1、 基本概念： #
观察笔记本电脑电源适配器，了解适配器作用，以及输入输出，ac/dc，电压电流，接地等概念。
1.1 电压，电流与接地端 输入交流电：220V 50Hz
输出直流电：5V-2A
直流电和交流电异同：1、直流电电流大小不会变化，而交流电电流大小会随周期变化，2、直流电的电流方向一直是由正到负，不会发生改变，而交流电的电流方向会随周期反复变化，3、交流电适用于电力电路传输、使用变压器将电力输送到更远的地方（20KM），而直流电适用于电子仪器传输距离远小于交流电（1KM）。
电流：表示电荷流动的强度大小,电流的单位是A( Ampere,安培)。电流单位A(安培)是比较大的单位,像智能手机耗电量较低,其电流通常采用毫安(mA)来表示,智能手机的工作额定电流大概为200mA（1A=1000mA）
Arduino UNo每个1/0口(输入/输出)引脚最大可以输出40mA的电流，UNO控制器总的最大输出电流为200mA。
电压：两点间的电位差又称为电势差,简称电压。电压的单位是V(volt,伏持),相同电路条件下,电压越高,推动电荷运动的能力越大,电路中的电流也越大;反之,电压越低,推动电荷运动的能力越弱,电路中的电流就越小。
Arduino UNO控制器的工作电压是5V,此外主板还提供5V及3.3V的电压输出。
接地端：接地端( Ground,简称GND)代表地线或者零线。这个地并不是真正意义上的地,而是一个假设的地。一般情况,接地端位于电池低电位端或为负极，把高电位称为正极。
电路图中,电源的接地符号如下所示：
当接地端(参考点)不是电路中的最低电位时,会出现负电压。实际实验过程中，所有接地端连接在一起，成为共地。
1.2电阻以及电阻色环读法
导体阻碍电流通过的能力大小，类似于水流过水管，水管内部光滑程度不同对水流速度的影响。
1.3欧姆定律
纯电路中，电压、电流和电阻的关系可以用欧姆定律来表示，其中电流与电压成正比，与电阻成反比。
电流I=电压U/电阻R
1.4 短路
电源与地之间不通过任何元器件,仅通过导线连接在一起,会造成电路短路。在短路发生时,因为电路中没有其他元器件,电阻阻值很低,根据欧姆定律,电路中的短时电流将会很大。电源和导线将电能量转换成光和热,转化非常剧烈,常常会发生火花,严重时会发生爆炸。
造成短路的原因很多,在加电之前,使用万用表检查,或者采用试触法,确保电路中电源与地之间没有短路.
1.5电路操作规范
学习搭设电路,应注意如下事项
1.在进行电路连接操作前,应尽可能消除身体所带的静电,拿取电子元器件时,避免手直接和引脚及芯片接触。
2.不得带电插拔元器件,须先关闭电源,然后进行元器件的插拔操作。
3.电路连接电源前,先检查,避免短路,避免元器件正负极接反而造成电路损坏。
1.6 元器件技术参数
在搭设电路中,会使用到各种元器件,在使用元器件前,需要了解该元器件的基本技术参数,元器件的详细参数可查看该元器件的数据手册( DataSheet)。一般来说使用前需了解其基本的工作参数,如工作电压、工作电流、数据传输方式。
UNO控制器提供5V和3.3V的工作电压环境。单个引脚最大输出电流为40mA,所有引脚的总输出电流为200mA。如果超出该范围,会对电路造成损坏或影响其工作环境。
有的元器件的额定工作电压是3.3V,如果提供5V电压,可能会损坏元器件。当器件需要5V和3.3V以外的工作电压时,可通过电压转换电路来提供合适的工作电压
1.7 元器件及电源引脚标识
在搭设电路的过程中,确保元器件的电源接线正确非常重要,如果接反,那么则烧毁元器件,重则导致短路,引发危险。
元器件常见的电源和地的标识符如下。
电源:+、V、5V、VCC、VDD、VIN等。
地：-、G、GND、VEE、VSS等
- 信号、模拟信号、数字信号
信号( Single)信号是反映信息的物理量,信号的表现形式有很多,人在交流过程中的表情、手势、眼神、声音、语调等都是信号的某种表达方式,传递出相应的信息此外常见的温度、压力、流量等也是反映信息的物理量。
在电子电路系统中,可以通过传感器将各种非电的物理量转换成电信号,电信号很容易传送、控制和存储,所以电信号是目前应用最为广泛的信号之一。
电子控制系统的主要作用是通过传感器接收外界信息,发送给UNO控制器,控制器根据程序进行分析判断后,将命令输出给执行器执行。在这个过程中,信息和命令都是以电信号的形式传输和保存的。电信号形式多种多样,可以从不同角度进行分类。在电子电路中,一般将信号分为模拟信号和数字信号
模拟( Analog)信号在时间和数值上均具有连续性的信号。大多数的外界信号均为模拟信号,例如:气温、水龙头的流量、光的亮度等。
数字 Digita)信号在时间和数值上均具有离散性的信号。数字信号一般通过模拟信号转换而来。
2、器件介绍 #
2.1按键开关
按键开关背面有4个引脚，当开关断开时，仅同侧两个引脚导通。当开关闭合时，4个引脚全部导通。按键符号如下：
2.2发光二极管
发光二极管 Light Emitting Diode,简称LED),LED是一种将电能转化成光能的元件LED是极性元件,在引出的两根引脚中,较长的引脚是阳极,较短的引脚为阴极,LED帽底部有一个切口,该切口侧也代表LED的阴极。不同颜色的LED有不同的工作参数,一般直径为5mm的LED的额定工作电压在1.7~2.2V之间。
在电路图中,LED的符号为:
2.3 杜邦线
杜邦线是导线的一种。杜邦线端部有两种接头形式:一种称为公头,端部有导线伸出;另一种称为母头,主要用于与主板的引脚相连接,使用中,与电源相连的一般采用红色杜邦线,与地相连的一般采用黑色杜邦线。
三、考级模拟题 #
3.1项目一、搭建串联电路
3.1.1电路原理图
3.2项目二、搭建并联电路
3.2.1 电路原理图
3.3项目三、搭建程序控制闪烁LED灯
3.3.1 电路原理图
3.3.2程序流程图
3.3.3Mixly程序：
3.4项目四、炫彩流水灯
3.4.1电路原理图
3.4.2程序流程图
3.4.3Mixly程序
4、考级模拟题 #
4.1 简述电压、电流的含义及单位。
4.2 简述接地的含义。
4.3 常用的电阻有几种色环表示方法?
4.4 欧姆定律中电流、电阻、电压之间的关系是什么?
4.5 为什么短路危害巨大?如何避免短路?
4.6 电路搭设时,有哪些注意事项
4.7 常用元器件的电源和地都由哪些符号来表示?
4.8 为什么用电信号来存储和表达信息?数字信号和模拟信号的区别是什么?
4.9 如何区分LED的阴极和阳极?一般LED的工作电压是多少?
4.10 串联电路和并联电路的特点是什么
4.11 如何计算LED的限流电阻
4.12 简述高低电平的含义, Arduino UNO高低电平对应的电压范围是多少?
