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关键词：USB-C源控制器，USB PD 3.1 电源

onsemi 的 FUSB15101 是一款高度集成的 USB 供电 (PD) 源控制器，可以控制 AC/DC 适配器或 DC/DC 端口电源稳压器次级侧的光耦合器。

FUSB15101 通过优化的硬件外设和完整的开源嵌入式固件在一个紧凑的解决方案中实现了完整的 USB 电源解决方案。它集成了高效的 Arm® Cortex®-M0+ 处理器与定制设计的外围设备，无缝支持 USB PD 3.1 电源应用。FUSB15101 支持 USB PD 中的 PPS 规范，最低 3.3V，最高 21V 的输出电压控制。它包括恒压 (CV) 和恒流限制 (CL) 控制块、各种保护机制以及连接器引脚上的高电压容差。

产品特性

• 完全可编程和可升级的开源固件，为客户特定的设备策略管理器开发提供 API
• 强大的外设集合，包括 DAC、ADC、NTC 和 NMOS 栅极驱动器
• USB-C 连接器引脚上的高压保护
• 具有电缆压降补偿功能的可编程恒定电压和电流控制
• 具有 PPS 支持的 USB PD 3.1 和集成 VCONN 以支持带有 E 芯片的电缆
• 满足 CoC 和 DoE 要求的空闲和睡眠模式
• 完整的系统保护：OVP、UVP、OCP 和 OTP
• 集成 UART 收发器

适用范围

• 工业应用
• 消费电子
• 便携式和无线式

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关键词: 双螺线管，电磁阀

问：什么是双螺线管?

双螺线管是一个有两个线圈。我能找到的双螺线管的大多数例子都用于电磁阀，例如以下DFRobot 的FIT0617，是以电磁阀来控制液体的流量

线圈A通电时，将阀门移动到A位置，线圈B通电时，将阀门移动到B位置。当两个线圈都没有通电时，阀门保持当前状态。这在功能上类似于双线圈闭锁继电器。其中一个优点是，控制该阀的输出将不必持续保持活跃状态。缺点是需要一个单独的输出来将阀门返回到另一个位置。

相比之下，单个(正常)电磁阀，当断电时，将返回到其启动状态，如非闭锁继电器。这样做的一些好处是，只需要一个输出就可以控制阀门，而且，无论何时程序启动，它都将处于可预测的状态。缺点是，为了使它保持在通电状态，控制它的输出必须在阀门保持通电状态的整个时间内保持激活状态。

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关键词: 继电器，常开触点，常闭触点

问：简单的实验: 继电器常开 (N.O.) 与常闭 (N.C.) 触点的区别

许多关于继电器的文章都特别关注常开 (N.O.) 和常闭 (N.C.) 触点之间的区别。这些内容翔实，但往往过于抽象。学生们通常对这两者的区别几乎没有直观的理解。真正的学习发生在以后，当学习者在连接继电器时犯了错误。

在本文中，我们将描述一个简单的实验，突出了继电器触点类型之间的差异。这些动手操作的任务提供即时反馈，让你看到和听到继电器的操作。这些课程直接适用于继电器的继续研究，包括状态机。

本文假设你对开关有一定的了解，并了解 DPDT 和 SPST 等设备之间的差异。

必需的部分

该实验需要三个组件，包括一个继电器，两个按钮和一个24 VDC电源。在本例中，我们将使用图1所示的部件:

• 2个快速动作开关 EAO 制造 704.900.1 端子快。其他开关也可以使用。但是，选择的部分是让学习者熟悉常见工业控制组件的好方法。
• 1个继电器组件。注意，图1中的组件包括 Finder 的继电器、插座和二极管模块

其他类型的继电器也可以替换。但是，一定要选择具有机械强制能力的继电器。图2所示的 Finder 46 系列等继电器都有物理强制机制。这种机械“开关”可以通过物理推动将继电器触点置于“通电”位置。该机构也可以旋转，只要pip被移除。

除了前面提到的组件，你可能还想包括一个 N.C. 开关，如 704.9002 和一个470 uF 50 VDC电容器。这些附加组件的用途在本文末尾的附加学习问题中得到了建议。

技术贴士 :机械强制继电器或接触器通常被认为是不好的做法。在故障排除时很容易这样做。然而，意外的机器操作可能会发生。这可能会损坏设备或伤害人员。如果你是一个PLC程序员，你可能想要监控触点，如果设备被强制，马上进入故障状态。

原理图

实验分两个阶段进行，如图3示意图所示。左侧为N.O.型，右侧为N.C.型。观察两种配置有单线连接的区别。我们看到电线从N.C.(引脚12)移动到N.O.(引脚14)。

结构

电路结构如图1所示。以下是几点贴士:

• 使用预剪的带卡圈端子的电线是有帮助的。
• 使用双线套圈可能会有帮助
• 触点上清楚地标明了专用继电器和插座。公共触点位于插座的下层。N.O.在中层，N.C.在上层。
• 注意线圈极性，因为继电器只有在电源正极连接到A1端子时才会激活。

结果

抱歉，这不是本文中确定的动手学习的重点。我们将通过研究一系列指导性问题来寻求更深入的学习，而不是展示结果。

基本问题:

• 将按钮快速动作开关分类为SPST或DPST。
• 将继电器分类为SPDT或DPDT。
• 描述当线圈与N.C.触点串联时继电器的操作。具体描述与开关A和B相关的交互作用。
• 描述当线圈与N.O.触点串联时继电器的操作。具体描述与开关A和B相关的交互作用。
• “B”开关和机械强制继电器有什么区别?
• 研究并定义与继电器相关的术语“闩锁”。
• 研究并定义与继电器相关的术语“振动器(电子)”。
• 研究纹身枪的操作，并描述它与这些实验的关系。

进一步的问题:

• 研究术语“三线电机起动器”。使用此配置修改N.O.电路，标记开关，并识别三根线。你可能想把N.C.换成N.O.按钮。
• 研究在福特T型车中发现的“颤栗线圈”(trembler coil)的操作，描述它与这些实验的关系。
• 找到 DPDT 开关元件的DigiKey部件号，以取代 SPDT 的 EAO 机构。
• 对于额外的挑战，返回到 N.C.实验，并添加一个100 uF 35 VDC电容器与线圈并联。描述实验结果并推测变化的原因。一定要注意极性，因为一个错误会导致电容器的快速拆卸(爆炸)。
• 本文档中描述的继电器可能会被机械强制，然后锁定到测试目的的位置。描述可能出现的问题?
• 作为维修主管，你会建议拆掉继电器的锁紧点吗?你是否认为这样的继电器已经损坏，需要更换?为什么?
• 假设技术人员不小心将继电器锁定到强制状态，导致工厂停机1小时。推测一下这个错误的总成本。

总结

本文中描述的动手活动非常简单。然而，其含义却是深远的。它们为你理解工业控制系统奠定了基础。现在，去创建电路，以发现继电器的N.O. 和N.C.触点的深层含义和含义。

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作者：Art Pini

关键词：USB-C线缆 ，USB-C 坞站，USB-C 连接器

个人电脑、笔记本电脑和平板电脑的尺寸越来越小，几乎没有空间留给接口和电源连接器了。与此同时，数据速率却越来越快，数据、音频和视频接口标准的数量也越来越多，每种标准都有自己独特的接口连接器。然而，用户依然对简易性和灵活性青睐有加。只要采用 USB Type-C™ (USB-C) 物理连接器，这些问题便可迎刃而解。

本文简要讨论了现代连接性要求以及如何使用 USB-C 满足这些要求。文中以 Tripp Lite by Eaton 的 USB-C 坞站、连接器和电缆为例，展示了如何使用这些产品来简化设备连接性。

USB 标准

USB 接口标准最初是一种外设总线，用于连接计算机接口设备，例如键盘、鼠标和可移动存储器。多年来，该标准已发展成一系列标准，成为电脑、外设和手机的主要接口。此外，标准中还增加了功率输送 (PD)，并支持各种协议的隧道传输，例如 DisplayPort (DP)、以太网和高清多媒体接口 (HDMI)。最新版本的 USB4 支持 40 Gbps 的数据速率和高达 240 W 的 PD（修订版 3.1）。该版本仍保持着与 USB 3.2 和 USB 2.0 等早期标准版本的向后兼容性。

那些使用 USB 的连接器已经从最初的 USB-A 和 USB-B 连接器及其变体发展到目前的 USB-C 连接器。USB 3.2 第 2 代支持高达 10 Gbps 的数据传输，这是最后一种允许使用旧版 USB-A 和 USB-B 连接器的 USB 标准。USB 3.2 第 2×2 代支持 20 Gbps 的数据速率，并且需要使用 USB-C 连接器，USB4 也是如此。

USB-C 连接器

USB-C 等 USB 物理连接器有别于 USB4 等 USB 接口标准。USB 连接器由插头和插座组成，其规格由 USB 开发者论坛 (USB-IF) 单独指定。USB-C 连接器的吞吐率和功率都很小，仅比 USB-A 微型连接器稍大一点，因此适用于小型设备。

USB-C 连接器采用 24 个引脚，其排列方式允许在任一方向与匹配触头配接，因此连接器可正反两插。通过 USB-C 连接器的信号引脚分配，可了解 USB 标准的功率、数据和控制功能（图 1）。

USB PD 是一种交互式功率输送规格，可让设备通过 VBUS 引脚和接地引脚协商供电、受电（负载）和所供应的功率水平。其中包含四个 VBUS 电源触头和四个接地触头。最大功率水平由设备使用的 USB 标准规定，并符合 USB PD 规格。根据 USB PD，电源和负载设备之间的电源合约是使用通道配置 (CCx) 线路协商达成的。

CCx 线路可用于检测连接方向和通道配置。此外，这些线路还可用于电源控制以及与 USB PD 的信号传输。根据 USB PD，当供电电压为 48 V 且电流水平为 5 A 时，最大功率水平可达 240 W。虽然所有 USB-C 电缆都包含 CCx 线路并支持 USB PD，但此类电缆可能不支持 USB PD 中规定的全部电压和电流范围。用户应参考电缆规格书来了解受支持的功率水平。

专用的 D+ 和 D- 线路仍然与旧版 USB 2.0 标准的兼容性，旧版的数据速率低于目前的 USB 版本。

蓝色突出显示的引脚包括四个差分信号对，形成了两个支持 SuperSpeed USB 的数据通道。USB 3.2 第 2×1 代支持 10 Gbps 的数据速率，USB 3.2 第 2×2 代支持 20 Gbps 的数据速率，而 USB4 第 3×2 代则支持 40 Gbps 的数据速率。

边带使用（SBU1 和 SBU2）线路是 USB-C 规格支持的交替媒体模式中使用的辅助信号，可实现连接器组的多功能性。AUX 通道负责链路管理和测试模式控制。当设置好设备间的电源合约后，USB PD 就会启动交替模式（Alt 模式）数据链路，例如 DP。它通过 SBU 链路使用供应商定义消息 (VDM) 协商 Alt 模式握手。当 DP Alt 模式协商完成后，DP 将进行链路训练以建立连接。DP 链路训练可优化 DP 供电与受电之间的链路，确保流数据的稳健连接。利用 DP Alt 模式，USB-C 电缆可处理 USB 数据、视频图形阵列 (VGA)、数字视频接口 (DVI)、HDMI 和 DP 视频信号。

若要通过 USB 发送交替协议，一种可选方法是使用协议隧道传输。协议隧道传输可在一种协议中创建数据管道，该协议便可通过电缆发送另一种协议的数据。利用这种机制，USB-C 隧道可以在设备之间发送 DP 或 PCIe 数据。

USB 电缆

USB-C 电缆提供各种长度、功率容量和数据传输速度，以配合所使用的 USB 标准。Tripp Lite by Eaton 提供近百种 USB-C 电缆，为使用 USB-C 连接器的设备提供了广泛的功能和扩展选项。

U520-31N 就是一个很好的例子，这是一种两端都有插头的 USB4 电缆。该产品支持 DP Alt 模式，以 60 Hz 的刷新率提供 4K 或 8K 视频分辨率。此外，U520-31N 还兼容 USB PD，在 20 V 电压下的额定电流为 5 A，可提供 100 W 的功率。电缆长度为 2.6 ft.(0.7925 m)，额定最大传输速率为 40 Gbps。请注意，USB-C 电缆的最大传输速率与长度成反比。

相比之下，MTB3-01M5-5A-B（图 2）是一款兼容 USB 3.2 第 2×2 代的电缆，额定数据传输速率为 20 Gbps，支持 60 Hz 下 4K 视频分辨率。与 USB4 电缆一样，该产品也兼容 USB PD，额定功率也是 100 W。这种电缆的长度为 5 ft. (1.5 m)，因此最大数据速率较低。

USB-C 适配器

适配器连接到计算机的输入/输出 (I/O) 端口，并将其协议转换为另一种标准。例如，Tripp Lite by Eaton 的 U436-06N-GB-C 就是一款 USB-C 转千兆位网络适配器，可与使用 USB 3.0、USB 3.1 第 1 代或 USB 3.2 第 1 代的设备配合使用，数据速率高达 5 Gbps（图 3）。

输入连接器是一个 USB-C 插头，输出连接器则是一个以太网 RJ-45 插孔。适配器还包括一个 USB-C 插孔，可提供高达 60 W 的功率（在 3 A 下为 20 V）。如果无法使用无线连接或连接速度太慢，这款适配器可让仅配备 USB-C 的笔记本电脑使用有线以太网连接。

鉴于 USB 标准可以处理多种不同的协议，多端口适配器的出现也就顺理成章了。这些适配器通常提供小型笔记本电脑不再提供的数据通信端口。

U444-06N-H4GUC2 就是一个很好的例子。该适配器支持通过计算机的 USB-C 端口提供数字音频、60 Hz 下的 4K 视频、USB PD 以及千兆位以太网（图 4）。

在 U444-06N-H4GUC2 上，USB-A 端口可提供 7.5 W 的功率（在 1.5 A 下为 5 V），而 USB-C 充电端口则可提供 25 W 的功率（在 5 A 下为 5 V）。

坞站将笔记本电脑转换为工作站

坞站通过 USB-C 连接器增加多个端口，以此扩展笔记本电脑的连接性。它们基本上可以将笔记本电脑转换为多功能工作站。例如，Tripp Lite by Eaton 的 U442-DOCK2-S USB-C 为 HDMI、mini DP、VGA、以太网、SD 和 microSD 存储器、USB-C 功率输送和三个 USB-A 连接器增加了专用端口（图 5）。此外，还包括一个 3.5 mm 耳机插孔。

mini DP 和 HDMI 端口支持 30 Hz 下的 4K x 2K 分辨率视频，VGA 端口则支持 60 Hz 下的 1080P 分辨率。以太网 RJ-45 端口支持 10/200/1000 Mbps 以太网。三个 USB-A 端口可用于连接 USB 外设，例如键盘、鼠标、闪存驱动器、打印机或智能手机。这些端口可提供高达 7.5 W 的直流电源（在 1.5 A 下为 5 V）。双向 USB-C 充电端口可处理高达 60 W 的功率（在 3 A 下为 20 V）。

笔记本电脑的 USB-C 端口能够让各种各样的接口使用 USB 标准的多协议功能。

总结

USB-C 连接器支持高达 40 Gbps 的数据吞吐率，PD 功率高达 120 W，并且可正反两插。为了帮助充分利用这些功能，Tripp Lite by Eaton 以电缆、适配器和坞站的形式提供各种各样的 USB-C 解决方案，以通过单个 USB-C 连接器支持强大的功能和连接性。

小编的话

作为一种小型、多功能的接口，USB-C连接器以其高速的数据传输能力、多功能性、可翻转设计、良好的兼容性以及标准化等特点，为现代移动和便携式设备带来了极大的便利和价值。如文中所言，借助USB-C连接器的特性，可以灵活运用配件来满足简化设备连接性的不同需求。您对简化设备连接性还有哪些经验或疑问？欢迎留言，分享交流！

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关键词: 1-Wire网络电缆，USB适配器

问：ADI/Maxim 1-Wire网络线缆USB适配器

ADI/Maxim 的DS1402系列1-Wire网络电缆提供与任何USB、串行或并行端口1-Wire适配器的连接。经常有客户询问DS1402如何连接USB适配器。许多客户对规格书上的连接性矩阵表感到困惑。

经厂商确认，RJ11的USB适配器为DS9490R#。

适配器的规格书中有一张连接图，其中清晰地展示了连接关系。

举例而言，DS1402D-DB8+ 配备了RJ11连接器，可通过DS9490R#插入PC。

如需了解更多有关iButton的信息，请参见

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关键词: 直接存储器访问，DMA 控制器

问：浅谈直接存储器访问 ( DMA ) 控制器的结构与工作原理

直接存储器访问 ( DMA )控制器，可以在内存和/或外设之间传输数据，而不需要 CPU 参与每次传输。合理利用 DMA 控制器，可以减轻CPU的负担。

先进的 DMA 控制器，如 STMicroelectronics 的 STM32F4 系列中包含的控制器，可以通过灵活的数据流分配和传输管理功能进一步减轻 CPU 的负担。

如图左侧所示，来自8个不同的通道 DMA 请求，并到仲裁器上，从而建立优先级(编号较低的输入通道，具有较高的优先级)。然后激活最高优先级的传输，传输到图中右侧的两个 AHB 主设备（存储器端口和外设接口），提高了外设到存储器传输的效率。这可能是 DMA 在基于 CPU 的设计中最常见的情况。

为每个路径分配单独的 FIFO，如图1中间所示，允许针对每个外设接口的特性调整 FIFO 特性。例如，FIFO 的阈值级别(请求传输的深度)可以单独设置为 FIFO 大小的¼，½或¾。这允许低速通道等待，直到FIFO 几乎满了才进行传输，以最小化开销。更快的通道会更早地启动传输，可能只有一半大小，以避免FIFO 溢出。

我们来通过一个实例，来看看DMA怎么工作的。

实例：使用 STM32 来控制 NeoPixels LED

硬件部分采用 STM32 开发板，与 NeoPixel LED 、灯带 、矩阵 等相连接。

RGB NeoPixels 实际上是 WS2812 智能控制 LED。下面是 WS2812 LED 的3字节数据协议的结构，分别代表绿红蓝三个信息。

使用计时器来PWM控制波形，然后配置DMA使CPU高效并且易于实施。

在软件中，配置 DMA，选择了“TIM2_CH3/UP”，将方向改为“内存到外设”。同时，将优先级改为“非常高”，最后保存.ioc 文件，以生成项目代码。

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关键词：工业连接器，振动应力

在实际应用中，连接器或多或少都会受到振动环境的影响。对于车辆和工厂等场景，它们所面临的振动应力影响更大，这也是影响工业连接器电气接触性能的重要因素之一。以下我们来探讨几个工程设计经常会遇到的课题…

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关键词：嵌入式系统，ISA，X86，ARM，RISC-V

为了满足客户在应用上的不同需求，DigiKey的应用与技术网页提供了各式各样的应用相关资源，以便协助工程师更快的进行设计。从应用面来看，DigiKey针对汽车、自动化与控制、物联网解决方案、能量收集等场景提供了多种不同的解决支持方案。

更进一步，该网页还列出了不同嵌入式系统与微控制器技术涵盖的各种指令集架构、评估板、开发板、模块上系统、扩充板、实时操作系统、嵌入外设组件、微处理器、数字信号处理器、单板机、微控制器、现场可编程门阵列等细分模块，以供研发人员和电子爱好者根据自己需要进行进一步查阅。

以下我们将陆续为您介绍嵌入式系统网页内相关的各种应用与技术，如评估板与实时操作系统（RTOS）、微处理器（MPU）与各种控制器（DSP、SBC、MCU、FPGA），以及各类外设（内存、时钟、通信、I/O、电源）等。让我们先来看看嵌入式系统与微控制器的相关技术与应用。

嵌入式系统和指令集架构的选择

嵌入式系统（Embedded System）是一种特定用途的计算机系统，通常被嵌入到其他设备或系统中，以执行特定的任务或功能。这些系统通常是专为为特定应用或产品而设计的，并且由相对较小、专门的硬件和软件所组成。想要搭建一套嵌入式系统，首先得确认想要采用的指令集架构（Instruction Set Architectures, ISA），各家的指令集架构都各有其优缺点与拥护者，下面将为您大致介绍嵌入式系统的概念与范围以及指令集架构选择时需要考虑的方面。

嵌入式系统应用领域相当广泛

嵌入式系统的应用领域相当广泛，通常被设计用来执行各种特定的功能或任务，从日常生活中的家电产品到汽车电子系统、医疗设备、工业自动化等各个领域都有存在，它们在提高产品智能化、效能和功能性方面发挥了关键作用。此外，许多嵌入式系统需要对命令进行实时处理和响应，这意味着它们必须在特定的时间限制内完成任务，这在需要实时控制和反馈的应用中尤其重要。

另一方面，由于嵌入式系统通常配置在资源有限的设计中，因此它们的硬件资源（如处理器、内存）和功率都有相应的限制。因此，软件必须被精心设计以充分匹配这些有限资源，加上嵌入式系统的硬件配置通常是固定的，并且无法或难以进行硬件升级，这使得软件的效能优化至关重要。

当前多数嵌入式系统都需要与其他设备或系统进行通信，以执行协同任务或传送数据，这使其必须支持多种通信协议，可能包括有线或无线通信，例如蓝牙、Wi-Fi、CAN（Controller Area Network）等。

嵌入式系统也必须搭配嵌入式软件，才能执行其特定功能，嵌入式系统的软件通常是专门为其硬件平台设计的，这可能包括实时操作系统（RTOS）或特定应用的软件栈。

选择指令集架构是开发嵌入式系统的第一步

嵌入式系统通常是接收、解释和发送信号的电子系统的协调部分，其功能来自于硬件和软件的结合，对于刚接触嵌入式系统的人来说，C语言编程可以作为软件开发的理想起点。想要进行软件开发，就必须从选择整体结构（如指令集架构）开始，到一些较大的主控类别（如微控制器）结束。

指令集架构（ISA）也称指令集或者指令集体系，是计算机体系结构中与程序设计有关的部分，包含基本数据类型，指令集，寄存器，寻址模式，存储体系，中断，异常处理以及外部IO。通常ISA不会交叉兼容，因此为一种ISA设计的系统一般无法在另一种ISA上运行。例如，x86系统和软件无法在采用ARM的芯片上运行，因为两者处理程序代码指令和数据集的方式不同。

当然，市面上有几种不同的解决方法可以解决兼容性问题，包括仿真不同ISA操作条件的软件，或者将不同ISA组合到单一软件工具包中。例如ARM创建了一种名为ARM big.LITTLE的混合架构，这是一种异质多处理架构，通过将高功率和低功率处理内核组合到一个系统中，可以对高功率进程进行优先排序，并与低功率和低优先级请求分开处理，以实现更大的系统灵活性和更精确的电源管理。

指令集架构主要可以分成精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）架构两种。RISC的概念可以追溯到20世纪80年代，旨在使用简单的指令集在计算过程中执行单步骤操作，主要的想法是通过减少用于加载、评估和存储数据的简单指令的数量来使硬件更简单。一般来说，可以视为每个程序代码指令只为计算机系统执行一个动作，更简单的操作可以实现更快的完成速度并降低功耗，这使得它们在便携式装置或其他以电源效率为驱动因素的应用中受到欢迎。

相较之下，CISC则允许在计算过程的每个步骤中发生多个指令和程序代码操作，通常包括加载和存储步骤的复杂指令。一般来说，CISC可以被认为是除了RISC之外的所有指令集架构，因为这个术语是为了响应采用RISC的芯片和系统的发展而开发的。虽然CISC没有官方的定义，但它们通常可以被认为具有更复杂的设计系统，因此通常需要更多的功率来运行。

RISC与CISC这两种架构其目的其实都是想要使CPU的执行速度更快：RISC是通过减少每个指令的周期，以减少每个应用程序的指令总数为代价，从而达到更快的CPU执行速度；而CISC则是通过最小化每个程序的指令数，以更复杂的硬件为代价，达到相同的目的。

选择指令集架构时，有多种因素需要考虑，这些因素通常会涉及到硬件、软件和系统集成等方面，包括应用所需的性能、功耗、成本、软件生态系统、兼容性、扩展性、安全性等。总体来说，选择指令集架构是一个复杂的决策过程，需要综合考虑多个因素，并根据具体的应用场景和需求做出适当的选择。

各种指令集架构满足不同应用需求

目前主流的指令集架构有许多种类，每种都有其各自的特点和应用领域，常见的一些主要指令集架构包括RISC-V、x86、ARM、MIPS和Power等，以下将针对最常见的RISC-V、x86和ARM进行介绍。

RISC-V

RISC-V是一种基于RISC架构的开放标准ISA，与其他芯片设计不同，RISC-V完全开源并具有开放架构，具有可扩展性和自由授权的特点，这意味着任何人、在任何地方都可以制造RISC-V芯片，且无需支付任何授权费用，这使RISC-V吸引了广泛的关注，成为了开源社群中的热门选择。然而，虽然RISC-V的内核是开源，但可能还有其他一些不被视为公共区间的附加组件和外围扩展。RISC-V在嵌入式系统、物联网设备和一些新兴市场中取得了一些成绩，并在某些特定领域中快速崛起。目前市面上已经有一些RISC-V开发板问世，包括Sparkfun RED-V与Digilent RVfpga，可以大幅加快采用RISC-V指令集来开发嵌入式系统的研发进度。

更多产品型号:

114993026	LOFIVE-R1,	110991164
102110647	102991184	110991188
110991190	114992445	102110425
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ESP32-C3-DEVKIT-LIPO
MPFS-ICICLE-KIT-ES	MAX78002EVKIT#
ESP32-C3-DEVKIT-LIPO	P0082

x86

CISC处理器最古老的指令集架构系列之一，其中的x86处理器系列始于1970年代末，作为Intel 8位微处理器的扩展，经过不断调整和改进，成为当今最常见的计算机处理器类型之一。x86拥有丰富的指令集和通用缓存，它最初是为桌面计算机和服务器应用而设计的，x86芯片通常用于笔记本计算机、桌面计算机、服务器、工作站和超级计算机，以及部分嵌入式系统，专为最佳效能而设计。目前用于开发x86架构的开发板包括LattePanda x86板与Udoo x86板等。

更多产品型号:

DFR0470-ENT	DFR0419	DFR0981
DFR0418	DFR0545	DFR0982
DFR0444	DFR0543	VL-EPM-16F
SB02-3740-0000-C1-V
SB02-4940-0000-C1-V

ARM

ARM最初称为“Advanced RISC Machines” （高级 RISC 机器），但现在则简称为“ARM”，是由Arm LTD开发和授权的RISC处理器系列。ARM采用的是一种RISC架构，注重简洁和节能。由于ARM的功耗较低且发热量低，因此ARM芯片被广泛采用于移动设备和便携式设备、嵌入式系统和有低功耗需求的应用中，例如智能手机、平板、嵌入式系统、物联网装置，以及某些笔记本计算机和其他低功耗设备。常见的ARM开发板包括STMicroelectronics NUCLEO与STMicroelectronics IOT等。

更多产品型号:

102110420	SC0915	SC0195(9)
SC0919	DEV-16771	DEV-16997
MAKER-PI-RP2040	SC0193(9)	SC0695
SC0194(9)	SC0692	SC0917
102010428	EK-TM4C123GXL	NUCLEO-F103RB
STM32F407G-DISC1	NUCLEO-F446RE	NUCLEO-L476RG
NUCLEO-H743ZI2	DEV-16771	B-U585I-IOT02A
NUCLEO-F401RE	NUCLEO-L053R8	DEV-20359
DEV-21438	SC1146	NUCLEO-F411RE
STM32F429I-DISC1	NUCLEO-F746ZG	NUCLEO-G431KB
A000062	ABX00012	NUCLEO-G431RB
102110646	OM13058UL	NUCLEO-L152RE
NUCLEO-F303K8	STM32H735G-DK	NUCLEO-F303RE
STM32F769I-DISCO	NUCLEO-L432KC	DEV-16402
STM32F072B-DISCO	BBB01-SC-505	ABX00087
ST25R3911B-DISCO,	FRDM-KE06Z	CY8CKIT-043
STM32MP157F-DK2	NUCLEO-U575ZI-Q	102010328

指令集架构	比较／总结
RISC-V	精简指令集架构，开源与开放架构，且免授权费，是最具发展潜力的指令集架构。
x86	具有悠久历史的复杂指令集架构，广泛用于个人计算机领域，是追求个人计算机兼容性的首选。
ARM	广泛使用于智能手机的精简指令集架构，消耗功率低、发热量低，但需要授权费，开发成本较高。

RISC-V是当前最具发展潜力的指令集架构

CPU设计开发是一个漫长且成本高昂的过程，由于ARM等供应商会对使用其设计的开发者收取专利费，以支付开发成本，因此开放、免授权费的RISC-V架构成为当前最具发展潜力的指令集架构。

RISC-V与其他指令集架构（ISA）的区别在于该标准是开源的，并且免费供个人、学术和商业用途。此外，它还定义了CPU中处理最重要功能的基础内核，它本身就是可以实现简化功能的通用型计算机。这个基础内核可以通过使用延伸指令来扩充，这些延伸指令被指定为与基础内核一起工作， 并且彼此之间不会发生冲突。例如，您可以实现具有64位基本整数指令集的CPU，并包含一个支持单精度浮点指令的延伸，以及另一个用于整数乘法和除法的延伸。

目前已经有一些制造商实现了RISC-V ISA，您也可以从使用此类CPU的各种开发板中进行选择。其中之一是LoFive R1，它是RISC-V生态系统简易且经济的开始，它具有您期望从开发板（如Arduino）获得的所有功能，而且价格低廉。

SparkFun RED-V则是另一款低成本入门级开发板，其外形与成熟的Arduino Uno R3相同，这使得它成为想要在现有设计中替换Arduino的最佳选择。Seeed Studio GAPUino则是另一款与流行的Arduino Uno R3引脚完全兼容的开发板。然而，与前两个评估板相比，它的价格则不太实惠。

Seeed Studio的GAPUino开发板

结语

嵌入式系统与微控制器是当前最热门的话题，选择ISA则是嵌入式系统开发的第一步，DigiKey提供了多种ISA开发板供客户选择，并提供相对应的支持，设计师也可以到应用与技术网页参考更详细的应用与技术介绍，以加快系统的开发速度，若有更多需求，也可与DigiKey联系以获得更多详细信息。

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小编的话

选择适当的指令集架构对方案开发而言至关重要，因为这将决定系统最终在性能、兼容性、功耗和成本等多个方面的表现。通过合理的选择，可以确保方案在这些方面达到最佳平衡。现在，您可以在DigiKey提供的丰富的资源中快速启动方案设计，任何问题和经验，欢迎留言，分享交流！

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作者：DigiKey

你了解生活中常见的各种传感器是如何工作的吗？传感器小百科正式上线，带你从零开始认识各种常见传感器，并学会使用这些传感器。

https://www.digikey.cn/zh/videos/video-programs/sensors

今天，我们从温度传感器说起 — 温度传感器是一种用来测量环境或物体温度的器件，它们在各种应用中都扮演着重要的角色，从家用电器到工业控制系统都有广泛应用，像是热水器、干衣机、暖通空调、微波炉等家用电器，还可用于工业生产中的负责监控各种设备仪器，都需要采用温度传感器来实时监测温度的变化，用途相当广泛。

温度传感器的种类多样与特性不同

温度传感器的种类多样，且运作原理各自不同，以下介绍是一些常见的温度传感器的功能与特性及其运作原理。

热电偶（Thermocouple）：

热电偶 是由两种不同金属或合金的导线组成的热电偶回路，当两种导线的连接点受到温度变化时，会产生电动势（EMF）。这个产生的电压与温度变化之间有一定的关系，可以通过测量这个电压值来确定温度。

热电偶能够应对极端的温度范围，从非常低的温度到极高的温度，这使得它们在各种工业应用中非常有用。热电偶具有较高的灵敏度，能够快速响应温度变化，这使得它们适用于需要实时控制的应用。热电偶的输出电压与温度之间的关系通常是线性的，这使得简单的电路可以用来解读和量测温度。

由于热电偶主要使用金属或合金制造，因此它们对于一些腐蚀性气体和液体相对较为耐受。热电偶通常能够承受一定的压力，这使得它们适用于一些需要耐压性的环境，如高压加热炉。目前有多种不同材料的热电偶，每种都具有不同的特性。

相较于一些其他高温测量技术，热电偶的制造成本相对较低，使其成为一种经济实用的温度传感解决方案。由于热电偶的输出是电压信号，可以在较长的距离上进行测量，这在一些需要在远距离处测量温度的应用中非常有优势。

更多产品型号: DFR0198, 240-080, SEN-11050, 3290, SEN0227, 642, 455-00103, 455-00036, 5024-0762, CTTS-186019-F02A, ES120-0030, 455-00112, 455-00124, E52-CA1GTY 2M, GE-1711ATM, GE-1797ATM, GE-1797, E52-CA1GTY 1M, E52-CA6AFD1S10 5M

2. 热敏电阻（Thermistor）：

热敏电阻是一种特殊的电阻器件，其电阻值会随着温度变化而变化。通常，热敏电阻的电阻值会随着温度升高而降低，或者随着温度升高而增加，这取决于热敏电阻的材料。一般来说，当温度升高时，热敏电阻的电阻值会下降（NTC – 负温度系数），或者有些热敏电阻的电阻值会随温度升高而上升（PTC – 正温度系数）。

此外，热敏电阻对温度变化非常敏感，这使得它们在需要高灵敏度的应用中特别有用，如精确的温度测量和控制。部分热敏电阻的电阻-温度特性是线性的，即电阻随着温度呈现线性变化，但有些则是非线性的，其电阻-温度曲线可能较复杂。

热敏电阻可用于广泛的温度范围，从极低温度到极高温度，取决于所选用的热敏电阻材料。热敏电阻具有相对较快的响应时间，能够实时反应温度的变化，这使得它们适用于需要实时控制的应用。不同的热敏电阻材料和制造工艺可以调整其性能，如特定温度范围、精确度和灵敏度。

热敏电阻通常制造成小型、简单的器件，这使得它们在成本和体积方面较为经济，适用于多种应用。大多数热敏电阻在操作时消耗较低的功率，这使得它们在许多电池供电的应用中非常实用。

更多产品型号: ERT-J0EM103J, NTCG103JF103FT1, ERT-J0EG103JA, ERT-JZEG103FA, ERT-JZEV104H, NTCG203JH472JT1, NCP21XM221J03RA, NCU18WF104F60RB, NCP21XW223J03RA, PRF18BC471QB5RB, NCP21XV103J03RA, B57256V5473F360, NXRT15WF104FA1B040, NCP21WF104J03RA, NCP15WB473J03RC, ERT-J1VA101J, ERT-J1VG103FA, ERT-J1VR103J, NCU15XH103F60RC, ERT-J0ET202J

3. 电阻温度检测器（RTD – Resistance Temperature Detector）：

电阻温度检测器（RTD） 是一种电阻会随着温度变化而变化的器件，它是基于材料的电阻会随温度变化而变化的原理，但与热敏电阻不同，电阻温度检测器的变化与温度呈现线性关系。常见的材料包括白金、镍和铜，其中白金RTD是应用最广泛的。

在一个相对较小的温度范围内，RTD的电阻值与温度之间通常呈现线性关系，这使得温度的测量和校正相对较简单。RTD通常提供较高的测量精确度，尤其是在相对较窄的温度范围内，这使得它在需要高度准确的应用中非常有用。

RTD的电阻值相对稳定，对时间和使用条件的变化的影响较小，这增加了传感器的可靠性，可用不同材料的热电阻应对不同的温度范围，从极低温度到极高温度，满足各种应用需求。

RTD通常具有较小的温度漂移，即在不同温度下的测量稳定性较高。RTD通常不需要额外的加热器件，因此功耗相对较低，适用于长时间运行且要求节能的应用。RTD的温度-电阻特性通常相对稳定，容易进行校正，以确保测量的准确性。RTD对外部环境的影响相对较小，不受湿度、压力等因素的影响。

更多产品型号: PTS080501B100RP100, NB-PTCO-002, TMP6131DECT, PTS120601B1K00P100, NB-PTCO-011, 32207605, P0K1.202.3K.A.010, NB-PTCO-024, 32208571, 32207638, 32208502, PTS060301B100RP100, NB-PTCO-035, 32207615, PPG501JA, PTS080501B500RP100, PTS0603M1B100RP100, 32208548, PTS1206M1B100RP100, HDC3022DEJR

4. IC型温度传感器（Temperature Sensor IC）：

IC型温度传感器 通常是一种将温度转换为电压或数字信号的集成电路器件，这些传感器广泛应用于各种电子设备和工业应用中。IC型温度传感器通常具有较高的温度测量精确度，可以满足对精确度要求较高的应用。大多数IC型温度传感器提供数字输出，可以直接与微控制器、微处理器或其他数字电子系统连接。这类传感器通常是高度集成的器件，集成了传感器件、信号处理电路和通信接口，节省了系统设计的成本和空间。

很多IC型温度传感器的功耗相对较低，使其适用于电池供电或要求节能的应用。这些传感器可覆盖广泛的温度范围，包括室内温度、低温、高温等，覆盖了多种应用需求。一些IC型温度传感器内置了校正和补偿电路，能够提高其在不同条件下的性能稳定性。

多数IC型温度传感器支持标准的数字通信接口，例如I²C、SPI，这使得与其他数字器件的连接更加方便。由于IC型温度传感器通常支持内部处理和校正，对使用者来说比较简便，不需要复杂的外部电路。

更多产品型号: KTY81/110,112, SE95DP,118, LM335ADT, MCP9700T-E/TT, MCP9501PT-095E/OT, TMP6131DECR, LMT01QLPGQ1, MCP98244T-BE/MNY, TMP6131ELPGMQ1, MCP9700AT-E/LT, MCP9700T-E/LT, TC74A0-3.3VCTTR, STS40-CD1B-R3, MCP9808T-E/MC, MCP9700A-E/TO, AS6200C-AWLT-L, MCP9808T-E/MS, MLX90632SLD-BCB-000-RE, AT30TS74-SS8M-T, PCT2075TP,147

5. 红外线温度传感器（Infrared Temperature Sensor）：

红外线温度传感器 是一种非接触式温度传感技术，无需与物体直接接触，而是通过检测物体发射的红外线辐射来测量物体的表面温度。它们检测物体发射的红外线辐射并转换为温度数据。这种传感器通常用于远距离和非接触式的温度测量。红外线温度传感器通常具有快速的响应时间，能够在短时间内提供实时的温度数据。

红外线温度传感器对不同物体表面的辐射特性具有适应性，并且不受物体表面材料的影响，因此适用于各种物体，并具有广泛的温度范围，从极低温度到极高温度都可以进行准确测量，在一些合适的应用条件下，红外线温度传感器可以提供较高的测量精确度。

红外线温度传感器不受光线、湿度等外部环境因素的影响，因此适用于一些特殊环境，如高辐射、灰尘或潮湿的场合，且由于红外线温度传感器是非接触式的，因此可以在较远的距离上进行测量，这对于需要在远距离处进行温度监测的应用非常有用，可以被安装在难以接近的地方，并通过无线或有线方式进行远程监测。

更多产品型号: TPIS 1S 1385 / 5029, MLX90632SLD-BCB-000-RE, TPIS 1T 1086 L5.5,

MLX90614ESF-AAA-000-TU, MLX90614ESF-DCA-000-TU, AMG8833, MLX90614ESF-ACC-000-TU, MLX90614ESF-DCC-000-TU, MLX90614ESF-BCC-000-TU, MLX90614KSF-AAA-000-TU, MLX90614KSF-ACC-000-TU, MLX90614ESF-ACF-000-TU, MLX90614ESF-DCH-000-TU, MLX90614ESF-BCH-000-TU, MLX90614ESF-BCI-000-TU, ZTP-148SRC1, ZTP-148SR, ZTP-135SR

温度传感器的选择与设计技巧

不同类型的传感器有不同的运作原理，但大致上可归纳为对温度变化产生敏感的材料或原理。测量这种材料或原理的变化，并转换为电信号或其他形式的输出，以表示温度变化。选择适当的温度传感器取决于应用的需求，例如准确度、灵敏度、反应时间、温度范围等因素。

在应用中使用温度传感器时，设计技巧是关键，以确保系统能够准确、稳定地测量温度。在设计系统时，首先需根据应用的需求和环境条件，选择适当的温度传感器类型，如热敏电阻、热电偶、红外线传感器等，然后考虑系统所需的温度测量精确度和分辨率，并选择相应的传感器，较高精确度通常需要更昂贵的传感器。

使用温度传感器时应先实施校正程序，以确保传感器的输出与实际温度之间的一致性。校正应定期执行，尤其在传感器长时间使用后或环境条件发生变化时。在设计中也需要考虑防止电磁干扰的方法，以避免传感器输出受到外部电磁场的影响，这可能包括使用屏蔽材料或远离电磁源。

此外，还需考虑传感器的工作环境，包括温度范围、湿度、压力等因素，以确保所选择的传感器能够在预期的环境中正确运作，并需考虑传感器的电源需求和功耗，尤其是在需要长时间运行或是使用电池供电的情况下，合理的电源管理有助于延长系统的运行时间。

在设计中还需要加入保护措施，以防止传感器受到过电压、过电流或静电放电等可能损坏传感器的因素。在可能受到温度变化影响的情况下，考虑使用温度补偿技术，以提高温度传感器的准确性。

在设计时还需要考虑如何处理和传输传感器的数据，这可能包括使用微控制器、数据处理算法和通信协议。正确的安装和放置传感器是确保正确温度测量的关键，应避免将传感器放置在可能受到外部热源或冷源影响的位置。上述的这些技巧将有助于确保温度传感器在特定应用中可靠地执行其功能。

温度传感器常遇见的问题与解决方案

在设计中使用温度传感器时，可能会面临一些常见的问题，像是校正和精确度问题，传感器的输出可能受到制造差异或长时间使用而产生的漂移影响，因此需要定期进行校正，可使用已知温度的参考点来进行调整。此外，应选择具有较高精确度的传感器，并在需要时采用多点校正。

在设计时也常会遇到电磁干扰的问题，外部电磁场可能影响传感器的输出，导致不准确的温度测量，此时应该使用屏蔽材料，远离可能的电磁场，或者使用差动输入设计来减少电磁干扰的影响。

此外，应用环境条件也会对温度传感器造成影响，在极端的环境条件，如高温、低温、高湿度等，可能影响传感器的性能。此时应选择符合应用需求的传感器，并确保传感器能够适应预期的环境条件。若有必要，可使用防护罩、加热器件或冷却系统等方法，以维持传感器适当的工作条件。

传感器的高功耗可能影响系统的电源管理，尤其在使用电池供电的应用中。解决方法是针对低功耗应用选择低功耗的传感器，并实施有效的电源管理策略，如睡眠模式、动态功率调节等。

另一方面，一些传感器可能在极端温度条件下产生非线性或漂移，此时应进行适当的温度校正，使用传感器的线性区间，并在可能的情况下选择具有较低温度漂移的传感器。当然，若传感器的安装位置不当，也容易受到外部热源或冷源的影响。此时应确保传感器的安装位置是适当的，远离可能影响其性能的热源或冷源。

温度传感器也需要进行数据处理和通信，此时可能引入错误，导致不准确的温度读数。所以应使用可靠的数据处理算法，并确保使用准确的通信协议，以确保传感器数据的可靠性。

类型	应用特性
热电偶	热电偶是一种广泛应用于高温和极端环境中的温度传感器，其特性使得它适合于各种工业和科学应用。
热敏电阻	热敏电阻是一种经济实用、应用广泛的温度传感器，其优势在于灵敏度高、成本低、且可适应多种应用需求。
电阻温度检测器（RTD）	电阻温度检测器以其高精确度、稳定性和适应性强的特性，成为工业控制和温度监测应用中常见的传感器之一。
IC型温度传感器	IC型温度传感器在精确度、集成度、节能性等方面具有优势，使其成为许多电子产品和工业应用中常见的温度传感解决方案。
红外线温度传感器	红外线温度传感器具有非接触、快速、适应性强、适用于不同温度范围等特性，使得它在许多行业和应用中都有广泛的应用价值。

结语

本文所提到的这些关于温度传感器的问题和解决方法，提供了在使用温度传感器时的一些建议，但具体的解决方法可能还需取决于特定的应用和传感器类型，必须综合考虑各种因素，包括环境、功耗、精确度要求等，将有助于确保温度传感系统的正确运作。

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关键词: 风扇, CFM 规格

问：计算空气流量方法 – CFM (立方英尺每分钟)

CFM (立方英尺每分钟) 表示在零静压下风扇在一分钟内移动的空气量。值得注意的是，CFM 规格是在零静压下说明的，因为这是气流最大的点。

随着静压的增加，气流减少。一般来说，你应该提供一个通风孔面积，大约等于风扇文丘里面积的1.5倍，以防止过高的静压。(文丘里孔是风扇中心的大孔。)

CFM有时表示为“m3/min”(立方米每分钟)或“升每秒”。这两种交替的气流表达式都可以通过应用简单的方程转化为 CFM，如

Sunon交流风扇的SF11592A-1092HST.GN

当你试图弄清楚风扇需要移动多少空气才能达到你的目的时，你可以用简单的数学来做一个有根据的猜测。

下面是计算方法：

1. 测量应用程序的内部体积。

2. 像这样用英寸乘以测量值 :

( 长 X 宽 X 高 )=( 体积单位为立方英寸 ) 。

3. 将这个数字除以 1728 。

结果就是你应用項目的体积，以立方英尺表示。

使用特定风扇的 CFM 规格，您可以估计 1 分钟内空气将在您的应用中“翻转”多少次。

在配备标准设备的家庭娱乐中心中，您可能只需要“保持空气流动”（每分钟 1 或 2 次），并且可以使用更小、更安静的风扇。 在狭窄的服务器机房中，您可能需要每分钟打开空气 10 或 12 次或更多。 每个应用都略有不同，只有放置在热点中的温度计才能告诉您是否需要更多或更少的冷却。

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