一、晶振为什么没有封装进STM32芯片内部？
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号，而LC振荡器稳定性较差，频率容易漂移，即产生的交流信号频率容易变化。关于LC振荡器，可参考此文：一看就懂！动画讲解LC振荡器的工作原理。
在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体，可以产生高度稳定的信号，这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器，简称晶振，如下图是各种各样的晶振。
电子元器件的小型化趋势，有力促进了当下社会的发展进步，电子元器件越小，为主板节约的空间越大，因此，有人异想天开，如果能将晶振电路封装到IC芯片(如时钟芯片)内部将是多么完美，就如同有源晶振在无源晶振的基础内置振动芯片，就无需外部的电容电阻等元器件了。
但实际出于各种原因，晶振并没有内置到IC芯片中。这究竟是为什么呢？
原因 1
早些年，芯片的生产制作工艺也许还不能够将晶振做进芯片内部，但是现在可以了。这个问题主要还是实用性和成本决定的。
原因 2
芯片和晶振的材料是不同的，芯片 (集成电路) 的材料是硅，而晶体则是石英 (二氧化硅)，没法做在一起，但是可以封装在一起，目前已经可以实现了，但是成本就比较高了。
原因 3
晶振一旦封装进芯片内部，频率也固定死了，想再更换频率的话，基本也是不可能的了，而放在外面, 就可以自由的更换晶振来给芯片提供不同的频率。
有人说，芯片内部有 PLL，管它晶振频率是多少，用 PLL 倍频/分频不就可以了，那么这有回到成本的问题上来了，100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的频率，我只想用 10M 的频率，那我为何要去买你集成了 100M 晶振的芯片呢，又贵又浪费。
我们通常所说的 "片内时钟", 是不是实际上片内根本没有晶振, 是有RC 振荡电路。
以上STM32的时钟框图，关于STM32时钟，推荐此文：详解STM32的时钟系统，收藏了。
可以看出STM32系统时钟的供给可以有3种方式：
- HSI，高速内部时钟信号STM32单片机内带的时钟 (8M频率), 精度较差。
- HSE，高速外部时钟信号，精度高。来源：HSE外部晶体/陶瓷谐振器(晶振)HSE用户外部时钟
- PLL，低速外部晶体32.768kHz主要提供一个精确的时钟源 一般作为RTC时钟使用。
如果选用内部时钟作为系统时钟，其倍频达不到72Mhz，最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。
如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振，请按照如下方法处理：
1）对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。
2）对于少于100脚的产品，有2种接法：
- OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能。
- 分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并(相对上面i)节省2个外部电阻。
时钟是STM32单片机的脉搏，是单片机的驱动源。
使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处就是，如果不使用一个外设的时候，就把它的时钟关掉，从而可以降低系统的功耗，达到节能，实现低功耗的效果。
二、DC/DC电源电路的PCB Layout技巧
在DC-DC芯片的应用设计中，PCB布板是否合理对于芯片能否表现出其最优性能有着至关重要的影响。不合理的PCB布板会造成芯片性能变差如线性度下降（包括输入线性度以及输出线性度）、带载能力下降、工作不稳定、EMI辐射增加、输出噪声增加等，更严重的可能会直接造成芯片损坏。
一般DC-DC芯片的使用手册中都会有其对应的PCB布板设计要求以及布板示意图，本次我们就以同步BUCK芯片为例简单讲一讲关于DC-DC芯片应用设计中的PCB Layout设计要点。
1、关注芯片工作的大电流路径
DC-DC芯片布板需遵循一个非常重要的原则，即开关大电流环路面积尽可能小。下图所示的BUCK拓补结构中可以看到芯片开关过程中存在两个大电流环路。红色为输入环路，绿色为输出环路。每一个电流环都可看作是一个环路天线，会对外辐射能量，引起EMI问题，辐射的大小与环路面积呈正比。
注意：当芯片引脚设置不足以让我们同时兼顾输入环路与输出环路最小时，对于BUCK而言，应优先考虑输入部分回路布线最优化。因为输出回路中电流是连续的，而输入回路中电流是跳变的，会产生较大的di/dt，会引起EMI问题的可能性更高。如果是BOOST芯片，则应优先考虑输出回路布线最优化。
2、输入电容的配置
- 对于BUCK芯片而言，要想使输入环路尽可能小，输入电容应尽可能靠近芯片引脚放置
- 为了让电容滤波效果更好，让电源先经过输入电容，再进入芯片内部
- CIN 使用的大容量电容器，一般情况下频率特性差，所以要与 CIN 并联频率特性好的高频率去耦电容器 CBYPASS
- 电流容量小的电源（IO≤1A）场合，容量值也变小，所以有时可用1个陶瓷电容器兼具CIN 和 CBYPASS 功能
3、电感的配置
- 对于BUCK芯片而言，要想使输入环路尽可能小，电感要靠近芯片SW引脚放置
- 以覆铜方式走线减小寄生电感、电阻
- SW节点要以最小面积处理大电流，防止铜箔面积变大会起到天线的作用，使 EMI 增加
- 电感附近不要走敏感信号线
- 自举电路这一块，自举电路要尽量去靠近 SW pin 脚来缩短整个高频的流通路径
附上温升10℃时，PCB板的线宽、覆铜厚度与通过电流的对应关系供参考。
4、输出电容的配置
- 降压转换器中，由于向输出串联接入电感器，所以输出电流平滑
- 输出电容靠近电感放置
5、反馈路径的布线
- 通常FB反馈网络处的分压电阻都采用K级，10K级或上百K的阻值，阻值越大，越容易受干扰，应远离各种噪声源如电感、SW、续流二极管等
- FB、COMP脚的信号地尽可能地与走大电流的功率地隔离开，然后进行单点相连，尽量不要让大电流信号的地 去干扰到小信号电流的地
- FB的分压电阻要从VOUT上进行采样，采样点要靠近输出电容处才能获得更准确的实际输出电压值
三、通过锂电池同步整流升压电路，理解所有Boost升压电路
简介
我们在设计需要有些需要锂电池的产品中，由于锂电池正常工作电压范围在2.9V~4.2V之间，对于那些高于4.2V的电路，比如5V的电路，锂电池的供电电压就是不够的。这样我们就需要用到升压电路，来实现升压的功能。这里我们对锂电池的升压电路设计采用的是Boost升压电路结构。
Boost升压电路原理
我们知道大部分DC-DC电压转换芯片大都是采用Boost升压结构的形式，其主要由升压电感、二极管、和电容组成。结构图如下:
Boost升压电路是通过控制开关通断，来控制电感存储和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。
在开关闭合时，电感通过图中回路1存储能量，此时二极管截止，后级电路由电容供电；
当开关断开时，电感通过图中回路2释放能量，此时二极管导通，电感给电容充电并为后级电路供电。
所以我们可以发现，在开关断开时，二极管两端存在压降，如果后级电路工作电流很大的话，那么这个二极管是在消耗很多的电能。所以在设计Boost电路时，对二极管的参数选型也很重要。
同步整流。这里我们就很明显的知道了，同步整流电路的工作效率比传统二极管整流电路效率要高。对于锂电池这种本身电量有限的电源，使用同步整流升压给后级电路供电是最合适的方案，市场中有很多充电宝都是使用二极管整流，这种整流电路充电效率就没有同步整流的高了。下面就为大家介绍一款同步整流芯片。
500kHz 5V 高效同步PWM Boost升压转换器FP6276A
FP6276A具有输入电压范围2.4V~4.5V，可以看到这个完全是为单节锂电池升压设计的。其静态电流<1uA,具有过温保护，过压保护，过流保护等功能，其他具体详情请查阅数据手册，这里就不作过多介绍。
下面先看下FP6276A的引脚相关相信，如下图：
其内部结构框图如下：
FP6276A典型应用电路如下：
从FP6276的典型应用电路可以看出它和传统的二极管整流最大的差别就是没有整流二极管，这里是通过集成在芯片内部的mos进行整流的。
电路中输出电压通过两个电阻分压反馈来实现输出电压的稳定，Vout=0.6V * ( 1 + R1/R2 )。
电路中是通过调节电阻R3来实现电路限流保护的，Iocp = (180000/R3) + 0.2。电阻必须在37.5k和300k之间，电流限制正在5A和0.8A之间。
最后再看下FP6276A升压电路layout布局建议，如下图：
FP6276A升压电路layout布局建议
四、7805应用电路
简介
如上图，7805 集成稳压电路。
7805是串联式三端稳压器，三个端口分别是电压输入端（IN），地线（GND），稳压输出（OUT）。当IN-GND之间的电压超过 7V 以上，输出端与 GND 之间的电压就会稳定在 5V。下面是 7805 最常见到的 应用电路。
上图，7805典型稳压工作电路。
如果将 7805 的 GND 端与电路地线之间增加一个偏置电压 ，那么电路的输出也会变成 。如果将偏置电压看成一个输入变化信号，那么 7805 的输出中也存在着与输入信号同向的信号分量。
上图，7805输出电压调整。
跟随放大器
利用 7805 的 GND 与 OUT 之间的恒差跟随特性，那么可以形跟随放大器。输入信号有 7805 的 GND 输入， 它的输出信号中就包含有输入信号。由于 7805 具有很强的电流输出能力，所以这个跟随放大器具有功率放大功能。
上图，基于7805 构成的功率放大器。
下面是示波器观察到的 7805 跟随放大器的输入与输出信号波形。由于 7805 内部电路作用，这个放大电路的频率带宽相对比较低，只有几百赫兹。
上图，7805功率放大器输入（蓝色）输出信号（青色）。
电容三点式振荡器
由于 7805 从 GND 到 OUT 之间有很大的电流放大能力，所以可以使用它构成 Colpits 电容三点式振荡器。下图给出了振荡电路图。 这个电路是由 L1,C3,C2 组成谐振回路，利用 7805 的电流放大能力不断在 C3 中补充电感，从而维持 LC 回路振荡。
上图，基于7805 的 Colpits 电容三点式振荡器。
如下是测量 7805 的输出端展示的 正弦振荡波形，振荡频率为 18.99kHz。计算 L1,C3,C2回路的谐振频率如下，可以看到这个频率与实测振荡器的频率很接近。
上图，基于7805 的 Colpits振荡器输出波形。
这个震荡器输出的信号还有一点非常奇怪，那就是它具有双周期特性，也就是在相邻两次振荡周期中，它的波形不一样，这是混沌电路的典型特征。
总结
当然，上面两个电路并没有特别的使用价值。通过这两个特殊的用法，可以让我们对于 7805 集成芯片有了更深入的了解。
五、单端、推挽、桥式拓扑结构变压器对比
单端正激式
单端：通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器。
正激：脉冲变压器的原/付边相位关系，确保在开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边同时对负载供电。
该电路的最大问题是：开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将被积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。图中的D3与N3构成的磁通复位电路，提供了泄放多余磁能的渠道。
单端反激式
反激式电路与正激式电路相反，脉冲变压器的原/付边相位关系，确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原/付边交错通断。
脉冲变压器磁能被积累的问题容易解决，但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。
从电路原理图上看，反激式与正激式很相象，表面上只是变压器同名端的区别，但电路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。
推挽（变压器中心抽头）式
这种电路结构的特点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断，工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
主要优点：高频变压器磁芯利用率高（与单端电路相比）、电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。
主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。
全桥式
这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。变压器相关视频推荐:老外制作6V至30000V变压器全过程_看后你觉得靠谱吗？
图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关端；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关端。两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。
主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。
主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。
半桥式
电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管（T3、T4）换成了两只等值大电容C1、C2。
主要优点：
- 具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格
- 适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以
- 开关管耐压要求较低
- 电路成本比全桥电路低
这种电路常常被用于各种非稳压输出的DC变换器，如电子荧光灯驱动电路中。
六、用 PCB 分层堆叠控制 EMI 辐射
解决EMI问题的办法很多，现代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI仿真设计等。本文从最基本的PCB布板出发，讨论PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧。
电源汇流排
在IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的电容，可使IC输出电压的跳变来得更快。然而，问题并非到此为止。由於电容呈有限频率响应的特性，这使得电容无法在全频带上生成干净地驱动IC输出所需要的谐波功率。除此之外，电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的电感两端会形成电压降，这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。我们应该怎么解决这些问题？
就我们电路板上的IC而言，IC周围的电源层可以看成是优良的高频电容器，它可以收集为干净输出提供高频能量的分立电容器所泄漏的那部份能量。此外，优良的电源层的电感要小，从而电感所合成的瞬态信号也小，进而降低共模EMI。
当然，电源层到IC电源引脚的连线必须尽可能短，因为数位信号的上升沿越来越快，最好是直接连到IC电源引脚所在的焊盘上，这要另外讨论。
为了控制共模EMI，电源层要有助於去耦和具有足够低的电感，这个电源层必须是一个设计相当好的电源层的配对。有人可能会问，好到什么程度才算好？问题的答案取决於电源的分层、层间的材料以及工作频率（即IC上升时间的函数）。通常，电源分层的间距是6mil，夹层是FR4材料，则每平方英寸电源层的等效电容约为75pF。显然，层间距越小电容越大。
上升时间为100到300ps的器件并不多，但是按照目前IC的发展速度，上升时间在100到300ps范围的器件将占有很高的比例。对於100到300ps上升时间的电路，3mil层间距对大多数应用将不再适用。那时，有必要采用层间距小於1mil的分层技术，并用介电常数很高的材料代替FR4介电材料。现在，陶瓷和加陶塑料可以满足100到300ps上升时间电路的设计要求。
尽管未来可能会采用新材料和新方法，但对於今天常见的1到3ns上升时间电路、3到6mil层间距和FR4介电材料，通常足够处理高端谐波并使瞬态信号足够低，就是说，共模EMI可以降得很低。本文给出的PCB分层堆叠设计实例将假定层间距为3到6mil。
电磁屏蔽
从信号走线来看，好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层，这些层紧挨著电源层或接地层。对於电源，好的分层策略应该是电源层与接地层相邻，且电源层与接地层的距离尽可能小，这就是我们所讲的“分层＂策略。
PCB堆叠
什么样的堆叠策略有助於屏蔽和抑制EMI？以下分层堆叠方案假定电源电流在单一层上流动，单电压或多电压分布在同一层的不同部份。多电源层的情形稍后讨论。
4层板
4层板设计存在若干潜在问题。首先，传统的厚度为62mil的四层板，即使信号层在外层，电源和接地层在内层，电源层与接地层的间距仍然过大。
如果成本要求是第一位的，可以考虑以下两种传统4层板的替代方案。这两个方案都能改善EMI抑制的性能，但只适用於板上元件密度足够低和元件周围有足够面积（放置所要求的电源覆铜层）的场合。
第一种为首选方案，PCB的外层均为地层，中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线，这可使电源电流的路径阻抗低，且信号微带路径的阻抗也低。从EMI控制的角度看，这是现有的最佳4层PCB结构。第二种方案的外层走电源和地，中间两层走信号。该方案相对传统4层板来说，改进要小一些，层间阻抗和传统的4层板一样欠佳。
如果要控制走线阻抗，上述堆叠方案都要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外，电源或地层上的铺铜岛之间应尽可能地互连在一起，以确保DC和低频的连接性。
6层板
如果4层板上的元件密度比较大，则最好采用6层板。但是，6层板设计中某些叠层方案对电磁场的屏蔽作用不够好，对电源汇流排瞬态信号的降低作用甚微。下面讨论两个实例。
第一例将电源和地分别放在第2和第5层，由於电源覆铜阻抗高，对控制共模EMI辐射非常不利。不过，从信号的阻抗控制观点来看，这一方法却是非常正确的。
第二例将电源和地分别放在第3和第4层，这一设计解决了电源覆铜阻抗问题，由於第1层和第6层的电磁屏蔽性能差，差模EMI增加了。如果两个外层上的信号线数量最少，走线长度很短（短於信号最高谐波波长的1/20），则这种设计可以解决差模EMI问题。将外层上的无元件和无走线区域铺铜填充并将覆铜区接地（每1/20波长为间隔），则对差模EMI的抑制特别好。如前所述，要将铺铜区与内部接地层多点相联。
通用高性能6层板设计一般将第1和第6层布为地层，第3和第4层走电源和地。由於在电源层和接地层之间是两层居中的双微带信号线层，因而EMI抑制能力是优异的。该设计的缺点在於走线层只有两层。前面介绍过，如果外层走线短且在无走线区域铺铜，则用传统的6层板也可以实现相同的堆叠。
另一种6层板布局为信号、地、信号、电源、地、信号，这可实现高级信号完整性设计所需要的环境。信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对。显然，不足之处是层的堆叠不平衡。
这通常会给加工制造带来麻烦。解决问题的办法是将第3层所有的空白区域填铜，填铜后如果第3层的覆铜密度接近於电源层或接地层，这块板可以不严格地算作是结构平衡的电路板。填铜区必须接电源或接地。连接过孔之间的距离仍然是1/20波长，不见得处处都要连接，但理想情况下应该连接。
10层板
由于多层板之间的绝缘隔离层非常薄，所以10或12层的电路板层与层之间的阻抗非常低，只要分层和堆叠不出问题，完全可望得到优异的信号完整性。要按62mil厚度加工制造12层板，困难比较多，能够加工12层板的制造商也不多。
由於信号层和回路层之间总是隔有绝缘层，在10层板设计中分配中间6层来走信号线的方案并非最佳。另外，让信号层与回路层相邻很重要，即板布局为信号、地、信号、信号、电源、地、信号、信号、地、信号。
这一设计为信号电流及其回路电流提供了良好的通路。恰当的布线策略是，第1层沿X方向走线，第3层沿Y方向走线，第4层沿X方向走线，以此类推。直观地看走线，第1层1和第3层是一对分层组合，第4层和第7层是一对分层组合，第8层和第10层是最后一对分层组合。当需要改变走线方向时，第1层上的信号线应藉由“过孔＂到第3层以后再改变方向。实际上，也许并不总能这样做，但作为设计概念还是要尽量遵守。
同样，当信号的走线方向变化时，应该藉由过孔从第8层和第10层或从第4层到第7层。这样布线可确保信号的前向通路和回路之间的耦合最紧。例如，如果信号在第1层上走线，回路在第2层且只在第2层上走线，那么第1层上的信号即使是藉由“过孔＂转到了第3层上，其回路仍在第2层，从而保持低电感、大电容的特性以及良好的电磁屏蔽性能。
如果实际走线不是这样，怎么办？比如第1层上的信号线经由过孔到第10层，这时回路信号只好从第9层寻找接地平面，回路电流要找到最近的接地过孔（如电阻或电容等元件的接地引脚）。如果碰巧附近存在这样的过孔，则真的走运。
假如没有这样近的过孔可用，电感就会变大，电容要减小，EMI一定会增加。当信号线必须经由过孔离开现在的一对布线层到其他布线层时，应就近在过孔旁放置接地过孔，这样可以使回路信号顺利返回恰当的接地层。对於第4层和第7层分层组合，信号回路将从电源层或接地层（即第5层或第6层）返回，因为电源层和接地层之间的电容耦合良好，信号容易传输。
多电源层的设计
如果同一电压源的两个电源层需要输出大电流，则电路板应布成两组电源层和接地层。在这种情况下，每对电源层和接地层之间都放置了绝缘层。这样就得到我们期望的等分电流的两对阻抗相等的电源汇流排。如果电源层的堆叠造成阻抗不相等，则分流就不均匀，瞬态电压将大得多，并且EMI会急剧增加。
如果电路板上存在多个数值不同的电源电压，则相应地需要多个电源层，要牢记为不同的电源创建各自配对的电源层和接地层。在上述两种情况下，确定配对电源层和接地层在电路板的位置时，切记制造商对平衡结构的要求。
总结
鉴于大多数工程师设计的电路板是厚度62mil、不带盲孔或埋孔的传统印制电路板，本文关於电路板分层和堆叠的讨论都局限於此。厚度差别太大的电路板，本文推荐的分层方案可能不理想。此外，带盲孔或埋孔的电路板的加工制程不同，本文的分层方法也不适用。
电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键，优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。理想情况下，信号走线层与其回路接地层之间应该有一个绝缘隔离层，配对的层间距（或一对以上）应该越小越好。根据这些基本概念和原则，才能设计出总能达到设计要求的电路板。现在，IC的上升时间已经很短并将更短，本文讨论的技术对解决EMI屏蔽问题是必不可少的。
七、10个PCB布板基本法则
电容模型
电容并联高频特性
电感模型
电感特性
镜象面概念
高频交流电流环路
过孔 (VIA) 的例子
PCB板层分割
降压式(BUCK)电源：功率部分电流和电压波形
降压式电源排版差的例子
电路等效图
PCB Trace - Via 电感估算
焊盘(PAD)和旁路电容的放置
降压式电源排版的例子
降压式电源排版的例子
八、一键开关机电路的4种设计方案
方案一：电路图
一键开关机电路分析如下：
电路工作流程如下：
- Key按下瞬间，Q2、Q1导通，7805输入电压在8.9V左右，7805工作，输出5V电压给单片机供电。
- 单片机工作后，将最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，启用内部上拉；IO2设为输出状态，输出高电平。这时Q2、Q3导通，LED1发光，7805能够正常工作，单片机进入工作状态。
- 当Key再次按下时，检测IO1电平为低，单片机可以通过使IO2输出低电平，Q2、Q3不导通，此时7805输入电压几乎为0，单片机不工作，系统关闭。
方案二：电路图
原理很简单，Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用，上电的时候Q1先导通，Q2截止，如果没按下按键，电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管，因为Q2截止，Q3也截止，系统得不到电源。
此时Q1的集电极为低电平0.3V左右，C1上的电压也为0.3V左右，当按下按键S1后，Q1基极被C1拉到0.3V，迅速截止。Q2开始导通，电路的状态发生翻转，Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位，Q3导通，电源通过Q3给系统供电。
Q2导通后，C1通过R1,R4充电，电压上升到1V左右，此时再次按下按键，C1的电压加到Q1基极，Q1导通，Q1集电极为低电平，通过R3强迫Q2截止，Q3也截止，系统关机。整个开关机的过程就是这样。
如果要求这个电路的静态功耗低，可以全部采用MOS管，成本要高点，电路如下图，原理都是一样的，双稳态电路。
方案三：电路图
单键实现单片机开关机
- 控制流程,按下按键,Q1导通.单片机通电复位,进入工作。
- 检测 K-IN 是否低电平,否 不处理.是 单片机输出 K-OUT 为高电平,Q2导通,相当于按键长按.LED指示灯亮。
- 放开按键,K-IN 经过上拉电阻,为高电平.单片机可以正常工作。
- 在工作期间,按键按下,K-IN 为低电平,单片机检测到长按1秒,K-OUT 输出低电平,Q2截止.LED指示灯熄灭.放开按键,Q1截止,单片机断电。
- 通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机。
单片机用PIC16F84A，通过简单的程序演示，证实此电路的可行性。
这种电路如果这样用,是体现不出它的优点,用到开关电源控制,控制光耦.可以做到完全关断电原,实现零功耗待机.有些打印机上就是用这种电路。
方案四：用 CD4013 构建的电路
CD4013电路关断时已经把后面电路切断了，而4013本身的电源不需关闭，COMS电路静态工作电流极少，1uA以下，可以忽略不计。
用 4013 的电路对电源范围适用较广，3~18V都没问题，电路唯一需调整的就是根据电源电压和负载电流适当更改R1的值。
开关管可使用MOSFET，效果更佳。
九、常见的二极管应用电路
1)、二极管保护电路
1、二极管反极性保护电路
肖特基二极管常用于保护电路，如反极性电路，因为它的正向压降低，下图为常见的反极性电路。
当 Vcc 和地以正确的极性连接时，二极管正向传导，负载接收功率。与整流二极管的 0.7V 相比，肖基特二极管上的正向压降在 0.04V 左右非常少，这样二极管上的功率损耗不会太大，而且肖特基二极管可以允许更多的电流通过它，还具有更快的开关速度，因此可以用于高频电路。
二极管反极性保护电路
之前有文章详细讲过肖特基二极管，大家可以直接点击进入。
2、二极管反向电流保护电路
与电源正极串联放置的二极管称为反向保护二极管，可以确保电流只能沿正向流动，并且电源仅向你的电路施加正电压。
当电源连接器没有极化时，这种二极管应用很有用。反向保护二极管的缺点是，由于正向压降，它会引起一些电压损失。
二极管反向电流保护电路
2)、二极管整流电路
1、半波整流电路
仅将交流信号的半波转换为直流信号的过程称为半波整流电路，这种类型的整流是通过只使用一个二极管来实现的，只留下一半信号。
半波整流电路
之前有文章详细讲过半波整流电路，大家可以直接点击进入。
2、桥式全波整流电路
全波整流电路将交流信号的全波转换成直流信号。它由四个特定配置的二极管组成，称为桥式整流器。
桥式全波整流电路
之前有文章详细讲过桥式全波整流电路，大家可以直接点击进入。
3)、二极管稳压电路
稳压器用于将输入电压降低到所需的水平，并在电源波动的情况下保持不变，也可以用来调节输出电压。
齐纳二极管通常用作电压调节器，因为它设计为在反向偏置条件下工作。当处于正向偏置时，它的行为就像一个正常的信号二极管。另一方面，当施加反向电压时，电压在很宽的电流范围内保持恒定。
在下面的电路中，输入电压可以在 0V 到 12V 之间变化，但输出电压永远不会超过 5.1V，因为齐纳二极管的反向击穿电压（齐纳电压）为 5.1V，当输入电压低于 5.1V 时，输出电压将等于输入电压，但当超过 5.1V 时，输出电压将被调节为 5.1V。
二极管稳压电路
该电路的这一特性可用于保护 5V 的 ADC 引脚（过压保护电路），因为该引脚可以读取 0-5V 的电压，但如果超过 5V，齐纳二极管将不允许过压。同样，当输入电压很高时，可以使用相同的电路为负载调节 5.1V。但是这种电路的电流限制非常小。
在使用齐纳二极管设计电路时，要考虑的一件重要事情是齐纳电阻，齐纳电阻用于限制通过齐纳二极管的电流，从而保护其免受加热和损坏，齐纳电阻的值取决于齐纳二极管的齐纳电压和额定功率。
齐纳串联电阻 Rs 的计算公式如下所示
齐纳串联电阻 Rs 的计算公式
对于 1N4734A 齐纳二极管，Vz 值为 5.9 V，Pz 为 500mW，现在电源电压 (Vs) 为 12V，Rs 值为
Rs = (12-5.9)/Iz
Iz = Pz/Vz = 500mW / 5.9V = ~85mA
因此，Rs = (12-5.9)/85 = 71 Ω
Rs = 71ohms（大约）
4)、二极管续流电路
续流二极管基本上是一个连接在感性负载端子上的二极管，以防止在开关两端产生高压。
当电感电路关闭时，续流二极管为电感衰减电流的流动提供短路路径，从而消耗电感中存储的能量。
续流或反激二极管的主要目的是通过提供短路路径来释放电感中存储的能量，否则电路电流的突然衰减将在开关触点和二极管上产生高电压。
当开关 S 闭合时，通过电路的稳态电流 I 为 (V/R)，因此电感中存储的能量为 (LI 2 )/2。当此开关 S 打开时，电流会突然从稳定值 I = (V/R) 衰减到零。
由于电流的这种突然衰减，等于 L(di/dt)的高反向电压（根据楞次定律）将出现在电感端子上，因此会出现在二极管和开关上，这将导致开关触点产生火花。
如果这个反向电压超过二极管的峰值反向电压，那么它可能会损坏。为了避免这种情况发生，一个称为续流或反激二极管的二极管连接在电感负载 RL 上，如下图所示。
二极管续流电路
5)、二极管检波电路
峰值检测器电路用于确定输入信号的峰值（最大值） ，将输入电压的峰值存储无限长的时间，直到达到复位条件。
峰值检测器电路利用其跟踪输入信号的最大值并将其存储的特性。
下图显示了基本正峰值检测器的电路 ：
峰值检测器由一个二极管和电容以及一个运算放大器组成，如上图所示。峰值检测电路不需要任何复杂的元件来确定输入波形的峰值。
工作原理：跟随输入波形的峰值并以电压的形式存储在电容中，到进一步移动的时间，如果电路检测到更高的峰值，新的峰值将存储在电容器中，直到它被放电。
电路中使用的电容由施加的输入信号通过二极管充电，二极管上的小电压降被忽略，电容被充电到施加的输入信号的最高峰。
二极管检波电路
6)、二极管限幅电路
限幅电路是由二极管制成的电路，用于通过对信号的正半部分或负半部分或两半部分进行削波或切割来整形信号波形，它用于限制预定点的电压。
二极管限幅电路
之前有文章详细讲过二极管限幅电路，大家可以直接点击进入。
7)、二极管钳位电路
钳位器是一种电路，可在不扭曲信号形状的情况下向信号添加正或负 DC 值偏移。
信号的峰峰值保持不变，钳位器由一个带电容的二极管组成。
二极管钳位电路
8)、二极管倍压电路
半波倍压器的电路图如下所示。
正半周期：二极管 D1 正向偏置，所以它允许电流通过它，该电流将流向电容 C1 并将其充电至输入电压 IeVm 的峰值。然而，电流不会流向电容 C2 ，因为二极管 D2 是反向偏置的，因此二极管 D2 阻止了流向电容 C2 的电流。因此，在正半周期间，电容 C1 被充电而电容 C2 未被充电。
负半周期：二极管 D1 被反向偏置。因此二极管 D1 将不允许电流通过它。因此，在负半周期间，电容 C1不会被充电。然而，存储在电容 C1中的电荷 (V m ) 被放电(释放)。
另一方面，二极管 D2 在负半周期间正向偏置，所以二极管 D2 允许电流通过它。该电流将流向电容 C2 并对其充电。因为输入电压 Vm 和电容 C1 电压 Vm 被添加到电容 C2 ，所以电容 C2 充电到值 2Vm。
因此，在负半周期间，电容 C2 由输入电源电压 Vm 和电容 C1 电压 Vm 充电。因此，电容 C2 被充电至 2m。
二极管倍压电路
9)、二极管AM 包络检波器或解调器
带电容的二极管是用于解调 AM 信号的最简单和最便宜的电路。
音频信息信号存储在由二极管检测的 AM 调制信号的包络中，因为它只允许信号的正半周期。
二极管AM 包络检波器或解调器
10)、二极管逻辑电路
简单的数字逻辑门，如 AND 或 OR，可以用二极管构建。
例如，一个二极管双输入或门可以由两个具有共享阴极节点的二极管构成。逻辑电路的输出也位于该节点。每当任一输入（或两者）为逻辑 1（高/5V）时，输出也变为逻辑 1。当两个输入均为逻辑 0（低/0V）时，输出通过电阻拉低。
二极管逻辑电路
与门的构造方式类似，两个二极管的阳极连在一起，就是电路的输出所在的位置，两个输入都必须为逻辑 1，迫使电流流向输出引脚并将其拉高。如果任一输入为低电平，来自 5V 电源的电流将流过二极管。
对于两个逻辑门，只需添加一个二极管即可添加更多输入。
二极管逻辑电路
11)、二极管电压尖峰抑制电路
瞬态电压抑制 (TVS) 二极管通常用于限制意外的大电压尖峰造成的潜在损害。瞬态电压抑制 (TVS) 二极管有点像齐纳二极管，低击穿电压（通常约为 20V），但具有非常大的额定功率（通常在千瓦范围内）。
瞬态电压抑制 (TVS) 二极管设计目的是在电压超过其击穿电压时分流电流并吸收能量。
反激二极管在抑制电压尖峰方面也有类似的作用，特别是那些由电感元件（如电机）引起的尖峰。
当通过电感的电流突然变化时，会产生一个电压尖峰，可能是一个非常大的负尖峰，放置在感性负载上的反激二极管将为负电压信号提供安全的放电路径，实际上循环通过电感和二极管，直到它最终消失。
二极管电压尖峰抑制电路
12)、二极管电压参考电路
齐纳二极管在各种电子电路中用作电压参考，为偏置提供稳定的电压。齐纳二极管在反向偏置下作为电压调节器运行，并在宽电流范围内提供稳定的电压。
二极管电压参考电路
13)、二极管无线电解调电路
调幅无线电广播的解调是二极管的一个重要应用。幅度调制信号由交替的正负电压峰值组成，其幅度或“包络”与原始音频信号成比例，但平均值为零。
晶体二极管对幅度调制信号进行整流，从而产生具有所需平均幅度的信号，一个简单的过滤器用于检索平均值，然后将其放入产生声音的音频转换器中。
二极管无线电解调电路
14)、二极管温度测量电路
二极管可用作温度监测设备，因为二极管上的正向压降与温度有关。电压看起来具有正温度系数，因此根据肖克利理想二极管方程，它取决于掺杂浓度和工作温度。
温度系数可能像普通热敏电阻一样为负，也可能像在低于 20 开氏度的温度下工作的温度感应二极管一样为正。
二极管作为温度传感器
15)、二极管倍频电路
当电流通过二极管时，一半的周期被切断。无论频率如何，只要二极管电容不太大，从 60 Hz 电流通过 RF 都会发生这种情况。
二极管的输出波看起来与输入波有很大不同，这种情况称为非线性。每当电路中存在任何类型的非线性时。
每当输出波形的形状与输入波形不同时，输出中就会出现谐波频率，这些是输入频率整数倍的波。
通常，非线性是不可取的，然后工程师努力使电路线性化，使输出波形与输入波形具有完全相同的形状，但有时需要一个会产生谐波的电路.，然后故意引入非线性。
二极管非常适合这一点，一个简单的倍频电路如图所示，输出 LC 电路被调谐到所需的第 n 次谐波频率 nfo，而不是输入或基频 fo。
为了使二极管用作倍频器，必须是在相同频率下也能很好地用作检测器的类型。这意味着该组件应充当整流器，而不是电容。
二极管倍频电路
16)、二极管频率控制电路
当二极管反向偏置时，在 PN 结处有一个具有介电特性的区域，这被称为耗尽区，因为它缺少多数电荷载流子，该区域的宽度取决于几个因素，包括反向电压。
只要反向偏压小于雪崩电压，改变偏压就可以改变耗尽区的宽度，这导致结的电容发生变化。电容总是很小（皮法量级），与反向偏压的平方根成反比。
一些二极管是专门为用作可变电容而制造的，这些是变容二极管。有时你会听到它们被称为可变电容，它们由硅或砷化镓制成。
变容二极管的常见用途是在称为压控振荡器 (VCO) 的电路中。使用线圈和变容二极管的电压调谐电路如下图所示。
下图为一个并联调谐电路，与变容二极管相比，其值较大的固定电容器用于防止线圈使变容二极管两端的控制电压短路。
17二极管频率控制电路
17)、二极管光耦隔离电路
光电隔离器是一种设备，它有两个二极管：一个是光源或发射器，通常是发光二极管（LED），另一个是用作光电传感器的光电二极管。
LED 将电输入信号转换为光，光电二极管检测入射光并根据入射光产生相应的电能。
一个基本的光耦合器如下所示：
二极管光耦隔离电路
18)、二极管混频电路
混频器是一种提供新信号的电路，其频率是两个输入信号的和或差。
二极管用于混频器中以改变信号的频率，例如调制用于在超外差接收器中传输或解调的信号。
双工器通过叠加输入 RF 和 LO 信号来驱动二极管。
二极管偏置在直流电压 ，通过隔直电容 与 RF 和 LO 信号路径去耦。RF 扼流圈阻止 RF/LO 信号进入偏置源。由于二极管非线性而产生的高频分量被中频滤波器滤除，只允许中频分量出现在输出端。
二极管混频电路
19)、二极管光源电路
LED 是电流驱动的，当置于正向偏置模式时会出现一定的电压降，正向压降 (V F ) 范围为 1.2V 至 4.0V，取决于 LED 使用的复合材料类型。
当施加大于正向压降的电压并且电流流过 LED 时，LED 就会发光。
过大的电流会损坏 LED 的敏感 PN 结，因此需要在 LED 和电压源之间插入适当的串联电阻，串联电阻值不应超过 LED 额定电流的 80%，并应允许足够量的电流使 LED 显着变亮。
二极管光源电路
