我自己的原文哦~ https://blog.51cto.com/whaosoft/12940937
一、详解红外遥控编解码
红外遥控器原理介绍
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、 功耗低、 功能强、 成本低等特点， 因而， 继彩电、 录像机之后， 在录音机、 音响设备、 空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中， 在高压、 辐射、 有毒气体、 粉尘等环境下， 采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
红外遥控系统：通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成， 应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作， 如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、 编码调制、 LED红外发送器；接收部分包括光、 电转换放大器、 解调、 解码电路。
红外的简单发射接收原理
在发射端，输入信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放大器放大处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。
1、红外遥控系统结构
红外遥控系统的主要部分为调制、发射和接收，如下图所示：
红外遥控是以调制的方式发射数据，就是把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。
调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，载波波形如下图所示，这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。
目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常一点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管（红外发射管）内部构造与普通的发光二极管基本相同，材料和普通发光二极管不同，在红外发射管两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。
如上图是LED的驱动最简单电路，选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。
电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。
上图所示的射极输出驱动电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右，发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC,所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥控距离。
2、一体化红外接收头
红外信号收发系统的典型电路如上图所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。
一体化红外接收头，如下图所示：
红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。
红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻，进一步降低电源干扰。
红外发射器可从遥控器厂家定制，也可以自己用单片机的PWM产生，家庭遥控推荐使用红外发射管(L5IR4-45)的可产生37.91KHz的PWM,PWM占空比设置为1/3,通过简单的定时中断开关PWM,即可产生发射波形。
红外编解码解析
1、编码格式
现有的红外遥控包括两种方式：PWM（脉冲宽度调制）和PPM（脉冲位置调制）。
两种形式编码的代表分别为NEC 和PHILIPS 的RC-5、RC-6 以及将来的RC-7。
PWM（脉冲宽度调制）：以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量，一般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器，使用NEC upd6121，其“0”为载波发射0.56ms,不发射0.56ms；其“1”为载波发射0.56ms,不发射1.68ms；此外，为了解码的方便，还有引导码，upd6121 的引导码为载波发射9ms，不发射4.5ms。upd6121 总共的编码长度为108ms。
但并不是所有的编码器都是如此，比如TOSHIBA 的TC9012，其引导码为载波发射4.5ms，不发射4.5ms，其“0”为载波发射0.52ms,不发射0.52ms,其“1”为载波发射0.52ms,不发射1.04ms。
PPM（脉冲位置调制）：以发射载波的位置表示“0”和“1”。从发射载波到不发射载波为“0”，从不发射载波到发射载波为“1”。其发射载波和不发射载波的时间相同，都为0.68ms，也就是每位的时间是固定的。
通过以上对编码的分析，可以得出以某种固定格式的“0”和“1”去学习红外，是很有可能不成功的。即市面上所宣传的可以学习64 位、128 位必然是不可靠的。
另外，由于空调的状态远多于电视、音像，并且没有一个标准，所以各厂家都按自己的格式去做一个，造成差异更大。比如：美的的遥控器采用PWM 编码，码长120ms 左右；新科的遥控器也采用PWM 编码，码长500ms 左右。如此大的差异，如果按“位”的概念来讲，应该是多少位呢？64？128?显然都不可能包含如此长短不一的编码。
2、红外遥控编码格式
红外遥控器的编码格式通常有两种格式：NEC 和RC5
NEC 格式的特征：
- 使用38 kHz 载波频率
- 引导码间隔是9 ms + 4.5 ms
- 使用16 位客户代码
- 使用8 位数据代码和8 位取反的数据代码
不过需要将波形反转一下才方便分析：
NEC 协议通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号的调制（英文简写PWM）。
逻辑“0”是由0.56ms的38KHZ载波和0.560ms 的无载波间隔组成；逻辑“1”是由0.56ms 的38KHZ 载波和1.68ms 的无载波间隔组成；结束位是0.56ms 的38K 载波。
下面实例是已知NEC类型遥控器所截获的波形：
遥控器的识别码是Address=0xDD20;其中一个键值是Command=0x0E；
注意：波形先是发低位地址再发高位地址。
所以0000,0100,1011,1011 反转过来就是1101,1101,0010,000 十六进制的DD20；
键值波形如下：
也是要将0111,0000 反转成0000,1110得到十六进制的0E；另外注意8 位的键值代码是取反后再发一次的,如图0111,0000 取反后为1000,1111。最后一位是一个逻辑“1”。
RC5 编码相对简单一些：同样由于取自红外接收头的波形需要反相一下波形以便于分析：
反相后的波形：
根据编码规则：
得到一组数字：110， 11010， 001101根据编码定义：
第一位是起始位S通常是逻辑1。
第二位是场位F通常为逻辑1， 在RC5 扩展模式下它将最后6位命令代码扩充到7 位代码（高位MSB） ， 这样可以从64 个键值扩充到128 个键值。
第三位是控制位C它在每按下了一个键后翻转， 这样就可以区分一个键到底是一直按着没松手还是松手后重复按。
如图所示是同一按键重复按两次所得波形， 只有第三位是相反的逻辑， 其它的位逻辑都一样。
其后是五个系统地址位:11010=1A， 最后是六个命令位:001101=0D。
二、详解
三、VCC和GND之间电容的作用
作用：电源输入 / 输出滤波电容，主要用于稳定输出，对稳压有利
电容的主要作用
稳压 电源与地之间接电容的原因有两个作用，储能和旁路储能：电路的耗电有时候大，有时候小，当耗电突然增大的时候如果没有电容，电源电压会被拉低，产生噪声，振铃，严重会导致 CPU 重启，这时候大容量的电容可以暂时把储存的电能释放出来，稳定电源电压，就像河流和水库的关系旁路：电路电流很多时候有脉动，例如数字电路的同步频率，会造成电源电压的脉动，这是一种交流噪声，小容量的无极电容可以把这种噪声旁路到地（电容可以通交流，阻直流，小容量电容通频带比大电容高得多），也是为了提高稳定性。电源滤波
电容的容量 = 介电常数面积 / 距离 =εS/d，通常 ε、d 不易改动，只能改动 S 来改变电容量。当电容很大时，S 必然大，为了减小体积，不得不用卷叠的方式，但卷叠必然增加电感量（尽管对称双绕）。As you know 电容实际是 R、L、C 的组合，如此，大电容相对电感量 L 也大。例如：用 2200uF 电容波时，对于低频 50Hz 是很好的，但是对于高频（K、MHz）来说，一点用也没有，因为 L 太大。所以高手很讲究电源的滤波，会采用大、中、小三种电容，分别针对低、中、高频来滤波。
实际应用
- 在直流电源（Vcc）和地之间并接电容的电容可称为滤波电容．滤波电容滤除电源的杂波和交流成分，压平滑脉动直流电，储存电能．取值一般 100－4700uF．取值与负载电流和对电源的纯净度有关，容量越大越好．有时在大电容傍边会并有一个容量较小的电容，叫高频去耦电容．也是滤波的一种型式用来滤除电源中的高频杂波以免电路态产生自激，稳定电路工作状．取值一般 0．1－10uF．取值与滤除杂波的频率有关．
- 这样接的作用一般叫 “退耦”，也叫 “退交连”、“旁路” 电容，常按排在电源供给、IC 和功能模块电路附近。以无感的瓷片、独石电容为佳。
- 作用是为高频信号提供通路，减小电源内阻，去除电源和地线在敷铜板上 “走长线” 的影响，防止公用电源的各部分电路之间的 “有害交连” 等等。常用 10nF。
- 在开发板上，通常直流电源和地之间有很多 0.1uF非电解电容和 10uF的电解电容。
这些电容，目的是使电源线和地线之间为低阻抗，电源接近理想电压源。你要说是滤波作用也可以，但需要弄清楚是滤什么波。不是滤电源的纹波，而是某芯片电流发生变化在电源线上造成的纹波，使其不影响其它芯片。
使用 0.1uF 无极性电容和 10uF 电解电容并联，是因为电解电容的寄生电感比较大，消除高频纹波能力较差。而无极性电容寄生电感小，滤除高频纹波能力较好。但若根据低频的要求选择容量，则无极性电容体积太大，成本也高，电解电容体积小，同样容量价格较便宜。故采用两种电容并联
你自己设计电路，也应该这样使用，而且各电容位置和走线很有讲究。
两句原则
- 各小容量的无极性电容两端到芯片的电源引脚和地引脚联接线尽可能短，越短越好。
- 电源通常由其它电路板引入，电解电容通常每块电路板上只有一个两个。一个电解电容的话，放到电源进入该电路板之处。此时电解电容当然离各芯片较远，但因电解电容主要在较低频率起作用，所以稍远一点没有关系。如果该电路板上用两支电解电容，另一支放到耗电最多的芯片附近。
这些和电路板元件布局、地线的走线安排 (多层板通常有地层) 都有关系。
10MHz 以下的噪声 0.1μF 电容效果好，按 C=1/F，即 10MHz 取 0.1μF。简单的说是，将干扰通过电容接地。
四、单片机中如何用二极管实现不同电压的输出？
利用二极管的单向导电性可以设计出好玩、实用的电路。
分享本文，分析限幅电路和钳位电路，是如何用二极管来实现的。
限幅电路
如下图所示，当在正半周期，并且VIN大于等于0.7V，二极管正向导通。此时，VOUT会被钳位在0.7V上。
而当VIN小于0.7V时二极管是截止状态，在负半周期时相当于电流反向，二极管也是截至状态，此时VOUT=VIN，VOUT波形跟随VIN变化。
限辐电路示意图
根据上面限辐电路的原理，可以设计如下双向限辐电路。
双向限辐电路示意图
然而有时候0.7V电压不能满足要求，那么，怎么产生不同大小的限幅电压？
在电路中加入偏置电压VBIAS，只有当VIN大于等于VBIAS时二极管才能导通。此时VOUT被钳位，其值是0.7V+VBIAS，如下图所示。
偏压限幅电路示意图
钳位电路
下面是二极管结合电容实现的钳位电路。分析中不考虑二极管的导通压降，相关推荐:二极管工作原理。假设RC时间常数足够大，从而使输出波形不会失真。
钳位电路原理
当输入Vin在负半周期为负时，电流如下图中红色箭头所示。二极管导通，电容逐渐充电至V，在此过程中Vout=0。
当输入Vin在正半周为正时，电流如蓝色箭头所示。二极管截止，Vout等于电容上电压加上正半周电压V，此时Vout=2V。
钳位电路原理
偏压钳位电路
跟限幅电路类似的，为了获得所需要的钳位值，要在电路中加入偏置电压，如下图所示。
偏压钳位电路
当所加的偏压与二极管导通方向一致，钳位值会提高V1，Vout=2V+V1。
双向二极管钳位电路应用举例
在某些电路中会利用两个二极管的钳位作用进行保护，如下图所示，假设0.7V为D1和D2的导通电压。
- Vin大于等于Vmax，D1导通，Vout会被钳位在Vmax
- Vin小于等于Vmin时，Vout被钳位在Vmin
二极管钳位保护电路
五、二极管的单向导电性
二极管是电子电路中很常用的元器件，非常常见，二极管具有正向导通，反向截止的特性。
在二极管的正向端（正极）加正电压，负向端（负极）加负电压，二极管导通，有电流流过二极管。在二极管的正向端（正极）加负电压，负向端（负极）加正电压，二极管截止，没有电流流过二极管。这就是所说的二极管的单向导通特性。下面解释为什么二极管会单向导通。
二极管的单向导电性
二极管是由 PN 结组成的，即 P 型半导体和 N 型半导体，因此 PN 结的特性导致了二极管的单向导电特性。PN 结如下图所示。
在 P 型和 N 型半导体的交界面附近，由于 N 区的自由电子浓度大，于是带负电荷的自由电子会由 N 区向电子浓度低的 P 区扩散；扩散的结果使 PN 结中靠 P 区一侧带负电，靠 N 区一侧带正电，形成由 N 区指向 P 区的电场，即 PN 结内电场。内电场将阻碍多数载流子的继续扩散，又称为阻挡层。
PN 结详解
二极管的单向导电特性用途很广，到底是什么原因让电子如此听话呢？它的微观机理是什么呢？这里简单形象介绍一下。
假设有一块 P 型半导体（用黄色代表空穴多）和一块 N 型半导体（用绿色代表电子多），它们自然状态下分别都是电中性的，即不带电。如下图所示。
把它们结合在一起，就形成 PN 结。边界处 N 型半导体的电子自然就会跑去 P 型区填补空穴，留下失去电子而显正电的原子。相应 P 型区边界的原子由于得到电子而显负电，于是就在边界形成一个空间电荷区。为什么叫“空间电荷区”？是因为这些电荷是微观空间内无法移动的原子构成的。
空间电荷区形成一个内建电场，电场方向由 N 到 P，这个电场阻止了后面的电子继续过来填补空穴，因为这时 P 型区的负空间电荷是排斥电子的。电子和空穴的结合会越来越慢，最后达到平衡，相当于载流子耗尽了，所以空间电荷区也叫耗尽层。这时 PN 结整体还呈电中性，因为空间电荷有正有负互相抵消。如下图所示。
外加正向电压，电场方向由正到负，与内建电场相反，削弱了内建电场，所以二极管容易导通。绿色箭头表示电子流动方向，与电流定义的方向相反。如下图所示。
外加反向电压，电场方向与内建电场相同，增强了内建电场，所以二极管不容易导通。如下图所示。当然，不导通也不是绝对的，一般会有很小的漏电流。随着反向电压如果继续增大，可能造成二极管击穿而急剧漏电。
如下图，是二极管的电流电压曲线供参考。
如下图，形象的展示了不同方向二极管为什么能导通和不能导通，方便理解。
生活中单向导通的例子也不少，比如地铁进站口的单向闸机，也相当于二极管的效果：正向导通，反向不导通，如果硬要反向通过，可能就会因为太大力“反向击穿”破坏闸机了。
六、AD超全封装库，带3D模型
大家在画板子时候，是不是经常找不到合适的封装，有时候又懒得画。
下面给大家分享3个封装库，基本上常用的封装都能找得到，还带3D模型的！
3个文件加起来共1088个封装！大部分都是带3D模型的。
下面放出部分封装的截图，让大家看一下
电阻器的封装（部分）
电容器的封装（部分）
接线端子、电源插座的封装（部分）
常用IC的封装（部分）
常用晶振的封装（部分）
其它封装（部分）
https://pan.baidu.com/s/1HMkiB8vGsACYq7nVDEnJeA?pwd=58wa
七、PCB Layout的设计要点
在集成电路应用设计中，项目原理图设计完成之后，就需要进行PCB布板的设计。PCB设计是一个至关重要的环节。设计结果的优劣直接影响整个设计功能。
因此，合理高效的PCB Layout是芯片电路设计调试成功中至关重要的一步。本次我们就来简单讲一讲PCB Layout的设计要点。
元器件封装选择
电阻选择: 所选电阻耐压、最大功耗及温度不能超出使用范围。
电容选择: 选择时也需要考虑所选电容的耐压与最大有效电流。
电感选择: 所选电感有效值电流、峰值电流必须大于实际电路中流过的电流。
电路设计常见干扰
串扰: 设计线路平行走线距离过长时, 导线间的互容、互感将能量耦合至相邻的传输线。可以通过以下方法减少串扰影响：
1.加入安全走线
2.实际时尽量让相邻走线互相垂直
3.每走一段距离的平行线，增大两者间的间距
反射:由于布线的弯角、分支太多造成传输线上阻抗不匹配，可以通过减少线路上的弯角及分支线或者避免直角走线及分支线补强来进行改善。
确定接地方式
单点接地(适用于低频电路)：所有的电路接地线接到公共地线同一点， 接线简单且减少地线回路相互干扰。
多点接地(适用于多层板电路/高频电路)：系统内部各部分就近接地，提供较低的接地阻抗。
增加滤波、旁路电容
为保证输入/输出电压稳定，增加输入/输出电容。
在电源和IC间增加旁路电容，以保证输入电压稳定并滤除高频噪声。
阻抗位置设计
相对来说阻抗越高的位置, 越容易被干扰。如下为一同步降压芯片的PCB阻抗位置设计。
电源/地线处理
既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降:电路中的GND，它的本质是什么？布线时尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线。
对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路， 即构成一个地网来使用（模拟电路不能使用该方法)。
用大面积敷铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源、地线各占用一层。
数字与模拟电路的共地处理
数字电路与模拟电路的共地处理:数字电路与模拟电路共同存在时,布线需要考虑之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件。
对地线来说，整个PCB对外连接界只有一个端口，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的端口处(如插头等), 数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。
信号线分布层
信号线布在电源(地)层上: 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，
为解决这个矛盾，可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。
信号流向设计
PCB布局设计时，应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则，尽量避免来回环绕。
PCB Layout设计实例
Layout设计建议
1. 驱动芯片与功率MOSFET摆放尽可能靠近;
2. VCC-GND(CVCC) / VB-VS(CBS)电容尽可能靠近芯片;
3. 芯片散热焊盘加一定数量过孔并且与GND相连接(增加散热、减小寄生电感);
4. GND布线直接与MOSFET 源极(source)相连接, 且避免与源极(source)-漏极(drain)间大电流路径相重合, VS 同理GND布线原则(避免功率回路与驱动回路重合);
5. HO/LO布线尽量宽(60mil-100mil,驱动电流比较高,降低寄生电感的影响);
6. LIN/HIN 逻辑输入端口尽量远离HS布线(避免过高的电压摆动干扰到输入信号)。
