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于 仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。

基础知识汇总!硬件工程师常见笔试题

基础知识汇总！硬件工程师常见笔试题 模拟电路 1、基尔霍夫定理的内容是什么？（仕兰微电子） 基尔霍夫定理包括电流定律和电压定律。 电流定律（KCL）：在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。 电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 2、平板电容公式(C=εS/4πkd)。（未知） 3、最基本的如三极管曲线特性。（未知） 4、描述反馈电路的概念，列举他们的应用。（仕兰微电子） 5、负反馈种类（电压并联反馈，电流串联反馈，电压串联反馈和电流并联反馈）； 负反馈的优点：（未知） 稳定放大倍数； 改变输入电阻——串联负反馈，增大输入电阻；并联负反馈，减少输入电阻； 改变输出电阻——电压负反馈，减少输出电阻；电流负反馈，增大输出电阻； 有效地扩展放大器的通频带； 改善放大器的线性和非线性失真。 6、放大电路的频率补偿的目的是什么，有哪些方法？（仕兰微电子） 频率补偿目的就是减小时钟和相位差，使输入输出频率同步 很多放大电路里都会用到锁相环频率补偿电路 7、频率响应，如：怎么才算是稳定的，如何改变频响曲线的几个方法。（未知） 8、给出一个查分运放，如何相位补偿，并画补偿后的波特图。（凹凸） 9、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。（未知） 10、给出一差分电路，告诉其输出电压Y+和Y-,求共模分量和差模分量。（未知）

11、画差放的两个输入管。（凹凸） 12、画出由运放构成加法、减法、微分、积分运算的电路原理图。并画出一个晶体管级的运放电路。（仕兰微电子） 13、用运算放大器组成一个10倍的放大器。（未知） 14、给出一个简单电路，让你分析输出电压的特性（就是个积分电路），并求输出端某点的 rise/fall时间。(Infineon笔试试题) 15、电阻R和电容C串联，输入电压为R和C之间的电压，输出电压分别为C 上电压和R上电压，要求制这两种电路输入电压的频谱，判断这两种电路何为高通滤波器，何为低通滤波器。当RC<

硬件工程师基础知识项目汇总

硬件工程师基础知识项目汇总 目的：基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。 1）基本设计规范 2） CPU基本知识、架构、性能及选型指导 3） MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4）网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型 5）常用总线的基本知识、性能详解 6）各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型 7） Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计要点及选型 8）常用器件选型要点与精华 9）FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导 10） VHDL和Verilog HDL介绍 11）网络基础 12）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程； 二．最流行的EDA工具指导 熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具 1） Innoveda公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam350 2）CADENCE公司的OrCad， Allegro，Spectra 3）Altera公司的MAX PLUS II 4）学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX PLUS II、ISE、 FOUNDATION等工具； 5） XILINX公司的FOUNDATION、ISE 一．硬件总体设计 掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路 1）产品需求分析 2）开发可行性分析 3）系统方案调研 4）总体架构，CPU选型，总线类型 5）数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列，PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构，性能及对比; 6）总体硬件结构设计及应注意的问题； 7）通信接口类型选择 8）任务分解 9）最小系统设计； 10） PCI总线知识与规范； 11）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误； 12）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果?

硬件电路设计流程系列

硬件电路设计流程系列--方案设计 一、硬件电路设计流程系列--硬件电路设计规范 二、硬件电路设计流程系列--方案设计(1) ：主芯片选型三、 硬件电路设计流程系列--方案设计(2) ：芯片选购 四、硬件电路设计流程系列--方案设计(3) ：功耗分析与电源设计五、 硬件电路设计流程系列--方案设计(4)：设计一个合适的系统电源 一 硬件电路设计规范 1、详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型， CPU选型有以下几点要求： a）性价比高； b）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； c）可扩展性好； 3、针对已经选定的 CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计，一般 CPU生产商或他们的合作方都会对每款 CPU 芯片做若干开发板进行验证，比如440EP 就有yosemite 开发板和 bamboo 开发板，我们参考得是yosemite 开发板，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU 本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读 CPU 芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多 CPU 都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计。

电子工程师必备基础知识

电子工程师必备基础知识（一） 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 电子工程师必备基础知识（二） 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应 1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识（三） 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。 电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正负极也会变化。 电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化；磁场想变化，电流偏不让变化。但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大；给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流回路都没啦，电流已经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。