如何看懂常用原理圖符號(hào)、如何閱讀原理圖

目錄

1、原理圖符號(hào)（第1部分）

1.1、電阻器

1.2、電位計(jì)和可變電阻器

1.3、電容器

1.4、電感器

1.5、開(kāi)關(guān)

1.6、電源

1.6.1、直流或交流電壓源

1.6.2、電池

1.6.3、電壓節(jié)點(diǎn)

2、原理圖符號(hào)（第2部分）

2.1、二極管

2.2、晶體管

2.2.1、雙極結(jié)晶體管（BJT）

2.2.2、金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）

2.3、數(shù)字邏輯門

2.4、集成電路

2.5、雜記

2.5.1、晶體和諧振器

2.5.2、接頭和連接器

2.5.3、電機(jī)，變壓器，揚(yáng)聲器和繼電器

2.5.4、保險(xiǎn)絲和PTC

3、閱讀原理圖

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

3.2、交匯點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)

3.3、網(wǎng)絡(luò)名稱

3.4、原理圖閱讀技巧

3.4.1、識(shí)別模塊

3.4.2、識(shí)別電壓節(jié)點(diǎn)

3.5、參考組件數(shù)據(jù)表

原理圖是我們?cè)O(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?cè)谙逻厡⒔榻B常用的原理圖符號(hào)：

然后我們將討論這些符號(hào)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(hào)（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(guó)際符號(hào)的原理圖可以改為使用無(wú)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(hào)。可變電阻器仍然是一個(gè)雙端子器件，因此箭頭恰好位于中間對(duì)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(hào)。一個(gè)符號(hào)表示極化（通常是電解或鉭）電容器，另一個(gè)符號(hào)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(hào)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(hào)也可以添加到極化電容符號(hào)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(guó)際符號(hào)可以僅將電感器定義為填充矩形。

1.5、開(kāi)關(guān)

開(kāi)關(guān)以許多不同的形式存在。最基本的開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)通常具有多個(gè)相似的開(kāi)關(guān)，其中虛線與中間致動(dòng)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(hào)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(hào)中的任何一個(gè)來(lái)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(wú)論是圓柱形，堿性AA還是可充電鋰聚合物，通常看起來(lái)像一對(duì)不成比例的平行線：

更多線對(duì)通常表示電池中有更多串聯(lián)電池。此外，較長(zhǎng)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(hào)。您可以將器件連接到這些單端符號(hào)，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(hào)（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(shí)符。正極，陽(yáng)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(hào)中的線（將其視為符號(hào)）。

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(hào)上都有特殊的riff。發(fā)光二極管（LED）通過(guò)指向遠(yuǎn)處的幾條線來(lái)增強(qiáng)二極管符號(hào)。從光產(chǎn)生能量的光電二極管（基本上是微小的太陽(yáng)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(hào)，符號(hào)的條形部分略有不同。

2.2、晶體管

晶體管，無(wú)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(duì)于這些類型的晶體管中的每一種，至少有兩種方法來(lái)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(hào)。

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。或者看箭頭，總是P指向N的

2.2.2、金屬氧化物場(chǎng)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(hào)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(hào)：

符號(hào)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(hào)：

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(méi)有真正獲得獨(dú)特的電路符號(hào)。通常，集成電路由矩形表示，其中引腳從側(cè)面延伸出來(lái)。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(hào)。如您所見(jiàn)，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(hào)，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(shí)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(jiàn)的集成電路確實(shí)獲得了獨(dú)特的電路符號(hào)。您通常會(huì)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(jiǎn)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(hào)。晶體符號(hào)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(wú)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(hào)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)樗鼈儯ù蠖鄶?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(duì)接，有幾條線將它們分開(kāi)：

繼電器通常將線圈與開(kāi)關(guān)配對(duì)：

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(hào)：

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

毫無(wú)疑問(wèn)，這個(gè)列表中有許多電路符號(hào)，但上面的那些應(yīng)該讓你在原理圖讀數(shù)中有90％的識(shí)字率。通常，符號(hào)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(hào)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(shí)別它。

位號(hào)和值

值（Value）有助于準(zhǔn)確定義組件的內(nèi)容。對(duì)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(duì)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(hào)（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(duì)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(jiàn)組件及其名稱前綴的快速表：

盡管這些是組件符號(hào)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(huì)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(lái)診斷哪一部分是哪一部分。符號(hào)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。現(xiàn)在剩下的就是確定所有符號(hào)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(huì)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(lái)說(shuō)明“穿過(guò)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(guò)，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(méi)有連接它們的可見(jiàn)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(guò)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(shuō)明該線路上信號(hào)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(shí)別模塊

真正廣泛的原理圖應(yīng)該分成功能塊。可能有一個(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(shí)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(huì)將原理圖的各個(gè)部分分成邏輯的標(biāo)記塊。

3.4.2、識(shí)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(duì)應(yīng)部分，即使它們之間沒(méi)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(méi)有意義，請(qǐng)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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