自 20 世紀 70 年代以來,DIP(雙列直插式封裝)開關便一直使用至今。這種開關使用廣泛,支持 OEM 和終端客戶更改已制造好的電子器件的功能。DIP 開關常常用于設置區域代碼,以使某些設備在不同地方以不同方式工作,或者改變車庫開門器使用的無線電頻道,或者告知 PC 主板已插入的內存為何類型。 DIP 開關基礎知識 DIP 開關是由一組開關組成的單一裝置,通常安裝在 PCB 或試驗板上。這種開關執行最基本的操作,開關位置必須手動設置,因此在系統啟動時很容易確定其狀態,而薄膜鍵盤等器件則不同,薄膜鍵盤必須由微控制器輪詢。這種簡單性使 DIP 開關非常適合于向基本系統固件提供輸入,因為不需要多少計算能力就能確定開關是否閉合。 DIP 開關的簡單性、靈活性和低成本,使之在許多電子應用中得到持續使用。這些開關有多種尺寸、配置、樣式和額定功率。 客戶可以根據應用的配置需求選擇 DIP 開關的位數。有些 DIP 開關可以用手致動,有些則需要特殊工具或螺絲刀來改變開關位置。 圖 1:常見 DIP 開關示例。(圖片來源:CUI Devices) 與任何開關一樣,設計人員必須規定“刀”和“擲”的數量。單刀單擲 (SPST) 開關既可以閉合以使電流通過,也可以斷開以阻斷電流(見圖 2)。 圖 2:SPST 電路圖。(圖片來源:CUI Devices) 單刀雙擲 (SPDT) 開關可用于在兩個不同的電流流經路徑之間進行選擇,如圖 3 所示。圖中左邊是單“刀”,右邊有兩個端子選擇,電流可以被“投擲”或重定向。 圖 3:SPDT 電路圖。(圖片來源:CUI Devices) 雙刀雙擲 (DPDT) 開關通過兩個機械互連的開關控制兩個電路。當一個刀的位置改變時,另一個刀也以同樣的方式改變,如圖 4 所示。每個刀都會改變流經其中的電流方向,使其流向電路中的不同路徑。這種方法可以擴展,多個開關成對使用可實現多刀多擲。 圖 4:DPDT 電路圖。(圖片來源:CUI Devices) 封裝中的開關數量取決于應用,通常有 1 至 16 個位置不等。常見 DIP 開關封裝有 8 個位置,因為它可以有 256 種不同的設置方式,相當于一個八位字節表示的 256 個二進制值。關于開關功能和常見開關類型的更多信息,請查閱 CUI Devices 的相關文章:開關基礎知識。 常見 DIP 開關類型 DIP 開關類型多種多樣,各類型按操作方式命名,包括滑動式致動器、琴鍵式致動器、旋轉式致動器等。 滑動式 DIP 開關通常有兩個位置——斷開或閉合、開或關、1 或 0,用作 SPST 開關。此外,還有三個位置的滑動式 DIP 開關,中間位置通常為中性。這種類型的開關兩端都有觸頭,意味著可以配置為開/關/開,致動器在其兩邊之間移動。 DIP 開關可以配置為觸頭常開,致動時形成回路,或配置為常閉,致動時斷路。 圖 5:8 位滑動式 DIP 開關。(圖片來源:CUI Devices) DIP 開關常用于需要安裝在狹小外殼中的電路板上,因此形狀、尺寸以及致動器移動方式對于能否輕松操作至關重要。例如,琴鍵式 DIP 開關提供與滑動式 DIP 開關相同的功能,但開關是垂直安裝的,這樣就可以通過上下運動來致動。這與標準的水平安裝 DIP 開關形成鮮明對比,后者允許通過前后運動進行致動。 圖 6:8 位琴鍵式 DIP 開關及其上下致動器。(圖片來源:CUI Devices) 旋轉式 DIP 開關的致動器可在幾個位置之間旋轉,通常使用滾花旋鈕,頂部帶有螺絲刀槽。當用戶旋轉致動器時,開關的輸出在其不同位置之間變化。 圖 7:帶平面或凸起致動器的旋轉式 DIP 開關。(圖片來源:CUI Devices) 此類 DIP 開關的優點在于可用來編碼相當多的信息,因此電路板制造商可以用它們來提供諸多選項。例如,帶四個輸出引腳的旋轉式 DIP 開關可以產生最多 16 種不同的二進制代碼輸出配置——方便設置十六進制值。圖 8 顯示了 16 位旋轉式 DIP 開關的十六進制代碼表,用數字 0 到 9 和字母 A 到 F 表示。 圖 8:16 位旋轉式 DIP 開關的十六進制代碼表。(圖片來源:CUI Devices) 其他樣式的旋轉式 DIP 開關可配置用作單刀雙擲、三擲或四擲的 SPDT 器件。例如,這可用于將單個信號路由到最多四個不同的目的地,具體取決于 DIP 開關的設置。 DIP 開關主要規格 DIP 開關很簡單,但這并不意味著可將其視為具有完全可互換的規格。要為應用選擇最合適的 DIP 開關,請查閱競爭零件的制造商規格書,并比較開關的針位數和致動器類型等因素,以及表 1 所示的因素。 表 1:選擇 DIP 開關時考慮的規格。 這些規格看上去簡單,但很重要。使用的 DIP 開關超出規定的性能要求可能導致問題,如觸頭之間形成電弧(糟糕),甚至觸頭自己焊接在一起(更糟)。這兩種情況都會導致安全問題,有可能使系統無法運行。 結語 幾十年來,DIP 開關一直用于設備配置,現在甚至被用來預配置物聯網設備,配置就緒后再部署到家庭或工廠中,以減少停機時間。其他常見的應用包括為車庫開門器和遙控器編程,配置 PC 主板,以及在不給工業設備通電的情況下對設備進行測試。 還有許多其他形式的 DIP 開關。這些開關的相同之處在于簡單、靈活、成本低,這意味著它們還會有新的用途和應用。CUI Devices 提供了一系列滑動式、琴鍵式和旋轉式致動器類型的 DIP 開關,可滿足各種各樣的設計要求。 來源:Digi-Key 作者:Ryan Smoot,CUI Devices 技術支持工程師 |