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    單片機仿真器是指以調(diào)試單片機軟件為目的而專門設(shè)計制作的一套的硬件裝置。
        單片機在體系結(jié)構(gòu)上與PC機是完全相同的，也包括中央處理器，輸入輸出接口，存儲器等基本單元，因而與PC機等設(shè)備的軟件結(jié)構(gòu)也是類似的。因而單片機在軟件開發(fā)的過程中也需要對軟件進行調(diào)試，觀察其中間結(jié)果，排除軟件中存在的問題。但是由于單片機的應用場合問題，其不具備標準的輸入輸出裝置，受存儲空間限制，也難以容納用于調(diào)試程序的軟件，因此要對單片機軟件進行調(diào)試，就必須使用單片機仿真器。單片機仿真器具有基本的輸入輸出裝置，具備支持程序調(diào)試的軟件，使得單片機開發(fā)人員可以通過單片機仿真器輸入和修改程序，觀察程序運行結(jié)果與中間值，同時對與單片機配套的硬件進行檢測與觀察，可以大大提高單片機的編程效率和效果。
        早的單片機仿真器是一套立裝置，具有的鍵盤和顯示器，用于輸入程序并顯示運行結(jié)果;隨著PC機的普及，新一代的仿真器大多數(shù)都是利用PC機作為標準的輸入輸出裝置，而仿真器本身成為微機和目標系統(tǒng)之間的接口而已，仿真方式也從初的機器碼發(fā)展到匯編語言、C語言仿真，仿真環(huán)境也與PC機上的語言編程與調(diào)試環(huán)境非常類似了。
        仿真機一般具有一個仿真頭，用于取代目標系統(tǒng)中的單片機，也就是用這個插頭模仿單片機，這也是單片機仿真器名稱的由來。
        目前，隨著單片機的小型化，貼片化和具有ISP，IAP等功能的單片機的廣泛應用，傳統(tǒng)單片機仿真器的應用范圍也有所縮小。而軟件單片機仿真器（即單片機仿真程序）的應用逐漸廣泛，單片機仿真程序即在個人計算機上運行的程序，可在一定程度上模擬單片機運行的硬件環(huán)境，并在該環(huán)境下運行單片機目標程序，并可對目標程序進行調(diào)試、斷點、觀察變量等操作，可大大提升單片機系統(tǒng)的調(diào)試效率。純軟件單片機仿真器往往與硬件設(shè)計程序集成在一起發(fā)布，使得開發(fā)者可以對單片機硬件與軟件進行同步開發(fā)。
    4層電路板加工
    (1)手工制造印制電路板的工藝 手工制造PCB的一道基本工序是將設(shè)計好的PCB圖轉(zhuǎn)印到覆銅板上。簡單的有效的方法——蝕刻法，利用防護性的抗蝕材料在覆銅板上形成圖形，不需要的銅箔隨化學腐蝕而被去掉。腐蝕結(jié)束后，將抗蝕層清洗掉，從而就能看到應有圖形。
    (2)工廠制作印制電路板的生產(chǎn)工藝 工廠生產(chǎn)印制電路板需要經(jīng)過繁雜的工序。在生產(chǎn)過程中，每項技術(shù)都有明確的操作方法，除制作底片外，孔金屬化及圖形電鍍蝕刻是生產(chǎn)的關(guān)鍵。印制電路原版底圖的制作方法：對印制電路板來說，用什么方法都必須滿足質(zhì)量要求的1：1原版底片，同時還要將原版底片翻新為生產(chǎn)底片，原版底片的來源有兩種，一種是制作照相底圖，拍照后得到原版底片，一種是利用計算機系統(tǒng)和光繪機直接繪出原版底片，PCB的印制及蝕刻及工藝：制抗蝕或電鍍的掩模圖形有兩種通用方法：絲網(wǎng)漏印法和感光干膜法。絲網(wǎng)漏印法一般用于批量較大、單精度低的單面或雙面PCB生產(chǎn)，便于自動化。而感光干膜法主要是提高生產(chǎn)效率、簡化工藝、提高制板質(zhì)量等方面。
    4層電路板加工
    芯片發(fā)熱
        這主要針對內(nèi)置電源調(diào)制器的高壓驅(qū)動芯片。假如芯片消耗的電流為2mA，300V的電壓加在芯片上面，芯片的功耗為0.6W，當然會引起芯片的發(fā)熱。驅(qū)動芯片的大電流來自于驅(qū)動功率MOS管的消耗，簡單的計算公式為I=cvf。
        考慮充電的電阻效益，實際I=2cvf，其中c為功率MOS管的cgs電容，v為功率管導通時的gate電壓，所以為了降低芯片的功耗，必須想辦法降低c、v、f。如果c、v、f不能改變，那么請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件。注意不要引入額外的功耗。再簡單一點，就是考慮更好的散熱吧。
        功率管發(fā)熱
        功率管的功耗分成兩部分，開關(guān)損耗和導通損耗。要注意，大多數(shù)場合特別是LED市電驅(qū)動應用，開關(guān)損害要遠大于導通損耗。開關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅(qū)動能力和工作頻率有關(guān)，所以要解決功率管的發(fā)熱可以從以下幾個方面解決：
        01、不能片面根據(jù)導通電阻大小來選擇MOS功率管，因為內(nèi)阻越小，cgs和cgd電容越大。
    如1N60的cgs為250pF左右，2N60的cgs為350pF左右，5N60的cgs為1200pF左右，差別太大了，選擇功率管時，夠用就可以了。
        02、剩下的就是頻率和芯片驅(qū)動能力了，這里只談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比，所以功率管發(fā)熱時，首先要想想是不是頻率選擇的有點高。想辦法降低頻率吧！
        不過要注意，當頻率降低時，為了得到相同的負載能力，峰值電流必然要變大或者電感也變大，這都有可能導致電感進入飽和區(qū)域。如果電感飽和電流夠大，可以考慮將CCM（連續(xù)電流模式）改變成DCM（非連續(xù)電流模式），這樣就需要增加一個負載電容了。
        工作頻率降頻
        這個也是用戶在調(diào)試過程中比較常見的現(xiàn)象，降頻主要由兩個方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統(tǒng)干擾大。對于前者，注意不要將負載電壓設(shè)置的太高，雖然負載電壓高，效率會高點。對于后者，可以嘗試以下幾個方面：
        1.將小電流設(shè)置的再小點;
        2.布線干凈點，特別是sense這個關(guān)鍵路徑;
        3.將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;
        4.加RC低通濾波吧，這個影響有點不好，C的一致性不好，偏差有點大，不過對于照明來說應該夠了。
        無論如何降頻沒有好處，只有壞處，所以一定要解決。
        電感或變壓器的選擇
        相同的驅(qū)動電路，用a生產(chǎn)的電感沒有問題，用b生產(chǎn)的電感電流就變小了。遇到這種情況，要看看電感電流波形。有的沒有注意到這個現(xiàn)象，直接調(diào)節(jié)sense電阻或者工作頻率達到需要的電流，這樣做可能會嚴重影響LED的使用壽命。
        所以說，在設(shè)計前，合理的計算是必須的，如果理論計算的參數(shù)和調(diào)試參數(shù)差的有點遠，要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時，L會變小，導致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升，那么LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下，只能看著光衰了。
        LED電流大小
        大家都知道LED的ripple過大的話，LED壽命會受到影響，影響有多大，也沒見過哪個說過。以前問過LED廠這個數(shù)據(jù)，他們說30%以內(nèi)都可以接受，不過后來沒有經(jīng)過驗證。建議還是盡量控制小點。如果散熱解決的不好的話，LED一定要降額使用。也希望有能給個具體指標，要不然影響LED的推廣。
    4層電路板加工
    作為一個微電子的IC learner，這個學期也有一門課：《微電子器件》，今天我就來聊聊基本的器件：CMOS器件及其電路。在后面會聊聊鎖存器和觸發(fā)器。
    今天的主要內(nèi)容如下所示：
    ·MOS晶體管結(jié)構(gòu)與工作原理簡述
    ·CMOS單元電路與版圖
    ·CMOS門電路
    ·CMOS的功耗表示
    老實說，CMOS比較偏微電子器件，微電子器件還真難...這里我就說一些做數(shù)字設(shè)計或許要了解的東西吧（以后要是有必要，會補充）。
    1、MOS晶體管結(jié)構(gòu)與工作原理簡述
    我們或多或少知道，晶體管在數(shù)字電路中的主要作用就是一個電子開關(guān)，通過電壓或者電流，控制這個“開關(guān)”開還是關(guān)。晶體管大概有兩種分類：一種是雙極性晶體管（BJT，bipolar  junction  transistor），另外一種是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET或者MOS，metal-oxide-semiconductor  field effect transistor）。我們這里主要來聊聊MOS了，那個BJT在現(xiàn)在數(shù)字IC設(shè)計中已經(jīng)不是主流工藝了。
    ①MOS晶體管分為PMOS和NMOS，是哪一類MOS取決于襯底和摻雜濃度。至于是怎么形成的，這太復雜了，簡單的三言兩語說不清楚，這里干脆就不說了，我們直接來看他們的截面圖和簡單地講解它們的工作原理好了（以下均以NMOS為例）。
    NMOS晶體管的橫截面結(jié)構(gòu)如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    底層是硅晶元圓襯底（substrate）(Body Si那里),頂上是導電的柵極（gate），中間是二氧化硅構(gòu)成的絕緣層。在過去柵極是由金屬構(gòu)成的，因此叫做金屬-氧化物-半導體，現(xiàn)在的柵極使用的是多晶硅（poly）。MOS結(jié)構(gòu)中，金屬(多晶硅)與半導體襯底之間的二氧化硅會形成一個電容。
    好吧，上面那一段看不懂也沒關(guān)系，也不重要，需要你記住的是，上述的NMOS晶體管中，襯底是P型的，襯底上有兩個n型的摻雜區(qū)域分別稱為源極（Source）和漏極（Drain）（其實你把左邊定義為漏而右邊定義為源也沒有問題，因為這個時候這個器件是對稱的，在連接電源和地之后，S和D才真正確定）,中間上面的稱為柵極（Gate），這就是NMOS的三個電極了（實際上的MOS是一個4端器件，它的襯底也是一個端）。下面來說一下他們怎么工作。
    前面我們說了，晶體管的作用就是大致就是一個開關(guān)，在電流或者電壓的控制下進行開和關(guān)，對于NMOS晶體管，我們現(xiàn)在給它加上電壓，讓它開始工作：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    如上左圖所示，加上電壓后，所謂的源極，就相當于電子的源頭；所謂的漏極，就相當于漏出電子的開口；而中間的柵極，就像控制開關(guān)一樣：一方面通過控制在柵極施加的高電平電壓，使源漏之間出現(xiàn)溝道，電子通過溝道從源極流向漏極，電流的方向也就是從漏到源了，從而進行導電，也就是“開關(guān)”打開的的時候（由于是形成的N溝道，也就是電子導電，因此成為N型CMOS）。另一方面再通過控制在柵極施加低電平電壓，讓溝道關(guān)斷，因此就源漏之間就關(guān)斷了，也就是“開關(guān)”關(guān)斷的時候。上面就是NMOS的結(jié)構(gòu)和工作流程了。（PMOS的工作流程恰好相反：通過控制在柵極施加的低電平電壓，進行打開，而通過控制在柵極施加高電平電壓，讓溝道關(guān)斷。）
    注意：柵極的電壓達到一定數(shù)值時，溝道才會形成，溝道形成時的電壓稱為閾值電壓（Vth）。
    ②下面我們來看一下I-V特性曲線（注意這兩個稱呼，一個是轉(zhuǎn)移特性曲線，一個是輸出特性曲線）：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    在前面我們知道，對于NMOS，源極(S)是接地的，漏極（D）是接數(shù)字電源的，在工作的時候，一般Vds是不變的，然后根據(jù)柵極（G）上的電壓決定溝道是否導通。工作的時候，Vg的值（也就是輸入信號的電壓值）是一個定值，要么高電平（可能有波動），要么是低電平，從這里我們也知道NMOS工作的時候，是有電流從電源（VDD）流到地（GND）的（也就是從D流到S的），在電源電壓不變的時候，這個電流隨著柵極上的電壓而。
    ③接著我們看看MOS的內(nèi)部自個形成的電容（寄生電容），如下圖所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    主要分為：
    （1）柵和溝道之間的氧化層電容C1；
    （2）襯底和溝道之間的耗盡層電容C2；
    （3）多晶硅柵與源和漏的交疊而產(chǎn)生的電容C3 和C4；
    （4）源/漏區(qū)與襯底之間的結(jié)電容C5與C6。
    好吧，其實這些個MOS這個電容我們看看就好了，畢竟我們不是做器件的。
    2、CMOS單元電路與版圖
    在現(xiàn)在工藝中，我們主要使用的是成為CMOS（互補型半導體，Complementary MOS）的工藝，這種工藝主要就是把PMOS和NMOS這兩類晶體管構(gòu)成一個單元，稱為CMOS單元或者反相器單元，其結(jié)構(gòu)把PMOS和NMOS同時集成在一個晶元上然后柵極相連，漏極相連，下面是它的結(jié)構(gòu)圖（關(guān)于電路符號和功能將在后面講）：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    在上圖中，左邊是NMOS，右邊是PMOS。A是共連柵極輸入，Y是共連漏極輸出，VDD連接PMOS的源極，GND連接GND。
    下面電路符號圖了，上面的那個CMOS反相器對于的電路符號圖如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    現(xiàn)在我們就來分析一下這個CMOS反相器的工作原理來說明這個為什么CMOS工藝是主流吧：
    A當輸入信號A=1時，PMOS關(guān)斷，NMOS打開，輸出信號Y的電壓相當于GND的電壓，也就是Y=0；在這個過程中，從VDD到GND這一個供電回路都沒有導通，因此理論不存在電流從VDD流到GND，因此功耗為0.
    B當輸入信號A=0時，PMOS打開，而NMOS關(guān)閉，輸出信號Y=VDD=1，但是從VDD到GND這一個供電回路也沒有導通，因此理論上也不存在電流從VDD流到GND，因此功耗也為0。
    C因此可以得出，理論上反相器進行傳輸信號時，沒有功耗（好吧，我們應該這樣說：功耗極其地低），這就是為什么使用CMOS的工藝的原因。
    下面我們來看一下CMOS單元的版圖：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    左邊是CMOS的電路符號，右邊是版圖（這個版圖先湊合著看），下面來說一下這個版圖吧：
    首先是從下往上看，金屬（藍色）連接到數(shù)字地（Vss）上面；白色背景紅色虛線邊框的P阱區(qū)域是為說明，下面的綠色摻雜區(qū)域形成的是NMOS，上面綠色摻雜區(qū)域形成的是PMOS；
    然后   綠色的摻雜區(qū)域  分布在  紅色的多晶硅附近，然后多晶硅連在一起（也就是把PMOS和NMOS的柵極連在一起），然后通過金屬引出（那個X表示通孔）為輸入Vi。
    然后下面的NMOS的源極通過通孔跟金屬連在一起（綠色跟藍色通過X連在一起）；NMOS和PMOS的漏極通過通孔連接到同一塊金屬上面然后當做輸出。
    PMOS的源極通過通孔連接到金屬然后連接到了數(shù)字電源上。
    更加抽象（好看一點）的圖如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    版圖的基本知識就到這好了，更詳細的知識還是查看更的書籍吧。
    3、CMOS門電路
    ①CMOS非門：上面的一個CMOS單元的功能就是非門的功能了，因此CMOS非門也就是這個CMOS的單元，也稱為反相器。其電路結(jié)構(gòu)就是反相器的電路結(jié)構(gòu)。
    ②（二輸入）CMOS與非門（NAND）：
    直接上圖吧，CMOS與非門的電路符號結(jié)構(gòu)如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    （PMOS的電路符號柵極處本來應該有個小圈圈，表示低電平有效的）
    ③（二輸入）CMOS或非門(NOR)的電路符號和工作原理如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    （PMOS的電路符號柵極處本來應該有個小圈圈，表示低電平有效的）
    數(shù)字邏輯電路都可以由上面的三種電路化簡構(gòu)成，也就是說一個電路可以由NAND或者NOR電路構(gòu)成，我們來看看他們的特點來推導數(shù)字CMOS電路的特點。
    容易知道（反正我們就當做結(jié)論好了）：
    反相邏輯門的通用結(jié)構(gòu)如下所示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    此外我們也注意到，使用到與功能的時候，NMOS網(wǎng)絡(luò)是串聯(lián)的；使用或功能時，NMOS網(wǎng)絡(luò)是并聯(lián)的。因此可以這么記憶：要NOMS都一起，才能一起（與），只要NMOS其中一個就可以（或），與還是或，可以根據(jù)NMOS的串并結(jié)構(gòu)判斷。
    然后設(shè)計多少個輸入的NXXX門，就把多少個NMOS串/并聯(lián)起來，然后PMOS就是并/串就可以了。
    4、CMOS的功耗表示
    功耗是單位時間內(nèi)消耗的能量，在數(shù)字系統(tǒng)中的功耗主要包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗，我們將從CMOS電路角度聊聊靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗。
    CMOS的靜態(tài)功耗：當CMOS不翻轉(zhuǎn)/不工作時的功耗。在CMOS都不工作時，也就是晶體管都處于截止狀態(tài)的時候，從VDD到GND并不是完全沒有電流流過的，還是有些微電流從電源流到地，這個靜態(tài)電流Idd稱為電源和地之間的漏電流，跟器件有關(guān)（至于漏電流是怎么引起的，這里就不再闡述了）。初中的時候，我們就學過P=UI，因此靜態(tài)功耗就可以這樣表示 :
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    CMOS的動態(tài)功耗是信號在0和1變化之間，電容充放電所消耗的功耗。我們知道，不僅僅CMOS器件有寄生電容，導線間也有電容。將電容C充電到電壓Vdd所需要的能量CVdd^2。如果電容每秒變換f次（也就是電容的切換頻率為f，在一秒內(nèi)，電容充電f/2次，放電f/2次），由于放電不需要從電源那里獲取功耗，因此動態(tài)功耗就可以這樣表示：
    IC設(shè)計：CMOS器件及其電路
    PS：上面主要是列舉了一些主要的功耗，比如動態(tài)功耗中除了翻轉(zhuǎn)時電容消耗功耗外，還有在柵極信號翻轉(zhuǎn)的時候PMOS和NMOS同時導通引起的短路功耗。
    這里不一一陳述，主要是考慮上面的那兩種功耗。也許后面記載低功耗設(shè)計的時候會詳細說明一下。

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