电容种类繁多，快速识别有学问-电子技术方案|电路图讲解

两个彼此绝缘、互相靠近的导体就构成了一个电容器。两个导体叫作电容器的两个极，分别用导线引出。电容器的文字符号是C。它的大小用电容量来衡量。电容量的基本单位是法拉(用F表示)，还有较小的单位微法(μF)和皮法(PF)，这三个单位的换算关系是：　1F=106μF1μF=106PF

 

　　  

 

　　

电容器也可以按其电容量是否可以改变分为固定电容器和可变电容器。(包括微调电容器和可变电容器)若按制作材料划分也可分为瓷介电容器、电解电容器、空气电容器等等。电容器的外形和出形符号如表3-3。

　　  

 

　　

电容器在电路中有什么作用呢?

我们用电容器代替图3-1电路中的开关(如图3-2(B))。接通电路时，我们看到小灯泡闪亮一下后就不再亮了。这是因为电容器在充电的瞬间，电路中有电流。而充电过程很快结束了，电容器充满电荷后，电流消失了。电容器容量越小，充电所用时间越短暂，可见直流电是不能通过电容器的。若将电源改为交流电源，小灯泡将持续发光，若交流电频率可以变化，那么在相同的电压下，高频率交流电较低频率交流电更易于通过同一个电容器而使小灯泡更亮些。这些实验可以说明电容器在电路中，可以起“隔直流，通交流”，“通高频、阻低频”的作用。

　　

电容器的主要参数也有两个：

1.标称电容量和允许误差。标称电容量指电容器上标注的电容量。允许误差分三级，同于电阻器误差的表示方法。微调电容器和可变电容器标出了它的电容量的最小值和最大值，如7/270P

　　

2.耐压。指电容器正常工作时，允许加在电容器上的最高电压值。不能超过，否则将损坏电容器。特别需要指出的是电解电容器两极有正负之分，是有极性电容器，使用时必须按电路要求接入，不能将两根引脚接反。

 

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摘要：Arduino 是一块基于开放原始代码的Simple I/O平台，具有使用简单，功能多样，价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面。系统以ArduinoUNO开发平台为控制核心，充分利用其内部Tone 库，以数组形式组织乐曲的音高和节拍数据，通过串口和外围无源蜂鸣器进行通信，实现了电子音乐播放，随音乐节拍亮灭的LED为设计添加了温馨感。本系统成本低廉，可靠性高，可实现乐曲DIY，有良好的扩展性。

 

引言

Arduino是一个基于开放原始代码的Simple I/O平台，由硬件(MCU及外围电路)和软件(编程接口和语言)两部分组成。它基于单片机系统开发，具有使用简单，功能多样，价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面。目前市场所见电子音乐发声器调节不便，价格较高，不能很好地实现和使用者的交互。本电子音乐发声器的设计以ArduinoUNO板为控制核心，在相关乐理基础知识上，充分利用Arduino编辑器自带Tone扩展库，以数组形式输出各音符的指定频率和节拍，送到无源蜂鸣器和彩色LED，实现了音乐播放和随音乐节奏亮灭的LED效果。在操作方面，可以通过简单修改数组数据(音高和节拍)实现电子音乐的DIY，在欣赏美妙音乐的同时，充分发挥使用者的创造性。

 

1 系统硬件设计

本发声器以ArduinoUNO为控制核心，外部电路包括控制电路、蜂鸣器电路、LED显示节奏电路，系统硬件电路图如图1所示。开关S1对整个电路起控制作用，当检测到开关按下，即D3端口为高电平时，电路开始工作。预先组织好的音符数据(音高和节拍)通过数字端口D8发送到5V无源蜂鸣器J1，无源蜂鸣器接收到特定频率的(即特定的音高)方波去驱动它，可以发出“Do Re Mi Fa Sol La Si”的音乐效果。各数据加上延时(即节拍数据)即可实现乐曲的播放。无源蜂鸣器的优点是声音频率可控，可以和LED复用一个控制口。所以，D8端口的数据同时加到LED1、LED2、LED3上时，其节奏性的亮灭实现了节拍的显示。

 

 

2 软件设计

2.1 乐曲播放原理

2.1.1 单音符的演奏原理

一首乐曲由若干音符组成。从物理的角度来说，每一个音符唯一对应一个发声频率。Arduino只要把这个频率数据发送给蜂鸣器或喇叭，就会发出对应的音符。Arduino IDE自带的头文件“pitches.h”中以宏定义的形式给出了各个音符和频率的对应关系表。例如“#define NOTE_C4 262”语句给出了钢琴标准键盘小字一组C4(唱名为Do)按键对应的频率是262Hz。因此，只要能够识别给定的乐谱，就能得到一组对应该乐曲的频率数据，即制作出其数组形式的韵律函数。

　　

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