DIP 開關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

自 20 世紀(jì) 70 年代以來，DIP（雙列直插式封裝）開關(guān)便一直使用至今。這種開關(guān)使用廣泛，支持 OEM 和終端客戶改變已制造好的電子器件的功能。DIP 開關(guān)常常用于設(shè)置區(qū)域代碼，以使某些設(shè)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(nèi)存為何類型。

DIP 開關(guān)是由一組開關(guān)組成的單一裝置，通常安裝在 PCB 或試驗(yàn)板上。這種開關(guān)執(zhí)行最基本的操作，開關(guān)位置必須手動(dòng)設(shè)置，因此在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)很容易確定其狀態(tài)，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(guān)非常適合于向基本系統(tǒng)固件提供輸入，因?yàn)椴恍枰嗌儆?jì)算能力就能確定開關(guān)是否閉合。

DIP 開關(guān)的簡單性、靈活性和低成本，使它在許多電子應(yīng)用中得到持續(xù)使用。這些開關(guān)有多種尺寸、配置、樣式和額定功率。

客戶可以根據(jù)應(yīng)用的配置需求選擇 DIP 開關(guān)的位置數(shù)。有些 DIP 開關(guān)可以用手致動(dòng)，有些則需要特殊工具或螺絲刀來改變開關(guān)位置。

圖 1：常見 DIP 開關(guān)示例。（圖片來源：CUI Devices）

與任何開關(guān)一樣，設(shè)計(jì)人員必須規(guī)定“刀”和“擲”的數(shù)量。單刀單擲 (SPST) 開關(guān)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(guān)可用于在兩個(gè)不同的電流流經(jīng)路徑之間進(jìn)行選擇，如圖 3 所示。圖中左邊是單“刀”，右邊有兩個(gè)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(guān)通過兩個(gè)機(jī)械互連的開關(guān)控制兩個(gè)電路。當(dāng)一刀的位置改變時(shí)，另一刀也以同樣的方式改變，如圖 4 所示。每個(gè)刀都會(huì)改變流經(jīng)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(kuò)展，多個(gè)開關(guān)成對(duì)使用可實(shí)現(xiàn)多刀多擲。

圖 4：DPDT 電路圖。（圖片來源：CUI Devices）

封裝中的開關(guān)數(shù)量取決于應(yīng)用，通常有 1 至 16 個(gè)位置不等。常見 DIP 開關(guān)封裝有 8 個(gè)位置，因?yàn)樗梢杂?256 種不同的設(shè)置方式，相當(dāng)于一個(gè)八位字節(jié)表示的 256 個(gè)二進(jìn)制值。關(guān)于開關(guān)功能和常見開關(guān)類型的更多信息，請(qǐng)查閱 CUI Devices 的相關(guān)文章：Fundamentals of Switches（開關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)）。

DIP 開關(guān)類型多種多樣，各類型按操作方式命名，包括滑動(dòng)式致動(dòng)器、琴鍵式致動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器等。

滑動(dòng)式 DIP 開關(guān)通常有兩個(gè)位置——斷開或閉合、開或關(guān)、1 或 0，用作 SPST 開關(guān)。此外，還有三個(gè)位置的滑動(dòng)式 DIP 開關(guān)，中間位置通常為中性。這種類型的開關(guān)兩端都有觸頭，意味著可以配置為開/關(guān)/開，致動(dòng)器在其兩邊之間移動(dòng)。

DIP 開關(guān)可以配置為觸頭常開，致動(dòng)時(shí)形成回路，或配置為常閉，致動(dòng)時(shí)斷路。

圖 5：8 位滑動(dòng)式 DIP 開關(guān)。（圖片來源：CUI Devices）

DIP 開關(guān)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(dòng)器移動(dòng)方式對(duì)于能否輕松操作至關(guān)重要。例如，琴鍵式 DIP 開關(guān)提供與滑動(dòng)式 DIP 開關(guān)相同的功能，但開關(guān)是垂直安裝的，這樣就可以通過上下運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)。這與標(biāo)準(zhǔn)的水平安裝 DIP 開關(guān)形成鮮明對(duì)比，后者允許通過前后運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

圖 6：8 位琴鍵式 DIP 開關(guān)及其上下致動(dòng)器。（圖片來源：CUI Devices）

旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)的致動(dòng)器可在幾個(gè)位置之間旋轉(zhuǎn)，通常使用滾花旋鈕，頂部帶有螺絲刀槽。當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器時(shí)，開關(guān)的輸出在其不同位置之間變化。

圖 7：帶平面或凸起致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)。（圖片來源：CUI Devices）

此類 DIP 開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)在于可用來編碼相當(dāng)多的信息，因此電路板制造商可以用它們來提供諸多選項(xiàng)。例如，帶四個(gè)輸出引腳的旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)可以產(chǎn)生最多 16 種不同的二進(jìn)制代碼輸出配置——方便設(shè)置十六進(jìn)制值。圖 8 顯示了 16 位旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)的十六進(jìn)制代碼表，用數(shù)字 0 到 9 和字母 A 到 F 表示。

圖 8：16 位旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)的十六進(jìn)制代碼表。（圖片來源：CUI Devices）

其他樣式的旋轉(zhuǎn)式 DIP 開關(guān)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(gè)信號(hào)路由到最多四個(gè)不同的目的地，具體取決于 DIP 開關(guān)的設(shè)置。

DIP 開關(guān)很簡單，但這并不意味著可將其視為具有完全可替換的規(guī)格。要為應(yīng)用選擇最合適的 DIP 開關(guān)，請(qǐng)查閱競爭零件的制造商規(guī)格書，并比較開關(guān)的針位數(shù)和致動(dòng)器類型等因素，以及表 1 所示的因素。

表 1：選擇 DIP 開關(guān)時(shí)考慮的規(guī)格。

這些規(guī)格看上去簡單，但很重要。以超出規(guī)定性能的方式使用 DIP 開關(guān)可能導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致安全問題，有可能使系統(tǒng)無法運(yùn)行。

幾十年來，DIP 開關(guān)一直被用于配置設(shè)備，現(xiàn)在甚至被用來預(yù)配置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，配置就緒后再部署到家庭或工廠中，以減少停機(jī)時(shí)間。其他常見的應(yīng)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(yè)設(shè)備通電的情況下對(duì)設(shè)備進(jìn)行測試。

還有許多其他形式的 DIP 開關(guān)。這些開關(guān)的相同之處在于簡單、靈活、成本低，這意味著它們還會(huì)有新的用途和應(yīng)用。CUI Devices 提供一系列滑動(dòng)式、琴鍵式和旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器類型的 DIP 開關(guān)，以滿足各種設(shè)計(jì)需求。